agronomía 22-2 final.indd agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 99 editorial p ublicada en forma ininterrumpida desde 1983, la revista agronomía co-lombiana es un medio de actualización de conocimientos de gran aplica-bilidad tecnológica, que ha logrado amplia difusión ya que forma parte de importantes sistemas nacionales y mundiales de información y documentación, como es el caso de agris, de la organización de las naciones unidas para la agricultura y la alimentación (fao), y cab abstracts; por intermedio de la biblioteca de la universidad nacional de colombia tiene canje con un gran número de revistas agrícolas y se encuentra incluida en la página web de la facultad de agronomía. para avanzar en los conocimientos, las universidades y centros de investigación juegan un papel clave en la búsqueda de soluciones a los más graves y acuciantes problemas de la producción y el desarrollo, y esas soluciones deben ser conocidas por los interesados en aplicarlas o estudiarlas. es el papel que juega agronomía colombiana, al servicio del sector agrícola. y en este nuevo número, la revista trae importantes temas de investigación agraria, que esperamos sean bien recibidos por quienes están dedicados a la producción, la enseñanza y la investigación. con las instrucciones ampliadas que agricultura colombiana introdujo en el primer número de 2004, fijando las pautas para la publicación de artículos en ella, confiamos que se haya facilitado la labor de los autores. el comité editorial continuará trabajando con esmero, especialmente en los contactos con entidades científicas y otras regiones del país para que nos envíen los resultados de sus investigaciones y publicarlos en próximas ediciones. esos artículos no tienen que ser solamente el resultado de tesis de pre y posgrado, también nos interesan los frutos de proyectos de diferentes grupos de investigación reconocidos por colciencias. sea la ocasión, de darles nuestros agradecimientos a las entidades estatales y privadas que con su financiación y apoyo logístico y material han permitido la culminación de varios proyectos científicos y su posterior publicación. este número de agricultura colombiana presenta los resultados de trabajos en varias áreas. destacamos los temas ecológicos en fitoprotección y las investigaciones en fitopatología, control biológico, residuos de herbicidas, fisiología de germinación y floración, además de éstos, los relacionados con frutales, hortalizas y mercadeo. en la mora (rubus glaucus) se señala que periodos prolongados de humedad favorecen el establecimiento de infecciones del moho gris (botrytis cinerea) tan agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 100 pronto se abren los botones, y que el micelio que coloniza las estructuras florales permanece quiescente hasta la maduración del fruto. la evaluación de la eficacia de varios fungicidas aplicados al suelo y el follaje para el control de mildeo velloso (peronospora sparsa) en un cultivo de rosa (rosa sp.) muestra que los mejores resultados para su control se obtuvieron con fosetil de aluminio, asperjándolo foliarmente. una evaluación técnica sobre el control biológico del barrenador gigante de la palma (cyparissius daedalus) con la aplicación del nematodo endoparásito steinernema carpocapsae, mostró resultados promisorios empleando soluciones acuosas. en el área de flores de corte, está el estudio sobre aspectos de la fisiología de dos especies de bomarea (alstroemeriaceae), evaluando el efecto de factores que influyen en su germinación (estratificación y ácido giberélico [ga 3 ]) y en la inducción floral (ga 3 y ácido salicílico). de la uchuva (physalis peruviana) se publican dos estudios. en el primero se encontró que el tratamiento cuarentenario a 1,5º c no afecta significativamente la calidad del fruto, lo cual es un resultado clave para la apertura del mercado de este fruto en estados unidos. y el estudio de las variaciones en el balance hídrico de la uchuva bajo invernadero, esclareció que la deficiencia de agua en las primeras semanas del desarrollo del fruto es perjudicial para la producción y la calidad del fruto. en el manzano ‘anna’ se pudo comprobar que las relaciones e interacciones entre nutrientes dependen claramente del estado de desarrollo de los árboles. en el trabajo sobre el requerimiento hídrico de la berenjena (solanum melongena), bajo riego por goteo en el valle del sinú medio, se encontró que las plantas necesitan 841 mm de agua durante el ciclo del cultivo en la época seca; el tratamiento con 8 litros de agua∙planta-1∙día-1 mostró el mejor resultado económico. y en un estudio de mercado en la ciudad de bogotá se pudieron establecer posibles canales directos de venta a domicilio de productos hortícolas, principalmente para hogares con ingresos medios o altos. el contenido de este número de agronomía colombiana muestra avances científicos y tecnológicos resultantes de la creatividad y el esfuerzo de investigadores vinculados a diferentes universidades, instituciones y centros de investigación en el país. son excelentes artículos, de gran interés para la comunidad científica y los sectores comprometidos con la innovación agrícola y agroindustrial. gerhard fischer director comité editorial agronomía 22-2 final.indd preferencias de mercado y distribución para hogares de algunos vegetales y frutas para un segmento hipotético de mercado en bogotá market preferences and home distribution of some vegetables and fruits for a hypothetical segment of target market in bogotá iván montoya r.1, álvaro parrado b.2 y silvia alejandra rubio3 1 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: iamontoyar@unal.edu.co 2 ingeniero agrónomo, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: aparradob@unal.edu.co 3 ingeniera agrónoma, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: srubio_castro@hotmail.com fecha de recepción: 07 de octubre de 2004. aceptado para publicación: 01 de diciembre de 2004. resumen: para el diseño de una estrategia de mercados es necesario considerar un estudio del entorno, que oriente una elección estratégica hacia la segmentación y posicionamiento de productos y servicios. en el análisis de entorno actual, la problemática tradicional en mercadeo de productos agrícolas suele asociarse al problema de la comercialización, la cual hace parte de la variable “plaza”. el presente artículo es el fruto de un ejercicio de investigación hecho en la facultad de agronomía de la universidad nacional, bogotá, desarrollado con el propósito de determinar la posibilidad de establecer canales directos de venta de productos hortícolas, a domicilio, principalmente para hogares con ingresos medios o altos, concebidos como grupo único, con un estilo de vida asociado a parejas jóvenes sin hijos o con hijos pequeños. palabras clave: mercadeo productos agrícolas, canales directos, investigación de mercados. abstract: a study of the environment orientating strategic choice regarding product and service segmentation and positioning must be considered when designing a marketing strategy. problems usually revolve around how to sell agricultural products in such study, forming part of the place variable. the present article arises from research being done in the universidad nacional de colombia’s agronomy faculty, bogotá, aimed at determining the possibility of establishing direct channels for agricultural products, mainly for homes having average or high income and a life-style associated with young couples without children or just small children. key words: agricultural product marketing, direct channel, marketing research. agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 185-191 introducción para el diseño de una estrategia de mercados se hace fundamental considerar un estudio del entorno, que oriente una elección estratégica hacia la segmentación y posicionamiento de productos y servicios, en el marco de un mercado objetivo (en el cual opera la mezcla de mercadeo, con el propósito de establecer una posición diferenciadora). el panorama del consumo en colombia parece ser el escenario de numerosas contradicciones. las encuestas muestran que el estado de ánimo entre los empresarios se mantiene optimista, en parte debido a que la economía creció casi 4% en el año 2003 y se espera que sea similar para el presente año. por ejemplo, el gran comercio ha experimentado un importante auge, que ha conducido a la apertura de más de 90 nuevos supermercados en colombia, en los últimos 5 años (dinero, 2004). sin embargo, las ventas de alimentos en las grandes superficies, que constituyen el grueso del volumen facturado por este tipo de establecimientos (con cerca de 40% del total), vienen cayendo y en el primer trimestre de 2004 fueron inferiores en 3,7%, en términos reales, a las que registraron hace dos años en el mismo periodo. de acuerdo con un estudio de la revista dinero con invamer gallup en cuatro ciudades, con 600 encuestas telefónicas, 4% de error y 95% de confiabilidad, la participación del rubro alimentos, bebidas y tabaco en el total de los gastos en los estratos 3, 4 y agronomía colombiana 186 vol. 22 · no. 2 5-6 fueron respectivamente de 23,7%, 21,6%, 16,2%. la participación promedio para bogotá fue de 21,4% (dinero, 2004). en este escenario, y con relación al mercadeo de productos del sector agrario, la problemática tradicional en mercadeo suele asociarse al problema de la comercialización, la cual hace parte de la variable “plaza”, es decir, del funcionamiento de los canales de distribución adecuados y de la logística o distribución física (céspedes, 1998). los canales de distribución se componen de una serie de firmas o individuos que participan para posibilitar el feliz destino del flujo de productos desde el productor hasta el consumidor final. la logística, por su parte, puede ser entendida como el proceso de transporte, almacenamiento y manipulación de bienes para ajustar las necesidades de los clientes, precisadas en el mercado objetivo y en la mezcla de mercadeo de la firma (buwernett, 1998). las decisiones estratégicas en el ejercicio de distribución de la producción conducen a elegir el nivel ideal de exposición de mercado, el nivel de distribución de servicio al cliente, el tipo de canal (directo o indirecto), la propiedad del canal, los tipos de intermediarios y el control de inventarios (etzel et al., 1997). las decisiones en plaza, en cuanto a canales y logística para los productos agropecuarios, suelen ajustarse de manera tradicional a las plazas de mercado. sin embargo, y como resultado de las innovaciones en diseño de canales y el empleo de redes de medios de comunicación para favorecer la existencia de nuevos canales, entre otros, es posible comprender cómo los supermercados, las tiendas minoristas de barrio y el comercio ambulante se han abierto espacio en la distribución de estos bienes (kotler, 1985). estas alternativas en buena medida han surgido gracias a que la intermediación genera beneficios y valor agregado al consumidor, casi con el mismo costo y calidad que las alternativas tradicionales, en los siguientes aspectos: • amplían el surtido de producto • subdividen grandes cantidades de producto y favorecen la compra de muy pequeños volúmenes • sirven como fuentes de financiación • reciben información de los consumidores y anticipan necesidades futuras • favorecen la disponibilidad rápida de producto • garantizan los productos (etzel et al., 1997) el empleo de canales directos suele resultar deseable para la empresa productora, en la mayoría de los casos, ya que permite hacer intensivos los controles, reducir los costos, agregar valores subsecuentes al proceso productivo y responder con eficacia a los cambios en los gustos de los consumidores. quizás lo más determinante para el empleo de canales directos consiste en que éstos últimos permiten un contacto directo con las necesidades de los clientes y ofrecen al productor información de primera mano sobre el precio que estarían dispuestos a pagar los consumidores finales por una mezcla de bienes y servicios acorde con tales necesidades. de esto se desprende que los mejores beneficios por distribución suelen corresponder al intermediario más cercano al consumidor final. el presente artículo es el fruto de un ejercicio de investigación hecho en la facultad de agronomía de la universidad nacional, desarrollado con el propósito de determinar la posibilidad de establecer un canal directo de venta de productos hortícolas, a domicilio, principalmente para hogares con ingresos medios o altos, concebidos como grupo único, con un estilo de vida asociado a parejas jóvenes sin hijos o con hijos pequeños. métodos, resultados y discusión la encuesta fue hecha en el segundo semestre de 2002 por estudiantes de la especialización en horticultura, de la facultad de agronomía, bogotá, previa elaboración de formato de prueba. la muestra fue de 328 personas, la probabilidad de ocurrencia de cada evento se fijó a 50%, distribuida normalmente y con un error de estimación de 5,4%. en la muestra puede apreciarse que la mayoría son mujeres (67%), de estratos tres y cuatro (44% y 39%, respectivamente), y con hijos (84,5%). el 45% tiene edades que oscilan entre los 31 y 40 años y 30% entre los 20 y 30 años, como se observa en la figura 1. en la figura 2 se muestra el estado civil de las personas encuestadas, donde predominan los casados (60%). todos las familias encuestadas tienen teléfono, 56% tienen internet, 44% citófono y 18% fax. esta informamontoya et al.: preferencias de mercado... 1872004 ción es importante para determinar los canales de comunicación por los que se puede llegar a las familias en caso de querer promocionar servicios, como la entrega a domicilio de vegetales preseleccionados. en la figura 3 se presentan los ingresos de los encuestados y en la figura 4 la inversión mensual en vegetales. el 59% de los encuestados invierten entre $50.000 a $100.000 mensuales, valor que puede ser mayor si se tiene en cuenta que 23% no respondió a esta pregunta. al hacer el análisis estadístico de estas dos variables no se observó una relación clara entre ellas; es decir, el incremento en los ingresos familiares no implica necesariamente un aumento en el gasto en vegetales, lo cual concuerda con enfoques en elasticidades de productos figura 1. edad de los encuestados. figura 2. estado civil de los encuestados. figura 3. ingresos de los encuestados. figura 4. inversión mensual en vegetales de los encuestados. agropecuarios. sin embargo, en este sentido vale la pena aclarar que el encuestado suele presentar reserva a declarar el valor de sus ingresos. el total de personas que compran vegetales en el supermercado es de 71,6%, y 48% de estos lo hacen exclusivamente en este lugar, como se ilustra en la figura 5. en 60% de los casos la mujer es quien decide la compra (figura 6). figura 5. lugar donde acostumbra comprar los vegetales. figura 6. persona que decide la compra de vegetales. a la pregunta “de 10 personas que compran vegetales, ¿cuántas cree usted que comprarían productos preseleccionados (de calidad) a domicilio?”, 24% opinó que lo agronomía colombiana 188 vol. 22 · no. 2 harían cinco personas, y el restante 76% se dividió en las demás alternativas, sin mostrar una tendencia clara. en el análisis multivariado se amplía el análisis de este punto, relacionando el interés en adquirir productos a domicilio con el estrato, los ingresos y otras variables (figura 7). figura 7. personas hipotéticamente interesadas en comprar vegetales preseleccionados a domicilio. en la tabla 1 se presentan los porcentajes encontrados correspondientes a las frecuencias de compra de 33 frutas y verduras. el tomate es el producto de mayor frecuencia de compra, 24% de la población lo compra diariamente y 45% lo hace semanalmente. en esta categoría se incluyen los tomates de mesa, larga vida y el tomate chonto. lo siguen la cebolla cabezona (18% diariamente y 46% semanalmente), la naranja (16% diariamente y 44% semanalmente) y la zanahoria (14% diariamente y 46% semanalmente). otros productos con alta frecuencia de compra son, en su orden: limón, papa, cebolla larga, arveja y cilantro. los productos de menor consumo por parte de la población entrevistada son la col de bruselas (62% nunca, 22% rara vez), la berenjena (52% nunca, 24% rara vez), el rábano (40% nunca y 31% rara vez). les siguen el calabacín, la uchuva y la calabaza. en promedio, 50% prefiere comprar los vegetales semanal o quincenalmente (27% y 23%, respectivamente), y solo 6% prefiere hacerlo en forma diaria, lo cual puede explicar la baja frecuencia de compra observada en tiendas y mercados móviles (6% y 2%, respectivamente, figura 5). análisis factorial de correspondencias múltiples este método de análisis de datos permite observar las relaciones existentes entre las variables y los individuos tabla 1. frecuencias de compra de vegetales. vegetales cada día cada semana cada 15 días una vez al mes rara vez nunca apio 3% 27% 24% 16% 16% 14% acelga 1% 23% 25% 15% 19% 17% aguacate 1% 28% 30% 22% 16% 3% ajo 15% 26% 23% 18% 8% 11% arveja 9% 44% 27% 15% 3% 2% berenjena 0% 6% 10% 8% 24% 52% brócoli 1% 23% 25% 16% 16% 19% cebolla cabezona 18% 46% 24% 10% 0% 1% cebolla larga 17% 40% 24% 10% 5% 4% cilantro 9% 43% 23% 14% 8% 3% calabacín 0% 9% 14% 12% 30% 34% calabaza 0% 8% 13% 19% 29% 30% champiñones 0% 16% 26% 24% 22% 13% coles de bruselas 1% 2% 7% 7% 22% 62% coliflor 0% 21% 23% 18% 20% 18% espinaca 1% 29% 31% 19% 12% 8% fresa 2% 26% 27% 18% 19% 8% habichuela 4% 43% 29% 14% 5% 4% lechuga 6% 43% 27% 12% 10% 3% limón 16% 42% 27% 13% 2% 1% naranja 16% 44% 23% 13% 5% 1% papa 20% 37% 25% 16% 2% 0% papa criolla 4% 34% 30% 20% 10% 2% pepino cohombro 5% 28% 30% 20% 10% 8% pimentón 6% 25% 30% 21% 10% 8% plantas aromáticas 9% 17% 12% 20% 24% 19% rábanos 1% 7% 11% 10% 31% 40% remolacha 0% 12% 23% 20% 24% 22% repollo 1% 19% 21% 15% 23% 21% tomate 24% 45% 23% 6% 1% 0% uchuvas 1% 9% 13% 14% 39% 24% zanahoria 14% 46% 25% 13% 2% 1% promedio total 6% 27% 23% 15% 15% 14% estudiados en forma simultánea, evidenciando los factores que están afectando los datos obtenidos. el investigador puede hacer una ponderación de las variables, escogiendo las más importantes como variables “actimontoya et al.: preferencias de mercado... 1892004 vas”, y como variables “ilustrativas o suplementarias” las que presentan características de los individuos que complementan la información aportada por las variables activas. en este estudio se utilizó el programa spad 3.5, que organiza los datos en un plano factorial, el cual es una representación gráfica de la ubicación de las variables y de los individuos entre sí y con respecto a los ejes factoriales. las variables que se ubiquen más cerca estarán más relacionadas entre sí. en la figura 8 se presenta el plano factorial que se obtiene al poner todas las variables como activas. se observan dos grandes grupos: los que tienen un bajo consumo de hortalizas, que las compran quincenalmente, mensualmente o rara vez, y quienes hacen un consumo frecuente de hortalizas, que adquieren estos productos diaria o semanalmente. en el primer grupo la excepción la hace el aguacate y en el segundo la papa, que muestran una relación inversa. al tomar como variables activas el estrato y los ingresos, se obtiene que las familias de estratos 4, 5 y 6 compran diariamente champiñones, rábano, repollo, remolacha, apio y otros menos frecuentes en la canasta familiar, mientras que muestran un bajo consumo de limón, tomate, zanahoria y papa. en este grupo hay personas que consumen diariamente aguacate, al tiempo que otros no lo hacen nunca, de lo que se puede deducir que el consumo de un producto determinado puede estar más ligado a consideraciones culturales que al nivel de ingresos. a medida que se incrementan los ingresos aumenta el interés de adquirir vegetales preseleccionados a domicilio. las familias de estratos 1, 2 y 3 compran diariamente vegetales como la cebolla cabezona, la arveja y la habichuela. no consumen champiñones, papa criolla y apio. estas personas no estarían interesadas en adquirir los vegetales a domicilio, como se presenta en la figura 9. conclusiones el monto de la inversión que hacen las familias mensualmente en vegetales se mantiene relativamente constante al variar el nivel de ingresos. 59% de las familias invierten entre $50.000 a $100.000 mensuales. el supermercado es el lugar predilecto para comprar los vegetales. un factor importante en la definición del figura 8. análisis factorial de correspondencias múltiples tomando todas las variables como activas. agronomía colombiana 190 vol. 22 · no. 2 figura 9. análisis factorial de correspondencias múltiples tomando estrato e ingresos como variables activas (representadas en cuadros negros). sitio de compra es la frecuencia con que se adquieren los productos. debido a que solo 6% acostumbra comprar diariamente sus vegetales, se hace menos atractivo hacerlo en tiendas y mercados móviles, para los estratos identificados. en los estratos socioeconómicos 1 2 y 3, el papel de financiación y de ventas de porciones de productos le proporcionan a la tienda un papel más destacado. las mujeres, para bogotá, son generalmente las que deciden la compra de vegetales, por lo que las estrategias de mercadeo deben ir orientadas principalmente hacia ellas. los productos con mayor frecuencia de compra son el tomate, la cebolla cabezona, la naranja y la zanahoria. los de menor consumo fueron la col de bruselas, la berenjena y el rábano; estos últimos son adquiridos principalmente por personas de estratos 4, 5 y 6. el interés en comprar productos preseleccionados a domicilio es proporcional a los ingresos y el estrato de las familias. las de mayores ingresos muestran el mayor interés por estos canales de comercialización. el mercadeo de estos productos se facilita por la buena disponibilidad de medios de comunicación como el teléfono, internet y citófono. agradecimientos los autores desean expresar sus agradecimientos a los estudiantes del programa de especialización en horticultura de la facultad de agronomía de la universidad nacional (segundo semestre de 2002) quienes contribuyeron con este estudio en su fase preliminar, y a la profesora de la facultad de ciencias económicas de la universidad nacional, sede bogotá, luz alexandra montoya restrepo, por sus valiosos comentarios y observaciones al documento final. bibliografía buwernett, j. 1998. promoción, conceptos y estrategias. mcgraw-hill, méxico. céspedes, a. 1998. principios de mercadeo. 2da edición. ecoe, bogotá. 424 p. montoya et al.: preferencias de mercado... 1912004 díaz, l. g. 2002. estadística multivariada: inferencia y métodos. departamento de estadística, universidad nacional de colombia, bogotá. dinero. 2004. en qué gastan los colombianos. revista dinero 212, agosto 20 de 2004. etzel, m. j.; b. j. walker y w. stanton. 1997. marketing. 11a. edición. irwin/mcgraw-hill. kotler, p. 1985. dirección de mercadotecnia: análisis, planeación y control. editorial diana, méxico. 867 p. lebart, l. 1998. exploring textual data. kluwer academic, dordrecht, boston. 245 p. scheaffer, r. y w. mendenhall. 1987. elementos de muestreo. editorial iberoamérica, méxico d.f. resumen abstract el presente trabajo se realizó en el municipio de pasto, departamento de nariño, colombia, a 2.710 msnm. el objetivo fue evaluar la reacción de los clones de papa blanca, pintada, rosada tipo capiro, roja guata, roja redonda y roja loca y tres variedades mejoradas: parda suprema, roja nariño y betina, al ataque de la gota (phytophthora infestans). se utilizó un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones y nueve tratamientos. para la variable severidad los mejores genotipos fueron blanca, pintada, parda suprema y betina con un promedio de 19,72; 21,99; 23,15 y 23,62%, respectivamente. el mejor rendimiento fue obtenido por los genotipos blanca, pintada, parda suprema, betina y roja loca con 29,61; 24,66; 25,71; 27,12 y 28,05 t.ha-1, en su orden. the present work was done in the municipality of pasto, nariño department, colombia, at 2,710 m a.s.l. the objective was to evaluate the reaction of the potato clones blanca, pintada, rosada capiro, roja guata, roja redonda and roja loca and three improved varieties: parda suprema, roja nariño and betina to the late blight (phytophthora infestans) attack. a random block design with four repetitions and nine treatments was used. regarding the severity variable the best genotypes were: blanca, pintada, parda suprema and betina with means of 19.72, 21.99, 23.15 and 23.62% respectively. the genotypes blanca, pintada, parda suprema, betina and roja loca recorded the best yield with 29.61, 24.66, 25.71, 27.12 and 28.05 t·ha-1 respectively. key words: severity, clone, nariño, yield.palabras clave: severidad, clon, nariño, rendimiento. fecha de recepción: 20 de febrero de 2008. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 1 docente, facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto (colombia). cbet70@yahoo.com 2 ingenieros agrónomos, facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto (colombia). elizabethportilla@yahoo.com; hasp888@hotmail.com agronomía colombiana 26(3), 411-416, 2008 evaluación de la reacción de nueve genotipos de papa (solanum tuberosum subsp. andigena) al ataque de phytophthora infestans (mont) de bary evaluation of the reaction of nine potato (solanum tuberosum subsp. andigena) genotypes to the attack of phytophthora infestans (mont) de bary carlos betancourth g.1, elizabeth portilla b.2 y hugo salas p.2 introducción el cultivo de la papa se destaca a nivel nacional como una de las actividades agropecuarias más importantes ya que en torno a su explotación se genera el desarrollo de muchos sectores. en forma directa la papa es un producto de consumo masivo, principalmente en la dieta de los estratos de menor ingreso. indirectamente es un gran promotor de otros sectores de economía como el transporte, la industria, distribuidores de agroquímicos, producción de empaques, entre otros (fedepapa, 2002). nariño se destaca como una de las zonas productoras de papa a nivel nacional. en este departamento las variedades más cultivadas son roja, parda y capiro. de acuerdo con el censo papero 2005-2006 se reportan 25.631 ha anuales, con un rendimiento de 17.342 kg·ha-1 (minagricultura, 2006). la “gota” o tizón tardío es la enfermedad más limitante o de mayor importancia económica en la producción de este cultivo, causada por el fitopatogéno phytophthora infestans (mont) de bary que se presenta en casi todas las regiones paperas, especialmente en zonas de clima húmedo y frío, y puede destruir totalmente el cultivo en poco tiempo, razón por la cual se considera el problema más serio para su producción a nivel mundial (agrios, 2004). la mayoría de las variedades de papa sembradas en colombia son altamente susceptibles a este patógeno, y la protección de las cosechas se basa en el uso de fungicidas. si la enfermedad no es controlada a tiempo puede ocasionar pérdidas hasta del 100%. en colombia la universidad nacional, sede bogotá, lanzó variedades resistentes a la enfermedad, como parda suprema, roja nariño y betina, las cuales con el paso del tiempo han ido perdiendo su resis412 agron. colomb. 26(3) 2008 tencia y llega a utilizarse el mismo número de aplicaciones de fungicidas que en las variedades susceptibles para el control de la enfermedad. con estos antecedentes se planteó la siguiente investigación con el fin de evaluar la reacción de seis selecciones clonales de papa guata (solanum tuberosum subsp. andigena) y tres variedades mejoradas, en cuanto a componentes de rendimiento y reacción a gota (p. infestans), buscando encontrar fuentes de tolerancia a la enfermedad. materiales y métodos este ensayo se realizó en el corregimiento de mapachico, municipio de pasto, ubicado a una altura de 2.710 msnm, con temperatura promedio de 13 ºc y precipitación anual de 750 mm. se evaluaron seis selecciones clonales de papa guata (solanum tuberosum subsp. andigena): blanca, pintada, guata roja, roja redonda, rosada tipo capiro y roja loca, y las variedades mejoradas roja nariño, parda suprema y betina. se utilizó el diseño de bloques al azar con nueve tratamientos y cuatro repeticiones. el ensayo se estableció en un lote con las siguientes dimensiones: 42 m de largo por 13,2 m de ancho. cada repetición tuvo un surco de 10 m con una distancia entre sí de 1,20 m. los bloques estuvieron separados entre sí a una distancia de 0,5 m. además se estableció en todo el borde de los bloques un surco con semilla de papa susceptible a gota. para evaluar la severidad de gota (p. infestans) se tomaron cinco plantas al azar las cuales se marcaron, y en cada una 1 10 25 50 75 100 figura 1. escala modificada para evaluar severidad de gota en papa, propuesta modificada por clive (1970), expresada en porcentaje. 4132008 betancourth g., portilla b. y salas p.: evaluación de la reacción de nueve genotipos de papa... se señaló la hoja a evaluar, tomándolas como referencia para posteriores evaluaciones de severidad. para evaluar el grado de severidad se utilizó la escala gráfica propuesta por clive (1970) (figura 1), dada en porcentaje: 1, 10, 25, 50, 75 y 100%. se realizaron tres lecturas a partir de los 70 días después de la emergencia, con intervalos de 20 días entre lecturas. el índice de área foliar (iaf) se determinó estableciendo la relación entre el área foliar de la planta y el espacio que esta ocupa en el campo. el espacio ocupado por la planta se obtuvo del producto entre la distancia de siembra y la distancia entre surcos, en este caso correspondió a 0,48 m2 (gómez et al., 1999). con el fin de registrar el número de tubérculos por planta, se tomaron diez plantas al azar por cada parcela útil. para registrar el rendimiento se tomaron diez plantas al azar por cada parcela útil; se registró el peso en kg·ha-1, posteriormente se promedió la producción, y se llevó a t·ha-1. las variables evaluadas se sometieron al análisis de varianza y la prueba de significancia de tukey. los datos en porcentaje se transformaron mediante la fórmula %arcsen . los componentes de rendimiento se interpretaron mediante un análisis de regresión múltiple y un análisis de sendero para determinar cuál de los componentes o variables aportan más a la producción. resultados y discusión severidad de la gota (phytophthora infestans) los genotipos blanca, pintada, parda suprema y betina tuvieron el menor porcentaje de daño con promedios de 19,72; 23,15; 21,9 y 23,62%, respectivamente, en comparación con los genotipos roja redonda, guata roja y rosada tipo capiro, los cuales mostraron los promedios más altos en cuanto a severidad con 71,52; 71,28 y 71,18%, respectivamente (tabla 1). las diferencias en la reacción de cada genotipo se debe a la capacidad de la planta para servir como hospedante y su reacción con el patógeno; esta respuesta depende de su constitución genética y las combinaciones previas de los factores ambientales que darán respuestas diferentes a las interacciones de células y tejidos de la planta en determinado momento (niks y lindhout, 2004). los porcentajes mas bajos de tejido afectado en los genotipos pintada, blanca, parda suprema, betina y roja loca mostraron una mayor tolerancia a la enfermedad. el contacto del patógeno con el hospedante no se limita solo los genotipos parda suprema, betina y roja nariño son materiales catalogados como resistentes a la enfermedad; sin embargo en este ensayo se encontró la pérdida de esa resistencia principalmente de betina y roja nariño, esto se puede explicar probablemente por la variabilidad genética de las interacciones hospedante-patógeno, es decir por la presión de selección a la que está expuesto el patógeno, de donde surgen nuevos genes de virulencia llamadas "razas fisiológicas", capaces de vencer los genes de resistencia del hospedante. dentro de las posibles explicaciones se tiene una mutación de pérdida en el locus de avirulencia por parte del patógeno (vallejo y estrada, 2002). índice de área foliar los genotipos parda suprema, roja loca y betina obtuvieron los iaf más altos (23,36; 22,56 y 20,11, respectivamente), a diferencia de blanca y roja redonda que presentaron los iaf más bajos (11,30 y 9,86) (tabla 1). la variación de los resultados obtenidos para los distintos genotipos se debe a que presenta una arquitectura y un patrón de desarrollo específico concatenado a la influencia de las condiciones ambientales (medina, 2001). de esta forma en los genotipos guata roja, rosada tipo capiro y roja redonda el bajo iaf fue causa de la susceptibilidad a la enfermedad (tabla 1), pues el desarrollo del tabla 1. prueba de comparación de medias para severidad, índice de área foliar (iaf), número de tubérculos por planta y rendimiento obtenidos por los genotipos de papa evaluados en el corregimiento de mapachico, municipio de pasto. genotipo severidad de gota (%) iaf tubérculos por planta rendimiento (t·ha-1) blanca 19,72 c 11,30 h 17,25 a 29,61 a pintada 23,15 c 13,57 f 15,60 ab 24,66 abc guata roja 71,28 a 15,40 e 11,39 b 15,47 d roja redonda 71,52 a 11,30 h 15,13 ab 17,88 cd rosada capiro 71,18 a 12,13 g 13,38 ab 19,55 bcd roja loca 41,22 b 22,56 b 17,11 a 28,05 a roja nariño 42,80 b 17,17 d 12,85 ab 19,21 bcd betina 22,00 c 23,36 a 17,42 a 25,71 abc parda suprema 23,62 c 20,11 c 14,13 ab 27,12 ab promedios con letras distintas indican diferencias significativas según la prueba de tukey (p<0,05). en crecimiento y reproducción de p. infestans después de su establecimiento, sino la cantidad de infección que se reduce con la presencia de daños o síntomas por unidad de patógeno presente (agrios, 2004; niks y lindhout, 2004, y sañudo y betancourth, 2005). 414 agron. colomb. 26(3) 2008 patógeno ocupó gran parte del área foliar de los genotipos y disminuyó considerablemente el iaf; esto a su vez afectó directamente el rendimiento. en los genotipos pintada y blanca, el iaf fue relativamente bajo (tabla 1); en este caso el resultado fue consecuencia de su baja área foliar, lo cual está determinado por la constitución genética y la interacción con el ambiente (moreno, 2000). tabla 2. correlación para las variables severidad, índice de área foliar, número de tubérculos por planta y rendimiento. variable índice de área foliar número de tubérculos severidad de gota rendimiento 0,56* 0,8* -0,64* * altamente significativo. rendimiento los mejores rendimientos se presentaron en los genotipos blanca, roja loca, betina, parda suprema y pintada, con promedios de 29,61; 28,05; 27,12; 25,71 y 24,66 t·ha-1 respectivamente. los rendimientos más bajos se encontraron en los genotipos roja redonda y roja guata con promedios de 17,88 y 15,47 t·ha-1 (tabla 1). los genotipos que presentaron el mejor rendimiento fueron menos afectados por la enfermedad; esto permite demostrar el alto grado de asociación entre las variables severidad y rendimiento (tabla 2). de esta manera se puede afirmar que dichos genotipos tienen un mayor grado de tolerancia a la enfermedad; el hospedante que muestra tolerancia restringe las consecuencias dañinas de la infección por el parásito, mas no evita que este se desarrolle en la planta (sañudo y betancourth, 2005); además se relaciona con lo que plantea eliott (1996), “la tolerancia a la enfermedad es la capacidad de las plantas para producir una buena cosecha aun cuando sean infectadas por un patógeno. además la tolerancia es el resultado de las características hereditarias específicas de la planta hospedante que permite que el patógeno se desarrolle y propague en ella, mientras que la planta sobrevive para dar una buena cosecha”. número de tubérculos por planta el comportamiento de los genotipos blanca, parda suprema y roja loca para esta variable fue estadísticamente igual, con los promedios más altos (17,25; 17,42 y 17,11 tubérculos por planta, respectivamente) en comparación con el genotipo guata roja, el cual obtuvo el promedio más bajo: 11,39 (tabla 1). los genotipos que mostraron menor porcentaje de área foliar afectada por la enfermedad obtuvieron a su vez el número de tubérculos más alto, a diferencia de los genotipos susceptibles que obtuvieron un bajo número de tubérculos; en este caso podemos afirmar que entre estas dos variables ocurrió un grado de asociación (tabla 2), en que el número de tubérculos se vio directamente afectado por la severidad de la enfermedad. la traslocación de los carbohidratos y azúcares hacia los órganos de reserva, como son los tubérculos, está directamente relacionada con el área fotosintética de la planta, la cual se ve afectada por la presencia de un patógeno (redepapa, 2002). este caso se puede observar en los genotipos más afectados por la enfermedad, donde el número de tubérculos fue menor (tabla 1). los genotipos susceptibles a la enfermedad no alcanzaron a desarrollar un buen número de tubérculos debido a la baja disponibilidad de hidratos de carbono y fotoasimilados necesarios para el engrosamiento y buen desarrollo del tubérculo; proceso que se ve afectado por el ataque de un patógeno sobre el área foliar de las plantas, lo que influye directamente en el proceso de la fotosíntesis, en este caso inhibe el movimiento de los nutrientes hacia las hojas, estas no funcionan de manera adecuada, la fotosíntesis disminuye o cesa y se reduce total o parcialmente la cantidad de nutrientes que deben desplazarse hasta los estolones. además los tubérculos compiten por la materia seca disponible, que a su vez está influenciada por los cambios ambientales (redepapa, 2002; molina, 1997). el análisis de regresión múltiple permite establecer el siguiente modelo: rto: 0,038 (iaf)+1,62 (nº tubérculos)-0,088 (severidad) este modelo se ajusta en un r2 = 0,976, lo cual demuestra que el 97,6% de la varianza total del rendimiento se puede explicar por el efecto del índice de área foliar, número de tubérculos y severidad. la severidad tuvo un efecto negativo sobre el rendimiento, mientras que el índice de área foliar y el número de tubérculos por planta tuvieron un efecto positivo. según el análisis de sendero (figura 2), el efecto de la severidad de p. infestans sobre el rendimiento fue negativo, ya que el efecto total de la severidad sobre el rendimiento fue de –0,64, de esto –0,33 corresponde al efecto directo de la enfermedad. también esta variable afecta indirectamente al rendimiento a través de las variables índice de área foliar 4152008 betancourth g., portilla b. y salas p.: evaluación de la reacción de nueve genotipos de papa... y número de tubérculos por planta, para lo cual se tuvo un efecto indirecto de –0,3. el efecto que tuvo la severidad de la enfermedad sobre el rendimiento del cultivo fue determinante; esto se pudo observar en el caso de los genotipos roja redonda, rosada tipo capiro y roja guata los cuales presentaron un alto porcentaje de severidad (tabla 1) y al mismo tiempo mostraron los rendimientos más bajos (tabla 1). el ataque de p. infestans está dirigido principalmente al follaje; destruye los tejidos de las hojas, disminuye la fotosíntesis debido a la reducción, e incluso la muerte, de la superficie fotosintética de la planta, y afecta la producción de sus frutos (manners, 1993). el efecto total del índice de área foliar sobre el rendimiento fue positivo con valor de 0,3, de donde el -0,060 correspondió al efecto directo del índice de área foliar; los efectos indirectos totales (relación entre severidad y número de tubérculos) fueron de 0,237 (figura 2). teniendo en cuenta los resultados para iaf (tabla 1), los genotipos parda suprema, roja loca y betina presentaron los promedios más altos, a diferencia de pintada y blanca que obtuvieron un índice de área foliar relativamente bajo. pero al comparar los rendimientos se puede apreciar que no hubo diferencias significativas entre estos genotipos, siendo a la vez los más altos. en este caso se estableció que no siempre un cultivo con un bajo índice de área foliar va a tener una baja producción. esto se atribuye al potencial que tiene cada genotipo para crecer y desarrollarse, lo cual dependerá de la cantidad de energía solar que capten, la eficiencia fotosintética de sus hojas y la forma y rapidez del trasporte de los asimilados (cabezas y novoa, 2000). el efecto total del número de tubérculos por planta sobre el rendimiento fue de 0,80, del cual 0,64 correspondió al efecto directo del número de tubérculos por planta; los efectos indirectos totales (relación entre severidad e índice de área foliar) fueron de 0,15 (figura 2). el número de tubérculos por planta es una variable que influye notoriamente sobre el rendimiento, como se pudo apreciar casi en la totalidad de los genotipos (tabla 1). el rendimiento de los tubérculos en cultivo de papa está determinado por la cantidad de radiación fotosintéticamente activa interceptada por el follaje, por la eficiencia con la cual la radiación interceptada es convertida en materia seca y por la proporción de acumulación de materia seca traslocada a los tubérculos, todo lo cual incrementa la producción (rodríguez y corchuelo, 2004). figura 2. diagrama análisis de sendero. conclusiones los genotipos pintada, parda suprema, betina, roja loca y blanca presentaron un mayor grado de tolerancia a la enfermedad. las variables severidad de gota, índice de área foliar y número de tubérculos por planta tuvieron un efecto importante en el rendimiento del cultivo. el potencial productivo de un genotipo es una característica agronómica muy interesante que hace que la planta sea más eficiente en los procesos fotosintéticos. la colección y evaluación de genotipos de papa es una alternativa para encontrar fuentes de tolerancia a la gota (phytophthora infestans). agradecimientos los autores expresan sus agradecimientos a benjamín sañudo sotelo y hernando criollo, docentes de la facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño. literatura citada agrios, g. 2004. plant pathology. quinta edición. editorial limusa, méxico d.c. 310 p. redepapa-corpoica. 2002. boletín de papa. mecanismos para incrementar el número de tubérculos. en: http//www.redepapa.org. co/producciónred.html; consulta: 15 de abril de 2007. cabezas, m. y d. novoa. 2000. efectos de la remoción de hojas y frutos en la relación fuente-demanda en lulo (solanum quiseveridad índice de área foliar no. de tubérculos • severidad: -0,64 • iaf: 0,30 • no. de tubérculos: 0,80 efectos totales de las variables sobre el rendimiento: rendimiento 0,644 0,1024 0,0096 0,060 -0,283 0,145 0,1353-0,024 -0,33 416 agron. colomb. 26(3) 2008 toende). pp. 70-71. en: memorias iii seminario de frutales de clima frío moderado. manizales. clive, j. 1970. a manual of disease assessment keys for plant diseases. canandian department of agriculture. 50 p. elliott, f. 1996. mejoramiento de plantas citogenéticas. continental, méxico. 450 p. federación colombiana de productores de papa. 2002. vademécum del cultivo de la papa. grafemas, bogotá. 132 p. gómez, c., c. buitrago, m. cante y b. huertas. 1999. ecofisiología de la papa (solanum tuberosum) utilizada para consumo fresco y para la industria. revista comalfi 26, 42-55. manners, j. 1993. introducción a la fitopatología. editorial limusa, méxico d.f. 120 p. medina, f., w. chang, j. bracho, m. marín y d. esparza. 1996. efecto de la edad y el genotipo sobre el crecimiento del área foliar en el fríjol vigna unguiculata (l). walp. revista de la facultad de agronomía 13(1), 61-72. ministerio de agricultura y desarrollo rural. 2006. consolidado agropecuario acuícola y pesquero. editar, pasto. pp. 114-116. molina, l. 1997. manejo de las enfermedades del follaje de la papa causadas por hongos. pp. 79-87. en: memorias manejo sanitario del cultivo de la papa. universidad de nariño, pasto. moreno, j. 2000. manejo integrado del cultivo de la papa. 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tres repeticiones y 10 frutos por parcela. para el análisis de los datos se adoptó un diagrama causal ilustrativo, considerando la resistencia poscosecha como variable básica, y las siguientes variables explicativas: peso medio de los frutos, diámetro de la cicatriz del pedúnculo, grosor del mesocarpio, contenido de sólidos solubles y ph. se realizaron análisis de varianza, correlaciones genotípicas y multicolinealidad; y desdoblamiento de las correlaciones genotípicas por medio de análisis de ruta (portugués: “análise de trilha”). considerando separadamente los caracteres estudiados, el grosor del mesocarpio y el peso medio de los frutos son los que contribuyen en una mayor medida a explicar las variaciones en la resistencia poscosecha del tomate cherry. es posible obtener ganancias en resistencia poscosecha por medio de selección indirecta vía grosor del mesocarpio. esta ganancia será mayor si entre los frutos de mayor grosor del mesocarpio se seleccionan los que presentan menor peso. the current study was aimed at analyzing key variables involved in post-harvest resistance of cherry tomato (solanum lycopersicum var. cerasiforme) that are useful for guiding the selection of new materials in breeding programs. a completely randomized block design with three replications and 10 fruits per plot was applied. the data were analyzed by means of a causal diagram considering post-harvest resistance as the basic variable, and the following explanatory variables: fruit mean weight, peduncle scar diameter, mesocarp thickness, soluble solids content and ph. further analyses were: anova, genotypic correlations, diagnosis of multicollinearity, and the display of genotypic correlations through path analysis (portuguese: “análise de triha”). mesocarp thickness and fruit mean weight are the characters that explained cherry tomato post-harvest resistance variations to a greater extent. gains in this feature could be obtained through indirect selection of mesocarp thickness. such improvement could be optimized by further selecting lighter fruits out of those having a thicker mesocarp. key words: improvement, indirect selection, correlation analysis, solanum lycopersicum var. cerasiforme. palabras clave: mejoramiento, selección indirecta, análisis de correlación, solanum lycopersicum var. cerasiforme. fecha de recepción: 27 de marzo de 2009. aceptado para publicación: 6 de noviembre de 2009 1 departamento de biología general, universidad federal de viçosa, viçosa, mg (brasil). 2 departamento de agricultura, universidad federal de lavras, lavras, mg (brasil). 3 departamento de biología, universidad federal de lavras, lavras, mg (brasil). 4 centro de ciências agrárias, universidade federal do espírito santo, alegre, es (brasil). 5 autor de correspondencia. fabiomsobreira@yahoo.com.br agronomía colombiana 27(3), 401-406, 2009 bares y en la fabricación de diversos platos como aperitivo (machado et al., 2003). para que los frutos de tomate cherry expresen la máxima calidad organoléptica, estos deben ser colectados maduros para ser comercializados (wills y ku, 2002). sin embargo, la cosecha en una etapa más avanzada de maduración reduce de forma significativa la vida poscosecha de los fisiología y tecnología de poscosecha análisis de ruta de tomate cherry en poscosecha path analysis of cherry tomato during post-harvest fábio moreira sobreira1, 5, fabricio moreira sobreira2, carlos felipe barrera sánchez1, diogo gonçalves neder3 y frederico de pina matta4 introducción el tomate es una de las más importantes hortalizas cultivadas en el mundo. este hecho se deriva de los diversos tipos de frutos que la especie presenta y de las variadas formas de consumo que ofrece (gusmão et al., 2000; marim et al., 2005). se destaca actualmente el tomate cherry (tomate tipo cereza) (solanum lycopersicum var. cerasiforme), caracterizado por pequeños frutos con diferentes tamaños, colores y sabores, que explican su creciente uso en restaurantes, 402 agron. colomb. 27(3) 2009 frutos, convirtiéndose en un obstáculo para una mayor comercialización de este tipo de tomate (jha y matsuoka, 2005). varios autores utilizan el análisis de ruta (portugués: “análise de trilha”) centrado en la producción del cultivo (coimbra et al., 2004; marchezan et al., 2005; silva et al., 2005). sin embargo, la utilización de la metodología en otras variables básicas de igual importancia, como la resistencia en poscosecha, ha sido desestimada. el conocimiento de la correlación entre caracteres puede ser relevante cuando el objetivo es la selección simultánea de caracteres, o cuando un carácter de interés presenta baja heredabilidad, siendo de difícil identificación y respuesta para obtener ganancia genética. al seleccionar un carácter de alta heredabilidad, de fácil cuantificación e identificación, y que presente alta correlación con el carácter deseado, el mejorador podrá obtener mayores ganancias en relación con la utilización de selección directa (falconer y mackay, 1996). la cuantificación y la interpretación de la magnitud de una correlación puede ocasionar errores en la estrategia de selección, pues alta correlación entre los caracteres puede ser resultado del efecto sobre estos, de un tercero o de un grupo de caracteres (cruz y regazzi, 1994). por medio del análisis de ruta desarrollado por wright (1921) y detallado por li (1975) es posible ampliar los coeficientes de correlación en efectos directos e indirectos sobre una variable básica, cuyas estimativas son obtenidas por medio de ecuaciones de regresión considerando la normalización de las variables. además de comprender las relaciones de causa-efecto entre las variables, el desarrollo de la correlación depende del conjunto de variables estudiadas, normalmente establecidas por el conocimiento previo del mejorista, de la importancia de estas y de su posible interrelación, definidas en el diagrama de ruta (cruz y carneiro, 2003). este trabajo tuvo como objetivo analizar las principales variables relacionadas con la resistencia poscosecha en tomate cherry, y orientar la selección de materiales para programas de mejoramiento. materiales y métodos el experimento fue conducido en el centro de ciencias agrarias de la universidad federal de espírito santo (ccaufes), en el municipio de alegre, es (brasil), durante el año 2006. para el desarrollo del trabajo se utilizaron 15 accesiones de tomate cherry del banco de germoplasma del cca-ufes, las cuales fueron seleccionadas por su creciente demanda. el delineamiento experimental empleado fue de bloques completos aleatorizados, con tres repeticiones y 10 frutos por parcela. las plantas fueron cultivadas en invernadero conforme recomendaciones de filgueira (2003), siendo los frutos en estado maduro, recolectados y caracterizados con descriptores morfoagronómicos, propuestos por el international plant genetic resources institute (ipgri, 1996). la resistencia poscosecha fue evaluada en laboratorio sobre condiciones ambientales, con temperatura media de 26°c y 65% de humedad relativa del aire, siguiendo el método de aplanación no destructiva propuesto por calbo y nery (1995). está técnica es empleada en todo el mundo para la medición de la firmeza de frutos, relacionada con la presión de turgencia de las células. se realizó el análisis de varianza, estimando la correlación genotípica y el coeficiente de determinación genotípico, conforme mode y robinson (1959) y vencovsky y barriga (1992), respectivamente. fue cuantificada la multicolinearidad de la matriz x`x según los criterios indicados por montgomery y peck (1981). para detectar las variables que contribuirán para el surgimiento de la multicolinearidad, se efectuó el análisis de los elementos de auto vectores asociados a los autovalores, descrita por belsley et al. (1980). se procedió al descarte adecuado de estas, y se realizaron los desdoblamientos de las correlaciones genotípicas en efectos directos e indirectos por medio del análisis de ruta desarrollado por wright (1921). para el análisis de los datos se adoptó un diagrama casual ilustrativo considerando la variable resistencia poscosecha (rpc en kgf cm-2) como variable básica y las variables explicativas primarias: peso medio de los frutos (pmf en g), diámetro de la cicatriz del pedúnculo (dcp en mm), grosor del mesocarpio (gdm en mm), contenido de sólidos solubles totales (sst en °brix) y ph, conforme lo ilustrado en la fig 1. en esta se observa el interrelacionamiento de las variables analizadas, donde la flecha unidireccional indica el efecto directo (coeficiente de ruta) de cada variable explicativa, en cuanto la flecha bidireccional representa la interdependencia de dos variables explicativas, cuya magnitud es cuantificada por la correlación genotípica. los resultados del análisis de ruta fueron interpretados de acuerdo con vencovsky y barriga (1992), considerando que los coeficientes de correlación y efectos directos elevados indican que estas variables independientes explican parte de la alteración de la variable básica, y coeficientes de correlación positivos, o negativos, pero con efecto directo de señal diferente o insignificante, indican que variables con mayores efectos indirectos deben ser consideradas simul4032009 sobreira, sobreira, sánchez, neder y matta: análisis de ruta de tomate cherry en poscosecha táneamente para explicar la alteración de la variable básica. los análisis estadísticos fueron realizados de acuerdo con cruz et al. (2004), siendo procesados en el programa genes (cruz, 2001). resultados y discusión por medio del análisis de varianza se verificó la existencia de diferencias significativas al 1% de probabilidad por el test f en todas las variables (tab. 1), evidenciando variación entre los genotipos. se obtuvieron estimativas de correlación genotípica significativas entre todas las variables. el diagnóstico de multicolinearidad de la matriz de correlación genotípica indicó nc<100, caracterizado como multicolinearidad baja, no siendo problema para el análisis de ruta. los efectos de las variables explicativas sobre la variable básica son presentados en la tab. 2. el coeficiente de determinación del modelo de análisis de ruta (r2) superior a la unidad demuestran que las variaciones de la variable básica son totalmente explicadas por el esquema casual. figura 1. diagrama casual ilustrativo que demuestra los efectos directos e indirectos de las variables explicativas: (1) peso medio de los frutos, (2) diámetro de la cicatriz del pedúnculo, (3) grosor del diámetro del mesocarpio, (4) contenido de sólidos solubles totales y (5) ph sobre la variable básica: (y) resistencia poscosecha de los frutos. pyi: efecto directo de cada una de las cinco variables explicativas sobre la variable básica. rij: coeficiente de correlación genotípica entre las variables explicativas. tabla 1. medias, coeficientes de variación y cuadrados medios del análisis de varianza de las variables: peso medio de los frutos (pmf), diámetro de la cicatriz del pedúnculo (dcp), grosor del mesocarpio (gdm), contenido de sólidos solubles totales (sst), ph y resistencia poscosecha (rpc). fv gl cuadrados medios pmf dcp gdm sst ph rpc bloques 2 9,77 0,130 0,330 0,040 0,003 0,005 genotipo 14 293,28 ** 6,000** 4,230** 4,620** 0,070** 0,022 ** residuo 28 9,42 0,400 0,180 0,500 0,030 0,007 media cv (%) 14,96 3,63 3,36 3,31 4,30 0,56 20,52 17,42 12,78 21,30 3,78 15,50 **significativo al 1% de probabilidad por el test f. rpc (y) pmf (1) dcp (2) gdm (3) sst (4) ph (5) py1 py2 py3 py4 py5 r12 r23 r34 r45 r35 r25 r15 r14 r24 r13 404 agron. colomb. 27(3) 2009 para la variable pmf, con coeficiente de correlación positivo de 0,495 y efecto directo negativo (-0,660) sobre la rpc, se observa que la correlación genética es causada principalmente por los efectos indirectos, no existiendo relación de causa-efecto. en este caso, caracteres casuales indirectos y significativos deben ser considerados simultáneamente en el proceso de selección, como es sugerido por cruz y regazzi (1997). entre los efectos indirectos, se destaca el elevado efecto positivo de la variable gdm sobre la variable básica (1,410), lo cual evidencia que a pesar de que la variable explicativa se presenta positivamente correlacionada con la variable básica, la selección por medio de la variable pmf solamente será eficiente al aumentar la rpc, si son considerados simultáneamente los efectos indirectos vía gdm. de esta forma, la selección indirecta usando la obtención de ganancias en rpc vía pmf deberá ser realizada en frutos de menor peso y, dentro de estos, los que presenten mayor grosor. la variable dcp presenta baja correlación positiva (0,243) y efecto directo negativo de reducida magnitud (-0,161) sobre la variable básica. no se recomienda para selección indirecta la utilización de variables que presentan bajos valores de correlación y efecto directo sobre la variable básica, siendo descartada la utilización de la variable dcp. en relación con la variable gdm, se observa correlación positiva de elevada magnitud (0,772), asociada a un alto efecto directo positivo sobre la variable básica (1,549), indicando relación causa-efecto. según severino et al. (2002), es importante, para fines de mejoramiento, identificar las características de alta correlación con la variable básica, aquellas de mayor efecto directo en sentido favorable a la selección, de modo que la respuesta correlacionada por medio de la selección indirecta sea eficiente. de esta forma, la variable gdm se destaca como la principal variable para ser considerada cuando se practica la selección indirecta para rpc. los efectos indirectos negativos de otras variables sobre la variable básica causan una reducción de la magnitud de la correlación. entre estos efectos, se destaca el efecto indirecto de la variable pmf sobre la variable básica (-0,601). la presencia de efectos indirectos negativos muestra la dificultad en seleccionar solamente con base en el comportamiento de la variable principal. vencovsky y barriga (1992) relatan que, aparentemente, no existe un método adecuado para maximizar la respuesta a la selección considerando apenas los componentes principales de la variable principal. en este caso, los autores sostienen que es necesario aplicar una selección restricta, pensando en eliminar los efectos indirectos indeseables para aprovechar el efecto directo existente. así, la selección para una única característica sobre la variable gdm será menos eficiente en promover el mejoramiento para la variable básica rpc que la selección restricta, pues la restricción permitirá la selección de los frutos de mayor tabla 2. estimativas de los efectos directos e indirectos de las variables explicativas: peso medio de los frutos (pmf), diámetro de la cicatriz del pedúnculo (dcp), grosor del mesocarpio (gdm), contenido de sólidos solubles totales (sst) y ph sobre la variable básica: resistencia poscosecha (rpc). variable efecto estimativa variable efecto estimativa pmf directo sobre rpc -0,660 sst directo sobre rpc 0,336 indirecto vía dcp -0,117 indirecto vía pmf 0,254 indirecto vía gdm 1,410 indirecto vía dcp 0,043 indirecto vía sst -0,129 indirecto vía gdm -0,586 indirecto vía ph -0,006 indirecto vía ph 0,139 total 0,495 total 0,187 dcp directo sobre rpc -0,161 ph directo sobre rpc 0,343 indirecto vía pmf -0,482 indirecto vía pmf 0,012 indirecto vía gdm 0,981 indirecto vía dcp 0,001 indirecto vía sst -0,090 indirecto vía gdm 0,244 indirecto vía ph -0,003 indirecto vía sst 0,136 total 0,243 total 0,738 gdm directo sobre rpc 1,549 gdm indirecto vía sst -0,127 indirecto vía pmf -0,601 indirecto vía ph 0,054 indirecto vía dcp -0,102 total 0,772 coeficiente de determinación (r2) 1,14597 4052009 sobreira, sobreira, sánchez, neder y matta: análisis de ruta de tomate cherry en poscosecha grosor, y dentro de estos la selección de los que presentan menor pmf, eliminando la influencia del efecto indirecto indeseable sobre la variable básica y, por consiguiente, proporcionando mayor incremento de la rpc. considerando la variable sst, se observó correlación baja (0,187) y reducido efecto directo positivo (0,336) sobre la rpc. según los conceptos expuestos arriba, esta variable debe ser descartada para selección indirecta. la variable ph presenta correlación elevada de 0,738 y efecto directo positivo sobre la variable básica (0,343), lo cual demuestra baja relación de causa-efecto. la selección vía ph también puede permitir la obtención de ganancia en la variable básica, a través de los efectos indirectos de las variables, gdm y sst, correspondiendo a 0,244 y 0,136, respectivamente. sin embargo, las ganancias en rpc serán reducidas debido a los bajos efectos directos e indirectos sobre la variable básica, no siendo indicada la utilización de esta variable para la selección indirecta. en la revisión de la literatura no fue encontrado ningún trabajo con análisis de ruta aplicado a poscosecha en tomate cherry, lo que resalta la importancia de esta investigación. la mayoría de los trabajos han relacionado el análisis de ruta a caracteres productivos en diversos cultivos (hidayatullah et al., 2008; lopes et al., 2007; marchezan et al., 2005; silva et al., 2005; coimbra et al., 2004). el presente estudio demuestra que así como los componentes de rendimiento, otras variables básicas deben ser más utilizadas, vista la relevancia y utilidad que poseen en la selección indirecta de materiales, conforme es elucidado por falconer y mackay (1996). conclusiones el grosor del mesocarpio y el peso medio de los frutos son los caracteres que aisladamente explican más las variaciones en la resistencia poscosecha de tomate cherry. ganancias en resistencia poscosecha pueden ser obtenidas por medio de selección indirecta vía grosor del mesocarpio. esta ganancia será mayor si dentro de los frutos de mayor grosor del mesocarpio son seleccionados los que presentan menor peso. literatura citada belsley, d.a., e. kuh y r.e. welch. 1980. regression diagnostics: identifying influential data and sources of collinearity. john wiley & sons, new york, ny. calbo, a.g. y a.a. nery. 1995. medida de firmeza em hortaliças pela técnica de aplanação. hortic. bras. 13(1), 14-18. coimbra, j.l. m., a.f. guidolin, m.l. de almeida, l. sangoi, m. ender y a. meroto júnior. 2004. análise de trilha dos componentes do rendimento de grãos em genótipos de canola. ciência rural 34(5), 1421-1428. cruz, c.d. 2001. programa genes: versão windows: aplicativo computacional em genética e estatística. ufv, viçosa, brasil. cruz, c.d. y p.c.s. carneiro. 2003. modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. vol. 2. ufv, viçosa, brasil. cruz, c.d. y a.j. regazzi. 1994. modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. ufv, viçosa, brasil. cruz, c.d. y a.j. regazzi. 1997. modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. 2a ed. ufv, viçosa, brasil. cruz, c.d., a.j. regazzi y p.c.s. carneiro. 2004. modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. vol. 1. 3a ed. ufv, viçosa, brasil. falconer, d.s. y t.f.c. mackay. 1996. introduction to quantitative genetics. 4a ed. longman, essex, uk. filgueira, f.a.r. 2003. novo manual de olericultura: agrotecnologia moderna na produção e comercialização de hortaliças. 2a ed. ufv, viçosa, brasil. gusmão, s.a.l. de, j.g. pádua, m.t.a. de gusmão y l.t. braz. 2000. efeito da densidade de plantio e forma de tutoramento na produção de tomateiro tipo “cereja” em jaboticabal-sp. hortic. bras. 18, 572-573. hidayatullah, h., a. shakeel, g. abdul y m. tariq. 2008. path coefficient analysis of yield component in tomato (lycopersicon esculentum). pak. j. bot. 40(2), 627-635. ipgri. 1996. descriptors for tomato (lycopersicon spp.). international plant genetic resources institute, roma. jha, s.n. y t. matsuoka. 2005. determination of post-harvest storage life of tomato fruits. j. food sci. tech. mysore 42(6), 526-528. li, c.c. 1975. path analysis: a primer. 3a ed. boxwood press, pacific grove, ca. lopes, s.j., a. dal´collúcio, l. storck, h.p. damo, b. brun y v.j. dos santos. 2007. relações de causas e efeito em espigas de milho relacionadas aos tipos de híbridos. ciência rural 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acta scientiarum 24(5), 1467-1471. 406 agron. colomb. 27(3) 2009 silva, s.a., f.i.f. carvalho, j.l. nedel, p.j. cruz, j.a.g. silva, v.r. caetano, i. hartwig y c.s. souza. 2005. análise de trilha para os componentes de rendimento de grãos em trigo. bragantia 64(2), 191-196. vencovsky, r. y p. barriga. 1992. genética biométrica no fitomelhoramento. sociedade brasileira de genética, ribeirão preto, brasil. wills, r.b.h. y v.v.v. ku. 2002. use of 1-mcp to extend the time to ripen of green tomatoes and post harvest life of ripe tomatoes. postharv. biol. technol. 26(1), 85-90. wright, s. 1921. correlation and causation. j. agric. res. 20, 557-585. received for publication: 29 august, 2010. accepted for publication: 29 june, 2012. 1 food engineering program. faculty of agricultural sciences. universidad de córdoba. monteria (colombia). guillermo.arrazola@ua.es 2 department of plant breeding, centre of edafology and applied biology of the segura-consejo superior de investigaciones científicas (cebas-csic). murcia (spain). 3 departamento of analytical chemistry, nutrition and food science, faculty of sciences, university of alicante. alicante (spain). agronomía colombiana 30(2), 260-265, 2012 content of the cyanogenic glucoside amygdalin in almond seeds related to the bitterness genotype contenido del glucósido cianogénico amigdalina en semillas de almendra con relación al genotipo con sabor amargo guillermo arrázola1, raquel sánchez p.2, federico dicenta2, and nuria grané3 abstract resumen almond kernels can be sweet, slightly bitter or bitter. bitterness in almond (prunus dulcis mill.) and other prunus species is related to the content of the cyanogenic diglucoside amygdalin. when an almond containing amygdalin is chopped, glucose, benzaldehyde (bitter flavor) and hydrogen cyanide (which is toxic) are released. this two-year-study with 29 different almond cultivars for bitterness was carried out in order to relate the concentration of amygdalin in the kernel with the phenotype (sweet, slightly bitter or bitter) and the genotype (homozygous: sweet or bitter or heterozygous: sweet or slightly bitter) with an easy analytical test. results showed that there was a clear difference in the amount of amygdalin between bitter and non-bitter cultivars. however, the content of amygdalin did not differentiate the other genotypes, since similar amounts of amygdalin can be found in the two different genotypes with the same phenotype. las semillas de almendras pueden ser dulces, ligeramente amargas y amargas. el amargor en almendro (prunus dulcis mill.) y en otras especies de prunus se relaciona con el contenido de la amígdalina diglucósido cianogénico. cuando una almendra que contiene amigdalina se tritura, produce glucosa, benzaldehído (sabor amargo) y ácido cianihídrico (que es tóxico). el estudio es realizado durante dos años, con 29 variedades de almendra diferentes para la amargura o amargor, se ha realizado con el fin de relacionar la concentración de la amígdalina en el núcleo con el fenotipo (dulce, ligeramente amargo y amargo) y el genotipo (homocigota: dulce o amargo o heterocigótico: dulce o amarga un poco) por un ensayo de análisis fácil. los resultados mostraron que existía una clara diferencia en la cantidad de amigdalina entre amargo / cultivares no amargo. sin embargo, el contenido de amigdalina no diferenciaba entre los otros genotipos, ya que cantidades similares de amigdalina se puede encontrar en los dos genotipos diferentes con el mismo fenotipo. key words: kernel taste, benzaldehyde, hydrogen cyanide, prunus. palabras clave: sabor amargo, benzaldehído, ácido cianhídrico, prunus. introduction prunus kernels accumulate cyanogenic diglucoside amygdalin, which is related to bitterness (mccarty et al., 1952; conn, 1980; frehner et al., 1990; møller and seigler, 1991; swain et al., 1992; poulton and li, 1994; dicenta et al., 2002; franks et al., 2008; sánchez-pérez et al., 2008). upon disruption of tissue containing amygdalin this will be degraded by b-glucosidases with release of glucose, benzaldehyde and hydrogen cyanide (morant et al., 2008). this two-component system, each of them chemically inert, will provide the plant with a chemical defense against herbivores, insects and pathogens (conn, 1969; nahrstedt, 1985; jones, 1998; morant et al., 2003; zagrobelny et al., 2004; nielsen et al., 2006; zagrobelny et al., 2007a; zagrobelny et al., 2007b), as a source of energy reserves. in the almond (prunus dulcis mill.), bitterness is controlled by a single gene, sk (sweet kernel gene), which is dominant over the bitter gene (heppner, 1923; heppner, 1926; grasselly and l’amandier, 1972; kester et al., 1977; gharbi, 1981; vargas and romero, 1988; dicenta and garcía, 1993; dicenta et al., 2007). the sk gene has been localized in linkage group five in different genetic linkage maps, but its function is still unknown. as a result of the development of genetic linkage maps, some molecular markers have been found close to the sk locus (joobeur et al., 1998; bliss et al., 2002; sánchez-pérez et al., 2007). however, a marker allele associated with the bitterness allele remains to be identified. recently, amygdalin and, its precursor, prunasin (cyanogenic monoglucoside) content, and the enzymes involved in the amygdalin pathway, have been studied in four 261arrázola, sánchez p., dicenta, and grané: content of the cyanogenic glucoside amygdalin in almond seeds related to the bitterness genotype different almond genotypes (sánchez-pérez et al., 2008). distinct cellular localizations of the enzymes involved in the degradation pathway, possibly involving a seed coat prunasin hydrolase, have also been suggested to be related to bitterness in the almond (sánchez-pérez et al., 2008). furthermore, an enzyme involved in the biosynthetic pathway has also been related to bitterness in the almond (franks et al., 2008). on the other hand, most of the cultivated almond cultivars are heterozygous for this trait, mainly sweet, although some of them are slightly bitter. when two heterozygous cultivars are crossed in breeding programs, 25% of the offspring will be bitter and therefore eliminated from the breeding process, since the industry is mainly interested in sweet-kernelled cultivars. this disadvantage reduces the efficiency of breeding programs, and it is especially frequent when a self-compatible progenitor is used since most of the self-compatible cultivars are heterozygous for bitterness (grasselly and crossa-raynaud, 1980; dicenta, 1991). this is indeed happening in the american breeding program, since the bitter p. webbi has been used as a selfcompatible progenitor. consequently, 50% of the offspring will be bitter when the other progenitor used in the cross is heterozygous, such as carmel or livingstone (ledbetter and pyntea, 2000; gradziel et al., 2001). fortunately, a study of these descendants has enabled the breeders to classify the cultivars used as progenitors as homozygous or heterozygous (grasselly and crossa-raynaud, 1980; dicenta, 1991; vargas et al., 2001), which is a very arduous (3-4 years), and therefore expensive, task. the main objective of this research is to study the variability of the amygdalin content in a representative set of almond cultivars, its relation with the phenotype (sweet, bitter or slightly bitter) and the genotype (sweet homozygous, bitter homozygous or heterozygous), in order to identify the bitterness genotype of an almond cultivar with an easy analytical test. material and methods plant material the content of amygdalin was analyzed for two years in 23 cultivars and in six descendants of the cross garrigues × tuono, provided by the almond breeding program of the centre of edafology and applied biology of the seguraconsejo superior de investigaciones científicas (cebascsic) cebas-csic, murcia (spain). the phenotype and genotype of some of these cultivars were previously determined by different authors (grasselly and crossa-raynaud, 1980; dicenta, 1991; vargas et al., 2001): • sk/sk (sweet): del cid, ferragnès, peraleja, primorskii, ramillete, titan. • sk/sk (sweet): marcona, desmayo largueta, atocha. • sk/sk (slightly bitter): garrigues, genco, tuono. • sk/sk (bitter): s3060, s3062, s3076, s3108, s3112, s3126. • sk/sk or sk/sk (genotype unknown, but sweet): achaak, bonita, carretas, cebas, colorada, ferraduel, la mona, pajarera, planeta, rumbeta, and tioga. fifty mature almond fruits were collected per cultivar and the hull and shell removed. kernels were frozen, lyophilized in a cryodos telstar lyophilizer for 48h at -85°c at 1 pa, ground, homogenized, and analyzed. two independent analyses per sample were performed. amygdalin content chromatographic determination of amygdalin levels was carried out for 0.2 g of kernel samples and extracted with 10 ml of methanol for 12 h at room temperature. kernel extractions were done with 0.1 g of polyvinylpolypirrolidone (sigma) or active carbon (norit cnr 115) to ensure the freedom from pigments, which can interfere with the chromatography. determination was performed isocratically in a waters high-performance liquid chromatography, controler model 600 (hplc) system, following a procedure similar already described (kajiwara et al., 1983), under the following conditions: waters symmetry column 250 x 4.6 mm, flow rate 1.5 ml min-1, acetonitrile:water 20:80 as eluent, 20 µl of sample, and detection under uv at 218 nm. results, expressed as mg amygdalin/100 g of dry weight (dw), were tested using analysis of variance and tukey ś test to determine differences between years and cultivars. results and discussion analysis of variance of the amygdalin content showed significant differences between cultivars and between years as well as the year x cultivar interaction (tab.1). for the majority of the cultivars (ramillete, bonita, marcona etc.), the content of amygdalin was similar in both years (tab. 2). however, in the first year the content of some cultivars was slightly lower (achaak, colorada, carretas, 262 agron. colomb. 30(2) 2012 ferraduel, s3060, s3076, etc.), or slightly higher (desmayo largueta, garrigues, s3126, s3062, and s3112). in general, there was a high variability of the amygdalin content between the studied cultivars. the average content of the bitter cultivars was much higher than the non-bitter ones (tab. 2). tukey’s test with all the cultivars showed clear differences between bitter and non-bitter (sweet and slightly bitter) cultivars, but did not between or within sweet and slightly bitter ones. within the bitter cultivars, four different groups were identified. in general, the kernel taste of cultivars is related to amygdalin content, although with some variability. in sweet cultivars such as primorskii, ramillete, bonita and cebas, amygdalin was not detected, but in others such as ferraduel or pajarera it was until 27 mg/100 g dw. in slightly bitter cultivars such as garrigues or tuono, amygdalin content table 1. amygdalin content media values (x) obtained for each cultivar, in two different years and the tukey test including all the cultivars and subtracting the bitter ones. tukey test means (mg/100 g muestra) all non-bitter flavor genotype cultivar year 1 year 2 x se year 1 year 2 x year 1 year 2 x sweet sksk primorskii nd nd nd e e e m j j ramillete nd nd nd e e e m j j titan 0.43 0.62 0.53 0.021 e e e m ij ij del cid 2.15 2.15 0.007 e e hi hi peraleja 1.76 2.56 2.16 0.021 e e e l h hi ferragnès 5.16 5.5 5.33 0.007 e e e h fg f sksk marcona 1.87 1.87 1.87 0.014 e e e kl hi hij desmayo 8.11 6.86 7.49 0.064 e e e f ef e atocha 7.28 8.02 7.65 0.007 e e e g e e sk-bonita nd nd nd e e e m j j cebas nd nd nd e e e m j j tioga 0.34 0.52 0.43 0.007 e e e m ij ij colorada 2.41 2.72 2.57 0.021 e e e jk h gh carretas 2.49 2.65 2.57 0.014 e e e j h gh planeta 3.71 4.65 4.18 0.007 e e e i g fg la mona 4.63 6.1 5.37 0.007 e e e h fg f rumbeta 5.39 5.39 0.014 e e fg f achaak 10.22 11.25 10.74 0.028 e e e e d d ferraduel 21.96 23.36 22.66 0.021 e e e c b b pajarera 27.26 27.26 0.028 e e a a s.bitter sksk genco 17.34 18.74 18.04 0.042 e e e d c c garrigues 23.81 22.93 23.37 0.014 e e e b b b tuono 25.05 25.81 25.43 0.014 e e e a a a bitter sksk s3126 2.439 2.36 2.4 0.141 d d d s3108 3.799 3.81 3.805 0.004 c c c s3062 3.87 3.784 3.827 0.001 c c c s3060 4.915 5.036 4.976 0.003 b b b s3112 5.206 5.011 5.109 0.006 b b b s3076 5.894 6.028 5.961 0.043 a a a table 2. anova of amygdalin content among varieties and years (1997, 1998), for the studied cultivars. sv sum of squares df mean square f ratio significance f main effects 571790283 29 19716906 18779.41 < 0.001 year 9362 1 9362 8.92 0.004 variety 571786321 28 20420990 19447.97 < 0.001 year x variety 107439 22 4883 4.65 < 0.001 explained 571897721 51 11213681 10680.00 < 0.001 residual 112342 107 1050 total 572010063 158 3620317 263arrázola, sánchez p., dicenta, and grané: content of the cyanogenic glucoside amygdalin in almond seeds related to the bitterness genotype was until 25 mg/100 g dw. in bitter cultivars, the detected levels were between 2400 mg/100 g dw (s3126) and almost 6000 mg/100 g dw (s3076). the number of plant species with cyanogenic glucosides is more than 2650 (seigler and brinker, 1993; bak et al., 2006). studies on passion fruit seeds (passiflorae) obtained 3.1 mg/100 g dw (chassagne et al., 1996), in lime 7000 mg/100 g dw of linamarin, and in bamboo 500 mg/100 g dw of taxiphyllin (shahidi and wanasundara, 1997). furthermore, in linen seeds, linamarin (300 mg/100 g dw) and linustatin (6000 mg/100 g dw) were detected. amygdalin has also been detected in other fruit tree kernels such as plum (4,100 mg/100 g), apricot (2,394 mg/100 g), cherry (2,306 mg/100 g) and apple (739 mg/100 g) (lucas and sotelo, 1983). in the case of apricot, different concentrations of amygdalin have been detected: 4,400 and 6,500 mg/100 g dw (femenia et al., 1995), or 5,500 and 7,000 mg/100 g dw (stoewsand et al., 1975; briggs and yuen, 1978; mandenius et al., 1983; stosic et al., 1987; voldrich et al., 1989; gómez et al., 1998; negri et al., 2008). in bitter almond kernels, amygdalin levels were 5,808 mg/100 g dw (corradi and micheli, 1982; shahidi and wanasundara, 1997). another analysis determined 926 mg of amygdalin/100 g dw for the bitter variety sassari 11 and 106 mg/100 g dw in the sweet variety arrubia, but in the sweet variety texas, amygdalin was not detected (usai and d’hallewin, 1992). amygdalin content in sweet cultivars and slightly bitter ones from sicily and apulia was higher than the american or russian ones, except for the american variety perlees (barbera et al., 1987). in fact, the content detected by these authors was much higher than the content detected in this study for cultivars such as genco (390 versus 18 mg/100 g) and tuono (750 versus 25 mg/100 g). recently, 9 µmol/100 mg fresh weight (fw) of amygdalin (4,082 mg amygdalin/100 g fw) was detected in the bitter genotype s3067 (sánchez-pérez et al., 2008). in general, the differences in amygdalin levels found in bitter cultivars of different prunus species are within the range determined in this study (2,400-6,000 mg/100 g), with the exception of the results already mentioned (barbera et al., 1987; shahidi and wanasundara, 1997). in order to detect some differences within the non-bitter group, we analyzed the data without the bitter cultivars, since their amygdalin content was much higher. analysis of variance only with non-bitter cultivars showed significant differences between cultivars and between years, the same as when all the genotypes were included (tab. 3). the tukey’s test did not differentiate sweet and slightly bitter cultivars (tab. 2). in general, sweet cultivars had less amygdalin than the slightly bitter ones, although some sweet cultivars (ferraduel and pajarera) had similar or higher amygdalin content than some slightly bitter ones. tukey’s test neither distinguised between homozygous and heterozygous sweet cultivars. in general, sweet homozygous cultivars (sk/sk) contained lower levels of amygdalin than the sweet heterozygous ones, but marcona (sk/sk) had a lower content than del cid, peraleja and ferragnès (sk/sk). despite the lack of differences between sk/sk and sk/sk sweet cultivars, we tried to classify the cultivars of an unknown genotype into these groups. so, bonita, cebas and tioga may be sk/sk and achaak, ferraduel and pajarera sk/sk. the rest of the sweet cultivars could not be classified based on the amygdalin content. it has been shown that the heterozygous slightly bitter cultivars, like garrigues, tend to generate more slightly bitter descendants than other heterozygous sweet cultivars (dicenta and garcía, 1993). therefore, the slightly bitter cultivars may pass to the offspring the capacity to produce the slightly bitter taste, apart from the level of amygdalin. conclusions we can conclude that there is a high variability in amygdalin content among the studied cultivars, being this content characteristic for each variety and quite stable year by year. table 3. anova of amygdalin content among varieties and years (1997, 1998), for the sweet and slightly bitter varieties. sv sum of squares df mean square f. ratio significance f main effects 9196.734 23 399.858 4761.249 < 0.001 year 1.930 1 1.930 22.985 < 0.001 variety 9176.640 22 417.120 4966.793 < 0.001 year x variety 16.713 17 0.983 11.707 < 0.001 explained 9213.448 40 230.336 2742.693 < 0.001 residual 6.887 82 0.084 total 9220.334 122 75.577 264 agron. colomb. 30(2) 2012 the bitter cultivars showed amygdalin contents much higher than the non-bitter ones; and slightly bitter ones had higher contents than sweet ones, but with some exceptions. finally, the amount of amygdalin is not a useful tool to identify sk/sk and sk/sk cultivars. therefore, further studies will be focused on the development of molecular markers for screening populations of fruit trees such as the almond with an easy pcr-based method. literature cited bak, s., s.m. paquette, m. morant, a.v. rasmussen, s. saito, n. bjarnholt, m. zagrobelny, k. jørgensen, s. osmani, t. hamann, h.t. simonsen, r. sánchez-pérez, t.b. van-heeswijck, b. jørgensen, and b.l. møller. 2006. cyanogenic glycosides, a case study for evolution and application of cytochromes p450. phytochem. rev. 5(2-3), 309-329. barbera, g., l. di marco, g. fatta del bosco, and p. inglese. 1987. behaviour of 26 almond cultivars growing under rainfed and semiarid conditions in sicily. pp. 17-32. in: colloque du grempa. reus, spain. bliss, f.a., s. arulsekar, m.r. foolad, a.m. becerra, a. gillen, m.l. warburton, a.m. dandekar, g.m. kocsisne, and k.k. mydin. 2002. an expanded genetic linkage map of prunus based on an interspecific cross between almond and peach. genome 45(3), 520-529. briggs, d.r. and d. yuen. 1978. determination of cyanide in apricot kernels. proc. nutr. soc. austral. 3(1), 103-104. chassagne, d., j.c. crouzet, 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(mashua), which were important in their family meals and culture, however, their use has declined and the area has not seen research and development processes that provide alternatives for handling, conservation, use and marketing, and now are at the risk of disappearing. this research conducted participatory assessment processes for the characterization of production systems and initiated reassessment processes of territorial heritage, identifying common sub-farm agrobiodiversity and projects for these traditional andean tuber crops in order to enhance the special and knowhow knowledge surrounding the production. en los municipios de turmequé y ventaquemada (boyacá colombia), se identificaron 20 pequeños agricultores que incluían en sus sistemas productivos los siguientes tubérculos andinos: ullucus tuberosus caldas (ruba), oxalis tuberosa molina (ibia) y tropaeolum tuberosum r. & p. (cubio), los cuales eran importantes en su alimentación familiar y su cultura, sin embargo, su consumo ha disminuido y en la zona no se han llevado a cabo procesos de investigación y desarrollo que proporcionen alternativas para su manejo, conservación, uso y comercialización, corriendo el riesgo de que desaparezcan. esta investigación realizó procesos de diagnóstico participativo para la caracterización de los sistemas productivos e inició procesos de revaloración del patrimonio territorial entorno a éstos, identificando subsistemas comunes en las fincas, la agrobiodiversidad presente y las labores tradicionales en los cultivos de tubérculos andinos, a fin de realzar las particularidades y el saber hacer que envuelve la actividad productiva. key words: agrobiodiversity, participatory research, traditional crops, peasant culture. palabras clave: agrobiodiversidad, investigación participativa, cultivos tradicionales, cultura campesina. introduction among the wide agrobiodiversity of andean tuber crops we see important cultivars, including the potato (solanum tuberosum l.), widely recognized worldwide for being the fourth most consumed food in the world (fao, 2008). in addition, three tubers from different botanical families, ullucus tuberosus caldas (ulluco), oxalis tuberosa molina (oca), and tropaeolum tuberosum r. & p. (mashua) (referred to hereafter as at) are less known, but were also domesticated in south america (tapia, 2000). the at have adaptive advantages to the andean environment, producing at 2,400-4,000 m a.s.l. (parra, 2001), where the growing conditions are unfavorable for many other crops. besides that, they have a strategic character for food security as they provide a dietary diversification alternative for society in general, especially in rural and indigenous communities due to its tradition of consumption. this research area is home to the comment by casabianca and linck (2008), defining it as “a social construction that comes from both an environmental heritage and cultural heritage”, which according to the authors implies the equity component image of a complex resource, composed of interacting elements such as an artificialized ecosystem, infrastructure, social relationships, know-how, representations and values that give structure, so you can understand that heritage is a collective memory, of past events and experiences, but with a projection capability into the future, hence the importance of reassessment by the local inhabitants of the territory. 316 agron. colomb. 29(2) 2011 in connection with these local production systems is the intangible and tangible part of cultural heritage of the territories, this fact becomes important, as the heritage “has a particular collective significance and estimated values and ties that make sense of belonging, identity and memory for a group or collective humanity” (soto, 2006) that can be used as a strategy in the process of improving the quality of life of people in the territories. production systems typical of a particular territory, form part of local economic systems and know-how of the rural population, largely determine the culture of the inhabitants of these spaces and their identity. in the rural areas of colombia, the above situation is easy to observe, and that’s how crops such as coffee (coffea arabica l.), potato (solanum tuberosum l.), sugarcane (saccharum officinarum l.) and some fruit trees have built rural cultures that cling to traditions from generation to generation, and have had a huge impact on the country, through the physical transformation of the regions and setting up the food market, to name a few. the at and the culture around them can establish a territorial patrimony of the colombian andes, however, they are undergoing a strong process of deterioration, as a result of the above, the gene cluster that exists today is represented by retained native varieties maintained and managed by indigenous and ancestral andean peasants, that due to market pressure and loss of traditional knowledge, are fading, leading to an irreversible decrease of genes, and loss of plant varieties, which “as a unique combination of genes may have a particular value and immediate use” (fao, 1996) yet unexplored, linked to this loss of regional cultural are assets associated with cultivation and consumption, which play an important role around identity processes in the territories. parra (2001), reaffirmed the above work describing “farmers who kept ulluco germplasm and other species of at, as preserving subsistence crops as cultural heritage”. in this context, this research sought through knowledge of production systems and farmers in turmequé and ventaquemada (boyacá), to determine the importance and current presence of the at in the system of home farm producers, as well as rescuing these local crops, through tools of participatory rural appraisal (pra), which “allow communities to make their own diagnosis and then begin to self-manage their own planning and development” (verdejo, 2003). materials and methods in order to characterize rural production systems turmequé and ventaquemada (boyacá), we used secondary sources of information to identify the social and economic features of the municipalities, then through participatory rural appraisal tools we took as a reporting unit, a local population, a group of 20 producers participating in the project “participatory design of sustainable alternatives for management and conservation of agrobiodiversity of at in the department of boyacá” advanced by the pontificia universidad javeriana and corporación pba. the farms were characterized spatially and distributed in two municipalities in boyacá: turmequé (16 farms in the villages: teguaneque, juratá, chiratá, pozo negro, rinchoque, rosales, joyagua, and casco urbano) and ventaquemada (4 farms in the villages: parroquia vieja, supatá, el hato, and bojirque); characterization activities were conducted during august, 2008. the characterization of production systems includes five exercises, three workshops with the entire group of farmers on: sowing, harvesting, pests and diseases of at in the territory and two years on each farm and family, and the following activities: the mental mapping of the farm and a transect tour of the site, in order to sample the agrobiodiversity in each production unit and identify subsystems. results and discussion general features of the municipalities turmequé is located in the department of boyacá, at an altitude of 2,389 m a.s.l. and belongs to the province of marquez, has an average temperature of 14°c. according to the dane census in 2005, the municipality had 7,583 inhabitants of which 2,434 (32.1%) lived in the county seat and 5,148 (67.9%) in rural areas (alcaldía municipal de turmequé, 1999). the turmequé township is characterized as being economically dependent on the agricultural sector. traditionally, the municipality has made a smallholder distribution of property from republican times to modern times, a feature that has been pronounced due to the further breaking down of estates through inheritance from fathers to sons. the calculation of the family farm unit (ffu) for the municipality of turmequé is 3.5 ha, however, according to calculations of igac in 1999 there were 5,869 farms with an average size of 1.13 ha, where 86.5% of the properties correspond 317clavijo, combariza, and barón: recognizing rural territorial heritage: characterization of andean tuber production systems in boyacá to between 0 and 2 ha, smaller than that calculated by ffu through unfavorable economic and social implications for farmers (alcaldía municipal de turmequé, 1999). the ventaquemada township is located in the central province of boyacá, 98 km away from bogota dc at an altitude of 2,630 meters; its temperature varies between 8°c and 14ºc (alcaldía municipal de ventaquemada, 2001). according to dane (2005), the population projections based on the 2005 census indicate that by the year 2009, the municipality would have 14,866 inhabitants, of whom 86% live in rural areas and 14% in urban areas (alcaldía municipal de ventaquemada, 2001). the economy of the municipality of ventaquemada depends largely on the development of agriculture, mostly on potatoes. “the soil structure is characterized by the existence of small farms, where most land has an area greater than one hectare and less than three, to a lesser proportion with estates larger than 5 ha and less than 10 ha. with minimal involvement of properties over 100 ha and less than 500 ha” (alcaldía municipal de ventaquemada, 2001). general features of the production systems characterized farm size was found to be categorized either as smallholder or microfundio (tab. 1) and a large percentage (80%) have a smaller area than calculated by ffa turmequé, which is characteristic of the agricultural structure in the municipalities of turmequé and ventaquemada as discussed above. a characteristic feature is the farms were owned by farmers or were in process of succession, making the producers owners of small production units. table 1. characterized farm size. municipality farm size (ha) < 1 1 3 3.1 6.0 6.1 – 8.0 turmequé 7 4 3 2 ventaquemada 1 2 1 0 total 8 6 4 2 other important features of the farms corresponding to the trend in the production systems in andean boyacá is the high use of family labor and the fate of production, which is mainly for home consumption and surplus for sale on the market local. according to a mind map of the farms and the transects carried out, the analyzed farms have the elements and interactions presented in fig. 1. we identified four subsystems: agriculture, livestock, native forest and home. in the agricultural subsystems were the presence of urban gardens where they cultivated the at of interest as well as some vegetables and plants used daily in food preparation. an important feature of the cultivation techniques used in this space, was the absence of pesticide use, low fertilizer application of chemical synthesis, the low mechanization of farming and the wide variety of species planted, we also found that care of the garden is shared among household heads, but most of their care was done by the wives. this subsystem also highlights the presence of one or two cash crops, whose production is destined for the local market and some for personal consumption, among the highlights are the potato and pea (pisum sativum l.), fruit in some production systems is the main cash crop and in others is only for home consumption; their presence is common in most of the farms, for these crops, the use of outside labor is common for some tasks, as well as the use of pesticides and fertilizers and organic chemical synthesis, usually the seed used in these crops is of external origin. a final element of the agricultural subsystem was the presence of pasture crops to feed livestock, which in the larger farms served as a rotation crop with potatoes, and in the smallest was limited in space by rearing calves or was non-existent. in the livestock sub-system the presence of small animals in all the farms was observed, principally chickens (gallus gallus l.) and rabbits (oryctolagus cuniculus l.), larger sized animals such as cattle (bos taurus l.) and pigs (sus scrofa domestica l.) are limited to estates of more than 1 ha. the animals were fed a small part of the agricultural production subsystem, using some crop residues and weeds associated with traditional farming systems, the chicken feed was supplemented with commercial concentrate formulations. to feed the cows, they used pasture crops, crop residues and concentrated feed, pigs were raised in the same way as cows but rarely is feed supplemented with supplements but instead with waste from the kitchens. some small farms still had remnants of forests, which were in great danger because it was found that each year producers have been increasing planted areas at the expense of clearing of this subsystem, in addition many families use firewood for cooking or for fencing, without reforestation. a home subsystem attributed several functions within the farm system, one of which was to manage land resources through the farmer and his family, and also as recipient of many of the outputs of the subsystems, as part of the 318 agron. colomb. 29(2) 2011 crops and the animals were destined for consumption. the man (farmer and family) was the driver of the farm activities, therefore their contribution to the flow of matter and energy within the system is crucial to organize some of its structure. agrobiodiversity we performed this sampling of agrobiodiversity on-farm inventory in the municipalities of ventaquemada and turmequé. as a result of this sampling, we achieved an inventory of plant and animal species of economic importance (tab. 2), as shown in the large diversity present on the farms and reaffirms the importance of indigenous andean farming in andean diversity preservation. in fig. 2 shows the diversity of economically useful species for the rural family, for each of the productive systems characterized, showing the wide heterogeneity of farms with respect to the species retained by the families. by relating the size of fields with the number of species a direct relationship is not observed between these two variables (r2 = 0.03), i.e. the size of the premises does not directly affect agrobiodiversity present for this event, however since most of the farms are small farms one would have to compare these results with productive farms or larger systems in the region to reach a firm conclusion. inputs producer consumer passive storage flow interaction flow of matter and/or energy output economic transactor family subsystem potato pea fruits grass pigs native vegetation subsystem native forest wild animals home subsystem man (family) livestock subsystem soil solar radiation pesticides sees water nutrients soil water nutrients other inputs external labor fertilizers precipitation breeding stock concentrated oxygen biomass dinero waste $ knowledge money knowledge vegetables home garden andean tubers aromatic legumes cattles rabbits hens figure 1. farm system model, designed based on the characterizatio. 319clavijo, combariza, and barón: recognizing rural territorial heritage: characterization of andean tuber production systems in boyacá table 2. groups of species found on characterized farms. crops species farms with these species vegetables 12 12 legumes 3 13 fruit 13 14 andean tubers 3 10 tree and shrub species 5 3 herbs and spices 10 8 corn and other grains 2 11 potato 2 16 andean roots 1 9 animal species identified turkey (meleagris gallopavo l.) cows (bos taurus l.) sheep (ovis aries) pigs (sus scrofa domestica l.) horses (equus caballus l.) ducks (anatinae) rabbits (oryctolagus cuniculus l.) hens (gallus gallus l.) guinea pig (cavia porcellus e.) figure 2. number of species per characterized farm. the subsystem “andean tuber crop” during the characterization process, the presence of at on the farms was evaluated, we found that 50% of the farms had established some at of interest, this does not mean that other production systems do not have the occasional presence of these species, as depending on the production planning by the producer or not that these tubers cannot be planted. through a preliminarily participatory workshop, the diversity of seeds commonly used in the cultivation of at (u. tuberosus, o. tuberosa, and t. tuberosum) was determined resulting in the information compiled in tab 3. as you can see the producers of at in the study area identify a limited part of agrobiodiversity present in these species, because they perform discrimination of varieties based on a single characteristic, morphological color, therefore it is expected that in the territories more diversity than reported in the workshops. 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n um be r of s pe ci es farms animals plants total it is emphasized that these species have been present in the fields of farmers as food for a long time and recognized as being of indigenous ancestral municipalities, inhabited in antiquity, leading to their presence in turmequé and ventaquemada. sowing, harvesting, pests and diseases of at through the seasonal calendar, it was found that there is heavy reliance on crop cycles over the state of the climate, this is due to the limited technology and resources available for on-farm irrigation systems, that would allow growing outside periods of rain, so planting of the tubers occurs in the month of march, at the beginning of the period of highest precipitation in the area. the harvest varies according to life cycle. for u.tuberosus the growing season lasts from 7 to 8 months, depending on the altitude at which varieties are grown and used. the o. tuberosa have a large crop cycle lasting between 8 to 9 months. the t. tuberosum complete their cycle 4 to 5 months after 320 agron. colomb. 29(2) 2011 table 3. agrobiodiversity of andean tubers recognized by producers. crop variety characteristics time in the zone u. tuberosus white round elongated white color dispersed production deep and long stolons known since childhood of the producers and is believed to be of indian origin red round elongated red color production concentrated in the middle of the plant short stolons o. tuberosa pink pink color the largest it is sweet hard heart it has the best production sown in the páramo no need to spray no information yellow yellow color medium sized minor outbreaks of insufficient production cultivated in warmer climates red red color the smallest not well known, little success in the market t. tuberosum yellow yellow color medium sized 15 years white white color, long, hairy 80 years costal purple color the smallest 100 years white/purple white with purple spots from the origin of the indians planting, which, due to their hardiness and its wide tolerance to water deficit can be planted every month of the year. pests and diseases are rare in the at, however, farmers have identified that slug (mollusca: pulmonata) attacks occur in growing ruba during tuberization. the present o. tuberosa suffers cutworms and grubs attacks (ancognatha scarabaeoides (coleoptera: scarabaeidae) at the beginning of the periods of low rainfall, due to increased insect activity; and they have also identified spots on the tubers in times of low humidity without establishing if there is a causal agent of this symptom or because it is a chilling plant. the t. tuberosum does not appear to have important health problems, possibly due to the presence of metabolic compounds (glucosinolates) that protect them from pests and diseases (national research council, 1989). specific activities in the cultivation of at the flowchart of activities that allowed the discovery of characteristics of production systems in areas of study. the result is shown in tabs. 4, 5, 6 (the tables are the result of a workshop for producers in turmequé, june 6, 2009). as a general feature that is observed in the at activities, work is performed manually with traditional tools such as hoes, crops are also managed with techniques very similar to the potato crop. please note that observation and tradition have allowed the recognition by producers of exact times for activities, without which the crops would not be productive on the days of harvest or the heights of plants sufficient for weeding and other activities. another feature of production systems is that although they are slightly dependent on external source inputs to the farm, fertilizers play an important role in crop productivity, therefore it is used routinely but not too much. division of at farming activities in the family cultivation on characterized at farms have a specific role in food security of rural families, as they provide dietary diversity and allow excess to buy other food crops, it is for this reason that the care activities involve all members of the family. one can say that in general in the three crops, cultivation is performed similarly among family members, we see that the producer participates in all activities of the crop and his wife is present at most of the preparation tasks, weeding and crop filling. for children, there are variations in the tasks performed by culture, in the case of cubios and 321clavijo, combariza, and barón: recognizing rural territorial heritage: characterization of andean tuber production systems in boyacá table 4. flowchart of activities in the cultivation of o. tuberosa. activity how do you do it? when? seed handling in a basket in a dry place do not accumulate without separating aproximately 2 months fixing the land loosen the land fertilize with chicken manure or black manure in the rainy season, small delay in summer, long delay plowing the land distance between rows 60 cm and between plants 30-40 cm ----sowing turn over the land with manure place the seeds and cover with soil place one large seed or one or two small or slender seeds wait 15 d between plowing and sowing weeding remove bad parts of the plants loosen the land when the plant is 20 a 30 cm tall tending the land fertilize add soil when the plant is 40 cm tall harvest start when the plant turns yellow and leaves begin to fall. the tubers can be removed and the plants covered, apply fertilizer and restart the cycle ---consume and sell table 5. flowchart of activities in growing u. tuberosus. activity how do you do it? when? seed selection best seed, paired and curved ---preperation of the land manually with hoe loosen the land well ---fertilize and sow lime fertilize with organic manure auger at 40 x 40 cm sow the seed month zero (0) weeding and fertilizing manually apply small amount of chemical fertilizer and covering month and a half after sowing (15-15-15) weeding manually without damaging segments --observation and care of cutworms sampling summer (liquid insecticide) harvest when the plant is dry 8-9 months table 6. flowchart of activities in the cultivation of t. tuberosum. activity how do you do it? when? soil analysis --before sowing seed selection select a healthy seed in good shape that is budding preperation of the land manual, semi-humid, loose earth ----sowing sow at 15 cm distance between plants 40 cm distance between rows 60 cm one seed per site organic manure, place one handful below the seed cover the seed ----weeding and fertilizing apply about 60 g of chemical fertilizer after weeding as necessary (monitoring) generally 20 d after emergence (15-15-15 ó 13-26-6) harvest when the flower wilts at 90-120 d ---irrigation and drainage cubi does not require much water if there is a lot of rain to draining is necessary ---322 agron. colomb. 29(2) 2011 rubas, children provide limited help in planting and harvesting, in growing ocas, children participate in the work of fertilization during cultivation, planting and harvesting. the explanation for the low participation of children in the work to be performed on crops is because they are in school and their relation to crops is limited by time. conclusions the development of the research concluded that production systems are typically characterized as highly heterogeneous in the size of the farms, and the number and variety of crop species. four sub-systems could be identified in most of the characterized farms: agriculture, livestock, native forest and the house where the families live. each of these unique particularities have shaped the structure of the system and allowed the viability of these units over time despite external pressures such as market and generational change in the field. also, the wide diversity of plant and animal species that are normally kept on the farm was identified, which promotes household food security and allows for diversification of production, leading to greater flexibility in the acquisition of income at a time when major crops such as potatoes are at low prices, or have suffered significant plant damage leading to loss of production. a key feature of production systems is their high dependence on the cycles of precipitation in the area, due to lack of technical and technological infrastructure to allow greater agricultural productivity per unit. the presence of at was evident in characterized farms at different scales of planting, from their presence in small strips in the kitchen garden even to medium-sized areas that become major crop production systems. its use is common and closely linked with the culture of food and agricultural area, which has allowed its preservation until today, although its existence is becoming more restricted due to dietary changes of the rural population, the high seasonal and permanent shortage of these foods because of their production cycle and economic pressure from more profitable crops such as potatoes. it is also clear that there is a plant resource represented in the at, with all the potential to be used as an integrator in some communities, where rural development plans and strategies will also reassess its use, improve farming practices, initiate agribusiness around these products, creating processes for creating value added, translated into higher incomes, expanding the dietary base, improving the quality of their diet and therefore their quality of life. the encouragement of the production and consumption of at through their assessment as resources of the territories will serve as a general strategy for the preservation of a plant genetic resource and diversification of the diet of rural communities, with further progress towards the improvement of these species and their commercial exploitation and as an agro generator of value added in the territory. literature cited alcaldía municipal de turmequé. 1999. eottesquema de ordenamiento territorial de turmequé. turmequé, colombia. alcaldía municipal de ventaquemada. 2001. eotv esquema de ordenamiento territorial de ventaquemada. acuerdo no. 2. ventaquemada, colombia. casabianca, f. and t. linck. 2008. la calificación de los alimentos como proceso de patrimonia lización de los recu rsos ter r itor ia les. in: gis sya l, ht t p://w w w.g is-sya l. agropolis.fr/index.php?option=com_docman& task=cat _ view&gid=6&&itemid=11; consulted: may, 2011. contreras, a., s. lafraya, j. lobillo, p. soto, and c. rodrigo. 1998. los métodos del diagnóstico rural rápido y participativo. in: portal da cidadania, 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los estadios fenológicos de desarrollo 03, 10 y 40. posteriormente, las concentraciones de ácido abscísico (aba) presentes en la fracción ácida y de citoquininas presentes en la fracción orgánica de los extractos fueron determinadas a través de cromatografía líquida de alta eficiencia. los resultados en las variedades estudiadas relacionan la precocidad de la tuberización con la ausencia de aba y los periodos de mayor latencia con su presencia; por otro lado, las concentraciones de citoquininas fueron evidentes en las variedades con mayor precocidad. es decir, en s. phureja juz. et buk. var. yema de huevo se encontraron concentraciones bajas de aba y altas de citoquininas; mientras que en ica-única y, en especial, en tuquerreña, variedades con periodos de latencia mayor, las concentraciones de aba fueron altas y las de citoquininas menos significativas. of all 30 potato varieties cultivated in colombia only 10 possess a commercial importance. among other factors, this number is limited by the action of endogenous hormones that accelerate dif ferent phases of tuberization process, especially in the earliest species. in this work, the samples of tubers from different potato species solanum tuberosum l. vars. ica-unica, tuquerreña and solanum phureja juz. et buk. var. yema de huevo were collected at the phenological stages of development 03, 10 and 40. later, the concentrations of abscisic acid in the acid fraction and ones of cytokinins in the organic fraction of the extracts were determined by high performance liquid chromatography. the results in studied varieties show a relationship between the early tuberization and aba absence, while the periods of deep latency were related with aba presence; otherwise, the cytokinin levels were high in the varieties with early tuberization. that is to say, it was found in s. phureja juz. et buk. var. yema de huevo, characterized by early tuberization, low aba concentrations and considerable levels of cytokinins, whereas, in varieties with periods of prolonged latency, such as ica-unica and, especially, tuquerreña, aba concentrations were considerable, but those of cytokinin not. key words: phytoregulators, potato, hplc.palabras clave: fitorreguladores, papa, clae. fecha de recepción: diciembre 22 de 2007. aceptado para publicación: abril 9 de 2008 1 programa de maestría en ciencias agrarias, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. luzyinethortiz@yahoo.com.es 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. vjflorezr@unal.edu.co introducción entre las etapas de desarrollo del ciclo de la papa se encuentra el proceso de tuberización. este es regulado por las características propias de la variedad, la edad de la semilla, la temperatura del suelo, la humedad, la nutrición, la intensidad y duración de la luz (favorecido en días cortos), la acción de fitorreguladores y por la incidencia de plagas y enfermedades. todos estos factores, además de afectar el cultivo, influyen directamente en su rentabilidad. ghassan et al. (2000) consideran el inicio de la tuberización a partir del ensanchamiento de los estolones. este proceso ocurre, dependiendo de la precocidad de la variedad, entre 5 y 7 semanas después de la siembra. durante esta etapa, los asimilados producidos por el follaje son utilizados para el crecimiento del estolón e iniciación de la tuberización. inicialmente una planta puede formar entre 20 y 30 tubérculos, de los cuales, entre 5 y 15 estarán maduros al momento de la cosecha. comparación cuantitativa de ácido abscísico y citoquininas en la tuberización de solanum tuberosum l. y solanum phureja juz. et buk. comparative quantification of abscisic acid and cytokinins on tuberization process in solanum tuberosum l. and solanum phureja juz. et buk. luz yineth ortiz1 y víctor julio flórez2 agronomía colombiana 26(1), 32-39, 2008 33 el ácido abscísico (aba) es un fitorregulador tradicionalmente asociado con el desarrollo de semillas, adaptación a condiciones de estrés y con el metabolismo de azúcares (schwartz y zeevaart, 2004). suttle y hulstrand (1994) demostraron que el aba endógeno es esencial para la iniciación y conservación del tubérculo. al respecto, coleman y king (1984) y suttle (1996) mostraron que las concentraciones de aba disminuyen al final de la dormancia, sin embargo, se desconocen las concentraciones de aba necesarias para el inicio del crecimiento del brote. el proceso de la tuberización puede controlarse modificando el aporte de nitrógeno a la planta. se sabe que este nutriente no afecta la inducción de la tuberización, pero sí inhibe la formación del tubérculo después de que la inducción se ha producido. se desconocen los mecanismos de esta inhibición, sin embargo, no se descarta la participación de las relaciones entre giberelinas (gas/aba) y entre nitrógeno/carbohidratos. de esta última, se señala que niveles altos de carbohidratos con relación al contenido de nitrógeno promoverían el proceso. otro factor determinante para la tuberización es la temperatura: condiciones entre los 15 y los 18 ºc favorecen el proceso, mientras que en condiciones con valores mayores se presenta un alto grado de inhibición, aun más en fotoperiodos largos. el efecto negativo de la temperatura sobre la tuberización es diferente de acuerdo al lugar de recepción del estímulo; así, cuando el dosel se somete al aumento de temperatura, la tuberización se afecta severamente, fenómeno quizás asociado con el aumento de las concentraciones de gas en las zonas meristemáticas. por otro lado, si el estímulo se aplica en el sustrato, no se previene la acción de la señal inductora de tuberización, pero sí se atrasa la formación del tubérculo (jackson, 1999). con relación a los fitorreguladores, se sabe que el contenido de ga4/7 promueve la elongación del estolón e inhibe la formación del tubérculo; contrariamente, el aba exógeno reduce la longitud del estolón. por su parte, el ácido indol-3acético (aia) inhibe la elongación de los estolones estimulando la formación de tubérculos pequeños, mientras que las concentraciones endógenas de aba disminuyen durante la formación del estolón y el desarrollo del tubérculo. finalmente, las citoquininas exógenas parecen no afectar ni la elongación ni la formación del tubérculo (xu et al., 1998); sin embargo, la rapidez del proceso de tuberización en especies precoces estaría relacionada con sus concentraciones endógenas (garcía-flórez et al., 2007). con base en estudios locales previos (flórez-roncancio et al., 2000a y flórez-roncancio et al., 2000b) y de otras latitudes (ewing, 1995; xu et al., 1998; suttle y hulstrand, 1994; coleman y king, 1984; suttle, 1996; suttle, 2001; suttle y banowez, 2000, y kannangara et al., 1978) se puede aseverar que uno o más fitorreguladores están involucrados en el proceso de tuberización. se ha determinado la posible presencia de auxinas, giberelinas, citoquininas y ácido abscísico por bioensayos utilizando la técnica de cromatografía de capa fina. sin embargo, en nuestras condiciones y en las variedades objeto del presente estudio no se tienen reportes precisos de las concentraciones de estos compuestos. la cuantificación de dichos fitorreguladores por cromatografía líquida de alta eficiencia (clae) en especies precoces y tardías permitirá confirmar la información previa obtenida por bioensayos y conocer de forma más precisa la participación de aba y de citoquininas en la formación del tubérculo. el objetivo de este trabajo fue cuantificar las concentraciones de aba y de citoquininas por clae en estadios predeterminados, durante el proceso de la tuberización en especies de papa con precocidad opuesta solanum phureja juz. et buk. variedad yema de huevo y solanum tuberosum l. variedades ica-única y tuquerreña. material y métodos el trabajo de campo se realizó en condiciones de invernadero de casa de mallas del centro de investigaciones tibaitatá de corpoica, ubicado en el municipio de mosquera (cundinamarca), a 2.550 msnm, con temperatura promedio anual de 14 ºc, 675 mm anuales de precipitación y una humedad relativa del 80%. su ubicación geográfica es de 4º 42’ latitud norte y 72º 12’ longitud oeste. la parte analítica se desarrolló en el laboratorio de nutrición animal de corpoica. se utilizaron plantas de s. phureja juz. et buk. var. yema de huevo y de s. tuberosum l. vars. ica-única y tuquerreña, en los siguientes estadios, según hack et al. (1993): 03 tubérculos en final de latencia y con brotes 2 a 3 mm de longitud; 10 expansión foliar de las primeras hojas; y 40 inicio de la tuberización: hinchamiento de las puntas de los primeros estolones al doble del diámetro inicial. extracción de fitohormonas para la extracción y fraccionamiento del extracto se utilizó la metodología previamente establecida por flórez-roncancio et al. (2000a). se colectaron 2,5 g de masa fresca vegetal para luego macerarlas con una solución acuosa de meoh 80% acidificado + bth (hidroxitolueno butilado). después de 24 horas en la oscuridad a 4 ºc y con agitación 2008 ortiz y flórez: comparación cuantitativa de ácido abscísico y citoquininas... 34 agron. colomb. 26(1) 2008 continua, se procedió a la remoción del metanol en evaporador rotativo a temperatura de 40 ºc; posteriormente, se retomó el filtrado en volumen conocido de tampón fosfato ph 8,0 para luego ser lavado con una solución de acetato de plomo 4% más ácido acético 0,5%. después de cada lavado se filtró la solución, recolectándose la fracción orgánica de esta y se lavó tres veces con igual volumen de carbonato de sodio 5%. al filtrado obtenido se le adicionó polivinilpirrolidona (pvp) 50 mg·l-1 de volumen original de la muestra y se filtró nuevamente. la solución obtenida fue ajustada a ph de 2,5 a 3,0 con ácido clorhídrico y se procedió a lavar la muestra tres veces con acetato de etilo. por último se recolectaron las fracciones orgánica y acuosa. para la detección del ácido abscísico, contenido dentro de la fracción orgánica, se procedió a lavar esta fracción tres veces con bicarbonato de sodio 5% y se recolectó la fracción acuosa (flórez et al., 2000b). esta fracción fue acidificada a ph 3 y posteriormente lavada tres veces con acetato de etilo; se concentró hasta sequedad en un rotavapor y se retomó en volumen conocido de 2 ml de metanol grado clae. para la detección de citoquininas, la fracción acuosa se llevó a ph 7 con bicarbonato de sodio 5% y se lavó tres veces con n-butanol, y se concentró en un rotavapor retomando a volumen conocido de 2 ml en metanol grado clae (flórez et al., 2000a). cromatografía líquida de alta eficiencia (clae) para la cuantificación de trans zeatina ribósido (zr), trans zeatina (z), 6-dimetil aminopurina ribósido (ipa), 6-dimetilaminopurina (ip), kinetina (k), 6benzilaminopurina (6bap) y de aba por clae en las variedades de papa en estudio se adaptó un protocolo producto de metodologías descritas por rodríguez et al. (1997), flórez-roncancio y pereira (2008), andersen y kemp, (1998), sweetser y vatvars (1975) y guinn et al. (1986). la separación se logró con una columna rp c-18, fase móvil de metanol-agua (40:60, v/v) acidulada (ácido acético 5%) y velocidad de flujo de 0,8 ml·min-1. la fase móvil se desgasificó y se filtró (0,22 μm) antes de su uso. el volumen de inyección fue de 20 μl con detección en l = 280 nm y l= 254 nm para citoquininas y ácido abscísico, respectivamente. se utilizó un cromatógrafo para clae marca hittachi con controlador l5000lc, integrador 833a y detector uv, y una columna c18 250 mm x 4 mm (5 μm). se realizaron las curvas de calibración de 20 μm a 100 μm detectando los picos con sus respectivos tiempos y áreas en cada concentración para las fitohormonas antes mencionadas. los extractos obtenidos se pasaron por microfiltros de 0,40 μm, 0,2 μm y a través de un sep-pak c18 (3 μm para 3 ml), para su posterior inyección en el cromatógrafo. los datos obtenidos fueron analizados estadísticamente con la prueba t, a una significancia de 5%. resultados y discusión macroestadio 03 de las tres variedades analizadas, yema de huevo presentó una mayor concentración de citoquininas en el macroestadio 03 (tabla 1); los extractos de esta variedad mostraron la presencia de zr e ipa (figura 1a). las variedades icaúnica y tuquerreña presentaron un cromatograma con un pico para ip (figura 1b y figura 1c). es decir, se observa la posible presencia de mayor concentración de citoquininas en s. phureja juz. et buk. var. yema de huevo, lo cual está de acuerdo con los estudios realizados por flórez et al. (2000a). en este macroestadio, la iniciación de la brotación del tubérculo está relacionada con la presencia de zeatina. en estudios realizados por suttle (2001), mediante bioensayos, se correlacionó el desarrollo de los brotes con el incremento de zeatina, concordando con los indicios del presente estudio en cuanto a la precocidad de la var. yema de huevo. la presencia de citoquininas en las tres variedades podría atribuirse a un desarrollo rápido, en función de tasas altas de división celular; justificando así el aumento total de citoquininas, el cual ocurre antes de cualquier cambio demostrable en el estadio quiescente del tubérculo (suttle, 1998). las clases hormonales como las estadios concentración de citoquininas (mm) zr z ipa k 6-bap ip yema de huevo 03 20,30 21,72 10 87,08 43,40 40 58,64 63,37 46,25 45,35 ica-única 03 trazas 10 18,55 trazas 40 17,65 19,92 tuquerreña 03 trazas 10 22,66 11,80 40 trazas trazas 17,18 tabla 1. concentración de citoquininas en extractos de solanum phureja juz. et buk. variedad yema de huevo y de solanum tuberosum l. variedades ica-única y tuquerreña. 35 figura 1. cromatogramas obtenidos de la aplicación de 20 µl de extracto de la fracción ácida, provenientes de 2,5 g de masa fresca de brotes en el macroestadio 03 en papa para la determinación de citoquininas. gradiente metanol:agua acidificada con 0,5% de ácido acético, flujo 0,8 ml·min-1, columna fase reversa c-18 y longitud de onda de 280 nm. flecha negra: zeatina ribósido; flecha gris: 6-diaminopurinaribósido (ipa); cabeza de flecha: 6-diaminopurina (ip). a = yema de huevo; b = ica-única; c = tuquerreña auxinas, las giberelinas y las citoquininas participan en la quiebra de la latencia y en el posterior desarrollo de la yema, por lo que es previsible la presencia de citoquininas en este estadio. en la variedad yema de huevo es evidente el aumento de las citoquininas z e ipa, posibles responsables de su precocidad; por el contrario, en la variedad tuquerreña se pudo constatar una menor presencia de citoquininas, específicamente ip, lo cual estaría asociado a su condición de variedad tardía. por otro lado, las tres variedades revelaron la presencia de aba (figura 2); notándose mayor concentración en los extractos provenientes de la var. tuquerreña (figura 2 y tabla 2). macroestadio 10 en el macroestadio 10, caracterizado por la expansión de las primeras hojas, se observan en el cromatograma cofigura 2. cromatogramas obtenidos de la aplicación de 20 µl de extracto de la fracción ácida, provenientes de 2,5 g de masa fresca de brotes en el macroestadio 03 en papa, para la determinación de ácido abscísico. gradiente metanol:agua acidificada con 0,5% de ácido acético, flujo 0,8 ml·min-1, columna fase reversa c-18 y longitud de onda de 254 nm. flecha: ácido abscísico. a = yema de huevo; b = ica-única; c = tuquerreña 2008 ortiz y flórez: comparación cuantitativa de ácido abscísico y citoquininas... 36 agron. colomb. 26(1) 2008 figura 3. cromatogramas obtenidos de la aplicación de 20 µl de extracto de la fracción ácida, provenientes de 2,5 g de masa fresca de brotes en el macroestadio 10 en papa, para la determinación de citoquininas. gradiente metanol:agua acidificada con 0,5% de ácido acético, flujo 0,8 ml·min-1, columna fase reversa c-18 y longitud de onda de 280 nm. flecha negra: zeatina ribósido; flecha gris: 6-diaminopurinaribósido (ipa). a = yema de huevo; b = ica-única; c = tuquerreña tabla 2. concentración de ácido abscísico en extractos de solanum phureja juz. et buk. variedad yema de huevo y de solanum tuberosum l. variedades ica-única y tuquerreña. estadios concentración de aba (µm) yema de huevo ica-única tuquerreña 03 trazas 20,12 35,26 10 trazas trazas 40 62,25 rrespondiente al extracto de la var. yema de huevo picos que corresponden a las citoquininas zr e ipa (figura 3a). de forma similar, se observan los picos de zr e ipa en las variedades ica-única y tuquerreña (figura 3). con respecto al estadio 03, se constató un aumento en las concentraciones de zr e ipa en s. phureja juz. et buk. y en s. tuberosum l.; presentándose en orden decreciente en las variedades yema de huevo, ica-única y tuquerreña (tabla 1). por otro lado, la mayor concentración de aba fue detectada en los extractos de tuquerreña (figura 4); y, en menor concentración, en la var. ica-única (figura 4). por el contrario, yema de huevo (figura 4) no presentó picos que indiquen la presencia de este fitorregulador. la tabla 2 muestra las concentraciones de aba en las diferentes variedades. macroestadio 40 en el macroestadio 40, cuando se inicia el llenado de los tubérculos, la concentración de citoquininas (zr, z, ip e ipa) aumenta en yema de huevo (figura 5 y tabla 1). en ica-única también aumenta esta clase hormonal, evidenciándose z e ip (figura 5). así mismo, tuquerreña presenta un cromatograma con picos de zr, z e ipa (figura 5). las concentraciones de aba fueron representativas en la variedad tuquerreña (figura 6), mientras que en las otras variedades esta fitohormona no fue detectada (figura 6 y tabla 2). el aba se encuentra presente en el estadio de latencia, definida por jackson (1999) como la ausencia de germinación en condiciones ambientales que la promueven. en plantas de papa, al iniciarse la formación de brotes los niveles de aba disminuyen; sin embargo, en la variedad tuquerreña todavía se presentan concentraciones altas de aba, posiblemente por tratarse de una variedad tardía. esta variedad presenta un lento desarrollo de las primeras 37 hojas, en contraste con lo que ocurre en la var. yema de huevo. dentro de los factores más influyentes que afectan la tuberización se encuentra: el nivel de nitrógeno, la acción de fitorreguladores, la temperatura y la radiación fotosintéticamente activa. a pesar de que estos factores muestran consistencia en sus efectos, es importante considerar también que la variación en la respuesta a dichos estímulos depende del genotipo, edad y estadio fisiológico de la planta (jackson, 1999). el estudio del control hormonal del proceso de tuberización ha demostrado la participación de las gas en el crecimiento y desarrollo morfológico del tubérculo. se estableció claramente la relación entre inducción de la tuberización y disminución de actividad de gas, al retardar el inicio de la tuberización después de la aplicación de ácido giberélico a brotes, estolones y tubérculos de papa (xu et al., 1998). por otro lado, las citoquininas también participan en el figura 4. cromatogramas obtenidos de la aplicación de 20 µl de extracto de la fracción ácida, provenientes de 2,5 g de masa fresca de brotes en el macroestadio 10 en papa, para la determinación de ácido abscísico. gradiente metanol:agua acidificada con 0,5% de ácido acético, flujo 0,8 ml·min-1, columna fase reversa c-18 y longitud de onda de 254 nm. flecha: ácido abscísico. a = yema de huevo; b = ica-única; c = tuquerreña figura 5. cromatogramas obtenidos de la aplicación de 20 µl de extracto de la fracción ácida, provenientes de 2,5 g de masa fresca de brotes en el macroestadio 40 en papa, para la determinación de citoquininas. gradiente metanol:agua acidificada con 0,5% de citoquininas, flujo 0,8ml·min-1, columna fase reversa c-18 y longitud de onda de 280 nm. flecha negra: zeatin ribósido; flecha gris: 6-diaminopurinaribósido (ipa); cabeza de flecha gris: 6-diaminopurina (ip); cabeza de flecha negra: zeatina. a = yema de huevo; b = ica-única; c = tuquerreña 2008 ortiz y flórez: comparación cuantitativa de ácido abscísico y citoquininas... 38 agron. colomb. 26(1) 2008 proceso y se conoce que la razón entre las concentraciones de citoquininas:auxinas es importante para promover la tuberización (guivarc et al., 2002; rosin et al., 2003; sergeeva et al., 2000), que se ve claramente favorecida con el aumento de la concentración de citoquininas en especies precoces (garcía-flórez et al., 2007). la acción del aba por lo general está relacionada con procesos inhibitorios; no obstante, recientemente se evidenció su presencia en tejidos en desarrollo, donde tendría una acción promotora (peng et al., 2006). en el proceso de tuberización participa en la latencia de yemas o inhibe la formación de estolones. el estudio realizado permite visualizar que el aba participa en el proceso de tuberización inhibiendo el crecimiento de yemas y retardando la formación de estolones dependiendo de la variedad de s. tuberosum. la presencia de aba en la variedad yema de huevo se constató sólo en el estadio 03 y en la var. ica-única en los estadios 03 y 10. la variedad tuquerreña, además de presentar aba en los tres estadios analizados, mostró las concentraciones más altas (tabla 1). este orden de concentraciones decrecientes de aba entre las tres variedades ratifican la hipótesis hormonal citoquininas:aba en relación con la dormancia en las yemas del tubérculo de papa. así, las concentraciones altas de aba serían las responsables de que las variedades ica-única y tuquerreña sean de precocidad medianamente tardía y tardía, respectivamente. en el presente estudio, las concentraciones de aba en el proceso de tuberización de papa relacionan la inhibición o la no formación temprana de brotes y estolones con las características tardías y precoces de las respectivas variedades. este trabajo proporciona nuevos indicios de la relación citoquininas:aba con la tuberización. se sugiere que además de la participación de las citoquininas en el inicio del proceso, donde el crecimiento longitudinal de los estolones continúa con el desarrollo de la planta, el aba puede controlar la longitud de los estolones impidiendo un desarrollo rápido. así, la duración de este proceso inicial de desarrollo es dependiente de las características de precocidad de cada variedad. literatura citada andersen, r.a. y t.r. kemp. 1998. reversed-phase high performance liquid chromatography of several plant cell division factors (cytokinins) and their cis and trans isomers. j. chromatogr. 172, 509-512. coleman, w.k. y r.r. king. 1984. changes in endogenous abscisic acid soluble sugar and proline levels during tuber dormancy in solanum tuberosum l. amer. potato j. 61, 437-449. ewing, e.e. 1995. the role of hormones in potato (solanum tuberosum l.) tuberization. pp. 698-720. en: davies, p.j. (ed.). plant hormones, physiology, biochemistry and molecular biology. second edition, kluwer academic publishers, dordrecht. flórez-roncancio, v.j. y m.f. aleixo pereira. 2008. concentraciones opuestas de aia-aba aceleran el desarrollo floral de solidago x luteus. agron. colomb. 26(2) (en imprenta). figura 6. cromatogramas obtenidos de la aplicación de 20 µl de extracto de la fracción ácida, provenientes de 2,5 g de masa fresca de brotes en el macroestadio 40 en papa, para la determinación de ácido abscísico. gradiente metanol:agua acidificada con 0,5% de ácido acético, flujo 0,8 ml·min-1, columna fase reversa c-18 y longitud de onda de 254 nm. flecha: ácido abscísico a = yema de huevo; b = ica-única; c = tuquerreña 39 flórez-roncancio, v.j., l.y. ortiz-rojas, m. garcía-flórez y a. pórtela-ramírez. 2000a. análisis de citoquininas en la tuberización de dos especies de papa (solanum tuberosum l. y solanum phureja juz. et buk.). memorias xxx congreso anual comalfi, ibagué. 71 p. flórez-roncancio, v.j., l.y. ortiz-rojas, j.a. machett’s p. y m.h. casas-aldana. 2000b. cuantificación de ácido abscísico (aba) en el proceso de tuberización en dos especies de papa (solanum tuberosum l. y solanum phureja juz. et buk.). memorias xxx congreso anual comalfi, ibagué. 71p. garcía-flórez, m., a. portela-ramírez y v.j. flórez-roncancio. 2007. sustancias con actividad citoquinínica estimulan la brotación de yemas en tubérculos de papa. (sometido para publicación en bragantia). ghassan, al s., r. sully y h. hopkins. 2000. ways to increase tuber number. australian potato research. development and technology transfer conference. adelaide. guinn, g., d.l. brummett y r.c. beier. 1986. purification and measurement of abscisic acid and indoleacetic acid by high performance liquid chromatography. plant physiol. 81, 997-1002. guivarc, h.a., j. rembur, m. goetz, t. roitsch, m. noin, t. scnmulling y d. chriqui. 2002. local expression of the ipt gene in transgenic tobacco (nicotiana tabacum l. cv. sr1) axillary buds establishes a role for cytokinins in tuberization and sink formation. j. exp. bot. 53, 621-629. hack, v.h., h. gall, t.h. klemke, r. klose, u. meier, r. staub y a. witzenberger. 1993. phänologische entwicklungsstadien der kartoffel (solanum tuberosum l.). nachrichtenblatt deutscher pflanzenschutzdienst (stuttgart) 45, 11-19. jackson, s.d. 1999. multiple signalling pathways control tuber induction in potato. plant physiol. 119, 1-8. kannangara, t., r.c. durley y g.m. simpson. 1978. high performance liquid chromatographic analysis of cytokinins in sorghum bicolor leaves. physiol. plant. 44 (3), 295–299. peng y.b., c. zou, d.h. wang, h.q. gong, z.h. xu y s.n bai. 2006. preferential localization of abscisic acid in primordial and nursing cells of reproductive organs of arabidopsis and cucumber. new phytol. 170, 459-66. rodríguez, r., j. sánchez y o. gonzález. 1997. empleo de reguladores del crecimiento en la adaptación de vitroplantas y estacas de ixora coccinea cv. guillermina. agrícola verge 190, 555-558. rosin, f.m., j.k. hart, h. van onckelen y d.j. hannapel. 2003. suppression of a vegetative mads box gene of potato activates axillary meristem development. plant physiol. 131, 1613-1622. schwartz s.h y j.a.d. zevevaart. 2004. abscisic acid biosynthesis and metabolism. pp. 137-155. en: davies p.j. 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urasaki et al., 2002). por ejemplo, la papaína, una enzima proteolítica abundante en el látex lechoso de los frutos, se usa en la industria alimenticia y textilera para suavizar la lana, la seda, y en la industria de perfumería (villegas, 1997; urasaki et al., 2002). además, la planta de papaya es importante por sus tallos, hojas y raíces los cuales son empleados en un amplio rango de aplicaciones en la medicina popular (ming et al., 2001). fitomejoramiento, recursos genéticos y biología molecular marcadores rapd para la identificación del sexo en papaya (carica papaya l.) en colombia rapd markers for sex identification in papaya (carica papaya l.) in colombia giovanni chaves-bedoya1, 2, mauricio pulido1, erika sánchez-betancourt1 y víctor núñez1 introducción la papaya es una planta dicotiledónea, polígama diploide (parasnis et al., 1999; ming et al., 2001; kim et al., 2002; urasaki et al., 2002; liu et al., 2004) que pertenece a la familia caricaceae, género carica (badillo, 2002). el germoplasma de papaya presenta una considerable variación fenotípica para la mayoría de los rasgos hortícolas importantes, incluyendo tamaño, forma, color, contenido de azúcar y sabor del fruto, entre otros (kim et al., 2002; oliveira et al., 2007). la posibilidad de transformación genética, la eficiencia de los cruzamientos, la producción de abundante descendencia y la continua floración a lo largo del año hacen de la papaya un modelo atractivo para investigación genética y genómica (ming et al., 2001). 146 agron. colomb. 27(2) 2009 la presencia de las tres formas sexuales –macho, hembra y hermafrodita– en esta especie ofrece varias ventajas para estudios genéticos y evolutivos. posee un genoma pequeño de 372 megabases (mb), contenido en nueve pares de cromosomas, un tiempo corto de floración de 9 a 15 meses, numerosos tipos de flores y un intrigante sistema de determinación sexual, por lo que su diferenciación ha sido tema frecuente de análisis genéticos. la papaya posee un cromosoma y primitivo, con una región macho específica, que corresponde aproximadamente al 10% del cromosoma, pero que ha pasado por una severa supresión de recombinación y degeneración de la secuencia de adn (liu et al., 2004). storey (1953) concluyó que el sexo en papaya es determinado por un gen simple con tres alelos: m, macho; mh, hermafrodita; y m, hembra. las hembras (mm) son homocigotas recesivas. los machos (mm) y hermafroditas (mhm) son heterocigotos, típicamente con el 25% de semillas no viables en sus frutos, porque cada combinación de los alelos dominantes (mm, mmh o mhmh) es embriogénicamente letal (parasnis, 1999; ming et al., 2001; urasaki et al., 2002; liu et al., 2004). posteriormente se sugirió que m y mh representan regiones genéticamente inactivas de los cromosomas sexuales en las cuales genes vitales se perdieron (liu et al., 2004). estudios citológicos para la identificación de cromosomas sexuales heteromórficos en papaya no han sido exitosos (parasnis et al., 1999; viskot y hobza, 2004; ming et al., 2007). estos estudios sugieren que los cromosomas x y y de papaya son morfológicamente homólogos a los autosomas. lo anterior sugiere que los cromosomas están en etapas iniciales de diferenciación, en comparación con otras especies vegetales, también de naturaleza dioica, como es el caso de silene latifolia, donde se encuentran cromosomas sexuales heteromórficos perfectamente diferenciados (farbos et al., 1999; filatov et al., 2000; atanassov et al., 2001; filatov et al., 2001). de otra parte, la investigación molecular ha permitido encontrar resultados positivos en la identificación de diferentes tipos de marcadores, incluyendo scar (sequence characterized amplified region) (parasnis et al., 2000; deputy et al., 2002; urasaki et al., 2002; chaves-bedoya y núñez, 2007), rapd (random amplified polymorphic dna) (deputy et al., 2002; urasaki et al., 2002), microsatélites (parasnis et al., 1999) y aflp (amplified fragment length polymorphism) capaces de discriminar sexo en plantas de papaya; estos se pueden utilizar para la pronta determinación del sexo de papaya. la ausencia de falsos positivos y falsos negativos sexuales de acuerdo con el genotipo es un factor predominante para la elección de la adecuada selección de los marcadores moleculares, incluso en la fase de plántula. esto se hace más significativo al considerar los híbridos de diferentes grupos, con una amplia diversidad genética. la aplicación de marcadores rapd para la identificación del sexo de papaya en estado juvenil puede facilitar enormemente el manejo del cultivo y el mejoramiento de la producción, mediante la ganancia en tiempo, espacio y costos, que de otra manera se requieren en el crecimiento de plantas de sexo indeseado. si el sexo de las plantas dioicas de papaya se identifica en estado de plántula, permitiendo obtener antes del trasplante a campo la proporción adecuada de plantas con el sexo deseado, se pueden ahorrar recursos como suelo, fertilizantes y agua, pudiendo ser dedicados al manejo del cultivo de solo plantas hembra o solo plantas hermafroditas (chaves-bedoya y núñez, 2007). una planta hembra de papaya produce alrededor de 100 frutos en su ciclo de vida y cerca de 250 g de papaína cruda por año. en plantaciones derivadas de semillas en donde aún existen machos, un incremento en el número de árboles de papaya hembra y hermafroditas por hectárea de terreno puede incrementar directamente la producción de frutos y papaína, haciendo este cultivo más rentable. por lo anterior, el objetivo de este estudio fue identificar marcadores moleculares rapd para diferenciar el sexo en plantas de papaya como base para la aplicación práctica en plantaciones comerciales. en este trabajo reportamos tres nuevos marcadores rapd, capaces de discriminar de manera reproducible el sexo en plantas colombianas de papaya. materiales y métodos material vegetal y extracción de adn genómico el material vegetal usado en el estudio fue colectado en el año 2004. este fue obtenido del centro de investigación corpoica, la libertad, ubicado en villavicencio, departamento del meta (colombia). lo constituyen los cultivares de papaya catira desarrollada por corpoica y las accesiones ils 647 y ils 649. el adn genómico fue extraído de hojas jóvenes usando el método estándar de ctab con modificaciones menores (chaves-bedoya y núñez, 2007). 1472009 chaves-bedoya, pulido, sánchez-betancourt y núñez: marcadores rapd para la identificación de sexo en papaya... amplificación pcr de los fragmentos sexuales específicos la pcr para rapds (williams et al., 1990) fue llevada a cabo para volúmenes de 25 μl que contenían 1,2 ng de adn, 1 μm del primer op-a1 (5’ caggcccttc 3’), op-l1 (5’ ggcatgacct 3’) y op-p11 (5‘gtagacccgt 3’), 1u taq polimerasa, 0,2 mm de dntps, 1x buffer de amplificación, 1,5 mm de mgcl 2 . las amplificaciones se realizaron en un termociclador mj resaearch pt200, con una temperatura inicial de desnaturalización de 94ºc por 60 s y 44 ciclos con un perfil térmico para cada ciclo de 94ºc por 60 s, 36ºc por 60 s, 72ºc por 60 s; luego de esto, un ciclo de extensión final a 72ºc por 120 s. los productos de la pcr fueron separados por electroforesis en gel de agarosa al 1,5% y visualizados en un documentador de geles, hitachi®, luego de la tinción con bromuro de etidio (0,1 μg ml-1). el tamaño de las bandas se determinó utilizando como patrón el marcador de 250pb (dna ladder, promega). resultados y discusión mediante el uso de primers decámeros de la serie operon technologies seleccionados al azar se encontraron dos marcadores moleculares rapds que permiten discriminar plantas de papaya machos y hermafroditas de las hembras. con los oligos op-a1 y op-l1 se pudo amplificar, de manera reproducible, una banda de 1050 y 850 pb, respectivamente, tanto en los materiales de papaya macho como hermafrodita (figs. 1a y 1b). a b figura 1. a. amplificación de los genomas de papaya con el primer op-a1. b. amplificación con el primer op-l1. hf, plantas hermafroditas; m, plantas machos y f, plantas hembras; mwm, marcador de peso molecular de 250 pb. a pesar de que la papaya posee cromosomas sexuales homomórficos, la región amplificada con los marcadores op-a1 y op-l1 podría estar localizada en una región cromosómica específica común para machos y hermafroditas, lo que podría indicar diferenciación cromosómica entre estos sexos (urasaki et al., 2002). el resultado indicado en la fig. 1 es consistente con el trabajo de liu et al. (2004), en el que se reporta una región específica denominada msy (male specific region) con secuencia idéntica compartida por machos y hermafroditas (vyskot y hobza, 2004; kazama y matsunaga, 2008), sugiriendo así que estos dos sexos podrían compartir un haplotipo para esta región que difiere de las hembras. además, estos dos sexos comparten, a nivel cromosómico, información para el cromosoma y, ausente en hembras (liu et al., 2004). por otro lado, el primer op-p11 permitió discriminar plantas hembras de plantas machos y hermafroditas al amplificar una banda de 1.750 pb (fig. 2). esto podría sugerir que el op-p11 estaría en una región específica para hembras, sobre el cromosoma x. teniendo en cuenta que en los cultivos comerciales se manejan solamente plantas hembras y hermafroditas, y estas últimas son preferidas por su forma, sabor y facilidad de empaque, el empleo del primer op-p11 sería de gran importancia para diferenciar estos dos tipos sexuales. esta diferenciación puede apoyar el trabajo del agricultor al permitir discriminar el sexo de las plántulas, y por tanto sembrar solo plantas del sexo deseado, por ejemplo, plantas hermafroditas. figura 2. amplificación de los genomas de papaya con el primer opp11. hf, plantas hermafroditas; m, plantas machos y f, plantas hembras; mwm, marcador de peso molecular (250 pb). los trabajos reportados por gangopadhyay et al. (2007) utilizando marcadores issr, deputy et al. (2002), magdalita y mercado (2003) y sánchez-betancourt y núñez (2008), establecen que se han identificado marcadores adn que discriminan el sexo en plantas de papaya hembras. en los estudios de deputy et al. (2002) y sánchez-betancourt y núñez (2008) se empleó el marcador scar t1. este generó una banda en todos los sexos de papaya por lo que no se puede usar como discriminante de sexo, pero sí como un 148 agron. colomb. 27(2) 2009 control positivo de amplificación. puesto que el marcador molecular op-p11 presenta una banda específica para hembras, se considera de gran importancia para la determinación temprana del sexo en plantas de papaya. la amplificación de este marcador en plantas de papaya hembra permite verificar que se cuenta con una muestra de este sexo y no con un falso positivo por ausencia de amplificación, como sucedería si solo se emplean los marcadores rapds op-a1 y op-l1. los tres marcadores moleculares rapds encontrados en este trabajo se pueden usar en la identificación del sexo de las plantas de papaya en vivero. además, a partir de estos marcadores se pueden diseñar marcadores scar que permitan una identificación más confiable de los materiales en estudio, como se ha realizado en trabajos previos (deputy et al., 2002; macedo et al., 2002; urasaki et al., 2002; chavesbedoya y núñez, 2007; oliveira et al., 2007). en la hipótesis de letalidad zigótica para la determinación de sexo en papaya (storey, 1953), se propone un locus (sexl) con tres alelos. de acuerdo con la hipótesis de storey, los fragmentos amplificados con los primers op-a1 y op-l1 podrían estar localizados en el segmento cromosómico que incluye los alelos m y mh de machos y hermafroditas, respectivamente, mientras la amplificación con el primer op-p11 estaría sobre el alelo m de plantas hembras. asimismo, viskot y hobza (2004) reportan similitud de secuencias de adn entre la región msy (male specific region) de plantas macho y hermafroditas, en contraste con su divergencia de la correspondiente región ligada al x, por lo que se podría inferir que estos marcadores se ubican sobre estas regiones. por otra parte, luego de emplear los primers reportados por urasaki et al. (2002) como discriminantes de sexo, los resultados de este trabajo no coincidieron con los presentados por esos autores (datos no mostrados). el hecho de utilizar primers de 20 nucleótidos, altamente específicos, podría sugerir diferencias a nivel genómico, por lo cual los materiales asiáticos no respondieron de la misma manera. a nivel fenotípico estas diferencias también podrían presentarse por la variabilidad en algunas características hortícolas como tamaño, forma, color, sabor y dulzura del fruto, estatura de la planta, estambres carpelodicos y aborto de carpelos. además, los cultivares de papaya pueden ser líneas ginodioicas endogámicas, poblaciones dioicas autocruzadas u ocasionalmente clones (kim et al., 2002). igualmente, estas diferencias se pueden deber a la acumulación de secuencias repetitivas, las cuales están involucradas en la evolución de los cromosomas sexuales (ainswort, 2000; shunsuke et al., 2002). un arreglo de duplicaciones de secuencias ligadas al cromosoma y y la existencia de familias de genes sobre este cromosoma han sido recientemente observadas en papaya. aun así, no es claro si las secuencias duplicadas ligadas al cromosoma y tienen un rol similar para mantener la función del cromosoma y en las plantas como en los animales (viskot y hobza, 2004). conclusiones puesto que la sexualidad en papaya no puede ser diferenciada con anterioridad al inicio de la floración, el hallazgo de marcadores moleculares que permitan la determinación del sexo podría facilitar el cultivo selectivo de estas plantas. aunque el uso de técnicas moleculares represente un costo directo para agricultores o propietarios de viveros comerciales, en procesos a gran escala se pueden reducir costos como inversión de recursos y tiempo que se destina al mantenimiento de plantas del sexo no deseado. además, al momento de efectuar un trasplante en un cultivo se podría tomar la decisión sobre la relación deseada de hembras y hermafroditas en la plantación comercial. aunque existen reportes en los que se ha encontrado determinación temprana del sexo en papaya mediante técnicas moleculares (parasnis et al., 1999; deputy et al., 2002; macedo lemos et al., 2002; urasaki et al., 2002), en el presente estudio se observó que los marcadores moleculares empleados para la diferenciación sexual en genotipos de papaya diferentes a los colombianos no permiten la discriminación en estos últimos, es decir, que la precisión de los marcadores es variable entre los genotipos. con esto se infiere que los genotipos de papaya varían de una región a otra, posiblemente como consecuencia de la acumulación de secuencias repetitivas y duplicación de genes que resultan de la interacción del genoma con el ambiente. los nuevos marcadores rapd op-a1, op-p11 y op-l1 reportados en este trabajo mostraron la capacidad de discriminar invariablemente el sexo de genotipos colombianos de papaya. literatura citada ainswort, c. 2000. boys and girls come out to play: the molecular biology of dioecious plants. ann. bot. 86, 211-221. atanassov, i., c. delichère, d. filatov, d. charlesworth, i. negrutiu y f. monéger. 2001. analysis and evolution of two functional y-linked loci in a plant sex chromosome system. mol. biol. evol. 18, 2162-2168. 1492009 chaves-bedoya, pulido, sánchez-betancourt y núñez: marcadores rapd para la identificación de sexo en papaya... badillo, v.m. 2002. carica l. vs. vasconcella st. hil. (caricaceae) con la rehabilitación de este último. ernstia 10, 74-79. chaves-bedoya, g. y v. núñez, 2007. a scar marker for the sex types determination in colombian genotypes of carica papaya. euphytica 153, 215-220. deputy, j.c., r. ming, h. ma, z. liu, m.m. fitch, m. wang, r. manshardt y j.i. stiles. 2002. molecular markers for sex determination in papaya (carica papaya l.). theor. appl. genet. 106, 107-111. farbos, i., j. veuskens, b. vyskot, m. oliveira, s. hinnisdaels, a. aghmir, a. mouras e i. negrutiu. 1999. sexual dimorphism in white campion: deletion on the y chromosome results in a floral asexual phenotype. genet. 151, 1187-1196. filatov, d., f. monege, i. negrutiu y d. charlesworth. 2000. low variability in a y-linked plant gene and its implications for y-chromosome evolution. nature 404, 388-390. filatov, d., v. laporte, c. vitte y d. charlesworth. 2001. dna diversity in sex-linked and autosomal genes of the plant species silene latifolia and silene dioica. mol. biol. evol. 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publication: 24 june, 2010. accepted for publication: 2 june, 2011. 1 institute for environmental studies (idea), universidad nacional de colombia. bogota (colombia). 2 faculty of veterinary medicine and animal science (fmvz), universidad nacional de colombia. bogota (colombia). 3 research center la liberty, corporación colombiana investigación agropecuaria (corpoica). bogota (colombia). 4 corresponding author. gtellezi@unal.edu.co agronomía colombiana 29(2), 301-308, 2011 marketing channels and margins for milk in the province of sugamuxi (boyacá) canales y márgenes de comercialización de la leche en la provincia sugamuxi (boyacá) paulo rodríguez1, gonzalo téllez2, 4, and guillermo muñoz3 abstract resumen the aim of this study is to provide information on the characteristics of the marketing of milk in the province of sugamuxi, for which marketing channels were identified, marketing margins were established, links in the chain were diagnosed and the implementation of the competitive dairy chain agreement and its pricing system were assessed. this analysis discriminated the problems of two areas defined by topography (flatland sloped), that is the particular problems they present and the different channels in the marketing of milk they use. 235 traders were surveyed in each area. the marketing channel focused on was: producer regional processor wholesaler consumers in the plains, and in the hillside area: producer transporter regional industry local consumer, and especially on increased milk marketing. marketing margins were calculated for raw milk and pasteurized milk. the milk producers in the flatlands are paid better, the current price system usually does not apply. also, there is a deficient in knowledge of accl by other links in the chain, hindering development and competitiveness of the dairy chain. el objetivo del presente estudio es proporcionar información de las características del mercadeo de la leche en la provincia de sugamuxi, para lo cual se identificaron los canales de comercialización, se establecieron los márgenes de comercialización, se diagnosticaron los eslabones de la cadena y se evaluó la aplicación del acuerdo de competitividad de la cadena láctea y de su sistema de precios. este análisis discriminó la problemática en dos zonas definidas por su topografía (plana y ladera), ya que presentan problemáticas particulares y utilizan canales diferentes en la comercialización de la leche. fueron encuestados 235 agentes comerciales de cada zona. se resalta el canal de comercialización: productor – procesadores regionales – mayorista – consumidor en la zona plana, y en la zona de ladera: productor – transportador – industria regional – distribuidor local – consumidor, como los más importantes por mercadear el mayor volumen de leche. los márgenes de comercialización se calcularon para leche cruda y leche pasteurizada. la leche al productor en la zona plana se paga mejor, no aplicándose en su gran mayoría el sistema de precios vigente. así mismo se encuentra un deficiente conocimiento del accl por parte de los demás eslabones de la cadena, obstaculizando el desarrollo y competitividad de la cadena láctea. key words: marketing, dairy chain, competitiveness, trade links, the price system. palabras clave: mercadeo, cadena láctea, competitividad, eslabones comerciales, sistema de precios. introduction the primary dairy sector has stood for over the past 10 years as an excellent opportunity for economic and social development in various areas of the country, having displaced some agricultural products, guaranteeing their loss. thus, the generation of new dairy farms in this country has been increasing but not in the same economic or environmental conditions, one example is the various production systems in specialized dairy basins, located in the middle and upper thermal areas such as the cundiboyacense highlands, including chicamocha. in many of these areas an additional feature is the prevalence of small farms as a means of production, competing with technical systems, specialized for better stability in the market, but with little bargaining power (madr, 1999). therefore, research on dairy marketing processes that focus on these remote areas would provide a commercial diagnosis of milk produced there, allowing better price control, preventing future inequities and promoting efficient marketing channels and improving product quality. the development of productive activities within the sugamuxi province is limited by characteristics of bio302 agron. colomb. 29(2) 2011 physical, social, economic and cultural, stratifying patterns of production; allowing the classification of the actors and marketing functions for study and analysis. there are differences between those who perform the same functions of marketing, giving rise to the various processes of productivity and marketing channels and margins of the plains and hillsides of the sugamuxi province. on the one hand, the flat area of the province has, among other features: modern irrigation systems like the sprinkler irrigation project of usochicamocha, presence of a major water network, good quality land for crops and feed production, inland access to good roadways, elements that together allow the development in a stable and controlled fashion. socio-economically, the members of the production and marketing chains that work in the flatlands of the province have a greater degree of technical education, allowing them to develop their business with a certain efficiency. for farmers in this area, they have more and better natural resources on their farms, and their production systems are equipped with technology and skilled labor. therefore, the milk produced there is sought by industries that demand a product in large quantities and of good quality. municipalities geographically distant from the center of the sogamoso territories coincide with the sloping margin and fragmented milk production, but given their large numbers, are an important source of milk for the province. the hillside area is characterized economically mainly by mining and rural subsistence production (arias, 1997). most land in these municipalities is too steep, limited arable land or pastoral water resources are not constant throughout the year or water reservation systems do not exist, access roads are few and in poor condition, preventing permanent communication with the urban area, social services and support to agriculture are limited or nonexistent, and marketing policies have been few and inadequate (ceron, 1991), resulting in little or no competitive production. no doubt the features that differentiate the two types of production locations are the different land slopes and proximity to access roads, factors other than productivity, they communicate differently in urban areas and the secondary or intermediary sectors, determining factors in terms of time and distance when collecting the milk. the commercial advantage of the flatland area is that the market offers more choices for selling their product at different levels and intermediaries, further diversifying the channels of marketing of milk in the search for the end-user. this study considers the location as the main distinguishing feature of the product quality, pre-milking and marketing, due to differences in distance to industrial plants and intermediaries, determining factors for time and distance when collecting the milk. this factor determines the distribution channels, margins of participation in wealth, selling prices, and therefore, opportunities to market the product. this study aims to characterize the main marketing channels and margins for milk in flatland areas and hillsides of the sugamuxi province. immersed within the overall objective of developing a descriptive diagnosis of the current marketing of milk in the study area and provide analytical tools to producers in the area to enable them to optimize decisions regarding marketing processes of milk. materials and methods materials: the study was conducted in the hillside area of the sugamuxi province comprised of the municipalities of mengua, monguí, tópaga, gámeza, aquitania, cuítiva and tota. the research was conducted in the period from february to may 2003 during which some participants were interviewed and consulted as secondary chain sources of information such as the municipal units of agricultural technical assistance (umata, its acronomy spahish unidades municipales de asistencia técnica agropecuaria) and the federación de ganaderos de boyacá (fadegan). methodology to perform a more detailed assessment of the marketing channels and margins in the province of sugamuxi, topographical zoning was produced to justify and substantiate the results. a market research study include marketing channels and margins, begins with the knowledge of the origin of the product and its features and then tracks the process, including changes in form and property, to their final destination (mendoza, 1991). once the origin and destination of milk was designated, we proceeded to identify the marketing channels and margins of the dairy chain in the region of study, through the application of surveys to the various links that perform some function of marketing. this study is considered exploratory descriptive, so we conducted a non-probability sampling for convenience as a sounding board for the implementation of the surveys (pope, 1984). 303rodríguez, téllez, and muñoz: marketing channels and margins for milk in the province of sugamuxi (boyacá) in the implementation of surveys for each link in the supply chain during the field work, the following aspects were taken into account: 1. economic agent who buys the milk, the purchase price and place of purchase (showing the previous link in the chain). 2. price per liter of milk and quantity purchased (production capacity, marketing or processing of the agent). 3. agent who sells milk, the sale price and place of sale (the next link in the chain). 4. physical functions that are executed (form utility). 5. storage (time of use). 6. distance traveled (place utility). marketing margins and producer participation were established by price differential. these calculations were made from the comparison of prices found in the various links in the chain, relating to the price paid by the final consumer of the milk, which is the basis of the analysis (mendoza, 1997). the formulas used to find the margins were as follows: according to mendoza (1997), the marketing margin is the difference between the price paid by the ultimate consumer of the product and the price received by the farmer. also called marketing gross margin (mgm) and is calculated as: mgm = consumer price producer price x 100 consumer price the value obtained corresponds to the share of intermediaries in the chain on the final price of the product. direct participation producer (dpp) is the portion of the price paid by the final consumer of milk corresponding to the farmer (mendoza, 1997): dpp= consumer price mgm x 100 consumer price net marketing margin (nmm) is the percentage of the final price charged by the brokerage as net income by deducting marketing costs (mendoza, 1997): nmm = mgm market costs x 100 price paid by the consumer once the necessary information was collected, it was tabulated using an excel® spreadsheet and then we proceeded with the identification and characterization of the marketing channels and margins for milk in the region under investigation. for the presentation of the results, flow charts, pie charts, bar charts and histograms were used with the application of descriptive statistics in the analysis (weimer, 2003). the number of respondents in each link in the supply chain of milk for the study area are presented in tab. 1. results and discussion characterization of marketing links sloped areas had an average of 8 cows/herd, the average estimated value of the department where 80% of farms have less than 10 cows/herd (aragon and duarte, 1998), and well below the average of 33 cows/herd for the production on the flatlands. in the hillside area, the use of norman race (65%), with day milking (62%) and all manual milking dominates, while in the flatland area there is superiority of the holstein breed (80%) that are milked manually 80% and 20% mechanically, with a predominance of 2 milkings/ day (99%). aragon and duarte (1998) found 8% data for mechanical milking in the department, accounting for the low level of technology in the hillside area. the difference in the price of milk paid by breed shows that milk from norman/hybrid herds has average values lower ($415 cop) than the holstein herds ($465 cop), despite having better compositional quality milk, showing that for the marketing system of the present study area the location of farms and the volume marketed are favored. the hillside area has production levels of 37 l/herd/d and 7.4 l/animal/d in winter, volumes that warranted only consumption and production of small surpluses for sale. the result of the presence of this type of farms in this area is fragmentation of production, which is why the rural protable 1. list of surveys by type of commercial agent boyacá. agent production transport regional process industrial plant cheese processed distribution total area flatland 85 24 15 3 16 23 166 (%) 80% 53.3% 57.6% 100% 80% 100% 70.7% area hillside 21 21 13 0 4 10 69 (%) 19.8% 46.6% 46.4% 0% 20% 30.3% 29.3% total studied 106 45 28 3 20 33 235 304 agron. colomb. 29(2) 2011 ducer has no bargaining power due to inefficient transport and collection; subtracting from the product uniformity and quality. in the plains, the average production volumes are 303 l/ herd/d and 12.1 l/animal/d in winter. the total milk from herds sampled in the flatland area (25,787 l/d), 22% is cold milk (5,676 l/d), improving the average sales price of a cold liter for these farms to $522 cop. fedegan (2003) found that the average price paid per liter of warm milk to the producer in boyacá is $460 cop, a value higher than the price paid to producers in the hillside area of the sugamuxi province ($369 cop). these data clearly show the precariousness of marketing and the isolation find in farms in this area from the competition agreement and any authority that would promote compliance. such marketing of milk highlights the importance for milk transporters in the hillside area for the low price and, for processors of cheese, the compositional quality compared to the flatland area in which the carriers have reduced participation and the industry collects more milk (fig. 1). transporters that have a marketing function are selfemployed based on this economic activity, assuming the collection service, distribution and sale of milk, with little training and resources to provide acceptable service. in its entirety the type of transport that collects milk from farms is informal, lacking equipment or refrigeration and without proper maintenance. commercially, the area of destination of this milk is 74% for industry, followed by the sale of raw milk (unpasteurized) 23% and cheese producers 3%. liters sold as raw milk in the hillside area was 3756, accounting for 49.6% of total raw milk marketed in the province, with a final destination of sogamoso consumers. in the plains, 59% is sold as raw (unpasteurized) milk, followed by industry at 37 and 4% cheese middleman. carriers who sell raw milk (cruderos), do not belong to an organized union so they are subject to strong price competition between them and their activity is considered illegal. the existence of cruderos is due to the milk consumption habits of people who prefer this type of milk due to its lower price and because it is attributed as being of quality and freshness. however, the existence of this milk on the market threatens public health and harms the processed milk market, plus it is a strong informally structured market, creating unfavorable conditions for the link of the production due to nonpayment and submission of prices. the average distance traveled by carriers in the hillside and flatland areas is 86 km d-1 and 50 km d-1 respectively, representing an average cost of $81 cop/liter in the sloped area, calculated based on monthly expenses (fuel, vehicle maintenance and assistance) and the gallons sold per month, versus $78 cop/liter in the flatland. the 28 processing companies in the study area differ depending on the amount of milk processed rather than level of technology, which is based on the use of pots and tubs operated by many workers. for the hillside area, the volume of milk processed by regional companies is 12,946 l d-1, with an average $421cop a gallon paid to producers and $489 cop to the carrier. the flatland area offers a larger volume of milk to regional companies with 39,438 l d-1, who pay on average $447 cop a gallon to producers and $513 cop to the carrier, based on particular negotiafigure 1. selling destination of milk produced in the area: sloped (a) and flat (b). industry transporters middleman 95,3% 3.5% 1.2% 4.8% 4.8% industry transporters middleman 305rodríguez, téllez, and muñoz: marketing channels and margins for milk in the province of sugamuxi (boyacá) tions, supply and demand and references from national companies. institutionally, of all the processing companies in this area, only two met the obligation of livestock and dairy development for 2002, with values lower than those actually processed (fedegan, 2003). this demonstrates the lack of information on existing businesses and the current state of marketing agents, corroborating the informality of these companies, which impedes progress of the entire chain by reducing the budget for promotion and competitiveness. dairy products produced, cheese is the most important because of its portability and ease of marketing. all the cheeses produced in the province, 35% (50.222 kg/month) is processed by the companies in this area, with 84% of the selling occurring in the province and the rest sold in other cities, mainly in bogota. four cheese middleman were interviewed, which collect on average 81kg/agent/week, purchased from two providers on average. in their entirety, cheese middleman sold directly to consumers, using only public transport. the business of cheese production is the livelihood for individuals who are in the production of surplus milk marketing option. the marketing of products from regional companies is mainly to consumers and shopping plazas in sogamoso, representing 67% of local sales, 17% is sold to wholesalers and chain supermarkets and 16 % of sales are made to markets in other cities. the three national pasteurizing companies operating in the plains collect a total of 30,759 l d-1 in the province of sugamuxi purchased directly from the farmer and collected 100% on the farm, ensuring that 95% of this function takes place in specialized tank cars. two of these companies are strategically located at a distribution center in maguncia, sotaquirá (boyacá) and the other transports its milk directly to the processing plant in sopo (cundinamarca). these companies loom large in the marketing of the milk produced in the provinces of centro, tundama and sugamuxi (boyacá department), highlighted by their broad coverage, quality laboratories and timely payments. the average price paid for the milk of these companies is $542 cop, due to the partial (66%) and total (33%) application of the competitiveness agreement and its price system made fortnightly, all have retained a biweekly payment. in the distribution link, 33 facilities were surveyed in the city of sogamoso for chain stores, regional supermarkets, market places and neighborhood stores, which sell dairy products such as pasteurized milk (25.4%), milk powder (14.6%) cheese (32.1%), fermented (23.8%) and condensate (13.1%). these products come from regional companies 39% and national and multinational companies 61%, regional involvement being very low compared to the significant amount of milk produced in the region and the number of local companies. there is probably a greater presence of products of national and multinational companies because they offer greater assurance to the retailer and consumer product quality and also have more efficient distribution systems. table 2. shows the different amounts of milk for the dairy chain links in the flatland and hillside of the sugamuxi province. table 2. volumes of milk marketed by the agents of the chain. agent province (l d-1) zone flatland hillside a. producers 26,553 25,787 766 b. raw milk transporter 7,577 3,821 3,756 c. industrial transporter 12,076 1,576 10,500 d. regional industries 44,384 39,438 12,946 e. nacional industries 30,754 30,754 0 total (b+d+e) 82,715 82% 18% marketing channels for milk marketing channels of milk were built from the systematic observation of all stages of marketing of milk and identification of marketing agents involved, from producers to consumers in sogamoso, with the product in two forms: raw milk and other derivative processing. of milk produced in the flatland area 74.0% is sold to regional processors, 21.3% to national and multinational processors, 3.5% to carriers and 1.2% to cheese middleman. the channel is producer regional processor wholesaler consumer, as the most important market for the greater volume of milk in the area (fig. 2). yet these regional processes, while managing more milk in the province, distributed only 39% of dairy products marketed in sogamoso compared to 61% by national and multinational companies who have positioned themselves in this market segment due to the quality and guarantee of their products and good distribution system. the picture in the hillside area is that 90.4% is sold to carriers, 4.8% to regional processors and 4.8% to cheese middleman. the channels are producer transporter regional industry local consumer and producer transporter consumer, as the most important by marketing the highest volume of milk in the area (fig. 3). 306 agron. colomb. 29(2) 2011 another particular channel in the area was found for cheese, distinguished by the home processing by the manufacturers and the presence of a single agent or cheese processor who takes advantage of the ease of collection of cheese compared to milk and sells directly to consumers in the market places. overall, the supply chain of milk in the sugamuxi province lacks horizontal integration or union for all links, mainly producers, in the absence of some form of cooperatives or associations to help them achieve a greater range of participation in the chain, or the benefi ts of automation, helping with and decreasing input costs of livestock, among others, confi rmed by the low level of association found in this study (16%) and what was said by baquero ( 2000), who argues that the lack of associative approach creates diffi culties in the processes of generation and transfer of technology and the creation of networks for the provision of support services. each link in the chain carries on business without being involved in the functions of marketing, there are only two types of integration levels: transportation regional and national companies and regional companies distributors. th is low presence of vertical integration in the area is poor to the extent that the market does not acquire regional development and the chain does not have higher levels of profi tability for the agents. figure 2. marketing channels for milk in the flat area of the province sugamuxi. middleman 3.5 74 1.2 21.3 1,295 0.14 39,153 36,142 1.34 1.34 producer regional industries multinantional industries wholesaler local distribution consumer transporter 21.3 3.5 100 75,295 37,482 21.3 100 60,453 2,065 middleman wholesaler consumer 90.4 4.8 4.8 12,032 7,232 16.5 16.5 100 33.5 12,032 regional industries producer local distribution transporter 45.2 90.4 50 100 45,532 38.0 figure 3. marketing channels for milk in the hillside area of the province sugamuxi. 307rodríguez, téllez, and muñoz: marketing channels and margins for milk in the province of sugamuxi (boyacá) the relationships between links in general are of little confidence because the product transaction (purchase sale inspection) lends itself to deception, going then to quality tests to check the status of milk purity and honesty of the seller. as a result, the chain efficiency decreases as costs rise by repeated testing. marketing margins of milk analyzing the behavior of marketing margins of the 17 channels of distribution of milk and their derivatives in the sugamuxi province would be too extensive. for this reason, we will focus on the analysis of marketing margins of raw milk for the hillside area, and marketing margins of processed milk for the flatland. in the case of raw milk, according to the sales prices found, a marketing gross margin of 45% was found and producer participation was 55% (100% mgm). net margin trading (nmm) of milk for transporters for pasteurization was 2.2%. this channel marketing of raw milk is common in the provinces of developing countries, since they are close to production areas. marketing systems present in the provinces, not being developed, lead to the producers receiving a margin of greater participation in the chain at a low price paid by the consumer, because of the low value added product. in the case of pasteurized milk, the channel producer transportation industries distributors is the most evolved because it provides more involved agents including their values added to the final product. according to these sales prices, a gross margin of 57.1% was found with marketing and producer participation of 42.8%. the mgm is divided into 9.5% for transport, 34.1% for industry and 13.5% for distributors. net marketing margin for carriers was 2.3%. the aggressive marketing of processed milk in relation to raw milk, shows the change in the dpp by the increase in both participating agents and the value added of the product generating the highest price paid by the consumer. this shows that with the development of the dairy chain, national policy evolved in the prices paid for milk in channels where there was an increase in marketing margins, according to the entry of new technologies and expertise in operations. however, the marketing channels of pasteurized milk and dairy products in the flat area of the province of sugamuxi do not have levels of efficiency and effectiveness in the chain to justify the price paid by the consumer and paid to the producer. conclusions the present study indicates that the location of the farms is a factor that becomes more important when setting prices paid to producers over other compositional factors such as quality, challenging the philosophy of agreement for quality competitiveness. institutional presence should direct their efforts in providing services of technical and administrative training, coordination of marketing processes, updating and verification of information and control of prices paid for milk along the chain, to ensure continuity and sustainability in the dairy business in the hillside area of the province of sugamuxi. with the formation of rural associations, projects for collection centers could be carried out, which facilitate the collection of milk and offer a greater bargaining power. likewise, the presence of producer associations could facilitate training processes and technology extension offered by umatas, federations and other institutions. to prevent the consumption of raw milk, efforts should be focused on both the consumer through campaigns that warn of the risks of using this type of milk, as well as transporters, by requiring only the correct sale, processors, vehicle and element types for transporting milk. the availability of information on characterization and operation is considered the main condition for developing a dairy chain in the sugamuxi province as well as in other dairy areas, especially with access and usefulness for the participants. this would promote awareness among stakeholders of the links in marketing and collective action, making it possible to improve the organizational level of the chain. an improvement in the organization of actors and processes of marketing, would be the optimal use of resources and infrastructure available to the province. this would imply that the creation of associations (producers, transporters, processors and distributors), to develop coordination procedures in the concentration, preparation and dispersion of milk and dairy products, avoiding cost overruns and therefore competition. the imperfection of the market for milk in the province of sugamuxi is evident in the lower prices paid to producers compared to other regions, where its distance to consumption centers will generate higher transport costs and compensation should be adjusted proportionately with location. 308 agron. colomb. 29(2) 2011 literature cited aragón, r. and o. duarte. 1998. identificación, caracterización y análisis de los sistemas de producción de leche especializada en el altiplano boyacense. corpoica, bogota. arias, m. 1997. perfiles provinciales de boyacá. secretaria de plantación, gobernación de boyacá. tunja, colombia. baquero, i. 2000. costos de transacción en la conformación de cadenas productivas del sector agroalimentario: caso de las cadenas de arroz, papa, lácteos y cebada. corpoica, bogota. cerón, m. 1991. principios sobre comercialización de alimentos. acoabastos, cali, colombia. fedegan, federación colombiana de ganaderos. 2003. la ganadería bovina en colombia 2002-2003. editorial sanmartín obregón, bogota. mendoza, g. 1991. compendio de mercadeo de productos agropecuarios. instituto interamericano de cooperación para la agricultura (iica), san jose. mendoza, g. 1997. metodología para el estudio de 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nutrients in plant roots with their contents in soil have been reported. the aim of this study was to determine the main mineral nutrients found in s. paniculatum roots and the soil in their natural habitat. it was observed that s. paniculatum roots grow in soils rich in calcium and had a positive correlation in the concentration of ca with fe, na and k and a negative correlation with zn and mg. the results contribute to the knowledge of mineral nutrients in s. paniculatum as well as to its cultivation. solanum paniculatum l., una especie endémica de américa tropical y usada en la medicina popular en el tratamiento de la anemia, trastornos hepáticos y digestivos, ha sido ampliamente estudiada. sin embargo, hasta la fecha, no se han reportado estudios previos sobre las correlaciones entre los contenidos de nutrientes minerales de las raíces de las plantas con sus contenidos en el suelo. el objetivo de este estudio fue determinar los principales nutrientes minerales que se encuentran en las raíces de s. paniculatum y el suelo en su hábitat natural. se observó que las raíces de s. paniculatum crecieron en suelos ricos en calcio y con una correlación positiva en la concentración de ca con fe, na y k así como una correlación negativa con zn y mg. los resultados contribuyen al conocimiento de los nutrientes minerales en s. paniculatum así como a su cultivo. key words: solanaceae, jurubeba, phytotherapy, oxisols. palabras clave: solanaceae, jurubeba, fitoterapia, oxisoles. mineral nutrient content of soil and roots of solanum paniculatum l. contenido de nutrientes minerales del suelo y raíces de solanum paniculatum l. clécio souza ramos1* and jonh aldson bezerra tenório1 introduction soil’s ability to provide mineral nutrients to plants depends on its physical, chemical, and biological characteristics and their interactions (ma et al., 2022). attention to the quality of soil has grown and its rational management has increased its productive capacity and guaranteed the quality of the product resulting from the uniformity of planting (brown et al., 2022; bulut, 2022). the amount of secondary metabolites found in plant species directly relates to soil properties, and their characterization is of fundamental importance to maintain production quality and avoid significant chemical variations of natural products derived from plants (diomande et al., 2015). solanum paniculatum l. (solanaceae) is a widely studied plant; it grows in the tropical americas and is used for culinary purposes and in folk medicine (vieira et al., 2010; saqueti et al., 2022). s. paniculatum is common in almost all of brazil, where this plant is known as “jurubeba”, with fructification throughout the year, abounding in bare lands, roadsides, and degraded pastures (macedo-costa et al., 2017). given its medicinal, antidiarrheal, anti-inf lammatory, antimicrobial, anti-ulcer, antioxidant, and antitumor properties (tenório et al., 2016; souza et al., 2019), it has been recognized as a phytotherapy medicine by the brazilian pharmacopoeia, and the chemistry of s. paniculatum fruit and leaf has been well studied (endringer et al., 2010; gazolla et al., 2019). previous chemical studies of various parts of s. paniculatum including roots, fruits and leaves have revealed the presence of steroidal alkaloids, steroidal glycoalkaloids, steroidal saponins, terpenes, and phenylpropanoids (júnior et al., 2015; valerino-díaz et al., 2018). although the plant has been widely exploited for therapeutic and food purposes, the studies of mineral nutrients in s. paniculatum have been neglected. there are many studies on nutrients and soil fertility with other solanum species such as the well-known vegetables tomato (s. lycopersicum), potato (s. tuberosum), eggplant (s. melongena) and bitter tomato (s. aethiopicum) (han et al., 2021; can et al., 2022). thus, this study was directed towards the determination of the main mineral nutrients in the roots of s. paniculatum and searched to establish a correlation scientific note https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n3.101989 mailto:clecio.ramos@ufrpe.br pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 371ramos and tenório: mineral nutrient content of soil and roots of solanum paniculatum l. between the contents of mineral nutrients in the roots and in the surrounding soil. materials and methods plant collection and preparation roots from adult s. paniculatum l. plants (n = 5) separated by a minimum distance of 3 m were randomly collected in an atlantic forest fragment located in the city of camaragibe, in the state of pernambuco in northeastern brazil (7º58’36” s and 34º58’51” w, tropical monsoon climate, according to the köppen criteria). an annual average maximum temperature of 29.1°c, average annual relative humidity of 83.9%, and average precipitation of 92.1 mm were recorded for the collection site of roots and soils where there is low precipitation in summer and high precipitation in winter. on the day of collection, a temperature of 30.2°c, relative humidity of 74.5%, and precipitation of 7.2 mm were recorded for the collection site. the species was identified by the instituto agronômico de pernambuco ipa and one accession was deposited in the herbário dárdano de andrade lima with number 88503 and registered at national system of genetic heritage management and associated traditional knowledge platform under reference number a1096d6. the roots were washed with deionized water and dried on paper towels and then in a circulating air oven for a period of 72 h at a temperature of 40°c. the oven-dried roots were crushed and sieved with a 10-mesh sieve. soil sampling soil samples (n = 5) were collected simultaneously with the roots at a depth of 0-20 cm in the area around the roots of s. paniculatum and classified as latosols according to brazilian soil classification system (santos et al., 2018) and typically classified as oxisols (usda soil taxonomy). soil samples were air dried, ground and put through a 2 mm mesh before being analyzed. a temperature of 30°c, mean precipitation of 67.2 mm, mean relative air humidity of 74.5% and mean atmospheric pressure of 1012.1 mbar were registered on the day of soil collection (pernambuco water and climate agency (agência pernambucana de águas e clima, n.d.) and brazilian national institute of meteorology (instituto nacional de meteorologia do brasil, n.d.)). soil analysis soil ph was determined potentiometrically (bel engineering phs3bw, brazil) in a 1:2.5 soil:deionized water suspension after 1 h of contact, with suspension agitation before reading (beretta et al., 2014). exchangeable calcium and magnesium were determined by complexometric titration with edta (0.0125 mol l-1 ) using as extractor kcl (1 mol l-1) in a proportion 1:10 solution:extractor, while exchangeable aluminum (alkcl) was determined by acidity titration with naoh (0.025 mol l-1) using the same extractor kcl (shelke & sheikh, 2020). exchangeable potassium and sodium were carried out in a double acid solution of hcl (0.05 mol l-1) + h2so4 (0.0125 mol l -1) and determined by f lame photometry for potassium (benfer, bfc 150, brazil) and by colorimetry for phosphorus (agilent, 8453 united states), with soil mixed with a solution in a proportion: 1:10 (brondizio & moran, 2009). extractive acidity was measured using the calcium acetate method. a solution of calcium acetate (0.5 m) was used for extraction, buffered to a ph 7.0 in a proportion 1:20 and titrated with a dilute solution of naoh 0.025 mol l-1 (brondizio & moran, 2009). the sum of bases (sb) was calculated in cmol kg-1 according to the following expression: sb = ca2+ + mg2+ + k+ + na+ (martins et al., 2011) while cation exchange capacity (cec) was calculated in cmol kg-1 (ph 7.0) using the expression: cec = sb + h+ + al3+ (briedis et al., 2012). base saturation (v, %) was determined according to the following expression: v, % = (sb/cec) x 100, while aluminum (m, %) saturation and sodium (sna) saturation were calculated according to the following expressions: m = 100 × al3+/sb + al3+ and sna =100 × na cec, respectively. root nutrient analysis the concentrations of total cadmium, copper, iron, potassium, manganese, sodium, zinc, magnesium, and calcium in the root samples were determined using an atomic absorption spectrophotometer (varian aa240fs, mulgrave, australia) operated under the following parameters: wavelengths for cd (228.8 nm), cu (324.7 nm), fe (248.3 nm), k (769.9 nm), mn (279.5 nm), na (589.6 nm), zn (213.9 nm), mg (285.2 nm), and ca (422.7 nm); fuel/oxidizer ratio (2/15.3); lamp current 5 ma; air/acetylene and acetylene/ nitrous f lame; slit width 0.2 nm; acetylene f low rate 2.0 l min-1; air f low rate 13.5 l min-1; nebulizer f low rate 4.0 ml min-1; and f low time 5 s. statistical analysis results were expressed as the mean ± standard deviation (sd) and one-way analysis of variance (anova). the shapiro-wilk normality test and pearson’s correlation were used to establish relationships among studied parameters. statistical significance was considered at p<0.05 and <0.01. the software bioestat 5.3 was used to statistical analysis. pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 372 agron. colomb. 40(3) 2022 results and discussion the soil had an acidic ph of 4.6, with high ca2+ content, medium mg2+ content, low k+, na+ and p contents (tab. 1) (santos et al., 2021). table 1. results for soil fertility analysis. parameters unit values ph 4.6 ± 0.03 p mg kg-1 5.0 ± 0.26 ca cmolc dm -3 0.91 ± 01 mg 0.61 ± 01 k 0.04 ± 0.0 na 0.06 ± 0.0 sb 1.62 ± 0.01 h 3.40 ± 0.05 al 0.45 ± 0.04 cec 5.47 ± 0.04 v % 29.61 ± 0.50 m 21.74 ± 0.22 sna 1.10 ± 0.02 sb – sum of bases, v base saturation, m – aluminum saturation, sna sodium saturation. values expressed with mean ± standard deviation. the values of v, sb, and sna were low, while the m and cec values were medium, classifying the soil as poor (luz et al., 2002). in acidic soils, the incorporation of nitrogen can be inhibited due to a reduction in the rate of conversion of ammonium to nitrate. this explains studies reporting high levels of phenolic compounds (tenório et al., 2016) accumulated in plants growing in this type of soil. in general, the effects of mineral nutrients on the levels of shikimic acid derivatives, especially derivatives of cinnamic acid, hydrolysable and condensed tannins, are well documented; deficiencies in nitrogen, phosphorus, sulfur, and potassium generally result in higher concentrations of these metabolites in plants (gobbo-neto & lopes, 2007; kumar & goel, 2019). aran et al. (2014) demonstrated that the addition of lime to soil inf luenced the height and stem diameter of s. paniculatum, with an increase of 32.63% and 21.16%, respectively, in relation to the treatment without lime. these results were attributed to an increase in soil ph when ohand co3 2ions interact with the h+ and al3+ ions retained in the soil colloids and neutralize them. in turn, this provides increased solubility of ca2+ and mg2+ ions in soil, greater mineralization of soil organic matter and, consequently, increased availability of nutrients for plants, thus, favoring their growth and development. the analysis of the mineral content in the roots of s. paniculatum found a greater concentration of calcium, representing 92.84% of the analyzed mineral nutrients (tab. 2), which can be attributed to the calcium carbonate precipitation process on root surfaces (canakci et al., 2015). table 2. content of mineral nutrients in s. paniculatum roots. element concentration (mg 100 g-1) percentage from sum of elements analyzed ca 7452.00 ± 0.58 92.84 na 73.25 ± 0.04 0.91 zn 46.60 ± 0.15 0.58 fe 227.00 ± 0.47 2.82 k 227.24 ± 0.23 2.83 mg 2.00 ± 0.10 0.03 mn 0.37 ± 0.02 0.004 cd *nd cu nd *not detected. values expressed with mean ± standard deviation. calcium is important for plants as a constituent of cell walls and membranes, contributing to the structure of cells and the upholding of physical barriers against pathogens (waraich et al., 2012; thor, 2019). when there is a calcium deficiency, cell membranes begin to disintegrate, cell compartmentation is disrupted, and the binding of ca with pectin in the cell wall is affected, resulting in cell decomposition (white & broadley, 2003). a correlation analysis of the mineral nutrient contents in the roots of s. paniculatum was performed (tab. 3). the pearson’s correlation between the contents of mineral nutrients revealed a positive correlation between ca, na, fe and k, and between fe and mn, which might indicate that as the plant absorbs a mineral nutrient it carries another one (lira et al., 2021). negative correlations were observed between zn and ca, na, fe, k, mn as well as between mg and na, k and ca. thus, the cultivation of s. paniculatum should avoid soils rich in zinc, which in high concentrations may interfere with the concentration of ca, na, fe, k and mn by the species (treter et al., 2021), which can affect the development of the plants. the same effect is explained for mg, which, apparently, hinders the absorption of na, k and ca for the species under study. a study carried out by emerenciano et al. (2013), using pearson’s correlation analysis, observed that the extent to which azadirachta indica absorbs fe, cu, zn and k pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 373ramos and tenório: mineral nutrient content of soil and roots of solanum paniculatum l. determines the synergistic effect of absorption of other mineral nutrients. for the metals k, ca and mg, negative correlations were observed, indicating that when a fertilizer rich in potassium is added, there is a reduction in the concentration of ca and mg. iron accounted for 2.82% of the mineral nutrients; in plants, iron is an essential nutrient required for various cellular processes such as respiration, chlorophyll biosynthesis, and electron transport in photosynthesis. considering that calcium was the major nutrient found in the s. paniculatum roots as well as in the surrounding soil, a pearson correlation analysis between the calcium present in the soil and the mineral nutrients absorbed by the roots was performed (tab. 4). table 4. pearson’s correlation coefficient for soil calcium and root nutrient minerals. contents of mineral nutrients in roots content of calcium in soil ca 0.98 na 0.98 zn 0.73 fe 0.84 k 0.98 mg 0.65 mn 0.26 all correlation is coefficients at the p<0.01. the results corroborated the hypothesis of a correlation between the contents of mineral nutrients in the roots, where there is a negative correlation between the ca and mg (r = 0.65). this confirms competition between calcium and magnesium, with a preference for calcium by the plants. during the absorption by roots, nutrients as ca, mg, and k can be strongly antagonistic, and mg is the least taken up nutrient (farhat et al., 2016). in sunf lower plants grown under insufficient mg supply, an increase in ca and k absorption was observed, indicating competition between these nutrients (lasa et al., 2000). magnesium uptake increased also during the ca stress periods ref lecting the antagonism between ca and mg (taylor & locascio, 2004). a negative correlation between the ca2+ concentration in soil and the zn concentration in roots (r = –0.73) can be associated with high calcium content in the soil, as previously reported for rice seedlings, where zinc absorption was reduced by about 90% with the addition of calcium and magnesium (sadana & takka, 1983). furthermore, the positive correlation between the soil ca2+ contents and the contents of na, fe, k, ca in the s. paniculatum roots was confirmed, where in the case of calcium, there could be a simultaneous absorption with these other minerals. conclusion s. paniculatum l. were found abundantly in calcium-rich soils, with their roots showing a positive correlation for calcium contents with iron, sodium, potassium and a negative correlation with calcium, magnesium, and zinc. the results contribute to studies of s. paniculatum cultures aiming at the production of herbal medicines and food products, as the growth and development of plants depend on the mineral nutrients absorbed by roots from the soil. acknowledgments the authors thank the provost of research and graduate of the federal rural university of pernambuco (brazil) for financial support. jabt thanks coordenação de aperfeiçoamento de pessoal de nível superior for providing a scholarship. conflict of interest statement the authors declare that there is no conf lict of interests regarding the publication of this article. author’s contributions jabt carried out the field and laboratory experiments. csr contributed to the data analysis and wrote the article. all authors reviewed the final version of the manuscript. table 3. pearson’s correlation coefficients found between the contents of mineral elements in the roots of s. paniculatum. ca na zn fe k mg mn ca 1.00 na 0.93 1.00 zn -0.59 -0.84 1.00 fe 0.72 0.92 -0.98 1.00 k 1.00 0.93 -0.59 0.72 1.00 mg -0.79 -0.51 -0.04 -0.14 -0.79 1.00 mn 0.08 0.43 -0.85 0.74 0.08 0.56 1.00 all correlation is coefficients at the p<0.05 and <0.01. pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 374 agron. colomb. 40(3) 2022 literature cited agência pernambucana de águas e clima. 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tallos. el suelo de los tubos fue dividido en cinco estratos de profundidad. raíces en cada profundidad se lavaron determinándose su longitud, diámetro promedio y biomasa seca. se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. el método resultó apropiado para determinar diferencias fenotípicas en longitud total y longitud específica de raíces y distribución de raíces a diferentes profundidades. las líneas bat 477, sea 5 y ser 16 destacaron por su desempeño general en la producción de raíces bajo estrés por sequía. phenotypic differences in root development and distribution of 16 common bean genotypes grown under drought stress were analyzed. we developed a method using transparent plastic tubes (inserted in pvc tubes), filled with a soil-sand mix (2:1, weight: weight), to capture differences in root growth under greenhouse conditions. ten days after emergence, two water supply treatments were imposed: 80% of field capacity (without stress) and withholding of water (to induce drought stress). total leaf chlorophyll content and transpiration rate were measured during the trial. at harvest (32 days after planting), leaf area, shoot biomass, leaf and stem total nonstructural carbohydrates content (tnc) were determined. the soil in the tubes was divided into five layers from the top to the bottom of the tube (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 and 30-45 cm). roots were washed from each soil layer to determine their length, diameter and dry biomass. a randomized complete block design was used with three replications. the method was suitable for determining phenotypic differences in total root length, specific root length and root distribution by soil depth. three lines (bat 477, sea 5 and ser 16) were superior in their root development under drought stress. key words: total leaf chlorophyll content, root diameter, deep rooting, root length, transpiration rate. palabras clave: contenido total de clorofila en hoja, diámetro de raíz, enraizamiento profundo, longitud de raíz, tasa de transpiración. fecha de recepción: 14 de octubre de 2008. aceptado para publicar: 19 de febrero de 2009 1 centro internacional de agricultura tropical (ciat), cali (colombia). 2 autor de correspondencia. j.a.polania@cgiar.org agronomía colombiana 27(1), 25-32, 2009 desarrollo y distribución de raíces bajo estrés por sequía en fríjol común (phaseolus vulgaris l.) en un sistema de tubos con suelo root development and distribution under drought stress in common bean (phaseolus vulgaris l.) in a soil tube system josé a. polanía1, 2, idupulapati m. rao1, steve beebe1 y ramiro garcía1 introducción la agricultura demanda alrededor de 69% de todas las extracciones de agua en el mundo, mientras que esta cifra asciende a más de 80% en los países en desarrollo. como el agua es un elemento esencial en la seguridad alimentaria, su carencia es una de las principales causas de hambrunas y subnutrición, especialmente en las zonas rurales donde la población depende de la agricultura local para obtener tanto alimentos como ingresos. recientemente se estimó que la sequía es la causante de 60% de las emergencias alimentarías (fao, 2003). el fríjol común (phaseolus vulgaris l.) es un cultivo de pequeños agricultores en américa latina y áfrica oriental y occidental, donde es a menudo cultivado en condiciones no favorables y con mínimos insumos (beebe et al., 2008). es una fuente poco costosa de proteína y calorías para pequeños agricultores de países con pobreza endémica (rao, 2002). sus rendimientos se ven afectados por varias causas, 26 agron. colomb. 27(1) 2009 entre las cuales la sequía puede generar pérdidas entre 10 y 100%. en 1992, la sequía causada por el fenómeno de el niño provocó pérdidas agrícolas de cerca de us$600 millones en centroamérica y méxico, y de us$1 billón en el sureste africano. en 2001 una extensa sequía ocasionó una amplia hambruna y malnutrición en honduras, oriente de el salvador y noreste de nicaragua, donde las pérdidas en cultivos de fríjol fueron de 68%. adicionalmente, los modelos de cambio climático predicen que centroamérica será más seca en las siguientes décadas. cerca de 60% de las regiones productoras de fríjol sufre condiciones de sequía, que es el segundo factor más importante de reducción en rendimiento después de las enfermedades (thung y rao, 1999; rao, 2002). la investigación y el desarrollo de materiales vegetales adaptados a sequía es esencial para contribuir a la seguridad alimentaria de una población creciente que requiere incrementos significativos en la producción de alimentos. la investigación se ha concentrado más en la respuesta aérea de la planta a estrés por sequía que en la radicular, debido a las dificultades en la observación de las raíces en el campo (huang y gao, 2000). sin embargo, las raíces son importantes para mantener la absorción de agua en suelos secos como característica de adaptación (turner, 1979; huang y gao, 2000). raíces profundas y extensión de estas en la profundidad del suelo son fundamentales para el comportamiento de los cultivos en limitaciones de suministro de agua si existe agua disponible en perfiles profundos del suelo (sponchiado et al., 1989; blum, 2002). ho et al. (2005) sugieren que un superficial y abundante sistema radical es más efectivo en la absorción de nutrientes en los primeros 20 cm del suelo donde los nutrientes están concentrados, mientras que raíces profundas favorecen la adquisición de agua y la resistencia a sequía. la producción de raíces finas puede ser una estrategia para permitir la adquisición de agua y la entrada de minerales cuando el agua en el suelo es limitada; las raíces finas “son económicas de construir”, pero son esenciales para la adquisición de agua y nutrientes debido a su alta área superficial por unidad de masa (eissenstat, 1992; huang y fry, 1998). el objetivo del presente trabajo fue evaluar en invernadero el desarrollo y la distribución de raíces de 16 genotipos de fríjol común bajo estrés por sequía, validar un método de tubos con suelo desarrollado para evaluación de raíces, e identificar y caracterizar los mecanismos radicales asociados a la tolerancia e igualmente algunos mecanismos de respuesta en la parte aérea de la planta. materiales y métodos la investigación se realizó en las instalaciones del centro internacional de agricultura tropical (ciat) situado en palmira (valle del cauca, colombia), a 3°31’ n y 76°19’ w a 965 msnm, en condiciones de invernadero, con temperaturas entre 20 y 35°c, humedad relativa entre 70 y 90% y radiación fotosintéticamente activa máxima de 1.100 µmol fotones m-2 s-1. como sustrato se usó un suelo andisol (soil survey staff, 1993), con ph ácido y alta capacidad de fijación de p, el cual se mezcló con arena de río lavada y tamizada en una relación 2:1 en base peso; la densidad aparente de la mezcla era de 1,13 g cm-3. el suelo se fertilizó en kg ha-1 con 80 n, 50 p, 100 k, 101 ca, 29,4 mg, 20 s, 2 zn, 2 cu, 0,1 b y 0,1 mo, con el objetivo de eliminar cualquier otro estrés abiótico. las plantas crecieron por 32 d en tubos de acetato (50 cm de altura y 7,5 cm de diámetro) cubiertos por tubos de pvc, que contenían 2.400 g del sustrato. el ensayo incluyó 15 líneas avanzadas de fríjol común (phaseolus vulgaris l.) del programa de mejoramiento del ciat (bat 477, bat 881, bfb 139, dor 364, eap 9510-77, mcd 2004, rab 651, rab 655, sea 5, sea 15, sec 16, sen 34, ser 7, ser 8 y ser 16) y una accesión de germoplasma (g 21212) de fríjol. el experimento se estableció en un diseño de bloques completos al azar con dos niveles de suministro de agua: 80% capacidad de campo (cc) (riego) y sin riego (sequía terminal) con tres repeticiones. las plantas crecieron en condiciones óptimas de riego (80% cc) durante los primeros 10 d y después de este periodo de establecimiento fueron sometidas a los tratamientos de suministro de agua. el tratamiento con riego (80% cc) consistió en pesar los cilindros cada 3 d y aplicar la cantidad de agua consumida, mientras que a los cilindros bajo sequía terminal no se les aplicó riego. varios parámetros fisiológicos fueron medidos durante los 32 d de crecimiento y desarrollo de las plantas: contenido total de clorofila con un clorofilómetro minolta spad® 502 (soil plant analysis development), y tasa de transpiración, con un porómetro licor li-1600. a los 32 d después de germinación, se midieron las variables: área foliar, distribución de biomasa área, contenido de carbohidratos totales no estructurales (ctn) en hoja y tallo, biomasa de raíces y longitud de raíces en diferentes profundidades del suelo. el tubo fue cortado en cinco profundidades (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 y 30-45 cm); las raíces en cada corte se extrajeron y lavaron para eliminar el sustrato, y fueron escaneadas con un equipo epson expression 1680. los datos de longitud 272009 polanía, rao, beebe y garcía: desarrollo y distribución de raíces bajo estrés por sequía en fríjol común... y diámetro promedio de raíces fueron determinados con un sistema de análisis de imágenes winrhizo pro 2003b (regent instruments, canadá); después las raíces se secaron en horno a 60oc por 48 h. el contenido de ctn en hojas y tallos fue determinado con el método de kand y brink (1995). se aplicó análisis de varianza con el sistema estadístico sas y el nivel de error fue de p≤0,05. resultados y discusión durante el crecimiento y desarrollo de las plantas, el rango de la temperatura máxima del aire fue entre 28 y 39oc, y el rango de la temperatura mínima del aire osciló entre 18 y 22oc. la humedad final de suelo al momento de cosecha (32 d) fue de 25% cc (fig. 1). la relación entre temperatura máxima y humedad del suelo indica que las plantas sufren considerable estrés por sequía desde los 15 d de desarrollo. se observaron diferencias genotípicas significativas en términos de producción de biomasa en los tratamientos de riego y sequía. el estrés por sequía redujo marcadamente la producción de biomasa total de los 16 genotipos evaluados cuando se comparan con la producción bajo riego (tabla 1). la producción de biomasa total fue relativamente menos días después de siembra 0 5 10 15 20 25 30 35 te m pe ra tu ra ( ºc ) 15 20 25 30 35 40 45 h um ed ad d el s ue lo ( % c c ) 20 30 40 50 60 70 80 90 temperatura máxima temperatura mínima humedad del suelo figura 1. humedad del suelo, temperatura máxima y mínima durante el periodo de crecimiento y desarrollo activo de las plantas en invernadero, palmira 2005. tabla 1. influencia de riego (r) y sequía terminal (st) sobre atributos aéreos en 16 genotipos de fríjol común bajo condiciones de invernadero. genotipo contenido de clorofila en hoja (spad) biomasa total (g/planta) contenido de ctn1 en hoja (mg g-1) contenido de ctn en tallo (mg g-1) tasa de transpiración (mmol m2 s-1) r st r st r st r st r st bat 477 37 42 2,40 0,95 180 196 40 84 1,22 0,75 bat 881 41 45 2,02 0,79 143 197 35 61 1,30 0,71 bfb 139 39 47 1,86 0,93 159 180 40 163 1,11 0,67 dor 364 35 40 2,16 0,97 147 140 43 84 1,30 0,64 eap 9510-77 35 42 1,95 0,99 152 145 37 107 1,28 0,59 g 21212 34 43 1,97 1,07 178 195 51 64 0,98 0,76 mcd 2004 32 40 2,46 1,25 147 99 43 64 1,25 0,62 rab 651 35 42 2,36 0,96 178 177 45 61 1,16 0,67 rab 655 37 36 2,17 0,67 146 124 37 47 1,24 0,67 sea 15 32 42 1,99 1,04 150 128 40 159 1,30 0,55 sea 5 37 44 1,89 1,13 169 151 51 37 1,28 0,69 sec 16 36 40 3,00 1,15 181 97 46 76 1,29 0,67 sen 34 38 41 2,29 0,80 192 117 43 56 1,26 0,87 ser 16 35 36 2,30 1,22 213 137 46 99 1,33 0,71 ser 7 37 44 2,55 0,98 216 217 57 119 1,02 0,63 ser 8 32 41 2,41 1,08 165 166 37 74 1,22 0,53 promedio 36 42 2,24 1,00 170 154 43 85 1,22 0,67 dms (p≤0,05) 4 4 ns 0,35 ns 50 16 54 ns 0,17 1 ctn, contenido de carbohidratos totales no estructurales. afectada para las líneas mcd 2004 y ser 16 (fig. 2, tab. 1) con una inhibición de producción de biomasa de 49 y 47%, respectivamente. en el otro extremo, bat 881 y rab 655 tuvieron una reducción en su producción de biomasa de 61 y 69%, respectivamente. según davies y zhang (1991), a medida que el déficit hídrico crece, el proceso que se ve más afectado es la expansión y el crecimiento celular, debido a la reducción de la turgencia. si el estrés es más 28 agron. colomb. 27(1) 2009 salientes en su longitud total de raíz pero también tuvieron valores bajos de longitud específica de raíz (fig. 5), lo cual indica el desarrollo de raíces ligeramente más gruesas. el anterior comportamiento de la línea bat 477 usando este método de tubos concuerda con resultados obtenidos por otros investigadores que reportan a bat 477 resistente a sequía y que posee la habilidad de raíces profundas (white et al., 1994a, 1994b) con gran eficiencia de absorción de agua (guimaraes et al., 1996). varias investigaciones han concluido que el sistema radicular es un rasgo importante en sequía. white y castillo (1992) exponen que en fríjol común las diferencias en redimiendo están determinadas por el sistema de raíces. sponchiado et al. (1989) encontraron que grandes producciones de raíces se asocian a mayor tolerancia a sequía en fríjol común, sugiriendo una evasión a la sequía debida al incremento de la extracción de agua del suelo. la tolerancia a estrés por sequía ha sido asociada a mayor capacidad para extraer agua del suelo. una mayor capacidad para profundizar raíces en el perfil del suelo puede proveer a un genotipo una mejor adaptación a condiciones de estrés hídrico (white y castillo, 1989). entre los 16 genotipos evaluados, eap 9510-77 y rab 655 tuvieron pobre desarrollo de raíces en condiciones de sequía terminal. los resultados de diámetro promedio de raíz mostraron diferencias significativas entre genotipos en condiciones de riego y sequía terminal (fig. 6). la línea rab 655 fue sobresaliente en el desarrollo de raíces delgadas en condiciones de estrés, mientras las líneas sec 16, ser 16 y rab 651 tuvieron raíces delgadas en condiciones de riego y sequía. la producción de raíces finas es importante en la adquisifigura 2. influencia de sequía terminal sobre la distribución de materia seca en 16 genotipos de fríjol común en cilindros plásticos en condiciones de invernadero. genotipo b io m as a to ta l c on e st ré s (g /p la nt a) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 m c d 2 00 4 se r 16 se c 1 6 se a 5 g 2 12 12 se a 15 ea p 95 10 -7 7 se r 7 d o r 36 4 ra b 65 1 ba t 47 7 bf b 13 9 se n 3 4 ba t 88 1 ra b 65 5 raíz** tallo** hojas** dms 0,05 : 0,035** severo, la fotosíntesis y la transpiración se abaten debido al cierre estomático y al bloqueo de la difusión de co2 hacia el mesófilo, disminuyendo el crecimiento de la planta (kumar et al., 1994). el estrés hídrico incrementó el contenido de clorofila en las hojas de la mayoría de los genotipos (excepto de uno) (tab. 1). los resultados en el contenido de ctn en las hojas no mostraron ninguna tendencia particular (tab. 1); sin embargo, los valores de ctn en tallo en general mostraron altas cantidades en condiciones de estrés, lo cual indica menos movilización de ctn desde los tallos hacia la formación de nuevas hojas. sea 5 mostró menos ctn en los tallos en condiciones de estrés y g 21212 no acumuló ctn en cantidades significativas. los valores de área foliar en condiciones de estrés fueron mayores para sec 16, ser 16 y mcd 2004 que para otros genotipos (fig. 3). los genotipos más sobresalientes que tuvieron un considerable buen desarrollo de área foliar tanto en sequía como en riego fueron sec 16 y mcd 2004, seguidos de ser 16 y sea 15. los genotipos g 21212 y sea 5 mostraron buena respuesta en términos de área foliar en estrés hídrico pero menor desarrollo de área foliar bajo irrigación. bat 881, sen 34 y rab 655 obtuvieron el menor desarrollo de área foliar bajo sequía terminal. resultados en la longitud total de raíz mostraron diferencias significativas entre genotipos en condiciones de sequía terminal (fig. 4). las líneas sea 5 y bat 477 fueron sobreárea foliar con estrés (cm2/planta) 650 600 550 500 450 400 100 120 140 160 180 200 220 promedio: 484 dms 0,05 : ns promedio: 161 dms 0,05 : 55,6** bat 881 sen 34 rab 655 ser 7 bat 477 bfb 139 dor 364 rab 651 mcd 2004 ser 16 sec 16 sea 15 ser 8 sea 5 eap 9510-77 g 21212 á re a fo lia r si n es tr és ( cm 2 / pl an ta ) figura 3. influencia de sequía terminal y riego sobre producción de área foliar en 16 genotipos de fríjol común bajo condiciones de invernadero. 292009 polanía, rao, beebe y garcía: desarrollo y distribución de raíces bajo estrés por sequía en fríjol común... lo ng itu d de r aí z co n es tr és ( m /p la nt a) 50 45 40 35 30 25 20 genotipo se a 5 ba t 47 7 m c d 2 00 4 se c 1 6 se r 16 se r 8 se a 15 g 2 12 12 ra b 65 1 ba t 88 1 se r 7 bf b 13 9 d o r 36 4 se n 3 4 ea p 95 10 -7 7 ra b 65 5 dms 0,05 : 12,6** figura 4. influencia de sequía terminal sobre longitud total de raíz en 16 genotipos de fríjol común en condiciones de invernadero. lo ng itu d es p. d e ra íz c on e st ré s (m g -1 ) 180 160 140 120 100 80 60 genotipo ra b 65 5 se c 1 6 ra b 65 1 se a 15 se r 8 se r 7 g 2 12 12 bf b 13 9 ba t 88 1 se n 3 4 se r 16 ba t 47 7 ea p 95 10 -7 7 m c d 2 00 4 se a 5 d o r 36 4 dms 0,05 : 32* figura 5. influencia de sequía terminal sobre longitud específica de raíz en 16 genotipos de fríjol común en condiciones de invernadero. promedio: 2,5 dms 0,05 : 0,89** bat 881 sen 34 rab 655 ser 7 bat 477 bfb 139 dor 364 rab 651 mcd 2004 ser 16 sec 16 sea 15 ser 8 sea 5 eap 9510-77 g 21212 d iá m et ro d e ra íz s in e st ré s (m m ) vo lu m en d e ra íz s in e st ré s (c m 3 ) 0,305 0,300 0,295 0,290 0,285 0,280 0,275 0,270 0,265 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 diámetro de raíz con estrés (mm) promedio: 0,297 dms 0,05 : 0,030** promedio: 0,297 dms 0,05 : 0,030** ser 7 promedio: 3,2 dms 0.05 : 1,19** sen 34 rab 655 bfb 139 ser 16 bat 477 sea 5 g 21212 mcd 2004 bat 881 rab 651 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 volumen de raíz con estrés (cm3) 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 eap 9510-77 sec 16 ser 8 sea 15 dor 364 figura 6. influencia de sequía terminal y riego en diámetro promedio de raíz en 16 genotipos de fríjol común bajo condiciones de invernadero. ción de agua y la entrada de minerales debido a su alta área superficial por unidad de masa (eissenstat, 1992; huang y fry, 1998). en ese sentido la línea rab 655 presentó la mayor producción de raíces finas bajo estrés por sequía, y a la vez el menor desarrollo de longitud total de raíz y el peor vigor y producción de masa aérea. un sistema radical con estas características seria importante y útil en zonas que se presentan sequía intermitente, porque al tener raíces finas superficiales puede aprovechar las disponibilidades de agua que se presentan con cierta intermitencia por lluvia. las líneas mcd 2004 y dor 364 fueron sobresalientes en el desarrollo de raíces gruesas en condiciones de sequía terminal. las líneas mcd 2004 y sea 5 tuvieron alto valor de volumen de raíz en condiciones de sequía terminal, mientras bat 477 y sec 16 mostraron altos volúmenes de raíz en ambas condiciones. las líneas rab 655, eap 9510-77 y bat 881 tuvieron un menor volumen de raíces en condiciones de sequía. se encontraron diferencias significativas en la distribución de la longitud de raíces a través de la profundidad del suelo entre genotipos en condiciones de sequía en profundidades de 10-20, 20-30 y 40-43 cm (fig. 7). las líneas sea 15, sea 5 y g 21212 tuvieron mayor longitud de raíz en la profundidad de suelo de 30-43 cm, con valores de 11,8; 11,7 y 10,9 m/planta, respectivamente, lo cual indica que fueron las líneas con el sistema radical con tendencia a profundizar. la disponibilidad de agua tiende a incrementar con la profundidad, y un sistema de raíz profundo sería ventajoso en condiciones de sequía (ryser, 2006; ho et al., 2005). en los datos de distribución de raíces por perfil del suelo se pudo observar que la línea registrada como tolerante a sequía sea 5 (singh et al., 2001) es sobresaliente en la producción de raíces en la profundidad del tubo de 30-43 cm. la línea ser 16, identificada como adaptada a condiciones de sequía (rao et al., 2006), también presentó una sobresaliente producción de longitud total de raíz acompañada de una buena profundización de raíces (figs. 4 y 7). las líneas rab 655 y eap 9510-77 tuvieron la menor longitud de raíz en la profundidad de suelo de 30-43 cm con valores de 5,13 y 6,10 m/planta, respectivamente. las líneas bat 477 y sea 5 tuvieron la mayor longitud de raíz en la profundidad del suelo de 0-5 cm, con 5,05 y 4,69 m/planta, respectivamente, mientras la línea dor 364 mostró la menor longitud de raíz, con 2,12 m/planta en la profundidad de 0-5 cm. sistemas radicales abundantes en los primeros centímetros del suelo son importantes para la absorción de nutrientes, 30 agron. colomb. 27(1) 2009 bat 477 longitud de raíz (m/planta) 0 10 20 30 p ro fu nd id ad d el s ue lo ( cm ) 0 5 5 10 10 20 20 30 30 43 st r dor 364 sea 150 5 5 10 10 20 20 30 30 43 g 21212 rab 655 0 5 5 10 10 20 20 30 30 43 sea 5 0 10 20 30 eap 9510-770 5 5 10 10 20 20 30 30 43 ser 16 total st: 44 total r: 62 total st: 33 total r: 47 total st: 41 total r: 36 total st: 39 total r: 40 total st: 28 total r: 42 total st: 44 total r:52 total st: 30 total r: 35 total st: 42 total r: 54 * ns ns ns * ns ** * * * figura 7. influencia de sequía terminal (st) y riego (r) sobre distribución de longitud de raíz a través de la profundidad del suelo en ocho genotipos de fríjol común bajo condiciones de invernadero. 312009 polanía, rao, beebe y garcía: desarrollo y distribución de raíces bajo estrés por sequía en fríjol común... los cuales están concentrados en este estrato del suelo (ho et al., 2005). igualmente esta característica contribuye a la adaptación por sequía intermitente en lugares donde periódicamente hay suministro de agua a través de lluvia, y un sistema radicular fino y no tan profundo puede tomar ventaja de estas condiciones. conclusiones la evaluación de 15 líneas avanzadas y una accesión de germoplasma de fríjol común en invernadero usando un método de tubos con suelo para evaluación de desarrollo y distribución de raíces bajo estrés por sequía resultó en la identificación de tres líneas (sea 5, bat 477 y ser 16) superiores en desarrollo de raíces en condiciones de estrés hídrico. en trabajos anteriores, en condiciones de campo, estas líneas han sido registradas y reportadas como tolerantes a sequía por su buen desempeño. un sistema radical profundo y vigoroso es un atributo importante para selección por estrés a sequía, como se observa en los resultados de esta investigación y lo reportado por otros investigadores. el sistema de evaluación de tubos plásticos transparentes con suelo es adecuado para identificar diferencias fenotípicas en raíces en términos de profundización y otros atributos radicales en fríjol común. este nuevo método que involucra un cilindro transparente introducido en un tubo de pvc permite hacer un seguimiento a la dinámica de crecimiento de la raíces, e igualmente cuantificar diferencias en enraizamiento, el cual es difícil y costoso de realizar en condiciones de campo; y correlacionado con rendimiento y otros atributos determinados en campo puede brindar conocimientos más detallados sobre la fisiología del fríjol y otras especies bajo estrés a sequía. agradecimientos al gobierno de alemania por contribuir al financiamiento parcial de este trabajo con una donación a través de bmzgtz (no. 2002.7860.6-001.00; contrato no. 81060499 y no. 05.7860.9 001.00; contrato no. 81084613). literatura citada beebe, s., i.m. rao, c. cajiao y m. grajales. 2008. selection for drought resistance in common bean also improves yield in phosphorus limited and favorable environments. crop sci. 48, 582-592. blum, a. 2002. drought tolerance is it a complex trait? pp. 17-22. en: saxena, n.p. y j.c. o’toole (eds.). field screening for drought tolerance in crop plants with emphasis on rice. proc. international workshop on field screening for drought tolerance in rice, 11-14 dic. 2000. icrisat, patancheru y rockefeller foundation, new york, ny. davies, w.j. y j. zhang. 1991. root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil. annu. rev. plant physiol. plant mol. biol. 42, 55-57. eissenstat, d.m. 1992. costs and benefits of constructing roots of small diameter. j. plant nutr. 15, 763-782. fao. 2003. estadística anual 2003. en: http://www.fao.org/waicent/ portal/statistics_es.asp; 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maturity and seed weight of common bean (phaseolus vulgaris) under semi-arid rainfed conditions. j. agric. sci. 122, 265-273. introduction sorptivity and hydraulic conductivity are hydrodynamic parameters that take into consideration the unidirectional movement of the water in the soil, under natural conditions. these parameters depend on the intrinsic characteristics of the medium (texture, porosity and bulk density), as well as the forces derived from gravity and capillary pressure, which are directly related to the progression of the water in the soil horizons (reichardt, 1985; machiwal et al., 2006). in physical terms, sorptivity represents the entrance of the water into the soil by means of the effect of the matrix potential of the soil, without the action of the force of gravity having an effect (osuna y padilla, 1998), and reflects the surface movement of the water into the soil; that is to say, it has an influence on the initial infiltration (philip, 1987; regalado et al., 2003). on the other hand, hydraulic conductivity is a measure of the pores resistance in the soil with respect to the flow that tries to pass through them. this parameter is essential for the quantitative determination of the movement of the water in the soil, and at the received for publication: 14 january, 2010. accepted for publication: 2 february, 2011. 1 agricultural sciences faculty, universidad de cundinamarca. fusagasugá (colombia). 2 faculty of agronomy, universidad nacional de colombia. bogotá (colombia). 3 agricultural engineering program, engineering faculty, universidad nacional de colombia. bogotá (colombia). 4 corresponding autor: jhcamachot@unal.edu.co agronomía colombiana 29(1), 83-90, 2011 spatial variability of hydrodynamic parameters in the native savanna of the colombian eastern plains variabilidad espacial de parámetros hidrodinámicos en sabanas nativas de los llanos orientales colombianos helber m. orjuela-matta1, yolanda rubiano-sanabria2, and jesús h. camacho-tamayo3, 4 abstract resumen to understand the spatial variability of hydrodynamic parameters allows to identify the behavior of the water in the soil and to make decisions for the performance of irrigation tasks. the aim of the present study was to describe some hydro-physical attributes, the relationship between them, and their spatial variability. the research was carried out in puerto lopez (meta, colombia), in a typic haplustox. the sampling was done with a mesh of 64 points, with perpendicular distances of 52 m by 45 m between points. the attributes studied were bulk density, volumetric moisture, sorptivity, saturated hydraulic conductivity, and the sand, silt, and clay contents. the data were analyzed by descriptive statistics, multivaried analysis, and geostatistics. the saturated hydraulic conductivity was the only attribute that did not show spatial dependence. the bulk density, volumetric moisture, and sand and silt contents are the attributes that best characterize the soil, having in common low variability, a high degree of spatial dependence, and greater representation in the principal components analysis. the results offer information for performing localized irrigation tasks, according to the water deficit, in order to optimize the application layer of the water and the irrigation periods. comprender la variabilidad espacial de parámetros hidrodinámicos permite identificar el comportamiento del agua en el suelo y tomar de decisiones para la realización de labores de riego. el objetivo del presente estudio fue caracterizar algunos atributos hidrofísicos, la relación existente entre ellos y su variabilidad espacial. el estudio se realizó en puerto lópez (meta, colombia) en un typic haplustox. el muestreo se realizó en una malla de 64 puntos, con distancias perpendiculares de 52 m por 45 m entre puntos. los atributos estudiados fueron densidad aparente, humedad volumétrica, sortividad, conductividad hidráulica saturada y los contenidos de arena, limo y arcilla. los datos se analizaron mediante estadística descriptiva, análisis multivariado y geoestadística. la conductividad hidráulica saturada fue el único atributo que no presentó dependencia espacial. la densidad aparente, la humedad volumétrica y los contenidos de arena y limo, son los atributos que mejor caracterizan el suelo, teniendo en común baja variabilidad, alto grado de dependencia espacial y mayor representatividad en el análisis de componentes principales. los resultados ofrecen información para realizar labores localizadas de riego, de acuerdo al déficit hídrico, para optimizar la aplicación de la lámina de agua y los tiempos de riego. key words: soil management, cluster analysis, principal components, semivariogram, kriging. palabras clave: manejo del suelo, análisis de grupos, componentes principales, semivariograma, kriging. soils, plant nutrition & water management 84 agron. colomb. 29(1) 2011 same time it is useful for the solution of problems linked to irrigation (reichardt, 1985). the necessity of acquiring detailed information about the hydrodynamic parameters of colombian soil, in order to augment the productivity of the crops, reduce the degradation processes of the soil, identify zones with differences in water requirements, and optimize the application of irrigation water, requires the use of new research tools. for that reason, technologies such as geographical information systems allow the gathering and data analysis, aiding in decision making for the solution of a specific problem and the defining of more precise agricultural tasks, in comparison with traditional methods. studies that involve the soil variability help the analysis of the behavior of the attributes with respect to space. in the specific case of the hydrodynamic attributes of the soil, interest centers on the availability of water for the plants, the impact on the processes of water infiltration and the surface runoff that is generated in the soil by the occurrence of precipitation, as well as the application of water layers as a function of time in dry seasons, a practice that also can be carried out in a localized way, to avoid zones that show a deficit or water excess (sepaskhah et al., 2005). according to molin et al. (2008), technologies of localized management (ssm, site specific management) establish different benefits, which favor the efficient use of resources, within reach of crop production, since it permits the identification, characterization and management of the productive, economic and environmental limitations most relevant at each site and at a certain time. geostatistical methods turn out to be adequate for determining the soil spatial variability and discovering if a spatial dependence of the attributes exists, which can be established through theoretical semivariogram models (obando et al., 2006). there exist studies in which it is indicated that soils where a homogenous appearance is observed, considerable spatial variability of its physical attributes is shown (schwartz et al., 2003; ramírez-lópez et al., 2008; rodríguez-vásquez et al., 2008). on the other hand, geostatistics makes predictions on the basis of the data of a population, whose relative position is known, with which spatial distribution maps of a attribute can be developed, which provide reliable approximate calculations for non-sampled points. with these tools it is possible to generate information about the soil hydrodynamic attributes, as a new form of optimization of the water resource management. keeping in mind the importance of the hydrodynamic attributes of the soil for the practices of irrigation, research was proposed with the objective of characterizing some physical and hydrodynamic attributes and the existing relationship between each of them, through univaried and multivaried statistical techniques, as well as of establishing the spatial variability of said attributes through geostatistical techniques and kriging. materials and methods description of the study area the research was carried out in the municipality of puerto lopez (meta, colombia), at the taluma experimental station, located 4° 22’ 38,5’’ n latitude and 4° 22’ 38,5’’ e longitude, at an altitude of 156 m. the soil, classified as typic haplustox, shows a thick loam phase over a fine loam and a slightly inclined slope (< 5%), dedicated principally to extensive livestock with native grasslands, where the predominant species is the trachypogum vestitas. the precipitation in the zone shows a unimodal regime, with an annual average of 2,375 mm concentrated between the months of april and november. the average temperature is 27°c and the average relative humidity is of 75%. prevailing winds are an east northeast, with average speed of 7.,0 km h-1 (corpoica, 2002). sampling and laboratory analysis for the present study, a sampling mesh of 64 points with perpendicular distances of 52 m by 45 m between points was used, taking samples between 0 and 0,10 m of depth in order to determine the bulk density (bd) in the laboratory through the cylinder method of known volume, the volumetric moisture (θv) by means of the gravimetric method, and the sand, silt and clay content by means of the bouyoucos method. in the field, and for each one of the sampling points, the saturated hydraulic conductivity (ks) was determined by means of the constant head permeameter method, and the sorptivity (s) by means of the use of concentric rings, keeping a constant layer over the surface of the soil, for a period of six minutes. statistical analysis initially a descriptive analysis of the physical and hydrodynamic attributes was carried out, in order to calculate measurements of localization and variability. in this way, the fit to normality for each attribute was verified, which although not indispensable, results in better predictions when it is associated with geostatistical techniques (diggle and ribeiro, 2000). for the analysis of the cv, a cv less than 12% was considered to be low variability, a cv between 12 and 60% medium variability, and for values above 60% high variability (warrick and nielsen, 1980). also, the 85orjuela-matta, rubiano-sanabria, and camacho-tamayo: spatial variability of hydrodynamic parameters in the native savanna of the colombian eastern plains correlation between the attributes was verified, by means of the correlation matrix. next, multivaried analysis was carried out, by means of the principal components analysis (pca) and cluster analysis (ca), with the aim of identifying the relationship between the physical and hydrodynamic attributes. for carrying out these analyses, the data were previously standardized, with average 0 and variance 1. in the ac the ward algorithm and the euclidian distance were used in order to separate a collection of attributes into groups. the results of the ca were represented in graphic form (dendogram), in order to facilitate the identification of the groups formed by the attributes analyzed. in the pca, varimax rotation was applied. the analysis of the descriptive and multivaried statistics was carried out using the program spss™ v. 17 (2003). in order to determine the spatial behavior of the attributes, the fit of the data to the theoretical semivariogram models was carried out. the function of the experimental semivariogram g(h) is defined by: g h   1 2n h  z xi  z xi  h   i 1 n h   2 where n(h) is the number of data pairs separated by a distance h; z(xi) and z(xi+h) are the sample values at points xi and xi+h. the semivariogram estimates the inequality between the points separated (z(xi) – z(xi+h)) by a vector h, that is to say, it is calculated as the average of the difference of the average squared between the components of the data pairs (goovaerts, 1998). for the present study, fits to spherical, exponential and gaussian models, considered bounded models (webster and oliver, 2007), were carried out, obtained using the program gs+ (robertson, 1998), which adopts as selection criteria for the model the greatest value of the coefficient of determination (r2), the least sum of squared residuals (ssr), and the value closest to one of the coefficient of correlation obtained through the crossed validation method (cvc). on the basis of the models obtained, the degree of spatial dependence (dsd) was verified, by means of the relation between the nugget effect and the sill (c1/ c0+c1). according to cambardella et al. (1994), the dsd is classified as strong if it is above 0.75, moderate for dsd between 0.25 and 0.75, and weak with a dsd below 0.25. it is desirable that the nugget not be above 50% of the sill value, so that the spatial correlation model will adequately describe reality (cressie, 1993). when the dsd is near zero, the model fit to the experimental semivariogram is called nugget effect (goovaerts, 1998) and is defined by g(h) = c0, for h>0, denoting a random spatial distribution of the attribute. lastly, using estimated theoretical semivariogram models, contour maps were constructed by means of the use of ordinary kriging (diggle and ribeiro, 2000) in order to make predictions at non-sampled sites, using the program surfer™ (golden software, inc., 1999). results and discussion descriptive statistics the closeness of the values of the average and median and the values relatively close to zero of the coefficients of skweness and kurtosis (tab. 1) indicate, with the exception of the hydraulic conductivity (ks), that the attributes showed a symmetric distribution, tending to a normal distribution, a situation that favors the predictions that are made by kriging. according to cressie (1993), more than normality, is convenient to verify that the distribution does not show long tails, in order not to compromise the results, especially when kriging is done, where the estimations are based on the average values of the attibutes (warrick and nielsen, 1980). on the other hand, it is convenient to consider the table 1. descriptive statistics of the attributes sand, silt, clay, bulk density (bd), volumetric moisture (qv), saturated hydraulic conductivity (ks) and sorptivity (s). attribute mean median cv, % minimum maximum skewness kurtosis sand (%) 40.34 40.34 5.96 34.70 45.95 -0.03 -0.55 silt (%) 36.60 36.83 5.62 32.21 40.96 0.05 -0.65 clay (%) 22.50 22.64 6.73 18.73 26.02 -0.26 0.02 bd (g cm–3) 1.54 1.55 4.49 1.36 1.66 -0.41 -0.54 qv (%) 41.65 40.57 7.71 35.62 49.26 0.86 -0.07 ks (cm h–1) 0.30 0.24 77.45 0.02 0.95 1.03 0.37 s (cm h–0.5) 0.65 0.65 39.86 0.12 1.30 0.41 0.37 86 agron. colomb. 29(1) 2011 occurrence of the proportional effect between the average and the variance between points, along the surface of a soil, which permits identifying well-defined sills in the theoretical semivariogram models. symmetric behavior of the hydrodynamic and physical attributes is reported by various authors in studies carried out in colombia (ramírez-lópez et al., 2008; rodríguez-vásquez et al., 2008) and in other countries (gomes et al., 2007; zhao et al., 2007), for different soil classes under agricultural production. the sand, silt and clay contents correspond to those shown by ramírez-lópez et al. (2008) for the same zone, where loamy textures predominate. these authors also reported a low variability of the soils particles (cv<12%), with cv slightly greater than those found in the present study. the bulk density (bd) also showed low variability, with average values slightly greater than those reported for the zone (ramírez-lópez et al., 2008). these values found for bd in the different sampling zones can be catalogued as medium, indicating the presence of the natural compaction processes of the soil aggregates (corpoica, 2002) and indicating that a management of this attribute through tillage work and the crops establishment should be carried out, which at the same time benefits the water infiltration and improves ks, in order to take better advantage of this resource, so that the surface run-off caused by the strong precipitation will diminish. the attributes related to the water in the soil were those that showed the greatest variability, since there are extreme behavior among these attributes, given that θv showed low variability, s medium variability, and ks high variability. in general, ks is an attribute that shows high variability (duffera et al., 2007; rodríguez-vásquez et al., 2008; cucunubá-melo et al., 2011), especially at a surface level, through processes of weathering or in highly intervened soils (zimmermann and elsenbeer, 2008). correlation between the attributes the correlation matrix shows inverse correlation between the particles of sand, silt and clay (fig. 1), which correspond to the existing interdependence among the soil particles. the bd showed a direct correlation with the sand content and an inverse one with the silt, correlations also found by zhao et al. (2007) and rodríguez-vásquez et al. (2008). the ks and s showed low correlation with the contents of silt and clay. at the same time, the θv showed an inverse correlation with the sand content and a direct one with the clay content. these results corroborate that the moisture level depends on the soil texture and at the same time demonstrate that the water movement in the soil (s) depends in great part on the level of the initial moisture and the bulk density (reichardt, 1985). as s is an indicator of the initial rate infiltration, it is corroborated that a low bd benefits this condition. in the same way, the ks showed an inverse correlation with θv and s, also reported by zhao et al. (2007), in a soil of loamy texture. this type of correlation between hydrodynamic attributes is due to the fact that with greater contents of water in the soil, the pores show greater resistance to the circulation of the water through them, thus diminishing ks. multivaried analysis the ca showed two defined groups. the first groups are composed of s, θv, and sand and silt contents (fig. 2a). sand 42 36 clay bd θv ks s 10 silt 4035 1.61.4 10 40 35 25 20 1.6 1.4 50 40 1 0 4236 1 0 2520 5040 figure 1. correlation matrix for sand, silt, clay, bulk density (bd), volumetric moisture (qv), saturated hydraulic conductivity (ks) and sorptivity (s). 87orjuela-matta, rubiano-sanabria, and camacho-tamayo: spatial variability of hydrodynamic parameters in the native savanna of the colombian eastern plains the second group is made up of ks, bd, and sand, attributes that showed a positive correlation between them. this analysis shows the close relationship observed in the correlation matrix between s and θv, hydrodynamic parameters of the soil, as well as between bd and sand, parameters that define the physical characteristics of the soil. also it can be seen that the sand content shows a greater relationship with and influence on the behavior of ks and bv than the contents of silt and clay. in the same way, the clay shows a greater influence on θv, the silt being the soil particle that shows less influence on the hydrodynamic attributes. the first group defined in the ca is also clearly identified and pca of the soil for the three components analyzed (figs. 2b, 2c, and 2d), which also show the close relationship between the bd and the sand content. in the same way as in the ca, the silt is shown to be an isolated attribute, not evincing a relationship with the bd and the hydrodynamic attributes. the three first principal components were analyzed, with eigenvalue greater than one, which for this study covers an appropriate interval (kaiser and rice, 1974), given that the first three principal components explain more than 75% of the total variance (tab. 2). it can be seen that the communality values of bd and s were low, indicating small representation, since they accumulated the least quantity of variance upon analyzing the three first components, besides showing low correlation with the other attributes. the three principal components analyzed represent 78.20% of the variance value. the pc-1 constitutes 45.68% of the total variance, given that the θv and the sand and clay content showed coefficients with high values (absolute value). without doubt, this analysis, besides verifying the attributes that show greater relevance for characterizing the soil, also permits verifying the different correlations among the attributes, since the positive correlation between the clay and the θv is confirmed, which attributes in turn showed a negative correlation with the sand content. the s θv clay silt ks bd sand 6 8 10 12 14 eu cl id ia n di st an ce (a) -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 pc-1 (45,68%) -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 p c -2 ( 18 ,1 8% ) (b) sand θv s clay ks silt bd -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 pc-1 (45,68%) -1.2 -0.8 -0.4 0.0 0.4 p c -3 ( 14 ,3 4% ) (c) sand clay θv s ks silt bd -1.2 -0.8 -0.4 0.0 0.4 0.8 pc-2 (18,18%) -1.2 -0.8 -0.4 0.0 0.4 p c -3 ( 14 ,3 4% ) (d) silt clay s θv sand bd ks figure 2. dendrogram from cluster analysis (a) and varimax rotated principal component (pc) loadings of physical and hydrodynamics attributes (b, c y d) for sand, silt, clay, bulk density (bd), volumetric moisture (qv), saturated hydraulic conductivity (ks) and sorptivity (s). 88 agron. colomb. 29(1) 2011 pc-2 represents 18.18% of the total variance, principally represented by the silt content. at the same time, the pc-3 represents 14.34% of the variance, where ks is the attribute that has the most influence on this component. spatial analysis the predominant theoretical semivariogram model was spherical, followed by the exponential and the gaussian, for the attributes that showed a fit (tab. 3). the ks was the only attribute that showed no defined spatial dependence, that is to say, the spatial distribution of the ks in the soil was random, showing a nugget effect (ne). there exist various reports that indicate the spatial independence of this attribute (duffera et al., 2007; rodríguez-vásquez et al., 2008; cucunubá-melo et al., 2011; jiménez et al., 2011), since it is affected by the variability of the soil particles and the bd, as well as by the size and pores continuity. on the other hand, the random distribution also can be explained by its high variability (high cv) and low fit to normal distribution of this attribute. the silt was the attribute that showed the lowest coefficient of determination (r2), with a value of 0.66. the other attributes showed an r2 higher than 0.88. these values for r2, together with the values close to one of the cross validation coefficient (cvc) for the attributes that showed a fit to the semivariograms, indicate an adequate reliability of the data. spatial dependence of these attributes is also reported by various authors (sepaskhah et al., 2005; ramírez-lópez et al., 2008; rodríguez vásquez et al., 2008; peña et al., 2009). the smallest ranges are shown by the silt and sand contents, with 174 m and 279 m, respectively. the greatest range was shown by θv (528 m). it is worthwhile pointing out that all of the values of range found showed a behavior that fits with the theory of regionalized variables, these values being less than the maximum sampling distance (791.60 m) and the lag distance used in the calculation of the theoretical models for the present study (650 m), which corresponds to less than 90% of the lag distance of the sampling (robertson, table 2. varimax rotated principal component (pc) loading for the three first components for sand, silt, clay, bulk density (bd), volumetric moisture (qv), saturated hydraulic conductivity (ks) and sorptivity (s). attribute pc-1 pc-2 pc-3 communality sand -0.8728 0.4218 0.0126 0.9398 silt 0.0436 -0.9773 -0.0103 0.9572 clay 0.9297 0.1575 -0.0074 0.8893 bd -0.6716 -0.3002 0.2249 0.5918 qv 0.8546 -0.1102 0.0407 0.7442 ks 0.0084 -0.0098 -0.9889 0.9779 s 0.6047 0.0622 -0.0697 0.3744 eigenvalue 3.20 1.27 1.00 total variance (%) 45.68 18.18 14.34 cum. variance (%9 45.68 63.86 78.20 loading factors higher than 0.7 (absolute value) are shown in bold. table 3. parameters of semivariogram models for sand, silt, clay, bulk density (bd), volumetric moisture (qv), saturated hydraulic conductivity (ks) and sorptivity (s). attribute model co co+c1 range c1/c0+c1 r 2 cvc sand spherical 0.910 10.690 279 0.92 0.93 1.05 silt exponential 0.570 3.830 174 0.85 0.66 0.88 clay spherical 0.610 15.480 426 0.96 0.97 0.98 bd exponential 0.001 0.005 378 0.79 0.89 0.89 qv gaussian 3.690 13.030 528 0.72 0.99 1.01 ks ne 0.040 0.040 s spherical 0.053 0.123 481 0.57 0.93 0.94 ne: nugget effect; cvc: cross validation coefficient. 89orjuela-matta, rubiano-sanabria, and camacho-tamayo: spatial variability of hydrodynamic parameters in the native savanna of the colombian eastern plains 1998), where the points calculated for the construction of the semivariogram are obtained on the basis of a representative number of sample pairs for each attribute (penížek y borůvka, 2004). the attributes related to the water movement in the soil showed a moderate dsd, s being the attribute with lowest dsd (0.57), followed by θv (0.72). the bd and the sand, silt, and clay contents showed a high dsd, with values close to one, indicating that the fit of the experimental data with the theoretical semivariogram models is very reliable for the representation of these attributes in the contour maps, estimated by kriging. the contour maps confirm the existence of the spatial variability of the evaluated parameters (fig. 3). these results offer information for carrying out the management of the water resource for irrigation by means of management zones as a function of the water deficit that the soil shows at a certain time and in a certain sector, optimizing the application layer of the water as well as the irrigation rate, which can lower production costs and labor, just as it will reduce the degradation processes, since the appearance of surface runoff as a result of anthropic causes is not favored. on the other hand, comparing the contour maps, the correlations found between the different attributes are confirmed, in the correlation matrix as well as in the multivaried analysis. zones with high sand content correspond to zones with low silt and clay content. also, zones with high sand content sensibly correspond to zones with lower θv and lower s. in turn, the resemblance between the maps of θv and s confirms the direct correlation between these two attributes. also, the inverse correlation between bd and θv is verified, a behavior that is easily explained, since the soils with low bd generally represent porous soils, well aired, and with good drainage (betancourt et al., 1999), because of which a high number of empty spaces present at a given moment permit the soil to be able to have greater space for the water particles to be accommodated, resulting in an increase in the moisture. conclusions the use of descriptive and geostatistical methods allowed the identification of the variability as well as the spatial distribution for each of the physical and hydrodynamic attributes, since the saturated hydraulic conductivity was the attribute with the greatest variability, showing an random spatial distribution and low correlation with the other soil physical attributes. it is possible to identify the existing relationship between the different physical and hydrodynamic attributes by means of different methods, such as the use of the correlation matrix and multivaried techniques, which showed that the sorptivity or initial infiltration strongly depends on the water content of the soil. additionally, the use of these techniques allows one to verify the attributes that best characterize the soil, which for the present study were the sand and silt contents, as well as the bulk density and volumetric moisture, which showed low variability, a high degree of spatial dependence, and greater representation in the principal components. figure 3. contour maps obtained by kriging for sand, silt, clay, bulk density (bd), volumetric moisture (qv) and sorptivity (s). 90 agron. colomb. 29(1) 2011 acknowledgements to the research division (dib) of the national university of colombia at bogotá, for its economic support for the development of the present study. to the colombian corporation for agricultural research (corpoica) for authorizing the development of the present study at the taluma experimental station and for its field support. literature cited betancourt yanez, p., j. gonzález ríos, b. figueroa sandoval and f. gonzález cossio. 1999. materia orgánica y caracterización de suelos en proceso de recuperaciónn con 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seguido de dos aplicaciones adicionales de asm, comparado con 100% de incidencia en las plantas inoculadas solo con el extracto de plantas infectadas con el virus, tendencia encontrada también en la curva de desarrollo de la enfermedad. se observó un retraso de 7 días en la aparición de síntomas cuando se aplicó el inductor antes de la inoculación así como se observó una reducción significativa en el grado de severidad de la enfermedad. el potyvirus fue detectado mediante la prueba elisa; sin embargo, no se encontraron diferencias estadísticas significativas en su concentración entre los diferentes tratamientos. tree tomato virosis has become a major constraint on the production and quality of this fruit in colombia. the effect of resistance inductor acibenzolar-s-methyl – asm (boost®) on virus incidence and severity was tested by applying a 0.08% solution of this commercial product on healthy plants also inoculated with an extract of infected ones. asm applications were carried out every 20 days. the plants treated with the product prior to inoculation showed a 7 day delay in manifesting infection symptoms, and a considerable reduction in disease severity. out of this same group of treatments, the one in which asm was applied twice after inoculation, determined viral incidence to be reduced by 50%, when compared to nonresistance-induced plants (100%). the same incidence pattern was found through the area under the disease progress curve (audpc) procedure. although the potyvirus was detected through a das elisa test, it showed no significant concentration differences among the treatments. key words: induced resistance, phytotoxicity, solanum betaceum cav., elisa. palabras clave: inducción de resistencia, fitotoxicidad, solanum betaceum cav., elisa. fecha de recepción: 13 de junio de 2008. aceptado para publicación: 19 de febrero de 2009 1 facultad de ciencias agrarias, politécnico colombiano jaime isaza cadavid, medellín (colombia). 2 autor de correspondencia. luisferph@gmail.com agronomía colombiana 27(1), 87-93, 2009 introducción el tomate de árbol (solanum betaceum cav.) es una planta perteneciente a la familia solanácea, originaria de las zonas andinas. en colombia es un cultivo de gran importancia, y antioquia es actualmente el principal productor de esta fruta; además representa un crecimiento en área sembrada y en exportaciones. según el ministerio de agricultura de colombia (agrocadenas, 2006), tiene un área sembrada de 7.047 ha con una producción de 118.226 t. para el departamento de antioquia se reporta un área sembrada de 1.867 ha con una producción rendimiento de 57.105 t y 30.582 kg ha-1, respectivamente. este cultivo se ve afectado por diversas enfermedades de origen bacterial, fúngico y viral, siendo la virosis una de las más destacadas por causar las mayores pérdidas económicas en el cultivo (sañudo y orellana, 1989; sánchez et al., 1991). el cultivo de tomate de árbol en antioquia es afectado por dos virus (tamayo, 1996): un virus que posee partículas isométricas, denominado mosaico del tomate de árbol (tamayo, 1990), y un virus que posee partículas alargadas (tamayo, 1996), perteneciente al grupo de potyvirus, y que se transmite mecánicamente (eagles et al., 1990; saldarriaga y bernal, 1994; tamayo et al., 1999; betancourt et al., 2003). la enfermedad viene causando daño y afectando severamente los cultivos desde 1991 en los municipios de santa rosa de osos y entrerríos (antioquia) (tamayo et al., 1999). las pérdidas observadas corresponden entre 50 protección de cultivos efecto del acibenzolar-s-metil sobre el desarrollo de la virosis causada por potyvirus en tomate de árbol effect of acibenzolar-s-methyl on virus infection progress caused by potyvirus in tree tomato diana marcela mejía a.1, erika isabel rodas g.1, luis fernándo patiño h.1, 2 y elena paola gonzález j.1 88 agron. colomb. 27(1) 2009 y 80% del área plantada y alrededor de 7,5 millones de pesos por ha (d. tamayo, comunicación personal, 2007), lo que además ha ocasionado el abandono del cultivo en zonas tradicionales y su posterior migración a otras zonas donde la enfermedad aparece rápidamente. para el manejo de algunos virus se ha venido evaluando la resistencia sistémica adquirida (sar), que es un mecanismo de defensa inducido por factores externos como la aplicación del producto químico asm (acibenzolar-smetil), el cual puede inducir sar dentro de la interacción planta-patógeno, resultando en una respuesta de amplio espectro a varias enfermedades de diferente origen, como fungoso, bacteriano, nematodos, plantas parasíticas y viral (kessmann et al., 1994; gorlach, 1996; sticher et al., 1997; cole, 1999; anfoka, 2000; vallad y goodman, 2004); demostrándose por primera vez su efecto sobre un virus por ross (1966) en tabaco hacia tobacco mosaic virus (tmv). en un estudio sobre el control de tomato spotted wilt virus (tswv) en plantas de tabaco, la aplicación de asm mostró una incidencia de la enfermedad entre 0 y 30% en plantas sintomáticas, un nivel de incidencia de 5,8%, comparado con 17,3% de las plantas no tratadas con este inductor (pappu et al., 2000). una sola aplicación de bth (benzo-(1,2,3)-thiadiazole-7-carbothioic acil smethyl ester) 0,1 mm, aplicado en drench dirigido a las raíces de plantas de tomate, indujo resistencia sistémica en las hojas superiores contra la necrosis causada por cucumber mosaic virus (cmv-y); la resistencia fue evidente como una reducción en la incidencia de la enfermedad al comparar el efecto con las plantas no tratadas (anfoka, 2000). friedrich et al. (1996) reportan que en plantas de tabaco tratadas con bth, la acumulación del rna viral de tmv en las nuevas hojas desarrolladas fue reducida en 98% con relación a las plantas no tratadas. en plantas de melón, una aplicación de asm retardó la diseminación del virus del cmv en ensayos de invernadero (smithbecker, 2003). se tienen reportes de efectos fitotóxicos de asm sobre varios cultivos tales como lycopersicum esculentum (anfoka, 2000), nicotiana tabacum (pappu et al., 2000) y cucumis melo l. (smith-becker, 2003). el presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de aspersiones foliares del asm sobre el desarrollo de los síntomas de la virosis en tomate de árbol. materiales y métodos localización el trabajo se desarrolló en condiciones de invernadero en las instalaciones del centro de investigación “la selva” de la corporación colombiana de investigación agropecuaria, corpoica, localizado en el municipio de rionegro (antioquia), a una altura de 2.150 msnm, con una temperatura promedio de 17°c, humedad relativa promedio de 78% y una precipitación de 1.900 mm al año. etapas de semillero y trasplante para la obtención de plantas óptimas para el ensayo, la semilla fue sembrada en bandejas en sustrato de materia orgánica más arena previamente desinfectada, donde permanecieron 60 d hasta ser transplantadas en macetas de 2 kg, momento en el cual fueron llevadas a una casa de mallas antiáfidos. toma y multiplicación del virus las muestras del virus fueron colectadas en el municipio de entrerríos (antioquia) de diferentes órganos de la planta (hojas, flores, frutos) que mostraban la sintomatología característica de la virosis. las muestras fueron almacenadas en bolsas de papel y conservadas a 4°c durante el transporte al laboratorio. una vez colectado el material infectado, se procedió a multiplicar el virus por medio de la inoculación mecánica en plantas de tres meses de edad con base en el siguiente protocolo: se pesaron muestras de tejido vegetal infectado y se depositaron en un mortero; se agregó agua destilada estéril en proporción 1:10 (1 g tejido en 10 ml h2o) y se maceró hasta obtener una mezcla homogénea. la inoculación mecánica se hizo sobre las dos hojas superiores que se encontraban debajo del nuevo brote, aplicando el macerado con una gasa estéril, haciendo una suave fricción en la superficie de la hoja, ubicando las plantas inoculadas en las casas de malla. pruebas de fitotoxicidad para la realización de dichas pruebas se utilizaron los siguientes tratamientos empleando dos métodos de aplicación (foliar y en drench): 1) 25 g ha-1 de producto comercial con tres aplicaciones cada 20 d; 2) 37 g ha-1 de p.c. y tres aplicaciones cada 30 d; 3) tres aplicaciones de agua cada 20 d como testigo del tratamiento 1; 4) tres aplicaciones de agua cada 30 d como testigo del tratamiento 2. en cada tratamiento se utilizaron tres repeticiones. este esquema de tratamientos se utilizó tanto en la aplicación foliar como en drench. efecto de asm sobre el desarrollo de la virosis en plantas de tomate de árbol con tres meses de edad, se aplicó vía foliar una dosis de 0,08% de producto comercial hasta punto de goteo, variando el volumen aplicado de acuerdo con el estado de desarrollo de la planta, mediante los siguientes tratamientos: 892009 mejía a., rodas g., patiño h. y gonzález j.: efecto del acibenzolar-s-metil sobre el desarrollo de la virosis causada por potyvirus... tratamiento 1: (i→v→i) aplicación del inductor asm (i), seguido por la inoculación con el virus (v) 4 d después de esta aplicación, realizando una segunda aplicación del inductor 20 d después de la primera aplicación. tratamiento 2: (v+i) aplicación simultánea del virus y de asm. tratamiento 3: (v→i) inoculación del virus, seguida 4 d después por la aplicación del inductor. tratamiento 4: (i→v→i→i) aplicación del inductor asm (i), seguido por la inoculación con el virus (v) 4 d después de esta aplicación, realizando una segunda aplicación del inductor 20 d después de la primera aplicación, con una tercera aplicación del inductor 20 d después de la segunda aplicación. tratamiento 5: (v→i→i) inoculación del virus, seguida por la aplicación del inductor 4 d después de esta inoculación, realizando una segunda aplicación del inductor 20 d después de la primera aplicación. tratamiento 6: (i) testigo sólo asm. tratamiento 7: (v) testigo sólo virus. tratamiento 8: testigo absoluto. diseño experimental los tratamientos fueron distribuidos en un diseño experimental completamente al azar en dos casas de malla. cada tratamiento estuvo conformado por tres repeticiones, donde cada repetición constó de un grupo de cuatro plantas. para el análisis de los datos se usó un modelo lineal generalizado (glm) y por la distribución de los datos se utilizó como función de ligamiento la familia de distribución poisson. la significancia para cada uno de los tratamientos se trabajó con un nivel p≤0,05. el análisis se realizó mediante el programa r (versión 2.6.1). como variables de respuesta se utilizaron la incidencia, severidad, área bajo la curva y nivel de absorbancia en prueba de elisa. la severidad de la enfermedad se evaluó de acuerdo con la escala de severidad para la virosis en tomate de árbol desarrollada por gil (2007), la cual se presenta en la tab. 1, se realizaron lecturas semanales de la enfermedad durante dos meses. pruebas serológicas elisa la prueba se realizó en el laboratorio de biología molecular de la universidad nacional de colombia, sede medellín, con el fin de detectar la presencia y concentración del virus en las plantas inoculadas y tratadas con el inductor, así como en los controles. para la detección del virus se usó un kit serológico comercial general para potyvirus, que usa como técnica elisa pathoscreen kit, alkaline phosphatase label, for potyvirus group, referencia psa 27200/0288, de agdia, el cual se empleó según especificaciones del fabricante. la lectura se hizo mediante un espectrofotómetro a 405 nm. resultados y discusión fitotoxicidad del asm siete días después de aplicar el inductor de resistencia a cada uno de los tratamientos, se empezaron a observar síntomas de toxicidad, los cuales se manifestaron como deformación, encrespamiento, ampollas, amarillamiento de las hojas y formación de hojas redondeadas y acartonadas en los nuevos brotes. con el transcurso del tiempo, hasta finalizar el experimento, se observó disminución en altura y desarrollo de las plantas, presentándose estos síntomas con mayor severidad en el método de aplicación en drench y con la aplicación de 37 g ha-1 de p.c. foliar aplicado cada 30 d, mientras que el tratamiento de 25 g ha-1 foliar aplicado cada 20 d presentó síntomas menos severos, lo que se interpretó como un menor grado de toxicidad. por lo anterior, esta dosis y frecuencia fueron las que se utilizaron para la evaluación de los tratamientos con asm sobre el desarrollo de la virosis. síntomas tales como la reducción en el crecimiento y clorosis en las plantas tratadas con asm fueron observados por csinos et al. (2001), blackly et al. (2004), mandal et al. (2008), en plantas de tabaco cultivado en estados unidos. se reporta que el tratamiento posterior a la aplicación del tabla 1. escala de severidad para la virosis en tomate de árbol en antioquia grado síntoma 0 plantas aparentemente sanas; no presentan síntoma alguno. 1 plantas aparentemente sanas con síntomas muy leves que corresponde a un mosaico. 2 plantas con mosaico, flores con leve coloración violácea, frutos aparentemente sanos, brotes con leve clorosis. 3 plantas con mosaico marcado, deformación en hojas en desarrollo, brotes con leve clorosis, mosaico y deformación, algunas flores con fuerte coloración violácea y algunos frutos con moteados leves y algunos deformados. 4 plantas con síntomas en la mayoría del tejido foliar, hojas lanceoladas, con mosaico y deformación; la mayoría de flores con fuerte coloración violácea y frutos con moteado de contraste oscuro y claro, deformados y con poco desarrollo. la planta en general se observa de poco desarrollo y con menor follaje. 5 plantas con sintomatología general, escaso follaje, deformado y con mosaico, poca o nula producción; flores escasas o nulas y con un fuerte color violáceo; frutos con moteado, deformados y con poco desarrollo. se observa necrosis en algunas ramas sin follaje. fuente: gil, 2007. 90 agron. colomb. 27(1) 2009 inductor con ácido giberélico permitió la reducción de los síntomas de fitotoxicidad (mandal et al., 2008). pappu et al. (2000), en plantas de nicotiana tabacum afectadas con tswv y tratadas con aspersiones foliares de asm, reportan que al usar una dosis de 25 g de i.a. en 7.000 plantas, este resultó fitotóxico, impidió el crecimiento temprano y causó reducciones en altura. efecto de asm sobre el desarrollo de la virosis incidencia de la enfermedad. al finalizar el experimento, 60 d después de la inoculación con extracto de plantas infectadas naturalmente con el virus, se observó una incidencia total de la enfermedad de 89% en las plantas inoculadas. los tratamientos, que consistían en la aplicación del inductor en forma previa a la inoculación con el virus seguida por otra aplicación del inductor (tratamiento 1, i→v→i), simultánea (tratamiento 2, v+i) y posterior (tratamientos 3, v→i y 5, v→i→i) a la inoculación con el virus, registraron un porcentaje de infección superior a 83%, mientras que el tratamiento 4 en el cual se hizo la aplicación del inductor también en forma previa a la inoculación, pero seguida por dos aplicaciones posteriores del inductor (i→v→i→i), presentó una incidencia correspondiente a 50%, mientras que el testigo solo virus (tratamiento 7, v), mostró una infección de 100% como se muestra en la fig. 1. anfoka (2000) reporta que en plantas de tomate (solanum lycopersicum) tratadas con asm, la incidencia de cmv-y no excedió 12,5% y pappu et al. (2000), en plantas de tabaco (nicotiana tabacum) tratadas con aspersiones foliares de asm e imidacloprid, reportan una incidencia de 17 y 30%, datos que confirman que el asm actúa como inductor para preparar la planta a la llegada del virus, resultados que respaldan lo obtenido en este experimento, resaltando que el incremento en la frecuencia de aplicación del inductor produce mejores resultados en cuanto a la reducción de los efectos de la enfermedad. mandal et al. (2008) reportan una reducción en el número de lesiones locales de tswv en tabaco, pasando de 73,6 lesiones por planta inoculada a 10,6 lesiones por planta tratada con asm, donde la mayoría de las plantas resultaron libres de lesiones locales cuando fueron tratadas con dosis ≥ 2 g i.a. de asm. en esta investigación, el inductor no tuvo un efecto significativo sobre la incidencia de la enfermedad en los tratamientos que consistían en la aplicación del inductor en forma previa a la inoculación con el virus, seguida por una aplicación del inductor, simultánea y posterior a la inoculación (fig. 1), debido a que al parecer fueron pocas las aplicaciones realizadas de este inductor. csinos et al. (2001) y pappu et al. (2000) reportan que cuatro o más ciclos del producto aplicados quincenalmente en plantas de tabaco tienen un efecto notable en la reducción de la enfermedad. severidad de la enfermedad. en los tratamientos que consistían en una aplicación del inductor asm previa a la infección con el virus, seguida de una y dos aplicaciones adicionales de este, respectivamente, se observó un retraso de 7 d en la aparición de síntomas, los cuales comenzaron a ser evidentes a los 21 d mientras que en los otros tratamientos los síntomas se observaron a partir del d 14. en estos dos tratamientos también se encontró que los síntomas permanecieron constantes (mosaico leve) durante los primeros 21 d después de la inoculación, mientras que en los demás tratamientos aumentó rápidamente el grado de severidad y 9 semanas después de aplicar el inductor, el tratamiento en el cual se hizo una aplicación previa al virus y dos aplicaciones posteriores de asm para un total de tres aplicaciones, se mantuvo en el grado de severidad 2 de la enfermedad, mientras que los demás tratamientos se encontraban en los grados 3 a 5, como se aprecia en la fig. 2. de acuerdo con el análisis estadístico se encontró que este tratamiento fue el que presentó menor grado de severidad, siendo significativamente menor que el resto de tratamientos que solo recibieron una o dos aplicaciones de asm, así como con el tratamiento solo virus (fig. 2). estos resultados coinciden con los obtenidos por anfoka (2000) 0 20 40 60 80 100 120 i-v-i v+i v-i i-v-i-i v-i-i i v t in ci de nc ia ( % ) a aa b a c a c figura 1. incidencia total acumulada por tratamiento. mediante la prueba del modelo lineal generalizado familia poisson, promedios con letras distintas indican diferencia significativa (p≤0,05). i→v→i: aplicación del inductor asm (i), seguido por la inoculación con el virus (v) 4 d después de esta aplicación, realizando una segunda aplicación del inductor 20 d después de la primera aplicación; v+i: aplicación simultánea del virus y de asm; v→i: inoculación del virus, seguida 4 d después por la aplicación del inductor; i→v→i→i: aplicación del inductor asm (i), seguido por la inoculación con el virus (v) 4 d después de esta aplicación, realizando una segunda aplicación del inductor 20 d después de la primera aplicación, con una tercera aplicación del inductor 20 d después de la segunda aplicación; v→i→i: inoculación del virus, seguida por la aplicación del inductor 4 d después de esta inoculación, realizando una segunda aplicación del inductor 20 d después de la primera aplicación; i: testigo sólo asm; v: testigo sólo virus; t: testigo absoluto. 912009 mejía a., rodas g., patiño h. y gonzález j.: efecto del acibenzolar-s-metil sobre el desarrollo de la virosis causada por potyvirus... en plantas de tomate (solanum lycopersicum) tratadas con asm, donde el desarrollo de los síntomas de la enfermedad fue retardado por 7 d y redujo la severidad de los síntomas causados por el virus del mosaico del pepino cmv-y. otro aspecto por destacar es la importancia de la frecuencia de aplicación del inductor asm, ya que los tratamientos a los cuales se aplicó asm previo a la inoculación del virus, también fueron estadísticamente menores comparado con el tratamiento solo virus. se puede resaltar la relevancia del mayor efecto del inductor asm, siempre y cuando este se aplique antes de recibir el inóculo del virus y con al menos dos aplicaciones posteriores, como puede ser visto en la fig. 3, ya que cuando se hace solo una aplicación posterior, la reducción en la severidad no es tan significativa. estos resultados pueden tener una proyección en condiciones de campo al realizar aplicaciones en estados iniciales del cultivo, como en la fase de vivero, establecimiento en campo y lotes o potreros que vienen de descanso para atenuar los efectos de la enfermedad. se requiere realizar nuevas investigaciones que permitan establecer las frecuencias y dosis del producto que serían necesarias para dar una protección continua a la planta en condiciones de producción comercial de la fruta. en los tratamientos donde se aplicó el asm posinoculación hubo un leve efecto de reducción de la enfermedad; sin embargo, no fue tan significativa ni contundente como cuando se aplicó de forma previa, lo cual ratifica aún más el efecto inductor y no curativo del asm, acorde con lo obtenido por anfoka (2000), donde una sola aplicación de bth 7 d antes a la inoculación con el virus indujo resistencia sistémica en las hojas superiores contra la necrosis causada por cmv-y. en plantas de tabaco infectadas con tswv a las cuales se les permitió el desarrollo de las lesiones locales características de este virus, la infección sistémica se presentó en 18,3% de dichas plantas, mientras que mediante el tratamiento con asm, el desarrollo de esta infección sistémica fue reducido entre 7,8 a 0,3% a medida que las concentraciones de asm fueron incrementadas desde 0,25 a 4,00 g i.a. en 7.000 plantas de tabaco (mandal et al., 2008). se encontró que los tratamientos que recibieron entre una y dos aplicaciones de asm posterior a la inoculación con el extracto de hojas infectadas con el virus, no mostraron reducción significativa en el progreso de la enfermedad, medida en la variable área bajo la curva, comparada con el testigo solo virus, mientras que los tratamientos con dos y tres aplicaciones de asm, respectivamente, sí mostraron una reducción significativa en el progreso de la enfermedad (fig. 3), lo cual indica que el menor grado de severidad encontrado en este tratamiento 4 (i→v→i→i), está relacionado con una disminución en la tasa de desarrollo de los síntomas cuando se hace un mayor número de aplicaciones de asm, partiendo de una primera aplicación previa de este inductor a la infección viral. das-elisa. los datos reflejados en la fig. 4, indican que los únicos tratamientos diferentes estadísticamente son el testigo con y sin inductor, quienes no fueron inoculados con el virus. en los demás tratamientos no se encontraron diferencias significativas en el nivel de absorbancia, lo que indica que el inductor asm no tuvo ningún efecto significativo sobre la reducción de la concentración viral comparado con el testigo solo virus, no tratado con el inductor (fig. 4). no obstante, pappu (2000), en plantas de tabaco tratadas con asm contra tswv, reporta que en la prueba das-elisa sí se redujo el número de plantas figura 2. grado de severidad evaluado durante las 9 semanas de evaluación del experimento. abreviaciones de los tratamientos ver fig. 1. figura 3. área bajo la curva del desarrollo de la enfermedad en plantas de tomate de árbol tratadas con asm e inoculadas con el virus. mediante la prueba del modelo lineal generalizado familia poisson, promedios con letras distintas indican diferencias significativas. abreviaciones de los tratamientos ver fig. 1. 0 1 2 3 4 5 6 7 14 21 28 35 42 49 56 63 g ra do d e se ve ri da d i-v-i v+i v-i i-v-i-i v-i-i i v t tiempo (d) 0 50 100 150 200 250 i-v-i v+i v-i i-v-i-i v-i-i i v t au d p c c c b ab c a c 92 agron. colomb. 27(1) 2009 positivas para tswv, y mandal et al. (2008), también estudiando el mismo virus, reportan que los niveles de absorbancia en esta prueba eran menores cuando las dosis de asm aplicadas eran mayores y aumentaban a medida que la dosis de asm era menor. a los 60 d de iniciado el experimento no se encontraron diferencias estadísticas significativas en ninguno de los tratamientos debido a que altos grados de severidad de la enfermedad exhibían bajos niveles de absorbancia, esto debido probablemente a que hay poco tejido donde el virus pueda replicarse, y por tanto disminuye su concentración (fig. 5). estos resultados son contradictorios a los reportados por anfoka (2000) en plantas de tomate tratadas con asm para controlar el cmv-y, donde se demostró que asm tiene efecto reductor sobre la replicación de cmv-y. de otro lado, cabe resaltar que en este caso solo fue evaluado un virus del grupo potyvirus con la prueba elisa, y la falta de correlación entre esta prueba y los datos de severidad puede deberse a la presencia de algún otro virus que esté coexistiendo con el potyvirus, el cual no podía ser detectado en esta prueba. conclusiones con el desarrollo de este trabajo fue posible determinar que la aplicación previa de asm, combinada con por lo menos dos aplicaciones posteriores a la inoculación del virus, redujo significativamente la severidad de la enfermedad en plantas de tomate de árbol hasta los 60 d en que duró este experimento. no se encontró diferencia significativa en la incidencia de la enfermedad entre las aplicaciones del inductor en forma simultánea y posterior a la inoculación con el virus, resaltando así la importancia de realizar aplicaciones de asm previas a la inoculación del virus. no se encontró reducción significativa en el progreso de la enfermedad en los tratamientos que recibieron entre una y dos aplicaciones posteriores o simultáneas a la inoculación con el virus, pero sí se observó una reducción significativa del grado de severidad en los tratamientos que incluyeron la aplicación previa del inductor, siendo más notorio el efecto cuando se tuvieron tres aplicaciones del inductor. la dosis de asm utilizada en el experimento causó un efecto medianamente tóxico en las plantas de tomate de árbol, observándose algunos síntomas como clorosis y menor porte de las plantas. con respecto a la prueba das-elisa no se encontraron diferencias estadísticas significativas sobre los niveles de absorbancia en los tratamientos inoculados con el virus a los que se aplicó el inductor asm. agradecimientos a la facultad de ciencias agrarias del politécnico colombiano jaime isaza cadavid; al centro de investigación “la selva” de corpoica, rionegro, antioquia; a la universidad nacional de colombia, sede medellín, laboratorio de biología celular y molecular, así como al apoyo técnico de syngenta s.a. literatura citada agrocadenas. 2006. la cadena del banano en colombia. una mirada global de su estructura y dinámica 1991-2005. documento de trabajo no. 101. en: agrocadenas, http: 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5. absorbancia de virus en los tejidos foliares de los tratamientos con asm en plántulas de tomate de árbol 60 d después de inoculadas. mediante la prueba del modelo lineal generalizado familia poisson, promedios con letras distintas indican diferencias significativas (p≤0,05). abreviaciones de los tratamientos ver fig. 1. 932009 mejía a., rodas g., patiño h. y gonzález j.: efecto del acibenzolar-s-metil sobre el desarrollo de la virosis causada por potyvirus... betancourth, c., r. goye y d.a. bravo. 2003. caracterización biológica de un virus tomate de árbol (solanum betaceum sendt.) en el departamento de nariño. fitop. colomb. 27(1), 7-10. csinos, a.s., h.r. pappu, r.m. mcpherson y m.g. stephenson. 2001. management of tomato spotted wilt virus in fluecured tobacco with acibenzolar-s-metyl and imidacloprid. plant dis. 85, 292-296. cole, d.l. 1999. the efficacy of acibenzolar s-methyl, an inducer of systemic acquired resistance, against bacterial and fungal diseases of tobacco. crop 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systemic acquired resistance and induced systemic resistance in conventional agriculture. crop sci. 44, 1920-1934. resumen abstract the growth patterns are quite similar in annual plants grown in an optimal environment; though, there is great variation in the magnitude of the dry weight values, symmetry of the curve, and time scale that it occupies. the growth analysis of three greenhouse-grown tomato cultivars was presented through this paper. evaluated cultivars were sofia, bravona and granitio that grew in sutamarchán, colombia. from bloom to harvest time, twenty fruits of each cultivar were taken weekly in order to determine dry weight, transversal and polar diameter, and total soluble solids; moreover, the absolute and relative growth rate, as well as the polar diameter / transversal diameter ratio were calculated. a regression analysis was done to obtain the growth models. the dry weight, transversal and polar diameter had a characteristic sigmoid shape. the total soluble solids decreased from the start of measurements to 29-36 time interval (days after bloom), subsequently, the values of this variable kept increasing. relative growth rate is were strongly reduced from 8 to 22 days after bloom in sofia and bravona cultivars, but granitio presented a less drastic reduction along the fruit development time. obtained simulation outputs showed a good agreement with the observed data of fruit growth. el patrón de crecimiento es general en plantas anuales que se desarrollan en un ambiente óptimo; sin embargo, hay gran variación en la magnitud de los valores de peso seco, en la simetría de la curva en la escala de tiempo en que este sucede. en este artículo se presenta el análisis del crecimiento de tres cultivares de tomate (lycopersicon esculentum mill.) bajo condiciones de invernadero. los cultivares evaluados fueron sofia, bravona y granitio, en la localidad de sutamarchán (boyacá, colombia). desde el momento de la floración hasta la cosecha, se tomaron semanalmente, veinte frutos de cada cultivar, en los que se determinó el peso seco, el diámetro polar y transversal y los sólidos solubles totales; además, se calculó la tasa de crecimiento absoluto y relativo, y la relación diámetro polar/diámetro transversal. se realizó un análisis de regresión para obtener los modelos de crecimiento. el peso seco, el diámetro transversal y polar mostraron una curva sigmoidea característica. los sólidos solubles totales disminuyeron desde el inicio de las mediciones hasta el intervalo entre 29 a 36 días después de floración (ddf); después, los valores de esta variable se mantuvieron en aumento. la tasa de crecimiento relativo disminuyó fuertemente desde 8-22 ddf en los cultivares sofía y bravona, pero granitio presentó una reducción menos drástica a lo largo del desarrollo del fruto. los modelos de simulación obtenidos mostraron una alta correlación con los respectivos datos observados para el crecimiento del fruto. key words: relative growth rate, absolute growth rate, total soluble solids, cv. granitio, cv. bravona, cv. sofía. palabras clave: tasa de crecimiento relativo, tasa de crecimiento absoluto, sólidos solubles totales, cv. granitio, cv. bravona, cv. sofía. análisis del crecimiento en frutos de tomate (lycopersicon esculentum mill.) cultivados bajo invernadero growth analysis of tomato fruits (lycopersicon esculentum mill.) cultivated in greenhouse fánor casierra-posada1, maría constanza cardozo2 y julián f. cárdenas-hernández3 introducción el cultivo de tomate a nivel nacional ocupó 0,6% del área total sembrada en cultivos transitorios, en 2006. por su parte, en boyacá se sembró, en el mismo año, el 10,4% del área total cultivada en tomate a nivel nacional, con un rendimiento de 45,7 t∙ha-1, superado sólo por caldas, cuyo rendimiento fue 47,5 t∙ha-1, lo cual es un índice de la importancia del cultivo para los agricultores boyacenses (corporación colombia internacional, 2006). el rendimiento de un cultivo está determinado por la capacidad de acumular materia seca en los órganos destinados a la cosecha. las hortalizas de fruto, cultivadas bajo condiciones de invernadero, se caracterizan, en su mayoría, por un crecimiento indeterminado, en donde los frutos 1 profesor asociado, facultad de ciencias agropecuarias, grupo de investigación ecofisiología vegetal, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja. fanor.casierra@uptc.edu.co 2 ingeniera agrónoma, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja. connye80 @yahoo.com 3 estudiante de ingeniería agronómica, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja. julianc0182@yahoo.es agronomía colombiana 25(2), 299-305, 2007 fecha de recepción: julio 16 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 300 agron. colomb. 25(2) 2007 son los principales órganos sumidero, los cuales compiten entre ellos y con los órganos vegetativos, por los asimilados disponibles (peil y gálvez, 2005). la distribución de materia seca puede cambiar durante el desarrollo de un cultivo, debido a cambios en la potencia de sumidero de un órgano individual y a alteraciones del número de sumideros que crecen en la planta (marcelis, 1994). asimismo, el crecimiento potencial de un órgano sumidero podría ser determinado durante el periodo de división celular, en la fase inicial de desarrollo de este órgano (patrick, 1988). el crecimiento es una aproximación holística, explicativa e integral, para comprender la forma y funciones de los vegetales (hunt, 2003; hunt et al., 2002). este se manifiesta como un aumento irreversible de la masa de un organismo vivo, órgano o célula. el incremento en masa debe ser permanente, con lo cual se elimina la variación de volumen debida a fenómenos osmóticos. existe, por tanto, el concepto de que el crecimiento puede definirse como un aumento en tamaño, sin embargo, esto no es siempre cierto, dado que puede darse el crecimiento sin que aumente el tamaño, pero sí, el número de células; por otro lado, también puede haber crecimiento con aumento de tamaño pero disminución del peso seco (barceló et al., 1987; salisbury y ross, 2000). las curvas de crecimiento en los vegetales son un reflejo del comportamiento de una planta en un ecosistema particular con respecto al tiempo. su elaboración es indispensable para la aplicación racional de las labores culturales en el momento adecuado, para garantizar una respuesta óptima del vegetal de acuerdo con nuestras necesidades y exigencias (casierra-posada et al., 2003; hunt, 2003; casierra-posada et al., 2004). la elaboración de curvas de crecimiento permite conocer el modo en que crece la fruta con respecto al tiempo. la curva que representa el crecimiento de un fruto varía con la especie evaluada; así los frutos de las pomoideas son del tipo sigmoide simple (casierra-posada et al., 2003); en cambio la mayoría de las especies de carozo son del tipo doble sigmoidea (coombe, 1976; casierra-posada et al., 2004). en el caso de los frutos cítricos la forma dependerá de su origen, si es partenocárpico o sexual, pero en general es una sigmoidea (agustí, 2000). por su parte, el diámetro de los frutos del tomate crece también describiendo una curva sigmoide simple (bertin, 2005). las curvas de crecimiento del diámetro transversal en función del tiempo son las más empleadas por muchos autores. tienen la ventaja de ser de fácil determinación, no destructivas y permiten el seguimiento a lo largo de la temporada. estas curvas de crecimiento sirven para identificar no solamente la evolución del crecimiento en la temporada en las condiciones climáticas de la zona bajo estudio, sino también para estimar el peso que tendrá el fruto a cosecha (coombe, 1976; hunt, 1979). el análisis de crecimiento de plantas puede basarse directamente en la evolución cronológica de medidas, como peso seco, longitud de tallos, número de hojas y de ramas, etc. (manrique, 1990). con estas medidas es posible calcular la tasa de crecimiento relativo (tcr), la razón de peso foliar (rpf), la tasa de asimilación neta (tan) y otras variables de importancia en la cuantificación del crecimiento (ascencio y fargas, 1973; leopold, 1974; hunt, 1990; hunt et al., 2002). mientras los primeros, tienen que ver con el desarrollo absoluto de la planta, los segundos explican su eficiencia en acumular materia seca como producto de sus procesos metabólicos (geraud et al., 1995). a pesar de que los estudios básicos de crecimiento de órganos son fundamentales para el conocimiento de la fisiología del tomate, estos estudios son escasos en nuestro país, la información está dispersa o no es de fácil acceso. el objetivo del presente trabajo consistió en la cuantificación y establecimiento de modelos del crecimiento de frutos de tres cultivares de tomate, en función del tiempo, en plantas cultivadas bajo condiciones de invernadero. materiales y métodos en el presente ensayo se evaluó el crecimiento de frutos en tres cultivares de tomate, mantenidos bajo condiciones de invernadero. los cultivares estudiados fueron: bravona, sofía y granitio, por ser materiales ampliamente cultivados en la región. el estudio se desarrolló en un cultivo comercial, en la zona rural del municipio de sutamarchán (boyacá), ubicado a 2.400 msnm. para cada cultivar se marcaron 300 flores en igual estado de desarrollo, y luego del cuajado, se tomaron 20 frutos por cultivar para las respectivas evaluaciones. las mediciones se hicieron hasta la madurez de los frutos. en los frutos, colectados semanalmente, se determinaron los diámetros polar y transversal, por medición con un nonio, así como la relación entre los dos diámetros, como el cociente de las dos mediciones; el peso seco del fruto, por secado al horno a 105 ºc, hasta peso seco constante; los sólidos solubles totales (sst), por lectura directa con un refractómetro manual. con la información obtenida semanalmente, se calcularon las tasas de crecimiento absoluto y relativo, de acuerdo con la metodología propuesta por hunt (1990). 301 la información obtenida se analizó mediante el programa spss versión 11.5 con el que se establecieron los modelos de crecimiento y las ecuaciones de regresión para cada una de las variables. para la selección del modelo, se tuvo en cuenta el coeficiente de regresión más cercano a la unidad. resultados y discusión en todas las variables evaluadas se encontró diferencia altamente significativa (p < 0,01). en la mayoría de los casos se encontró que el modelo cúbico ofrecía el mayor coeficiente de regresión, con excepción de la tasa de crecimiento relativo en el cultivar bravona, en la cual, el modelo exponencial fue el más acertado (tabla 1). el alto valor de los coeficientes de regresión es un índice de que los modelos encontrados estadísticamente se ajustan a los datos observados, con un mínimo de error. de esta forma es posible calcular el valor tabla 1. ecuaciones de regresión de los parámetros evaluados para determinar el crecimiento de frutos en tres cultivares de tomate. parámetro cultivar ecuación de regresión r2 diámetro polar (cm) sofía y = -0,02693 x + 0,005402x2 5,72685062·10-5x3 + 0,787363 0,99* bravona y = 0,017461 x + 0,002941x2 3,03741987·10-5x3 + 0,720144 0,99* granitio y = -0,047748 x + 0,005379x2 5,13664340·10-5x3 + 0,827825 0,99* diámetro transversal (cm) sofía y = -0,029657 x + 0,007552x2 8,08645247·10-5x3 + 0,464607 0,99* bravona y = -0,019944 x + 0,004584x2 4,2914568·10 -5x3 + 1,209331 0,99* granitio y = -0,082562 x + 0,007508x2 7,23758479·10 -5x3 + 1,03919 0,99* relación diám. polar/diám. transversal sofía y = -0,074913 x + 0,001717x2 1,26519502·10-5x3 + 1,802578 0,95* bravona y = 0,089032 x 0,002564x2 + 2,16021956·10-5x3 0,98* granitio y = -0,008119 x + 9,98656945.10-5x2 2,13690572·10-7x3 + 1,007436 0,91* sólidos solubles totales (ºbrix) sofía y = -0,285275 x + 0,006236x2 3,4234473·10 -5x3 + 7,111216 0,98* bravona y = -0,352918 x + 0,007531x24,84927016·10 -5x3 + 8,599642 0,98* granitio y = -0,135457 x + 0,001952x26,13521022·10 -7x3 + 6,41406 0,95* peso seco (g) sofía y = -0,214749 x + 0,012267x20,000111x3 + 1,327697 0,99* bravona y = -0,166008 x + 0,010821x29,92456146·10-5x3+ 0,792675 0,99* granitio y = -0,157139 x + 0,006826x24,22789606·10-5x3+ 0,977324 0,99* tasa de crecimiento absoluto (g∙d-1) sofía y = 0,012902 x 0,000229x2+ 6,9002502·10 -7x3 0,83* bravona y = 0,0144 x 0,000315x2+ 1,78415832·10-6x3 0,92* granitio y = -0,001329 x + 0,000362x24,97575144·10-6x3 0,94* tasa de crecimiento relativo (g∙g-1∙d-1) sofía y = -0,057336 x + 0,001608x21,43919998·10-5x3 + 0,69092 0,90* bravona y = e (-0,08589x) 0,97* granitio y = -0,017607 x + 0,000379x23,06042492·10-6x3 + 0,355710 0,97* * = significativo (p < 0,01); y = parámetro a determinar; x = días después de floración; e = 2,718281. instantáneo de las variables, teniendo como factor variable (x) el tiempo después de floración. los resultados mostraron que el incremento del diámetro transversal de los frutos de los tres cultivares describe curvas sigmoidales simples (figura 1), del mismo modo que el incremento del diámetro polar. se presentó un incremento lento aproximadamente hasta 22 días después de floración (ddf); posteriormente, el crecimiento del diámetro de los frutos es más rápido hasta 50 ddf; luego, la intensidad del incremento disminuye hasta la maduración de los frutos. por lo regular, los frutos, durante su desarrollo temprano, presentan tres fases: desarrollo del ovario, división celular y expansión celular (gillaspy et al., 1993), lo cual se observa claramente en la figura 1, que representa el crecimiento en diámetro de los frutos. inicialmente se tiene un crecimiento lento; después, el crecimiento se incrementa hasta dismicasierra-posada, cardozo, cárdenas-hernández: análisis del crecimiento en frutos de tomate... 302 agron. colomb. 25(2) 2007 nuir su ritmo después de 50 ddf, hasta la cosecha, momento en el cual suceden los cambios fisicoquímicos que conlleva la maduración. a pesar de esto, no se observó una reducción en los valores registrados para el diámetro hacia el final, en el periodo de crecimiento de los frutos, como reportan casierra-posada et al. (2007) para un cultivar de tomate establecido a campo abierto. esta diferencia radica en que a campo abierto los frutos están sometidos a una mayor deshidratación generada por los factores medioambientales como el viento, la radiación solar directa y los cambios en la humedad relativa; mientras que en cultivos mantenidos bajo condiciones de invernadero, el ambiente presenta una mayor estabilidad para los frutos y, por tanto, se previene la deshidratación de los mismos durante las fases tardías de su desarrollo. entre los factores que contribuyen significativamente al incremento en volumen de los frutos se encuentran los reguladores de crecimiento como las giberelinas, responsables de la expansión celular (garcía-matínez y hedden, 1997). de igual forma, kojima (2005) encontró altas concentraciones de ácido giberélico en todos los constituyentes de los frutos de tomate durante la fase de expansión celular (frutos de 6 cm de diámetro), pero la concentración de ga1 fue menor cuando los frutos alcanzaban 8 cm de diámetro, lo que justifica la importancia de las giberelinas en la expansión celular en los frutos y, por consiguiente, en la ganancia en diámetro de los mismos. por otro lado, el fruto presenta alto poder vertedero, lo cual significa que toma de la planta una serie de sustancias que transforma y convierte en sus componentes, siendo estos, moléculas de estructuras complejas y en principio muy diferentes a las que la planta toma del medio. sin embargo, estas últimas son utilizadas, entre otros, para el crecimiento volumétrico del fruto (barceló et al., 1987). así, el crecimiento en diámetro de los frutos es un aumento irreversible como consecuencia del incremento en masa y número de las células. la relación diámetro polar-diámetro transversal mostró una reducción muy marcada en sofía, hasta 15 ddf, mientras que el comportamiento de esta variable fue lo contrario para bravona, durante el mismo periodo. esto implica que en sofía, hasta 15 ddf, los frutos son oblongos, pero en bravona, los frutos son achatados; a partir de este momento, los frutos casi adquieren la forma característica del cultivar, hasta la maduración; mientras que en granitio, la forma característica, en cuanto a longitud y ancho, está casi determinada desde el momento del cuajado del fruto (figura 2). la forma que adquiere el fruto durante los primeros estados de su crecimiento es un efecto de los reguladores de crecimiento producidos por las semillas inmaduras, de los cuales, el ácido giberélico cumple un papel relevante, como se mencionó anteriormente. además, se ha encontrado que el ácido abscísico (aba) está presente en altas cantidades en el pericarpo, en las axilas y en el tejido locular, en los estados tempranos de crecimiento de los frutos; sin embargo, posteriormente se encuentran grandes cantidades de ácido indolacético (aia) que determinan tanto el ritmo del crecimiento como la forma del fruto (kojima, 2005). estos resultados sugieren que la expansión del tejido del figura 1. diámetro transversal en frutos de tres cultivares de tomate mantenidos bajo invernadero figura 2. relación diámetro polar/diámetro transversal en frutos de tres cultivares de tomate mantenidos bajo invernadero. 303 pericarpo no es causado directamente por el aia, sino por la actividad vertedero del fruto, ocasionada por las semillas en desarrollo (varga y bruinsma, 1976). por otro lado, el aba puede estimular la descarga de asimilados, transportados a través del floema, logrando así una promoción del poder vertedero de los frutos, durante sus fases tempranas de crecimiento (brenner, 1989; kojima, 2005). el contenido de sólidos solubles totales (sst) se redujo hasta 29 ddf en sofía, mientras que el menor valor de esta variable se registró a los 36 ddf en bravona. luego, en los dos cultivares, se incrementan los sst hasta la maduración. por su parte, granitio no mostró una reducción tan drástica como los demás cultivares, sin embargo, mostró una reducción de los sst hasta 29 ddf, al igual que sofía (figura 3). las reacciones de hidrólisis que predominan en las macromoléculas presentes en frutos verdes, las rompen en monómeros que van a ser constituyentes importantes del sabor (martínez-barajas, 2003). el almidón se hidroliza para producir azúcares, responsables de la variación en el contenido de sólidos solubles durante todo el periodo de crecimiento y desarrollo de los frutos. el azúcar libre proviene principalmente de la glucosa y la fructosa, las cuales se encuentran en concentraciones similares en los frutos de tomate. además, se discute que el contenido de azúcares en los frutos es altamente dependiente de la intensidad luminosa; por tanto, los tomates cultivados en campo abierto presentan mayores contenidos en sólidos solubles que aquellos que crecen bajo condiciones de invernadero (herrmann, 2001). mientras casierra-posada et al. (2007) encontraron un incremento progresivo en el contenido de sólidos solubles totales en los frutos de tomate de plantas cultivadas a campo abierto, en el presente ensayo se observó un leve descenso en los valores registrados para esta variable hasta el intervalo entre 29 y 36 ddf, según el cultivar, diferencia que está relacionada con el sistema de producción en cuestión. es así como a campo abierto las condiciones de luminosidad y transpiración favorecen un incremento constante de la concentración de sólidos solubles en los frutos (herrmann, 2001), mientras que en invernadero, esta variable es altamente dependiente, no solo de la migración de fotosintatos a los frutos, acorde con su poder vertedero, sino también de la toma de agua realizada por los frutos, la cual diluye o concentra los sst. el comportamiento de la variable peso seco, mostró igual tendencia en los tres cultivares, una curva sigmoide simple; sin embargo, difirió en la magnitud de los valores, en cada lectura. los cultivares sofía y bravona mostraron gran similitud en el patrón de acumulación de peso seco en los frutos, mientras que granitio presentó valores considerablemente más bajos que los demás (figura 4). aunque la fotosíntesis en los frutos inmaduros de tomate no es despreciable (czarnowski y starzecki, 1992), sólo es responsable de una parte pequeña (menos de 10%) de la materia seca presente en la fruta (ho y grimbly, 1990). la mayoría de la materia seca de los frutos del tomate proviene de los fotoasimilados producidos en las hojas y transportados a los frutos, acorde con la relación fuente-vertedero. figura 3. acumulación de sólidos solubles totales en frutos de tres cultivares de tomate mantenidos bajo invernadero. figura 4. acumulación de materia seca en frutos de tres cultivares de tomate mantenidos bajo invernadero. casierra-posada, cardozo, cárdenas-hernández: análisis del crecimiento en frutos de tomate... 304 agron. colomb. 25(2) 2007 los frutos representan vertederos de alto poder que, en sus estados iniciales de crecimiento, acumulan cantidades escasas de materia seca, cuando se tiene en cuenta el valor acumulado, pero este valor es alto, cuando se observa la tasa de crecimiento relativo. en los cultivares en estudio, los frutos empiezan a acumular grandes cantidades de materia seca a partir de 22 ddf, en forma sigmoide hasta el momento de la cosecha; por tanto, se debe tener en cuenta que dado que los frutos en desarrollo se encuentran en diferentes grados de madurez en la planta, la demanda por asimilados será constante, así que las labores orientadas hacia el suministro de nutrientes, agua y luz, especialmente, se deben realizar con gran prontitud y exactitud. los tres cultivares evaluados mostraron diferentes patrones en cuanto a la acumulación instantánea de materia seca en g∙d-1 (figura 5). el máximo valor registrado de la tasa de crecimiento absoluto se presentó a los 29, 36 y 50 ddf, para bravona, sofía y granitio, respectivamente. a partir de 57 ddf, los tres cultivares mostraron de nuevo, incremento de esta variable, hasta el momento de la cosecha. dado que en el momento en que se presenta un alto valor de esta variable es el periodo en que el fruto es sensible de influenciarse por actividades como la fertilización foliar, el suministro de agua e incluso por un mayor suministro de luz. en teoría, este planteamiento tendría gran validez, no obstante, se debe tener en cuenta que al tiempo se presentan en la planta frutos en diferentes grados de desarrollo a lo largo del tallo e incluso en un mismo racimo, por lo que las labores tendientes a incrementar el peso seco de los frutos deben realizarse de manera constante, una vez el primer racimo inicie su crecimiento y desarrollo (casierra-posada et al., 2007). el comportamiento de la tasa de crecimiento relativo mostró un descenso drástico desde el inicio de la toma de datos, hasta el intervalo 15-22 ddf en sofía y bravona; luego, continuó descendiendo paulatinamente hasta el momento de la cosecha. en el caso de granitio, la reducción en los valores de esta variable no fue tan drástica como en los demás cultivares; de esta manera se presentó un descenso lento y casi uniforme hasta el momento de la cosecha. la tasa de crecimiento absoluto ofrece una visión acertada del poder vertedero de los frutos, en términos de acumulación de materia seca, medido de manera instantánea (hunt, 1990; 2003; casierra-posada et al., 2007); por tanto, es importante destacar que las labores agrícolas orientadas a incrementar la acumulación de materia seca en los frutos, se deben llevar a cabo teniendo en cuenta los máximos valores registrados para la tasa de crecimiento absoluto, de acuerdo con cada uno de los cultivares en estudio, figura 5. tasa de crecimiento absoluto en frutos de tres cultivares de tomate mantenidos bajo invernadero. figura 6. tasa de crecimiento relativo en frutos de tres cultivares de tomate mantenidos bajo invernadero. los altos valores encontrados en los primeros días de crecimiento de los frutos pueden relacionarse con el hecho de que el pedúnculo del fruto del tomate es rico en haces vasculares, con floema, a través del cual, los asimilados pueden migrar hacia el fruto en crecimiento. el contenido de ácido abscísico (aba) en el pericarpo y lóbulos del fruto es muy alto, hasta cerca de 19 ddf, así que el aba estimularía la descarga de asimilados en el fruto, lo que promueve la actividad vertedero del fruto de tomate en los primeros 305 días de su crecimiento (brenner, 1989; kojima et al., 1993; kojima, 2005), como ya se había anotado. las diferencias encontradas entre los materiales evaluados en cuanto a cada una de las variables registradas, son la consecuencia de la expresión genética de los mismos. si bien el fenotipo está influenciado por el sistema de producción, el componente genético es determinante en el comportamiento de los cultivares, como pudo evidenciarse en los resultados. agradecimientos este estudio se desarrolló con el apoyo de la dirección de investigaciones (din) de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, en el marco del plan de trabajo del grupo de investigación ecofisiología vegetal, adscrito al programa de ingeniería agronómica de la facultad de ciencias agropecuarias. literatura citada agustí, m. 2000. citricultura. primera edición. editorial mundiprensa, madrid. 161 p. ascencio, j. y j.f. fargas. 1973. análisis del crecimiento del fríjol (phaseolus vulgaris l. var. turrialba-4) cultivado en solución nutritiva. turrialba 23(4), 420-428. barceló, c.j., g. nicolás, b. sabater y r. sánchez. 1987. fisiología vegetal. ediciones pirámide, madrid. pp. 429-441. bertin, n. 2005. analysis of the tomato fruit growth response to temperature and plant fruit load in relation to cell division, cell expansion and dna endoreduplication. ann. bot. 95, 439-447. brenner, m.l. 1989. hormonal control of assimilate portioning: regulation in the sink. acta hort. 239, 141-148. casierra-posada, f., d.i. hernández, p. lüdders y g. ebert. 2003. crecimiento de frutos y ramas de manzano anna (malus domestica borkh.) cultivado en los altiplanos colombianos. agron. colomb. 21(1-2), 69-74. casierra-posada, f.; 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alcanzando una sobrevivencia del 84,37% para embriones crioconservados. en cuanto a la diferenciación de estructuras de los embriones crioconservados, el tratamiento de dos horas obtuvo valores para plúmula del 88,9%, radícula del 55,57% y haustorio del 66,7%. esta metodología permitiría conservar material valioso a largo plazo como copia de seguridad complementaria de la colección de campo y reduciría los costos de mantenimiento y conservación. the objective of this research was to develop and implement a cryoconservation protocol for zygotic embryos of oil palm (elaeis guineensis jacq.) as a complement alternative to the conservation of oil palm genotypes due to the difficulties that occur in the field collection. preand post-freezing steps of zygotic embryo cryoconservation were evaluated using the methodology of desiccation in silica gel at different exposure times (2, 2,5, and 3 h), followed by a rapid freezing and a recovery step in murashige and skoog (1962) culture medium. all the cryoconservation treatments were evaluated under a photoperiod of 16 h light and 8 h darkness at an average temperature of 28 ºc. the appropriate embryo development for the cryoconservation was previously determined. additionally, the viability test with tetrazolium was applied to naked embryos as an initial control of the batch seed required. it was achieved a cryoconservation protocol for naked zygotic embryos of palm, which allowed obtaining plantlets from embr yos frozen in liquid nitrogen (-196 ºc) with up to 84.37% survival. in relation to structure differentiation of the cryoconserved embryos, the two hour treatment gave values of 88.9% for plumula, 55.57% for radicle, and 66.7 % for haustorium. this methodology might allow a long-term conservation of valuable material as a complementary security procedure to copy the field collection and reduce the costs of maintenance and conservation. 1 investigadora bancos de germoplasma in vitro, centro de investigación tibaitatá, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), mosquera (cundinamarca). avilla@corpoica.org.co 2 auxiliar de laboratorio cbb, centro de investigación tibaitatá, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), mosquera (cundinamarca). pejo66@gmail.com 3 investigador máster asociado, centro de investigación tibaitatá, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), mosquera (cundinamarca). ivalbuena@corpoica.org.co 4 investigador máster principal, centro de investigación el mira, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), tumaco (nariño). sebastidas@corpoica.org.co 5 investigador asociado, centro de investigación tibaitatá, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), mosquera (cundinamarca). vnunez@corpoica.org.co key words: viability, conservation, zygotic embryos, desiccation. palabras clave: viabilidad, conservación, embriones cigóticos, desecación. agronomía colombiana 25(2), 215-223, 2007 estudio preliminar para el establecimiento de un protocolo de crioconservación para palma de aceite (elaeis guineensis jacq.) preliminary study of the establishment of cryoconservation protocol for oil palm (elaeis guineensis jacq.) alba lucía villa1, pablo édgar jiménez2, raúl iván valbuena3, silvio bastidas4 y víctor manuel núñez5 fecha de recepción: julio 10 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 216 agron. colomb. 25(2) 2007 introducción la colección de palmáceas está conformada por 339 accesiones de palma, chontaduro y cocotero, conservada en condiciones de campo en el centro de investigación el mira tumaco (nariño). esta conservación en campo hace que la colección esté expuesta constantemente a factores bióticos y abióticos que pueden ocasionar una erosión genética por la pérdida de materiales. además, en la colección existen individuos muy antiguos que tienen entre 24 y 35 años de edad y con altura de planta superior a 15 metros, lo que dificulta el manejo agronómico de la colección; por tanto, se hace imperativo desarrollar investigaciones encaminadas a establecer alternativas de conservación más eficientes para evitar su pérdida. desde este punto de vista, la semilla de palma de aceite (elaeis guineensis jacq.) ha sido clasificada como recalcitrante (king y roberts, 1979). este tipo de semillas presentan lesiones en la deshidratación y no pueden ser almacenadas por extensos períodos (roberts, 1973). a su vez, estas pueden ser almacenadas de dos a tres años y los embriones aislados toleran la desecación (grout et al., 1983). sin embargo, dada la reducción de la viabilidad a las temperaturas de almacenamiento (0 a -20 ºc) y el bajo contenido de humedad de algunos cultivares, este tipo de semillas parece mostrar un comportamiento de almacenamiento intermedio (ellis et al., 1991). esto podría ser considerado benéfico para la conservación de los recursos genéticos de esta especie y significa que al mantener unas condiciones óptimas se lograría un máximo de longevidad. a la especie elaeis guineensis le ha sido asignada una alta prioridad (prioridad 3) para la conservación genética por la internacional board for plant genetic resources (ibpgr) (annon, 1981 y ellis et al., 1991) ya que su germinación y almacenamiento es complicado debido a que las semillas presentan latencia y pérdida de viabilidad a corto plazo, y a que es una semilla de tipo recalcitrante (corley, 1982). las investigaciones en conservación de semillas de palma de aceite se han desarrollado en principio, para establecer una metodología que permita almacenarlas por un largo tiempo sin que pierdan la viabilidad y puedan ser recuperadas. grout et al. (1983) demostraron que es posible restablecer y germinar embriones cigóticos de palma de aceite después de ser congelados en nitrógeno líquido (-196 ºc). las bajas temperaturas de este elemento cesan todos los procesos metabólicos y no permiten la ocurrencia de cambios genéticos durante el almacenamiento. dumet et al. (1993), de acuerdo con los resultados de anteriores trabajos en palma de aceite, mejoraron el proceso de crioconservación de embriones somáticos, los cuales se sometieron a un proceso de precrecimiento de siete días en 0,75 m de sacarosa y el material a una desecación con aire de cámara de flujo laminar o en cajas con silica gel. en la especie cocos nucífera se emplearon embriones cigóticos maduros (10 a 12 meses después de la polinización) de cuatro variedades que se crioconservaron y desarrollaron plántulas; estas se pretrataron con desecación con aire de cámara de flujo laminar durante cuatro horas y posteriormente se sometieron de 11 a 20 horas en un medio que contenía 600 g·l-1 de glucosa y 15% de glicerol. el promedio de recuperación estuvo entre el 33 y el 93% dependiendo de la variedad (assy-bah y engelmann, 1992b). el propósito de la presente investigación fue desarrollar e implementar un estudio preliminar que permitiera establecer un protocolo de crioconservación para embriones cigóticos de palma de aceite, a través de la metodología de desecación en silica gel con diferentes tiempos de exposición, teniendo en cuenta el estado de desarrollo de los embriones los cuales se evaluaron en las etapas de pre y poscongelación en nitrógeno líquido. el desarrollo de esta metodología permitirá conservar este valioso material a largo plazo como copia de seguridad de la colección de campo, así como también reducir los costos de mantenimiento y conservación. materiales y métodos el estudio se llevó a cabo en el programa de recursos genéticos y mejoramiento vegetal en el laboratorio del banco de conservación de germoplasma in vitro del centro de investigación tibaitatá, ubicado en el km 8 vía mosquera (cundinamarca) a 4º 71´ 28,2” latitud norte y 74º 18´ 30,5” longitud oeste. material vegetal se emplearon embriones de semillas de palma de aceite (elaeis guineensis jacq.) provenientes de racimos maduros del centro experimental el mira tumaco (nariño), en donde se encuentra el banco de germoplasma de palmáceas; el municipio de tumaco se encuentra ubicado desde punta guascama (norte de nariño) a 02° 37’ 20” latitud norte y 78° 24’ 20” longitud oeste hasta el río mataje, y el límite de colombia con ecuador 01° 25’ 00” latitud norte y 78° 54’ 59” longitud oeste. tamaño de semilla se realizó la evaluación del tamaño de las semillas con relación a la longitud de los embriones procedentes de un muestreo estratificado de un racimo maduro, que se 217 clasificó de acuerdo con el estado de madurez fisiológica, incluyendo periferia externa (semillas maduras), tercio intermedio (semillas medio maduras) e interior del racimo (inmaduras o verdes). se realizaron mediciones de ancho, grosor y largo de la semilla con el fin de establecer una relación del tamaño de la semilla, y el embrión, para seleccionar el tamaño adecuado de los embriones en el proceso de crioconservación. pruebas de viabilidad de tetrazolio con el propósito de establecer el estado fisiológico óptimo de los embriones para crioconservación, cada lote de semilla se sometió a la prueba de sal de tetrazolio (2,3,5triphenyl-2htetrazolium chloride, ttc), para determinar la viabilidad de los embriones de una forma rápida, la cual le da una coloración rojiza de los tejidos vivos del embrión mediante un proceso de reducción de la sal de ttc a formazán por la acción de las enzimas deshidrogenasas. se siguieron instrucciones de la internacional seed testing association (ista, 1992) para semilla de palma utilizando una concentración 0,5% con un tiempo de incubación de 24 h en oscuridad a 28 ºc, y así determinar la viabilidad de los embriones mediante verificación de la actividad respiratoria. esta prueba permite visualizar coloraciones que van desde el rojo-púrpura, rosado y blanco. cuando se presentan coloraciones rojas indica que el material se encuentra vivo, la coloración rosada corresponde al inicio de pérdida de viabilidad y la coloración blanca total o parcial significa que hay pérdida de viabilidad. además, se determinó la viabilidad de los embriones desnudos al finalizar el proceso de desecación en silica gel y después del congelamiento. los embriones sometidos a esta prueba se derivaron de todos los lotes de semilla provenientes del centro de investigaciones el mira. se generó una escala de tinción para cada una de las partes del embrión de la semilla de palma de aceite (tabla 1). metodología de crioconservación-desecación con silica gel a las semillas de palma cosechadas de la colección en campo se les extrajo la almendra y fueron desinfectadas de acuerdo con el protocolo establecido para la especie, que consiste en hipoclorito de calcio al 1% + tween-20 durante 20 min (con intercambio de la solución cada 10 min). después se enjuagaron una vez con agua destilada estéril; posteriormente se colocaron las almendras en una solución de ridomil al 1,5% durante 16 horas; se realizaron tres enjuagues con agua destilada estéril; se desinfectaron con hipoclorito de sodio al 0,5% + 5 gotas de tween-20 durante 15 min y se lavaron tres veces con agua destilada estéril durante 10 min cada enjuague. el aislamiento de los embriones de las almendras se realizó con la ayuda de un bisturí. los embriones se colocaron en cajas de petri con papel filtro humedecido durante 24 h a 20 ºc. luego, los embriones fueron colocados en láminas pequeñas de papel filtro en frascos con silica gel 25 g/frasco, durante 2, 2,5 y 3 h como tratamientos para secado en silica gel. la mitad de los embriones desecados se colocaron en el medio de recuperación como control del tiempo de secado y la otra mitad se colocó en criotubos de 2 ml, los cuales fueron sumergidos en nitrógeno líquido durante mínimo una hora. el descongelamiento se realizó sumergiendo los criotubos al baño de maría durante tres minutos; posteriormente, la recuperación de los embriones se logró en el medio m&s (murashige y skoog, 1962), y finalmente se evaluaron cada 15 días. en cada uno de los procesos de desecación, congelamiento en nl y descongelamiento, se determinaron las variables porcentaje de sobrevivencia y diferenciación de embriones teniendo en cuenta la formación de la radícula, la plúmula, el haustorio y la altura de la planta. en cada fase del proceso pre y poscongelación se utilizó un diseño experimental completamente al azar con tres repeticiones. cada repetición constaba de una unidad experimental, conformada por una caja de petri con cuatro embriones. el procesamiento de la información se realizó con el sistema estadístico sas, con el que se realizaron los análisis de varianza, comparación de medias y las regresiones lineales. resultados y discusión tamaño de semilla se encontraron diferencias significativas en cuanto a la fuente de variación, estado de maduración de la semilla para las tres variables en estudio. las semillas maduras registraron los promedios más altos en cuanto a ancho (22,28 mm), grosor (19,72 mm) y largo (28,72 mm) (figura 1). escala descripción 1 tiño rojo plúmula, radícula y haustorio 2 tiño rojo plúmula y radícula, haustorio rosado 3 tiño rosado plúmula, radícula y haustorio 4 tiño rojo plúmula y radícula, haustorio no 5 no tiño plúmula, radícula, haustorio tiño rojo 6 no tiño plúmula, radícula y haustorio rosado 7 tiño rosado plúmula y radícula, haustorio no tiño 8 no tiño plúmula, radícula y haustorio tabla 1. escala de evaluación de tetrazolio para palma de aceite. 2007 villa, jiménez, valbuena, bastidas y núñez: estudio preliminar para el establecimiento... 218 agron. colomb. 25(2) 2007 se determinó que las semillas maduras presentan embriones con longitudes mayores a 2 mm, aunque estadísticamente no existe relación entre las variables ancho, grosor y largo de la semilla, respecto a la longitud del embrión, debido a la dispersión de los datos. esto indica que se pueden encontrar semillas maduras con diversas longitudes; así mismo, se encontró que la longitud de los embriones de estas semillas puede estar entre un rango de 2,5 a 5 mm. este resultado se puede relacionar con la estratificación del racimo, la cual se da en la forma en que maduran las semillas desde el momento de la polinización hasta el corte del racimo. cuando los embriones se encuentran en el rango mencionado se pueden realizar los procesos de pre y poscongelación ya que permiten una alta recuperación, debido posiblemente a que tienen un estado de desarrollo adecuado. por tanto, las semillas procedentes de la periferia externa del racimo (maduras) son adecuadas para realizar los procesos de crioconservación, a diferencia de los embriones inmaduros con longitudes inferiores a 2 mm que presentaron problemas de diferenciación (formación de callos y sin diferenciación de estructuras como plúmula, radícula y haustorio). estos resultados se relacionan con los obtenidos en embriones de la especie de coffea arabica (abdelnour et al., 1992), en donde el estado de madurez del embrión está relacionado con la respuesta a crioconservación. se encontró que los embriones maduros presentan una sobrevivencia del 96%, y en inmaduros sólo del 50%, pero este último resultado lo relacionan al medio de cultivo, planteando una posible solución al adicionar en el medio de recuperación 100 mg·l-1 de ag3. en embriones de coco se confirman las apreciaciones anteriores, teniendo en cuenta que en los embriones inmaduros (siete–ocho meses después de la polinización) sólo un número limitado podría recuperarse como plántulas (assy-bah y engelmann, 1992a). caso contrario a los embriones maduros (11-12 meses después de la polinización) los cuales tienen una alta respuesta a la crioconservación (assy-bah y engelmann, 1992b). esto, posiblemente, se debe a unas condiciones inadecuadas de restablecimiento en los embriones inmaduros (assy-bah, 1992). también se ha encontrado que el proceso de deshidratación produce daños irreversibles en donde sólo se puede recuperar el 60% de los embriones, y el porcentaje restante muestra el desarrollo de anormalidades (callos, desarrollo de sólo el polo de la raíz o del haustorio) (engelmann et al., 1995). en esta investigación se encontró que cuando los embriones tienen longitudes comprendidas entre 0,5 a 1,0 mm estos no se desarrollan bien y comienzan a presentarse anormalidades, tal vez porque el estado de desarrollo no es completo al igual que cuando se presenta daño mecánico en el momento de la extracción del embrión. también como se referencia en la literatura (engelmann et al.,1995), que la exposición de los embriones a tiempos de deshidratación prolongados causa daños en la radícula principalmente, lo que provoca una ausencia por completo y en un menor grado se presenta en el haustorio. desecación en silica gel y congelamiento de embriones desnudos en nl+ para la variable porcentaje de sobrevivencia se presentaron diferencias significativas en cuanto a la desecación en silica gel, independiente del tiempo de exposición. los embriones desecados sin congelar presentaron una sobrevivencia del 97,22%, un valor muy cercano al testigo absoluto que presentó el 100% de sobrevivencia, comparado con los embriones que se desecaron y posteriormente se congelaron, los cuales manifestaron un valor del 84,37%, mientras que el testigo absoluto congelado (sin desecar) no sobrevivió. estos datos indican que los embriones desnudos toleran la desecación y el congelamiento con alta sobrevivencia y viabilidad. esta tolerancia a la desecación la adquieren los embriones durante su desarrollo en la planta, a partir de los 110 días después de la polinización hasta la fase de la cosecha (aberlenc et al. 2003). la adquisición de tolerancia a la desecación es asociada con la acumulación de materia seca y la reducción del contenido de agua. la lenta deshidratación de los embriones puede inducir la síntesis de compuestos figura 1. tamaño promedio de las semillas de palma de aceite de acuerdo con el estado de maduración. 219 específicos (aba, lea) proteínas o antioxidantes involucrados en la tolerancia a la desecación (vertucci y farrant, 1995; pammenter y berjak, 1999). se presentaron problemas de inhibición en el crecimiento de la radícula ya que el proceso de desecación en silica gel afecta la radícula y el haustorio. por otro lado, el daño mecánico en el momento de la extracción del embrión puede causar malformación o inhibición del crecimiento de las estructuras del embrión, la plúmula, la radícula y el haustorio. en cuanto al tiempo de desecación, se encontraron diferencias del 5%, donde los mejores porcentajes de sobrevivencia estuvieron dados por los tratamientos de desecación por 2,5 horas y congelado con un 100%, desecado de tres horas y congelado 83,33% y desecado de dos horas y congelado 75% (figura 2). estos resultados indican que el porcentaje de sobrevivencia es alto, tanto en la etapa de desecación como de congelación. la diferenciación de la sobrevivencia del embrión estuvo dada por el comportamiento de las estructuras del embrión de la siguiente manera: el tratamiento de tres horas, de secado más congelación presentó el promedio más alto de formación de la radícula (80,57%), superando al testigo absoluto que sólo alcanzó un 41,67%, mientras el tratamiento conformado por dos horas de desecación más congelamiento alcanzó el 33,35%. este mismo tratamiento para formación de la plúmula obtuvo 88,90%, comparado con el testigo absoluto que presentó el 100%; para formación del haustorio este tratamiento presentó resultados satisfactorios, ubicándose en los primeros lugares con un promedio del 66,7% junto con el tratamiento de tres horas de secado más congelamiento con un 69,43% (figuras 3 y 4). para la variable altura, el tratamiento dos horas de desecación más congelación se mantuvo en un promedio de 10,88%, muy cerca al testigo absoluto (figura 3). en el caso de los tratamientos que entraron al proceso de congelación, independiente del tiempo de desecación, presentaron el 84,37% de sobrevivencia y la diferenciación de esta sobrevivencia estuvo dada por un 59,39% de formación de radícula, 83,35% de plúmula y 63,55% de haustorio, y una altura de planta promedio de 9,55 cm (figuras 3 y 5). la desecación parcial de embriones cigóticos es necesaria para obtener sobrevivencia después de la crioconservación; los tratamientos de desecación reducen el contenido de agua del tejido a criopreservar, aumentando de esta manera la posibilidad de sobrevivencia antes y después del congelamiento, en vista de que disminuye la formación de cristales de hielo a nivel intracelular que puede llevar a un proceso de plasmolisis o muerte celular. esta es una ventaja en comparación con los embriones que no son desecados; sin embargo, en algunos estudios se ha encontrado que estos procesos en algunas especies como veitchia y howea figura 2. porcentaje de sobrevivencia y mortalidad de embriones desnudos de palma de aceite con relación al tiempo de desecación más congelación. 2007 villa, jiménez, valbuena, bastidas y núñez: estudio preliminar para el establecimiento... 220 agron. colomb. 25(2) 2007 presentan modificaciones en el patrón de reestablecimiento de los embriones crioconservados, como el no desarrollo de haustorio (chin et al., 1988). los resultados muestran una relación con experimentos desarrollados con embriones cigóticos de palma de aceite extraídos de semillas hidratadas los cuales revelan que el daño podría ser más severo que los observados en embriones de vitchia, howea o cocos (engelmann et al., 1995). en este estudio, el efecto de la desecación influye directamente en la formación de la radícula y del haustorio, ya que estos se encuentran en cada uno de los polos del embrión y, por tanto, se exponen directamente a la desecación. engelmann et al. (1995) reportan que cuando los embriones se desecan por debajo de 0,3 g h2o/g de peso seco, y son congelados en nitrógeno líquido, estos muestran un promedio alto de sobrevivencia (90%). sin embargo, la desecación induce daños irreversibles para algunos embriones y tan sólo el 60% podría desarrollarse en plántulas completas, mientras que el porcentaje restante presenta anormalidades en el desarrollo (formación de callo, sólo desarrollo en el embrión del polo de la raíz o del haustorio); además, engelmann et al. (1995) reiteran que el buen estado fisiológico de los embriones cigóticos antes de la crioconservación, ofrece resultados satisfactorios. durante esta investigación se encontró que es necesario tener en cuenta el tamaño del embrión (2 a 5 mm) el cual se relaciona con el estado de desarrollo del embrión, así como el estado del mismo en razón a que en algunos casos pueden tener la longitud adecuada, pero su estado fisiológico se puede afectar, pues es un material recalcitrante. esto hace que las condiciones medio ambientales (temperatura superiores a 30 ºc) y el proceso de beneficio de la semilla (cosecha y despulpe) afecten la viabilidad de los embriones. como consecuencia, los embriones de las semillas sufren daños severos e irreversibles (daño a nivel de radícula y haustorio por la excesiva deshidración), por consiguiente disminuye la respuesta de germinación en el medio m&s. prueba de viabilidad de tetrazolio los resultados de esta prueba confirmaron la sobrevivencia de los embriones desnudos, ya que con 1,5 h de desecación se obtuvo el 65% de tinción de plúmula, radícula y haustorio, valor 1 de la escala (tabla 1); pero a medida que se incrementó el tiempo de desecación a dos horas, la tinción disminuyó hasta el 40% para el mismo valor 1 de la escala (tabla 1). con 2,15 h de desecación se obtuvo un valor del 10% y con este mismo tiempo de desecación más el congelamiento en nitrógeno, la tinción fue del 2% para la misma escala; pero el 61% de los embriones procedentes de nl+ se ubicaron en el valor 3 de la escala que hace referencia a una tonalidad rosada en las estructuras del embrión (plúmula, radícula y haustorio) (figura 6). no obstante, los embriones procedentes de nl+, al colocarlos figura 3. porcentaje de aparición de plúmula, radícula y haustorios en embriones desnudos de palma de aceite. 221 figura 4. proceso de recuperación en medio de cultivo para los embriones cigóticos de palma desecados en silica gel y congelados en nl+ durante 2, 2,5 y 3 horas. 2 h secado 2,5 h secado 3 h secado 2 h secado + crioconservados en nl 2,5 h secado + crioconservados en nl 3 h secado + crioconservados en nl figura 5. plántulas recuperadas a partir de embriones cigóticos desecados y crioconservados en nitrógeno líquido durante 2, 2,5 y 3 horas. plántulas establecidas in vitro (8 semanas después) adaptación ex vitro plantas adaptadas a los tres meses 2007 villa, jiménez, valbuena, bastidas y núñez: estudio preliminar para el establecimiento... 222 agron. colomb. 25(2) 2007 en un medio de cultivo m&s, se lograron recuperar y se obtuvieron plántulas completas, las cuales pasaron a la fase ex vitro o proceso de endurecimiento en condiciones de invernadero. estos resultados sugieren que a pesar de que la prueba de viabilidad determinó que los embriones se afectan en el proceso de desecación y congelación, al colocarse en medio de cultivo m&s se logran recuperar, lo que implica que la técnica de cultivo de tejidos puede ser una alternativa para embriones de semillas que están perdiendo la viabilidad por estrés, longevidad o almacenamiento. en consecuencia, la prueba solo se empleó como control del material procedente de campo, ya que es un indicativo real del estado del embrión después de los procesos de cosecha y despulpe. en condiciones de campo, las semillas que pierden humedad debido a la naturaleza de la misma (recalcitrante-intermedia “sensibles a temperaturas altas”) disminuyen la viabilidad del embrión a nivel del haustorio y la radícula, para el caso del haustorio se podría pensar que estos embriones no tienen la posibilidad de recuperarse, en razón a que pierden la conexión con la almendra la cual le aporta los nutrientes necesarios para el proceso de germinación; así mismo, cuando la radícula se ve afectada, la semilla no geminará porque esta última es la que le permite anclarse para tomar del sustrato los nutrientes necesarios y así completar el desarrollo de la planta en condiciones de campo. conclusiones la selección de las semillas de la periferia del racimo de palma africana (semillas maduras) permitió obtener embriones de una longitud mayor o igual a 2 mm, los cuales presentan un desarrollo adecuado y pueden soportar el proceso de desecación y congelación, dependiendo del tiempo de exposición al secado; lo que induce a un mínimo de lesiones en las de estructuras del embrión. aunque el proceso de secado afecta especialmente a la radícula, esta puede recuperarse cuando el material es adaptado a condiciones ex vitro y la planta puede desarrollarse normalmente. este estudio permitió establecer un protocolo de crioconservación a partir de embriones cigóticos desnudos de palma (elaeis guineensis jacq.), el cual consiste en colocar los embriones durante de 2 h en silica gel (20 g/frasco), llevándose luego a inmersión rápida en nitrógeno líquido (nl) durante 1 h; se descongelan al baño de maría a 37 ºc durante 3 min y se restablecen en un medio de cultivo m&s con una temperatura de 28 ºc, 16 h luz y 8 h de oscuridad. este protocolo permitió obtener plántulas de embriones cigóticos congelados en nitrógeno líquido (-196 ºc); alcanzando una sobrevivencia del 84,37% para embriones desecados y congelados. en cuanto a la diferenfigura 6. porcentaje de viabilidad de los embriones de palma de aceite de acuerdo a la prueba de tetrazolio. 223 ciación de estructuras, el tratamiento de 2 h de secado más congelación directa en nitrógeno líquido presentó valores para plúmula del 88,9%, radícula del 55,57% y haustorio del 66,7%. agradecimientos los autores expresan sus agradecimientos al ministerio de agricultura y desarrollo rural por la financiación, así como a silvio bastidas, investigador del centro experimental el mira, corpoica tumaco (nariño), por el suministro tanto de semilla de palma como por la literatura de la especie, elementos necesarios para el desarrollo de esta investigación. literatura citada aberlenc-bertossi, f., n. chabrillange, f. corbineau y y. duval 2003. acquisition of desiccation tolerance in developing oil palm (elaeis guineensis jacq.) embryos in plant and in vitro in relation to sugar content. seed sci. res. 13, 179-186. abdelnour, a., v. villalobos y f. engelmann. 1992. cryopreservation of zygotic embryos of coffea spp. cryo-letters 13, 297-302. assy-bah, b. 1992. utilization de la culture in vitro d émbryons zygotiques pour la collecte et la conservation des resources genétiques du cocotier (cocos nucifera l.). thése d´unversité. paris 6. 146 p. assy-bah, b. y f. engelmann. 1992a. cryopreservation of immature embryos of coconut (cocos nucifera l.). cryo-letters 13, 67-74. assy-bah, b. y f. engelmann. 1992b. cryopreservation of mature embryos of coconut (cocos nucifera l.) and subsequent regeneration of plantlets. cryo-letters 13, 117-126. chin, h.f., b. krishnapillay y z. alang. 1988. cryopreservation of veitchia and howea palms embryos: non-development of the haustorium. cryo-letters 9, 372-379. corley, r.h.v. 1982. chapter 3: germination and seedling growth. pp. 23-36. en: developments in crop science (1): oil palm research. second edition. scientific publishing company, amsterdam. dumet, d., f. engelmann, n. chabrillange y y. duval. 1993. cryopreservation of oil palm (elaeis guineensis jacq.) somatic embryos involving a desiccation step. plant cell rpt. 12, 352-355. ellis, r.h., t.d. hong, e.h. roberts y u. soetisna, 1991. seed storage behaviour in elaeis guineensis. cab international, wallingford. pp. 99-104. ellis, r.h., t.d. hong y e.h. roberts. 1991. effect of storage temperature and moisture on the germination of papaya seeds. seed sci. res. 1, 69-72. engelmann, f., d. dumet, n. chabrillange, a. abdelnour-esquivel, b. assy-bah, j. dereuddre y y. duval. 1995. factors affecting the cryopreservation of coffee, coconut and oil palm embryos. plant genet. resources nwsl. 103, 27-31. grout, b.w.w., k. shelthon y h.w. pritchard. 1983. orthodox behavior of oil palm seed and cryopreservation or excised embryo for genetic 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agronomía 21-3 final corregido.indd influencia del espaciamiento entre plantas sobre la morfología y el crecimiento de la papa (solanum tuberosum l. cv. parda pastusa) bajo dos ambientes contrastantes the influence of plant spacing on potato (solanum tuberosum l. cv. parda pastusa) morphology and growth in two contrasting environments loyla rodríguez pérez1, germán corchuelo rozo2 y carlos eduardo ñústez3 1 profesora, udec-sede fusagasugá e institución universitaria de ciencias aplicadas y ambientales (udca), bogotá. 2 profesor asistente, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 3 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. fecha de recepción: 09 de septiembre de 2003. aceptado para publicación: 28 de noviembre de 2003. resumen: este trabajo fue realizado durante la estación de crecimiento de abril a octubre del año 2000, en dos localidades: centro agropecuario marengo (mosquera) y estación experimental san jorge (soacha) en el departamento de cundinamarca. el objetivo fue evaluar las respuestas de crecimiento y desarrollo en plantas de papa de la variedad parda pastusa expuestas a densidades de población de: 50.000, 125.000, 200.000, 275.000 y 350.000 tallos por hectárea. el incremento en las densidades de siembra afectó la longitud total por planta, presentándose la mayor altura en la localidad marengo. el área foliar se determinó como un carácter plástico bajo las condiciones del ensayo. el desarrollo de las ramas o tallos secundarios también fue influido por la densidad en las dos localidades. en marengo las plantas presentaron hábito de crecimiento decumbente, mientras en la localidad san jorge las plantas crecieron erectas. en general, la variedad parda pastusa presenta caracteres morfológicos que se comportaron de manera plástica, modificando el fenotipo bajo las condiciones del estudio. palabras clave: densidad, tallos, desarrollo. abstract: this study was carried out between april and october 2000 in two different locations; marengo and san jorge in the cundinamarca department. the object was to evaluate parda pastusa variety potato plant growth and development response to 50,000, 125,000, 200,000, 275,000 and 350,000 stems per hectare population density. increased planting density affected total length per plant, plants having greater length being found in marengo. foliar area was determined as being a plastic characteristic in experiment conditions. branch and secondary stem development were affected by plant density in the two localities being studied. the plants presented decumbent growth in marengo whilst they grew erect in san jorge. the parda pastusa variety generally presented morphological characters and yield behaving plastically, modifying the phenotype in environmental study conditions. key words: density, stems, development. introducción a nivel mundial se reconoce la importancia del cultivo de la papa debido a que posee cualidades nutritivas como alimento básico, por su alto contenido de carbohidratos y proteínas, razón por la cual en el campo de la agricultura sostenible es necesaria una creciente utilización de tecnologías agronómicas que permitan alcanzar mejores logros productivos traducidos en rendimientos de alta calidad. el establecimiento y utilización de una unidad de densidad de población que permita evaluar de manera precisa la influencia del espaciamiento vegetal sobre el desarrollo morfológico y el rendimiento de la especie solanum tuberosum l. es de considerable interés (hay y walker, 1989). los principios que gobiernan la respuesta del vegetal frente a la densidad de población como un factor cambiante, se asemejan a la influencia de la radiación solar agronomía colombiana, 2003. 21 (3): 210-219 rodríguez et al.: influencia del espaciamiento entre plantas... 2112003 y el suministro de agua y de nutrientes como factores limitantes de la producción; en efecto, aumentando o disminuyendo la densidad de plantas se afecta la competencia vegetal por recursos disponibles. en términos del desarrollo foliar, una planta de papa puede responder a condiciones ambientales cambiantes, lo cual incluye cambios en el porcentaje de aparición de hojas y ramas, en el número de ramas producidas, en el porcentaje de expansión foliar, en el área específica foliar y en la longevidad foliar, entre otras. en el experimento realizado por vos (1995) el área foliar específica se incrementó a altas densidades pero el número de ramas laterales básales y el área foliar asociada siempre declinó a altas densidades. por su parte, ifenkew y allen (1975) reportan que al aumentar la densidad de tallos se producen plantas de mayor longitud con menor número de ramas asilares. una gran cobertura del follaje con la consecuente intercepción de radiación foto-sintéticamente activa fue característica a altas densidades en el ensayo reportado por midmore (1988); así mismo, el número de tallos por unidad de área causó altos índices de área foliar, responsables de alta intercepción de luz. la densidad de tallos determina características del sistema radical y del sistema de brotes, que a la vez tienen un marcado efecto sobre la acumulación de materia seca y sobre los componentes de rendimiento. por las razones mencionadas, es de relevancia realizar investigaciones orientadas a definir una unidad de densidad de tallos en el cultivo de papa (solanum tuberosum. l., cv. parda pastusa) que explique los efectos de los componentes de densidad (representados principalmente por el tamaño del tubérculo-semilla, el espaciamiento, el número de tallos por planta y, en general, el arreglo espacial) sobre la morfología, la fisiología y el rendimiento agronómico de la variedad en diferentes condiciones ambientales. materiales y métodos el estudio se llevó a cabo bajo las condiciones del centro agropecuario marengo (cam) ubicado en el municipio de mosquera (cundinamarca), a una altitud de 2.543 m.s.n.m. y en la estación experimental san jorge ubicada en el municipio de soacha (cundinamarca) a una altitud de 2.900 m.s.n.m. en la tabla 1 se presentan los datos de temperatura y humedad relativa para cada localidad. como material vegetal se sembraron mini-tubérculos semilla brotados de dos centímetros de diámetro solanum tuberosum l., cv. parda pastusa. para garantizar el crecimiento y desarrollo adecuado del cultivo de papa, se suministro una aplicación de 10 g de fertilizante 10-30-10 por planta en el momento de la siembra de los mini-tubérculos semilla. para la determinación de las variables climáticas de interés (temperatura y humedad relativa) se instalaron en los lotes de cultivo de cada localidad sendas estaciones climáticas cox. el estudio se desarrolló bajo el diseño de bloques completos al azar con cinco tratamientos de densidad y cuatro bloques, según se puede ver en la tabla 2. las unidades experimentales fueron parcelas de 20 m2 con los tratamientos de densidad de tallos incluyendo dos densidades extremas (máxima y mínima) y tres densidades intermedias. tabla 1. temperatura (t) y humedad relativa (hr) en las localidades de san jorge y cam en el período de mayo 15 a noviembre 23 del año 2000. fecha san jorge cam hr ( %) t (°c) hr (%) t (°c) may15-may25/00 80,43 12,40 59,61 15,88 may26-jun06/00 87,04 9,45 62,49 13,83 jun07-jun16/00 85,28 9,75 56,71 13,61 jun17-jun27/00 87,46 9,14 40,48 12,88 jun28-jul06/00 90,00 8,84 21,47 13,14 jul07-jul16/00 89,06 8,56 19,99 11,92 jul17-jul27/00 84,99 9,13 13,78 12,98 jul28-ago9/00 83,29 9,45 18,96 12,62 ago10-ago19/00 80,34 9,33 20,69 12,33 ago20-ago30/00 91,21 9,68 25,75 13,25 ago31-sep10/00 90,31 9,63 17,17 12,85 sep11-sep20/00 85,93 9,47 19,09 12,45 sep21-sep30/00 89,13 10,37 10,05 13,53 oct1-oct10/00 89,35 8,96 18,25 12,74 oct11-oct20/00 89,64 9,07 15,76 12,47 oct21-oct30/00 91,78 9,87 13,13 14,21 oct31-nov10/00 91,16 9,98 28,30 17,86 nov11-nov19/00 91,46 9,88 69,41 18,93 nov20-nov23/00 82,27 11,09 agronomía colombiana 212 vol. 21 · no. 3 la evaluación de las plantas de papa se realizó durante el ciclo de crecimiento. en san jorge, durante el período del 13 de abril al 11 de octubre del año 2000 y en el cam, del 27 de abril a octubre 12 del mismo año. las características de la planta de papa que pueden estar influidas por la densidad, y que fueron evaluadas por medición directa, fueron según coombs et al. (1988): • área foliar (en cm2): las hojas disectadas de las plantas se midieron en el planímetro de área foliar li 3100 marca licor® del laboratorio de fisiología de cultivos de la facultad de agronomía de la universidad nacional, sede bogotá. • materia seca (g): para estimar la biomasa vegetal seca por órganos y total, se desmembró la planta y se colocó en bolsas de papel para un secado posterior en horno con circulación de aire, a una temperatura de 80° c por un período de 60 horas. • altura de las plantas (cm): se midió la longitud aérea y subterránea de las plantas. • índice de área foliar (iaf): se determinó con la fórmula propuesta por warren (1981): iaf = af / as, donde af es el área foliar en cm2 y as, el área del suelo en cm2 ocupada por las plantas. • radiación foto-sintéticamente activa (rfa) (µmol/m2-s): para la medición de la radiación solar incidente sobre el follaje de las plantas y a nivel de la superficie del suelo, se utilizó una barra cuántica modelo li 189 marca licor® de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, sede bogotá. la información obtenida se analizó aplicando el procedimiento de anava para las variables morfológicas evaluadas. resultados y discusión longitud total por planta en las densidades de tallos evaluadas la longitud por planta fue similar estadísticamente en las dos localidades. en el cam (figura 1), las plantas alcanzaron una longitud total promedio por planta de 160,75 cm, comparadas con las de san jorge (figura 2) cuya longitud fue de 98,44 cm al final del ciclo de crecimiento. en el cam las plantas crecieron más porque estuvieron expuestas a una mayor radiación y temperatura ambiental (tabla 1); que favorecieron la elongación y crecimiento de células y tejidos meristemáticos, la activación de enzimas involucradas en la división y elongación celular; según salisbury y ross (1994) las reacciones que ocurren en los vegetales son influenciadas en alto grado por la temperatura ambiental, en general la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas se incrementa con la temperatura. en el cam la rfa (por encima del follaje) registrada con la barra cuántica se ubicó entre 1820,48 y tabla 2. tratamientos de densidad aplicados en las localidades cam y san jorge durante la estación de crecimiento. tratamiento densidad de tallos/ha distancia entre surcos (m) distancia entre plantas (m) n° de plantas por 20 m2 t0 50.000 1 0.20 100 t1 125.000 1 0.08 250 t2 200.000 1 0.05 400 t3 275.000 1 0.036 550 t4 350.000 1 0.028 700 figura 1. efecto de las densidades de tallos sobre la longitud total por planta en papa parda pastusa en el cam. figura 2. efecto de las densidades de tallos sobre la longitud total por planta en papa parda pastusa en san jorge. rodríguez et al.: influencia del espaciamiento entre plantas... 2132003 2422,48 µmoles/m2-s para el estadio de formación de partes vegetativas cosechable, y entre 626,88 y 745,60 µmoles/m2-s para el estadio principal de floración. en san jorge, la rfa registró niveles entre 1429,63 y 2370,43 µmoles/m2-s para el estadio de formación de partes vegetativas cosechables y entre 595,55 y 803,75 µmoles/m2-s para el estadio principal de floración. los valores más bajos de rfa que llegaron al follaje superior de las plantas de papa, en el estadio de partes vegetativas en san jorge, fue bajo posiblemente por la presencia de nubes más frecuentes en esta localidad. la mayor incidencia de rfa en el cam fue favorable para el desarrollo de plantas de mayor altura y cobertura, con follaje mejor establecido (con habito de crecimiento decumbente) para interceptar mejores proporciones de rfa. área foliar e índice de área foliar en ambas localidades, el área foliar fue diferente estadísticamente. en el cam se presentaron los promedios más altos tanto para el estadio de floración (113 dds) como para el ciclo total de crecimiento; probablemente factores como la rfa y la temperatura promovieron la elongación celular de las láminas foliares. de igual forma la asignación de materia seca hacia las hojas (figura 3) ocurrió hasta los 113 dds, época en la cual las plantas de papa se encontraban en el estadio principal de floración exportando la materia seca para formación y llenado de los tubérculos principalmente (figura 11). la mayor expansión foliar a los 113 dds fue el t1 (8.907,71 cm2), mientras el t4 (4.251,61 cm2) presentó la menor acumulación, probablemente porque a altas densidades de tallos se impone una competencia extrema que reduce en alguna medida los recursos disponibles del suelo (agua y nutrientes inorgánicos) y de la atmósfera (co 2 , o 2 y rfa). en san jorge se presentó un comportamiento similar al cam para el área foliar. en los tratamientos t0 y t3 el área foliar se incrementó hasta 94 dds, mientras en los tratamientos t1, t2 y t4 dicho incremento ocurrió hasta los 124 dds, como se observa en la figura 4. en el estadio de floración (a los 124 dds) el tratamiento de mayor acumulación de materia seca en hojas para expansión foliar fue el t1 (3.739,53 cm2 ) y el de menor acumulación para esta variable fue t3 (2.173,35 cm2 ). figura 3. efecto de las densidades de tallos sobre el área foliar por planta en papa parda pastusa en el cam . figura 4. efecto de las densidades de tallos sobre el área foliar por planta en papa parda pastusa en san jorge. el iaf no presentó diferencias significativas entre las densidades de tallos en las localidades. la variable iaf presentó el valor más alto en el tratamiento t1 (2,27) a los 113 dds; sin embargo, durante el ciclo biológico en todas las densidades el iaf fue óptimo para la captación de porcentajes superiores al 90% de la rfa en la localidad del cam (figura 5). en san jorge (figura 6) el iaf presentó el valor más alto en el tratamiento t1 (2,82) a los 124 dds en el estadio fenológico de floración. la densidad que presentó el valor más bajo de iaf fue el t3 (1.67). el cultivo de papa presenta hojas dispuestas horizontalmente y la mayor captación de rfa (óptima) se alcanza a valores de iaf cercanos a 4,0 (con figura 5. efecto de las densidades de tallos sobre el índice de área foliar por planta en papa parda pastusa en el cam. agronomía colombiana 214 vol. 21 · no. 3 porcentajes de intercepción solar que están entre 90 y 95% (hay y walker, 1989; khurana y mclaren, 1982). para las plantas expuestas a competencia se generan cambios en el área foliar y en el iaf, los cuales inducen una señal para los sistemas de control a nivel genético frente a condiciones de sombreamiento por plantas vecinas (koller, 1990). las plantas de papa responden de manera plástica, aclimatándose a los diferentes niveles de rfa, respuestas que involucran, tanto la morfología de la planta completa, como la fisiología de los cloroplastos (ballaré et al., 1995). acumulación de materia seca en hojas en el anava realizado para la materia seca en hojas no se encontraron diferencias entre densidades en san jorge; sin embargo, en el cam, durante el tercero y cuarto muestreos, se encontraron diferencias. durante el ciclo biológico de las plantas de papa cv. parda pastusa expuestas a las densidades en estudio, el potencial genético y las condiciones ambientales afectaron el proceso de crecimiento de las hojas. en el cam (figura 7) durante el estadio principal de desarrollo de partes vegetativas, los tratamientos presentaron valores de acumulación muy próximos entre sí; (4,12; 6,67; 8,43; 4,68 y 7,92 g, respectivamente en t0, t1, t2, t3 y t4); a los 85 dds los tratamientos t0 y t3 presentaron los valores más altos de acumulación de materia seca en hojas (39,07 y 36,21 g, respectivamente). a los 113 dds, en el estadio de floración, la mayor acumulación de materia seca en hojas se presentó para t1 (68,26 g); mientras la densidad t4 presentó el valor más bajo para esta variable (24,71 g). a los 142 dds, en el estadio de senescencia, disminuye la acumulación de materia seca en hojas debido a la muerte celular del follaje. en el estadio de floración, la cobertura del dosel vegetal permitió la captación de rfa (tabla 3) requerida en el proceso de fotosíntesis (entre 626,88 y 745,60 µmoles/m2-s en el cam y 595,55 y 803.35 µmoles/m2-s en san jorge). el arreglo espacial del follaje determina la relación espectral fotocromo rojo y rojo lejano (r:rf) y permite a las plantas detectar la proximidad de las plantas vecinas; esta información se percibe por los fotorreceptores fitocromo figura 6. efecto de las densidades de tallos sobre el índice de área foliar (iaf) por planta en papa parda pastusa en san jorge. tabla 3. datos de radiación registrados con la barra cuántica en el cam y en san jorge. localidad estadio tratamiento radiación solar canopy arriba radiación solar canopy abajo cam estadio formación partes vegetativas cosechables t0 2.251,78 659,45 cam t1 2.266,73 485,30 cam t2 1.820,43 1.021,63 cam t3 1.917,93 498,66 cam t4 2.422,48 334,16 cam estadio principal de floración t0 626,88 86,83 cam t1 685,63 48,52 cam t2 745,60 60,99 cam t3 718,80 34,59 cam t4 724,33 115,97 san jorge estadio formación partes vegetativas cosechables t0 1.429,63 746,20 san jorge t1 2.029,95 1.165,55 san jorge t2 2.370,43 1.836,80 san jorge t3 2.031,70 1.169,95 san jorge t4 1.448,53 889,43 san jorge estadio principal de floración t0 595,55 447,88 san jorge t1 758,10 442,58 san jorge t2 678,15 287,00 san jorge t3 655,30 389,18 san jorge t4 803,35 431,00 figura 7. efecto de las densidades de tallos sobre la materia seca de hojas por planta en papa parda pastusa en el cam. rodríguez et al.: influencia del espaciamiento entre plantas... 2152003 y criptocromo de las plantas; disparando respuestas fototrópicas específicas que modifican la geometría de las plantas para el aprovechamiento de la rfa (hutching y de kroon, 1994). en san jorge (figura 8) en el estadio de desarrollo de estructuras vegetativas la acumulación de materia seca en hojas presentó valores muy próximos entre las densidades t0, t1, t2 y t3 a los 69 dds (7,64, 5,62, 7,20 y 6,24 g, respectivamente), en el t4 se presentó la más baja acumulación de materia seca en hojas (2,85 g); a los 94 dds el t0 presentó la mayor acumulación (17,21 g); mientras el t4 de mayor competencia intraespecífica presentó la menor acumulación de materia seca en hojas (5,11 g); durante este estadio fenológico muchos de los recursos disponibles fueron invertidos por la planta para la formación y crecimiento de hojas que incrementan la captación de rfa, recurso importante para el proceso de fotosíntesis (carroll et al., 1990). la plasticidad de la morfología vegetal, que contribuye al aprovechamiento eficaz de la luz. las señales de luz juegan un papel importante en la respuesta del follaje del cultivo de papa a cambios en las intensidad de la luz (hutching y de kroon, 1994). acumulación de materia seca en tallos el anava para la materia seca en tallos no presentó diferencias estadísticas entre densidades en las localidades. en el cam, la acumulación de materia seca en tallos presentó valores más altos durante el ciclo biológico en contraste con san jorge, figuras 9 y 10 respectivamente. el desarrollo de ramas y el hábito de crecimiento fue diferente entre localidades; en el cam las plantas presentaron hábito de crecimiento decumbente con mayor figura 8. efecto de las densidades de tallos sobre la materia seca de hojas por planta en papa parda pastusa en san jorge. en el estadio de floración (124 dds) la materia seca en hojas presentó los valores más altos del ciclo biológico en los tratamientos t0 y t1; después de la floración, la acumulación de materia seca en las hojas se redujo cuando las plantas alcanzaron la madurez fisiológica e ingresaron en el estadio de senescencia. comparando las localidades la materia seca acumulada en hojas, se determinaron valores superiores en el cam durante el ciclo de crecimiento. los resultados encontrados en el estudio sustentan la plasticidad de esta característica vegetal. la luz ambiental es compleja y se percibe de manera desigual por el dosel de la población de las plantas de papa. la ramificación de las plantas es registrada como un componente de figura 9. efecto de las densidades de tallos sobre la materia seca de tallos por planta en papa parda pastusa en el cam. figura 10. efecto de las densidades de tallos sobre la materia seca de tallos por planta en papa parda pastusa en san jorge. agronomía colombiana 216 vol. 21 · no. 3 número de tallos secundarios y ramificaciones, mientras en san jorge las plantas crecieron con disposición erecta y con menor número de tallos secundarios. estos resultados indican que en la variedad parda pastusa el desarrollo de ramas y el hábito de crecimiento estuvo fuertemente influenciado por las condiciones crecimiento de los ambientes contrastantes. la biomasa de los tallos fue modulada por la densidad de tallos en las estaciones de crecimiento lo que aporta elementos para afirmar que la materia seca en tallos es un carácter plástico. la utilización de la luz está controlada por el patrón de expansión radial o vertical de tallos y yemas. las plantas poseen mecanismos que perciben información de la luz ambiental recibida por el follaje en sistemas que controlan los patrones de ramificación y translocación de asimilados hacia las diferentes estructuras y órganos. bajos niveles de rfa, en condiciones de competencia vegetal, reducen el número de ramificaciones, sin embargo en oposición a lo anterior, en el estudio realizado por fonseca et al. (1996) se reporta que incrementando la densidad de tallos se aumentó la longitud de tallos principales y el número de ramas. en el cam la materia seca en tallos presentó el comportamiento propio del crecimiento vegetal (figura 9). en el estadio de floración (113 dds) el tratamiento de mayor acumulación de materia seca en tallos fue el t1 (59,70 g); mientras que el t4 de mayor densidad presentó el valor más bajo (25,96 g) encontrándose una diferencia entre los tratamientos de 33,74 g; esta variación de materia seca en tallos entre los dos tratamientos de respuesta extrema, indica que el carácter en estudio presenta plasticidad fenotípica cuando se imponen condiciones de competencia por recursos. la ramificación de las plantas se registra como un componente de plasticidad de la morfología vegetal, que contribuye al aprovechamiento eficaz de la luz (hutching y de kroon, 1994). en san jorge el valor más alto de acumulación de materia seca en tallos se presentó en el estadio de floración (124 dds) (figura 10); después del establecimiento de raíces, tallos y hojas, la planta asigna los fotoasimilados que se sintetizan para la formación y llenado de los tubérculos; en el estadio fenológico de floración, en el momento en que las plantas alcanzan la madurez fisiológica se reduce la acumulación de materia seca en tallos y órganos no cosechables (li, 1985). los tratamientos t0 y t1 presentaron los valores más altos de acumulación a los 124 dds (14,59 y 15,3 g, respectivamente) mientras el t2 presentó el valor más bajo (12,0 g); esta variación indica que la acumulación de materia seca en tallos puede presentar un comportamiento plástico en la variedad parda pastusa. la acumulación de materia seca en tallos en las localidades presentó respuestas diferentes por efecto de las densidades de tallos. la acumulación de materia seca en tallos fue menor en san jorge; cuando la relación espectral del rojo: rojo lejano decrece, como consecuencia de la competencia entre plantas que crecen bajo condiciones de sombreamiento y bajo condiciones ambientales diferentes, se reduce el número de ramificaciones (barnes y bugbee, 1991) acumulación de materia seca en tubérculos la variable respondió demostrando curvas normales (figura 11 y 12) de crecimiento desde el inicio de la tuberización hasta el llenado final de los tubérculos (allen, 1978), que se relacionan con las gráficas de índice de área foliar (iaf). el iaf se incrementó marcadamente después de los 85 días de siembra en el cam (figura 11) y hacia los 94 dds en san jorge (figura 12); en estas épocas se inició la tuberización en cada una de las localidades respectivamente; estos resultados indican que los foto-asimilados fueron asignados en este estadio fenológico para la formación y llenado de los tubérculos que presenta mayor demanda de asimilados (gawroska et al., 1984). en general, en ninguna localidad ni en las densidades de tallos evaluadas, se presentaron diferencias significativas en la acumulación de materia seca (tabla 4); estos resultados indican que en condiciones de extrema competencia, las plantas responden fenotípicamente sintetizando mayor proporción de asimilados para contrarrestar el efecto de competencia por rfa (dwell, 1990). tan pronto como las plantas crecieron se inició la interferencia entre plantas próximas en las densidades, compitiendo por la obtención y distribución de recursos hacia los tubérculos. al comparar las dos localidades se observa que las condiciones ambientales de crecimiento: humedad relativa, temperatura, rfa y nutrientes inorgánicos del suelo, a pesar de ser diferentes en las localidades, determinaron respuestas de acumulación de materia seca en tubérculos muy semejantes. rodríguez et al.: influencia del espaciamiento entre plantas... 2172003 figura 12. efecto de las densidades de tallos sobre la materia seca de tubérculos por planta en papa parda pastusa en san jorge. figura 11. efecto de las densidades de tallos sobre la materia seca de tubérculos por planta en papa parda pastusa en el cam. acumulación de materia seca total en el anava realizado no se encontraron deferencias entre las densidades de tallos evaluadas para la acumulación de materia seca total. en el cam (figura 13), la acumulación de materia seca total por planta presentó un incremento de la biomasa total por planta (fase logarítmica) en la que el tamaño del vegetal aumentó en forma exponencial hasta los 85 dds, en el estadio de desarrollo de partes vegetativas. entre los 85 y 113 dds se presentó la fase lineal en la que el aumento de tamaño de las plantas de papa continuó incrementándose hasta un valor máximo que se presentó a los 113 dds para figura 13. efecto de las densidades de tallos sobre la acumulación de materia seca total por planta en papa parda pastusa en el cam. tabla 4. análisis de varianza para materia seca en tubérculos del muestreo 1 al 4 en el cam y en san jorge. localidad cam san jorge f de v gl cme1 cme2 cme3 cme4 cme1 cme2 cme3 cme4 repetición 3 0.00 0.07 332.16 470.81 0.24 19.85 110.08 1687.56 trata/to 4 0.00 0.08 444.30 1921.16* 0.24 23.66 182.87 889.25 t 1 0.00 0.00 104.65 2837.54* 0.29 24.82 369.05 1004.00 t*t 1 0.00 0.33 114.57 499.80 0.59 53.41 0.42 16.28 t*t*t 1 0.00 0.00 1253.28* 266.77 0.04 7.81 360.00 1185.92 t*t*t*t 1 0.00 0.01 304.72 4080.52* 0.03 8.59 2.02 1350.80 e. expe 12 0.00 0.12 322.01 684.25 0.48 20.08 225.97 1794.59 total 19 promedio 0.00 0.10 48.98 95.19 0.27 4.60 43.66 91.22 c v (%) 0.00 329.63 36.63 27.47 0.73 97.30 34.42 46.43 r2 0.00 0.27 0.41 0.52 0.22 0.39 0.28 0.28 dms 0.00 0.34 19.55 28.50 0.75 4.88 16.38 46.17 cam: 1=57 dds, 2=85 dds, 3=113 dds, 4=142dds. san jorge: 1=69 dds, 2=94 dds, 3=124dds, 4=152 dds. *= significancia (p<0.05). **= altamente significativo (p<0.01). agronomía colombiana 218 vol. 21 · no. 3 todas las densidades de tallos. después de los 113 dds se presentó una disminución en la acumulación de materia seca total en la fase de senescencia, caracterizada por la velocidad decreciente del crecimiento a medida que las plantas alcanzan la madurez fisiológica y comienzan a senecer. este comportamiento descrito es sigmoide y típico de una curva de crecimiento (squire, 1990). en san jorge, la acumulación de materia seca total se incrementó progresivamente (fase logarítmica) (figura 14); la división, elongación y diferenciación celular ocurrió a medida que transcurrió el estadio de desarrollo de partes vegetativas hasta los 94 dds; entre los 94 y 152 dds se observó la fase exponencial de duración más larga y caracterizada por un aumento en el crecimiento de estructuras y órganos a una velocidad máxima en todas las densidades de tallos en estudio. en ambas localidades del estudio la acumulación de materia seca total en las plantas de papa bajo condiciones de interferencia se relaciona de manera directa con los modelos de competencia vegetal, donde se observa la posible plasticidad fenotípica de esta característica. el potencial genético de las plantas de papa y las condiciones ambientales afectaron la fotosíntesis neta y determinaron la velocidad de crecimiento vegetal. barnes, c. y b. bugbee. 1991. morphological responses of wheat to blue light. plant physiology 139, 339-342. carrol, d.; j. vandermeer y p. rosset. 1990. agroecología. mcgraw hill. madrid. coombs, j.; d. hall; s. long y j. scurlock. 1988. técnicas en fotosíntesis y bioproductividad. chapingo. unep. méxico d.f. dwell, r. b. 1990. source/sink relationship during tuber growth. american potato journal 67, 828-833. fonseca, h.d.; k.i. asanuma y a. kusutani. 1996. growth and yield of potato cultivars in spring croping. plant morphology, growth, assimilate partitioning and yield under two planting densities. japanese journal of crop science 65(2), 269-276. gawroska, h.; r.b. dwellw; j.j. pavek y p. rowe. 1984. partitioning of photoassimilates by for potato clones. crop science, 1031-1036. hay, robert. y a. walker. 1989. an introduction to the physiology of crop yield. 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colombia, tunja (colombia). 2 ‘loma de puntalarga’ vineyard and winery, nobsa (colombia). 3 department of agronomy, faculty of agronomy, universidad nacional de colombia, bogota (colombia). 4 grupo de investigaciones agrícolas (gia), faculty of agricultural science, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja (colombia). 5 corresponding author. ppcalma@gmail.com agronomía colombiana 28(2), 173-180, 2010 and uruguay stand out both for their production records and planted areas (oiv, 2005). in colombia, under cold tropical climate conditions, the main wine grape producers are located in the department of boyaca, between 2,200 and 2,560 m a.s.l., where they have been obtaining two yearly crops during the last 24 years due to local agroclimatic conditions and adequate crop management (quijano, 2004). physicochemical characterization of ‘pinot noir’ grapevine (vitis vinifera l.) fruit during its growth and development under high altitude tropical conditions caracterización físico-química del fruto de la uva (vitis vinifera l.) ‘pinot noir’ durante su crecimiento y desarrollo en condiciones de trópico alto pedro josé almanza m.1, 5, marco antonio quijano-rico2, gerhard fischer3, bernardo chaves c.3, and helber enrique balaguera-lópez4 introduction originated in the temperate zone of western asia, where it produces one yearly crop, the grapevine (vitis vinifera l.) is grown in the five continents, among which the largest cultivated area (4,900,000 ha) corresponds to europe. in america, countries such as chile, argentina, brazil, peru abstract resumen although native of temperate climates, grapevines are grown in colombia in the department of boyaca, between 2,200 and 2,560 m a.s.l. under these specific conditions, both the physicochemical be havior of the fruit and its optimum harvest time as measured in growing degree days (gdd) had remained unknown so far. on these grounds, in the municipality of nobsa (boyaca, colom bia), grapevines of the variety pinot noir were physico-chemically characterized during their growth and development. since day 21 after anthesis (daa) until overripening, the physicochemical cha racteristics of 20 berries from each of three clusters we collected every week were carefully assessed. a total of 826.2 gdd accumulated during fruit growth and development, thus completing 126 daa. the accumulation of both fresh and dry mass followed double sigmoid curves. during early growth there was a decrease in ph, total soluble solids (tss) and technological maturity index (tmi=tss/ tta), coupled to an increase in total titratable acidity (tta). after this period and until harvest, ph, tss and tmi increased while tta declined. based on fresh mass, sst and tmi it was possible to set optimum harvest time at 800.6 gdd. a pesar de ser originaria de climas templados, la uva para vino se cultiva en colombia en el departamento de boyacá, entre los 2.200 y 2.560 msnm, condiciones en las cuales el comportamiento fisicoquímico del fruto, así como el momento óptimo de su cosecha en función de la acumulación de grados día de crecimiento (gdc), eran hasta ahora desconocidos. por ello, a través de la presente investigación –realizada en el municipio de nobsa (boyacá, colombia)– se llevó a cabo la caracterización fisicoquímica del fruto de la variedad pinot noir durante su crecimiento y desarrollo. desde el día 21 después de la antesis (dda) hasta la sobremaduración, se recolectaron semanalmente tres racimos, de cada uno de los cuales se tomaron 20 bayas para la evaluación de sus parámetros físico-químicos. durante el crecimiento y desarrollo del fruto se acumularon 826,2 gdc (126 dda). tanto la acumulación de masa seca como la de masa fresca siguieron una curva doble sigmoide. durante el inicio del crecimiento se observó una disminución de ph, sólidos solubles totales (sst) e índice de madurez tecnológica (imt=sst/att), acompañada de un aumento en la acidez total titulable (att). pasado este momento, y hasta la cosecha, se observó un aumento de ph, sst e imt, mientras que la att disminuyó. con base en los registros de masa fresca, sst e imt, fue posible establecer el punto óptimo de cosecha en 800,6 gdc. key words: tropical viniculture, temperature accumulation, phenological stages. palabras clave: viticultura tropical, acumulación de temperatura, estados fenológicos. revagronomiacol 28(2).indb 173 27/11/2010 12:23:18 p.m. 174 agron. colomb. 28(2) 2010 good wines depend on good grape quality, which in turn results from a series of factors such as cultivar, environment, climate and crop management practices, all of which interact for the necessary sugars and aromatic compounds to reach optimum levels during fruit ripening. a wine’s main chemical features, which determine its sensorial attributes, result from the complex interaction between territory, variety and man, as summarized by the french term ‘terroir’ (quijano, 2006). the choice of grapevine varieties for a specific region, insofar as it implies assessing the genotype environment dynamics, requires investigating the crop’s phenological stage timing and behavior, which are in turn related to regional climate (mullins et al., 1992; chavarría et al., 2009). in this respect, jones and davis (2000) and tesic et al. (2002) assert that phenological stage span varies with climate, cultivar, and geographical location. such analysis is also important for interpreting the interaction of the crop with the local microclimate (terra et al., 1998). in addition, the physicochemical and thermal characterization of the grapevine during fruit growth and development is necessary to program crop management practices such as fertilization, irrigation, phytosanitary control and harvest (mullins et al., 1992). three stages can be observed during grape growth and ripening: during the herbaceous period the grape starts its evolution featured by its hard consistency, green color and high photosynthetic capacity. this stage goes from fruit set to the beginning of veraison, and is characterized by rapid fruit growth resulting from active cell division (reynier, 1995; agustí, 2000; hidalgo, 2002). taking place at the end of this phase, veraison consists in a brief growth delay accompanied by a color change in the fruit’s epidermis. in the case of variety ‘pinot noir’, said change goes from green to light red due to chlorophyll loss and anthocyanin synthesis. during this stage, the beginning of pectin synthesis resulting from the development of the seed competes with that of the fruit, which, nevertheless, finally attains physiological maturity (ribéreau-gayon et al., 1998; winkler et al., 1974). during the ripening period the grape changes its color, resumes growth and behaves as a transformation and mostly a storage organ. a swift physicochemical evolution characterizes the fruit during this stage (salazar and melgarejo, 2005). along the overripening period the grape loses water due to transpiration. no sugar accumulation is registered, but an acidity decline due to low supply from the source, and possibly to a respiration increase. according to reynier (1995), low acidity determines low wine quality; and de rosa (1998) mentions that great wines depend on overripening. grape development stage assessment can be done through evaluating physicochemical parameters such as fresh and dry mass, ph, total acidity and soluble solid content (salisbury and ross, 1994). in the case of grapes all these parameters follow double sigmoid curves (agustí, 2000; winkler et al., 1974). the presence of grape quality indicating compounds is assessed through bioclimatic indexes, among which physiological time, expressed in units known as growing degree days (gdd), indicates the accumulated heat that, affecting the development rate of many organisms, is required by them to shift to a further stage in their life cycle (rodríguez and flórez, 2006). stenzel et al. (2006) assert that thermal sum, also defined as accumulated gdd, is one of the most frequently used methods to ponder the relation between plant development and temperature. it is defined as the sum of the daily temperature records scoring above a specific minimum base level and below a maximum threshold one. this specific heat accumulation is needed by the plant to complete either its whole life cycle or a specific phenological stage (souza, 1990). according to champagnol (1984) and hidalgo (2002), grapevine progressive budding is promoted by temperatures above 10°c, which is thus considered its base temperature. in warm tropical zones the temperature remains steady within a 20 to 30°c range, which stimulates faster phenological phenomena than temperate and subtropical climate temperatures (valor and sánchez, 2003). high andean valleys allow the successful growing of an ample variety of fruit crops including v. vinifera, to which the genotype – climate interaction facilitates bearing products with favorable physicochemical features. thus, the present study focused on the grapes of the variety ‘pinot noir’, which is abundantly grown in the ‘loma de puntalarga’ region (boyaca, colombia) to prepare high quality wines (quijano, 2001). the physicochemical behavior of said fruits along their growth and development as a function of gdd accumulation under the high altitude tropical conditions of the studied site was unknown until the present study, and thus was defined as its central objective. revagronomiacol 28(2).indb 174 27/11/2010 12:23:18 p.m. 1752010 almanza m., quijano-rico, fischer, chaves c., and balaguera-lópez: physicochemical characterization of ‘pinot noir’ grapevine (vitis vinifera l.)... materials and methods the work was conducted in ‘loma de puntalarga’ vineyard, in the municipality of nobsa, boyaca (colombia), located at 5°46’47.1” n; 72°58’36.5” w; 2,560 m a.s.l. during the research, an average temperature of 16.5°c was recorded for the region, as well as a bimodal precipitation regime of 830 mm year-1, with peaks in april-may and octobernovember. it is covered with sandy loam, light-textured soils which are low in fertility and cemented by iron oxides (quijano, 2006). cloudiness is scarce, and irradiation reaches 476 cal cm-2 along 6.5 h d-1. sprinkling irrigation is applied according to phenology and crop needs. trained to a simple guyot system with a three wire trellis, the 23 year old plants were cultivated at a 1.2 x 2.0 m distance. fifty one inflorescences were chosen to be treated according to protocol established by bautista and vargas (1981), making sure they had all reached anthesis. three bunches were randomly chosen every week since day 21 after anthesis (daa) until fruit development was completed. twenty grapes were obtained from each bunch (10 for chemical analysis, and 10 for physical testing), for a total of 1,020 evaluated fruits, according to methodology specified by bordeu and scarpa (1998). a tecpel data logger 322 was placed inside the vineyard to register the temperature records involved in gdd accumulation; which was calculated through equation 1, according to methodology by rodríguez and flórez (2006). gdc = ((tmax + tmin)/2) t base, (1) where tmax and tmin are, respectively, maximum and minimum daily air temperatures, and tbase is the temperature at which the metabolic process of the grape is at its lowest point, which corresponds to 10°c (reynier, 1995; champagnol, 1984; hidalgo, 2002; winkler et al., 1974). the evaluated fruit response variables and their respective determination methods were: fresh mass as measured directly with a 0.01 g precision scale; dry mass, as obtained after dehydration in a muffle furnace at 75°c for 48 h; ph, determined with a potentiometer; total soluble solids (tss), with an atago manual refractometer, for them to be expressed in brix degrees; total titratable acidity (tta), through titration with 0.1 n naoh until reaching ph 8.2, and expressed as tartaric acid (aoac, 1990); technical maturity index, calculated as (tmi = tss/tta); and finally absolute and relative growth rates (agr and rgr, respectively), according to the methodology of carranza et al. (2009). the obtained data were analyzed by descriptive statistics in a sas® v. 8e. solver (cary, nc), which determined mean and standard error values. statistical models were used to adjust the different variables for gdd. results and discussion physical characteristics fresh and dry mass were observed to increase following a double sigmoid curve. such behavior is explained here by means of two logistic growth models in each case. the first model explains growth from 195.8 to 565.8 gdd, which is when veraison takes place. the second model reproduces growth from 565.8 to 826.2 gdd regarding dry mass, and to 800.6 gdd with regards to fresh mass. after this moment, the fruits dehydrated and lost fresh mass considerably, which is the reason why such data were not taken into account to adjust the model (fig. 1a and 4). the double sigmoid growth curve found here for variety ‘pinot noir’ was also reported for grapes by almanza-merchán and balaguera-lópez (2009), as well as by opara (2000), and is featured by two periods of fast growth separated by a slow or nil growth one (opara, 2000). during the herbaceous period, growth has been found to be more the result of cell division than of cell elongation (hidalgo, 2002; salazar and melgarejo, 2005). according to our results, a total of 486.2 gdd accumulated during this stage, which went until 63 daa. fresh and dry mass increments were slow. thus, at 195.8 gdd (21 daa), these parameters exhibited respective values of 0.048±0.00057 g and 0.0056±0.00088 g; which, by the end of the period, had shifted to 0.85±0.041 g and 0.064±0.0034 g (fig. 1a and 4). during veraison, which went from 486.2 to 565.8 gdd (fig. 1 and tab.1), the fruit accumulated 79.6 gdd (14 d). both fresh and dry mass were observed to increase slowly, even reaching a slight interruption, as reported by salazar and melgarejo (2005) and by ribéreau-gayon et al. (1998). this period was featured by a fruit color change from green through light red to wine red. the ripening stage started at 565.8 gdd (77 daa), and finished at 800.6 gdd (112 daa) (fig. 1), after accumulating 234.8 gdd along a period of 35 d (tab. 1). according to hidalgo (2002), it is featured by rapid mass increase, concomitant cell growth and biochemical component evolution. accompanying the practice observed among vine growers to obtain higher prices, the present assessment kept their 14 day overripening period, which accumulated a total of revagronomiacol 28(2).indb 175 27/11/2010 12:23:18 p.m. 176 agron. colomb. 28(2) 2010 then, by 565.8 gdd, it had dropped rapidly to 0.00021398 g /gdd, ju st to i ncrea se a ga i n a nd reach it s pea k (0.00060528 g/gdd) at 595.4 gdd, which was followed by a new drastic reduction that went on until harvest (fig. 1b). these peaks define the double sigmoid curve that featured dry mass behavior, which contrasts with that of fruit crops that follow a simple sigmoid curve, whose agr is characterized by showing only one peak found approximately at the middle of the growth process (opara, 2000). the first agr peak (first sigmoid phase) corresponded to a considerable dry mass accumulation during the herbaceous period; and the second one (second sigmoid phase) is explained by the highest dry mass increase of the whole fruit growth. the first agr valley corresponds to veraison, and the final one to the ripening overripening transition. both moments were featured by low dry mass increments (fig. 1). regarding this process, dejong and goudriaan (1989) assert that the first peak is determined by cell division and differentiation, and the second one by cell elongation and maturation. similar agr results have been found for vaccinium corymbosum l., a fruit that also exhibits double sigmoid curve behavior (godoy et al., 2008). according to carranza et al. (2009), relative growth rate (rgr) expresses the plant’s dry mass increase (in the present case applied restrictively to the fruit) along a given time interval, taking as a reference the initial value of accumulated dry mass. for this reason, rgr tends to decrease as growth proceeds. in the present case, it reached a 0.0106 g/g per gdd peak at 195.8 gdd, and decreased drastically until the end of veraison (0.0026 g/g per gdd). at the beginning of ripening it went through a slight increase, which lasted until 595.4 gdd, and coincided with the highest agr score. then it dropped again until the end of overripening, when it showed its lowest value (0.0009 g/g per gdd) (fig. 1b). the behavior of agr found in the current research coincides with those reported by staud et al. (1986) for grapes of cv. bacchus, and by godoy et al. (2008) for fruits of v. corymbosum. chemical features the observed ph behavior fits a quadratic model, featured in this case by a reduction that went from 2.69±0.0088 at 195.8 gdd to 2.13±0.028 at 437.2 gdd. during this stage, the fruit exhibits active respiration and great capacity to synthesize malic and tartaric acids (salazar and melgarejo, 2005). at the end of the fruit growth, ph went up to 3.58±0.066 as a result of the degradation of organic acids and larger sugar accumulation (fig. 2b and 3a). plane et al. (1980) mention that grape ph for wine preparation should figure 1. dry mass behavior (a), absolute growth rate (agr), relative growth rate (rgr) (b), in ‘pinot noir’ grapes during their growth and development. y1: equation of the logistic model that explains dry mass accumulation from 195.8 to 565.8 gdd and y2: from 565.8 to 826.2 gdd; rmse: root mean square error. table 1. duration of the phenological stages of ‘pinot noir’ grapes during their growth and development in ‘puntalarga’ (boyaca, colombia) phenological stage length of time (gdd) accumulated (gdd) accumulated (daa) length of time (d) herbaceous 486.2 0 486.2 0 63 63 veraison 79.6 486.2 565.8 63 77 14 ripening 234.8 565.8 800.6 77 112 35 overripening 25.6 800.6 826.2 112 126 14 gdd, growth degree days; daa, days after anthesis. us on ripening veraison herbaceous overripening 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 195,8 242,5 298 351,8 395,2 437,2 486,8 537,2 565,8 616 664,2 697 751,3 800,6 818,3 826,2 agr a g r ( g/ g pe r g d c ) growth degree days after anthesis r g r ( g/ g pe r g d c ) rgr d ry m as s (g ) estimated observed y 1 = 0,1075/1+e(– 0.0112*(gdc–458,5) rmse 1 = 0,000014 y 2 = 0,2496/1+e(– 0.00971*(gdc–595,4) rmse 2 = 0,000051 0 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0006 0,0007 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 a b 25.6 gdd. a slight fruit dry mass increase (fig. 1a) was accompanied by a significant fresh mass reduction (fig. 4) due to water loss resulting from transpiration. this is in agreement with a report by during et al. (1987), who pointed out that the fruits undergo a fresh mass loss since day 95 after flowering. absolute growth rate (agr), which expresses fruit size increment over time (opara, 2000), was found to increase continuously since fruit set until 458.5 gdd (0.0003 g/gdd). revagronomiacol 28(2).indb 176 27/11/2010 12:23:19 p.m. 1772010 almanza m., quijano-rico, fischer, chaves c., and balaguera-lópez: physicochemical characterization of ‘pinot noir’ grapevine (vitis vinifera l.)... be fixed between 3.1 and 3.7 because higher or lower values affect wine color. in the current research, such range was reached after having accumulated 751.3 gdd (105 daa) (fig. 2a). in studying this same variety, almanza-merchán and balaguera-lópez (2009) reported that ph started to increase after veraison, which constitutes a similar behavior to the one found in the present work. cell ph is very important in regulating metabolism. in fruits, more than 90% of a cell’s volume is occupied by the vacuole, which is usually very acid, thus exhibiting lower than 5 ph values (nanos and kader, 1993). in the case of grapes, values below 2 are prone to affect wine microbiological stability (plane et al., 1980). also in extracting wine aromas, the most important factor is ph. for this reason, this parameter must be closely assessed during grape ripening. according to vine (1997), the taste of unripe grapes between ph 3.2 and 3.3 accuses elevated total acidity. but, as higher levels promote the growth of undesirable bacteria, the limiting factor in preserving wine aromas is the ability of the winemaker. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 100 200 300 400 500 600 700 800 900 m at ur ity in de x y = 0.0001x20.0811x + 14.047 r2=0.9752 growth degree days after anthesis growth degree days after anthesis 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 5 10 15 20 25 30 35 y = -2∙10-07 x3+0.0004x2 0.1954x+30.704 r2=0.9864 ts s ( °b ri x) 0 5 10 15 20 25 30 35 ts s ( °b ri x) y = -2∙10-07 x3+0.0004x2 0.1954x+30.704 r2=0.9864 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 ph y = 1∙10-06 x2-0.0056x+3.4327 r2=0.9444 a a b b figure 3. behavior of total soluble solids (a), and technical maturity index (sst/att) (b) in ‘pinot noir’ grapes during their growth and development. vertical bars indicate the standard error of each mean value (n = 3). figure 2. behavior of ph (a) and total titratable acidity (b), in ‘pinot noir’ grapes during their growth and development. vertical bars indicate the standard error of each mean value (n = 3). the observed tss variation during grape growth and development fits a third grade polynomial featured by a slight decrease up to 351.8 gdd, followed by a considerable increase until harvest. however, with a record of 9.76±0.65 °brix at 486.8 gdd, tss increase was slow during the herbaceous period. a clear tss gain started with veraison, at the end of which (664.2 gdd) this parameter reached 20.1±0.59°brix. after that moment, accumulation was slower, until reaching harvest maturity with 23.3±0.24°brix at 800.6 gdd. anyway, during overripening there was another considerable tss increment because the fruits, as it was already mentioned, experimented a fresh mass loss that increased tss concentration up to 28.4±0.8°brix (fig 3a). the tss values found here are consistent with those reported by almanza-merchán and balaguera-lópez (2009) and by williams et al. (1985). wine quality can be improved by delaying grape harvest until the fruit reaches higher tss levels and lower weight. diminishing acidity can even lead to better acceptability, insofar as certain consumers prefer such lower levels. it should be highlighted that during the present work, the revagronomiacol 28(2).indb 177 27/11/2010 12:23:20 p.m. 178 agron. colomb. 28(2) 2010 region where it was carried out presented elevated temperatures, which contributed to speeding up overripening. tta followed a cubic polynomial model. from 195.8 to 437.2 gdd, it was found to increase steeply until reaching a value of 4.068±0.0043%. this is explained by the fact that during this stage, which corresponds to the herbaceous period, organic acids such as malic and tartaric ones are actively synthesized (reynier, 1995). after this point, tta declined drastically up to 751.3 gdd, and then slowly until harvest (826.2 gdd), with respective values of 0.93±0.041% and 0.81±0.03% (fig. 2b). grapes are reported to present an acidity decrease not only due to the transformation of malic acid into other compounds, but also to respiration, to dilution resulting from water accumulation, and to migration of bases from the roots, which increases ash alkalinity (reynier, 1995). bluske (2008) reports that in high altitudes, malic acid levels are relatively high as compared to those of tartaric acid, because the latter is consumed by respiration in larger amounts, thus misbalancing these acids in the resulting wine. this implies that malolactic fermentation must be handled carefully; otherwise, excessively light wines could be obtained. this same author states that red grape titratable acidity ranges between 7 and 10 g l-1 (0.7 to 1.0%) as expressed in tartaric acid, which is in agreement with the results of the present work, in which this parameter reached 0.94% at 803.8 gdd, 112 daa (fig. 2b). a simple way to determine the optimum harvest moment is to complement the traditional methods applied by vine growers through monitoring grape fresh mass evolution. during the herbaceous stage, dry mass increment is relatively slow, and very slow during veraison, when growth takes place mainly in the seed. after this stage, fresh mass increases considerably until it starts to decline due to dehydration, which appears as a rise in brix degrees (fig. 4). the largest fresh mass record (1.55 g) was attained 105 daa, at 751.3 gdd. after this point, it started to decline due to transpirational fruit dehydration (coombe and mc carthy, 2000). the fresh mass curve crossed the tss one between 800.6 and 818.3 gdd (fig. 4). this could be a good harvest moment as far as a considerable fresh mass accumulation coincides with the recommended tss level (23 to 24°brix) for quality wine grape (reynier, 1995). several criteria are applied in determining grapevine harvest. among them, technological maturity index (tmi) corresponds to the most commonly used ones. in our results, this parameter’s behavior shows a quadratic curve that goes down from 195.8 to 351.8 gdd, coinci ding with an acidity increase during this period. since then (351.8 gdd), a considerable, steady increment was observed until reaching 826.2 gdd, when a value of 34.88±0.34 (fig. 3b) was observed as a result of the degradation of organic acids and tss increase. high tss and low tta levels are likely to determine microbiological stability problems, which in turn might affect wine color. according to paoletti (2003), sensorial assessment is critical to confirm analytical evaluation data. the observed tmi behavior is in agreement with that reported by almanza-merchán and balaguera-lópez (2009), who hold that in the agroecological conditions of ‘loma de puntalarga’ vineyard, the pinot noir variety can be harvested at 126 daa, when tmi is 21.43, tss 24.4°brix, tta 1.14% and ph 3.33, corresponding to the beginning of overripening. notwithstanding, in the present study the moment marked by these parameter values corresponded to the end of such period. this can be explained by the fact that the environmental conditions, especially temperature, were different in the two experiments. this manifests the importance of a more objective measure such as gdd. in this regard, and corroborating what we mentioned above about the relationship between fresh mass and tss, the present research study indicates that this cultivar can be harvested after it has reached 800.6 gdd, when tmi is 24.87±1.47, tss = 23.33 ± 0.24°brix, tta = 0.94±0.06%, ph = 3.18±0.03, dry mass = 0.21±0.0057 g and fresh mass = 1.51±0.01 g. figure 4. fresh mass and tss behavior in ‘pinot noir’ grapes during their growth and development. a. y1 and y2: equations of the logistic models that explain fresh mass accumulation from 195.8 to 565.8 and from 565.8 to 800.6 gdd, respectively ; rmse: root mean square error. 0 5 10 15 20 25 30 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 ts s ( ºb ri x) growth degree days after anthesis fr es h m as s (g ) estimated fresh mash observed fresh mash tss y 1 = 1,2582/1+e(– 0.0127*(gdc–425,7) rmse = 0,000501 y 2 = 1,5651/1+e(– 0.017*(gdc–507,6) rmse = 0,0158 196 243 298 352 395 437 487 537 566 616 664 697 751 801 818 826 revagronomiacol 28(2).indb 178 27/11/2010 12:23:20 p.m. 1792010 almanza m., quijano-rico, fischer, chaves c., and balaguera-lópez: physicochemical characterization of ‘pinot noir’ grapevine (vitis vinifera l.)... conclusions fresh and dry mass behavior of the studied ‘pinot noir’ grapes followed a double sigmoid curve with two fast growing periods separated by a slow one that corresponded to veraison. such behavior was explained by means of two subsequent logistic models. during the beginning of the herbaceous period, the studied fruits revealed reductions in ph, tss and tmi coupled to an increase in tta. after this moment and until harvest, the opposite behavior was observed, that is, ph, tss and tmi increased while tta diminished. the variety pinot noir can be harvested at the beginning of the overripening period (800.6 gdd), which guarantees sufficient fresh mass and tss accumulation to favor both the farmer and the wine maker. at this point, fruit parameters were: tmi = 24.87±1.47; tss = 23.33±0.24°brix; tta = 0.94±0.06%; ph = 3.18±0.03; dry mass = 0.21±0.0057 g and fresh mass = 1.51±0.01 g. literature cited agustí, m. 2000. crecimiento y maduración del fruto. pp. 419-433. in: azcon-bieto, j. and m. talón (eds.). fundamentos de fisiología vegetal. mcgraw-hill interamericana, madrid. almanza-merchán, p. and h.e. balaguera-lópez. 2009. determinación de los estadios fenológicos del fruto de vitis vinifera l. bajo condiciones del altiplano tropical en boyacá. rev. udca actual. divulg. cient. 12(1), 141-150. aoac. 1990. official methods of analysis. 15th ed. association of official analytical chemists, arlington, va. bordeu, e. and j. scarpa. 1998. análisis químico del vino. impresos universitaria s.a., santiago. bluske, i. 2008. los vinos de altura. in: http://vinosdealtura.es/img/ pdf/producción.pdf; consulted: january, 2010. bautista, d. and g. vargas. 1981. estudio del ciclo y determinación de los requerimientos heliotérmicos de algunas variedades de vid en condiciones tropicales. agron. trop. 31(1-6), 1-13. carranza, c., o. lanchero, d. miranda, and b. chaves. 2009. análisis del crecimiento de lechuga (lactuca sativa l.) ‘batavia’ cultivada en un suelo salino de la sabana de bogotá. agron. colomb. 27(1), 41-48. champagnol, f. 1984. elements de physiologie de la vigne et de viticulture générale. imprimerie déhan, montpellier, francia. chavarría, g., h.p. dos santos, f. mandelli, g.a. bettio, h. bergamaschi, and l.s. cardoso. 2009. caracterização fenológica e requerimento térmico da cultivar moscato giallo sob cobertura plástica. rev. bras. frutic. 31(1), 119-126. coombe, b. and m. mccarthy. 2000. dynamics of grape berry growth and physiology of ripening. aust. j. grape wine res. 6, 131-135. de rosa, t. 1998. tecnología de los vinos blancos. ediciones mundiprensa, madrid. dejong, t.m. and j. goudriaan. 1989. modeling peach fruit growth and carbohydrate requirements: reevaluation of the double-sigmoid growth pattern. j. amer. soc. hort. sci. 114(5), 800-804. during, h., a. lang, and f. oggionni. 1987. patterns of water flow in riesling berries in relation to developmental changes in their xylem morphology. vitis 26, 123-131. godoy, c., g. monterubbianesi, and j. tognetti. 2008. analysis of highbush blueberry (vaccinium corymbosum l.) fruit growth with exponential mixed models. scientia hort. 115(4), 368-376. hidalgo, l. 2002. tratado de viticultura general. ediciones mundiprensa, madrid. jones, g.r. and e. davis. 2000. climate influences on grapevine phenology, grape composition, and wine production and quality for bordeaux, france. amer. j. enol. vitic. 51(3), 249-261. mullins, m.g., a. bouquet, and l.e. williams. 1992. biology of the grapevine. cambridge university press, new york, ny. nanos, g.d. and a.a. kader. 1993. low o2-induced changes in ph and energy charge in pear fruit tissue. postharv. biol. technol. 3, 285-291. opara, l.u. 2000. fruit growth measurement and analysis. hort. rev. 24, 373-431. oiv, organizacion internacional de la vina y el vino. 2005. situación del sector vitivinícola mundial en 2005. in: http:// news.reseau-concept.net/images/oiv_es/client/commentaire_ statistiques_2005_es.pdf; 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mezcla de 65% de cascarilla de arroz quemada y 35% de fibra de coco; mezcla de 35% de cascarilla de arroz quemada y 65% de fibra de coco). la tb se estimó mediante el ajuste de un modelo exponencial entre la tasa de aparición de nudos y la temperatura acumulada. se usó el método de euler para la simulación de nudos y el desarrollo fenológico de la planta se determinó a través del tiempo térmico. el tipo de sustrato no influenció la tasa promedio de aparición de nudos (0,102 nudos/día). el valor estimado de la tb fue de 0,12°c. a partir del pinch, y hasta la aparición del botón floral se acumularon 1.363,2 grados día (gdd); y el pico de cosecha se alcanzó a los 2.226,5 gdd. la aparición de nudos fue un proceso acelerado en los primeros estadios de desarrollo, que disminuyó paulatinamente luego de la aparición del botón floral. el máximo número de nudos observado fue 16,18 y el máximo estimado por el modelo fue 16,89. el modelo se ajusta de manera satisfactoria para las condiciones evaluadas y presenta un bajo índice de raíz cuadrada del cuadrado medio del error (rsme = 0,28). phenological models are designed to understand and predict plant development. the aim of this study was to determine the base temperature (tb) for node appearance, and according to this relationship, to generate a phenological model for the first production peak of standard carnation cv. delphi. the trial was established in the sena facilities of the municipality of mosquera (cundinamarca, colombia). there, under greenhouse conditions, carnation cuttings were planted in three different substrates (100% burnt rice husks; mixture of 65% burnt rice husks and 35% coconut fiber; mixture of 35% burnt rice husks and 65% coconut fiber). tb was estimated by adjusting the exponential model for node appearance rate and accumulated temperature. euler’s method was used for node simulation, and plant phenological development was determined through thermal time. the type of substrate did not influence node appearance average rate (0.102 nodes/day). estimated tb was 0.12°c, whereas 1,363.2 degree day (dd) accumulated from the pinch to flower bud appearance, and the harvest peak was reached at 2,226.5 dd. node appearance proceeded rapidly in the earlier development stages, to gradually decline after flower bud appearance. while the maximum number of observed nodes was 16.18, the model estimated the same parameter in 16.89. the model fits adequately the observed data, and shows a low square root of mean square error index (rsme = 0.28). key words: development, base temperature, thermal time, simulation. palabras clave: desarrollo, temperatura base, tiempo térmico, simulación. fecha de recepción: 28 de septiembre de 2009. aceptado para publicación: 5 de marzo de 2010 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá (colombia). 2 facultad de ingeniería, universidad de la sabana, bogotá (colombia). 3 autor de correspondencia. malopezm@unal.edu.co agronomía colombiana 28(1), 47-54, 2010 el desarrollo de un cultivo depende en gran medida de la temperatura y del fotoperíodo; sin embargo, en el trópico la temperatura es la variable ambiental con mayor influencia en el desarrollo de los cultivos. el efecto de la temperatura se ejerce a través de su acción sobre las reacciones enzimáticas modelo de aparición de nudos en clavel (dianthus caryophyllus l.) cv. delphi cultivado en sustratos node appearance model for substrate grown carnation (dianthus caryophyllus l.) cv. delphi miguel ángel lópez m.1, 3, bernardo chaves, víctor julio flórez r.1 y melba ruth salazar2 introducción colombia es el primer proveedor de flores de corte a estados unidos y el segundo exportador a nivel mundial. el clavel estándar y el miniclavel son, después de la rosa, los cultivos de flores de mayor importancia para el país con un 20% del área sembrada (asocolflores, 2008). 48 agron. colomb. 28(1) 2010 que directa o indirectamente intervienen en los procesos de desarrollo (baker y reddy, 2001; normand y léchaudel, 2006). en clavel de acuerdo con holley y baker (1991) una vez se inicia el botón floral, la temperatura es el factor más importante en su desarrollo, aún más que el fotoperíodo. en la agricultura la combinación del tiempo y la temperatura resulta en el denominado tiempo térmico (tt) o también conocido como suma de calor, grados día, grados día de desarrollo o tiempo fisiológico. este enfoque se ha utilizado en numerosos estudios para describir la fenología de cultivos como maíz, caña de azúcar, melón, garbanzo y algodón (campbell et al., 1998; baker et al., 2001; ruiz et al., 2002; viator et al., 2005; soltani et al., 2006). la velocidad de desarrollo se puede determinar a través del inicio y el final de las fases y las etapas (schwartz, 1999) o, mediante el conteo semanal del número de nudos, con la duración o el tiempo transcurrido desde la aparición de un nudo hasta el siguiente (angulo, 2003). en condiciones de la sabana occidente de bogotá y para clavel estándar variedad nelson, baracaldo et al. (2010) determinaron que el número de nudos varía entre 18 y 21. las tasas de aparición de nudos, hojas y frutos regulan el desarrollo de las plantas; a su vez, estas tasas son una función fenológica dependiente de la temperatura (cooman, 2002). el incremento del índice de área foliar y, por tanto, la capacidad de intercepción de la radiación y el crecimiento, dependen de la aparición de nudos en el tallo (robertson et al., 2002), ya que la aparición de un nudo es un requisito indispensable para la inserción de una hoja. según ruiz et al. (2002), la relación entre la tasa de desarrollo y la temperatura es frecuentemente lineal para plantas y algunos invertebrados, y de esta relación se derivan dos conceptos importantes: el tiempo térmico y la temperatura base (tb). el concepto de tt se aplica ampliamente en agricultura y silvicultura y se define como la cantidad de grados día (gdd) necesarios para finalizar un determinado proceso de desarrollo o fase fenológica (trudgill et al., 2005). en diversos cultivos se utiliza para el cálculo de la tasa de aparición de nudos, hojas, inflorescencias y desarrollo de frutos (nesmith, 1997; brown y moot, 2004; normand y léchaudel, 2006; fleisher y timlina, 2006; salazar, 2006 y pulido, 2008); y para la producción potencial (cliftonbrown et al., 2000; salazar, 2006). de acuerdo con bonhomme (2000), para la aplicación del concepto de tiempo térmico se requiere linealidad o una relación indiscutible entre la tasa de desarrollo y la temperatura. autores como steinmaus et al. (2000), normand y léchaudel (2006) y pulido (2008) coinciden en que la calidad de la predicción y la aplicación de un modelo desarrollado a partir del concepto de tiempo térmico depende de la correcta estimación de un único parámetro, la tb. el concepto de tb se puede describir desde la perspectiva fisiológica o estadística. fisiológicamente, se define como el valor de la temperatura bajo el cual el desarrollo de un cultivo o un órgano específico de una planta se detiene. sin embargo, la tb fisiológica es difícil de determinar y para cada fase del desarrollo y para cada órgano puede existir un valor determinado (trudgill et al., 2005; pulido, 2008). estadísticamente, la tb es un parámetro con el cual se obtiene la menor variación en la acumulación de grados día para un estadio fenológico en particular (yang et al., 1995; bonhomme, 2000; trudgill et al., 2005; normand y léchaudel, 2006). los modelos fenológicos son herramientas dirigidas a conocer y predecir el desarrollo de las plantas. su aplicación incluye la estimación de las épocas de cosecha de algunos cultivos, ya que un modelo de aparición de nudos hace implícita la aparición de hojas y la mayoría de cultivos de crecimiento determinado, luego de un cierto número de nudos, se producen estructuras reproductivas, que determinan la cosecha. de esta forma, si se registra la temperatura y se conoce su relación, en términos del tiempo térmico, con la tasa de aparición de nudos, es posible estimar las épocas de cosecha a partir de diferentes escenarios de temperatura promedio diaria. el objetivo de este trabajo fue determinar la temperatura base para la aparición de nudos en clavel cv. delphi en el primer pico de producción y con base en la estimación de este parámetro, generar un modelo de simulación de aparición de nudos. materiales y métodos la investigación se llevó cabo en los invernaderos del centro de biotecnología agropecuaria del sena, ubicado en el municipio de mosquera (colombia) a 74,2° w; 4,7° n, 2.556 msnm, precipitación promedio anual de 645 mm, temperatura media anual de 14,7°c y 80% de humedad relativa. los datos utilizados en esta investigación se obtuvieron entre el 28 de junio y el 15 de noviembre de 2008. 492010 lópez m., chaves, flórez r. y salazar: modelo de aparición de nudos en clavel... se utilizaron esquejes con raíz de clavel estándar variedad delphi, de color blanco. la siembra se llevó a cabo el 15 de mayo, en camas elevadas con dimensiones de 15,00 x 0,85 m. cada cama estuvo compuesta por dos contenedores plásticos. de esta manera, en cada cama se sembraron 540 plantas, para una densidad de siembra de 24,7 plantas/m2. el pinch se realizó el 25 de junio sobre el nudo seis, cuando los tallos laterales centrales presentaban aproximadamente cuatro nudos. los sustratos empleados fueron 100% cascarilla de arroz quemada (100caq), mezcla de 65% de cascarilla de arroz quemada 35% de fibra de coco (65caq) y la mezcla de 35% de cascarilla de arroz quemada 65% de fibra de coco (35caq). para la aplicación del fertirriego se utilizó un equipo automatizado con cuatro líneas portagotero de 17 mm de diámetro por cama, con goteros hydro pc ad distanciados 20 cm y caudal 1,2 l h-1. en la tab. 1 se presentan las dos fórmulas del programa de fertilización utilizadas durante el ciclo de cultivo. las variables climáticas se obtuvieron de la estación agroclimatológica hobo (onset computer corporation, pocasset, ma), ubicada en el lugar del ensayo. la temperatura promedio diaria fue la única variable considerada para el desarrollo del modelo fenológico. los datos de temperatura fueron registrados cada 30 min, de tal forma que en un día se obtuvieron 48 datos, de los cuales se obtuvo la temperatura promedio diaria. se utilizó el diseño experimental de bloques completos al azar, con tres tratamientos (sustratos), cada uno replicado tres veces, para un total de nueve unidades experimentales. la unidad experimental fue de 12,8 m2. muestreo los datos utilizados para la construcción del modelo fenológico se obtuvieron a través de un muestreo de tipo continuo. luego del pinch se seleccionaron de manera aleatoria siete plantas por unidad experimental, es decir, 21 plantas por tratamiento. luego, se marcaron dos tallos del tercio medio de las plantas seleccionadas (nudos 3 y 4), a los cuales semanalmente se les contó el número de nudos. a las plantas seleccionadas se les garantizó perfecta competencia ubicándolas tanto en la línea como en la fila central de la cama. se evaluaron 14 tallos por unidad experimental, para un total de 42 tallos por tratamiento. el número de nudos se registró desde el pinch (programación) hasta cuando se detuvo la aparición de nudos (dos semanas después de la aparición del botón floral). también se registró la época de aparición del botón floral. modelo fenológico a partir del número de nudos observado, se calculó la tasa semanal de aparición de nudos (tan) y el número de nudos producidos a partir del pinch (nn). este último es la sumatoria de la tan semanal. se graficaron los valores de nn en función de la sumatoria de las temperaturas promedio diarias (temperatura acumulada). una vez determinada la tendencia se ajustó la curva de von bertalanffy (1) como modelo para describir el nn. esta curva es una variante del modelo de crecimiento exponencial (hunt, 1978). )1( )(ttb t eann −−= (1) y, ∑ = −= n i tbtitt 1 )( donde nnt, número de nudos en el tiempo t; a, máximo número de nudos estimado por el modelo; b, tasa de crecimiento y tt, tiempo térmico, calculado como la sumatoria de la diferencia entre ti y tb. tb es el valor teórico de temperatura en el cual la tan es cero y n es el número de días de registro de temperaturas usado para el cálculo de tt (guisande et al., 2006). para estimar los parámetros a, b y tb se utilizó el procedimiento nlin y el método de optimización de marquardt del programa estadístico sas® (sas, 2003). en este caso la tb es el valor de temperatura con el cual se obtiene la menor variación en la acumulación de grados día para la aparición de nudos. la tasa diaria de aparición de nudos (δn) se calculó a partir del modelo desarrollado. la δn es la derivada de la ecuación de aparición de nudos (2). tabla 1. fórmula media de fertilizantes aplicados al cultivo de clavel estándar cv. delphi durante el ciclo de crecimiento (mg l-1). etapa de desarrollo n p k ca mg mn fe cu zn b mo etapa vegetativa 200 30 150 150 60 0 4 1 0,5 1 0,1 producción 150 30 150 150 60 0 2 1 0,5 1 0,1 50 agron. colomb. 28(1) 2010 bttaben −=δ (2) una vez determinada la δn se llevó a cabo el proceso de simulación usando el método de euler (salazar, 2006; pulido, 2008) considerando como intervalo de tiempo un día, ecuación 3. tgddnnnnn tt ∆××+= − )(1 δ (3) donde, nnt es el valor simulado del número de nudos en el tiempo t; nnt-1 es el valor simulado del número de nudos en el tiempo t-1, δn es la tasa diaria de aparición de nudos, gdd es grados día y δt=1. resultados y discusión temperatura y tasa de aparición de nudos durante el transcurso del ensayo la temperatura presentó un valor promedio de 15,60°c, con valores máximos y mínimos promedio de 26,21°c y 9,10°c, respectivamente. la temperatura acumulada desde el pinch hasta el pico de cosecha fue 2.243,67°c. en la fig. 1 se presenta la variación de la temperatura promedio durante la investigación. el número de nudos observado en función de la temperatura acumulada desde el pinch se presenta en la fig. 2. los datos presentan una tendencia exponencial con alta tasa de aparición de nudos en las etapas iniciales de desarrollo del tallo, la cual disminuye en la época que antecede la aparición del botón floral y cesa con el inicio visible de su desarrollo. la tasa de aparición de nudos registró valores promedio de 0,714; 0,717 y 0,716 nudos/semana para los tratamientos 100caq, 65caq y 35caq, respectivamente. a partir de este comportamiento se plantea que el tipo de sustrato utilizado para establecer el clavel estándar cv. delphi no influenció la tasa de aparición de nudos, respuesta que también se corrobora en la fig. 2 y que probablemente obedece a que esta variable presenta una elevada dependencia genética. la tasa de aparición de nudos es similar a los 0,77 nudos/ semana determinados por baracaldo et al. (2010) en clavel cv. nelson cultivado en los mismos sustratos. parametrización y simulación con la tendencia de los datos y a partir del modelo exponencial modificado propuesto para estimar la temperatura base, se realizó la parametrización del modelo para la aparición de nudos y posteriormente se llevó a cabo la simulación. los parámetros estimados estadísticamente para el modelo se presentan en la tab. 2. la forma del modelo utilizado para la parametrización se refleja en la ecuación 4. nn= a(1-exp(-b(tac-(ddp*tb)))) (4) donde, nn, número de nudos; a, máximo número de nudos estimado por el modelo; b, tasa de crecimiento; tac, es la temperatura acumulada a partir del pinch; ddp, son los días después del pinch y tb, es la temperatura base. este modelo de tipo exponencial se utilizó previamente por pulido (2008), para determinar la tb en lulo sembrado en tres localidades de colombia; mientras que salazar figura 1. variación de la temperatura promedio diaria entre los meses de junio a noviembre de 2008, en el centro de biotecnología agropecuaria del sena, mosquera (colombia). 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0 30 60 90 120 150 te m pe ra tu ra ( ºc ) días después de pinch 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 500 1000 1500 2000 temperatura acumulada (ºc) 100caq 65caq 35caq n o. d e nu do s figura 2. número de nudos de tallos florales de plantas de clavel estándar cv. delphi cultivadas en tres tipos de sustratos, en función de la temperatura acumulada después de pinch. 100caq = 100% cascarilla de arroz quemada; 65caq = 65% de cascarilla de arroz quemada 35% de fibra de coco; 35caq = 35% de cascarilla de arroz quemada 65% de fibra de coco. 512010 lópez m., chaves, flórez r. y salazar: modelo de aparición de nudos en clavel... (2006) implementó un modelo no lineal segmentado para estimar la tb en uchuva sembrada en cuatro localidades del país. otros autores como ruiz et al. (2002) utilizaron un modelo de regresión cuadrática para la estimación de las temperaturas cardinales y duración del ciclo de un híbrido de maíz. la tb estimada en esta investigación es estadísticamente igual a 0°c, el mismo valor que larsen y gertsson (1992) determinaron para la elongación de entrenudos en crisantemo y cercano a 1°c estimado por bois et al. (2006) para aparición de hojas en quinua en condiciones controladas. de igual manera, es similar a los 2°c reportados por bertero (2001) para la aparición de hojas en quinua en condiciones de campo y a los 2°c determinados por stapper (2001) para la aparición de la espiga en trigo. la tb determinada es menor a la reportada para otros procesos fenológicos, como los 5,2°c para la aparición de hojas en rosa (mattson y lieth, 2007). el valor de tb estimado para la aparición de nudos en los tallos de clavel se puede explicar en función de las condiciones climáticas de su centro de origen. al respecto, office of the gene technology regulator (2005) indica que el rango de origen de los miembros del género dianthus abarca desde el sur de rusia hasta la grecia alpina y las montañas auvergne de francia. en este contexto, el género dianthus estaría adaptado a regiones frías. es importante aclarar que para determinar la tb no se utilizaron datos de temperatura y número de nudos de diferentes zonas o localidades del país, sino datos obtenidos de tallos f lorales de clavel establecidos en tres tipos de sustratos pero bajo una misma condición de temperatura. el modelo exponencial modificado representó adecuadamente la aparición de nudos de las plantas cultivadas en los tres sustratos. en la fig. 3 se presenta el número de nudos observados y simulados en función del tiempo térmico en grados día (gdd). los datos simulados siguen la misma tendencia de los datos observados; sin embargo, en la etapa final los valores simulados son ligeramente superiores a los observados. en términos generales el modelo de simulación presenta un ajuste adecuado, respuesta corroborada por el bajo valor (0,28) del índice estadístico de la raíz cuadrada del cuadrado medio del error (rsme). las tasas promedio de aparición de nudos observada y estimada por el modelo se presentan en la tab. 3. se infiere que el modelo estima de manera adecuada la aparición de nudos en los tallos florales de plantas de clavel estándar cv. delphi cultivadas en los tres tipos de sustrato. en todos los casos la sobreestimación en la tasa de aparición de nudos fue inferior o igual a 0,0043 nudos/d. tabla 2. parámetros estimados (a, b y tb), error estándar y límites de confianza del modelo de regresión exponencial para la tasa de aparición de nudos en clavel estándar cv. delphi en función del tiempo térmico. parámetro estimado error estándar límites de confianza** inferior superior a* 16,89 0,4324 16,02 17,76 b* 0,000799 0,000036 0,000727 0,000871 tb* 0,1194 0,0762 -0,0338 0,2725 *a, máxima tasa de aparición de nudos; b, tasa en la cual se alcanza a; tb, temperatura base estadística. ** intervalos del 95% de confianza. figura 3. aparición de nudos en tallos florales de clavel estándar cv. delphi en función del tiempo térmico en grados día (gdd). o100caq, o65caq, o35caq corresponden a los nudos observados para los sustratos 100% cascarilla de arroz quemada; mezcla de 65% cascarilla de arroz quemada 35% fibra de coco; y mezcla de 35% cascarilla de arroz quemada 65% fibra de coco, respectivamente. s100caq, s65caq, s35caq representan los nudos simulados para los mismos sustratos. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 500 1000 1500 2000 tiempo térmico (gdd) n o. d e nu do s o100caq s 100caq o65caq s 65caq o35caq s 35caq rsme= 0,2833 52 agron. colomb. 28(1) 2010 tabla 3. tasa promedio observada y estimada de aparición de nudos en clavel estándar cv. delphi, cultivado en tres tipos de sustrato. tipo de sustrato tasa observada (nudos/d) tasa estimada (nudos/d) diferencia (nudos/d) 100caq* 0,1020 0,1055 -0,0035 65caq 0,1024 0,1055 -0,0031 35caq 0,1023 0,1066 -0,0043 * 100caq = 100% cascarilla de arroz quemada; 65caq = 65% de cascarilla de arroz quemada 35% de fibra de coco; 35caq = 35% de cascarilla de arroz quemada 65% de fibra de coco. duración de la aparición de nudos en la tab. 4 se presenta el tiempo térmico necesario para que los tallos florales de clavel produzcan cada uno de los nudos, el botón floral y alcancen el pico de cosecha. a medida que el tallo floral incrementa el número de nudos, el tiempo térmico necesario para la aparición del siguiente nudo es más prolongado. por ejemplo, para la formación del nudo cinco se necesitaron 76,5 gdd acumulados a partir de la aparición de nudo cuatro, mientras que para la aparición del nudo 16 fueron necesarios 232,6 gdd contados a partir de la formación del nudo 15. este comportamiento indica que la aparición de nudos es un proceso acelerado en los primeros estadios de desarrollo, que se vuelve lento en la medida que transcurre el tiempo. tabla 4. tiempo térmico promedio entre aparición de nudos, botón floral y pico de cosecha en tallos de clavel estándar cv. delphi cultivado en sustratos. número de nudo días gdd1 gdd acumulados (tt)2 5 4,9 76,5 76,5 6 10,2 81,3 157,8 7 15,8 87,1 244,9 8 21,9 93,5 338,4 9 28,4 101,1 439,5 10 35,5 110,0 549,5 11 43,3 120,7 670,2 12 51,9 133,6 803,8 13 61,6 149,2 953,0 14 72,6 170,3 1.123,3 15 85,2 196,2 1.319,5 botón 88,0 43,7 1.363,2 16 100,3 232,6 1.552,1 pico de cosecha 143,8 863,3 2.226,5 1 gdd: grados día necesarios para la aparición del nudo siguiente 2 tt: sumatoria de grados día (gdd). un comportamiento similar fue reportado por baracaldo e ibagué (2006) para la longitud de los entrenudos del tallo floral de clavel cv. nelson cultivado en los mismos sustratos. los autores indican la existencia de una relación directa entre la longitud de los entrenudos 5 al 13 y el tiempo cronológico de aparición del nudo. de esta forma, los entrenudos más jóvenes (11, 12, 13) presentan mayor longitud que los entrenudos viejos (5, 6, 7). la aparición del botón floral se produjo como resultado de la acumulación de 1.363,2 gdd mientras que el pico de cosecha se presentó cuando el tallo floral acumuló 2.226,5 gdd, sumados a partir del pinch o despunte. la acumulación de temperatura necesaria para la aparición del botón es superior a los 1.245 gdd reportados para la aparición del primer botón floral en lulo (pulido, 2008). con base en la tb determinada en el presente trabajo, los requerimientos de tt presentados en la tab. 4 y la temperatura promedio obtenida a partir de los datos históricos registrados por la estación hobo entre los meses de septiembre de 2007 y junio de 2009 (15,38ºc), se desarrolló una tabla de monitoreo del desarrollo de clavel estándar cv. delphi orientada a conocer el estado del desarrollo del cultivo (atrasado, normal o adelantado), de acuerdo al tiempo en días y al número de nudos de los tallos florales. esta herramienta se presenta en la tab. 5. tabla 5. herramienta para el monitoreo fisiológico para clavel estándar cv. delphi, de acuerdo con el número de nudos, al tiempo en días transcurridos después del pinch (ddp) y al tiempo térmico (tt). evento fenológico ddp transcurridos tt nudo 5 5 76,5 nudo 6 10 157,8 nudo 7 16 244,9 nudo 8 22 338,4 nudo 9 29 439,5 nudo 10 36 549,5 nudo 11 44 670,2 nudo 12 53 803,8 nudo 13 63 953,0 nudo 14 74 1.123,3 nudo 15 87 1.319,5 botón floral 90 1.363,2 nudo 16 102 1.552,1 pico de cosecha 146 2.226,5 532010 lópez m., chaves, flórez r. y salazar: modelo de aparición de nudos en clavel... la herramienta de la tab. 5 es aplicable a los cultivos de clavel donde el pinch se realice cuando los tallos laterales centrales cuenten en promedio con 4 nudos. de acuerdo con la herramienta de monitoreo fisiológico se puede decir, por ejemplo, que cuando un cultivo de clavel estándar cv. delphi de la sabana occidente de bogotá tenga 44 ddp, es decir, 670 gdd debe presentar en promedio 11 nudos en los tallos laterales centrales. si luego de realizar la evaluación se encuentra un número de nudos inferior, se puede concluir que el desarrollo del cultivo está “atrasado” y, por tanto, es necesario planear estrategias de manejo orientadas a superar dicho “atraso”.. conclusiones el modelo desarrollado presenta un buen ajuste para las condiciones de estudio. para su validación, se recomienda su evaluación en otras localidades con diferentes condiciones medioambientales. la aparición de nudos en los tallos florales de clavel estándar cv. delphi presentó un comportamiento de tipo exponencial en función del tiempo térmico y se ajustó de manera satisfactoria a la curva de crecimiento de von bertalanffy. la tasa de aparición de nudos en el tallo floral fue igual para los tres sustratos evaluados. la temperatura base estimada a partir del modelo para la aparición de nudos en el tallo floral de clavel estándar cv. delphi fue de 0,12°c, con un número máximo de nudos estimado por el modelo de 16,89. la aparición de nudos en clavel es un proceso acelerado en los primeros estadios de desarrollo, que disminuye en la medida que transcurre el tiempo. de esta manera, para la aparición de los primeros nudos se necesita una menor acumulación de gdd con respecto a la aparición de los últimos nudos. la aparición del botón floral en los tallos de clavel estándar cv. delphi se produjo como resultado de la acumulación de 1.363,2 gdd, mientras que el pico de cosecha se alcanzó a los 2226,5 gdd, sumados a partir del pinch o despunte de las plantas. agradecimientos los autores agradecen a colciencias, al sena centro de biotecnología agropecuaria, a ceniflores asocolflores y a la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, sede bogotá, entidades financiadoras del proyecto producción más limpia de rosa y clavel con dos sistemas de cultivo sin suelo en la sabana de bogotá, en el marco del cual se desarrolló la presente investigación. a suata plant s.a. por donar el material vegetal y a brenntag colombia s.a. por suministrar las soluciones nutritivas. literatura citada angulo c., r. 2003. frutales exóticos de clima frío. bayer crop science, bogotá. asocolflores. 2008. actividades 2007. asociación colombiana de productores de flores, bogotá. baker, j., d. leskovar, v. reddy y f. dainello. 2001. a simple phenological model of muskmelon development. ann. bot. 87, 615-621. baker, 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development with territorial approach are introduced. five key elements of rural territorial development are examined. este artículo recoge las palabras introductorias al simposio internacional sobre desarrollo rural con enfoque territorial organizado por el grupo de investigación en gestión y desarrollo rural de la universidad nacional de colombia, celebrado en bogotá el 4 and 5 de marzo de 2010. como marco de las sesenta ponencias expuestas durante el evento, se introducen los conceptos de territorio y de desarrollo rural con enfoque territorial y se examinan cinco elementos claves para abordar esta temática. key words: planning, poverty, agriculture, capabilities. palabras clave: planeación, pobreza, agricultura, capacidades. introduction the international symposium on rural development with territorial approach held in bogota in march 2010 was a setting of academic interaction to conceptually and purposefully examine rural territorial development from experiences and analysis by organizations from civil society, academia, public institutions, and international agencies. interest lied in being aware of progress and testimonies on initiatives within the rural development with territorial approach, to contribute to its socialization and identification of policy proposals. this article seeks to present reflections on rural development with territorial approach, interpreting elements derived from the papers presented at the symposium. five categories or key analyses are proposed. concept of territory by nature, territory is a living reality and, thus, it is dynamic, flexible and with permanent possibilities for renovation. a territory without human beings is no longer a territory. humans give it its shape, contents and future. in addition to processes of territorial use and occupation, our relationship with its natural base, with its infrastructure and its services, with institutions and the market and, in general, our cohabitation relationships, directly or indirectly measured by those elements, bestow identity and quality to our territory. the identity of a territory is manifested by its economic and social features, demographic and cultural aspects, and environmental and political characteristics. if we deal specifically with the economic, that identity is constructed from leading sectors in its development, which result from the gradual process of specialization. our quality of life is associated to that of our territory. the symbiosis between one and the other is ever more evident. particularly in the rural environment, making it dependent on a direct and immediate relationship with increasingly scarce natural resources that require much more efficient management agreed upon collectively, and in which traditional and modern units of production coexist, whose interdependent development is necessary for long-term territorial competitiveness. concept of rural development with territorial approach hence, rural development, traditionally focused on the productive dimension of the rural population, must assign 430 agron. colomb. 28(3) 2010 more importance to the possibilities of benefiting from the varying potential of the whole territory. this assumes that small producers progress toward greater appropriation of what should be of their territory and, consequently, on new ways of relating to such. we believe that therein, in this inclusive design which emphasizes the quality of rural life as a great purpose, lays the key for rural development with territorial approach. this deals with the consensus construction of territorial strategic views from those sectors identified as key for fostering development, adding to such proposals to strengthen the role of the small producer. this would mean a transition from rural development centered on the productive unit that assumed territory as an exogenous or hardly modifiable variable to one that incorporates rural development as an endogenous variable, as a way of more decisively influencing upon the income and quality of life of the productive unit, whether it is or not agricultural in nature. what is important is the articulation of the specific activity with the territorial context in which it is located. carlos julio jara, director of iica sustainable rural development (costa rica), and germán escobar rimisp researcher will address in depth these concepts related to rural territorial development (escobar, 2010; jara, 2010). in 1961, eminent professor lauchlin currie, formulator of the national program for economic and social development “operación colombia”, suggested: “the model we propose for colombia is not one of a nation full of peasant proprietors working in their small properties with hand tools, but rather of a nation like canada or the united states where a relatively small number of large farm owners cultivating the best land and employing modern techniques and a lot of machinery, have reached enormous progress in agricultural productivity, with consequent welfare for their countries. the selection of these two models will be decisive for the future of colombia” (lópez, 1962). and added alluding to the smallholding that, more than employment, what is important is what the work produces and this unfortunately, is extremely low (currie, 1961). today, 50 years later, it is no secret that rural-urban migration has been more due to the crisis of the sector than to the transformation process of the agrarian structure, according to that desired by currie, with highly efficient producers of food and raw materials, and without poor smallholders who would have more productive jobs and better quality of life in the cities. in effect, for him the basic explanation of colombia’s backwardness lay in that about 60 or 70% of the workforce was unemployed (in disguised manner or dedicated to working with near-zero productivity), according to results of his analysis for the time (currie, 1965). alternately, it has not been possible to consolidate a development model based on strengthening land ownership and its equitable distribution, from the successful implementation of agrarian reform policies, as a strategy to deliver the countryside from poverty and the nation from its backwardness. we failed both ways. instead of the agrarian revolution posed by any of these two options, a combination of phenomena has occurred reinforcing a bimodal structure that evidence, in some instances, consolidation of nuclei of rural economy competitively articulated to markets and development of modern production systems appertaining to commercial agriculture; and, in others, sociopolitical degradation with implications on the concentration of property and in displacement of the population. of the eight-million agricultural workers that existed during the 60s, a population estimated around four-million remains, which continues being considerably important not only in terms of their contribution to employment and national output, but also to the nation’s political stability (garay et al., 2009). we could state that the agrarian reform and rural development policies integrated to the 70s and 80s already had ingredients of territorial vision, but without having resolved it, an issue addressed by absalón machado in his analysis of the historical context (machado, 2010). to deepen into these ideas, we present valuable international experiences: rosa gallardo from universidad de córdoba (spain) on the european case (gallardo, 2010); miguel da silveira from embrapa on the brazilian case from the perspective of the multi-functionality of family agriculture (d śilveira, 2010); maría oliva lizarazo from iica ecuador on the latin-american global vision; and álvaro rivas from universidad nacional de colombia on experiences in honduras. additionally, we have the presentations on mexico, bolivia, and guatemala by luis natividad, juan peter nina, and alma lorena del cid (del cid pérez, 2010), added to the contributions from universidad de caldas and from universidad nacional on conceptual approaches (aranda et al., 2010) and methodologies to identify territories (montoya et al., 2010). 4312010 molina: keys for rural territorial development certain keys for the rural development with territorial approach from the abstracts of the presentations and from our group experience, certain keys are suggested, some long-standing and not yet resolved, which are pertinent for the territorial approach and for the purposes of the symposium. first key: territorial planning the quality of a territory is directly associated to its planning, that is, to the solution of conflicts of land use and of its occupation by the people. this is one of the main problems of the rural nation. according to most revealing data we have on agriculture, there are only 4.9-million hectares when the vocation is in the order of 15-million, a low figure compared to the 114-million hectares in the national area. in pasture for livestock on the contrary, we have 42-million against a vocation of 18-million (igac, 2002). this means we are using more than twice of the suitable land for cattle raising and only a third of that suitable for agriculture. plans for rural municipal planning because their lack of financing and of sufficiently disaggregated primary information contradict consultation processes with the population. regarding the rural, these plans should have greater rigor and disaggregation at the countryside level, as a basic municipal subdivision, and should be elaborated in participative manner. otherwise, we will continue with exercises not pertinent to the realities we are seeking to modify. to illustrate this first key, we present several works from universidad nacional (palmira, medellín, bogotá, and idea branches), from universidad distrital, and from fundación esawá. second key: rural poverty and local capabilities rural poverty has been a historic constant. according to the mission for the connection of the series of employment, poverty and inequality (mesep, 2008), the estimation for 2008 indicates that of the 11,048,014 rural inhabitants in colombia (equivalent to 25% of the country’s total population), 65.2% are poor, i.e., 7,203,170 inhabitants. agricultural workers, being the poorest in the rural environment, correspond to at least the rural indigent population that, according to the same source, amounts to 3,601,685 inhabitants. this dramatic reality cannot be disregarded. life in the rural world continues closely linked to agricultural activity: 74% of the rural homes are related to agriculture (crece, 2006). but the economic diversification of the rural world is also undeniable, as an indicator of adaptation to the new development challenges. diversification and specialization, accompanied by the generation of productive employment and incomes, by technological development and innovation, by changes in the structure of the property, and by new territorial possibilities for broad population sectors, by endogenous development and by construction of interregional balances to mitigate the lag of the most backward regions, are ways of facing the multi-causal phenomenon of rural poverty. on this broad variety themes, we will have presentations from esap (higher school for public administration) on food safety and territorial development, from the council on competitiveness in nariño on competitiveness and agro-ecology (ruiz, 2010); from iica (inter-american cooperation institute for agriculture) on adoption of territorial approaches based on the experiences in southern tolima; from ecofibras on natural fibers in curití (santander); from the faculty of veterinary medicine and zoo-technology at universidad nacional on milk commercialization channels in the province of sugamuxi, ornamental fish production in the amazon, and plantain problems in quindío; and from the agricultural entrepreneurial provincial center (agrosur) in huila. but the issue of rural poverty does not only afflict agricultural workers, who represent 60% of the rural poor. identifying the other sectors is a fundamental task in each territory. the perspective of rural development with territorial approach must serve to visualize new strategies of attacking rural poverty from all the population sectors. with this logic in mind, strengthening the local capacities is the order of the day. there are several papers addressing this topic. we cite those from the management and rural development group at universidad nacional (pachón, 2010), (parrado, 2010a), (ángel, 2010), the one from universidad nacional at palmira on the collective construction of endogenous growth, the one from universidad de caldas on the importance of traditional knowledge, the one from corpoica and from the pba corporation addressing participant rural innovation and rural extension, as mechanisms of participation to bridge the communication gap between state institutions and the population (gutiérrez, 2010). additionally, some reflections on rural productive enterprise and human rights and sustainability are addressed in papers from 432 agron. colomb. 28(3) 2010 corporación plantta (salcedo, 2010) from universidad de la salle (murcia, 2010) and from the rural management corporation (chaparro, 2010). strong state support to employment and income productive projects is a necessity, which generates accumulative impacts in development and in combating pover t y. thus, understanding the main tendencies of agricultural development is a necessary framework to set paths for rural development, concerning the challenge of making small producers participants of the possibilities offered by the new production dynamics and the expanding markets. doctor juan josé perfetti illustrates on the issue (perfetti, 2010). it is surprising that, with state support to productive projects of employment and income generation to decisively attack poverty, it is difficult to institutionalize suitable instruments, proven by initiatives of international cooperation. we are referring, for example, to the proposals of the midas program presented in one of the papers. enhancing local capacities also assumes addressing another new theme among us. it is the structuring of regional networks that involve public and private players (bayona et al., 2010). this means that relationships among players in a territory gain in diversity and content around purposes of common benefit. these networks would start from a basic level of mutual awareness among players, but would have a potential for evolution toward cooperation among its members and toward higher levels of association, on the basis of values like solidarity and trust. the role of the state is decisive in promoting those networks, when dealing with territories with unarticulated players. nevertheless, that role should start losing importance with the development of the networks (perfetti et al., 2009). the aforementioned places us in the field of local institutions. for the rural poor to access state policies, including those designed to favor them; a strong local institution is required. experience shows that, in addition to formulating good policies, there should be conditions for these to reach the poor. without strengthening local institutions, there is little that can be done. the problem lies in the lack of resources in many municipalities, because of the few central government transferences or their low fiscal effort. it is desirable that the territorial institutions assume a leading role in their economic development, overcoming inefficient public management, more concerned on spending than on setting results and accountability for achievements. the creation of wealth by the private sector should revert, via estate taxes, to strengthening territorial administrations. in this sense, much still needs to be done: according to the geographic institute igac (instituto geográfico agustín codazzi) figures, even though during the 2000 to 2009 period the appraisal of the rural zone increased by 10.8% annually, only 52.8% of the rural properties are updated (igac, 2009). complementarily to local institutional strengthening, it is convenient for national policies to have highly qualified and decentralized teams for territorial accompaniment, which promote and monitor the application of those policies and facilitate self management. but there are also territories where creation of new institutions is required. these are areas of poverty and of agrarian boundary, affected by illicit crops and violence, which are hardly starting a reconversion process towards the legal economy. in such, for some years consolidation plans have been conducted, through the coordinated presence of national programs. given that the future of the state in those zones is at stake, it is fundamental to progress in the creation of new local institutions in line with those contexts, to offer opportune and effective responses by the state to basic problems of social insertion. institutions, as designed from the national level, do not have the capacity to respond to that challenge. the issue of illicit crops and violence incorporates particularities to rural development in colombia, especially in affected areas. papers like the one from the social corporation for community advise and training in casanare and the one from the agricultural workers association from valle del río cimitarra will address this issue from their territorial realities. enhancement of local capacities is also effective in the multiplication of policies for the rural environment. policies from the ministry of agriculture, formerly the most important for the rural environment, are now among many coming from a great diversity of sectors: in 2006, 278 programs had been identified for rural environment, distributed into 10 areas of policy and 32 participating institutions (iica, 2006). those local capacities are indispensible to channel national resources toward territories that increasingly compete for them. third key: land tenure and agrarian structure within contexts of profound inequities in the distribution of property, it is very difficult to unleash real processes of 4332010 molina: keys for rural territorial development rural development with a territorial approach, i.e., to construct territories offering options for everyone. we feel that agrarian reform and rural territorial development are two sides of the same coin: one cannot be addressed without the other. the problem afflicting the nation in this aspect continues being extremely serious. igac in its atlas on land tenure in colombia, based on cadastral records, son to be published, ratifies it thus: increased gini coefficient in the last 30 years and increase of the national average of the property. for a state that has suggested agrarian reform policies for the last 60 years, it has been complicated to carry out effective redistribution processes, because of the lack of true political will and because of being lost in a legal labyrinth. disorganized migration to urban centers or to aperture areas of the agrarian frontier has meant assuming enterprises destined to fail under squalid living conditions, either because of the lack of adequate housing and employment, or because of distancing from economic circuits. constructing territory under these conditions of instability is a task with enormous obstacles. the nation requires a new agrarian reform policy that, from the perspective of rural development with territorial approach, rigorously incorporates novel elements on which the state has advanced. we are referring to studies of the conflict of use, to that of the vegetal coverage, to that of the ecosystems, to that of the soil which indicate their potentials and qualities, and to those of land tenure, added to the municipal data bases in socioeconomic, cadastral, real estate taxes, and fiscal terms. conjugating and superimposing all these variables by regions; currently, the nation has excellent technical possibilities to suggest a more coherent agrarian reform. the answer continues being a firm policy decision. the aforementioned leads us to proposing that management of rural territorial development policies should be assumed from two complementary approximations: the local and the national. there are policies that must be addressed from the national level. the agrarian reform is one of them. there are also policies that should be placed within the local, as those generating local capacities, according to that already stated. fourth key: the local dimension and its relationship with the national dimension we must overcome the disagreement between the sectorial and territorial approximations. they are not exclusive; on the contrary, both are necessary. the problem is that in colombia the sectorial policy tends to be self-centered, disconnected from other sectors and ignoring the territorial views, crucial for their success. we try to establish a dialogue and feedback between both types of policies. whenever warranted, the sectorial policies should have adaptive flexibility to regional particularities and the territorial levels must strengthen their technical capacities. unfortunately, many municipal or departmental plans continue being a sum of sectorial proposals that do not integrate a territorial vision. likewise, there are policies that should stem from the territorial orbit and be from its direct incumbency. this is a rather unexploited field of work of availing of complementarities with national policies. here we find interesting developments in municipalities neighboring big urban centers. bogota, for example, has established its own policy to support rural municipal zones to improve the supply of food products to the capital. these themes of urban-rural relationships will be addressed and presented by universidad javeriana, universidad nacional at medellín, universidad de caldas, universidad nacional at bogotá (parrado, 2010b), and the secretary for the economic development of bogotá. fifth key: contextual formation and disciplinary formation the role of academia in the rural sector, regarding the formation of professionals in rural development, should be based on recognizing that human beings are a vital constitutive part of our territories, which we construct and transform, and that in the final analysis, we are the subject of work of territorial development. the multiple relationships of human beings with their territory constitute integrality. merely for the study’s convenience, we separate each of those relationships with: the market, production, natural resources, family, neighbors, production unit, and institutions. we also overlook that men and women as couples constitute units that are complemented in decisions and actions. it is wrong to assume that each of those parts constitutes an autonomous and hermetic whole. we forget that said fragmentation by parts is merely for convenience. organized construction isolated structures of analysis is dangerous, given that we design a reality that does not exist. upon stumbling on the dismembered, articulation elements are neglected or are lost in analysis. the university’s function is to provide structuring formation in capacity for synthesis and formulating relationships. professionals trained in rural development should 434 agron. colomb. 28(3) 2010 not only master the discipline’s tools of analysis that give identity to their career, but they should also be familiarized with dealing with complex economic, social, policy, ecologic, cultural, and demographic interrelations, as well as important phenomena in the life of a territory. these professionals must know how to observe and unbind participative processes, find a balance between the ideal and the desirable against the practical and the possible; and they must know how to establish alternatives and select priorities. finally, they must know how to contextualize and contextualize themselves. in careers like agricultural engineering, just to cite one, which is at the heart of rural development, there are tensions between disciplinary formation and contextual or relational formation. while the disciplinary increases in specialization in light of the rapid developments in science, the contextual gains complexity through multiplication of relationships and the rate of changes in the environment. we are convinced that the contextual formation is greatly beneficial for professionals, given that in the short term it will help them clarify their individual inclinations and preferences and in the long term it will permit them to work better in their field of discipline. to progress in that formation, we believe the university-territories link should be strengthened. we will have several papers on t hese t hemes li ke t he one f rom universidad de cundinamarca and agrovisión on the agronomist required by colombia, the one from instituto universitario de la paz (la paz university institute), the one from corpoica on comprehensive training of communities, the one from the collective of rural integration from the faculty of agriculture at universidad nacional (chiquillo, 2010) (beltrán del río and lópez, 2010), and the one on strategy from the group on rural management and development at universidad nacional (molina, 2010). conclusions the challenges of rural environment in terms of territorial organization, of struggle against poverty, of construction of local capacities, of equity in land distribution, of harmonization of sectorial and territorial policies, and of formation of human resources, invite to the search for new approximations to rural development that incorporate a broad and integrating view of the territory. the response to the invitation call to the international colloquium on rural development with territorial approach, held in 2010, indicates that there are multiple experiences from academia, civilian organizations, public institutions, and international agencies, with valuable input and contributions to progress in methodologies and proposals of rural territorial development policy. the international presentations also highlight that many countries in latin america are delving in the conceptualization of rural territorial development and are progressing in a dynamic focused on the construction of rural territories that recognizes the leading and multifunctional role of family agriculture. literature cited ángel, j.e. 2010. capacidades locales para el desarrollo rural con enfoque territorial. caso provincia oriente de cundinamarca colombia. pp. 45-46. in: memorias primer coloquio en desarrollo rural con enfoque territorial. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogota. aranda, y., j. combariza, g. muñoz, and c. parra. 2010. el concepto de desarrollo territorial rural: una revisión y aportes para su construcción. pp. 100-101. in: memorias primer coloquio en 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innovación participativa en cundinamarca y boyacá – colombia. pp. 87-88. in: memorias primer coloquio en desarrollo rural con enfoque territorial. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogota. igac, instituto geográfico agustín codazzi. 2002. zonificación de los conflictos de uso de las tierras en colombia. bogota. igac, instituto geográfico agustín codazzi. 2009. análisis geográficos no. 42. bogota. pp. 47, 49. iica, inter-american institute for cooperation on agriculture. 2006. observatorio de territorios rurales, bogota. jara, c. 2010. territorios y universidad. pp. 1-13. in: memorias primer coloquio en desarrollo rural con enfoque territorial. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogota. lópez, p. 1962. la operación colombia y el impase de la burguesía. estrategia 1, 11. machado, c.a. 2010. lecciones del desarrollo rural, desafíos y enfoques del desarrollo rural. pp. 17-24. in: memorias primer coloquio en desarrollo rural con enfoque 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0,7; 1,4 y 3,0 meq·100g-1), b (0; 0,5; 1,0 y 2,0 ppm) y s (0, 10, 20 y 40 ppm) sobre el contenido de azúcares reductores y la gravedad específica de la papa variedad diacol capiro, en dos tipos de suelo. se utilizó un diseño central compuesto 3×2×3×2 para el nivel de 1.500 kg·ha-1 y 2×2×2×2 para los niveles de 500 y 3.000 kg·ha-1. la fertilización con 500 kg·ha-1 de npk presentó en ambos suelos los mejores resultados para gravedad específica. en el suelo de santa rosa los niveles de 1.500 kg·ha-1 y 3.000 kg·ha-1 no mostraron diferencias estadísticas para los azúcares reductores con valores promedio de 0,750 y 0,631, respectivamente; el nivel de 500 kg·ha-1 presentó un promedio de 0,918. en el suelo de la unión esta variable no presentó diferencias estadísticas en los niveles npk evaluados. los niveles de ca, mg, b y s no tuvieron un efecto estadísticamente significativo sobre la gravedad específica ni sobre el contenido de azúcares reductores de los tubérculos. this research was carried out to evaluate the effect of three npk levels of soil (500; 1,500 and 3,000 kg·ha-1) in combination with ca (0, 2, 3 and 7 meq·100g-1), mg (0, 0.7, 1.4 and 3.0 meq·100g-1), b (0, 0.5, 1.0 and 2.0 ppm) and s (0, 10, 20 y 40 ppm) on reducing sugar content and specific gravity in the diacol capiro potato variety under two soil types. a composite central design 3x2x3x2 for 1,500 kg·ha-1 level, and 2x2x2x2 for both 500 and 3,000 kg·ha-1levels were used. the npk fertilization with 500 kg·ha-1 showed the highest specific gravity average for both evaluated soils. for santa rosa soils, the fertilization levels 1,500 kg·ha-1 and 3,000 kg·ha-1 reported no statistical difference for the reducing sugar content with average values of 0.750 and 0.631, respectively; the level of 500 kg·ha-1 showed an average of 0.918. for the la unión soil there were no significant differences in the npk levels evaluated. the evaluated ca, mg, b and s levels did not have a significant effect on the specific gravity or on the reducing sugar content of the tubers. key words: reducing sugars, specific gravity, fertilization on andisoils. palabras clave: azúcares reductores, gravedad específica, fertilización en andisoles. fecha de recepción: 13 de febrero de 2008. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 1 ingeniero agrónomo, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín, capalaci@unalmed.edu.co 2 profesora asociada, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. sjaramal@unalmed.edu.co 3 profesor asociado, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, medellín, lhgonzal@unalmed.edu.co 4 profesor asociado, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. jmcotes@bt.unal.edu.co agronomía colombiana 26(3), 487-496, 2008 efecto de la fertilización sobre la calidad de la papa para procesamiento en dos suelos antioqueños con propiedades ándicas effects of fertilization on the industrial quality of potato in two antioquian andisol soils carlos a. palacios b.1, sonia jaramillo v.2, luis h. gonzález s.3 y josé m. cotes t.4 introducción el cultivo de la papa juega un papel importante en el sistema de alimentación global, contribuye a los requerimientos energéticos y de nutrientes de más de dos mil millones de personas en los países en desarrollo y es producida y consumida en su mayoría por los agricultores más pobres (cip, 1998). en colombia la principal actividad agrícola de clima frío es el cultivo de la papa, dicha actividad se encuentra distribuida a lo largo del territorio en un área de más o menos 110.000 ha·año-1 y la producción en 2007 fue de 1,9×106 t (faostat, 2008). el promedio de rendimiento de papa en colombia se encuentra alrededor de 17 t·ha-1, un rendimiento bajo donde pesa mucho el hecho de que un 85% del cultivo se explota en condiciones de minifundio, con limitaciones de tipo económico y tecnológico (cevipapa, 2004). el cultivo de papa en colombia se lleva a cabo en suelos con características ándicas especiales debido a que tienen sus orígenes en materiales volcánicos; son suelos de medio a alto contenido de materia orgánica, altamente fijadores de fosfatos, densidades aparentes bajas y texturas francas a arcillosas, con presencia de arcillas amorfas (alofana e imogolita), con alta retención de agua y complejos aluminio-humus. por lo general estos suelos presentan una capacidad de intercambio catiónico (cic) de media a alta, sin embargo muestran respuesta favorable a la aplicación de fertilizantes fosfóricos y potásicos, secundarios y menores (espinoza, 1998). 488 agron. colomb. 26(3) 2008 la industria de papa ha definido claramente las características que debe poseer un tubérculo para su procesamiento industrial, lo que la lleva a preferir algunas de las variedades que habitualmente siembran los agricultores. en la actualidad la demanda industrial se ha concentrado en más del 70% en la variedad diacol capiro. sin embargo, la estacionalidad de la producción, la variabilidad en la calidad de la semilla y la influencia de los intermediarios obliga a utilizar diferentes variedades (luján y arévalo, 1992). el valor de mercado que obtienen los productores de papa para la industria se basa en una combinación de rendimiento y factores de calidad del tubérculo (davenport, 2000). las características de especial interés para el procesamiento incluyen un bajo contenido de azúcares reductores (glucosa y fructosa) y una alta gravedad específica (gaur et al., 1999). existe un rango óptimo de gravedad específica para la papa industrial. talburt y smith (1967) indican que la gravedad específica de los tubérculos depende del porcentaje y la densidad de la materia seca y del porcentaje de aire en los tejidos. para las plantas procesadoras de chips es necesario tener tubérculos con valores de gravedad específica superiores a 1,090. sin embargo guenthner (2001) menciona que valores inferiores a 1,078 son penalizados por la industria procesadora, mientras que valores superiores se favorecen con mejoras en el precio de compra de la materia prima. el contenido de materia seca se relaciona directamente con el rendimiento en la fritura, la absorción de aceite y la textura del producto industrializado (pereira, 1987). agle y woodbury (1968) (schippers, 1976) reportan que la relación gravedad específica-contenido de materia seca es afectada por la variedad, la zona de producción y las condiciones de almacenamiento. la gravedad específica, además, tiene una correlación negativa con el contenido de azúcares reductores (iritani y weller, 1974; salamoni et al., 2000). hernández (1992) afirma que el contenido de azúcares reductores (glucosa y fructosa) en papa parece ser el mayor factor para estimular los atributos de calidad interna para procesamiento. estos deben ser inferiores a 0,25% o, preferiblemente, estar por debajo de 0,1% al momento de su proceso. de acuerdo con kumar et al. (2007), tubérculos con alto contenido de azúcares reductores totales (> 2%) se consideran no aptos para procesamiento de chips. los azúcares reductores en altas concentraciones ejercen una influencia negativa sobre el color de las papas fritas (pereira y campos, 1999; pereira et al., 1993), produciendo un oscurecimiento causado por la reacción entre los grupos reductores (grupos aldehídos) de los azúcares y los grupos aminos de los aminoácidos durante la fritura, conocida como la reacción de maillard (beukema y van der zaag, 1990; gaur et al., 1999). la concentración de azúcares reductores depende de la variedad, de las condiciones de crecimiento, la madurez y las condiciones de almacenamiento (pereira et al., 1993). el procesador puede hacer algunos ajustes al color durante la fritura, en principio, manipulando las condiciones de blanqueamiento. defectos como quemaduras de sol, necrosis, azúcares finales, magulladuras y manchas de color marrón influyen negativamente en la apariencia de las papas fritas y reducen su valor en el mercado (scanlon, 2003). en antioquia se han realizado muy pocos experimentos para evaluar el efecto de la aplicación de los elementos menores sobre el rendimiento y la calidad industrial de la papa, a pesar de conocerse que son muy frecuentes, en las tierras de clima frío, los contenidos bajos de manganeso, zinc, cobre y boro (muñoz, 1985). el presente trabajo tuvo como objeto evaluar el efecto de diferentes niveles de fertilización con npk combinada con calcio, magnesio, boro y azufre sobre la calidad de la papa para procesamiento en la variedad diacol capiro en dos suelos tipo andisol del departamento de antioquia. para ello se evaluaron la gravedad específica y el contenido de azúcares reductores con tres dosis de npk: baja, media y alta (500, 1.500 y 3.000 kg·ha-1), todas ellas aplicadas en relación 1:2:2. metodología material edáfico se transportaron al centro de investigación e innovación agropecuaria y forestal (paysandú, universidad nacional de colombia) aproximadamente 20 t de suelo de los municipios de la unión y santa rosa de osos, antioquia. ambos se caracterizan por ser suelos derivados de cenizas volcánicas, con propiedades ándicas, es decir, con una alta retención de fosfatos, densidad aparente inferior a 0,90 g·cm-3, altos contenidos de materia orgánica, pero inferiores a 43% (jaramillo, 1995). el suelo procedente del municipio de la unión estaba bajo un sistema de producción de papa en rotación con pastos, mientras que el municipio de santa rosa de osos estaba en barbecho y presentaba alguna contaminación de otros materiales parentales (arias y loaiza, 2002). 4892008 palacios b., jaramillo v., gonzález s. y cotes t.: efecto de la fertilización sobre la calidad de la papa para procesamiento en dos suelos antioqueños... en los lugares seleccionados para tomar las muestras de suelos se realizó una minicalicata de 25×25×25 cm para determinar el origen taxonómico; posteriormente se retiró la cobertura vegetal, pasto kikuyo (penissetum clandestinum l.), principalmente en la unión, y rastrojos bajos con alta proporción de helechos (pteridium spp.), en santa rosa de osos. el suelo u horizonte a se extrajo de la menor área posible, con el objeto de minimizar la variabilidad en sus propiedades físicas, químicas y biológicas. análisis de laboratorio se tomaron muestras para cada tipo de suelo y se llevaron al laboratorio de suelos de la universidad nacional de colombia, sede medellín, para realizar los análisis de caracterización química, además de pruebas de incubación de cada suelo en invernadero usando como fuentes de elementos carbonato de calcio, carbonato de magnesio, ácido bórico, sulfato de amonio. para la incubación las muestras se homogenizaron y luego se pasaron por una malla de 4 mm con el fin de desagregar los terrones más grandes y no dañar la estructura original del suelo. diseño experimental en campo y variables a evaluar se utilizó semilla de papa variedad diacol capiro certificada por el ica y suministrada por fedepapa. el proceso de brotación fue acelerado colocando la semilla bajo luz difusa y aumentando la temperatura; adicionalmente se asperjó con ácido giberélico a 2 ppm. se evaluaron tres niveles de npk (grado 1:2:2) en dosis de 500, 1.500 y 3.000 kg·ha-1 para representar niveles de uso de fertilizantes bajo, moderado y alto, respectivamente. para el nivel moderado se utilizó un diseño central compuesto modificado con un núcleo factorial 3×2×3×2 para calcio, magnesio, boro y azufre, respectivamente, más cuatro puntos adicionales, para un total de 40 unidades experimentales por cada tipo de suelo. para los niveles bajo y alto se utilizó un diseño central compuesto tradicional con un núcleo 2×2×2×2 para calcio, magnesio, boro y azufre, respectivamente, más cuatro puntos adicionales, para un total de 20 unidades experimentales por cada tipo de suelo. de esta forma fueron necesarias 160 unidades experimentales para evaluar los efectos principales y las interacciones dobles para los nutrimentos en los tres niveles de fertilización tradicional propuestos y en los dos tipos de suelo. se evaluó la gravedad específica en tres clases o categorías de tubérculos de acuerdo con su tamaño (≤ 2 cm, 2-4 cm y 4-6 cm) y el contenido de azúcares reductores en tubérculos de 4-6 cm. para el análisis de los datos se utilizó el programa sas system v. 9.1.3. unidades experimentales en el centro de investigación e innovación agropecuaria y forestal (paysandú) se retiró el horizonte a del lote escogido, con el fin de evitar interferencias en los resultados. se niveló el terreno y con bloques de cemento de 20 cm de alto y 40 cm de largo se construyeron 160 parcelas de un metro cuadrado y se depositó cada tipo de suelo en 80 parcelas. adicionalmente se instaló un sistema de riego por goteo autocompensado para garantizar el balance hídrico óptimo en la unidad experimental. los tratamientos (fertilizantes) se aplicaron de acuerdo con los resultados de los análisis de incubación del suelo. se colocaron 9 tubérculos/m² brotados, teniendo en cuenta la homogeneidad de los tamaños y la misma profundidad; por último se taparon procurando que el suelo tuviera buen contacto con la semilla. determinación de la gravedad específica y del contenido de azúcares reductores para gravedad específica (ge) se tomaron muestras al azar de cinco tubérculos, de cada una de las categorías determinadas con la ayuda de tamices, que permitían la separación de los tubérculos de acuerdo con su diámetro, para un total de 15 tubérculos/parcela. para determinación de la ge se empleó el método del peso en agua y peso en aire (murphy y goven, 1959), el cual se aplicó para cada uno de los tubérculos: ge = paire / (paire – pagua). para la determinación de contenido de azúcares reductores se utilizó el método del ácido dinitrosalicílico, para el cual se preparó el reactivo modificado de summer, compuesto por 1% de ácido 3,5-dinitrosalicílico, 0,2% de fenol, 0,05% de bisulfito de sodio y 1% de hidróxido de sodio, w/v. adicionalmente se preparó una solución de sal de rochelle con tartrato de sodio y potasio en una concentración de 40% p/v. para la construcción de la curva estándar se partió de una solución patrón de glucosa con una concentración de 1 mg·ml-1; esta solución se conservó en refrigeración hasta el momento de usarla. se estableció una escala estándar de 0 a 1 mg·ml-1 tomando volúmenes de 0, 5, 7, 10, 17, 20 y 25 ml de la solución patrón de glucosa y completando a 25 ml con agua destilada en balones volumétricos. se tomaron alícuotas de 3 ml de cada una de las soluciones 490 agron. colomb. 26(3) 2008 de la escala estándar, se llevaron a tubos de ensayo con 3 ml de agua destilada y 3 ml del reactivo modificado de summer, se agitó y se llevó a un baño maría durante 15 min, posteriormente se retiraron los tubos del baño maría y se agregó a cada tubo 1 ml de la solución de sal de rochelle preparada anteriormente; los tubos se enfriaron con agua a la temperatura ambiente. las soluciones de la escala estándar se llevaron al espectrofotómetro para realizar las lecturas de la absorbancia a una longitud de onda de 575 nm, utilizando la solución con concentración de 0 mg·ml-1 de glucosa como blanco para llevar a cero absorbancia el espectrofotómetro. con los datos obtenidos se realizó un análisis de regresión y se obtuvo la siguiente curva patrón (r2=0,9909): porcentaje de azúcares reductores = 0,0114 + 0,0011×absorbancia con base en esta curva patrón se obtuvieron los niveles de azúcares para cada una de las unidades experimentales. resultados y discusión gravedad específica en el suelo procedente de santa rosa la gravedad específica para tubérculos entre 4 y 6 cm fue superior cuando se aplicó una dosis de 500 kg·ha-1 de npk, mientras que no hubo diferencias estadísticas para los tratamientos con 1.500 kg·ha-1de npk y 3.000 kg·ha-1de npk, obteniéndose promedios de 1,1033; 1,0953 y 1,0945, respectivamente. en el suelo procedente de la unión se encontraron diferencias estadísticas en todos los tratamientos, obteniéndose promedios de 1,1021; 1,0981 y 1,0894, respectivamente (figura 1a). para los tubérculos entre 2 y 4 cm el suelo procedente de santa rosa no mostró diferencias estadísticas entre los tratamientos con 500 kg·ha-1de npk y 1.500 kg·ha-1 de npk, obteniéndose promedios de 1,1047 y 1,1010. los tratamientos con 3.000 kg·ha-1de npk mostraron un promedio de 1,0976. los tratamientos evaluados en el suelo de la unión mostraron diferencias en todos sus niveles, obteniéndose valores promedio de 1,1118; 1,1027 y 1,0959, respectivamente (figura 1b). en el caso de tubérculos con diámetro igual o menor de 2 cm los tratamientos en el suelo de santa rosa evaluados no presentaron diferencias estadísticas entre las dosis 500 kg·ha-1de npk y 1.500 kg·ha-1de npk, en las cuales se observaron valores promedio de 1,1097 y 1,1043, respectivamente. los tratamientos con dosis de 3.000 kg·ha-1de npk presentaron un valor promedio de 1,1014. para el caso de los tratamientos evaluados en el suelo de la unión ninguna de las dosis mostró diferencias estadísticas, pero los valores obtenidos fueron superiores a los valores de los tratamientos del suelo de santa rosa, con valores promedio de 1,1201; 1,1087 y 1,1068, respectivamente (figura 1c). de acuerdo con los resultados obtenidos se puede asegurar que, cuando los niveles generales de la fertilidad se incrementan, la gravedad específica de los tubérculos decrece, lo cual confirma los resultados presentados por kunkel y holstad (1972), talburt y smith (1967), nash (1942), blood y haddock (1939) y prince et al. (1940). estos autores afirman que cultivos de papa con bajas tasas de aplicación nitrogenada producen maduración temprana y generalmente gravedades específicas más altas que cultivos con altas aplicaciones de nitrógeno, lo cual concuerda con los resultados obtenidos tanto en el suelo de la unión como en el de santa rosa. con respecto a los niveles de fósforo, talburt y smith (1967) afirman que las aplicaciones de este elemento raramente presentan efecto sobre la materia seca de los tubérculos de papa; mientras que quick y li (1980) reportaron un apreciable incremento en el porcentaje de almidón y en la materia seca, con la aplicación de diferentes niveles de fósforo. por otro lado, davenport (2000) reporta que existe una pequeña pero estadísticamente significativa reducción en la gravedad específica del tubérculo cuando se aplicó k, pero no encontró diferencia entre kcl y k2so4. smith y nash (1941) informan un decrecimiento progresivo en la gravedad específica en papas de la variedad smooth rural desde 1,097 con aplicaciones de 1.120 t·ha-1 del fertilizante 4-8-8 hasta 1,084 con aplicaciones de 3.362 t·ha-1. schippers (1968) estudió cuatro variedades de papa para las cuales el potasio mejoró el rendimiento del tubérculo, pero el incremento del rendimiento se contrarrestó por una disminución en el contenido de materia seca. además de la reducción en la gravedad específica, con altas dosis de potasio, la reducción adicional ha sido demostrada con el uso de kcl en comparación con el uso de k2so4 (dole et al., 1978). nótese que los valores obtenidos para gravedad específica son aparentemente muy altos (>1,09) en todas las categorías; esto puede estar relacionado con el genotipo. devaux et al. (1998), al evaluar tres niveles de materia orgánica (estiércol de ovino): 5, 10, 15 t, en 35 variedades nativas de papa amarilla en la sierra central del perú, encontraron valores hasta de 1,2 para la gravedad específica. además, 4912008 palacios b., jaramillo v., gonzález s. y cotes t.: efecto de la fertilización sobre la calidad de la papa para procesamiento en dos suelos antioqueños... bajos y su aporte en términos prácticos es poco apreciable. andrade (1997) reporta que por cada incremento de 0,005 en la gravedad específica se produce un aumento del 1% en el rendimiento de hojuelas o chips. un estudio adelantado por mica (1975), en el cual se evaluó el efecto de la aplicación de varias cantidades de boro, magnesio y zinc, sobre el crecimiento, el rendimiento y la calidad industrial en papa, encontró que el boro y el magnesio incrementaron el peso de los tubérculos al final del periodo de floración, pero la calidad de la papa, expresada por su composición química, no fue materialmente alterada por la aplicación de boro, magnesio y zinc. además, talburt y smith (1967) afirman que en algunas zonas productoras de papa se ha demostrado que algunos elementos menores se encuentran en cantidades deficientes para los lotes de mayores rendimientos y mejor calidad. talburt y smith (1967) afirman que existe una relación entre la gravedad específica de los tubérculos y el contenido de calcio. tekaling y hammes (2005) afirman que altos valores en la gravedad específica y en el contenido de materia seca de algunos cultivares pueden atribuirse a una alta eficiencia de las variedades para desviar más materia seca hacia los tubérculos. la variedad diacol capiro, objeto de este estudio, parece ser muy eficiente en dicho proceso de traslocación. dean (1994) indicó que, aunque el contenido de materia seca de los tubérculos está influenciado por el tamaño de estos, por las condiciones ambientales y por las prácticas culturales, dicho contenido parece ser genéticamente controlado; esto ratifica la importancia del cultivar respecto a la calidad industrial de la papa. al evaluar los modelos de regresión ajustados para observar el efecto individual de cada uno de los elementos menores y el efecto producido por sus interacciones sobre la gravedad específica de cada una de las categorías de tubérculos (tablas 1 y 2), se puede observar que los valores obtenidos, aunque estadísticamente significativos de cero, son muy figura 1. a) gravedad específica para tubérculos entre 4 y 6 cm; b) gravedad específica para tubérculos entre 2 y 4 cm; c) gravedad específica para tubérculos ≤ 2 cm; d) azúcares reductores de tubérculos, calculada a 60 °c; en dos zonas de antioquia. promedios con letras distintas indican diferencias significativas entre las dosis de cada tipo de suelo, según la prueba de tukey (p≤0,05). 1,08 1,10 1,12 1,14 santa rosa la unión 1,08 1,10 1,12 1,14 a 1,08 1,10 1,12 1,14 g ra ve da d es pe cí fi ca 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 g ra ve da d es pe cí fi ca g ra ve da d es pe cí fi ca 500 1500 300 niveles de npk (kg·ha-1) niveles de npk (kg·ha-1) 500 1500 a c a b b a b c a zú ca re s re du ct or es a ab b a b c 500 1500 300 niveles de npk (kg·ha-1) b niveles de npk (kg·ha-1) d 500 1500 300300 a b b a a a a ab a a b 492 agron. colomb. 26(3) 2008 tabla 1. coeficientes de regresión ajustada en el suelo de la unión para gravedad específica en tubérculos entre 4 y 6 cm (grav4), gravedad específica para tubérculos entre 2 y 4 cm (grav2), gravedad específica para tubérculos ≤ 2 cm (grav0) y azúcares reductores de tubérculos, calculada a 60 °c (a60). nivel efecto grav4 grav2 grav0 a60 500 ca 0,000130 mg -0,000001 b -0,000509 s -0,000110 ca x s -0,000107 b x s -0,000517 1.500 ca 0,000003 -0,000030 -0,000016 mg 0,000001 0,000004 0,000005 b -0,000009 0,000030 0,000059 s 0,000014 0,000059 s2 -0,000015 -0,000058 3.000 ca 0,000290 s -0,001191 ca2 0,000050 tabla 2. coeficientes de regresión ajustada en el suelo de santa rosa para gravedad específica en tubérculos entre 4 y 6 cm (grav4), gravedad específica para tubérculos entre 2 y 4 cm (grav2), gravedad específica para tubérculos ≤ 2 cm (grav0) y azúcares reductores de tubérculos, calculada a 60 °c (a60). nivel efecto grav4 grav2 grav0 a60° 500 ca 0,000016 0,000011 s -0,000029 ca x s 0,000008 1.500 ca 0,000008 0,000069 0,000033 mg -0,000006 0,000007 0,000010 b -0,000050 -0,000029 0,000026 s -0,000026 -0,000013 0,000118 ca x mg 0,000002 ca x s -0,000006 mg x s 0,000001 -0,000006 3.000 ca 0,000027 0,001439 0,000339 -0,003293 mg -0,000084 0,000002 0,000004 0,000619 b -0,000048 -0,005282 -0,001199 -0,002034 s 0,001178 -0,000032 -0,000042 ca x mg -0,000002 ca x b 0,000165 0,000268 ca x s 0,000024 ca2 -0,000302 -0,000105 0,000601 mg x b 0,000005 mg x s -0,000044 mg2 0,000003 -0,000013 b2 0,003306 4932008 palacios b., jaramillo v., gonzález s. y cotes t.: efecto de la fertilización sobre la calidad de la papa para procesamiento en dos suelos antioqueños... al evaluar las correlaciones entre los valores de ge de las diferentes categorías de tubérculos, se puede observar que en el caso del suelo procedente de la unión la correlación más fuerte se presenta entre la gravedad específica de tubérculos de 4-6 cm y la gravedad específica de tubérculos de 2-4 cm cuyo valor es de 0,5360, la correlación entre gravedad específica de tubérculos de 4-6 cm y la gravedad específica de tubérculos ≤ 2 cm obtuvo un valor de 0,4900 y la correlación entre la gravedad específica de tubérculos de 2-4 cm y la gravedad específica de tubérculos ≤ 2 cm obtuvo un valor de 0,519. en el caso del suelo procedente de santa rosa la correlación más fuerte se presentó entre la gravedad específica de tubérculos de 2-4 cm y la gravedad específica de tubérculos ≤ 2 cm con un valor de 0,6862; la correlación entre la gravedad específica de tubérculos de 4-6 cm y la gravedad específica de tubérculos de 2-4 cm obtuvo un valor de 0,433 y la correlación entre gravedad específica de tubérculos de 4-6 cm y la gravedad específica de tubérculos ≤ 2 obtuvo un valor de 0,292. los valores obtenidos parecen en principio bajos, denotando una baja correlación entre las gravedades específicas de las diferentes categorías de tubérculos. estos resultados fueron similares a los obtenidos por henninger et al. (2000) quienes en un estudio llevado a cabo en varias localidades de eeuu encontraron que la correlación entre la gravedad específica de dos tamaños de tubérculo estuvo alrededor de 0,43 en el caso de new jersey y de 0,44 para la localidad de virgina. además, pineda (1995) afirma que se presentan diferencias en el contenido de materia seca, no solo entre cultivos y lotes de orígenes diferentes (diferencia de clima, suelo y aplicaciones de abono), sino también entre tubérculos de una misma planta. azúcares reductores la medición de azúcares a 60 y a 103 °c presentó una correlación de 0,9919 para el caso de la unión y de 0,9969 para santa rosa, por lo que se decidió utilizar la medición hecha a 60 °c que es la medida estándar para este tipo de ensayos. el contenido de azúcares reductores en los tratamientos del suelo de santa rosa presentó valores superiores para la dosis de 500 kg·ha-1de npk donde se obtuvo un promedio de 0,918 y no se encontraron diferencias estadísticas entre los tratamientos de 1.500 kg·ha-1de npk y 3.000 kg·ha-1 de npk en los cuales se observaron valores de 0,750 y 0,631, respectivamente. por otro lado, los tratamientos del suelo de la unión evaluados no presentaron diferencias estadísticas entre niveles de npk, y los valores obtenidos son menores que los del suelo de santa rosa, con valores promedio de 0,713; 0,614 y 0,611, respectivamente (figura 1d). de lo anterior se puede deducir que existe una relación inversa entre la fertilización y el contenido de azúcares reductores. kroner y volksen (1950) afirman que existe una correlación muy pobre entre el contenido de azúcares reductores y la fertilización y muestran que el incremento en la fertilización con npk (de 80 a 120 kg de n y diferentes formas de potasio) no tuvo efecto sobre el contenido de azúcares reductores y tampoco en el valor para el procesamiento de las papas. kunkel y holstad (1972) reportaron efectos de npk sobre el color pero las diferencias fueron muy pequeñas y de poca importancia. las variaciones de los valores de azúcares reductores fueron mínimas entre el material sembrado en el suelo de santa rosa y el material del suelo de la unión; esto se debe probablemente a que los cultivos se hicieron bajo las mismas condiciones ambientales (paysandú). en concordancia con esto, dale y mackay (1994) resaltan que los azúcares reductores no varían considerablemente dentro de un cultivar, dentro de una misma localización y en el mismo periodo de cultivo. al evaluar los modelos de regresión ajustados para observar el efecto de los elementos secundarios (ca, mg y s) y el boro (b) y sus interacciones sobre el contenido de azúcares reductores (60 °c) (tablas 1 y 2), se puede observar que tanto para los tratamientos de la unión como para los de santa rosa no se presentan efectos significativos para los niveles de 500 y 1.500 kg·ha-1 de npk. en el nivel de 3.000 kg·ha-1 de npk se presentan diferencias estadísticamente significativas para los efectos simples de ca y s para el suelo de la unión y efectos simples de ca, mg y b para el suelo de santa rosa; sin embargo, los valores son muy bajos y no son comercialmente importantes. conclusiones y recomendaciones no existen diferencias en la determinación de azúcares reductores cuando se trabaja con una temperatura de 60 ºc o de 103 ºc, ya que hay una correlación casi perfecta entre los dos valores generados, por lo que se recomienda trabajar a una temperatura de 60 ºc. esto significa un ahorro en tiempo y dinero. los niveles de ca, mg, b y s evaluados no presentaron un efecto significativo sobre la gravedad específica y azúcares reductores en la variedad diacol capiro; al parecer la fertilización no influye en gran medida sobre la calidad industrial de la papa, esta puede depender más del material genético y de las condiciones climáticas. 494 agron. colomb. 26(3) 2008 al comparar los tratamientos entre los dos tipos de suelos utilizados en este ensayo se puede deducir que el de la unión es el más apto ya que estadísticamente presentó valores de gravedad específica más altos y contenidos de azúcares reductores más bajos que los tratamientos del suelo de santa rosa, que es lo deseado en papa destinada al procesamiento. de acuerdo con los resultados obtenidos en este trabajo, podemos recomendar aplicaciones bajas de npk (500 kg·ha-1) para los cultivadores de papa cuya producción esté destinada a la industria (procesamiento) ya que estos niveles favorecen el mejoramiento en la calidad del producto terminado (papas fritas, chips, bastones). las aplicaciones de elementos secundarios y elementos menores no presentaron un efecto importante sobre los factores que determinan la calidad, así que su aplicación no se justifica. agradecimientos los autores expresan sus agradecimientos al ministerio de agricultura y desarrollo rural y al iica por la firma del convenio 023 de 2006, a la universidad nacional de colombia sede medellín y al iica por suscribir el proyecto 156 de 2006 y a la asociación hortifrutícola de colombia (asohofrucol) por financiar la contrapartida de este proyecto. literatura citada agle, w.m. y g.w. woodbury. 1968. specific gravity-dry matter relationship and reducing sugar changes affected by potato variety, production area and storage. amer. potato j. 45(4), 119-131. agrocadenas. 2006. cultivo de la papa en colombia. en: agrocadenas, http://www.agrocadenas.gov.co/papa/c_papa.htm; 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del grano. en el segundo ciclo se evaluó la enfermedad “ascochyta” causada por ascochyta spp. y mycosphaerella spp. un análisis factorial de datos mixtos, afdm, permitió agrupar las 85 accesiones en tres grupos de variación cualitativa-cuantitativa, y seleccionar los materiales 116, 134, 225 y 236 para transmitir características de rendimiento, ramificación y calidad de grano a través de procesos de mejoramiento. igualmente, los materiales b-036 y b-039 se proponen como progenitores aportantes de porte bajo y precocidad. los valores severidad de "ascochyta" fueron importantes solo en la clase 3 la cual presentó en promedio, valores menores de severidad de esta enfermedad, medida a floración. out of a set of 85 pea accessions, the present research study was intended to identify parental materials carrying discriminant population variables. the work was carried out under greenhouse conditions in the bogota plateau, during two crop cycles. the first one evaluated morphological and agronomical variables such as yield components, precocity, height, growth habit, number of branches, leaf type, size, pod curvature type and degree, peduncle size, number of pods per cluster, flower color and grain morphological characteristics. the second cycle evaluated resistance to “ascochyta blight”, caused by ascochyta spp. and mycosphaerella spp. factorial analysis of mixed data (famd) not only allowed grouping the 85 accessions into three clusters of qualitative-quantitative variation, but also selecting genotypes 116, 134, 225 and 236 as parental materials of breeding interest with regards to yield, grain quality and branching features; genotypes b-036 and b-039 as dwarf and precocious materials; and only those of class 3 as “ascochyta” resistant materials. key words: genetic variability, plant breeding, mixed data, legumes. palabras clave: variabilidad genética, fitomejoramiento, datos mixtos, leguminosas. fecha de recepción: 29 de abril de 2009. aceptado para publicación: 6 de noviembre de 2009 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 proyecto seguridad alimentaria de la localidad 20 sumapaz, hospital de nazareth, bogotá (colombia). 3 autor de correspondencia. capachecoc@unal.edu.co agronomía colombiana 27(3), 323-332, 2009 35 y 33%, respectivamente (cci, 2000), y está orientada a satisfacer la demanda de producto en fresco, mientras que la demanda del producto seco se cubre con importaciones provenientes de canadá. en los años 2000 a 2003, colombia sembró en promedio anual de 21.150 ha con una producción de 57.842 t (gómez, 2008); en 2007 se sembraron cerca de 27.000 ha (gómez, 2008). por otra parte, la tasa de crecimiento del consumo interno de la arveja es de 1,4% anual, y la producción nacional solo está satisfaciendo 35%, ya que el 65% restante es importado; esto se debe a la mayor demanda de arveja seca, que representa 50% del consumo de este producto (cci, 2000). clasificación de 85 accesiones de arveja (pisum sativum l.), de acuerdo con su comportamiento agronómico y caracteres morfológicos classification of 85 pea accessions (pisum sativum l.), according to their agronomic behavior and morphological characters césar a. pacheco ch.1, 3, maría c. vergara h.2 y gustavo a. ligarreto m.1 introducción la arveja es fuente de proteína en la alimentación y nutrición de los colombianos, aportando 8,9 y 22,5% de proteína de la porción comestible, en grano verde y seco, respectivamente (universidad nacional de luján, 2004). se perfiló como cultivo alternativo para la sustitución de cereales que han dejado de ser competitivos, como cebada, trigo y maíz, o en rotación de cultivos como papa, dados los beneficios económicos y edáficos propios de las leguminosas. la arveja se produce en 11 departamentos; la producción nacional está concentrada en cundinamarca y boyacá, con 324 agron. colomb. 27(3) 2009 el material que predomina como cultivo es la variedad santa isabel, que ocupa casi toda el área sembrada en arveja en el país, ya que satisface los requerimientos del mercado. esta homogeneidad es una desventaja desde el punto de vista fitosanitario, haciendo que el manejo de enfermedades producidas por patógenos como ascochyta spp., erisiphe pisi, peronospora viciae, pythium spp. y fusarium spp. (kraft y pfleger, 2001) sea cada vez más costoso y difícil. la incidencia de plagas y enfermedades disminuye los rendimientos (warkentin et al., 1995), eleva los costos de producción y ambientales por uso intensivo de agroquímicos y reduce las áreas donde el cultivo es viable, por persistencia de inóculo e insectos plaga, limitando el crecimiento de las áreas de cultivo, pese a las posibilidades de mercado. desde el punto de vista del mejoramiento genético, actualmente no se están ofertando líneas promisorias alternativas, con características agronómicas que satisfagan las necesidades del mercado y del productor, y con adaptación a los departamentos de cundinamarca y boyacá, que son los mayores productores (espinosa y ligarreto, 2005). para promover la variabilidad genética existente en los bancos de germoplasma es preciso conocer las características de las accesiones, entre las cuales es importante la descripción del fenotipo y el comportamiento agronómico que corresponde a la productividad de la accesión. la variabilidad genética permite seleccionar individuos con caracteres importantes para la obtención de variedades que agraden a consumidores y productores (ligarreto, 2003; espinosa y ligarreto, 2005). los trabajos relacionados con caracterización de germoplasma de arveja han respondido a necesidades locales o particulares de los investigadores, sin establecer descriptores de aplicación universal. para el efecto, la unión europea (2003) publicó los descriptores para la evaluación de variedades de arveja. los objetivos de esta investigación fueron identificar progenitores de arveja para ser usados en proyectos de mejoramiento de la especie e identificar variables relevantes para la clasificación de materiales de arveja como parte de un proyecto de mejoramiento genético. materiales y métodos evaluación de variables vegetativas y reproductivas se evaluaron 85 accesiones provenientes de los bancos de germoplasma de la corporación colombiana de investigación agropecuaria, corpoica, en los centros de investigación tibaitatá (mosquera) y la selva (rionegro); allí se encuentran las bases de datos de pasaporte de las accesiones. los descriptores se seleccionaron con base en las propuestas de la unión europea (2003), corpoica (medina et al., 1989) y ciat para el caso de fríjol (van schoonhoven y pastor-corrales, 1991). la fase de campo del presente trabajo se realizó en la sabana de bogotá, 2.556 msnm, temperatura media 14,7°c, mínima -2°c y máxima 28,5°c, humedad relativa media de 70% en condiciones de invernadero, durante dos ciclos de cultivo. en el primer ciclo de cultivo se evaluaron 15 variables cuantitativas y 12 variables cualitativas (tab. 1). en el segundo ciclo se evaluó la incidencia (%) y severidad (% del área foliar afectada) de la enfermedad de “ascochyta”, causada por ascochyta spp., mycosphaerella spp. y phoma medicaginis malbr. & roum. var. pinodella (l.k. jones) (timmerman-vaughan et al., 2002; zhang et al., 2006; zhang et al., 2007). en cada unidad experimental de 1 m de extensión se sembraron 20 semillas de una accesión. evaluación de la enfermedad de ascochyta producción de inóculo los aislamientos se hicieron en pda (papa-dextrosa-agar 39 g l-1 de agua), usado para ascochyta spp. y micosphaerella spp. (roger y tivoli, 1996; roger et al., 1999; bretag y ramsey, 2001; timmerman-vaughan et al., 2002), con 16 h de fotoperiodo, 22°c de temperatura diurna y 15°c de temperatura nocturna. en la multiplicación de inóculo se transfirió material de colonias con picnidios o peritecios al medio agar arveja, 60 g de semillas secas de arveja santa isabel; 12 g de agar (bretag y ramsey, 2001), en condiciones de 16 h de fotoperiodo y temperaturas de 22°c día y 15°c noche, durante 4 semanas, consiguiendo conidias y ascosporas. inoculación se utilizó el material santa isabel susceptible (tamayo, 2000) como dispersor, sembrándolo tres semanas antes de la instalación del ensayo. todos los materiales se inocularon con el segundo par de hojas verdaderas extendidas, dos semanas después de siembra, con una suspensión de 1,5.105 conidias y ascosporas por litro de agua, y 0,02 ml l-1 del agente dispersante tween 20. se asperjaron 2.008 ml de la suspensión sobre el dispersor y 5.087 ml en las 85 unidades experimentales. para favorecer el desarrollo de la enfermedad se instaló un sistema de riego aéreo con microaspersores, que suministró 8,5 mm de riego diario fraccionado en cuatro aspersiones. para cuantificar la enfermedad se construyó una escala de severidad basada en timmerman-vaughan et al. (2002) y roger et al. (1999), con niveles de 0 a 9, donde 0 es ausencia de lesiones visibles; 1 = 1%, 3 = 5%, 5 = 15%, 7 = 25% y 9 = 3252009 pacheco ch., vergara h., ligarreto m.: clasificación de 85 accesiones de arveja (pisum sativum l.)... tabla 1. abreviaturas de variables y estados del descriptor utilizados para el análisis de clasificación de la colección de arveja. variable o estado del descriptor abreviatura variable o estado del descriptor abreviatura vainas por planta v/pl forma de grano for.gr vainas por racimo v/r redonda fg1 primer nudo reproductivo nº 1nd redonda angular fg2 altura del primer nudo reproductivo h1nd angular fg3 altura de planta hpl oval alongado fg4 ramas basales rbas rectangular varias formas fg7 ramas secundarias rsec irregularmente comprimida fg8 peso de 100 semillas w100 color del hilum c.hil peso total de semillas por planta wt hialino h1 granos por vaina gr/v café claro h2 ancho de vaina av café oscuro h3 longitud de vaina lv negro h4 días a floración daf intensidad de pigmento int. días a primera cosecha d1c ausente int0 días a última cosecha duc baja int1 incidencia de ascochyta a flor incflor media int2 severidad de ascochyta a flor sevflor alta int3 grado de curvatura grdc forma del pigmento for.pg ausente o muy suave gc1 ausente fpg 0 suave gc3 puntos fpg 1 medio gc5 puntos y manchas fpg2 fuerte gc7 manchas fpg3 tipo de curvatura tipc color de la flor c.fl recta tc0 blanco cfl1 cóncava tc1 rosado cfl2 color del grano col.gr fucsia cfl3 café claro cg3 morado cfl4 crema cg6 tipo de pedúnculo en la rama principal tip.p crema gris cg7 corto tp1 verde amarillo cg8 medio tp2 crema con verde claro cg9 largo tp3 gris crema cg10 tipo de pedúnculo en las ramas secundarias p.rsec verde oliva cg11 ausente tps0 verde claro cg12 corto tps1 verde cg13 medio tps2 ocre cg14 largo tps3 verde oliva – marrón cg15 hábito de crecimiento hab verde oscuro cg16 arbustivo 1 superficie de grano su.gr semivoluble 2 lisa sg1 voluble 3 lisa con agujeros sg3 tipo de hoja hoja ligeramente rugosa sg4 tendrilada thj1 rugosa sg5 normal thj2 sin zarcillo thj3 326 agron. colomb. 27(3) 2009 50% o más del área foliar afectada. en estado de floración se evaluaron cinco plantas de cada parcela, de las cuales se tomaron cinco foliolos por tercio del dosel de la planta. la severidad se calculó como el promedio de los porcentajes. la incidencia, como el porcentaje de plantas afectadas. análisis estadísticos los datos se analizaron mediante el análisis factorial de datos mixtos (afdm) utilizando el procedimiento análisis factorial múltiple (afm), y los métodos clasificación sobre factores, corte del árbol y descripción de clases del programa spad 4.5® (cisia-ceresta, monteuil cedex, francia). el afm fue propuesto para encontrar relaciones entre grupos de variables y, dentro de tales grupos, variables cuantitativas y cualitativas simultáneamente (escofier y pagès, 1992; abascal et al., 1999). el análisis factorial de datos mixtos afdm conjuga las técnicas análisis de componentes principales (acp) y análisis de correspondencias múltiples (acm), ampliamente usadas en estudios de variabilidad genética (hidalgo, 2003). las variables cuantitativas son centradas y normadas a valores z y las variables cualitativas son desagregadas en una matriz disyuntiva normalizada (cabarcas y pardo, 2001). esto se logra usando el afm con grupos de una variable (pagès, 2004). el afm generó una matriz de coordenadas utilizada por el método clasificación sobre factores, el cual permitió establecer un número de clases a través de un dendrograma construido con el criterio de ward (díaz et al., 1997). el programa spad 4.5 realiza una prueba denominada valor de test, la cual es significativa cuando tiene un valor absoluto igual o superior a 2. el corte del dendrograma permite establecer clases descritas en dos tipos de tablas: la primera muestra en una columna el porcentaje de las modalidades dentro de la respectiva clase; este valor se calcula para cada modalidad con valor de test significativo, e indica el porcentaje de la clase que presenta la modalidad, y en otra columna el porcentaje de las clases dentro de las modalidades, que expresa el porcentaje de materiales con esa modalidad que están dentro de la clase (tab. 2). se seleccionaron como variables cualitativas discriminantes aquellas con modalidades que presentaran los más altos valores en las dos columnas, porque esto indica identidad entre clase y modalidad. resultados y discusión metodología estadística el afdm permite hacer un análisis balanceado que incluye simultáneamente variables cuantitativas y cualitativas (pagès, 2004), lo cual se evidenció en la descripción de clases en donde una fue caracterizada por variables cuantitativas, otra por las cualitativas y otra por los dos tipos de variables, ofreciendo una alternativa para la clasificación vía acp en la que las variables cualitativas se toman como ilustrativas, o vía acm donde las variables cuantitativas se toman como ilustrativas o se categorizan (gower, 1971; escofier y pagès, 1992; ligarreto, 2000; cabarcas y pardo, 2001). el número de variables, modalidades e individuos fue alto para clasificarlos usando gráficos en los planos factoriales (pagès, 2004); aun así, la clasificación jerárquica visualizada en un dendrograma permitió establecer clases claramente caracterizadas. se generó un dendrograma de clasificación jerárquica directa, que utiliza el criterio de ward, se basó en las coordenadas sobre los cinco primeros ejes factoriales y permitió clasificar las accesiones en tres clases o agrupamientos definidos por variables mixtas entre cualitativas y cuantitativas (fig. 1). tabla 2. variables cualitativas y modalidades características de la clase uno, según la fig. 1. variables cualitativas características modalidades características % de la modalidad dentro de la clase % de la clase dentro de la modalidad su.gr sg1 78,79 96,30 for.gr fg8 0,00 0,00 fg3 0,00 0,00 fg7 0,00 0,00 for.pg fpg0 100,00 56,90 fpg1 0,00 0,00 c.hil h2 0,00 0,00 c.fl cfl4 0,00 0,00 su.gr, superficie de grano: sg1, lisa; for.gr, forma de grano: fg8, irregular comprimida; fg3, angular; fg7, rectangular varias formas; for.pg, forma de pigmento: fpg0, ausente; fpg1, puntos; c.hil, color del hilum: h2, café claro; c.fl, color de flor: cfl4, morada. 3272009 pacheco ch., vergara h., ligarreto m.: clasificación de 85 accesiones de arveja (pisum sativum l.)... 92 112 b-016 115 207 238 249 283 b-025 113 143 119 136 169 171 244 131 b-038 b-022 279 b-045 b-042 186 134 116 225 218 241 206 b-012 236 b-037 282 281 b-021 287 b-033 280 183 b-010 222 b-034 239 b-018 b-020 b-040 240 237 278 b-009 221 96 190 b-011 219 222a 220 191 192 187 b-019 b-017 b-031 100 b-043 b-030 133 b-015 155 b-044 b-054 b-052 277 b-028 b-027 b-013 b-047 b-039 b-036 b-048 b-046 b-050 b-023 b-053 b-024 0 % 0 % 0 % 3 5 clase 3/3 clase 2/3 clase 1/3 figura 1. clasificación jerárquica directa en afdm de materiales de colección de arveja. 328 agron. colomb. 27(3) 2009 análisis de las clases genéticas y agronómicas la clase uno con 33 individuos (tab. 2 y 3) está conformada por materiales de superficie lisa, ausencia de pigmentos, y excluye las superficies rugosas y formas rectangulares e irregulares, lo cual permite suponer una predominancia del genotipo r rb (upov, 1994) y una baja presencia de entradas cuyas semillas tengan altos contenido de amilasas (khvostova, 1983; weeden y boone, 2000). también se espera predominancia del doble dominante, pla qua, que determina de manera indirecta la forma redondeada de la semilla por favorecer arreglos no compactos de la semilla en la vaina (upov, 1994). se excluyen materiales con antocianinas o expresiones relacionadas con su presencia, como son pigmentos, hilum café claro, color de flor morado, colores de grano ocre y verde oliva y un alto porcentaje de superficies lisas con agujeros, por lo que se esperaría la ausencia de los genes mayores a, y z en los materiales de esta clase (khvostova, 1983). en este grupo hay una tendencia a formar racimos de dos vainas, lo cual puede estar relacionado con el alelo dominante pn. entre las variables cuantitativas discriminantes se encontró el rendimiento y dos de sus componentes: peso total y vainas por planta, caracterizando la clase como materiales rendidores, lo que puede ser conveniente para el mejoramiento de la especie, pero se debe tener en cuenta que se trata de caracteres poligénicos influidos por el ambiente, y que la planta posee mecanismos de compensación, en donde la búsqueda del incremento de uno de los caracteres puede traer como consecuencia la reducción de los demás (timmerman-vaughan et al., 2005). la altura de planta y primer nudo reproductivo también son importantes en la caracterización de esta clase, presentando materiales volubles. la altura y el número de primer nudo reproductivo son caracteres influidos por los genes lf, sn, e y hr (alcalde et al., 2000; larrain y alcalde, 2003). el gen lf multialélico controla el primer nudo reproductivo (kraft y pfleger, 2001), siendo para esta clase de 18, que correspondería a los genotipos lfesnhr, lfesnhr y lfesnhr. el alelo lf d y la combinación e+hr donde e adelanta la floración y hr es epistático sobre e son improbables por estar asociados a fenotipos muy tardíos (alcalde et al., 2000; larrain y alcalde, 2003). la altura de planta está determinada por el número total de nudos establecidos por los genes miu mie y min (khvostova, 1983). otro factor que determina la altura de planta y del primer nudo floral es la distancia entre nudos, la cual es de naturaleza compleja y dependiente del ambiente (khvostova, 1983). las plantas de esta clase presentan características favorables, como el rendimiento y el tipo de grano, pero pueden revelar dificultades de manejo e incremento de costos del cultivo ya que requieren tutores altos, haciendo dispendiosas labores como la cosecha y el tutorado. la clase dos con 27 materiales (tab. 4) se caracteriza por variables cualitativas relacionadas con la presencia de antocianinas. se corrobora la relación de las antocianinas con el color de hilum café claro y la superficie lisa con agujeros (khvostova, 1983); también se observó una intersección grande entre materiales pigmentados y plantas con semillas ocre y verde oliva. es muy probable que esta clase esté determinada genéticamente por los genes mayores a y z, pudiendo expresarse otros genes menores que codifican para características de pigmento, superficie de grano, color de hilum y color de grano. en esta clase se excluyen las superficies de grano liso y rugoso; esto podría indicar la presencia del genotipo r rb (upov, 1994), el cual favorece el grano redondeado, pero el fenotipo estaría modificado por el alelo l, que produce depresiones en presencia del alelo a (khvostova, 1983) o por el doble recesivo pla – qua que influye en el arreglo compacto de los granos dentro de la vaina, favoreciendo la formación de depresiones (khvostova, 1983). también se excluyen materiales de hilum hialino, lo cual es coherente con la presencia del alelo a (khvostova, 1983). el presente trabajo no muestra la relación entre las antocianinas y resistencia a “ascochyta”, sugerida por khvostova (1983) y timmerman-vaughan et al. (2002). tabla 3. variables cuantitativas características de la clase uno, según la fig. 2. variables cuantitativas características media de clase media general error típico de clase error típico general h1nd 123,92 98,02 15,81 35,66 w t 51,49 37,92 24,95 21,05 hpl 219,91 189,25 33,72 55,08 v/pl 47,96 36,48 24,16 21,04 v/r 1,73 1,48 0,45 0,50 hlnd, altura del primer nudo reproductivo; wt, peso total de semillas por planta; hpl, altura de planta; v/pl, vainas por planta; v/r, vainas por racimo. 3292009 pacheco ch., vergara h., ligarreto m.: clasificación de 85 accesiones de arveja (pisum sativum l.)... la clase tres agrupó 25 individuos (tab. 5 y 6) e incluye los materiales con semillas rugosas; de acuerdo con la upov (1994), este fenotipo correspondía a los genotipos r rb, r rb y r rb, los cuales favorecen un alto contenido de amilasas (weeden y boone, 2000), restringiendo su uso a la industria, ya que en colombia se prefieren las variedades amargas para consumo en fresco. el color característico de los granos fue verde claro. se excluyen vainas fuertemente curvas y plantas con antocianinas. las variables cuantitativas muestran plantas de porte bajo, precoces, poco ramificadas y con bajo rendimiento por planta, baja altura y número del primer nudo floral. se observó una reducción en la severidad de la enfermedad de ascochyta. lo anterior podría explicarse por la precocidad de los materiales, 56 d a floración en promedio, estado fenológico en el que se evaluó la enfermedad, dejando un periodo corto para la producción de inóculo secundario. selección de variables en estudios de variabilidad de germoplasma es necesario la toma de datos de un gran número de variables cualitativas y cuantitativas en un número representativo de individuos, lo cual implica una inversión considerable en tiempo y recursos; por eso la identificación de variables discriminantes cobra importancia, en virtud de la síntesis y el ahorro en tabla 4. variables cualitativas y modalidades características de la clase dos, según la fig. 2. variables cualitativas características modalidades características % de la modalidad dentro de la clase % de la clase dentro de la modalidad c.fl cfl4 92,59 92,59 c.hil h2 88,89 92,31 for.pg fpg1 85,19 95,83 su.gr sg3 96,30 65,00 sg1 0,00 0,00 sg5 0,00 0,00 for.gr fg4 0,00 0,00 col.gr cg6 0,00 0,00 c.fl, color de flor: cfl4, morada; c.hil, color del hilum: h2, café claro; for.pg, forma de pigmento: fpg1, puntos; su.gr, superpie de grano: sg3, lisa con agujeros; sg1, lisa; sg5, rugosa; for.gr, forma de grano: fg4, oval alongada; col.gr, color de grano: cg6, crema. tabla 5. variables cualitativas y modalidades características de la clase tres, según la fig. 2. variables cualitativas características modalidades características % de la modalidad dentro de la clase % de la clase dentro de la modalidad su.gr sg5 60,00 100,00 col.gr cg12 72,00 69,23 grdc gc5 0,00 0,00 int. int1 0,00 0,00 su.gr, superpie de grano: sg5, rugosa; col.gr, color de grano: cg12, verde claro; grdc, grado de curvatura: gc5, medio; int., intensidad de pigmento: int1, baja. tabla 6. variables cuantitativas características de la clase tres, según la fig. 2. variables cuantitativas características media de clase media general error típico de clase error típico general sevflor 4,60 6,41 3,94 4,00 d1c 88,24 94,85 7,97 10,11 wt 23,91 37,92 9,74 21,05 v/pl 20,25 36,48 9,32 21,04 rsec 2,34 4,08 1,59 2,21 daf 56,16 63,47 5,30 8,39 hpl 132,26 189,25 46,26 55,08 h1nd 58,11 98,02 17,36 35,66 sevflor, severidad de ascochyta a floración; d1c, días a primera cosecha; wt, peso total de semillas por planta; v/pl, vainas por planta; rsec, ramas secundarias; daf, días a floración; hpl, altura de planta; hlnd, altura del primer nudo reproductivo. 330 agron. colomb. 27(3) 2009 esfuerzo y recursos. la extrapolación de resultados debe ser cuidadosa ya que el grupo de variables discriminantes depende de características particulares de la población estudiada (ligarreto, 2003). las variables discriminantes deben expresar las diferencias entre materiales desde el punto de vista de los caracteres que se conservan en la población, tomando un rango de valores estrecho en materiales similares, comparado con el rango de la población. este estudio muestra un equilibrio en el número de las variables cuantitativas y cualitativas relevantes (tab. 7), a pesar de haberse evaluado más variables cuantitativas que cualitativas; esto se explica porque es un grupo de entradas de colección, donde es posible que se hayan conservado algunos caracteres heredables que puede perderse a través de los procesos de mejoramiento y selección. tabla 7. variables discriminantes de materiales de colección de arveja. cuantitativas cualitativas h1nd su.gr hpl for.gr v/pl int. v/r for.pg rsec c.hil daf c.fl wt grdc col.gr h1nd, altura del primer nudo reproductivo; hpl, altura de planta; v/pl, vainas por planta; v/r, vainas por rama; rsec, ramas secundarias; daf, días a floración; wt, peso total de semillas por planta; su.gr, superficie de grano; for.gr., forma de grano; int., intensidad de pigmento; for. pg, forma de pigmento; c.hil, color del hilum; c.fl, color de la flor; grdc, grado de curvatura; col.gr, color del grano. el porcentaje de variabilidad en los primeros ejes factoriales fue bajo en comparación con un acp o con un afm (escofier y pagès, 1992; pagès, 2004) con pocas modalidades; esto dificultó utilizar la matriz de coordenadas directamente para seleccionar las variables, pero no impidió generar clases usando un número conveniente de factores, buscando equilibrio entre representar un alto porcentaje de variabilidad y usar una pequeña cantidad de factores. el aporte a la variabilidad de los ejes factoriales (fig. 2) muestra dos puntos de interés: los tres primeros ejes factoriales que aportaron 31,2% y los cinco primeros factores con 41,7%; con solo tres ejes, la variabilidad sintetizada es baja, y se corre el riesgo de dar demasiado peso a variables correlacionadas. la variabilidad reunida en los cinco primeros ejes factoriales fue pequeña en comparación con un acp, pero semejante a un acm; por tal razón la selección de variables se realizó en forma similar a un acm, basándose en la descripción de clases construidas sobre una clasificación jerárquica directa. se seleccionaron las variables y modalidades discriminantes por su presencia e identidad con las clases, o bien por ser excluyentes de las mismas, y posteriormente se usaron como criterio para seleccionar los individuos superiores. 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 eje factorial va ri ab ili da d po r fa ct or ( % ) figura 2. variabilidad reunida por los ejes factoriales en un afm en clasificación de accesiones de arveja. los puntos de inflexión son de interés para seleccionar el número de ejes factoriales. las clases en su conjunto muestran una correlación positiva entre el rendimiento y el número de vainas por planta con coeficiente de correlación 0,907, mientras que las accesiones con semillas más pesadas fueron poco rendidoras, lo cual confirma los resultados reportados por timmerman-vaughan et al. (2005) y khvostova (1983). las variables seleccionadas son de importancia agronómica, tales como la precocidad, el rendimiento y sus componentes, la altura de la planta y la ramificación, y de importancia comercial como son las asociadas a la vaina y al grano (tab. 7). selección de individuos para programas de mejoramiento tomando en cuenta las tres clases, se identificaron siete variables cuantitativas y ocho cualitativas discriminantes (tab. 7). la población inicial de 85 materiales se redujo a 23 (tab. 8), mediante una selección preliminar en la cual se tomaron los materiales cuya diferencia con la media de clase fuera de por lo menos una desviación estándar de clase para las variables cuantitativas, o presentaran las modalidades convenientes de las variables cualitativas. en la clase uno se seleccionaron los cuatro materiales 116, 134, 225, 236 con mayor rendimiento, se descartaron las entradas muy altas y demasiado tardías y el material b-039 3312009 pacheco ch., vergara h., ligarreto m.: clasificación de 85 accesiones de arveja (pisum sativum l.)... cuya altura de planta es baja comparada con el promedio de clase y el general, su rendimiento superior a la media general y comparable con los mejores rendimientos de plantas arbustivas y semivolubles de la clase tres. la clase tres aportó el material b-036, un material arbustivo, de grano no rugoso, que presentó los valores más altos de rendimiento y ramificación dentro de su clase, superando materiales de la clase uno que reúne las entradas más rendidoras. en la clase dos se preseleccionaron dos materiales que a pesar de tener características asociadas a la presencia de antocianinas, como son la superficie lisa con agujeros y la flor morada, no tenían pigmento en el grano, los cuales fueron descartados por presentar bajos rendimientos comparados con las otras clases (tab. 8). en la selección final (tab. 8), se tuvo en cuenta el conjunto de variables discriminantes, prefiriendo los materiales con mayor número de caracteres deseables. desde el punto de vista agronómico, de manejo y del mercado, se buscan plantas rendidoras, precoces, de porte bajo, granos lisos, redondos, con hilum oscuro y resistentes a enfermedades. los resultados permiten la búsqueda de una o más de estas características en los materiales propuestos como progenitores, pero no todas en el mismo material, con excepción de la resistencia al “pecoseo”, ya que en este aspecto los resultados no brindan información suficiente. conclusiones la metodología de análisis estadístico afdm permite hacer una clasificación de las accesiones por variabilidad genética y agronómica en clases sintéticas, representadas por caracteres mixtos tanto cuantitativos como cualitativos, a diferencia de los demás análisis, que son para variables cualitativas o cuantitativas de manera separada. los materiales 116, 134, 225, 236 pueden ser utilizados para conferir características de rendimiento, ramificación y calidad de grano a través de procesos de mejoramiento. los materiales b-036 y b-039 son propuestos como progenitores que pueden aportar porte bajo y precocidad. con seguridad, el incremento en una o más características deseables traerá consigo la pérdida en otras, por lo que no se debe esperar la consecución de plantas de porte bajo tabla 8. preselección y selección de materiales de la colección de arveja. clase material v/pl v/r h1nd hpl rsec wt daf su.gr for.gr c.hil clase uno 113 37,33 1 129 220 4,67 42 66 sg1 fg2 h4 115 37,20 1 130 230 4,20 39 64 sg1 fg1 h1 116*1 104,0*2 2 118 248 8,00 129 64 sg1 fg2 h4 134 104,5 2 118 218 9,25 117 50 sg1 fg2 h1 218 74,80 2 115 301 4,20 64 70 sg1 fg2 h1 225 99,80 2 123 211 10,2 94 68 sg1 fg2 h4 236 99,50 2 127 235 8,50 100 78 sg1 fg4 h1 238 53,20 2 103 217 3,40 54 64 sg1 fg2 h1 283 31,60 1 106 253 4,00 42 64 sg3 fg2 h1 b-039 37,20 2 62 107 5,00 41 70 sg1 fg2 h1 b-042 29,40 1 116 174 5,60 47 104 sg3 fg4 h1 clase dos 281 45,60 1 70 177 6,80 26 60 sg3 fg2 h4 282 48,80 1 78 168 6,40 30 64 sg3 fg7 h4 clase tres 100 17,00 2 76 156 1,00 18 55 sg1 fg2 h1 b-013 23,80 2 39 88 1,60 14 59 sg5 fg7 h1 b-019 39,40 1 83 215 3,20 39 56 sg3 fg3 h1 b-024 24,20 1 54 117 3,80 38 56 sg5 fg7 h1 b-027 22,80 1 39 95 2,80 36 58 sg5 fg8 h1 b-036 40,20 2 49 91 6,00 46 62 sg3 fg7 h1 b-044 13,80 1 44 139 1,40 15 47 sg5 fg7 h1 b-047 28,00 2 40 84 2,80 19 56 sg5 fg7 h1 b-048 41,25 2 66 126 6,00 40 64 sg5 fg7 h1 b-052 10,80 1 27 76 0,00 13 46 sg5 fg8 h1 *1 los subrayados son los materiales seleccionados; *2 en negrilla, las características más destacadas. v/pl, vainas por planta; v/r, vainas por rama; hlnp, altura del primer nudo reproductivo; hpl, altura de planta; rsec, rama secundarias; wt, peso total de semillas por planta; daf, días a floración; su.gr, superficie del grano: sg1, lisa; sg3, lisa con agujeros; sg5, rugosa; for.gr, forma de grano: fg1, redonda; fg2, redonda angular; fg3, angular; fg4, oval alongado; fg7, rectangular varias formas; fg8, irregular comprimida; c.hil, color del hilum: h1, hialino; h4, negro. 332 agron. colomb. 27(3) 2009 altamente rendidoras con un gran número vainas y semillas grandes, sino un balance de estas características. literatura citada abascal f., e., k. fernández a., j.i. madroño h. y m.i. landaluce c. 1999. técnicas factoriales de análisis de tablas múltiples: nuevos desarrollos empíricos. en: universidad del país vasco, w w w.et.bs.ehu.es/biltoki/eps/dt200106.pdf; consulta: noviembre de 2009. alcalde, j.a., t.r. wheeler y r.j. summerfield. 2000. genetic characterization of flowering of diverse cultivars of pea. agron. j. 92, 772-779. bretag, t.w. y m. ramsey. 2001. foliar diseases caused by fungi: ascochyta spp. pp. 24-28. en: kraft, j.m. y f.l. pfleger (eds.). compendium of pea diseases and pests. 2a ed. aps press, st. paul, mn. cabarcas, g. y e. pardo c. 2001. métodos estadísticos multivariados en investigación social: principios y ejemplos de aplicación. p. 53. en: simposio de estadística. santa marta, colombia. cci, corporación 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y editorial. se pretende ampliar la participación de especialistas externos a la universidad nacional en el comité editorial, en el grupo de árbitros-pares de evaluación, y en los autores que nos envían sus colaboraciones derivadas de la investigación agrícola en instituciones de todo el país. por esta razón, el comité editorial fue ampliado y ahora incluye expertos con notoria trayectoria investigativa en instituciones como el ciat, corpoica, universidad jorge tadeo lozano, universidad militar nueva granada y la industria agroquímica. todos estos cambios contribuyen a la publicación de una revista con alta calidad científica y un vigoroso espectro de temas actuales que reflejan fehacientemente la pluralidad de investigaciones que se llevan a cabo, así como su gran pertinencia para el desarrollo del agro y la ciencia agrícola del país. al mismo tiempo se actualizaron y especificaron con mejor detalle y ejemplos, con base en las normas de los journals internacionales, las instrucciones a los autores a fin de facilitarles elaboración de sus artículos. conforme a los números anteriores se publican esta vez resultados de estudios en diferentes áreas como densidades de población de plantas cultivadas, fisiología de crecimiento y desarrollo de los cultivos, diversidad genética, el desarrollo y la calidad del fruto, índices de cosecha y residuos en plaguicidas. muchos de los trabajos presentados son el producto escrito final de proyectos de investigación desarrollados en universidades y otras instituciones colombianas que van hasta los niveles de maestría y doctorado. los efectos de las diferentes densidades de población sobre la producción de los cultivos fueron investigados en papa y plátano. en la papa cosechada en las localidades de mosquera y soacha (cundinamarca) se encontraron relaciones lineales negativas para el rendimiento por planta en función de su densidad (50.000 a 350.000 plantas∙ha-1), mientras en plátano, en montenegro (quindío), densidades superiores a 2.750 plantas∙ha-1 redujeron el peso promedio de los racimos drásticamente. en un estudio sobre el crecimiento del tomate agronomía colombiana, 2004. 22 (1): 6 en el valle del sinú medio se pudo confirmar que una población de 50.000 plantas∙ha-1 obtuvo resultados óptimos en lo referente al desarrollo del cultivo, área foliar, rendimiento y otras tasas de crecimiento diferentes. en la optimización de una técnica de bioensayos para la detección de residuos biodisponibles de glifosato en agua y suelos se encontró que la lechuga (lactuca sativa) es la especie más sensible, detectándose residuos a partir de 2,22 ppm de glifosato en la solución aplicada a semillas pregerminadas. en el área de frutas se presentan resultados de investigación en lulo, duraznero, uchuva y ají. el punto óptimo de cosecha del lulo (solanum quitoense) se encontró a 50-75% de su maduración, mientras en cuatro genotipos de ají, los índices de recolección fueron entre 35 y 46 días de desarrollo del fruto; solamente un genotipo (capsicum baccatum) presentó un comportamiento de tipo climatérico en cuanto a la respiración del fruto. en el durazno ‘conservero’ se pudo comprobar que el fruto crece en cuatro etapas diferentes, de las cuales, la fase comprendida entre los 147 días después de plena floración y hasta la cosecha, fue la que presentó el mayor crecimiento. en uchuva se investigaron las posibles causas del rajado del fruto, condición que afecta hasta el 10% de los frutos cosechados, y se indagó el efecto de deficiencias nutricionales y exceso de agua. en otro frutal, la mora, se compararon las respuestas de diferentes cultivares al factor luz, y se reportan variaciones en el punto de compensación lumínica; así mismo, que la clorofila total y el área foliar sirven como indicadores para este factor ambiental. el contenido reseñado arriba muestra los avances científicos y tecnológicos resultantes de la creatividad y el esfuerzo de los investigadores vinculados a los diferentes universidades, instituciones y centros de investigación, lo que garantiza la producción de excelentes artículos de interés para la comunidad científica y los sectores comprometidos con la innovación agrícola y agroindustrial. la revista agronomía colombiana tiene amplia difusión al formar parte de importantes sistemas de documentación e información como agris de la organización de las naciones unidas para la agricultura y la alimentación (fao) y cab abstracts y cuenta con un gran número de revistas con las que tiene canje a través de la biblioteca de la universidad nacional de colombia. además, para facilitar su acceso en cualquier lugar, está incluida en la página web de la facultad (en http://agronomia.unal.edu.co), lo que permite una mayor difusión a nivel de investigadores e interesados de otras instituciones. gerhard fischer director comité editorial resumen abstract la globalización conduce a que el mercadeo de bienes y servicios agrarios se enfrente a una mayor competencia, toda vez que las fronteras desaparecen. por esto, los mercados deben ser analizados cada vez más en términos desde lo local hacia lo global; en tal sentido es necesario que los productos vinculados con los territorios desarrollen estrategias de diferenciación susceptibles de ser usadas en términos comerciales en los mercados. en los últimos años, numerosas experiencias alrededor del mundo han mostrado cómo los territorios enfrentan la globalización mediante la construcción colectiva y desarrollo de denominaciones de origen y marcas compartidas que pueden ser vistas como marcas territoriales, las cuales son usadas como agregaciones de valor que poseen los productos para su comercio. este artículo reflexiona acerca de los principales aspectos a tener en cuenta en la construcción y desarrollo de marcas territoriales, como son las normas y valores, innovación e identidad territorial; a su vez realiza un breve recuento de las experiencias y casos exitosos que han usado la identidad como aspecto diferenciador de productos de origen rural. se plantean algunas reflexiones y retos para el desarrollo de políticas públicas que faciliten la construcción colectiva de imagen territorial en colombia. the globalization enforces the trade of agrarian products and ser v ices to face a high competition ever y time t he frontiers disappear. following that tendency, the markets must be analyzed starting from the local one towards the global one ; in such sense, it is necessary that the products a ssociated w it h t he ter r itor ies develop d i f ferent iat ion strategies to be used in commercial terms on the markets. the experiences obtained during the last years worldwide have shown how the territories face the globalization using the collective construction and development denominations of origin and shared brands that can be seen as territorial brands, which are used as value aggregations typical for the products to be trade. this paper analyzes the main aspects to be considered in the construction and development of territorial brands, such as norms and values, innovation and territorial identity. some experiences and successful cases that have used the territorial identity as a strateg y for the differentiation of rural products are also discussed. some ref lections and challenges are proposed for the development of publ ic p ol ic ie s t h at c ou ld f ac i l it ate t he c ol le c t ive construction of territorial image in colombia. key words: territorial competitiveness, territorial identity, shared brands, denomination of origin, territorial marketing. palabras clave: competitividad territorial, identidad territorial, marcas compartidas, denominación de origen, marketing territorial. agronomía colombiana 25(2), 367-376, 2007 las marcas territoriales como alternativa para la diferenciación de productos rurales* territorial brands as an alternative for the rural product differentiation yesid aranda1 y juliana combariza2 * este documento hace parte del proyecto de investigación “el turismo rural como estrategia de mercadeo territorial”, financiado por la dirección de investigación, universidad nacional de colombia, sede bogotá, y desarrollado por el grupo de investigación en gestión y desarrollo rural. 1 profesor asistente, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. yvarandac@unal.edu.co 2 ingeniera agrónoma, universidad nacional de colombia, bogotá. juliana.combariza@fao.org.co introducción el nuevo mundo globalizado ha desdibujado las fronteras nacionales, llevando a que en la actualidad los agentes que compiten en los mercados necesiten identificar aspectos diferenciadores que garanticen la permanencia en el mismo. la competitividad ya no es vista como hace un par de décadas, en donde quienes participaban eran las empresas y los países; se ha pasado a hablar de una competitividad por parte de los territorios. este artículo intenta abordar el aspecto de la identidad territorial como ventaja que puede ser usada para diferenciar los territorios en el mercado local y global, en donde dicha diferenciación no es posible si no se tienen en cuenta algunos aspectos que aquí se desarrollan hipotéticamente. al final se intenta describir cómo la identidad del territorio puede ser usada para configurar una imagen y a su vez, una marca territorial, que permitan agregar valor a los productos propios del territorio, resaltando movimienfecha de recepción: junio 8 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 368 agron. colomb. 25(2) 2007 tos sociales rurales que han logrado establecer discursos identitarios de mucha fuerza y capacidad convocante. esto ha redundado en un proceso de acumulación de capital simbólico, susceptible de ser empleado en el mercadeo de bienes y servicios de los territorios. una mirada de la competitividad desde el desarrollo territorial la globalización constituye sin duda una de las características más contundentes de la evolución económica contemporánea. este fenómeno consistente en la creación y progresiva homogenización del mercado mundial, en donde las fronteras van perdiendo su capacidad de protección de la actividad económica nacional. los países latinoamericanos, han dado un cambio radical en sus políticas económicas, las cuales han estado marcadas por la liberación del mercado, ocasionando un mayor impacto en la economía interna dada la globalización. este proceso ha afectado también la agricultura y ha desatado el incremento de las importaciones, vislumbrando la falta de competitividad de sistemas de producción agrícola caracterizados por la prevalecía de pequeñas explotaciones de bajo nivel técnico (requier-desjardins, 1999a). desde la perspectiva espacial, la globalización también incrementa la competencia entre los territorios (ciudades y regiones) por atraer inversión y empresas, lo que incentiva la apuesta por potenciar sus recursos propios e impulsa los procesos de desarrollo local. la globalización es un proceso que tiene multiplicidad de dimensiones, en donde intervienen numerosos actores; este proceso se ve determinado por el carácter desigual de los participantes. los gobiernos de países con más alto nivel de desarrollo, instituciones de carácter multilateral y supranacional, empresas transnacionales y, en menor medida, los gobiernos de los países en vías de desarrollo y las organizaciones de la sociedad civil, influyen notoriamente en la evolución de la globalización (leva, s.f.). en el mundo globalizado, la tendencia es hacia la competencia entre las economías regionales y no entre las nacionales. en efecto, este nuevo orden económico obliga a la reestructuración de los sistemas productivos nacionales, los cuales tienen una base territorial indiscutible. visto de otra manera, la adaptación de las economías nacionales a las exigencias actuales en materia de productividad, innovación y tecnología, depende de la capacidad de las economías territoriales para identificar y aprovechar las potencialidades que ofrecen los territorios (soto, 2006). desde la perspectiva territorial, la homogeneización de los modos de consumo y la unificación de las técnicas de producción, resultado de la internacionalización de las economías nacionales, provocan evidentes repercusiones espaciales en el ámbito local. en este sentido, la globalización se ve como un proceso que también “integra y homogeniza, imaginaria o realmente, los territorios desde el punto de vista del capital; debilita los estado-nación y desdibuja sus fronteras; construye megalópolis y regiones urbanas internacionales; destruye y reconstruye límites regionales geográficos y socioculturales; y hace virtualmente indiferente el despliegue y localización de capitales en ellos” (paz, 2004). las estrategias de desarrollo local en el mundo globalizado han de orientarse a la búsqueda de competitividad de los territorios, en donde se deberán orientar las acciones por el carácter determinante de lo global sobre lo local y los procesos de “desterritorialización” haciendo necesario lograr una articulación local-global, aspecto que se convierte en desafío para las sociedades en términos de insertarse en forma competitiva en lo global, capitalizando al máximo sus capacidades locales y regionales, a través de las estrategias de los diferentes actores en juego, para lo cual el pensamiento complejo en el análisis y el diseño de políticas locales se vuelve preponderante (leva, 2004; gallicchio, 2004). el agotamiento de los mercados internos y la inestabilidad macroeconómica obligan tanto al sector público como privado a identificar y posicionar sus territorios y productos, usando aspectos diferenciadores como la cultura, su espacio biofísico, el saber hacer, la tradición, entre otros. los productos territoriales han de ser competitivos y generar ingresos, para así cumplir la función social de mejorar el nivel de vida de los habitantes locales, y han de traspasar las fronteras de forma que se logre explotar la identidad territorial en los mercados globales. las normas y valores como elementos indispensables para la competitividad territorial boisier (2001) plantea que para abordar el proceso de desarrollo local es necesario centrarse en la identificación de “aspectos que le son específicos al territorio y que no son el simple efecto de la reproducción a todas las escalas, de las determinaciones globales”. la existencia de riqueza local, en la que los actores generan conocimiento en los aspectos técnico-productivos, de comercialización, de organiza369 ción, entre otros, cobran importancia ya que expresan la capacidad en influir en la construcción de las ventajas diferenciadoras que ofrecen los territorios. sin embargo, lo anterior es solo una condición necesaria a los fines de definir una sociedad local, involucrada y responsable del territorio. toda sociedad se nutre de su propia historia, constituyendo un sistema de valores internalizado por cada uno de sus miembros, en donde cada individuo se reconoce a sí mismo como elemento de un conjunto denominado territorio, el cual se construye con su participación. el territorio, representado en sus límites, es una sociedad local cuando proyecta una identidad colectiva, expresada en valores y normas interiorizados por sus miembros, y cuando conforma un sistema de relaciones de poder constituido en torno a procesos locales de generación de riqueza. dicho de otro modo, una sociedad local es un sistema de acción sobre un territorio limitado, capaz de producir valores comunes y bienes localmente gestionados (rimisp, 2005). seg ún a rocena (1999), “no es posible la ex istencia de procesos exitosos de desarrollo local sin un fuerte componente de identidad que estimule y vertebre el potencial de iniciativas de un grupo humano”. por eso, aspectos como la historia propia del territorio ocupado, son la base sobre la cual se construye la identidad local. la continuidad3 en el tiempo, vivida conscientemente por un grupo humano que se desarrolla en unos límites geográficos permite generar una acumulación cultural en términos de sistemas de normas y valores, lo que se constituye en el fundamento para la construcción de la identidad colectiva. el sistema de valores y normas es un patrón cultural compartido por los agentes del territorio, en donde la riqueza propia es sustentada en la diversidad de representaciones de la vida social, estos elementos se presentan, con regularidad, en la superficie de la cotidianeidad de una sociedad local. pero deben ser explorados con criterios innovadores para constituirse en la palanca de acumulación del capital más preciado para un proceso de desarrollo local: “el capital cultural o simbólico” (leva, 2004). algunos de los capitales culturales o simbólicos que poseen los territorios lo constituyen la estructura empresarial con elevado número de pequeñas y medianas empresas y agroindustrias rurales (air), que se consolidan como aglomeraciones productivas, las cuales hacen uso de las ventajas competitivas propias y del saber tradicional que les ofrecen los territorios en donde se desarrollan (requier-desjardins, 1999b). la interacción de los agentes locales con el entorno produce una acumulación de conocimiento y un saberhacer que lleva implícito un conocimiento tácito referente a la tecnología, las capacidades, los productos y procesos, lo que le permite al territorio desarrollar capacidades de adaptación e innovación que se traducen en respuestas rápidas a los cambios que se producen en la demanda de bienes y servicios del mundo globalizado. la innovación como competencia de los territorios la innovación es un elemento importante de los sistemas locales; se construye a partir de una serie de relaciones (formales e informales) que desarrollan los agentes del territorio, en aras de consolidar redes empresariales competitivas4. esta consolidación garantiza la transmisión y transferencia del conocimiento tácito usado en la producción tradicional, y permite perpetuar la identidad local y diferenciar los territorios (tkachuk, 2005). la relación estrecha entre innovación y territorio es determinada por el ambiente tecnológico que rodea las actividades allí desarrolladas; de esta manera, las capacidades innovativas cobran importancia en el sentido en que permiten ampliar las ventajas competitivas de los territorios (benedetto, 2006). sin embargo, la capacidad innovativa y la vinculación entre agentes del entorno productivo han de ceñirse por lazos de confianza y pertenencia, a fin de generar en la sociedad local la información necesaria para apalancar procesos de autogestión, en los que la interacción con instituciones públicas y privadas son vitales en el mejoramiento de la competitividad. así, el ambiente y las relaciones de cooperación y competencia que se dan dentro del territorio son más fácilmente producibles y reproducibles a nivel local, generando bene3 el término “continuidad” no se refiere a un proceso lineal y sin rupturas, por tanto, la identidad es por un lado continuidad y por otro ruptura, la cual se construye a partir de las dinámicas dadas por las interacciones propias de todos los agentes que se desarrollan en un territorio. 4 mediante la consolidación de redes empresariales competitivas en los territorios se pueden ofrecer productos territoriales competitivos en precio, calidad, diseño y condiciones de entrega; además se avanza en la consolidación de lazos de cooperación que permiten mejorar los procesos de planificación, producción y diseño de nuevas tecnologías, lo que conduce a una evolución de la identidad territorial. 2007 aranda y combariza: las marcas territoriales como alternativa para la diferenciación de productos rurales 370 agron. colomb. 25(2) 2007 ficios a la población; de ahí que el apoyo público se hace necesario para aumentar la productividad y la competitividad global. el marketing aplicado a los territorios tradicionalmente, el marketing trata del conjunto de actividades por medio de las cuales se investiga acerca de las necesidades de una comunidad; desarrolla y produce los bienes y servicios adecuados a esas necesidades, y realiza las acciones pertinentes para orientar y colocar un producto al segmento específico, con la comunicación y en el momento adecuados y a un precio justo (kotler y armstrong, 2003). el mercadeo como actividad social y con orientación humana se caracteriza porque piensa en los demás (consumidores) y se dedica a medir las necesidades y deseos del consumidor; en ese sentido, la teoría del marketing reconoce que el diseño de productos debe de orientarse a satisfacer las necesidades específicas de los segmentos a los cuales se orienta el producto. en tal sentido, genéricamente se habla de la estrategia de diferenciación de productos, lo que hace eficiente su posicionamiento. una forma de añadir valor para el cliente es ofrecer productos en el mercado con diseño y estilos diferentes. las marcas territoriales como aspecto diferenciador son un mecanismo en este sentido; ya que mediante el uso de un nombre, término, letrero, símbolo, diseño o combinación de los anteriores, permite al consumidor relacionar el producto con su sitio de origen o producción, lo que claramente se convierte en una estrategia para la diferenciación de los territorios y sus productos en el mercado. el mercadeo territorial pretende estudiar, investigar, valorar y promocionar el territorio con el objetivo de sostener y estimular el desarrollo local; esta actividad ha de convertirse en una respuesta del territorio frente a los procesos de la globalización, en donde se busca lograr una fuerza que se basa en lo más local posible, en lo más único e identitario, pero con mirada global. en el momento de diseñar marcas territoriales, como estrategia para el posicionamiento de los territorios, se valoran el patrimonio cultural propio de los territorios y la identificación de aspectos que reflejen la “identidadtradición”; esto debe realizarse colectivamente entre los agentes del territorio, de forma que dichos aspectos sean prioritarios para el desarrollo del diseño y la creación de marcas identitarias. estas marcas se deben construir sobre la base de prácticas, valores, modos, usos, imágenes, identidades con estilos propios que diferencian el diario vivir de un territorio respecto a otro lugar, sin olvidar que “…una identidad colectiva nunca es pasado solamente, no es sólo lo dado, sino que siempre está siendo. la identidad es una construcción simbólica que significa una apropiación selectiva del pasado, elaborada en el presente, respondiendo a prioridades y propósitos contemporáneos y políticamente instrumental” (gallicchio, 2005); lo que refleja la flexibilidad y capacidad de ajuste estratégico para la construcción de las marcas territoriales como elemento de diferenciación. en principio, el concepto de mercadeo y la planeación estratégica y administrativa fueron establecidos para empresas grandes, generalmente no vinculadas a entornos rurales; sin embargo, en la medida en que el concepto ha evolucionado, se ha mostrado cómo los territorios han comenzado a aplicar sus postulados, a reconocer su importancia y a incorporarlo como un medio para mejorar sus economías. la identidad de los territorios como aspecto diferencial el énfasis en la identidad del territorio puede llegar a tener además un sentido estratégico: ¿es posible hacer de la identidad y de su valorización un elemento indispensable que permita asegurar un mayor poder de negociación de los actores sociales locales en los procesos de desarrollo y en la distribución de sus beneficios? la pregunta tiene sentido práctico si se consideran las megatendencias modernas del mundo globalizado, en donde la demanda por bienes y servicios con atributos simbólicos, que apelan a nuevos modelos de vida (naturaleza, salud, comercio justo, ética en los negocios) crece, en donde muchos de los atributos simbólicos deseados por los consumidores de bienes y servicios de origen agrario están indisolublemente ligados a los territorios rurales (castelletti y canzanelli, 2005). por otra parte, estas tendencias muestran cómo el reconocimiento jurídico, el uso y la influencia de normas, regulaciones y mecanismos que permiten la apropiación privada de bienes y servicios que tradicionalmente se consideraban de libre acceso, son mucho más controlados por organizaciones de consumidores. a esto se suma la importancia de los medios de información que cumplen con el objeto de informar veraz y sistemáticamente a los consumidores sobre determinados atributos (incluyendo algunos de carácter simbólicos) de 371 los bienes y servicios, lo que hace que el consumidor esté más informado, y a su vez que se acerque al territorio, logrando generar consumidores con mayor responsabilidad social y ética en su consumo. en el proceso de construcción de identidades, las representaciones surgidas de la relación con el espacio territorial, son muy importantes. los activos específicos señalados por bernard pequeur (1992, citado por soto, 2006), en algunos territorios no han sido identificados consensualmente, por lo que es necesario que los territorios encuentren sus aspectos diferenciadores, a fin de ser usados por los agentes locales para ganar poder de negociación en los mercados globales; así se disminuiría en gran parte el riesgo de la competencia al que se enfrentan los territorios y sus agentes en la actual economía. algunas experiencias en el uso de marcas territoriales en el mundo existe un reconocimiento relativamente extendido y un interés creciente a diseñar estrategias de desarrollo rural asociadas a bienes y servicios con identidad: servicios de turismo vinculados a la identidad étnica o ecológica; productos orgánicos cuyo valor se basa en su asociación a los atributos de salud o de respeto a la naturaleza; productos que se distinguen por incorporar la idea de una relación justa entre los productores, los intermediarios y los consumidores (fair trade); bienes que se distinguen en el mercado por su origen en procesos que respetan los derechos laborales y los derechos humanos (ethical trade); productos que simbolizan nuevas formas de relación entre el consumidor y los alimentos y las comunidades que los generan (slow food), entro otros. todos estos movimientos de mercado y sus asociados indiferentemente apelan al mercadeo territorial, en el sentido que reconocen el origen de los productos y vinculan su producción con unas condiciones particulares dadas por el territorio. el nuevo paradigma en el campo del desarrollo económico local es el del desarrollo o la competitividad territorial, es decir, el carácter localizado de los procesos de acumulación, de innovación y de formación de capital social (moncayo, 2004), en donde los agentes productivos compiten junto con su entorno. boisier (2005) plantea que el territorio es un actor indirecto de la competitividad, en tanto se constituye como la plataforma o malla de soporte de las actividades productivas, a su vez puede ser considerado un actor directo de la competitividad, pues funciona como espacio contenedor de una cultura propia que se traduce en la elaboración de bienes y servicios indisolublemente ligados a esa cultura, a partir de la cual se pueden construir nichos específicos de comercio de elevada competitividad. muchas de las fuentes de identidades territoriales específicas hacen parte de la cultura, o, según algunos autores, del capital cultural: etnia, lenguaje, historia, arquitectura, formas de manejo de los recursos naturales, fiestas y religiosidad popular, cocina, música, entre otros, son aspectos de capital cultural reconocidos como patrimonio local por parte de los habitantes del territorio. se habla entonces de territorios con identidad cultural, así como ya se trabajan opciones inclusivas de desarrollo rural, a partir de identidades fundamentadas en el respeto a la naturaleza, el cuidado de la salud o la equidad en el comercio. entre las iniciativas a resaltar en la consolidación de denominación de origen o marcas compartidas están: leader de la unión europea, proder en españa y la red gys-sial en francia; dichas iniciativas son ejemplos claros de políticas rurales con enfoque territorial. en latinoamérica se han desarrollado, hasta el momento, algunos programas de carácter investigativo que sirven como modelo para la construcción colectiva de marcas territoriales ; por ejemplo: grijalva y riveros (2006) en la provincia de cotopaxi, ecuador; arias et al. (2006) en la cuenca yacambú-quibor en venezuela, desarrollados en el marco del prodar del iica; soto (2006) en san basilio de palenque, colombia dentro de la iniciativa de rimisp, y barrera (2007) con las rutas alimentarías en argentina. además de estos trabajos, en colombia se resa lta la ex periencia de las haciendas del café, ubicadas en el departamento del quindío, como marca de origen que sirve para comercializar los servicios de turismo rural en dicho departamento, y el tan conocido bocadillo veleño, que se produce en la provincia de vélez (santander), propuesta liderada por la adel de vélez, con el apoyo del pnud. sin embargo, en américa latina existe un potencial subexplotado de capital cultural, tal como lo plantean los ejemplos con las comunidades locales, muchas veces grupos pobres y marginados (mujeres, indígenas y afroamericanos, jóvenes, etc.) que cuentan con identidades que permiten diferenciarse mediante productos y servicios únicos, difícilmente reproducibles, puesto que su calidad y valor provienen de sus comunidades y territorios (rimisp, 2005). 2007 aranda y combariza: las marcas territoriales como alternativa para la diferenciación de productos rurales 372 agron. colomb. 25(2) 2007 el uso de las marcas distintivas de los territorios para la diferenciación en el mercado se constituye en una estrategia competitiva; aquí, el marketing territorial se debe orientar sobre el prestigio de los productos, las tradiciones, el saber hacer local y la cultura. no es oportuno determinar cuáles son los procesos de diferenciación productiva de un territorio, debido a que la diferenciación será específica, sobre la base de activos, recursos y relaciones sociales propios en cada caso. algunos beneficios de la identidad territorial y las marcas territoriales las estrategias de adaptación y supervivencia adelantadas por los territorios son las que permiten volver económicamente redituables productos, saberes locales y formas de innovación. para la construcción colectiva de imagen territorial es necesario identificar los activos tangibles e intangibles que poseen los territorios y que le garantizan aspectos diferenciales. la identidad territorial y construcción colectiva de marcas territoriales generan beneficios de tipo social, productivo y sobre las redes de comunicación existentes en las comunidades (tabla 1). las posibilidades de avanzar en procesos de diferenciación productiva (transformación productiva, adopción de estrategias extraprediales, multifuncionalidad del ámbito rural compartido, asociación y formas diversas de articulación para potenciar cultivos tradicionales, agroindustria rural, turismo especializado, gastronomía típica, actividades recreativas tradicionales, integración en cadenas productivas, consolidación de cluster en los territorios, alianzas productivas, etc.) son favorecidas con la construcción de la identidad territorial, lo que aumenta la cohesión social y garantiza la construcción de marcas territoriales como aspecto diferenciador, susceptible de ser usado para captar inversión y atraer a consumidores habituales de los productos y servicios que en él se producen y se brindan, en otras palabras, atrayendo al consumidor a los territorios, lo que favorece el desarrollo económico local. cómo valorar la imagen de los territorios para construir marcas territoriales la explotación del conocimiento tácito de cada territorio le representa una ventaja competitiva frente a otros territabla 1. beneficios del uso de identidad territorial y marcas territoriales. beneficios al tejido social beneficios al tejido productivo beneficios a las redes de comunicación • reforzamiento de la cohesión social (lo cual no implica que existan conflictos de intereses entre grupos que coexisten en las áreas geográficas). • reforzamiento y generación de lazos de cooperación y solidaridad, redes de ayuda y contención social y material. • identificación de intereses y necesidades comunes, priorización de las mismas. • fortalecimiento y posicionamiento de actores, acompañado de un aumento del poder de negociación de los mismos. • mejoramiento de la autoestima, lo cual en algunos casos repercute en una mayor estabilización de la población en las áreas rurales. • aumento de las capacidades de reconocimiento y valorización de oportunidades distintas de ocupación: actividades alternativas, vinculadas con habilidades y saberes generacionales y con nuevas posibilidades en cuanto al propio hábitat (turismo especializado). • nuevos recursos: “consumo de la tradición” y del “legado histórico”. • diversificación de actividades, no agrícolas pero tampoco extraprediales. • iniciativas de emprendimientos y de instituciones y organizaciones locales como forma de participar en los beneficios que el mercado cultural y patrimonial abre (turismo y los servicios que con él se vinculan). • aumento de la demanda de gobernabilidad de recursos. • toma de conciencia en el uso y la conservación del medioambiente. • mayor claridad en cuanto a cuáles deben ser las ofertas concretas para favorecer la cadena productiva de los servicios y productos con identidad en que se tienen ventajas. • se fortalecen y generan redes y alianzas territoriales, el componente familiar, de parentesco y proximidad geográfica es fundamental. • aparecen y se fortalecen redes de comunicación y se construyen medios no formales de traspaso de información y de acceso a la misma. • aumento de la comunicación intracomunidad para posicionarse extracomunidad. • se fortalece el sentido de pertenencia y responsabilidad social en el uso de la imagen territorial. 373 torios. la necesidad de integrar la gestión de la identidad y la imagen territorial en los procesos de desarrollo local, implica la utilización de técnicas de mercadeo, similares a las utilizadas para la gestión de la identidad y la imagen corporativa. el punto de partida es la identificación de aquello que distingue al territorio y que diferencia lo que allí se produce de otros territorios. algunos de los aspectos a ser tenidos en cuenta en la construcción de la identidad y de la imagen territorial son: la historia, la cultura, el ambiente, las actividades productivas, entre otros (iica, 2007). el mercadeo territorial permite identificar y promocionar las ventajas comparativas de cada localidad. es necesario definir la imagen del territorio y elaborar una política de marketing para la misma. planificar, posicionar y cuidar la imagen del territorio influirán directamente en el futuro de sus habitantes. de esta manera, se pueden identificar los principales elementos para la caracterización de las experiencias de desarrollo territorial rural. en primera instancia, es importante tener en cuenta la configuración del sistema productivo local y las relaciones entre agentes productivos; se debe identificar el nivel de desarrollo institucional del territorio, y por otro lado, se deben identificar las ventajas comparativas o absolutas a partir de las particularidades territoriales y culturales que pueden servir para la construcción de marcas territoriales con identidad e imagen territorial. de esta manera aparece la idea de una identidad territorial que provee a los bienes y servicios locales de elementos de diferenciación y de calidad que les permiten acceder a mercados cada vez más exigentes, en cuanto a estándares de producción y de exclusividad. el reto está en construir marcas territoriales que añadan valor al conjunto de productos, servicios y eventos locales; que asuman la imagen territorial como una variable estratégica que consolide y dé coherencia al posicionamiento elegido en el mercado (posicionamiento que surgirá del plan estratégico), y que movilice los recursos intraterritoriales en torno a su identidad específica para el diseño del programa de gestión de imagen territorial se necesita de la utilización de técnicas de investigación (documentales, cualitativas y cuantitativas) y técnicas de análisis (estudios de posicionamiento e imagen del territorio, análisis de la política comunicativa, etc.) que permitan obtener información relevante. de ahí surge la necesidad de establecer una metodología sistemática y rigurosa en torno a la definición de la imagen que se quiere resaltar del territorio, donde se diseñe teniendo en cuenta aspectos como el conocimiento previo del territorio y de su posible desarrollo: lo que es realmente el territorio (lo que tiene, hace y representa); el conocimiento de la imagen pretendida y percibida sobre el territorio, sus productos y servicios por parte de los diferentes públicos internos y externos (cómo nos vemos y cómo nos ven); el conocimiento de la imagen difundida sobre el territorio por parte de los diferentes emisores y soportes (qué decimos y qué se dice de nosotros), todo esto como parte de una estrategia de comunicación del mercadeo territorial. el análisis que se haga para la construcción de marcas territoriales debe permitir identificar los puntos débiles del territorio, cuya evidencia supone una amenaza para la valorización del mismo, como niveles de migración, exclusión social y conf licto. estos son elementos a ser tratados, sin olvidar los rasgos valorados positivamente por los diferentes públicos, pero que se asocian muy poco con el territorio, entre ellos la recuperación del patrimonio, el cuidado del medio ambiente, el turismo rural, etcétera. por último, los rasgos f uertes de territorio pero no percibidos suf icientemente por el público, implican un mayor esfuerzo de marketing y comunicación, que se traducen en mayor uso de recursos para destacar los atributos del territorio desde lo folk lórico hasta lo comercial,, esfuerzo que en algunos casos, requieren simplemente visibilidad. políticas públicas en colombia para la valorización de la identidad territorial como base para el desarrollo el análisis de la política pública que contribuya a la valorización de la identidad territorial como base del desarrollo en colombia, se enmarca dentro la constitución vigente así como en las normas de planeación del desarrollo, de distribución de competencias y recursos entre la nación y el territorio y de ordenamiento territorial; la política general de desarrollo está a cargo del nivel nacional, y la responsabilidad del desarrollo territorial recae en los municipios, distritos y departamentos. a pesar de que hay descentralización en el tema del desarrollo rural, la nación conserva competencias en el sector. el ministerio de agricultura y desarrollo rural cuenta con iniciativas como: el programa de apoyo integral a peque2007 aranda y combariza: las marcas territoriales como alternativa para la diferenciación de productos rurales 374 agron. colomb. 25(2) 2007 ños productores de economía campesina (paippec), el proyecto apoyo a alianzas productivas, y el proyecto de oportunidades rurales, entre otros. las políticas e instrumentos de desarrollo rural en colombia no están enfocadas hacia la valorización de la identidad territorial de los productos y servicios ofrecidos en el entorno rural. esto no significa que el marco institucional y normativo impida el desarrollo de dichas iniciativas. existe, más bien, una falla desde el punto de vista institucional y financiero de las entidades territoriales y una falta de coherencia y articulación entre las acciones nacionales, departamentales y municipales para apoyar iniciativas locales de desarrollo territorial rural (soto, 2006). adicionalmente, el enfoque del desarrollo territorial rural, a partir de productos y servicios con identidad, aún no ha sido explotado dentro de la formulación de políticas públicas en colombia, muestra de ello es la falencia de normas claras para el registro de sellos de denominación de origen. las condiciones están dadas para que los territorios rurales desarrollen su ventaja competitiva mediante la diferenciación y promoción de sus productos y servicios; a su vez, es un reto para el gobierno nacional consolidar la legislación que proteja el desarrollo de marcas territoriales, denominaciones de origen, marcas región, etc., a fin de que se proteja a los territorios, su identidad, cultura y a los agentes que en él habitan. consideraciones finales el desarrollo territorial se debe apoyar en la articulación regional de la economía y el tejido social existente en el territorio. en este sentido, hay que considerar una visión estratégica de inserción de los circuitos económicos locales en sus respectivos mercados, en donde la disposición a entablar relaciones de cooperación entre los agentes territoriales garantizarán la competitividad de los territorios. para ello es importante sensibilizar a las autoridades locales y regionales en lo referente a la política territorial de desarrollo y capacitarlas en metodologías de planificación. aun en épocas de descentralización, muchos municipios y regiones participan sólo parcialmente en los éxitos empresariales locales. con los propósitos de avanzar en el redescubrimiento de los territorios y de crear marcas territoriales es necesario trabajar de manera participativa con los actores locales en cuatro ejes, a saber: • aspectos históricos y de localización de la concentración (identidad regional, identificación de activos genéricos y específicos, multifuncionalidad). • estructura y funcionamiento de la concentración (actores, instituciones, sus relaciones y encadenamientos internos y externos). • tecnología y aspectos ambientales (sistemas productivos y productos, el saber hacer y su transmisión, la innovación, la calidad y la sostenibilidad). • organización y mercado (la acción colectiva, confianza, éxitos y fracasos, los problemas y oportunidades de mercado, las nuevas perspectivas). en el diseño de estrategias de mercadeo, las empresas y productores en la mayoría de ocasiones se olvidan que los productos provienen de un territorio particular. el saber hacer desarrollado por los pobladores rurales en la producción y transformación de bienes agrícolas, las condiciones agroecológicas propias del territorio al igual que el medio ambiente, las redes sociales de producción, la cultura y otros aspectos, son cualidades que deberían ser usadas en la construcción de estrategias que permitan el posicionamiento y diferenciación de los productos en los mercados de consumo. el proceso de planeación estratégica territorial constituye un importante complemento de los instrumentos nacionales de fomento productivo, y se convierte en una herramienta valiosa para el desarrollo económico de los territorios. las experiencias que en colombia y en el mundo han logrado construir imagen territorial son aún muy pocas, sin embargo, este aspecto se vuelve determinante en el mundo actual en donde la economía se encuentra globalizada, las fronteras han desaparecido y la competencia por el mercado es mucho más agresiva que en décadas pasadas. la construcción y gestión de una imagen territorial puede pasar por el diseño de marcas, que no van en contra de las iniciativas de marcas individuales, por el contrario, las fortalece. las marcas colectivas territoriales, deben regirse siguiendo un protocolo que es establecido por todos los 375 interesados; es decir, dicha imagen es de pertenencia de todos los actores locales involucrados en la construcción y generación de la misma. sin embargo, el desarrollo y posicionamiento de las marcas territoriales suponen compromiso y seriedad en la administración y uso de la imagen de los territorios, para lo cual es necesario encargar a una entidad que certifique y apruebe el uso de la imagen en productos del territorio. las marcas territoriales son susceptibles de ser usadas en el mercadeo de productos territoriales, estas se constituye en una estrategia de agregación de valor, en la que se apunta a construir ventajas que permiten la diferenciación de los productos en los mercados, permitiendo con ello el uso en términos comerciales de la identidad, el saber hacer y las particularidades de los territorios, lo que supone la mejora de ingresos a la población local por la venta de productos del territorio. a su vez, el mercadeo de productos diferenciados con marcas territoriales, ya sean como denominación de origen u otras marcas colectivas, contribuye a la reconversión de los sistemas de producción en las regiones, hecho que leva a un uso más racional de los bienes públicos. en consecuencia se benefician la conservación del medio ambiente y el patrimonio cultural, y permite desarrollar en el territorio actividades de diversa índole, como la venta de servicios de turismo rural (alternativa no productiva que mejora el nivel de ingreso de los productores en el medio rural) y la vinculación de la agroindustria como actividad que permite el desarrollo de los territorios. está en manos de los actores locales el gobernar, en sentido económico y social, esta transformación que puede dar una garantía tanto a la conservación de la especificidad y del significado local de la cultura parcialmente mercantilizada, como a la apropiación local de los beneficios que consiguen del proceso. el mercadeo territorial es un área poco estudiada y desarrollada, se pretende con estos pensamientos motivar a los profesionales a construir y usar estrategias de mercadeo territorial, que permitan el posicionamiento y diferenciación en los mercados de los productos con identidad de marca originada por las características de un territorio, la cuales a su vez fomentan la organización de los actores locales y facilita el acceso a mercados nacionales e internacionales de los productos territoriales. literatura citada arocena, j. 1999. por una lectura compleja del actor local en los procesos de globalización. desarrollo local en la globalización. claeh, montevideo. arias, j., f. calvani y h. riveros. 2006. metodología para la clasificación de cadenas agroproductivas según su potencial de desarrollo en un territorio: el caso de la cuenca yacambúquibor en venezuela. ponencia presentada en el iii congreso internacional de la red sial, alimentación y territorios. universidad internacional de andalucía, baeza. barrera, e. 2007. rutas alimentarías de la argentina. memorias seg undo curso internaciona l de rutas a limenta rías y turismo del vino. facultad de agronomía, universidad de buenos aires. benedetto, a. 2006. identidad y territorio: aportes para la re-valorización de procesos de diferenciación productiva en áreas de co-existencia geográfica. rimisp, mendoza. boisier, s. 2001. desarrollo local: ¿de qué estamos hablando? en: madoery, o. y a. vázquez (eds.). transformaciones globales, instituciones y políticas de desarrollo local. editorial homo sapiens, rosario. boisier, s. 2005. un ensayo epistemológico y axiológico sobre gestión del desarrollo territorial: conocimiento y valores. santiago de chile. 76 p. en: http://www.redelaldia.org/img/pdf/boisier. pdf; consulta: septiembre de 2007. castelletti, o. y g. canzanelli. 2005. estrategias e instrumentos para el desarrollo local en la 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solidago x luteus en días cortos cytokinins are associated with flower development of solidago × luteus plants under short days víctor julio flórez1 y maria de fátima d. aleixo pereira2 agronomía colombiana 26(2), 226-236, 2008 en solidago × luteus (m.l. greene) brouillet y semple (= × solidaster hybridus, × s. luteus), planta comercializada principalmente para flor de corte, el proceso de inducción floral es dependiente de las condiciones fotoperiódicas ambientales. con el objetivo de determinar la acción de las citoquininas en este proceso, se analizó su presencia en condiciones fotoperiódicas opuestas: días largos (dl) de 18 h y días cortos (dc) de 8 h. en la primera fase del ensayo, con el fin de analizar la respuesta de las plantas a fitohormonas con frecuencia semanal de aplicación, se realizaron los siguientes tratamientos: 1) ácido giberélico (ga3) 10-4 m, 6-benzilaminopurina (6-ba) 4 10-4 m y ga3 10 -4 m más 6-ba 4 10-4 m; 2) ga3 10 -4 m, kinetina (ki) 4 10-4 m y ga3 10 -4 m más ki 4 10-4 m y 3) ki 4 10-4 m. con el objeto de conocer la concentración endógena de hormonas, en la segunda fase los extractos vegetales se analizaron a través de cromatografía en capa fina y cuantificados por el ensayo inmunoenzimático de elisa, previa separación por cromatografía líquida de alta eficiencia. los resultados permitieron determinar la actividad citoquinínica en extractos provenientes de hojas y de botones florales de plantas en el inicio de los tratamientos, en dl y en dc. se demostró que la aplicación de ki acelera la antesis floral, evidenciando la relación de citoquininas endógenas con el proceso de desarrollo floral. por último, de los resultados obtenidos de los extractos sometidos a elisa se sugiere la participación de las citoquininas en el proceso de antesis floral de s. × luteus, donde la ipa (isopentenil adenosina) tendría una acción importante al ser transportada rápidamente de la hoja al botón floral en dc, posibilitando tal vez la mayor velocidad de antesis floral observada en este fotoperíodo. palabras clave: antesis floral, fitohormonas, ácido giberélico, 6-benzilaminopurina, kinetina, elisa. in solidago × luteus (m.l. greene) brouillet and semple (= × solidaster hybridus, × s. luteus), a plant commercialized principally as cut flower, the process of floral induction is dependent on photoperiodic environmental conditions. in order to determine the action of cytokinins in this process, their presence was analyzed in photoperiodically contrasting conditions (long days (ld, 18 h) and short days (sd, 8 h)). in the first phase of the test, with the purpose to analyze the response of plants to phytohormones, weekly application of the following treatments were realized: 1) 10-4 m gibberellic acid (ga3), 4 10 -4 m 6-benzylaminopurine (6-ba), and 10-4 m ga3 plus 4 10 -4 m 6-ba; 2) 10-4 m ga3, 4 10 -4 m kinetin (ki), and 10-4 m ga3 plus 4 10 -4 m ki; and 3) 4 10-4 m ki. in t he second phase, in order to k now t he endogenous concentration of hormones, plant extracts were analyzed by thin layer chromatography and quantified by enzyme linked immunosorbent assay (elisa) previously separated by high determining the cytokinin activity in leafs and flower buds extracts of plants in the beginning of the treatments under ld and sd. it was showed that ki application accelerates the floral anthesis demonstrating the relation of endogenous cytokinins on the process of floral development. finally, from the results obtained of the extracts submitted to elisa, it is suggested the participation of cytokinins in the anthesis process of s. × luteus, where ipa (isopentenil adenosine) would have an important action being transported rapidly from the leaf to the flower bud in sd making faster process of anthesis floral observed in this photoperiod. key words: floral anthesis, phytohormones, gibberellic acid, 6-benzylaminopurine, kinetin, cytokinins, elisa. introducción en plantas fotoperiódicas la secuencia del proceso de floración comienza con la percepción de señales ambientales a través de las hojas, donde se produce el estímulo floral. una vez que este estímulo alcanza el brote apical, actúa sobre el meristemo o directamente sobre el primordio en desarrollo. si la determinación del proceso de floración es controlada por el meristemo apical, éste responde directamente al estímulo floral. si son las hojas las que dirigen la inducción agronomia 26-2 -profe194).indd 226 06/10/2008 19:40:17 flórez y pereira. las citoquininas están asociadas al desarrollo floral... 227 floral, es posible que el estímulo floral actué directamente sobre los tejidos objetivo (hempel et al., 2000). las citoquininas forman un numeroso grupo de fitohormonas, en el que son reconocidas más de 30 entre formas activas e inactivas (mok y mok, 2001). entre otros aspectos del desarrollo vegetal, las citoquininas se involucran en la promoción de la división celular, la diferenciación de cloroplastos, el desarrollo de brotes y el antagonismo de la senescencia (mok, 1994). su participación en el desarrollo floral también es importante, regulando este proceso en algunas especies, como en litchi chinensis sonn. (chen, 1991). en solidago × luteus (m. l. greene) brouillet y semple (= × solidaster hybridus, × s. luteus), una planta perenne comercializada principalmente para flor de corte, la acción de las citoquininas fue descrita por flórez-roncancio y pereira (1999). los autores identificaron concentraciones endógenas de los isómeros trans zeatina (z) y trans zeatina ribósido (zr), de isopentenil adenina (ip) y de isopentenil adenosina (ipa) durante el desarrollo de la floración, encontrando, a través de cromatografía líquida de alta eficiencia (clae), su participación directa en el proceso de antesis. el objetivo del presente trabajo fue verificar la acción de las citoquininas en condiciones fotoperiódicas opuestas de días largos (dl) de 18 h y días cortos (dc) de 8 h, sobre el desarrollo floral de s. × luteus, a través de la aplicación y de la determinación endógena de fitohormonas. materiales y métodos material vegetal y aplicación de fitohormonas esquejes con raíz de solidago × luteus se sembraron en materas con capacidad de 2 l, conteniendo una mezcla de partes equivalentes de suelo, arena y compuesto orgánico, en condiciones de invernadero. las plantas se fertirrigaron quincenalmente con solución de hoagland (hoagland y arnon, 1938) y se mantuvieron en fotoperiodo de 18 h hasta el estadio de formación del botón floral (botones florales con 1,5 0,12 mm de diámetro y 736 159,5 botones florales por gramo). en este estadio, un lote de plantas se mantuvo en este mismo fotoperiodo y otro se transfirió para la condición de dc. los dc de 8 h se obtuvieron cubriendo los bancos en los que se acondicionaron las materas con una cortina de tejido negro y las condiciones de dl de 18 h se lograron complementando el fotoperiodo natural con iluminación artificial con lámparas incandescentes (53 w m-2). para el análisis de las citoquininas se recolectaron muestras de hojas y de botones florales de las plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos y de plantas en condiciones de dl y dc, 15 2,3 d después. las aplicaciones de fitohormonas se iniciaron el día de la transferencia de las plantas a dl, pincelando los botones florales de la mitad de las plantas mantenidas en este fotoperiodo. se aplicaron soluciones acuosas de las fitohormonas, teniendo en cuenta las siguientes concentraciones y frecuencias de aplicación: primer experimento, con ácido giberélico (ga3) 10 -4 m, 6-ba 4 10-4 m y ga3 10 -4 m más 6-ba 4 10-4 m, cada 7 d; segundo experimento, con ga3 10-4 m, ki 4 10-4 m y ga3 10 -4 m más ki 4 10-4 m, cada 7 d y tercer experimento, con ki 4 10-4 m cada 4 y 7 d. la estimación de la velocidad promedio de antesis floral se realizó calculando el tiempo promedio de antesis floral (t), de acuerdo con la expresión descrita por labouriau (1983) para la germinación de semillas: donde, ti son los tiempos de antesis y ni, el número de flores abiertas en los intervalos equidistantes sucesivos ti-1 ti. extracción de fitohormonas para la extracción y fraccionamiento del extracto se recolectaron 3 g de hojas o botones florales y luego se maceraron con una solución acuosa de metanol al 80%, guardando la relación 1 g : 10 ml. después de 24 h se realizó un primer filtrado y el residuo se puso en una nueva solución para un segundo filtrado 24 h más tarde; el extracto total fue el producto de los dos filtrados. después de la remoción del metanol en evaporador rotativo bajo presión reducida y a temperatura de 30-35 oc, se procedió al fraccionamiento del extracto acuoso total para la obtención de las fracciones ácida y básica, de acuerdo con la técnica descrita por felippe et al. (1985) modificada. la fracción básica así obtenida se corrió sobre una placa de vidrio de 0,20 x 0,20 m cubierta con una capa de 0,5 mm de suspensión de gel de sílice y agua, en la proporción de 1:2 (g de sílice : ml de agua destilada), activada antes de su uso a 105 oc durante 30 min. las placas cromatográficas se desarrollaron en una longitud de 15 cm con isopropanol : amoniaco : agua (10:1:1) para los bioensayos, los cromatogramas se dividieron en partes iguales: 10 horizontalmente y 4 verticalmente, para un total de 40 fracciones; además de una fracción de control compuesta de gel de sílice, en la que se corrió sólo el juego de solventes. de cada una de las repeticiones se removió el gel de sílice y se colocó de forma aleatoria en cajas de petri de 50 mm de diámetro. cada caja de petri se cubrió con una hoja de papel de filtro y se le adicionaron 2 ml de tampón fosfato 2 mm a ph 5,8-6,0. t n t n i i i agronomia 26-2 -profe194).indd 227 06/10/2008 19:40:18 228 agron. colomb. 26(2) 2008 bioensayos en la detección de sustancias citoquinínicas se empleó el bioensayo de aumento de área cotiledonar descrito por letham (1971). se utilizaron semillas de rábano (raphanus sativus) cv. rojo redondo suministradas por el instituto agronómico de campinas (iac), germinadas en oscuridad a 25 °c durante 35 h; después de este periodo, se retiró el cotiledón interno de cada plántula. de los cotiledones más uniformes, se transfirieron 4 de ellos a cajas de petri de 50 mm de diámetro, colocando el haz del cotiledón en contacto con la solución. como patrón se utilizó una solución de 6-ba ó ki 4 10-4 m. las cajas de petri se colocaron en bandejas con una hoja de papel de filtro humedecida, se cubrieron con película de polipropileno transparente y se mantuvieron durante 72 h en la cámara de crecimiento a 25 °c con luz blanca continua (18,2 mol m-2 s-1). el aumento de área cotiledonar de rábano se midió con el programa área ii (caldas et al., 1992) a través del escáner hewlett packard modelo scanjet iip. los resultados se expresaron como porcentaje del grupo control. para la detección química de las sustancias con actividad citoquinínica se usó el reactivo de wood, que revela el color azul en presencia de sustancias purínicas (wood, 1955). con este reactivo (solución a de azul de bromofenol al 0,4% en acetona y solución b de nitrato de plata al 2% en agua, mezcladas en volúmenes iguales a la hora de la aplicación) se pulverizó el área correspondiente a cada rf (factor de retención o cociente de las distancias recorridas por el compuesto y por el solvente) dentro del cromatograma. inmunoensayo los extractos de la fracción básica obtenidos de hojas y de botones florales de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos, de plantas en dl y de plantas en dc, se sometieron a la separación cromatográfica por clae, según flórez-roncancio y pereira (1999). se recogieron las respectivas fracciones de acuerdo con el tiempo de retención de las fitohormonas patrón ip (isopenteniladenina) e ipa (isopentenil adenosina), para luego cuantificarlas por el ensayo inmunoenzimático de elisa, realizado con kits mayoli spindler. se empleó el protocolo establecido por clark y engvall (1985), así: fijación del conjugado. 1. el conjugado ova lbumina (ova)-ipa se diluyó con tampón carbonato-bicarbonato (carbonato de sodio 0,05 m, ph 9,6) y, posteriormente, se fijó en la placa (200 l por pozo) con incubación a 4 oc durante la noche; bloqueo de sitios de ligación inespecíficos.2. después de tres enjuagues por pozo con unos 400 l de pbs-tween (tampón fosfato 0,01 m + nacl 0,15 m a ph 7,4 más tween-20 0,05%), se realizó en cada pozo el bloqueo con 250 l de caseína al 2% en pbs, durante 30 min a 37 °c; competición. 3. después de tres enjuagues con pbs-tween con unos 400 l por pozo, a cada pozo se le adicionaron 50 l de tampón pbs-tween, 100 l de patrón o de muestra y 50 l del anticuerpo monoclonal específico (anti-ipa). se mantuvo la placa a 4 °c durante 2 h y a continuación a cada pozo se le hicieron cinco enjuagues con unos 400 l de pbs-tween; anticuerpo secundario.4. en cada pozo se añadieron 200 l de anticuerpo anti-igg de ratón conjugado con peroxidasa y disuelto en pbs + tween. se incubó la placa a 37 °c por 1 h y en seguida cada pozo se lavó 5 veces con unos 400 l de pbs-tween; sustrato. 5. a cada pozo se le adicionaron 200 l de la solución sustrato, de abts (ácido 2’2-azino-bis-[3etilbenzotiazol-6-sulfónico]) y h2o2 en partes iguales. por último, la placa se incubó a 37 °c por 1 h y luego se le midió la absorbancia a 405 nm, en un lector de placa de elisa (labsystems mutiskan ms). curva patrón y cálculo de los resultados con el fin de establecer la curva patrón para ipa se realizaron una serie de diluciones, desde 1 nmol hasta 1 pmol, para cada 100 l de solución, a partir de una solución 1 mm de fitohormona patrón ipa. el promedio de la densidad óptica de los pozos con 100 pmol de fitohormona libre por 0,1 ml de agua se consideró como control de coloración no específica (cne) y el promedio de la densidad óptica de los pozos conteniendo 0,1 ml de agua destilada (sin fitohormona libre) se consideró como bo, así: donde, b es la densidad óptica del patrón o muestra; bo, la densidad óptica de la ligación máxima del anticuerpo antifitohormona, en ausencia de fitohormona libre (coloración fuerte) y cne, la densidad óptica de coloración no específica, ligación residual del anticuerpo anti-fitohormona en exceso de fitohormona libre (coloración débil). la relación entre el porcentaje b/bo y la concentración de la fitohormona de la curva patrón se transformó en una relación linear usando la función logit, que permite extrapolar la concentración de la fitohormona en la muestra del valor de su densidad óptica a través de una curva patrón linear (weiler et al., 1981). % b b b cne b cne0 0 100 agronomia 26-2 -profe194).indd 228 06/10/2008 19:40:19 flórez y pereira. las citoquininas están asociadas al desarrollo floral... 229 los cálculos de los resultados incluyeron los valores obtenidos en las cuantificaciones por medio de las curvas patrón, el factor de dilución y la masa inicial de la muestra. análisis estadístico se usó el diseño experimental completamente al azar, con número de tratamientos y de repeticiones (plantas) por tratamiento de acuerdo a cada experimento. posterior al análisis de varianza, los promedios de los tratamientos se compararon por medio de la prueba de tukey (p<0,05). cuando se compararon dos tratamientos se utilizó la prueba t, también al 5% de probabilidad. resultados y discusión velocidad de antesis floral y su respuesta a la aplicación de fitohormonas con las aplicaciones semanales de ga3 10 -4 m, 6-ba 4 10-4 m y ga3 10 -4 m más 6-ba 4 10-4 m (ensayo 1) y cada 4 y 7 días de ki 4 10-4 m (ensayo tres) a los botones florales de las plantas en dl, no se constató diferencia estadística significativa entre los tratamientos en cuanto al número promedio de flores abiertas por planta al final de los experimentos (figuras 1a y 1c, respectivamente). de otra parte, al final del ensayo dos con aplicaciones semanales de ga3 10 -4 m, ki 4 10-4 m y ga3 10 -4 m más ki 4 10-4 m, en el tratamiento de control de plantas en dl se obtuvo un número de flores significativamente mayor al observado en el tratamiento de control de plantas en dc, mientras que el tratamiento con ki 4 10-4 m produjo un número intermedio de flores abiertas por planta (figura 1b). además, se verificó un aumento significativo en la velocidad promedio de antesis floral en los tratamientos con aplicaciones semanales de 6-ba 4 10-4 m y de ga3 10 -4 m más 6-ba 4 10-4 m en botones florales de plantas en dl, en comparación con los tratamientos con ga3 10 -4 m y de plantas de control en dl (tabla 1a). esto indica que hubo un efecto promotor en la velocidad promedio de antesis floral en los tratamientos que incluyeron 6-ba y que este efecto no habría sido estimulado por la aplicación semanal de ga3 10 -4 m, ya que, cuando fue aplicado como tratamiento único, no se diferenció de las plantas de control en dl. sin embargo, la antesis floral fue significativamente más rápida en el tratamiento de control de plantas en dc (tabla 1a). en los tratamientos con aplicaciones semanales de ga3 10 -4 m y de ga3 10 -4 m más 6-ba 4 10-4 m en botones florales de plantas en dl, hubo un aumento en el porcentaje de flores anormales en relación con las plantas de control en dl y en dc; de otra parte, el mayor porcentaje de daño floral se observó en el tratamiento con aplicaciones semanales de 6-ba 4 10-4 m (tabla 1a). cuando se aplicó semanalmente ki 4 10-4 m a los botones florales de las plantas en dl, se obtuvo un efecto promotor significativo en la velocidad promedio de antesis floral, en comparación con las plantas control en dl (tabla 1b). los tratamientos con aplicaciones semanales de ga3 10 -4 m y ga3 10 -4 m más ki 4 10-4 m no mostraron diferencias significativas con las plantas control en dl, confirmando que el tratamiento con ga3 10 -4 m no tendría efecto sobre la velocidad promedio de antesis floral y, por el contrario, podría interferir en el efecto promotor de ki. por otro lado, la mayor velocidad de antesis floral se evidenció en las plantas control en dc, observándose un porcentaje bajo de flores anormales en los tratamientos efectuados (tabla 1b). en el experimento con dos frecuencias de aplicación de ki 4 10-4 m en botones florales de plantas en dl (tabla 2), no se observó diferencia significativa entre las plantas control en dc y el tratamiento con aplicaciones cada 4 d, ni entre las plantas de control en dl y el tratamiento con aplicaciones cada 7 d. tampoco hubo diferencia significativa entre las dos frecuencias de aplicación de ki, a los 4 y 7 d. de esta forma, se verifica una tendencia decreciente en la velocidad de antesis floral a partir del tratamiento control en dl hacia el tratamiento control en dc, evidenciándose un posible efecto promotor de ki en interacción con la frecuencia de aplicación. no se visualizó la formación de flores anormales en ningún de los tratamientos estudiados (tabla 2). la aplicación de las citoquininas 6-ba y ki en s. × luteus incrementó la velocidad promedio de antesis floral, en comparación con las plantas control en condiciones de dl; sin embargo, el porcentaje de daño floral fue mayor en el tratamiento con 6-ba. cuando se aumentó la frecuencia de aplicación de ki a 4 d, no hubo diferencia en la velocidad promedio de antesis floral ni en el porcentaje de malformación floral entre este tratamiento y el grupo de control de plantas en dc, indicándose así que las citoquininas podrían estar relacionadas con el aumento de la velocidad de antesis floral en las plantas en dc. en la formación de botones florales en explantes de pedicelos de tabaco in vitro, es probable que la z endógena esté menos relacionada, pues, solamente indujo un botón floral por explante, mientras que 6-ba y dhz (dihidrozeatina) formaron aproximadamente 12 botones florales por explante (van der krieken et al., 1991). de manera similar, bentley et al. (1975) verificaron que aplicaciones de ki ó de 6-ba en plantas de fríjol cultivadas en dl estimulan el desarrollo de agronomia 26-2 -profe194).indd 229 06/10/2008 19:40:20 230 agron. colomb. 26(2) 2008 figura 1. efecto del fotoperiodo y de aplicaciones de ga3, 6-ba y ki en botones florales de plantas en dl sobre el desarrollo floral de solidago × luteus (dl, 18 h; dc, 8 h). a) aplicación semanal de ga3 10 -4 m, 6-ba 4 10-4 m y ga3 más 6-ba; b) aplicación semanal de ga3 10 -4 m, ki 4 10-4 m y ga3 más ki y c) aplicación cada 4 d y cada 7 d de ki 4 10 -4 m. valores seguidos de la misma letra no difieren significativamente entre sí, según la prueba de tukey (p<0,05). los botones fl orales que habrían sido inhibidos por la acción del aba (ácido abscísico) endógeno. en sinapis alba, una de las a lteraciones esencia les durante la iniciación f loral es una onda mitótica en el meristemo apical. se demostró que una aplicación de 6-ba ó de z en concentraciones de 5 y 20 g ml-1, respectivamente, estimula la actividad mitótica de forma semejante a la observada en el meristemo de las plantas inducidas; razón por la cual bernier et al. (1977) incluyen a las citoquininas como parte del estímulo f loral en esta especie. los mayores vertederos de las citoquininas son las partes meristemáticas o con crecimiento potencial, que también son centros primarios de su producción; además, las citoquininas causan movilización de metabolitos para el área tratada, creando nuevas relaciones fuente-vertedero y manteniendo la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas (moore, 1979). gerhäuser y bopp (1990a) encontraron que en el musgo funaria hygrometrica los principales productos del catabolismo de [14c]ki y de [14c]6-ba fueron la adenina y la adenosina, respectivamente; además que, inclusive en concentraciones agronomia 26-2 -profe194).indd 230 06/10/2008 19:40:23 flórez y pereira. las citoquininas están asociadas al desarrollo floral... 231 inferiores, 6-ba permaneció constante por más tiempo que ki, indicando diferentes vías metabólicas para estos compuestos. esto, según gerhäuser y bopp (1990b), ocurre en función de que la kinetina oxidasa degrada la cadena lateral de ki, originando adenina como producto primario, mientras que 6-ba no es substrato de esta enzima y tiene efecto residual más prolongado. la adenina y sus derivados se reportan frecuentemente como el grupo mayor de metabolitos de z, zr, ip e ipa en plantas superiores y su metabolismo puede ser atribuido a la citoquinina oxidasa (letham y palni, 1983). de esta forma, en solidago × luteus probablemente el metabolismo de 6-ba sea diferente del de ki, de manera similar que en funaria. el 6-ba, al permanecer por más tiempo en el tejido, además de acelerar eventualmente la antesis floral, pudo ocasionar el aborto de las estructuras florales; mientras que la ki, al ser metabolizada más rápidamente, acelera la antesis floral, respondiendo al aumento en la frecuencia de aplicación sin daño floral. análisis de sustancias con actividad citoquinínica a través de bioensayos en los extractos provenientes de hojas de plantas en el inicio de los tratamientos (figura 2a) y de hojas de plantas en dl (figura 2b), no se observó actividad citoquinínica significativa, mientras que en el extracto de hojas de plantas en dc (figura 2c) se evidenció una región con actividad citoquinítabla 1. número de flores abiertas, porcentaje de flores normales y tiempo promedio de antesis en solidago × luteus en diferentes tratamientos. tratamiento número de flores abiertas por planta flores normales (%) tiempo promedio (d) a. interacción ga3/6-ba con aplicaciones cada 7 d dc 3375a 93,4 23,5a dl + ga3 10 -4 m 3453a 80,3 35,3c dl + 6-ba 4 10-4 m 2765a 70,3 31,2b dl + (ga3 + 6-ba) 4503a 81,2 31,0b dl 3250a 91,0 35,5c b. interacción ga3/ki con aplicaciones cada 7 d dc 2199a 99,6 22,5a dl + ga3 10 -4 m 2775b 98,1 29,3bc dl + ki 4 10-4 m 2482ab 98,4 26,3b dl + (ga3 + ki) 2891b 98,8 29,6c dl 3033b 96,9 32,3c dc, día corto de 8 h; dl, día largo de 20 h; ga3, ácido giberélico; 6-ba, 6-benzilaminopurina; ki, kinetina valores seguidos de la misma letra no difieren significativamente entre sí, según la prueba de tukey (p<0,05). tabla 2. número de flores abiertas, porcentaje de flores normales y tiempo promedio de antesis en solidago × luteus en diferentes tratamientos. la kinetina (ki) 4 10-4 m se aplicó cada 4 y 7 d. tratamiento número de flores abiertas por planta flores normales (%) tiempo promedio (d) dc 486a 99,9 21,2a dl + ki, 4d 542a 99,7 22,9ab dl + ki, 7d 537a 99,8 24,9bc dl 528a 99,9 27,0c dc, día corto de 8 h; dl, día largo de 20 h. valores seguidos de la misma letra no difieren significativamente entre sí, según la prueba de tukey (p<0,05). agronomia 26-2 -profe194).indd 231 06/10/2008 19:40:23 232 agron. colomb. 26(2) 2008 nica signifi cativa comprendida en la franja entre los rf 0,4 y 1,0. en el extracto de hojas de plantas en dl se observaron regiones de inhibición signifi cativa comprendidas entre los rf 0 y 0,2 y entre los rf 0,3 y 1,0 (fi gura 2b). en los extractos obtenidos de botones fl orares de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos, se observaron tres regiones con actividad citoquinínica signifi cativa, entre los rf 0-0,1; 0,2-0,3 y 0,4-0,6 (fi gura 3a); de forma similar, hubo regiones de actividad citoquinínica en los extractos obtenidos de botones fl orares de plantas en dc, entre los rf 0-0,2; 0,3-0,5 y 0,6-1,0 (fi gura 3c). en el extracto de botones fl orales de plantas en dl también se detectó una región con actividad citoquinínica signifi cativa, aunque menos expresiva, entre los rf 0,4-0,5 (fi gura 3b). de los extractos de botones fl orales, tan sólo el proveniente de plantas en dl presentó regiones de inhibición signifi cativa entre los rf 0-0,1; 0,2-0,3 y 0,8-1,0 (fi gura 3b). mientras que la actividad citoquinínica estuvo ausente en extractos de hojas de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos y de hojas de plantas en dl (fi guras 2a y b, respectivamente), fue signifi cativa en extractos de hojas de plantas en dc (fi gura 2c). contrariamente, en los extractos de botones fl orales se registró actividad citoquinínica signifi cativa en las tres condiciones analizadas (fi gura 3), pero en el extracto de botones fl orales de plantas en dl esta actividad fue menos expresiva, mostrando sólo un pico de actividad (fi gura 3b). en los extractos de hojas y de botones fl orales de plantas en dl (fi guras 2b y 3b, respectivamente), se observaron regiones de inhibición signifi cativa, siendo más intensas en los extractos foliares. la actividad citoquinínica detectada en los extractos de hojas de plantas en dc y en los de botones fl orales de plantas en los diferentes tratamientos, junto con la respuesta de las plantas acelerando la antesis fl oral con la aplicación de ki, son evidencias figura 2. actividad citoquinínica detectada en la fracción básica, por el bioensayo de aumento del área cotiledonar de rábano (raphanus sativus) cv. rojo redondo, en extractos de 3 g de masa fresca de hojas de plantas de solidago × luteus. a) extracto de hojas de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (18 h); b) extracto de hojas de plantas en dl (días largos de 18 h) y c) extracto de hojas de plantas en dc (días cortos de 8 h). agronomia 26-2 -profe194).indd 232 06/10/2008 19:40:25 flórez y pereira. las citoquininas están asociadas al desarrollo floral... 233 fuertes de las relaciones de las citoquininas con el proceso de desarrollo fl oral. análisis de citoquininas por inmunoensayo la fi gura 4 presenta la curva patrón en función del porcentaje de b/bo y del logaritmo de la concentración de ipa (fi gura 4a) y la curva patrón con el ajuste linear, usando la función logit del porcentaje de b/bo (fi gura 4b) que se utilizó en la cuantifi cación de los extractos. en los análisis realizados por elisa, la concentración de ip disminuyó de forma signifi cativa en el extracto de hojas de plantas en dc, con relación al inicio de los tratamientos; mientras que los extractos de botones fl orales de plantas en dl y en dc no presentaron diferencias signifi cativas, en comparación con el extracto obtenido del inicio del tratamiento fotoperiódico, a pesar de encontrarse éste por fuera del límite de sensibilidad del ensayo (tabla 3). de otro lado, en el extracto de botones fl orales de plantas en dl se observó una disminución signifi cativa en la concentración de ipa, en comparación con el extracto de plantas al inicio de los tratamientos. ni en el extracto de botones fl orales de plantas en dc ni en los extractos foliares de plantas en dl y en dc se presentaron concentraciones de ipa signifi cativamente diferentes a las de los respectivos extractos al inicio de los tratamientos. en plantas en dc y con relación a las plantas al inicio de los tratamientos, las concentraciones de ip en los extractos foliares disminuyeron signifi cativamente, mientras que en los extractos de botones fl orares se mantuvieron constantes. a pesar de no existir una diferencia signifi cativa entre los extractos foliares en las cuantifi caciones para ipa realizadas por elisa, se observó una tendencia decreciente entre el extracto de hojas al inicio de los tratamientos, el extracto de figura 3. actividad citoquinínica detectada en la fracción básica, por el bioensayo de aumento del área cotiledonar de rábano (raphanus sativus) cv. rojo redondo, en extractos de 3 g de masa fresca de botones florales de plantas de solidago × luteus. a) extracto de botones florales de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (18 h); b) extracto de botones florales de plantas en dl (días largos de 18 h) y c) extracto de botones florales de plantas en dc (días cortos de 8 h). agronomia 26-2 -profe194).indd 233 06/10/2008 19:40:26 234 agron. colomb. 26(2) 2008 figura 4. a) curva patrón en función del porcentaje b/bo y del logaritmo de la concentración de ipa (isopentenil adenosina); b) datos transformados en una relación linear usando la función logit de b/bo. b, densidad óptica del patrón o muestra; bo, densidad óptica de la ligación máxima del anticuerpo anti-fitohormona, en ausencia de fitohormona libre. tabla 3. densidad óptica promedio para ip e ipa obtenida por elisa en extractos de hojas de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (hit), en días largos (hdl) y en días cortos (hdc), así como en extractos de botones florales de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (bit), en días largos (bdl) y en días cortos (bdc). tratamiento densidad óptica concentración de citoquininas (pmoles g-1 de tejido fresco) ip ipa ip ipa hit 0,5230a 0,5058a 77,6 57,8 hdl 0,5583ab 0,5430a 21,0 27,7 hdc 0,6403b 0,5738a nd nd bit 0,5968a 0,5083a nd 56,4 bdl 0,5233a 0,6405b 77,6 nd bdc 0,5610a 0,5363a 14,9 34,1 valores seguidos de la misma letra (minúsculas para los extractos de hojas y mayúsculas para los de botones florales) no difieren significativamente entre sí, según la prueba de tukey (p<0,05). ip, isopentenil adenina; ipa, isopentenil adenosina; nd, no detectado. hojas de plantas en dl y el de plantas en dc. esta tendencia se reportó previamente en análisis por clea (flórez-roncancio y pereira, 1999). en los extractos de botones fl orales se constató una disminución signifi cativa de ipa en el extracto de plantas en dl, con relación a los extractos de plantas en el inicio de los tratamientos y al de dc. sotta et al. (1987) cuantifi caron z e ip por elisa en extractos metanólicos de hojas de tabaco y constataron que la reproducibilidad del método y las variaciones inter e intraensayo no superaron el 5%; además, que la purifi cación de los extractos por clea y el uso de vidriería silanizada son requisitos para una determinación estricta de las concentraciones de estas fi tohormonas. solamente ip e ipa se detectaron signifi cativamente en los extractos de hojas de tabaco. a pesar de no tener resultados de z por elisa, se observó en análisis previos por clea que ip era más abundantes que z, agronomia 26-2 -profe194).indd 234 06/10/2008 19:40:27 flórez y pereira. las citoquininas están asociadas al desarrollo floral... 235 tanto en hojas como en botones florales (flórez-roncancio y pereira, 1999); mientras que en extractos de plantas florecidas generalmente z y zr son las citoquininas predominantes (koshimizu y iwamura, 1986). las interconversiones entre citoquininas, como la transhidrolización de ip para z, que son comunes en plantas superiores (macgaw et al., 1984), podrían ocurrir durante el desarrollo del botón floral en solidago × luteus. las interconversiones entre las bases libres y los ribósidos exigirían que los análisis fueran simultáneos o que los extractos se trataran enzimáticamente para mantener las proporciones de cada una de las citoquininas entre un análisis y otro. como los análisis no fueron simultáneos, los extractos pueden haber sufrido metabolización, explicándose así las diferencias en los análisis por clae y elisa. van staden y wareing (1972) verificaron una disminución marcada en las concentraciones de citoquininas en la fracción butanólica de extractos de hojas de xanthium strumarium cuando las plantas se transfirieron para dl o se sometieron al tratamiento de noche interrumpida, sugiriendo que la disminución en la concentración de citoquininas es un efecto fotoperiódico verdadero. también observaron que las citoquininas presentes en las partes de crecimiento activo están en la forma de bases y/o ribósidos y que en las hojas maduras había altas concentraciones de ribótidos. en bougainvillea ‘san diego red’, van staden y dimalla (1980) verificaron una disminución en las concentraciones de citoquininas ocasionada por ciclos fotoinductivos, ya que el pico de actividad que eluyó junto con z tuvo su actividad marcadamente disminuida en dc. al comparar las inflorescencias de plantas de tomate cv. king plus cultivadas en condiciones favorables (dl de 20 h y 20 w m-2) y adversas (dc de 8 h y 12 w m-2), la concentración de citoquininas disminuyó en las inflorescencias de las plantas en condiciones adversas, sugiriéndose que las citoquininas desempeñan un papel importante en el desarrollo de estadios reproductivos iniciales de esta especie (leonard y kinet, 1982). en análisis de z, zr, ip e ipa por clae en chenopodium rubrum (pdc) y en c. murale (pdl), machácková y krekule (1991) verificaron que la concentración de citoquininas es controlada por el fotoperiodo, disminuyendo en el periodo de oscuridad y aumentando en el de luz. el patrón de fluctuación estaría acoplado con el régimen que induce el florecimiento en la pdc y con el que mantiene a las plantas vegetativas en la pdl, lo que dificultaría establecer correlaciones entre las fluctuaciones y los niveles de citoquininas y la inducción fotoperiódica de la floración. lukaszewska et al. (1994) cuantificaron z e ip por elisa en pétalos de rosa y, contrariamente al resultado del bioensayo, los datos mostraron que ip fue más abundante que z. durante el proceso de diferenciación floral en pseudotsuga menziesii, las alteraciones en ipa parecen ser independientes de la floración, mientras que la cantidad de ip se relacionó sistemáticamente con la iniciación de flores femeninas. la aplicación de ip también se asoció con la formación de flores femeninas (imbault et al., 1988). también en pseudosutga menziesii las citoquininas del tipo z se presentaron en concentraciones bajas, mientras que en las ramas de los árboles en floración se detectaron concentraciones altas de ip. la suspensión de la actividad radical, que interrumpe la hidroxilación de ip a citoquininas del tipo z, resultó en el acúmulo de ip en el botón terminal (pilate et al., 1990). van staden et al. (1990) verificaron que la [3h]ip fue transportada con rapidez para todas las partes de la flor en clavel de corte y se transformó, entre otros compuestos, en z y dhz, indicando el grado de hidroxilación, lo que contribuiría a la eficiencia de la ip. con base en los resultados obtenidos, se sugiere que las citoquininas están involucradas en el proceso de antesis floral de solidago × luteus, principalmente ip e ipa. la ipa sería transportada más rápidamente de la hoja al botón floral en dc, posibilitando tal vez la mayor velocidad de antesis floral observada en este fotoperiodo. literatura citada bentley, b., c.b. morgan, d.g. morgan y f.a. saad. 1975. plant growth substances and effects of photoperiod on flower bud development in phaseolus vulgaris. nature 256, 121-22. bernier, g., j.m. kinet, a. jacqmard, a. havelange y m. bodson. 1977. cytokinin as a possible component of the floral stimulus in sinapis alba. plant physiol. 60, 282-285. caldas, l.s., c. bravo, h. piccolo y c.r.s.m. faria. 1992. measurement of leaf area with a hand-scanner linked to a microcomputer. rev. bras. fisiol. veg. 4, 17-20. chen, w.s. 1991. changes in cytokinins before and during early flower bud differentiation in lychee (litchi chinensis sonn.). plant physiol. 96, 1203-1206. clark, b. y e. engvall. 1985. enzyme-linked immunosorbent assay (elisa): theoretical and practical aspects. pp. 167-179. en: maggio, e.t. 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sin embargo, los tratamientos antietilénicos a base del ión plata implican contaminación ambiental. el objetivo de este estudio fue realizar la evaluación de diferentes compuestos en la poscosecha de clavel estándar variedades nelson, dream y delphi, como posibles sustitutos del sts. para este fin, se utilizaron tratamientos a base de sts, sr-aoa (ácido aminooxacético de liberación lenta) y quitosan. en seguida a la cosecha de los tallos florales se realizó una simulación de viaje con una duración aproximada de 21 días; posteriormente, las flores fueron sometidas a evaluaciones de longevidad, velocidad de apertura, color y consumo de agua. en la evolución de la vida en florero, se observó la misma tendencia para las tres variedades: un primer grupo de mayor longevidad floral, conformado por los tratamientos a base de sr-aoa y sts, con un promedio de durabilidad de 14 a 20 días; y el segundo grupo, de menor longevidad floral, conformado por los tratamientos a base de quitosan, quitosan más ácido cítrico, quitosan más aoa y testigo absoluto, con una duración promedio de 6 a 8 días. in cut carnation, it is indispensable the postharvest treatment based on silver thiosulphate (sts) in order to guarantee high flower longevity; nevertheless, the anti-ethylene treatments with the silver ions imply an environmental pollution. the objective of this study was to carry out the evaluation of different compounds in the post harvest of standard carnation varieties nelson, dream and delphi, as possible replacements of the sts treatment. for this purpose, the treatments based on sts, sr-aoa (slow release aminooxyacetic acid) and chitosan were used. following the harvest of flower stalks, a trip simulation for 21 day was carried out; subsequently, the flowers stalks were evaluated for longevity, blooming speed, color and water consumption. in the evolution of the vase life, the same tendency for the three varieties was observed: a first group of higher flower longevity conformed by treatments based on sr-aoa and sts had an average duration from 14 to 20 days; and the second group of lower flower longevity conformed by the treatments based on chitosan, chitosan plus citric acid, chitosan plus aoa and absolute control had an average duration from 6 to 8 days. key words: chitosan, silver thiosulphate, amino oxyacetic acid, anti-ethylene compounds, environmental contamination. palabras clave: quitosan, tiosulfato de plata, ácido aminooxiacético, compuestos antietilénicos, contaminación ambiental. fecha de recepción: noviembre 11 de 2007. aceptado para publicación: abril 9 de 2008 1 licenciadas en química, universidad pedagógica nacional, bogotá. josohannalopez@hotmail.com; neisapatricia@yahoo.com.mx 2 profesora titular, facultad de ciencia y tecnología, universidad pedagógica nacional, bogotá. cbacca@pedagogica.edu.co 3 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. vjflorezr@unal.edu.co introducción en la poscosecha del clavel el efecto del etileno sobre el tejido vegetal es uno de los aspectos a controlar. esta fitohormona causa un rápido enrollamiento de los pétalos, adormecimiento o incapacidad de apertura de los botones florales y reduce significativamente la longevidad de la flor en el florero, produciendo senescencia, marchitamiento y cambio en el color de los pétalos (reid y hunter, 2000; reid y dodge, 2007). la aplicación de etileno en rosas golden wave aumenta la velocidad de la apertura floral, pero promueve la senescencia de las flores tratadas, y la disminución del tamaño de los pétalos (mayak y halevy, 1972). entre los efectos del etileno estaría la alteración de la integridad de las membranas celulares durante la senescencia. al respecto, suttle y kende (1980) afirman que el aumento de la permeabilidad de las membranas celulares es producido por la pérdida masiva de fosfolípidos, evento que desequilibra la relación esterol:fosfolípidos aumentando así la microviscosidad de las membranas. como en otras caryophyllaceae, en clavel es imprescindible el tratamiento poscosecha a base de tiosulfato de plata (sts) para aumentar la longevidad floral. en la sabana de bogotá, el ión plata es ampliamente utilizado para la conservación de flores de corte, ya que su uso como inhibidor agronomía colombiana 26(1), 116-126, 2008 evaluación de preservantes florales en la poscosecha de tres variedades de clavel estándar evaluation of floral preservatives in the postharvest of three varieties of standard carnation paola lópez1, diana patricia neisa1, cecilia bacca2 y víctor julio flórez3 117 de etileno es eficaz. no obstante, un efecto indirecto de los tratamientos que contienen este ión es su acción negativa sobre el componente biótico debido a su difícil degradación y alta persistencia (nell, 1992, citado por bowyer et al., 2003). en el comercio existen diversos productos con efecto antietilénico: algunos a base de sts, como chrysal avb, floríssima 125 y florissant 100 y otros con impacto ambiental menos negativo. entre ellos, se encuentran los productos derivados del ácido aminooxacético (aoa), como chrysal evb y floríssima 135, además del 1-metil ciclopropano (1-mcp). el aoa es un potente inhibidor de la primera etapa específica de la síntesis del etileno. actúa inhibiendo la enzima acc sintasa, dependiente de fosfato de piridoxal, bloqueando la conversión de la s-adenosilmetionina (sam) en ácido 1amino-ciclopropano-1carboxílico (acc) (yang, 1985; taiz y zeiger, 1998). se han reportado resultados positivos con productos a base de aoa aplicados al clavel; cubillos et al. (2001) encontraron que el uso de floríssima 135, producto a base de aoa, preserva criterios aceptables de valor decorativo como color y grado de apertura floral. sin embargo, estos compuestos mantienen una longevidad floral siempre menor que la de los tratados con sts (staby et al., 1993). esto se debe a que el aoa inhibe la síntesis del etileno, pero no impide el efecto del etileno proveniente de otras fuentes. por otro lado, entre otras aplicaciones, la quitina–quitosan tendría acción como germicida de amplio espectro (benavides, 2002) y según shepherd et al. (1997), al ser un polisacárido de carga positiva, puede ser usado para precipitar moléculas de carga negativa (acción floculante); razón por la cual se supone su eficiencia como ingrediente en preservantes florales. este compuesto es un polímero biodegradable que proviene del tratamiento químico de la quitina, principal componente del exoesqueleto de camarones, cangrejos y otros crustáceos. en colombia, según cifras del departamento nacional de planeación y del instituto nacional de pesca artesanal, entre industrias pesqueras de mayor y menor escala se genera un volumen anual aproximado de 5.000 ton de desechos, incrementando el nivel de contaminación en los puertos pesqueros del país. un uso de estos desechos es la extracción del quitosan, compuesto con resultados alentadores en el campo de la medicina y biotecnología, que le coloca entre los candidatos a posibles polímeros del futuro (benavides, 2002). sin embargo, la utilización del quitosan en el campo agronómico ha sido poco explorada. en este estudio se vislumbran posibilidades del uso de sustitutos de compuestos a base de plata en la conservación de flores de exportación, particularmente en clavel, para lo cual fueron evaluados diversos compuestos en la longevidad floral de clavel (dianthus caryophyllus l.), variedades nelson, dream y delphi. materiales y métodos el ensayo se realizó en la finca splendor flowers (el corzo), ubicada en el municipio de facatativá a una altitud de 2.586 msnm, con promedios de temperatura de 14 ºc y de humedad relativa del 70%. en los laboratorios de la universidad pedagógica nacional se estandarizó el método para la síntesis de quitosan y la consecuente obtención del gel; posteriormente, se prepararon las soluciones de hidratación, que fueron empleadas en evaluaciones de las distintas fases. en las instalaciones de la finca se llevó a cabo la cosecha, la clasificación, la hidratación y la simulación de viaje de los tallos florales de clavel estándar empleados en el ensayo. para todas las fases, la cosecha se realizó a primer pico de producción, en punto semiajustado y a primera hora de la mañana. se utilizaron ramos de calidad fancy, los cuales se confeccionaron con 20 flores cada uno y en un solo nivel para evitar maltrato. en el proceso de hidratación en poscosecha se usaron baldes con capacidad de 5 l, donde la lámina de agua fue de 10 cm, de tal forma que la solución cubriera la base de los tallos florales. por cada tratamiento se hidrataron 30 tallos. para la obtención de la solución de tiosulfato de plata se emplearon las siguientes soluciones madres: tiosulfato de sodio (na2s2o3) 1,8 g·l -1, nitrato de plata (agno3) 0,9 g·l -1 y citrato de hidroxiquinoleina 0,15 g·l-1. una vez preparadas las soluciones con agua destilada y por separado se llevó a cabo su mezcla, teniendo especial cuidado con el manejo de la luz, preferiblemente en cuarto oscuro. la adición del nitrato de plata se realizó en último lugar para evitar precipitaciones. en los tratamientos con quitosan más ácido cítrico, éste se utilizó con la finalidad de ajustar el ph de la solución. 2008 lópez, neisa, bacca y flórez: evaluación de preservantes florales en la poscosecha... 118 agron. colomb. 26(1) 2008 síntesis del gel de quitosan la tabla 1 presenta el procedimiento para la síntesis y obtención del gel de quitosan a partir de desechos de crustáceos. fases del trabajo el trabajo se organizó en cuatro fases: 1) optimización de las condiciones de trabajo y de los criterios de eliminación en flor, tallos y follaje. se emplearon 250 tallos de la variedad delphi, utilizando ocho tallos florales por florero, con los cuales se evaluaron las soluciones de hidratación respectivas (tabla 2); 2) evaluación de los tratamientos de la fase previa, aplicados a las variedades nelson, dream y delphi e insistiendo en el compuesto quitosan más ácido cítrico. se cosecharon 250 tallos florales de cada una de las variedades, utilizando seis tallos florales por florero para evaluar las soluciones de hidratación correspondientes (tabla 2); 3) evaluación de la longevidad floral en los laboratorios de florcontrol (empresa especializada en manejo poscosecha de flor de corte), con la finalidad de contrastar los resultados de las fases anteriores, empleando los tratamientos que mostraron mejor desempeño. se cosecharon 500 tallos florales de cada una de las variedades en estudio, acondicionando seis tallos por florero en las soluciones de hidratación que se muestran para esta fase en la tabla 2, y; 4) evaluación de la longevidad floral en la finca para corroborar los mejores tratamientos de hidratación de la flor. se cosecharon 300 tallos florales de cada una de las tres variedades, hidratando cinco tallos por florero con las diferentes soluciones de hidratación de esta fase (tabla 2). simulación de viaje de forma secuencial, sin interrupciones y de acuerdo con el protocolo previamente propuesto por la finca, entre el 21 de febrero y el 10 de noviembre de 2005 se hizo la simulación de viaje, así: 24 h de rotación en cuarto frío (2-3 ºc), 24 h a temperatura ambiente (6-14 ºc), 17 días en cuarto frío (2-3 ºc) y 48h a temperatura ambiente (6-14 ºc). las cajas fueron recubiertas con icopor antes de colocarlas en cuarto frío con la finalidad de simular un “pallet”. durante el proceso se midieron las variables temperatura y humedad relativa. para ello, se colocó un higrotermómetro (temptale h) en el interior de la caja, a 25 cm de uno de los extremos, asegurándolo contra la pared de cartón. longevidad floral para la evaluación de la longevidad floral se acondicionó un laboratorio en la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, sede bogotá, en donde no entra radiación directa ni se permite el intercambio de aire, evitando la entrada directa de viento. se mantuvo un fotoperiodo de 12 h con luz fluorescente, con lo que se obtuvieron 107 footcandles, a la altura de los botones florales. la longevidad floral se evaluó a partir del día en el que se acondicionaron los tallos florales en el florero metodología desarrollo extracción del quitosan triturar el cefalotórax hasta obtener tamaños de partículas entre 0,5 y 2 cm2. el empleo de cefalotórax precocido facilita la trituración. previo a este paso pueden recuperarse las vísceras y el resto de tejido muscular adherido sin que esto afecte al procedimiento ni los rendimientos finales. parte i. material de partida cefalotórax fresco y húmedo añadir alcohol en relación sólido:líquido 1:2 y agitar esporádicamente durante 16 h en caso de que quiera recuperarse el tensoactivo en la fase alcohólica. este paso puede obviarse. añadir naoh 0,5% en relación sólido-líquido 1:3 y agitar durante 0,5-1 h a 60-80 °c. separar el sólido del sobrenadante y repetir con el sólido remanente esta operación. los dos sobrenadantes se unen y se neutralizan con hcl. el rendimiento de extracción medio es un 2% de proteína bruta en solución, lo que equivale a un 10-12% de proteína removida, de decir, el 75-85% del total proteico existente en el material original. el sólido resultante de la extracción se lava con agua acidulada y se somete a la descarbonatación con hcl 2n (relación sólido:líquido 1:5) durante 1-2 h a temperatura ambiente y con agitación ocasional. teniendo en cuenta la alta proporción de carbonatos del material original (28% base seca) se obtiene en este proceso una buena cantidad de co2 prácticamente puro recuperable mediante las tecnologías habituales y aprovechables, por ejemplo, en la producción de refresco. la solución ácida remanente contiene como promedio un 5% de cacl2, impuro, con buenas propiedades deshidratantes. el tiempo y la concentración de ácido deben ajustarse no sólo con base al contenido de cenizas, sino además en dependencia del peso molecular final deseable en el polímero. el sólido resultante del paso anterior (30-40% del peso inicial) se somete a dos tratamientos diferentes según se requiera obtener quitina o quitosan. obtención de quitina a. se adiciona naoh 2% en una relación sólido:líquido 1:5 y se agita de 0,5 a 1 h entre 70 y 80 °c. el sólido resultante es quitina. el rendimiento es de un 6% después de seco y molido respecto al material húmedo inicial. obtención de quitosan b. se adiciona naoh 50% (w:w) en relación sólido líquido 1:7 1:10 y se agita de 0,5 a 1 h a 100 °c en atmósfera de aire. se lava con agua el sólido resultante. el rendimiento de quitosan es de un 5% después de seco y molido respecto al material húmedo inicial. tabla 1. proceso de síntesis y preparación del gel de quitosan a partir de desechos orgánicos de crustáceos. 119 con apertura mayor de 180°), deformidad (más del 25% de los pétalos deformes), dormancia (flores que no abren –más del 25% – al tercer día en florero), caída de pétalos o de flores (afectando a más del 50% de los pétalos o de flores), cuellos doblados (apenas se presente), senescencia (presente en más del 50% de los pétalos); y, 2) criterios de eliminación en tallo y follaje: colapso del tallo (apenas se presente), geotropismo (doblamiento mayor de 30°), ausencia de follaje (afectando a más del 50% del follaje). también se usaron como criterios de eliminación en flor y en tallo: daño por hongo (apenas presente cualquier tipo de lesión sin importar su tamaño), decoloración (afectando a más del 50% de la flor o del follaje), deshidratación (presente en más del 50% de los pétalos o del follaje), y necrosis (manchas de necrosis presentes en la corola o en el follaje sin importar el tamaño de estas). durante las evaluaciones se midió temperatura y humedad relativa, empleando un higrotermómetro (temptale h), ubicado a la altura de los floreros. valoración del color de la flor y del follaje para establecer el color de la flor y del follaje durante las evaluaciones y determinar el cambio en la coloración, se marcaron dos tallos por florero, realizando mediciones por comparación con las cartas de color de la royal society of horticulture of england, en las cuales se observan las diferentes tonalidades de color y los respectivos códigos. la valoración de color fue realizada los días 0, 7 y 15. grado y velocidad de apertura floral el grado de apertura de la flor se midió teniendo en cuenta la posición de los pétalos externos con relación a la parte superior del cáliz, diferenciando así cinco grados de apertura: grado 1, flor cerrada hasta pétalo recto; grado 2, de pétalo recto hasta los 25º de apertura; grado 3, de 25° hasta los 65º; grado 4, hasta los 90º; y, por último grado 5, más de 90º de apertura. en la figura 1 se observan los estadios de apertura floral considerados en este estudio. para calcular la velocidad de apertura floral, se tomó como referencia la fórmula para calcular la velocidad de germinación en semillas propuesta por labouriau (1983), t = (∑niti)/∑ni donde t representa la velocidad promedio de apertura floral, calculada como la media ponderada de los tiempos de apertura floral ti utilizando como pesos de ponderación el número ni de flores en el estadio a evaluar en los intervalos de tiempo sucesivos. este cálculo se realizó asumiendo que más del 50 % de los tallos florales se encontraban en el mismo estadio. primera fase var. delphi (4 h de hidratación) 1. testigo (agua finca) 2. sts (0,9 g·l-1 de agno3 + 1,8 g·l -1 de na2s2o3) 3. sr-aoa (6 ml·l-1) 4. sr-aoa (10 ml·l-1) 5. floríssima 125 (20 ml·l-1) 6. quitosan (5 mg·l-1) 7. quitosan (10 mg·l-1) 8. quitosan-aoa 1 (quitosan (5 mg·l-1) + sr-aoa (6 ml·l-1)). segunda fase tres variedades (4 h de hidratación) 1. testigo (agua finca) 2. sts (0,9 g·l-1 de agno3 + 1,8 g·l -1 de na2s2o3) 3. sr-aoa (6 ml·l-1) 4. sr-aoa (10 ml·l-1) 5. floríssima 125 (20 ml·l-1) 6. quitosan (5 mg·l-1) 7. quitosan (10 mg·l-1) 8. quitosan (5 mg·l-1) + ácido cítrico 9. quitosan (10 mg·l-1) + ácido cítrico 10. quitosan-aoa 1 (quitosan (5 mg·l-1) + sr-aoa (6 ml·l-1)) tercera fase tres variedades (1 y 2 h de hidratación) 1. testigo (agua finca) 2 h 2. sts (0,9 g·l-1 de agno3 + 1,8 g·l -1 de na2s2o3) 2 h 3. sr-aoa (4 ml·l-1) 1 h 4. sr-aoa (4 ml·l-1) 2 h 5. sr-aoa (6 ml·l-1) 2 h 6. floríssima 125 (20 ml·l-1) 7. quitosan-aoa 2 (quitosan (2 mg·l-1) + sr-aoa (4 ml·l-1)) cuarta fase tres variedades (1 y 2 h de hidratación) 1. testigo (agua finca) 2 h 2. sts (0,9 g·l-1 de agno3 + 1,8 g·l -1 de na2s2o3) 2 h 3. sr-aoa de (6 ml·l-1) 1 h 4. sr-aoa de (4 ml·l-1) 1 h 5. sr-aoa de (3 ml·l-1) 2 h 6. floríssima 125 (20 ml·l-1) 2 h 7. quitosan-aoa 2 (quitosan (2 mg·l-1) + sr-aoa (4 ml·l-1)) tabla 2. tratamientos de hidratación aplicados en la poscosecha a los tallos florales de clavel estándar variedades delphi, dream y nelson, para el montaje de las cuatro fases del ensayo. hasta la pérdida del valor de ornato, con mediciones realizadas entre el 15 de marzo y 30 de noviembre de 2005. las variables de calificación y los respectivos criterios para descarte de tallos florales que se tuvieron en cuenta durante el proceso de evaluación de la longevidad floral fueron los siguientes: 1) criterios de eliminación en flor: apertura excesiva (más del 50% de los pétalos de la flor 2008 lópez, neisa, bacca y flórez: evaluación de preservantes florales en la poscosecha... 120 agron. colomb. 26(1) 2008 consumo de agua durante la evaluación de la longevidad floral se llevó el control del consumo de agua por florero. para ello, en el florero se marcó el día de descarte de los tallos florales y el número de tallos restantes en el florero. el promedio de consumo diario de agua se calculó considerando los días de evaluación y la evaporación del agua, que fue medida en un florero sin flores dispuesto para este fin. además, se tuvo en cuenta la cantidad de tallos por día en cada florero y para cada tratamiento. este promedio se calculó mediante la siguiente ecuación: = ( ç)/(d*f) considerando como el promedio de consumo de agua diario por tallo, donde es el consumo diario de agua por florero y ç la evaporación diaria en el florero; d equivale a la cantidad de días para el consumo y f la cantidad de tallos para d días. este dato fue tomado una vez se realizaban descartes de tallos florales por algún criterio de eliminación durante el proceso de evaluación. análisis estadístico se utilizó un diseño completamente al azar (dca), con cuatro repeticiones por tratamiento en cada una de las fases evaluadas, en donde el florero fue la unidad experimental. los datos fueron sometidos a análisis de varianza utilizando el programa sas, y los promedios fueron comparando por la prueba de tukey (p<0,05). resultados y discusión simulación de viaje en la figura 2 se presentan los promedios diurnos y nocturnos de temperatura y humedad relativa obtenidos a través del monitoreo de las variables durante las diferentes fases de esta investigación. de forma general, se observa que las fases uno y tres presentaron respectivamente valores extremos para temperatura (3,8 °c y 16,9 °c) y humedad relativa (92% y 62,2%). en la segunda y cuarta fase se presentaron valores intermedios de temperatura y humedad relativa. evaluación de la longevidad floral durante la evaluación de la longevidad floral se encontraron promedios diurnos y nocturnos de temperatura y humedad relativa en cada una de la fases, como sigue (tabla 3): para la primera fase 22,7 ºc y 54,2%; para la segunda 21,3 ºc y 55%; para la tercera fase 20 ºc y 57,3%; y para la cuarta fase 22,9 ºc y 57,6%. efecto de las diferentes soluciones sobre la longevidad floral en las tablas 3 (primera fase) y 4 (segunda a cuarta fase) se presentan los promedios de longevidad floral para las variedades de clavel hidratadas en las diferentes soluciones utilizadas en cada una de las fases del experimento. primera fase en esta fase se observan dos grupos con diferencias estadísticas significativas: el grupo de mayor longevidad, compuesto por los tratamientos floríssima 125, sr-aoa (10 ml·l-1), sraoa (6 ml·l-1) y sts; y el grupo de menor longevidad, conformado por los tratamientos quitosan (5 mg·l-1), quitosanaoa 1, testigo absoluto y quitosan (10 mg·l-1) (tabla 3). los tratamientos que conforman el primer grupo muestran una longevidad promedio superior a los 15 días, con diferencias no mayores a 1,5 días entre ellos, mientras que el segundo grupo no superó en promedio los 10 días de longevidad floral. figura 1. estadios de desarrollo de la apertura floral en clavel estándar var. nelson, considerados como referencia en el presente ensayo. estadio 1 = flor cerrada hasta pétalo recto. estadio 2 = pétalo recto hasta 25º de apertura. estadio 3 = de 25° hasta 65º de apertura. estadio 4 = hasta 90º de apertura. estadio 5 = apertura superior a 90º. 121 segunda fase para esta fase (tabla 4) en la variedad nelson se observan dos grupos con diferencias estadísticas significativas: el grupo que presentó mayor longevidad, del que hacen parte los tratamientos floríssima 125, sr-aoa (6 ml·l-1) y sr-aoa (10 ml·l-1); y el grupo de menor longevidad floral conformado por los tratamientos quitosan-aoa 1, quitosan (10 mg·l-1), testigo absoluto, quitosan (5 mg·l-1), quitosan (10 mg·l-1) más ácido cítrico y quitosan (5 mg·l-1) más ácido cítrico. por su parte, los tratamientos sts y quitosan-aoa 1 hacen parte del grupo de compuestos que muestran un comportamiento intermedio, ya que sus respectivos promedios no difieren del grupo con mayor ni del grupo con menor longevidad floral. los tratamientos que conforman el primer grupo muestran una longevidad promedio superior a los 16 días, con diferencia no mayor a 1 día entre ellos. por otro lado, el segundo grupo no superó en promedio los 10 días de longevidad floral. de forma similar, para la variedad dream se observan dos grupos con diferencias estadísticas significativas: el grupo con mayor longevidad, conformado por los tratamientos floríssima 125 y sts; y el grupo de menor longevidad, donde se encuentran los tratamientos quitosan-aoa 1, testigo, quitosan (10 mg·l-1) más ácido cítrico, quitosan (5 mg·l-1) más ácido cítrico, y quitosan (10 mg·l-1). al igual que en la fase anterior, existe un grupo intermedio, conformado por los tratamientos sr-aoa (6 ml·l-1), sr-aoa (10 ml·l-1) y quitosan (5 mg·l-1), cuyos tratamientos no presentan diferencias estadísticas significativas entre sí, ni difieren de los tratamientos de menor y mayor longevidad tratamiento longevidad floral (días) floríssima 125 (20 ml·l-1) 17,1 a sr-aoa (10 ml·l-1) 16,1 a sr-aoa (6 ml·l-1) 16,0 a sts 15,0 a quitosan (5 mg·l-1) 10,2 b quitosan aoa 1 9,3 b testigo 7,8 b quitosan (10 mg·l-1) 7,7 b tabla 3. promedios de longevidad floral en tallos de clavel estándar variedad delphi sometidos a 4 h de hidratación con diferentes tratamientos, durante la primera fase del ensayo. aoa = ácido aminooxacético. floríssima 125 = producto comercial a base de sts. quitosan aoa 1 = quitosan (5 mg·l-1) más sr-aoa (6 ml·l-1). sts = tiosulfato de plata. * promedios seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas por la prueba de tukey (p<0,05). tratamiento longevidad floral en días nelson dream delphi segunda fase (4 h de hidratación) floríssima 125 (20 ml·l-1) 17,1 a* 12,8 a 16,5 a sr-aoa (6 ml·l-1) 17,1 a 10,4 ab 16,2 a sr-aoa (10 ml·l-1) 16,1 ab 10,5 ab 12,9 abc sts 12,9 bc 12,6 a 13,9 ab quitosan-aoa 1 9,9 cd 5,7 b 11,1 bcd quitosan (10 mg·l-1) 8,4 d 5,4 b 8,6 cd testigo 8,3 d 3,9 b 8,8 cd quitosan (5 mg·l-1) 8,2 d 7,4 ab 10,3 bcd quitosan (10 mg·l-1) + ac. cítrico 7,7 d 5,9 b 8,3 cd quitosan (5 mg·l-1) + ac. cítrico 6,8 d 5,8 b 7,9 d tercera fase (1 y 2 h de hidratación) floríssima 125 (20 ml·l-1) 21,9 a* 16,5 a 17,9 ab quitosan-aoa 2 21,9 a 8,2 ab 17,8 ab sr-aoa (4 ml·l-1)2 h 19,6 a 13,1 a 17,2 ab sr-aoa (6 ml·l-1)2 h 19,5 a 12,0 ab 21,1 a sts 18,1 a 7,4 ab 13,2 bc sr-aoa (4 ml·l-1)1 h 16,5 ab 9,8 ab 20,5 a testigo 11,8 b 3,0 b 10,4 c cuarta fase (1 y 2 h de hidratación) floríssima 125 (20 ml·l-1) 14,1 a* 6,0 a 10,3 a sr-aoa (6 ml·l-1)1 h 12,0 ab 6,0 a 8,9 a sr-aoa (4 ml·l-1)1 h 11,8 ab 6,4 a 8,5 a sts 11,2 ab 3,0 a 10,1 a sr-aoa (3 ml·l-1)2 h 10,0 ab 5,6 a 8,9 a testigo 7,5 b 3,0 a 5,8 b quitosan-aoa 2 7,5 b 3,0 a 11,0 a tabla 4. promedios de longevidad floral en tallos de clavel estándar variedades nelson, dream y delphi sometidos a diferentes tratamientos en poscosecha durante cada una de las fases. aoa = ácido aminooxacético. floríssima 125 = producto comercial a base de sts. quitosan aoa 1 = quitosan (5 mg·l-1) más sr-aoa (6 ml·l-1). quitosan aoa 2 = quitosan (2 mg·l-1) más sr-aoa (4 ml·l-1). sts = tiosulfato de plata. * promedios seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas por la prueba de tukey (p<0,05). floral. los tratamientos que conforman el primer grupo presentan una longevidad promedio superior a los 12 días, con diferencia no mayor a 0,5 días entre ellos; mientras que el segundo grupo no superó en promedio los 6 días de longevidad floral. en la variedad delphi se evidencian dos grandes grupos con diferencias significativas, al interior de los cuales se observan subgrupos que presentan límites cercanos entre 2008 lópez, neisa, bacca y flórez: evaluación de preservantes florales en la poscosecha... 122 agron. colomb. 26(1) 2008 los mejores tratamientos, subgrupos que a su vez no difieren de los tratamientos con menor longevidad floral. el primer grupo está conformado por los tratamientos floríssima 125, sr-aoa (6 ml·l-1), sr-aoa (10 ml·l-1) y sts. el grupo de menor longevidad floral lo conforman los tratamientos quitosan-aoa 1, quitosan 10 mg·l-1, testigo, quitosan 5 mg·l-1, quitosan 10 mg·l-1 más ácido cítrico, y quitosan 5 mg·l-1 más ácido cítrico. tercera fase en esta fase no se observan para la variedad nelson diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos (tabla 4), excepto con el tratamiento testigo, el cual presentó una longevidad floral menor. por otro lado, el tratamiento sr-aoa (4 ml·l-1·h-1) presenta un comportamiento intermedio, sin diferenciarse del testigo ni de los mejores tratamientos. estos últimos muestran una longevidad promedio superior a los 16 días, mientras que el tratamiento testigo no superó los 12 días de longevidad floral. de manera análoga, para la variedad dream el tratamiento testigo fue significativamente inferior con respecto a los tratamientos floríssima 125 y sr-aoa (4 ml·l-1·2 h-1); sin embargo, se observa un grupo que no difiere de los dos mejores promedios ni del testigo. estos tratamientos son quitosan-aoa 2, sr-aoa (4 ml·l-1·1 h-1), sr-aoa (6 ml·l-1·2 h-1) y sts. los mejores tratamientos muestran una longevidad promedio superior a los siete días; mientras que el testigo no superó en promedio los tres días de longevidad floral. la mayor longevidad floral en la variedad delphi se observó en los tratamientos sr-aoa (6 ml·l-1·2 h-1) y sr-aoa (4 ml·l-1·1 h-1), sin embargo, no tuvieron diferencia estadísticamente significativa con los tratamientos floríssima 125, quitosan-aoa 2 y sr-aoa (4 ml·l-1·2 h-1). de forma inesperada, el tratamiento sts no fue significativamente diferente del testigo. cuarta fase para la variedad nelson se observan diferencias significativas entre el tratamiento floríssima 125 con respecto al testigo y a quitosan-aoa 2. con valores intermedios de la longevidad floral se presentaron los tratamientos sr-aoa (6 ml·l-1·1 h-1), sr-aoa (4 ml·l-1·1 h-1), sts y sr-aoa (3 ml·l-1·2 h-1), con una longevidad promedio de 11 días. por otro lado, mientras que los promedios de la variedad dream no presentaron diferencias entre la variedad de tratamientos, en la variedad delphi, como se esperaban, el testigo fue significativamente inferior, en comparación con los demás tratamientos. figura 2. promedios diurnos y nocturnos de la variación de temperatura y humedad relativa durante la simulación de viaje de clavel estándar variedades delphi, nelson y dream, sometidas a diferentes tratamientos en poscosecha. 123 de forma general, la variedad nelson presentó promedios de longevidad floral mayor en los diferentes tratamientos con relación a las demás variedades, lo cual podría estar asociado con características inherentes a la propia variedad. los tratamientos con promedios más altos fueron floríssima 125, sr-aoa (4 ml·l-1·2 h-1), sr-aoa (6 ml·l-1·2 h-1) y quitosan-aoa 2. este último, sin embargo, utilizado en las fases 3 y 4, presentó resultados inconsistentes: en la fase 3 obtuvo una longevidad de 21,9 días, mientras que en la fase 4 apenas de 7,5 días. el promedio de longevidad floral de los diferentes tratamientos en la variedad dream fue inferior en comparación con las demás variedades. la flor de esta variedad presenta pétalos aserrados, razón por la cual habría mayor incidencia de pétalo quemado y, en consecuencia, mayor susceptibilidad a botrytis. esto significa que la calidad poscosecha de la flor de esta variedad depende en gran parte del cuidado en su manipulación. entre los tratamientos con mayores promedios para longevidad floral se destacan floríssima 125, sts y sr-aoa (4 ml·l-1·2 h-1). en la variedad delphi se observan tiempos de longevidad floral constantes en cada una de las fases, lo que podría estar asociado con la rusticidad propia de la variedad. los tratamientos con promedios más altos en esta variedad son floríssima 125, sr-aoa (6 ml·l-1) en diferentes tiempos de hidratación (4 h en la segunda y 2 h en la tercera fase) y sr-aoa (4 ml·l-1) en 1 h de hidratación. un aspecto interesante respecto del sr-aoa es que se detectó una respuesta favorable cuando la concentración del compuesto en la solución es baja; es decir, cuando se usan 4 ml·l-1 ó 6 ml·l-1 en lugar de 10 ml·l-1. sin embargo, entre estos tratamientos no se constataron diferencias estadísticas. también es de anotar que las soluciones combinadas de sr-aoa con quitosan tuvieron mejor efecto en concentraciones bajas quitosan-aoa 2 (quitosan (2 mg·l-1) + sr-aoa (4 ml·l-1)) que en concentraciones altas (quitosan-aoa 1 (quitosan (5 mg·l-1) + sr-aoa (6 ml·l-1))). probablemente en concentraciones altas el quitosan interfiere con el desempeño del sr-aoa como preservante floral. en clavel, el periodo de longevidad, que está determinado por la senescencia y por el marchitamiento de los pétalos, puede ser acortado por la producción endógena de etileno. los tratamientos con soluciones a base de aoa hacen parte de los grupos que presentaron mayor longevidad floral, esto en concordancia con trabajos previos en hibiscus rosa-sinensis l. cv. pink versicolor, donde se encontró que el uso del aoa retarda procesos como la senescencia y el figura 3. promedios diurnos y nocturnos de la variación de temperatura y humedad relativa durante la evaluación de longevidad floral de clavel estándar variedades delphi, nelson y dream, sometido a diferentes tratamientos en poscosecha. 2008 lópez, neisa, bacca y flórez: evaluación de preservantes florales en la poscosecha... 124 agron. colomb. 26(1) 2008 enrollamiento de los pétalos como consecuencia de su acción inhibitoria sobre la síntesis de etileno (woodson et al., 1985). la acción del etileno se vio comprometida en los tratamientos con soluciones a base de sts, como floríssima y sts, que interfiere en la oxidación del etileno y consecuentemente en su acción (beyer, 1976). velocidad de apertura en la tabla 5 se presentan las velocidades de apertura floral de los diferentes tratamientos. en la primera fase del experimento, usando solamente la variedad delphi, a excepción de los tratamientos sts y floríssima, se encontró que la mayoría de los tratamientos tardaron 7,8 días para alcanzar el estadio de apertura 5 (grado máximo de apertura floral). en la segunda fase del experimento, para llegar al estadio 5 las flores de las variedades nelson, delphi y dream tardaron de 1,8 a 3,8, de 1,7 a 3,2 y de 1,5 a 3,2 días, respectivamente. tratamientos velocidad de apertura (días) nelson delphi dream 2 3 4 5 2 3 4 5 2 3 4 5 primera fase (4 h de hidratación) sts 0 1,5 4,4 7,4 floríssima 125 (20 ml·l-1) 0 1,5 4,5 7,5 sr-aoa (10 ml·l-1) 0 1,5 4,4 7,8 sr-aoa (6 ml·l-1) 0 1,5 4,4 7,8 quitosan (10 mg·l-1) 0 1,5 4,4 7,8 quitosan (5 mg·l-1) 0 1,5 4,4 7,8 quitosan aoa 1 0 1,5 4,4 7,8 testigo 0 1,5 4,4 7,8 segunda fase (4 h de hidratación) sts 0 0,5 1,5 2,0 0 2,0 2,5 2,0 0 0,5 1,5 2,2 floríssima 125 (20 ml·l-1) 0 1,0 1,2 2,3 0 2,0 2,5 2,8 0 1,5 1,2 2,7 sr-aoa (10 ml·l-1) 0 1,5 2,7 2,8 0 3,0 2,8 0,0 0 2,0 2,5 2,2 sr-aoa (6 ml·l-1) 0 1,5 2,5 2,6 0 1,5 1,7 1,7 0 1,0 2,0 2,5 quitosan (10 mg·l-1) + ácido cítrico 0 1,0 1,2 3,8 0 1,5 2,5 2,6 0 1,5 2,5 1,5 quitosan (5 mg·l-1) + ácido cítrico 0 0,8 1,1 2,6 0 2,0 1,7 3,1 0 1,0 1,7 0,0 quitosan (10 mg·l-1) 0 1,5 1,9 3,2 0 1,0 1,7 2,5 0 1,0 1,2 1,8 quitosan (5 mg·l-1) 0 1,0 1,2 1,8 0 1,5 1,5 3,0 0 3,0 2,8 0,0 quitosan aoa 1 0 1,5 2,5 2,0 0 2,0 1,7 2,6 0 1,5 2,0 3,2 testigo 0 1,5 2,0 3,5 0 1,5 2,0 3,2 0 1,5 1,2 0,0 cuarta fase (1 y 2 h de hidratación) sts 0 1,0 1,8 1,9 0 2,0 2,5 2,8 0 0,5 1,0 2,0 floríssima 125 (20 ml·l-1) 0 1,0 1,2 2,3 0 2,0 2,5 2,0 0 1,5 1,2 2,7 sr-aoa (6 ml·l-1) 0 1,5 2,7 2,8 0 2,0 1,7 2,6 0 2,0 2,5 2,2 sr-aoa (4 ml·l-1) 1 h 0 1,0 1,2 3,8 0 1,5 2,5 2,6 0 1,5 2,0 3,2 sr-aoa (3 ml·l-1) 2 h 0 1,5 2,5 4,0 0 1,0 1,7 2,5 0 1,0 1,7 0,0 quitosan aoa 2 0 1,0 1,2 1,8 0 1,5 1,5 3,0 0 1,5 2,5 1,5 testigo 0 0,8 1,1 2,6 0 1,5 2,0 3,2 0 1,5 1,2 0,0 tabla 5. promedios de velocidad de apertura floral en clavel estándar variedades nelson, delphi y dream, entre los estadios de apertura 2 y 5, en tallos sometidos a diferentes tratamientos poscosecha, en diferentes fases del ensayo. sts = tiosulfato de plata. floríssima 125 = producto comercial a base de sts. aoa = ácido aminooxacético. quitosan aoa 1 = quitosan (5 mg·l-1) más sr-aoa (6 ml·l-1). quitosan aoa 2 = quitosan (2 mg·l-1) más sr-aoa (4 ml·l-1). 125 es importante señalar que las flores del clavel delphi sometidas al tratamiento sr-aoa (10 ml·l-1) no alcanzaron el grado de apertura 5; así como tampoco las flores de dream en quitosan (5 mg·l-1) más ácido cítrico, quitosan (5 mg·l-1) y en el tratamiento testigo. en la cuarta fase del experimento, para alcanzar el estadio 5, las flores de las variedades nelson y delphi tardaron de 1,9 a 4 días y de 2 a 3,2 días, respectivamente. la variedad dream tardó entre 1,5 y 3,2 días para alcanzar este mismo estadio; sin embargo, los tallos florales de esta variedad sometidos al tratamiento sr-aoa (3 ml·l-1·2 h-1) no alcanzaron el estadio de apertura en mención. con relación a las demás variedades, delphi presenta apertura más uniforme. si bien en la segunda fase nelson mostró los valores más homogéneos de apertura floral, en la cuarta fase fueron las velocidades de apertura floral de la variedad delphi las más uniformes. la diferencia en días entre grados de apertura floral estaría asociada con las distintas velocidades de apertura y con la posición de los pétalos internos y externos con relación al cáliz, así como con variaciones de turgencia celular (pérez y martínez, 1994). consumo de agua en las flores de corte el consumo y la pérdida de agua declinan rápidamente en un periodo de cinco días desde el tiempo de corte. en este periodo la pérdida supera el consumo de agua gradualmente. sin embargo, estas flores continúan desarrollándose si son mantenidas en condiciones adecuadas de hidratación (zieslin y gottesman 1986, citado por burge et al.,1996). en los tratamientos de la primera fase, el promedio de consumo de agua fue mayor con relación a las fases siguientes. en la primera fase, los tratamientos testigo y sts presentaron respectivamente el mayor y el menor promedio ponderado de consumo de agua; mientras que en la segunda fase, los tratamientos que registraron los mayores promedios ponderados fueron sts, sr-aoa (10 ml·l-1) y sts en las variedades nelson, dream y delphi, respectivamente. para la cuarta fase, los promedios más altos de esta variable para las tres variedades se presentaron en el tratamiento sr-aoa (4 ml·l-1·2 h-1) (datos no mostrados). lo que pudo ocurrir en la primera fase, con el incremento del promedio ponderado de consumo de agua por tallo en cada uno de los tratamientos, podría estar asociado con los cambios de temperatura y humedad relativas en el laboratorio para esta fase. durante el desarrollo de esta investigación en los tratamientos quitosan, quitosan aoa y testigo, a diferencia de los demás, se observó una notable disminución de la turgencia de los tejidos, consistencia flácida y marchitez, lo que podría estar asociado con una mayor incidencia de deshidratación auspiciada por estos tratamientos. en cada uno de los ensayos se observaron promedios ponderados altos y bajos del consumo de agua por tallo, que dependen de la variedad y en algunos casos del tratamiento de hidratación al que fueron sometidos, sin embargo, no se evidencia una tendencia clara de la información obtenida. valoración de color en flor y follaje durante el transcurso del ensayo, la variedad nelson presentó una decoloración mayor con relación a las demás variedades, mientras que, para dream la pérdida del color fue gradual. por otro lado, en la variedad delphi no se observaron cambios importantes en el color de la flor ni en el follaje. en las observaciones realizadas (datos no mostrados) se manifiestan cambios notables en la decoloración de los pétalos de las flores, que podrían estar relacionados con la clase de luz y la intensidad lumínica que reciben los tallos florales, además de la senescencia normal que estos manifiestan. aunque los tratamientos a base de sts serían la mejor alternativa antietilénica en la poscosecha de clavel, durante los ensayos de esta investigación se logró evidenciar de forma consistente que no hay diferencia estadística significativa entre los tratamientos con sr-aoa y sts. en consecuencia, el tratamiento a base de sr-aoa podría convertirse en una alternativa viable para el sector floricultor, sin presentar un impacto ambiental representativo. agradecimientos los autores expresan sus agradecimientos a brenntag colombia s.a. por el apoyo financiero que hizo viable la presente investigación. literatura citada benavides c., m.a. 2002. quitina y quitosana: los polímeros del futuro. división de comunicaciones sena-dirección general, bogotá. pp. 1-13. beyer, e.m. 1976. a potent inhibitor of ethylene action in plants. plant physiol. 58, 268-271. bowyer, m.c., r.b.h. wills, d. badiyan y v.v.v. ku. 2003. extending the postharvest life of carnations with nitric oxide–comparison of fumigation and in vivo delivery. postharvest biol. technol. 30, 281-286. 2008 lópez, neisa, bacca y flórez: evaluación de preservantes florales en la poscosecha... 126 agron. colomb. 26(1) 2008 burge, g.k., p.a. bicknell y b.g. dobson.1996. postharvest treatments to increase water uptake and the vase life of leptospermum scoparium forst. new zealand j. crop hort. sci. 24, 371-378. cubillos, e., v. molina, v.j. flórez y g. fischer. 2001. efecto inhibidor de etileno en la longevidad floral del clavel (dianthus caryophyllus l.) como probables sustitutos del tiosulfato de plata (sts). agron. colomb. 18, 7-13. labouriau, l. g. 1983. a germinação das sementes. secretaria-geral da organização dos estados americanos, washington. 172 p. mayak, s. y a.h. halevy. 1972. interrelationships of ethylene and abscisic acid in the control of rose petal senescence. plant physiol. 50, 341-346. pérez, f. y l. martínez. 1994. introducción a la fisiología vegetal. ediciones mundi-prensa, madrid. 218 p. reid, m. s. y d. hunter. 2000. manejo de la poscosecha. pp. 165-175. en: pizano de márquez, m. (ed.). clavel. ediciones hortitecnica ltda. bogotá. reid, m.s. y l. dodge. clavel. 2007. department of environmental horticulture. university of california, davis. en: http://postharvest.ucdavis.edu/produce/producefacts/espanol/clavel. shtml; consulta: noviembre de 2007. shepherd, r., s. reader y a. falshaw. 1997. chitosan functional properties. glycoconjugate j. 14, 535–542. staby, g.l., r.m. basel, m.s. reid y l.l. dodge. 1993. efficacies of commercial anti-ethylene products for fresh cut flowers. horttechnol. 3(2), 199-202. suttle, j.c. y h. kende. 1980. ethylene action and loss of membrane integrity during petal senescence in tradescantia. plant physiol. 65, 1067-1072. taiz, l. y e. zeiger. 1998. plant physiology. 2nd edition. sinauer associates, inc., publishers, sunderland. 792 p. woodson, w.r., s.h. hanchey y d.n. chisholm. 1985. role of ethylene in the senescence of isolated hibiscus petals. plant physiol. 79, 679-683. yang, s.f. 1985. regulation of ethylene biosynthesis. hortscience 15, 238-243. agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen el manejo químico de malezas en arroz asciende hasta un 20% de los costos totales del cultivo, bajando así su rentabilidad. buscando explorar alternativas de manejo, el presente trabajo evaluó el efecto de tres sistemas de labranza, cuatro barbechos mejorados con leguminosas, el barbecho nativo y tres dosis de herbicidas, sobre la densidad total de malezas resurgentes dentro de los cultivos, algunas propiedades del suelo y el rendimiento del arroz y el maíz. el ensayo se llevó a cabo en el centro de investigación la libertad (villavicencio) y en dos fincas en la zona del ariari, bajo un diseño experimental de parcelas subdivididas con tres repeticiones. mucuna deeringianum (bort.) smal presentó los más fuertes efectos alelopáticos, con porcentajes promedio de control de malezas –adicionales al efecto de los herbicidas– entre 41 y 62%; seguida de crotalaria ochroleuca g. don, con porcentajes de control entre 27 y 46%. por esta razón, dosis de herbicidas reducidas al 70% de las comerciales mostraron adecuados niveles de control. es así que los rendimientos de arroz secano favorecido y maíz en la zona del ariari llegaron a ser incluso superiores a los obtenidos con dosis completas de herbicidas, aunque sin mostrar diferencias significativas. ambas leguminosas aumentaron el rendimiento del arroz secano favorecido hasta en 1.446 kg ha-1, y mejoraron algunas propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, en tanto que únicamente c. ochroleuca incrementó la producción de maíz en 331 kg ha-1. los múltiples e integrales beneficios agronómicos obtenidos con el uso de un período de barbecho mejorado muestran su potencial para el manejo alelopático de malezas, y como práctica agroecológica en cultivos de arroz y maíz. chemical weed control in rice reaches up to 20% of total crop costs, therefore reducing profitability. seeking for management alternatives, the present research assessed the effect of three plowing and four legume improved fallow systems, a native fallow and three herbicide doses on resurging crop weeds, rice and maize yield and some soil properties. the experiment was carried out at research center 'la libertad', in the city of villavicencio, and in two farms in the ariari river region, by means of a sub-split plot design with four repetitions. the strongest allelopathic effects were exhibited by mucuna deeringianum (bort.) smal, with additional to herbicide weed control percentages ranging from 41 to 62%; followed by crotalaria ochroleuca g. don (20 to 46%). in the ariari research site, such performance allowed obtaining higher (although not significant) maize and favored upland rice yields than those reached with full herbicide commercial doses; while reducing the latter by 30%, and still attaining adequate weed control. both cover crops increased rice yield up to 1,446 kg ha-1, while only c. ochroleuca increased maize yield in 331 kg ha-1. the multiple and integrated agronomic benefits of fallow improvement periods highlight their potential for allelopathic weed control, and as an agro ecological practice in rice and maize crops. key words: legume cover crops, annual crops, weed integrated management. palabras clave: leguminosas de cobertura, cultivos anuales, manejo integrado de malezas. fecha de recepción: 12 de agosto de 2008. aceptado para publicación: 2 de julio de 2009 1 grupo manejo biológico de cultivos, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja (colombia). 2 centros de investigación la selva y la libertad, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), rionegro y villavicencio (colombia). 3 unidad de asistencia técnica, centro provincial agroparques, villavicencio (colombia). 4 autor de correspondenecia. hernando.delgado@uptc.edu.co agronomía colombiana 27(2), 227-235, 2009 barbechos mejorados con leguminosas: una promisoria alternativa agroecológica para el manejo alelopático de malezas y mejoramiento del cultivo de arroz y maíz en los llanos de colombia legume improved fallows: a promissory agroecological alternative for allelopathic weed control in rice and maize crops in the colombian eastern plains hernando delgado h.1, 4, gloria elena navas r.2, carmen rosa salamanca s.2 y adolfo chacón d.3 introducción en cultivos como el arroz en los llanos orientales, el control químico de las malezas participa con hasta un 20% o más de los costos de producción. a las altas poblaciones de malezas nocivas interfiriendo con los cultivos anuales en los llanos, caso de la “caminadora” rottboellia cochinchinensis l.f. y la “falsa caminadora” 228 agron. colomb. 27(2) 2009 ischaemum rugosum salisb., ha contribuido su libre crecimiento y alta producción de semillas en los periodos entre cultivos, acrecentando cada día más su banco de semillas latentes en el suelo, así como el sembrar continuamente, semestre tras semestre por muchos años, con insuficientes, inadecuados y no planeados periodos de barbecho, lo que ha ocasionado la degradación física, química y biológica de los suelos. los barbechos mejorados con plantas leguminosas (haggar et al., 2000) recuperan más rápidamente la fertilidad de los suelos que los barbechos nativos, y con algunas leguminosas, por su vigoroso crecimiento y efectos alelopáticos sobre semillas de malezas en germinación, pueden contribuir a disminuir sus poblaciones. pequeños agricultores en centroamérica usan prácticas tradicionales de control de malezas, con las leguminosas m. deeringianum y canavalia spp. como cultivos de cobertura. siembran un segundo ciclo de maíz en la temporada seca sobre la cobertura del “fríjol terciopelo” o m. deeringianum, que dejan crecer durante seis meses después de haberla sembrado intercalada con un maíz anterior en época de floración. esta ahoga casi todas las malezas y es muy fácil de cortar. han recuperado tierras degradadas, reducido el uso de fertilizantes químicos en un 80%, aumentado en un 300% el rendimiento de maíz, y sus costos de producción son 22% menores que los de agricultores que usan fertilizantes químicos y monocultivos (buckles, 1993; caamalmaldonado et al., 2001; altieri y nicholls, 2002). m. deeringianum se usó exitosamente en urabá, colombia, para controlar la maleza imperata contracta o “guayacana”, duplicando el rendimiento posterior del cultivo de maíz (van eijk-bos et al., 1987). en brasil, mucuna aterrima es recomendada como cobertura en sistemas de siembra directa, y se reporta su efecto alelopático sobre cyperus rotundus o “coquito” y muchas otras especies de malezas (lorenzi, 1984). en el cerrado brasileño, canavalia brasiliensis y mucuna pruriens presentaron buenos resultados en control de malezas, esta última por su alta velocidad inicial de crecimiento (carvalho y sodré-filho, 2000). el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto sobre la resurgencia de poblaciones de malezas dentro de los cultivos siguientes de arroz y maíz, sobre las propiedades físico-químicas y biológicas del suelo y sobre el rendimiento de los cultivos principales, de un periodo precedente de barbecho mejorado de nueve meses con cuatro coberturas leguminosas, en comparación con el barbecho nativo espontáneo, combinado con tres tipos de labranza y tres dosis de herbicidas para el manejo de los cultivos principales, en un suelo oxisol de terraza alta del c.i. la libertad en villavicencio y en dos fincas de productores de arroz y maíz en suelos inceptisoles (vega y vegón, respectivamente) de la zona del ariari en granada, meta. el mismo se justificó en la necesidad de buscar prácticas biológicas alternativas de manejo de malezas, ante el alto costo económico y ambiental de su control exclusivamente químico, así como evaluar el efecto de barbechos mejorados con leguminosas sobre las propiedades del suelo y el rendimiento de los cultivos de arroz y maíz en los llanos orientales. materiales y métodos en las poblaciones iniciales de malezas, aunque tendían a prevalecer las dicotiledóneas, las malezas más nocivas y de más costoso control químico en los llanos son las gramíneas, que estaban en segundo lugar en porcentaje en las localidades 1 y 2 donde se evaluó el cultivo de arroz, con 37,0 y 34,3%, respectivamente. en la localidad 1, entre las gramíneas predominaba “caminadora” r. cochinchinensis, mientras que en la localidad 2, un 40% de estas correspondía a “falsa caminadora” i. rugosum, un 25% a “caminadora” y un 35% a otras gramíneas. en la localidad 3, donde se evaluó el cultivo de maíz, por el contrario, las gramíneas presentaron baja población, predominando las hojas anchas y ciperáceas. se establecieron barbechos mejorados con cuatro leguminosas: crotalaria juncea l., crotalaria ochroleuca g. don, mucuna deeringianum (bort.) smal nombre común “vitabosa” o “fríjol terciopelo” y canavalia ensiformis (l.) dc, en comparación con el barbecho nativo espontáneo, con preparación convencional, fertilización baja de 30 kg ha-1 de n, p2o5 y k2o y dosis baja de herbicida de 2,0 l ha-1 de pendimetalín. las dos crotalarias, en surcos a 30 cm con 30 kg ha-1 de semilla. canavalia, a 50 cm entre surcos y 40 cm entre plantas con 65 kg ha-1, y vitabosa, a 60 cm entre surcos y entre plantas con 30 kg ha-1 de semilla. estos cubrieron el suelo durante un periodo de nueve meses hasta ser desbrozados antes de la preparación y siembra de los cultivos principales de arroz y maíz. se utilizó un diseño de parcelas subdivididas y tres repeticiones, con tres sistemas de labranza en la parcela principal: labranza cero o siembra directa, reducida con cincel rígido y convencional (rastra + pulidor) para el arroz y el maíz; cinco tipos de barbecho precedente en las subparcelas y tres dosis de herbicidas (cero herbicidas, 70% de dosis comercial y 100% de dosis) en los cultivos de arroz y de maíz en las subsubparcelas. las unidades experimentales fueron 2292009 delgado h., navas r., salamanca s. y chacón d.: barbechos mejorados con leguminosas: una promisoria alternativa... de 1.160 m2 para los sistemas de labranza, 232 m2 para los tipos de barbecho y 32, 99 y 99,00 m2 para las tres dosis de herbicidas, respectivamente, y un área total de 10.400 m2 (1,04 ha) por localidad. los cultivos y los herbicidas (ingredientes activos) y dosis comerciales utilizadas en cada localidad fueron: localidad 1: c.i. la libertad. villavicencio. arroz de sabana, variedad corpoica llanura 11: preemergente: 4,0 l ha-1 de pendimetalín postemergente: 7,0 + 3,5 + 0,3 l ha-1 (propanil + butaclor + ioxinil) localidad 2: finca “bella vista”, vereda “dos quebradas”. municipio de granada. arroz secano favorecido, variedad progreso 4-25: preemergente: 4,0 + 4,0 + 0,35 l ha-1 (pendimetalín + butaclor + ioxinil) postemergente: 7,0 + 2,0 + 0,25 l ha-1 (propanil + butaclor + ioxinil) localidad 3: finca “el guacimal”, vereda “los andes”. municipio de granada. maíz, híbrido pionneer 3041: post-temprano: 4,0 + 2,0 l ha-1 (pendimetalín + atrazina) a partir de estas dosis completas se determinaron las del tratamiento de 70% de dosis comercial, tanto en preemergentes como en posemergentes. la fertilización de los cultivos de arroz y maíz fue constante según niveles críticos de nutrientes en análisis químico de suelos. se establecieron luego del periodo de nueve meses de cobertura de los barbechos y posterior a su desbrozado y su dejado en superficie o incorporación, según el sistema de labranza evaluado. como variables dependientes se evaluaron: las poblaciones totales de malezas resurgentes (gramíneas, dicotiledóneas, ciperáceas y conmelináceas) dentro de los cultivos de arroz y maíz mediante conteos de las mismas en estado de desarrollo de 2 4 hojas, en tres marcos al azar de 1 m2 en cada uno de los tratamientos, después de la aplicación de las dosis de herbicidas, y a los 76, 90 y 62 d, respectivamente, en las localidades 1, 2 y 3, después de desbrozados o incorporados los barbechos. los cambios físico-químicos y biológicos en los suelos debidos a los tratamientos en: resistencia mecánica del suelo a la penetración de raíces con penetrómetro electrónico de cono, en tres puntos por tratamiento y hasta 40 cm de profundidad; contenidos de materia orgánica, bases intercambiables, elementos mayores y menores; cuantificación de actividad microbiana y de hongos heterótrofos del suelo, según garcía (1984); diversidad de hongos heterótrofos mediante cálculo del índice de shannon e identificación de hongos aislados en suelo rizosférico mediante clave taxonómica (barnett y hunter, 1972). el rendimiento de grano al 14% de humedad del arroz y del maíz. para las variables población total de malezas resurgentes y rendimiento de los cultivos se efectuó análisis de varianza y determinación de diferencias entre medias con la prueba de tukey mediante el sistema estadístico sas®. resultados y discusión efecto de los sistemas de labranza en las tres localidades, el promedio del número total de malezas/m2 resurgidas dentro de los cultivos de arroz y de maíz y el rendimiento de grano, no presentaron diferencias significativas por efecto de este factor. efectos del tipo de barbecho precedente en las tres localidades, todos los barbechos mejorados con leguminosas contribuyeron a reducir las poblaciones totales de malezas resurgidas dentro de los cultivos de arroz y de maíz, en comparación con el testigo barbecho nativo, en el cual el control de malezas sólo fue ejercido por las dosis de herbicidas, y presentó, en las tres localidades, la población total de malezas más alta. en las localidades 1 y 2 (arroz de sabana y arroz secano favorecido), los tratamientos provenientes de m. deeringianum y c. ochroleuca presentaron las poblaciones de malezas más bajas, con 248 y 256 malezas/m2, respectivamente y con diferencia significativa respecto al barbecho nativo en la localidad 1 y con 140 y 199 malezas/m2, respectivamente en la localidad 2, con diferencia significativa sólo para m. deeringianum (fig. 1). sí se interpreta este resultado como un mayor porcentaje de control adicional de malezas en comparación con el barbecho nativo, o sea con el control ejercido por los herbicidas, estos mismos tratamientos presentaron en la localidad 1, un 41 y 39% y en la localidad 2, un 62 y 46% de mayor control de malezas, respectivamente. se deduce que entre 75 y 90 d después de desbrozada o incorporada la biomasa de estas dos leguminosas, la liberación de aleloquímicos en su descomposición ejerció un 230 agron. colomb. 27(2) 2009 efectivo, alto y residual efecto alelopático sobre malezas gramíneas, ciperáceas y dicotiledóneas en su germinación, incluyendo las gramíneas “caminadora” y “falsa caminadora”, dos de las malezas más limitantes agronómica y económicamente para el cultivo del arroz en los llanos. el control alelopático diferencial entre los suelos oxisol de la localidad 1 e inceptisol (vega) de la localidad 2, este último donde fue mayor (fig. 1), puede deberse no sólo a la mayor producción de biomasa de las leguminosas en un suelo de mayor fertilidad, sino a otras diferencias de los suelos. el inceptisol, por ejemplo, tenía mayores contenidos de materia orgánica y mayor cic que el oxisol (tab. 1). inderjit (2001) plantea que características como materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico, iones inorgánicos y factores abióticos y bióticos del ambiente del suelo, influyen significativamente tanto en la actividad aleloquímica, como en la calidad y cantidad requeridas de los aleloquímicos para causar daño a las semillas de malezas en germinación. para el maíz en la localidad 3, m. deeringianum presentó la menor población total de malezas resurgentes (498 malezas/m2), con diferencia significativa respecto al barbecho nativo, y un 50% de mayor control respecto al promedio de las dosis de herbicidas. c. ochroleuca, c. juncea y canavalia ensiformis disminuyeron menos el número de malezas, sin diferencia significativa entre ellas, ni con el testigo (fig. 1). en las tres localidades, los barbechos mejorados con leguminosas contribuyeron también a incrementar el rendimiento de grano del arroz y maíz, respecto al testigo de barbecho nativo. el efecto más alto y significativo fue en arroz secano favorecido en la localidad 2 en el ariari, donde m. deeringianum y c. ochroleuca lo incrementaron en 1.446 y 1.015 kg ha-1, respectivamente, agronómica y económicamente muy significativo e importante. en maíz, el mayor incremento fue con c. ochroleuca, con 331 kg ha-1 adicionales, aunque sin diferencia significativa (fig. 2). efecto de las dosis de herbicidas en las tres localidades, tipos de suelo y en los cultivos de arroz y maíz, gracias al efecto alelopático de las leguminosas, que actuó adicionalmente a los herbicidas aplicados, se manejaron adecuadamente poblaciones de malezas tan agresivas como las de la localidad 2 en el ariari, con dosis reducidas al 70% de la comercial recomendada, con resultado muy cercano al obtenido con el 100% de dosis (fig. figura 1. efecto del tipo de barbecho antecedente sobre la densidad total de malezas dentro de cultivos posteriores de arroz y maíz en meta, colombia. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,01). * diferentes del barbecho nativo. a a a ab ab ab ab ab b b 0 200 400 600 800 1.000 1.200 localidad 1 arroz sabana localidad 2 arroz secano favorecido localidad 3 maíz b. nat ivo c. juncea c. ensiform is c. ochroleuca m. deeringianum d en si da d de m al ez as * * tabla 1. análisis químico inicial del suelo (promedio de cuatro profundidades 0 a 30 cm) en dos localidades de meta, colombia. localidad ph cice ca mg k al interc. acidez interc. satur. al satur. bases materia orgánica p (mg kg-1)(meq/100 g) (%) localidad 1 oxisol 4,95 2,78 0,68 0,3 0,1 1,23 1,7 44,8 37,6 3,3 7,5 localidad 2 inceptisol 5,20 6,05 4,81 0,6 0,2 0,3 0,5 4,71 91,9 4,4 18,0 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 localidad 1 arroz sabana localidad 2 arroz secano favorecido localidad 3 maíz b. nat ivo c. juncea c. ensiform is c. ochroleuca m. deeringianum * * a a a a a r en di m ie nt o (k g ha -1 ) * * figura 2. efecto del tipo de barbecho antecedente en el rendimiento de los cultivos principales siguientes de arroz y maíz en tres localidades en meta, colombia. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,01). * diferentes del barbecho. 2312009 delgado h., navas r., salamanca s. y chacón d.: barbechos mejorados con leguminosas: una promisoria alternativa... 3) y sin reducción significativa del rendimiento, e incluso con rendimientos superiores de arroz secano favorecido y de maíz en las localidades 2 y 3, aunque sin diferencia significativa del obtenido con la dosis completa (fig. 4). según el análisis de varianza, las interacciones dobles y la triple de los tres factores analizados no fueron significativas en las tres localidades. analizando la población total de malezas en el tratamiento cero herbicidas dentro de cada tipo de leguminosa, en comparación con el barbecho nativo, lo cual expresa el control ejercido exclusivamente por el efecto de los aleloquímicos liberados en la descomposición de su biomasa, se observa que en todas las localidades efectivamente m. deeringianum o “vitabosa” presentó el mayor control alelopático de malezas, con un promedio efectivo incluyendo las tres localidades del 57% de la población total de malezas, seguida por c. ochroleuca con un 37% de control (tab. 2). putnam y duke (1974) y rice (1979) ya encontraban que los aleloquímicos elaborados por las plantas se mantienen en sus tejidos incluso después de su muerte, y en la descomposición de su biomasa son liberados al suelo donde pueden afectar la germinación de semillas o el desarrollo de plántulas de otras especies. la intensidad del efecto alelopático depende de la calidad y cantidad de los aleloquímicos liberados. almeida (1991) encontró que, algunas veces, las coberturas vegetales muertas aparentan prolongar la eficacia de los herbicidas, especialmente los preemergentes. pero en realidad no es así. cuando la acción residual de los herbicidas es más corta que la del efecto alelopático de la cobertura, el suelo se mantiene con una baja densidad de malezas, pero no por acción de los herbicidas, sino por la acción alelopática de la cobertura. esto lo observó en maíz sembrado sobre diversas coberturas muertas y con aplicación de herbicida preemergente alachlor + atrazina. esta observación en brasil, coincide plenamente con el efecto observado en el presente trabajo en los llanos de colombia, especialmente con m. deeringianum y c. ochroleuca. en méxico, m. deeringianum, c. ensiformis, l. leucocephala y l. latisiliquum redujeron el crecimiento de malezas, pero m. deeringianum produjo la mayor reducción de biomasa de malezas con un 68%. las leguminosas también mejoraron el rendimiento del maíz durante los primeros dos años del experimento. el potencial efecto alelopático de a a a b b b b c c 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 localidad 1 arroz sabana localidad 2 arroz secano favorecido localidad 3 maíz herbicidas 0 herbicidas 70% herbicidas 100% d en si da d de m al ez as b b b a a a a a a 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 localidad 1 arroz sabana localidad 2 arroz secano favorecido localidad 3 maíz herbicidas 0 herbicidas 70% herbicidas 100% r en di m ie nt o (k g ha -1 ) tabla 2. densidad total de malezas por metro cuadrado en el tratamiento cero herbicidas de cada tipo de barbecho antecedente, dentro de cultivos posteriores de arroz y maíz en meta, colombia. barbecho antecedente localidad 1 arroz sabana localidad 2 arroz secano favorecido localidad 3 maíz densidad % de control densidad % de control densidad % de control b. nativo (t.) 970 727 2.345 c. juncea 727 25,1 577 20,6 1.874 20,1 c. ensiformis 659 32,1 537 26,2 1.794 23,5 c. ochroleuca 624 35,7 345 52,5 1.779 24,1 m. deeringianum 430 55,7 237 67,4 1.195 49,1 figura 3. efecto de la proporción de aplicación de herbicidas en la densidad total de malezas dentro de cultivos posteriores de arroz y maíz, gracias al control alelopático adicional de malezas de los barbechos mejorados. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba tukey (p≤0,01). figura 4. efecto de las dosis de herbicidas en el rendimiento de los cultivos de arroz y maíz, gracias al control alelopático adicional de malezas de los barbechos mejorados en meta, colombia. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,01). 232 agron. colomb. 27(2) 2009 m. deeringianum se demostró claramente tanto in vitro, como en invernadero y en campo (caamal-maldonado et al., 2001). es ya conocido que el principal agente alelopático de m. deeringianum es l-dopa, y también en esta y otras leguminosas usadas como cultivos de cobertura, varios aminoácidos poco comunes han sido encontrados (fujii, 1999). l-dopa o dihidroxifenilalanina está presente en la planta en 0,5 a 1,5% de peso verde. aislado presenta poco efecto. como mucuna produce entre 20 a 30 t ha-1 de biomasa verde, significan 200-300 kg ha-1 de l-dopa, lo que hace posible que este producto sea de mayor importancia para el manejo de malezas. algunos autores recomiendan cultivar mucuna por más de un año para percibir la reducción de infestación de malezas (narwal, 1994). duke (2001), reconoce que “plantas de cobertura alelopáticas pueden ser usadas en campo para una gran reducción del uso de herbicidas”. narwal (1999) afirma incluso que los cultivos de cobertura no ejercen un 100% de control pero pueden reducir las malezas a niveles que no causen daños económicos y así poder usar herbicidas sólo como complemento de manejo. teasdale (2004) resalta también la importancia y las opciones del uso de los cultivos de cobertura en los sistemas agrícolas para desarrollar sistemas ecológicos de manejo de malezas. el periodo de nueve meses se usó por referencias anteriores, como la de van eijk-bos et al. (1987) que utilizaron exitosamente m. deeringianum para controlar imperata contracta en periodos de cinco a nueve meses y de otros como narwall (1994), que recomiendan periodos de un año o más. no obstante, m. deeringianum en los llanos florece y produce su semilla gradual y escalonadamente desde aproximadamente los 6-7 meses después de siembra, y estas presentan algún nivel de latencia temporal por impermeabilidad de su testa, lo que hace que al caer al suelo o ser incorporadas en la preparación con maquinaria, germinen también escalonadamente y puedan competir, dado su crecimiento vigoroso y agresivo, con el cultivo principal siguiente. esto sugiere que, para evitarlo, no se deben recomendar periodos de cobertura mayores a 6-7 meses, o si se usan, se deben quitar las plántulas espontáneas. para c. ochroleuca no se observó ningún limitante en cuanto a latencia de sus semillas y posibilidad de interferencia con el cultivo siguiente. m. deeringianum tiene la gran ventaja de su rusticidad, tolerancia a toxicidad de aluminio y baja exigencia en nutrientes, tolerancia tanto a sequía (toleró el periodo de verano) como a suelos húmedos, acumulación gradual y continua de hojarasca o biomasa en el suelo, vigoroso crecimiento y cubrimiento rápido por su hábito rastrero, que le dan ventajas competitivas desde el inicio de su desarrollo, aun sobre malezas nocivas tan agresivas como “caminadora” y “falsa caminadora”, y luego por su alto poder alelopático en la descomposición de su biomasa acumulada. estas propiedades la hacen útil para todo tipo de suelos, incluso con problemas muy acentuados de malezas de alta agresividad, como los de la región del ariari. en el caso de c. ochroleuca esta tolera menos los suelos mal drenados, su vigor de crecimiento inicial es bajo, y por tanto también su capacidad inicial de competencia con malezas agresivas. efecto de barbechos mejorados con leguminosas sobre características físico-químicas y biológicas del suelo se reportan sólo los cambios más sobresalientes. los mayores cambios físico-químicos promedio de dos repeticiones y de muestreo a cuatro profundidades (5, 10, 20 y 30 cm), se observaron precisamente en el inceptisol de la localidad 2 en el ariari en arroz secano favorecido, y se muestran en la fig. 5 y tab. 3, coincidiendo con los mayores aumentos de rendimiento. también, en el oxisol de la localidad 1 hubo un alto incremento del azufre (s en mg kg-1) de 51,7% con c. ochroleuca. en la localidad 3, para el siguiente cultivo de maíz, altos incrementos de todas las leguminosas en el boro (b en mg kg-1) de 19,1; 44,7; 51,0 y 69,1% con c. ochroleuca, m. deeringianum, c. juncea y c. ensiformis, respectivamente, e incrementos de 19,0, 19,8, 15,4 y 12,2% en los contenidos de k, ca, s y zn, también respectivamente, en relación con los contenidos de estos en el tratamiento testigo barbecho nativo. en la localidad 2 en el ariari, todas las leguminosas contribuyeron a disminuir la resistencia mecánica del suelo a la penetración de raíces del arroz, respecto del barbecho nativo en el que se mantuvo siempre más alta, entre 1,5 y 3,4 mpa desde los 5 hasta los 40 cm de profundidad. la leguminosa con tendencia más constante a mantener valores bajos de resistencia fue c. ochroleuca, entre 0,6 y 1,7 mpa hasta los 32 cm de profundidad (fig. 5), condición física muy favorable para el adecuado desarrollo de raíces del arroz y exploración de un mayor volumen de suelo, lo que seguramente contribuyó a su alto incremento en rendimiento. en la tab. 3 y a continuación se reportan los principales cambios químicos observados en el suelo inceptisol de la localidad 2. todas las coberturas leguminosas contribuyeron con importantes incrementos en el contenido de materia orgánica del suelo, de hasta un 33,3%, especialmente con c. ochroleuca, m. deeringianum y c. ensiformis. 2332009 delgado h., navas r., salamanca s. y chacón d.: barbechos mejorados con leguminosas: una promisoria alternativa... igualmente, todas las leguminosas precedentes incrementaron el contenido del p en el suelo en comparación con el testigo barbecho nativo, especialmente en el caso de c. juncea y m. deeringianum y el del k, especialmente en m. deeringianum. todas aumentaron los contenidos de ca, especialmente c. ochroleuca y c. ensiformis y el de mg con mayores porcentajes en c. ensiformis, c. ochroleuca y m. deeringianum. las leguminosas c. ensiformis, m. deeringianum y c. ochroleuca contribuyeron a aumentar el contenido de zn en el suelo, en 84,2; 31,6 y 21,0%, respectivamente. también en el inceptisol de la localidad 2, la actividad biológica de los microorganismos, que en el barbecho nativo fue de 112 kg ha-1 de co2, aumentó con las leguminosas c. ensiformis y c. juncea a 127 y 122 kg ha-1 de co2, respectivamente. además, la mayor diversidad de hongos, según índice de shannon, se presentó con m. deeringianum y c. ensiformis con 81 y 72%, respectivamente, predominando los géneros aspergillus sp., clamydomices sp., cladosporium sp., fusarium sp., gliocephalis sp., penicillium sp. y trichoderma sp. de estos, aspergillus, cladosporium, trichoderma y penicillium han sido reportados como hongos solubilizadores de fosfatos (pérez et al., 2005) y pueden haber contribuido a los incrementos del fósforo en este suelo. en el oxisol de la localidad 1, la mayor diversidad de hongos se presentó con c. ochroleuca con 86%, y predominaron, además de los mismos géneros de la localidad 2, cephalosporium sp. y verticillium sp. todos estos efectos benéficos coinciden con múltiples reportes de mejoramiento integral del suelo obtenido con el uso de plantas leguminosas en sistemas agrícolas (alvarenga et al., 1993; delgado y alarcón, 1997; navas y delgado, 1997; amabile et al., 1997; delgado, 1998; alegre et al., 2000; delgado et al., 2003). tabla 3. incrementos en materia orgánica y nutrientes, respecto al barbecho nativo, por efecto de un periodo de barbecho mejorado con leguminosas en un inceptisol, localidad 2. granada, meta, colombia. barbecho antecedente ca meq/100 g incremento % mg meq/100 g incremento % k meq/100 g incremento % zn mg kg-1 incremento % materia orgánica % incremento % p mg kg-1 incremento % b. nativo (t.) 0,67 0,23 0,1 1,9 2,1 25 c. juncea 0,72 7,5 0,26 13 0,1 0 2,5 31,6 2,4 14,3 36 44 c. ochroleuca 0,80 19,4 0,29 26,1 0,11 10 2,3 21,0 2,8 33,3 28 12 m. deeringianum 0,73 8,9 0,28 21,7 0,14 40 2,5 31,6 2,7 28,6 35 40 c. ensiformis 0,79 17,9 0,31 34,8 0,11 10 3,5 84,2 2,7 28,6 31 24 figura 5. efecto de los barbechos mejorados con leguminosas, frente al barbecho nativo, sobre la resistencia del suelo a la penetración de raíces del cultivo del arroz en la localidad 2. granada, zona del ariari, colombia. suelos con 23,8% de humedad. 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 profundidad (cm) r es is te nc ia (m pa ) c. ochroleuca c. juncea c. ensiformis m. deeringianum barbecho nativo 234 agron. colomb. 27(2) 2009 también coinciden con que, en diversos escenarios a nivel mundial y más recientemente, se reporta que los sistemas de cero labranza o siembra directa complementados con la inclusión de leguminosas como abonos verdes en la rotación, incrementan el secuestro de carbono en el suelo, posibilitan el remplazo de fertilizantes inorgánicos, aumentan la fertilidad del suelo y los rendimientos de los cultivos, contribuyendo con mejoramiento en nivel de vida y seguridad alimentaria de los productores (fao, 2002; fao, 2007). conclusiones en general, m. deeringianum y c. ochroleuca manifestaron los más altos efectos alelopáticos, contribuyendo a reducir la densidad total de todo el complejo de malezas resurgentes, incluidas las gramíneas “caminadora” y “falsa caminadora”, dos de las malezas nocivas y de más costoso control químico en los llanos, mostrando el uso de barbechos mejorados con estas dos leguminosas, como una práctica agronómica promisoria para ser utilizada en planes de manejo integrado de malezas y de cultivos anuales, y que podría contribuir a reducir gradualmente los altos costos económicos del manejo exclusivamente químico de malezas. el buen efecto alelopático observado con c. ochroleuca, en un grado un poco menor que el de m. deeringianum, es de gran relevancia agronómica, y por primera vez que se reporta a nivel internacional. es importante realizar investigaciones adicionales para comprobar si periodos de barbecho más cortos con estas dos leguminosas, por ejemplo de cuatro a seis meses, serían suficientes y efectivos para ejercer un control alelopático adecuado de malezas. debido al efecto alelopático de las leguminosas en el suelo, que actuó adicionalmente al efecto de los herbicidas, fue posible controlar adecuadamente las malezas con dosis de herbicidas pre y posemergentes reducidas al 70% de las dosis comerciales y sin disminuir el rendimiento de los cultivos de arroz y maíz, con beneficios económicos y ambientales. los incrementos en el contenido de materia orgánica del suelo inceptisol del ariari obtenidos con m. deeringianum y c. ochroleuca son agronómica y ecológicamente muy importantes, pues al constituir un mecanismo de captura de carbono, como se ha evidenciado a nivel mundial (fao, 2002; fao, 2007), se constituye en una opción real y práctica a largo plazo, que contribuye a reducir las emisiones netas de co2 a la atmósfera y a atenuar el calentamiento global, el cambio climático y sus potenciales efectos desastrosos. las leguminosas m. deeringianum y c. ochroleuca fueron las que más contribuyeron al mejoramiento integral físico, químico y biológico, principalmente en el inceptisol del ariari, propiciando un mejor ambiente ecológico del suelo y el alto incremento en rendimiento de grano del cultivo del arroz. agradecimientos al programa nacional de transferencia de tecnología, pronatta del ministerio de agricultura y desarrollo rural de colombia, por la cofinanciación de esta investigación. literatura citada alegre, j., a. meza y l. arévalo. 2000. establecimiento de barbechos con leguminosas. agrofor. am. 27, 31-33. almeida, f.s. 1991. controle de plantas daninhas em plantío direto. fundacao instituto agronómico do paraná, iapar. circ. 67. londrina, brasil. altieri, m. y c. nicholls. 2002. una perspectiva agroecológica para una agricultura ambientalmente sana y socialmente más justa en la américa latina del siglo xxi. instituto nacional de ecología, méxico. en: semarnat, http://www.ine.gob.mx/ publicaciones/libros/363/cap12.html; 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con t. harzianum, 10,0%; con solarización, 15,8%; con solarización y procimidona, 8,8%; con solarización y t. harzianum, 9,2% y testigo 18,3%. no se presentaron diferencias significativas en la productividad. en conclusión el control de la enfermedad fue mejor con la aplicación de procimidona y deficiente con t. harzianum y la solarización. palabras clave: tratamiento químico, tratamiento biológico, tratamiento físico. abstract: in the lettuce crop (lactuca sativa l.), the main restrictive phytosanitary factor is a disease known as white mold caused by the fungus sclerotinia sclerotiorum (lib.) of bary. in order to contribute to the knowledge of this disease for its management in the field, a trial was conducted between february and may 2006. three control methods were compared: application of 0.5 kg· ha-1 procimidone, 0.25 g· m-2 soil of conidiospores of trichoderma harzianum (dsm 14944), solarization, solarization integration with procimidone and solarization with t. harzianum. sclerotinia incidence, inoculum density in soil before and after the trial, the soil temperature during solarization, and productivity were evaluated. the average inoculum density was 1.67 and 2.07 sclerotia for 100 g soil before and after the trial, respectively. the soil solarized temperature was increased up to 50°c with an average of 34.69 °c toward the midday. the incidence percentage of the disease was: procimidone 3.3%; t. harzianum, 10,0%; solarization 15.8%; solarization with procimidone, 8,8%; solarization with t. harzianum, 9.2% and check 18.3%. significant differences were not founded for the productivity. in conclusion, the disease control was the best one when performed with procimidone application and the deficient when done with t. harzianum and solarization. key words: chemical treatment, biological treatment, physical treatment. agronomía colombiana 25(1), 131-141, 2007 agron. colomb. 25(1), 2007 132 introducción la lechuga (lactuca sativa l.) es una de las hortalizas de mayor consumo en colombia y se produce en los departamentos de antioquia, boyacá, norte de santander, valle del cauca y cundinamarca. este último posee el 72% del área sembrada a nivel nacional (ministerio de agricultura y desarrollo rural, 2003). los hongos sclerotinia esclerotiorum (lib.) de bary y sclerotinia minor jagger, pertenecientes a la división ascomycota, habitantes del suelo, están distribuidos mundialmente y afectan a más de 360 especies de plantas cultivadas, entre las cuales se encuentra la lechuga (cundom et al., 2000). estos patógenos son agentes causales de la enfermedad de la lechuga conocida como ‘moho blanco’, ‘pudrición blanda’ o ‘pudrición del cuello’, que incrementa substancialmente las pérdidas económicas para el productor. en la sabana de bogotá, específicamente en la zona de mosquera, la enfermedad ha causado pérdidas del 20 %, las cuales ocasionalmente pueden llegar a incrementarse hasta 50 y 70% (pérez, 2003). el ciclo de la enfermedad inicia en el suelo cuando las estructuras de reposo, denominadas ‘esclerocios’, comienzan el proceso de germinación que se puede presentar en dos modalidades: a) carpogénica, que produce apotecios los cuales forman ascosporas que se trasportan a través del viento hacia plantas susceptibles; y b) miceliogénica, la de mayor frecuencia en el trópico, en la cual el esclerocio produce un micelio que ataca las partes de la planta que están en contacto con la superficie del suelo (berlín, 1998). la dispersión del inóculo de la enfermedad se da a través del viento en el caso de las ascosporas, mientras los esclerocios y el micelio se diseminan por el movimiento de suelo contaminado de un lugar a otro; también mediante las herramientas de la finca, el calzado, plántulas infectadas, la fertilización con estiércol de animales alimentados con residuos de cosechas infectados y las semillas (abawi y grogan, 1979; ferreira y boyle, 1992). los síntomas en la lechuga se manifiestan hacia el final del ciclo del cultivo: hay marchitez de las hojas externas de la planta, con la presencia de crecimiento micelial algodonoso blanco hacia la parte basal o central del tallo, a partir del cual se forman unos cuerpos compactos, los esclerocios, estructuras de reposo compuestas por una porción interna de color claro llamada médula y una cubierta externa negra llamada corteza (agrios, 2005; berlín, 1998). la colonización inicial de los tejidos muertos provee nutrientes para el establecimiento del patógeno y recursos para infectar tejidos sanos de la planta. el grado de patogenicidad se relaciona con la producción de ácido oxálico y la expresión de enzimas que degradan la pared celular y causa lesiones que se expanden. estas actividades liberan pequeñas moléculas (oligo-galacturonidos y péptidos) que sirven para inducir la expresión de una segunda onda de enzimas degradativas que colectivamente llevan a la disolución casi total de los tejidos de la planta (elsevier, 2005). para el control de esta enfermedad también se han utilizado métodos físicos como la solarización. esta práctica de desinfección por medio de energía solar atrapada, eleva la temperatura del suelo lo suficiente para inactivar malezas, plagas y patógenos. la energía de la radiación solar es capturada cuando se coloca una lámina de polietileno transparente sobre el suelo, pero la energía reirradiada no logra regresar a la atmósfera exterior a través de esa película. esta técnica requiere el uso de suelos húmedos por períodos de varios días o semanas para estimular el paso de patógenos en estado de dormancia a formas activas, sensibles a la temperatura y promover el control. el principio básico de la solarización es el calentamiento del suelo a temperaturas entre 36º y 50º c en los 30 cm de profundidad del suelo (braicovich, 2004). en cuanto al control químico existen diferentes grupos de fungicidas recomendados para el control de moho blanco, tal es el caso de los benzimidazoles y las dicarboximidas con los cuales se presentan riesgos de resistencia y dificultad en la aplicación (mondito, 2005). los tratamientos químicos incluyen los siguientes ingredientes activos: benomil, captan, clorotalonil, dicloran, iprodione, folpet, metil-tiofanato, tiabendazol, vinclozolin y procimidona. este último pertenece al grupo de las dicarboximidas y es un fungicida sistémico con propiedades protectantes y curativas que inhibe la síntesis de triglicéridos del hongo (the pesticide manual, 1997). en el marco del control biológico, se han identificado más de 30 especies de hongos y bacterias como antagonistas y micoparásitos de s. sclerotiorum (adams y ayers, 1979; papavizas, 1985). steadman (1979) menciona el control biológico como potencial para el manejo de s. sclerotiorum utilizando trichoderma spp. y coniothyrium minitans. por otro lado, ferreira y bolyle (1992) mencionan también a c. minitans y trichoderma spp. como micoparásitos destructivos de s. sclerotiorum, posiblemente arias et al.: evaluación de tres métodos de control... 133 2007 por la secreción de -1,3 glucanasa la cual degrada los tejidos del esclerocio. t. harzianum pertenece a la subdivisión deuteromicete y se caracteriza por su rápido crecimiento y desarrollo (edafon, 2005). trichoderma spp. actúa sobre los microorganismos fitopatógenos por micoparasitismo, antibiosis, inactivación de enzimas y competencia por nutrientes y/o espacio (lst, 2006). frecuentemente un único método no provee niveles de control satisfactorios para el manejo de enfermedades y, por tanto, los productores han integrado varios métodos para obtener mejores resultados (subbarao, 1998, citado por pérez, 2003), lo cual puede potenciar la acción de los diferentes tratamientos sobre el patógeno. en colombia diversos investigadores han trabajado con s. sclerotiorum en lechuga en búsqueda de alternativas para el manejo de la enfermedad. el control biológico es el área más estudiada y se han determinado métodos, dosis y épocas de aplicación en campo de t. harzianum, así como la actividad antagónica de este hongo y gliocladium sp. sobre s. sclerotiorum en laboratorio, mostrando la potencialidad de este tratamiento para el manejo de la enfermedad. adicionalmente se han realizado ensayos con benomil y solarización (delgado, 1989; ávila de moreno y gutiérrez de gerardino, 1991; ávila de moreno y velandia, 1992; valencia y arbeláez, 1999; devia y gomezplata, 2001 y rodríguez, 2001). sin embargo, el manejo de moho blanco sigue siendo complejo y ello afecta la producción de lechuga, no sólo a nivel local, sino mundial. por tal motivo, el objetivo de este trabajo consistió en evaluar tres métodos para el control de moho blanco en lechuga: químico (procimidona), físico (solarización) y biológico (t. harzianum dsm 14944), como aporte al manejo de la enfermedad. materiales y métodos el trabajo se realizó entre los meses de febrero a mayo de 2006, en el lote número 7 del centro agropecuario ‘marengo’ (cam) de la universidad nacional de colombia. el cam está ubicado en la vereda san josé del municipio de mosquera, departamento de cundinamarca, a una altitud de 2.550 msnm y una temperatura promedio anual de 13°c. la preparación del terreno consistió en dos pases de rastra californiana, seguido de dos pases de rotavator y, por último, el levantamiento y división de las 30 unidades experimentales, cada una con un área de 11,2 m2. para determinar la densidad de inóculo en la parcela experimental, previamente al procedimiento de solarización y el establecimiento del cultivo, se registró la cantidad de esclerocios presentes en 100 gramos de suelo. para esto se adoptó un tipo de muestreo aleatorio. las muestras fueron tomadas a 5 cm de profundidad. en total se tomaron 90 muestras, tres por cada unidad experimental, las cuales fueron llevadas al laboratorio de fitopatología de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, en bogotá, donde se sometieron a un proceso de secado en horno a 105 °c durante 24 h. cada muestra de suelo fue pesada, macerada y luego tamizada en malla de 42 orificios por cm2, con el fin de separar los esclerocios del suelo. para la determinación de la densidad de inóculo presente al finalizar el ensayo, se repitió el procedimiento descrito anteriormente al momento de la cosecha. el método de control físico implementado fue la solarización, procedimiento que inició con un riego de tres horas sobre las unidades a tratar, las cuales se cubrieron posteriormente con una lámina de plástico (polietileno) transparente de 0,25 mm de espesor y 1,50 m de ancho durante 25 días. dos veces por semana en las parcelas con y sin plástico, en los primeros 5 cm de profundidad del suelo, se tomó la temperatura en horas de la mañana (8:00 am) y hacia el medio día (12:00 m) con un termómetro bimetal marca trend instruments® (trend instrumets co.). finalizada la solarización se sembraron plántulas de lechuga variedad coolguard de 3 a 4 hojas, en una densidad de siembra de 9 plantas/m2. en cuanto al control biológico, se utilizó el producto comercial agroguard® (live system tecnology s.a.) (i.a. trichoderma harzanium dsm 14944) en gránulos dispersables (wg) y una concentración de 5 x 108 (500 millones) esporas viables por gramo de producto. la dosis de conidiosporas (trichoderma harzianum dsm 14944) fue de 0,25 g· m-2 de suelo (lst, 2006). durante 24 horas se sumergieron las raíces de 1.040 plántulas en un recipiente que contenía la suspensión de esporas, luego de este periodo fueron transplantadas. el control químico se realizó con el producto comercial sumilex® (i.a. procimidona; sumitomo inc.) en polvo mojable (wp), utilizando la dosis comercial recomendada de 0,5 kg . ha-1. en los tratamientos de control químico y biológico se realizaron cuatro aplicaciones dirigidas al suelo con una frecuencia de 15 días a partir del transplante; para ello se usaron aspersoras de espalda con capacidad de 20 l y boquilla de cono hueco, independientes para cada uno de los controles. agron. colomb. 25(1), 2007 134 se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar (bca) con seis tratamientos y cinco repeticiones. cada unidad experimental fue de 1,4 m de ancho por 8 m de largo. el número de plantas por repetición fue de 104 de las cuales fueron evaluadas 48, es decir, 240 plantas por tratamiento. los tratamientos fueron: a) control químico: procimidona a 0,5 kg . ha-1; b) control biológico: t. harzianum dsm 14944 de 0,25 g· m-2 de suelo; c) control físico: solarización con plástico en polietileno transparente de 0,25 mm; d) controles químico y físico: procimidona combinada con solarización; e) controles biológico y físico: t. harzianum combinado con solarización; y, f) control testigo. para el análisis de los datos se utilizó el programa estadístico sas®. los muestreos se realizaron con una frecuencia semanal a partir del establecimiento del cultivo, en 48 plantas ubicadas en las dos líneas centrales de cada unidad experimental. en cada muestreo se registró la proporción de plantas afectadas por la enfermedad, así como la proporción de plantas afectadas por otros factores. a partir del número de plantas afectadas por la enfermedad se determinó la incidencia de la misma. al momento de la cosecha, 73 días después del transplante, se registró el número de cabezas de lechuga aptas a nivel comercial y se pesaron en una báscula de 25 kg de capacidad. las variables medidas fueron: ‘densidad de inóculo’ (esclerocios) antes y después del ensayo, ‘temperatura del suelo por efecto de la solarización’, ‘incidencia de la enfermedad’ y ‘productividad en cada uno de los métodos de control’. resultados y discusión densidad del inóculo la cantidad de esclerocios detectada al inicio del ciclo de cultivo en las unidades experimentales no mostró diferencias significativas para el modelo (pr>f = 0,3837). sin embargo, al realizar contrastes se encuentran diferencias entre el tratamiento t. harzianum (0,8 esclerocios/100 g de suelo) contra la procimidona combinada con solarización (3 esclerocios/100 g de suelo) (pr>f = 0,0387). este hecho pudo influir en la incidencia de la enfermedad ante una mayor cantidad de inóculo para el segundo tratamiento mencionado. en cuanto a la distribución de los esclerocios en el lote, relacionando la media (1,67) y la varianza (2,57) de los datos se encontró una distribución agregada. la infección de s. sclerotiorum se presenta en focos (ávila de moreno y velandia, 1992), corroborando lo descrito por subbarao (2005), quien determinó modelos espaciotemporales para sclerotinia minor y s. sclerotiorum en campos de lechuga en california; allí demostró que la incidencia de la enfermedad desarrollada a partir de esclerocios siguió un modelo agregado en la mayoría de los campos evaluados y modelos al azar en campos donde la incidencia fue baja. a su vez, estudios realizados por del río et al. (2002) indican que los esclerocios de s. sclerotiorum pueden estar agregados en el suelo, pero las densidades de población son usualmente más bajas que otras reportadas para s. minor. por su parte, wu y subbarao (2003) sugieren que la agregación de esclerocios de s. minor ocurre a una escala no mayor de 1 m2, mientras la distribución de plantas enfermas de lechuga es al azar. al finalizar el ciclo del cultivo, con la variable número de esclerocios, no se registraron diferencias a nivel estadístico en el modelo (pr>f = 0,3248). sin embargo, al contrastar los tratamientos se presentaron diferencias entre la presencia de esclerocios en el tratamiento con procimidona (0,57 esclerocios/100 g de suelo) contra t. harzianum combinado con solarización (2,25 esclerocios/100 g de suelo) (pr>f = 0,0386); a su vez, en t. harzianum (0,64 esclerocios/100 g de suelo) contra t. harzianum combinado con solarización (2,25 esclerocios/100 g de suelo) (pr>f = 0,0386). en la figura 1 se muestra el promedio del número de esclerocios que se encontraron en los dos muestreos. según estos resultados se puede deducir que el inóculo se mantuvo en la parcela. en el tratamiento con procimidona se notó disminución considerable del inóculo (67,61%), seguido por procimidona combinada con solarización, con una reducción de 30,59%; en menor medida, en las parcelas tratadas con t. harzianum, donde el valor fue 21,95%. por su parte, en el tratamiento con solarización el inóculo se incrementó en un 23,27%; al combinar t. harzianum con la solarización se registró un aumento significativo del inóculo (87,08%). finalmente, el testigo presentó una disminución del inóculo de 10,38 % (tabla 1). en promedio el número de esclerocios encontrados fue de 1,67 por cada 100 g de suelo al inicio del ensayo y 2,07 esclerocios/100 g de suelo al finalizar. es así como, henderson (1962), citado por adams y ayers (1979), reporta de 0 a 0,3 esclerocios/100 g de suelo a una profundidad de 5,1 cm. por su parte, hoes y hugang (1975), citados por adams y ayers (1979), encontraron 0,2 a 0,3 arias et al.: evaluación de tres métodos de control... 135 2007 esclerocios/100 g de suelo en la rizosfera de plantas infectadas. a su vez, abawi y grogan (1975), citados por adams y ayers (1979) encontraron a una profundidad de 0 a 2,5 cm del suelo 0,7 esclerocios/100 g de suelo. por otro lado, en virginia de 3,5 a 10 esclerocios/100 g de suelo (adams y ayers, 1979). por lo tanto, la cantidad de esclerocios de s. sclerotiorum encontrada en el lugar de la evaluación denota una alta densidad de inóculo respecto a los reportes citados, lo cual se ha visto reflejado en la persistencia de la enfermedad a lo alrgo del tiempo en el sector del estudio. el tamaño de los esclerocios estuvo entre 1 y 5 mm, y presentaron una apariencia redondeada y poco corrugada. laemmlen (2002) expone que s. sclerotiorum produce esclerocios grandes (2-10 mm de diámetro), lisos y redondeados. con respecto a la viabilidad, el mismo autor afirma que el esclerocio es viable tres años bajo humedad y 10 años bajo condiciones secas. sin embargo, otros investigadores como cundom et al. (2000) afirma que un esclerocio puede permanecer viable de cuatro a cinco años. probablemente la humedad del suelo favorece la población de microorganismos y éstos pueden ocasionar la degradación de los esclerocios. en conclusión, la cantidad de esclerocios encontrados fue suficiente para explicar la presencia de la enfermedad en el cultivo. se registró un ligero incremento del inóculo, principalmente en los tratamientos en los cuales el suelo fue solarizado, además de una leve disminución del mismo en los tratamientos en los cuales se aplicó procimidona. temperatura del suelo hacia las 8 am durante los 25 días de solarización se presentaron diferencias altamente significativas en el temperaturas registradas en las unidades experimentales de los tratamientos sin solarización (16,89°c) con las de solarización (24,24°c), igualmente se encontraron tabla 1. variación de la presencia de inóculo en el suelo al finalizar el ensayo. (-): disminución del inóculo (+): incremento del inóculo. tratamiento variación del inóculo (esclerocios/100g de suelo) variación del inóculo (%) procimidona (-) 1,19 (-) 67,61 procimidona + solarización (-) 0,78 (-) 30,59 t. harzianum (-) 0,18 (-) 21,95 testigo (-) 0,16 (-) 10,38 t. harzianum + solarización (+) 1,06 (+) 87,08 solarización (+) 0,27 (+) 23,27 figura 1. número de esclerocios presentes en el suelo al inicio y al final del ciclo del cultivo de lechuga. agron. colomb. 25(1), 2007 136 temperatura del suelo hacia el medio día presentó un comportamiento similar, obteniendo diferencias altamente significativas entre las unidades experimentales con solarización (34,69°c) y sin solarización (21,14°c) ca según cada tratamiento se muestran en la tabla 2. en los primeros 5 cm de profundidad del suelo la temperatura mínima y máxima alcanzada durante los días de solarización fue de 17°c y 50°c, respectivamente. en la figura 4 se muestra el comportamiento de la temperatura del suelo en los 25 días de solarización. en total se obtuvieron 420 observaciones divididas en cuatro combinaciones de acuerdo al tratamiento (con o sin solarización) y hora (8:00 am y 12:00 m); por ejemplo, 105 observaciones en las parcelas con solarización a las 8:00 a.m. en el suelo, casi el 90% de los esclerocios de s. sclerotiorum fueron inactivados térmicamente a 35°c (benyephet et al., 1993, citado por pérez, 2003). la inactivación térmica de los esclerocios de s. minor ocurre en 39 horas a 40° c, en 6 horas a 45° c y en 2 horas a 50°c. (adams, 1987, citado por pérez, 2003). en contraste hao et al. (2003) afirma que la temperatura, humedad y tipo de suelo no afectan en gran medida la viabilidad de los esclerocios de s. sclerotiorum y de s. minor. para lograr la inactivación de los esclerocios, las temperaturas del suelo deben ser constantes, lo cual no se logró con la solarización bajo las condiciones de radiación solar de la sabana de bogotá durante esa época del año, debido a periodos irregulares de nubosidad durante el día; por esta razón la fuente de inóculo de la enfermedad se incrementó después de implementar este procedimiento. matheron y porchas (2005) mencionan el efecto de la temperatura y humedad del suelo en la germinación eruptiva y viabilidad de los esclerocios de s. minor y s. sclerotiorum en campo. según estos autores la proporción de esclerocios de ambos patógenos que germinaron en suelo húmedo tendió a decrecer a medida que la temperatura del suelo se incrementaba de 15 a 40ºc, coincidiendo con lo descrito por ferreira y bolyle (1992). en contrastabla 2. promedios de la temperatura del suelo durante la solarización en las unidades destinadas a los distintos tratamientos. tratamiento 8:30 a.m. (ºc) 11:30 a.m. (ºc) procimidona 16,85 21,21 t. harzianum 17,03 21,16 solarización 24,7 35,19 procimidona + solarización 23,96 34,71 t. harzianum + solarización 24,07 34,17 testigo 16,8 21,04 figura 2. comportamiento de la temperatura del suelo en las unidades experimentales solarizadas y no solarizadas. arias et al.: evaluación de tres métodos de control... 137 2007 te, después de 1 a 4 semanas en suelo seco a 40ºc, la germinación de esclerocios de ambas especies estuvo en un rango entre 28 y 77%. por su parte, adams y ayers (1979) mencionan que las temperaturas del suelo entre 10 y 30°c no afectan adversamente la supervivencia de los esclerocios; a su vez, una temperatura constante de 35°c durante tres semanas o más reduce la supervivencia de los mismos, lo cual no se logró en este ensayo. estos autores afirman que la solarización funciona para el control de moho blanco; sin embargo, bajo las condiciones en las cuales se estableció el ensayo, no se logró control pleno, posiblemente debido a la irregularidad del clima en la sabana de bogotá durante esa época del año. abawi y grogan (1979) reportan que la incidencia de la enfermedad causada por s. minor se incrementa si el suelo infestado se seca antes de la plantación. de esto se deriva que el secado de los esclerocios cercanos a la superficie del suelo estimula la germinación y la infección cuando la humedad del suelo está de nuevo cercana a capacidad de campo. estas condiciones se logran con la solarización, razón por la cual se pudo presentar una mayor incidencia en los tratamientos bajo este procedimiento. la estrategia más obvia para la reducción de inóculo consiste en eliminar los esclerocios directamente por fumigación o solarización, lo que sugiere que esta técnica puede ser un componente principal para el manejo integrado de sistemas de control de algunos hongos edáficos. la creación de un hábitat causado por la solarización o fumigación ofrece una mayor oportunidad para un organismo que se introduce de ser, al menos, un habitante temporal (katan, 1981, citado por devia y gomezplata, 2001). incidencia de la enfermedad en cuanto a esta variable no se presentaron diferencias significativas para el modelo estadístico (pr>f = 0,0841); sin embargo, si se registraron diferencias al realizar contrastes del tratamiento procimidona (3,3%) con el testigo (18,3%) (pr>f = 0,0152) y de procimidona (3,3%) con solarización (15,8%) (pr>f = 0,0386). los resultados se muestran en la tabla 3, en la cual se incluye además el número de plantas afectadas por moho blanco a partir de las cuales se determinó la incidencia sobre las 48 plantas evaluadas. según estos resultados el tratamiento con menor incidencia de la enfermedad (3,3%), y el mejor control, fue el de la procimidona, mientras el más afectado fue el testigo (18,3%). por su parte, el uso de t. harzianum registró 10,0% de incidencia y en la solarización, la incidencia de la enfermedad fue de 15,8%. la acción de t. harzianum se vio ligeramente potenciada por la solarización, ya que al integrar estos tratamientos la incidencia bajo de 10,0% con t. harzianum, a 9,2% al combinarlo con la solarización. no ocurrió lo mismo al integrar procimidona con la solarización ya que la incidencia aumentó de 3,3% usando procimidona, a un 8,8% integrándola con la solarización. por otro lado, la incidencia de la enfermedad se acentuó hacia el final del ciclo del cultivo en general en los distintos tratamientos, a excepción del tratamiento con procimidona, en el cual se mantuvo desde la semana 8 hasta la 10 (figura 3). al utilizar la solarización con t. harzianum, se notó una leve tendencia a la disminución de la incidencia de la enfermedad, posiblemente por la eliminación de los microorganismos presentes antes de la solarización, lo que permitió el establecimiento de t. harzianum ante una menor competencia por espacio y nutrientes. lo descrito anteriormente se corrobora en estudios realizados con otras especies de patógenos que usaron t. harzianum, el cual suprime a sclerotium rolsfii y rhizoctonia solani de manera más efectiva cuando se ha introducido inmediatamente después de la solarización del suelo. así también, el uso integrado de trichoderma y solarización dan una supresión más duradera sobre r. solani que la solarización sola (rahe y utkhede, 1990, citados por pérez, 2003). abawi y grogan (1979) plantearon que una densidad de inóculo de 2 a 7 esclerocios/100 g de suelo, causa un 10% enfermedad, y 31 y 250 esclerocios/100 g de suelo causan entre 20 y 80% de incidencia, respectivamente. según la relación planteada por estos autores, la incidencia de moho blanco registrada en el experimento fue superior, ya que con un promedio de 1,67 tabla 3. incidencia de esclerotinia sobre el cultivo de lechuga en los distintos tratamientos evaluados. tratamiento plantas afectadas (nº) incidencia (%) procimidona 1,6 3,33 t. harzianum 4,8 10,00 solarización 7,6 15,84 procimidona + solarización 4,2 8,76 t. harzianum + solarización 4,4 9,17 testigo 8,8 18,33 agron. colomb. 25(1), 2007 138 esclerocios/100 g de suelo la incidencia llegó a 18,33%. hubbard et al. (1997) reportan una incidencia de la enfermedad de 3,2, 3,7 y 0,4% en campos de salinas valey, utilizando iprodione (dicarboxamida) a una dosis de 1,12 kg . ha-1, coincidiendo con la incidencia registrada en este trabajo y una dosis 1,0 kg . ha-1. en colombia, rodríguez (2001) realizó un estudio con s. sclerotiorum en dos ciclos de cultivo de lechuga bajo condiciones de la sabana de bogotá, encontrando que los tratamientos en los cuales se aplicó t. harzianum presentaron un mayor porcentaje de plantas afectadas por la enfermedad con un 44% frente a un 33,8% del testigo que incluyó las prácticas habituales del agricultor. estos resultados se mantuvieron en los dos ciclos, y son notablemente más altos que los encontrados en este ensayo, posiblemente por una mayor diseminación de la enfermedad en la zona del estudio. por su parte, devia y gomezplata (2001), en un estudio realizado en dos localidades del municipio de cota (cundinamarca), reportaron pérdidas promedio en la localidad uno de 29,28% para el testigo, 30,85% con trichoderma sp.; solarización con 33,09% y solarización junto con trichoderma sp., 22,13%. por otro lado, en la localidad dos las pérdidas para el testigo fueron de 54,46%; con trichoderma sp. de 62,87%, solarización 65,02% y solarización con trichoderma sp., 57,57%. estos resultados se presentaron según las autoras por una fuerte intensidad de lluvias y la densidad de siembra. la tendencia de los resultados obtenidos en los estudios mencionados coinciden con los datos obtenidos en el presente trabajo; es decir, una mayor incidencia en el tratamiento con solarización, incidencia alta con t. harzianum y una disminución al integrarlo con la solarización. ávila de moreno y gutiérrez de gerardino (1991), quienes aplicaron t. harzianum a la raíz (0,375 g/parcela) más aspersión planta-suelo, observaron un promedio de 28,3% plantas enfermas. según la época de aplicación, el porcentaje de plantas afectadas fue de 25,54%, frente al producto químico (benomyl) con un 20,54%, mientras que para el testigo se registraron 43,35% de plantas afectadas. la aplicación a las raíces, combinada con aspersión a la planta a los 60 días, arrojó una incidencias de 16,65%; este tratamiento se aproxima al reportado en este estudio con un resultado similar (15,84%). en otro estudio, ávila de moreno y velandia (1992), utilizando t. harzianum asperjado en condiciones de campo en el centro de investigaciones tibaitatá de corpoica en mosquera (cundinamarca), y con el mismo procedimiento empleado en las aplicaciones de productos químicos, obtuvo 22,4% de plantas afectadas, reportando un control más bajo que el tratamiento con benomyl (15,75%) pero más alto que el testigo (46,21%). estos autores señalan la potencialidad de t. harzianum, a pesar de no presentar un control eficaz. delgado (1989) utilizó aislamientos de t. harzianum como antagonista in vitro de s. sclerotiorum en habichuela, afirmando que las aplicaciones del fungicida propineb, figura 3. incidencia de la enfermedad a lo largo del ciclo del cultivo en los distintos tratamientos. arias et al.: evaluación de tres métodos de control... 139 2007 y de los demás antagonistas utilizados –entre ellos t. harzianum–, no lograron un control efectivo de la enfermedad. en contraste, valencia y arbelaéz (1999) mencionan en su investigación muy buenas posibilidades de diversos aislamientos de trichoderma sp. y de gliocladium sp. para el control de las enfermedades ocasionadas por s. sclerotiorum en crisantemo y en otros tipos de plantas. por su parte, ávila de moreno y gutiérrez de gerardino (1991) afirman que se puede tener un control eficiente de s. sclerotiorum con el antagónico t. harzianum; añaden que desde el punto de vista biológico, el método de aspersión del antagónico es el que ofrece un mejor control de la enfermedad, aplicándolo alrededor de la planta y cubriendo el cuello y el suelo. sin embargo, los resultados obtenidos en estos estudios y otros mencionados muestran que t. harzianum no es un biocontrolador efectivo en campo para s. sclerotiorum, lo cual se corroboró en este trabajo. las posibles explicaciones a la falta de control por parte de t. harzianum son diversas. ávila de moreno y gutiérrez de gerardino (1991) afirman que no se establece en el suelo y el efecto benéfico no se manifiesta de una cosecha a otra. por su parte, adams y fravel (1990) y rahe y utkhede (1990), citados por pérez (2003), exponen que para que haya un control biológico a bajas dosis de aplicación, el antagonista debe ser reproductivamente dependiente de los propágulos del patógeno, la distribución del patógeno debe ser en forma agregada y los propágulos de la planta deben ser asequibles para aplicación del antagonista; sin embargo, el control es limitado, además, el organismo introducido frecuentemente no está biológicamente adaptado al ambiente físico del ecosistema en cuestión. según del río et al. (2002) los esclerocios grandes de s. sclerotiorum podrían poseer más energía que los esclerocios pequeños para soportar el crecimiento de micoparásitos. en relación con los factores ambientales que afectan la actividad de t. harzianum, tanto la temperatura como el potencial mátrico afectan la colonización de esclerocios en el laboratorio, la cual es mayor a altas temperatura y en suelos secos. la temperatura de cultivo para un crecimiento óptimo de t. harzianum es alrededor de 30ºc. frecuentemente, el uso de agentes de biocontrol está restringido a ambientes controlados en invernadero (knudsen et al., 1991; hedke, 2003, citados por pérez, 2003). posiblemente en el ensayo no se presentaron las condiciones ideales para el establecimiento de t. harzianum. además, históricamente no se realizaron aplicaciones anteriores de este biocontrolador en el lote lo cual pudo incidir en el control. sin embargo, son varias las limitantes que presenta trichoderma sp. para el control de esta enfermedad, a pesar de la utilización de dosis altas como la del presente estudio, lo cual hace que este no sea un control viable. productividad la producción del cultivo no reflejó diferencias a nivel estadístico en cuanto al número de ‘cabezas’ de lechuga cosechadas (pr>f = 0,5666) y el peso (pr>f = 0,2989). en la tabla 4 se muestran los resultados totales obtenidos, mientras en la tabla 5 se exponen los promedios de producción. estos resultados se pueden explicar por la homogeneidad del manejo del cultivo e infieren que el control de la enfermedad no influyó en gran medida en la producción. sin embargo, se puede evidenciar que en el tratamiento con procimidona se obtuvieron los mayores rendimientos con un promedio de 40,4 cabezas equivalentes a 29,36 kg; en contraste, el tratamiento que obtuvo la menor producción fue el realizado con t. harzianum con 35,8 cabezas equivalentes a 24,0 kg con menores valores que el testigo (37,8 cabezas, 23,64 kg); los dos tratamientos restantes tuvieron un comportamiento similar al testigo. en cuantabla 4. producción total del cultivo de lechuga en los distintos tratamientos tratamiento cabezas* (nº) peso* (kg) procimidona 202 146,8 t. harzianum 179 120 solarización 187 136,7 procimidona + solarización 190 133,1 t. harzianum + solarización 185 117,7 testigo 189 118,2 * valores correspondientes a la sumatoria de las cinco repeticiones por tratamiento. tabla 5. resultados promedio de la producción de lechuga en los diferentes tratamientos por repetición. tratamiento cabezas* (nº) peso * (kg) peso cabeza (kg) procimidona 40,4 29,36 0,727 t. harzianum 35,8 24,00 0,670 solarización 37,4 27,34 0,731 procimidona + solarización 38,0 26,62 0,701 t. harzianum + solarización 37,0 23,54 0,636 testigo 37,8 23,64 0,625 * área cosechada: 5,92m2 agron. colomb. 25(1), 2007 140 to al peso promedio de cada lechuga se puede ver como, las plantas de mayor peso, estuvieron en el tratamiento solarizado con un promedio de 0,731 kg, muy similar al promedio del tratamiento con procimidona (0,727 kg) y menor en el testigo (0,625 kg.). las publicaciones en este aspecto específico son limitadas. sin embargo, en un estudio realizado por devia y gomézplata en 2001, en lechuga afectada por moho blanco en dos localidades, bajo condiciones y tamaño de parcela similares a las del presente estudio, se obtuvo un rendimiento para la localidad uno de 29 cabezas de lechuga/parcela en el testigo, en el tratamiento con trichoderma g., 28 cabezas de lechuga; en la solarización, 29,3 cabezas de lechuga y al integrar solarización con trichoderma g. 33 cabezas de lechuga. en cuanto a la localidad dos el rendimiento fue medido en kg por parcela obteniendo los siguientes resultados: testigo 19,66 kg, trichoderma sp. 16,33 kg, solarización 25,5 kg y solarización combinado con trichoderma sp. 17,66 kg. los valores de los resultados obtenidos por estas autoras son sensiblemente más bajos que los registrados en este ensayo. en cuanto al número de cabezas de lechuga, se muestra la misma tendencia en los dos ensayos; es mayor la producción en el tratamiento solarizado e incluso en el testigo en el que se utilizó t. harzianum. conclusiones al evaluar las distintas alternativas de control, el control químico con procimidona fue el mejor tratamiento para el manejo de moho blanco en lechuga, reflejado en una menor incidencia de la enfermedad respecto de los demás tratamientos, además de una moderada disminución en el inóculo. en cuanto al control biológico trichoderma harzianum dsm 14944 no mostró un control efectivo para el manejo de moho blanco, a pesar de utilizar una dosis alta, ante la falta de condiciones ambientales adecuadas para el establecimiento del biocontrolador. a través de la solarización no se logró inactivar los esclerocios de s. sclerotiorum porque no hubo control sobre el patógeno. se presentó un aumento considerable del inóculo de la enfermedad en el lote. queda en evidencia que este procedimiento no es efectivo para el control de moho blanco en lechuga bajo las condiciones de la sabana de bogotá. al integrar el control biológico mediante t. harzianum con la solarización se redujo ligeramente la incidencia del patógeno sobre el cultivo de lechuga, lo cual no ocurrió al integrar el control químico (procimidona) con solarización previa. se hace evidente la importancia de la enfermedad, luego de comprobar la carencia de un método de control eficiente para su manejo en campo, generando pérdidas significativas. recomendaciones es indispensable continuar las investigaciones sobre la dosis más adecuada de procimidona en vista de los resultados promisorios obtenidos en este trabajo, buscando un control integrado para evitar resistencia al producto en el futuro. así mismo, es necesario continuar en la búsqueda de otras cepas de trichoderma sp., así como ensayar otros agentes controladores para mitigar esta enfermedad. ante las pérdidas generadas por este hongo en el cultivo de lechuga, se propone la elaboración de una evaluación financiera sobre los distintos métodos de control, teniendo en cuenta que sea significativo e incida en la producción. agradecimientos el desarrollo de este trabajo no hubiese sido posible sin el apoyo del centro agropecuario marengo de la universidad nacional de colombia, bogotá. especialmente, agradecemos a la ing. silvia pérez por su colaboración. a la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia en bogotá. un sincero agradecimiento a la empresa live systems technology s.a (lst), a la dra. esperanza morales y especialmente al dr. fernando cruz y la ing. janeth vega. literatura citada abawi, g. y r. grogan. 1979. epimediology of diseases caused by sclerotinia species. phytopathol. 69(8), 899-903. adams, p. 1989. comparison of antagonists of sclerotinia species. phytopathol. 79(12), 1345-1347. adams, p. y w. ayers. 1979. ecology of sclerotinia species. phytopathol. 69(8), 896-898. agrios, g. 2005. plant pathology. fifth edition. elsevier academia press, usa. 922 p. arias et al.: evaluación de tres métodos de control... 141 2007 ávila de moreno, c. y j. velandia. 1992. capítulo 7: enfermedades de algunas especies hortícolas y su manejo. en: corpoica (ed.). memorias primer curso nacional de hortalizas de clima frío. centro de investigación tibaitatá, mosquera, colombia. pp. 98-125. ávila de moreno, c. y a. gutiérrez de gerardino. 1991. control biológico de sclerotinia sclerotiorum (liberty) de bary en lechuga (lactuca sativa). ii. determinación del método, dosis y época de aplicación de trichoderma harzianum. revista ica 26 (1-2), 43-51. berlín, n. 1998. biology of sclerotinia. department of plant pathology. north dakota state university. en: http://www.ndsu. nodak.edu/plantpath/sclero.htm; 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en este estado el fruto es más denso y alcanza sus máximos pesos frescos de fruto total y de la pulpa. los parámetros químicos evaluados mostraron que el fruto en el estado 3 contiene la mayor concentración de sst (15,9 ºbrix) y además comienza a aumentar el ph (desde 3,0 hasta 3,6 [en estado 6]), mientras disminuye la att (13%). el contenido de sst y el porcentaje de acidez mencionados son características deseables que hacen al fruto más atractivo para el consumo, pues su acidez disminuye. palabras clave: índice de madurez, color, grados brix, ph, acidez titulable, peso del fruto. abstract: in accordance with the skin color, six stages of maturity of the purple passion fruit were determined, starting from completely green (stage 0) up to overripe (stage 6). the fruits were obtained at the “quebrada grande and alta” district (1,900 m asl, 18ºc medium temperature, 1,718 mm annual precipitation) located in the municipality venecia, cundinamarca, colombia. physical (weight, size, density, rind firmness, and color) and chemical (total soluble solids [tss], total titratable acidity [tta], and ph) characteristics and maturity index were evaluated for each of the maturity stages of the fruit. a table of color for these stages was obtained and important parameters that can be used as harvest indexes, since they presented significant interrelations with fruit stages, were established: skin color, brix grades, titratable acidity, and ph. the maturity stage determined as ideal for harvest was stage 3, which corresponds to a fruit 40-50 % green and 40-50 % purple, since in this phase the fruit was a densiest one and reached the maximum of total and pulp fresh weights. the chemical parameters evaluated indicated that the fruit at stage 3 had a highest content of tss (15,9 ºbrix), and also began to increase its ph value from 3,0 to 3,6 (stage 6) and decrease contents tta (13%). these brix grades and acidity percentage are desirable characteristics making the fruit more attractive for the consumption, since its acidity decreases. key words: maturity index, color, brix grades, ph, titratable acid, fruit weight. agronomía colombiana 25(1), 83-95, 2007 agron. colomb. 25(1), 2007 84 introducción la bien conocida fruta de pasión púrpura o gulupa (passiflora edulis sims.) es originaria del sur de brasil y fue ampliamente distribuida durante el siglo 19 a otros países de américa del sur, el caribe, asia, áfrica, india y australia (nakasone y paull, 1998). según wenkam (1990) esta fruta es valorada, no sólo por su sabor y aroma, sino además por su contenido nutricional pues es fuente de provitamina a, niacina, riboflavina y ácido ascórbico. en colombia, los cultivos de gulupa se encuentran ubicados entre los 1.800 y 2.400 msnm, si bien las mejores producciones se logran alrededor de la primera altitud. para establecer sus requerimientos edafo-climáticos se hace con referencia al cultivo de la granadilla (passiflora ligularis) y como tal, la mayoría de ellos se aplican en términos prácticos para la gulupa; así se habla de rangos que van desde 1.600 hasta 2.700 msnm, con temperaturas de 16 a 24°c y precipitaciones de 1.500 a 2.500 mm (pachón et al., 2006). la fructificación de la gulupa comienza con el estado de diferenciación y crecimiento del fruto, quedando estructuras persistentes como las brácteas y los vestigios del triple pistilo. durante la diferenciación el pericarpio es blando y de color verde con puntos blanquecinos sobre su superficie, mientras el proceso se expande desde el centro del ovario fecundado hacia el exterior del mismo, y sin que ello pueda apreciarse dentro de las semillas recubiertas de arilo. durante este estado el fruto alcanza su tamaño definitivo (garcía, 2002). al terminar el estado de diferenciación el fruto entra al estado de llenado, en el cual en el interior del fruto las semillas siguen formándose en el centro del ovario, comenzando a ubicarse hacia el exterior del mismo. al principio las semillas son de color blanco, luego cambian a negro a medida que avanza el llenado; simultáneamente, el arilo que las rodea se hace más consistente y jugoso, cambiando igualmente de color blanco a verde claro, lo cual coincide con la aparición del verde intenso en el exterior del fruto. al finalizar este estado el pericarpio cambia de color verde a púrpura, con lo que el fruto entra al estado final de maduración (hurtado y nieto, 1985). wills et al. (1998) clasifican la gulupa como un fruto climatérico. según agustí (2004), la maduración es el conjunto de cambios externos e internos, como el sabor y la textura, que un fruto experimenta cuando completa su crecimiento. en esta fase de desarrollo del fruto cambia la coloración del pericarpio, disminuye el contenido de almidón, aumenta la concentración de azúcares, se reduce el contenido de ácidos, hay pérdida de firmeza y otros cambios físicos y químicos. superada esta etapa, el fruto pierde firmeza, aumenta su sensibilidad a las condiciones del medio, pierde el control metabólico e inicia su senescencia. según gallo (1993) existen tres conceptos de madurez que se manejan frecuentemente: ‘madurez de cosecha’, ‘madurez de consumo’ y ‘madurez fisiológica’. cuando la fruta se encuentra fisiológicamente en su máximo estado de crecimiento y desarrollo, y todas sus partes –especialmente la semilla–, están formadas, maduras y aptas para su reproducción, es el estado que se conoce como madurez fisiológica. la madurez de cosecha o comercial es aquella etapa fisiológica en el desarrollo de la fruta en la cual se desprende del árbol y puede llegar a desarrollar su madurez de consumo; esta última es aquel momento del desarrollo fisiológico del fruto cuando todas las características sensoriales propias de éste, como el sabor, el color, el aroma, la textura y la consistencia, son completas y armónicas. la madurez de un fruto perecedero tiene una marcada influencia sobre la calidad y vida útil en almacenamiento y afecta el manejo poscosecha, el transporte y el mercadeo; además, conociendo las mediciones de madurez, es un punto central de la tecnología de poscosecha (reid, 2002). la recolección demasiado temprana (frutos inmaduros), al igual que la recolección tardía (frutos sobremaduros), debe evitarse, no sólo por la calidad del producto obtenido, sino además por los traumatismos que puede causar en la planta. para el reconocimiento del momento óptimo de recolección se han establecido una serie de factores indicativos denominados ‘índices de madurez’, los cuales deben ser capaces de poner de manifiesto diferencias pequeñas. así mismo, deben ser sensibles, prácticos, rápidos y, de ser posible, estos índices debe ser cuantificables de manera que pueda expresar el grado de madurez mediante cifras que permitan establecer comparaciones con medidas que hagan otros observadores (parra y hernández, 1997). reid (2002) enfatiza que los parámetros (tamaño, color, firmeza, etc.) deben correlacionar bien con los cambios en los diferentes estados de desarrollo del fruto y propone hacer ensayos de almacenamiento y análisis sensoriales para determinar el valor del índice de madurez que determina la madurez mínima aceptable. pinzón et al.: determinación de los estados de madurez... 85 2007 actualmente en colombia, la gulupa ocupa el tercer renglón dentro de las frutas exportadas hacia el mercado europeo después del banano y la uchuva. se cosecha directamente de la planta, prácticamente al ‘tanteo’, pues no se cuenta con parámetros o criterios de madurez, tales como los estados de maduración del fruto, la coloración, el tamaño, el peso, los índices de madurez, entre otros. en consecuencia, el objetivo de este estudio fue determinar los estados de madurez del fruto, así como algunas características físicas y químicas de los mismos, a fin de contribuir al desarrollo de herramientas prácticas que permitan determinar el momento óptimo de cosecha y, además estimular el desarrollo de futuros estudios relacionados con la recolección y el manejo poscosecha. materiales y métodos se utilizaron frutos en diferentes estados de madurez de gulupa provenientes de las fincas ‘el lucerito’ y ‘la esmeralda’ ubicadas en la vereda ‘quebrada grande y alta’ en el municipio de venecia, cundinamarca (1.900 msnm, temperatura promedio de 18 °c, precipitación anual de 1.718 mm). las plantas se encontraban sembradas a una distancia de 6 m entre plantas y de 3 m entre surcos, en sistema de tutorado de espaldera o mantel, y tenían 12 meses de edad. los frutos cosechados eran muestras representativas de los frutos encontrados en las fincas; fueron recolectados de los tercios medio y superior de las plantas, mientras que los frutos sobremaduros, fueron tomados directamente del suelo, después de la abscisión. para la cosecha de los frutos en sus diferentes estados, se realizó una determinación de los grados de madurez por el color de la cáscara (figura 1); y su cambio desde el color verde (estado 0), hasta púrpura intenso (estado 6) como se muestra en la tabla 1. para evaluar dichas variables se realizó un muestreo donde se tomaron 40 frutos por estado. para caracterizar el comportamiento de la gulupa, y consecuentemente determinar los estados de madurez, se determinaron los siguientes parámetros físicos y químicos en el laboratorio de fisiología de cultivos de la facultad de agronomía de la universidad nacional de figura 1. tabla de color de frutos de gulupa (passiflora edulis sims.) durante 6 estados de madurez, desde totalmente verde (0) hasta sobremaduro (6). agron. colomb. 25(1), 2007 86 colombia, sede bogotá (tabla 2): peso fresco del fruto y sus partes, diámetro y longitud del fruto y grosor de la cáscara, color, firmeza, densidad, acidez titulable, sólidos solubles totales, ph e índice de madurez. a los colores obtenidos se les asignó un código para facilitar el procesamiento de los datos. además, se les dio una valoración cualitativa a dichos colores, lo cual se encuentra en las tablas 2 y 3, para la piel y la pulpa. para determinar la densidad se tomaron 400 ml de agua en un erlenmeyer, se colocó sobre la balanza y se procedió a tarar. luego, se sumergió la fruta dentro de una malla plástica con los pesos y se anotaba el peso que indicaba la balanza (que restando el peso de los pesos y la malla dentro del agua, es equivalente al volumen), sin dejar que el conjunto de la malla, los pesos y la fruta, tocaran el fondo. una vez esto, y conociendo el peso total del fruto y el peso de la malla junto con los pesos dentro del agua sin tocar el fondo, se obtenía la densidad. los datos fueron procesados y analizados con los programas sas® (1999) y minitab® (1996); se realizaron contrastes ortogonales con la prueba tukey con 95% de confiabilidad, análisis de varianza y, para las variables que arrojaron diferencias estadísticamente significativas, se hizo una comparación de medias y también se determinaron correlaciones entre variables. resultados y discusión características físicas peso fresco del fruto, la cáscara y la pulpa. en la figura 2 y la tabla 3 se puede apreciar que en el estado 0 la fruta ha alcanzado su máximo peso total, lo que equivale a pesos que se acercan a 55,8 g en promedio. pesos muy cercanos a estos valores se encuentran en los estados 3 y 4, cuyas diferencias no son estadísticamente significativas ya que se presentó un coeficiente de correlación de 0,1. en los estados 1 y 2, se puede observar una pérdida del 8% en el peso total del fruto con respecto al máximo alcanzado. en el estado 5, se aprecia nuevamente la disminución del peso total del fruto ya que la reducción del peso en este estado con respecto a los estados 3 y 4 es estadísticamente significativa. en el estado 6, se observa la pérdida de peso más drástica, ya que la reducción equivale al 10% del peso total alcanzado por el fruto; el comportamiento de esta variable es comparable con lo observado por fernández (2001) y carreño y ospina (1992) en curuba y maracuyá, restabla 1. determinación de los estados de madurez de la gulupa según el color de la cáscara. estado denominación por color porcentaje de color 0 verde 100% verde. 1 verde y púrpura 90% verde; 10% púrpura (translucida). 2 verde púrpura 70-80% verde; 20-30% púrpura. 3 verde púrpura 40-50% verde; 40-50% púrpura. 4 fruto mas púrpura que verde 85-95% púrpura; 5-15% verde. 5 púrpura 100% púrpura. 6 púrpura (sobremaduro) 100% púrpura muy oscuro, presencia de brillo y a veces arrugas. tabla 2. parámetros físicos y químicos de los frutos determinados en cada estado de madurez. análisis método equipo y/o metodología no. de frutos/ estado peso fresco del fruto y sus partes pesaje balanza mettler p1200, precisión 0,01 g 40 diámetro y longitud del fruto y grosor de la cáscara calibración calibrador k.d.f. germany, precisión 0,1 cm 40 color tabla de colores tabla de tejidos vegetales de munsell 40 firmeza penetrometría penetrómetro dballaufmfgco inc., washington, con escala de 0 a 30 libras, aplicando la fuerza en la parte central del fruto 40 densidad masa (g) / volumen (ml) balanza mettler p1200, precisión 0,01 g; erlenmeyer 500 ml; pesos de 80,4 g; malla plástica 40 acidez titulable titulación titulación con bureta (25 ml) y naoh 0,1 n registrando el volumen desplazado 12 sólidos solubles totales refractometría refractómetro carl zeiss jena, escala de 0 a 100 ºbrix 12 ph potenciometría medidor de ph beckman 31 12 índice de madurez ºbrix / % de acidez titulable 12 pinzón et al.: determinación de los estados de madurez... 87 2007 pectivamente, ya que el fruto muestra ganancias en el peso en los primeros estados de desarrollo para luego, en los estados de sobremadurez, presentar reducciones significativas en el mismo. el peso fresco promedio del fruto de la gulupa, encontrado en este estudio (venecia, cundinamarca) fue mayor de lo observado por avendaño y quevedo (1989) en soacha (cundinamarca) bajo invernadero (39,5 g). el comportamiento del peso en la gulupa se puede explicar por el hecho que las frutas y hortalizas se componen principalmente de agua (80% o más) y durante su crecimiento tienen un abastecimiento abundante de agua a través del sistema radicular de la planta (fao, 1987), lo cual se vería reflejado en el peso de los estados 0, 3 y 4. la pérdida de peso del estado 6 puede ligarse al hecho que este estado fue tomado después de la abscisión, por lo cual para abastecerse de agua empleada en la transpiración y respiración, utilizaría sus propias reservas. la reducción del peso en los estados 1 y 2 se puede asociar con las condiciones ambientales en el cultivo en el momento del muestreo, ya que éstas serían responsables del aumento de la transpiración del producto; además, este ligero descenso de la biomasa del fruto coincide con lo encontrado por shiomi et al. (1996) en gulupa en la cual se redujo el peso total entre 70 y 85 días posterior a la antesis. el peso de la pulpa y el de la cáscara tienen un comportamiento análogo al del peso total del fruto en los diferentes estados de madurez; sin embargo, vale la pena resaltar que en los estados 3 y 4 el peso de la pulpa alcanza su máximo valor (27,3 g), peso que corresponde al 49,35% del peso total del fruto, lo que concuerda con lo encontrado por cirad-flhor (2002) quienes observaron que el peso de la pulpa de la gulupa constituye entre 35 y 50% del peso total del fruto. la diferencia en cuanto al peso de la pulpa en los estados 3 y 4 con respecto a los demás estados es estadísticamente significativa, presentándose un coeficiente de correlación de 0,37. por otro lado, el estado donde la cáscara tiene un porcentaje mayor en relación al peso total del fruto es el estado 0, ya que el peso de la cáscara corresponde al 49,5% del peso total del fruto; dicho comportamiento se puede explicar por el proceso de maduración, puesto que el almidón presente en la cáscara se hidroliza para formar azúcares los cuales son componentes de la pulpa o arilo (gallo, 1996). figura 2. peso fresco del fruto, de la pulpa y de la cáscara en los diferentes estados de madurez de la gulupa, desde totalmente verde (0) hasta sobremaduro (6). agron. colomb. 25(1), 2007 88 diámetros longitudinal y ecuatorial del fruto. según pachón et al. (2006), la gulupa produce frutos con un diámetro entre 40 y 80 mm, lo cual concuerda con este estudio, ya que los frutos evaluados presentaron diámetros ecuatoriales entre 50 y 56 mm. se pudo determinar que a lo largo del proceso de maduración (estado 0 al 6) hay una reducción total de 5% y 6% para el diámetro longitudinal y ecuatorial del fruto, respectivamente (figura 3, tabla 3). desde el estado 0 al 1 se presenta una reducción para ambos diámetros en forma constante y lineal, para luego mantenerse constante hasta el estado 3; a partir de este estado se puede observar, para el diámetro longitudinal, una reducción leve no significativa hasta el estado 4, mientras que el diámetro ecuatorial se mantiene constante. reducciones apreciables y significativas (r2 = 0,56) para ambos diámetros se presentan entre los estados 5 y 6 donde tales decrementos son de 1% de la reducción total del diámetro longitudinal y de 3% para el diámetro ecuatorial (figura 3). este comportamiento descendente en el tamaño del fruto no concuerda con lo observado por fernández (2001) y carreño y ospina (1992) en otras pasifloras como curuba de castilla y maracuyá, ya que en éstas se presenta aumento del tamaño del fruto y decrementos sólo en los estados finales de desarrollo. osterloh et al. (1996) describen los factores principales que pueden influir el tamaño del fruto destacando la relación hoja/fruto, el número de frutos por árbol, la edad de la planta, el esquema de fertilización y manejo tabla 3. valores promedio y porcentaje de las características físicas del fruto de gulupa en los diferentes estados de madurez determinados por color, desde totalmente verde (0) hasta sobremaduro (6). estado peso fresco total cv = 11,6 peso fresco pulpa cv = 15,1 peso fresco cáscara cv = 12,9 diámetro longitudinal cv = 2,3 diámetro ecuatorial cv = 3,8 firmeza cv = 7,7 grosor cáscara cv = 14,3 densidad cv = 10,9 (g) (g) (g) (mm) (mm) (lb) (mm) (g· ml -1 ) 0 55,86 (7,00) a 25,10 (4,80) bcd 27,61 (4,34) a 55,70 (2,92) a 53,68 (2,31) a 29,39 (2,09) a 4,40 (0,61) a 0,62 (0,07) b 1 51,51 (5,86) bc 23,59 (2,86) dc 25,64 (3,28) a 54,83 (2,80) b 52,50 (1,82) ab 27,95 (1,89) b 3,79 (0,46) b 0,64 (0,06) ab 2 52,12 (4,66) abc 24,57 (2,80) dc 26,32 (2,37) a 54,70 (4,32) b 52,30 (3,81) ab 26,80 (1,58) bc 3,44 (0,43) c 0,64 (0,05) ab 3 55,26 (5,37) ab 27,26 (3,16) ab 26,67 (2,89) a 54,60 (4,16) b 52,40 (3,65) ab 26,18 (1,73) c 3,38 (0,39) cd 0,68 (0,05) a 4 55,67 (6,49) a 27,72 (4,26) a 26,69 (3,37) a 54,55 (2,82) b 52,05 (2,45) b 25,29(1,85) c 3,03 (0,39) e 0,65 (0,06) ab 5 54,31 (6,98) abc 25,95 (4,16) abc 27,08 (3,67) a 54,12 (2,59) bc 52,11 (2,72) b 25,28 (1,91) c 3,11 (0,58) de 0,65 (0,11) ab 6 50,30 (7,22) c 23,30 (3,99) d 25,46 (3,65) a 53,40 (2,65) c 50,54 (2,89) c 21,85 (2,60) d 3,02 (0,51) e 0,64 (0,05) b cv = coeficiente de variación. los valores en paréntesis indican la desviación estándar; promedios de la misma variable del fruto seguidos de letras diferentes son estadísticamente diferentes, según prueba de tukey (p<0,05). del suelo, el estado fitosanitario de la planta, la poda y el raleo de frutos, el clima, el período de tiempo de crecimiento y el estado de madurez a la cosecha. por lo anterior, es entendible que los resultados de fonseca y ospina (2007), respecto de la longitud y el diámetro de la gulupa (57,1 y 54,44 mm), difieren ligeramente con lo encontrado en este estudio. grosor de la cáscara. el grosor de la cáscara de la gulupa varía entre 4,4 mm y 3,0 mm en sus diferentes estados de madurez (figura 4, tabla 3); dichos valores no concuerdan con los reportados por nakasone y paull (1998); ya que ellos encontraron que el grosor de la cáscara de la gulupa varia entre 3 y 6 mm. esta diferencia en los resultados podría atribuirse a las condiciones ambientales y al manejo agronómico que se le dio al cultivo para cada ensayo. el grosor de la cáscara de la gulupa disminuye del 22% entre los estados 0 y 2, mientras la reducción observada a partir del estado 4 hasta el 6 es del 2%, diferencia no significativa. el decremento del grosor de la cáscara a través de los estados de madurez de la gulupa podría ser consecuencia de la hidrólisis del almidón en el proceso de maduración (gallo, 1996). firmeza de la cáscara. la maduración de los frutos, en muchos casos, es acompañada por su ablandamiento (reid, 2002). la degradación de carbohidratos poliméricos, especialmente de la pectina y celulosa, debilita las paredes celulares y las fuerzas cohesivas que mantienen a las células unidas a las otras, siendo las causas que propinzón et al.: determinación de los estados de madurez... 89 2007 vocan el ablandamiento (gallo, 1996). en las primeras etapas de maduración del fruto su textura y consistencia son óptimas; durante la maduración la sustancia adherente de las células, la propectina, va degradándose junto con las sustancias pécticas, lo cual altera la textura y la consistencia del fruto (osterloh et al., 1996). en la maduración se expresan muchas enzimas relacionadas con la pared celular que modifican la plasticidad de la pared (öpik y rolfe, 2005). la firmeza de la cáscara de la gulupa comienza a disminuir de una forma muy lenta; entre los estados 0 y 3 ya pierde un 11% del valor inicial (figura 4, tabla 3). los valores encontrados para los estados del 3 al 5, no se presentan como significativos en cuanto a la pérdida de firmeza, de este modo se puede observar que la firmeza entre estos estados se mantiene. a partir del estado 5, se puede determinar una pérdida de firmeza constante y progresiva, ya que para el estado 6 se cuenta con una pérdida de firmeza del 12% desde el estado 5, lo que equivale a una resistencia de 21,85 libras de presión del penetrómetro. el comportamiento descendente de esta variable se compara con lo observado por fernández (2001) en la curuba; sin embargo, se debe resaltar que la firmeza de la cáscara de la gulupa es mayor comparada con aquella fruta. la reducción de la firmeza a través de los estados de madurez de la gulupa está relacionada con el grosor de la cáscara, ya que se encuentra una correlación significativa entre estas variables con un coeficiente de correlación de 0,36. osterloh et al. (1996) atribuyen una disminución elevada de la firmeza del fruto a un metabolismo alto y una maduración acelerada del mismo; según los mismos autores, este comportamiento se presenta especialmente cuando la acumulación del calcio en el fruto es insuficiente y se trata de frutos muy grandes. color. el cambio color es la característica más notoria en muchas frutas durante su maduración, y por ello se utiliza como criterio para definir la madurez de una fruta (wills et al., 1998; reid, 2002). la transformación más importante es la degradación del color verde, la cual está asociada con la síntesis o desenmascaramiento de pigmentos cuyos colores oscilan entre el amarillo (carotenoides) y el rojo-morado (antocianinas) (kays, 2004). en la tabla 4 se puede apreciar la degradación de la clorofila desde el estado 0 al 6, ya que el fruto cambia de color verde a púrpura. también se puede observar la predominancia de algunos colores que se refleja en la frecuencia de éstos en correlación con los diferentes figura 3. diámetros longitudinal y ecuatorial del fruto en los diferentes estados de madurez de la gulupa, desde totalmente verde (0) hasta sobremaduro (6). agron. colomb. 25(1), 2007 90 figura 4. grosor y firmeza de la cáscara en los diferentes estados de madurez de la gulupa, desde totalmente verde (0) hasta sobremadura (6). tabla 4. color y codificación de la cáscara de los frutos de gulupa en diferentes estados de madurez, según la clasificación de la tabla de tejidos de munsell. se elaboró una valoración cualitativa de dichos colores y la frecuencia en porcentaje de los mismos. estado color descripción munsell cualitativo frecuencia (%) 0 1 5gy 7/6 verde medio 55,0 0 2 5gy 7/8 verde medio–claro 22,5 0 3 7,5gy 7/6 verde medio 5,0 0 4 7,5gy 7/4 verde medio, pálido 12,5 0 5 2,5gy7/2 verde grisáceo claro 2,5 0 6 7,5gy 6/4 verde oscuro pálido 2,5 1 1 7,5gy 6/4 verde oscuro pálido 10,0 1 2 7,5 gy8/4; 5yr6/2 verde esmeralda muy claro (90-95%); púrpura (5-10%) 25,0 1 3 7,5 gy8/6; 5yr6/2 verde esmeralda pálido (90-95%); púrpura (5-10%) 17,5 1 4 5gy7/6; 5yr 6/2 verde medio (90-95%); púrpura (5-10%) 45,0 1 5 7,5 gy7/6; 5yr6/2 verde medio (90-95); púrpura (5-10%) 2,5 2 1 7,5 gy 7/2; 10r 6/2 verde claro y pálido; púrpura claro 2,5 2 2 5 gy 6/8; 5r 6/2 verde medio; púrpura claro algo traslucido 35,0 2 3 7,5 gy 7/6; 10r 5/2 verde medio; púrpura medio no traslucido 50,0 2 4 2,5 gy 6/4; 5r 5/2 verde oscuro color tierra; púrpura rojizo oscuro 12,5 3 1 7,5 gy 7/4; 10r 5/2 verde claro y pálido; púrpura medio no traslucido 35,0 3 2 5gy 6/4; 5r 5/2 verde medio; púrpura medio intenso 62,5 3 3 5gy 6/4; 2,5r 4/2 púrpura intenso no traslucido; verde medio 2,5 4 1 5r 6/2; 5gy 7/4 púrpura claro traslucido; verde medio 60,0 4 2 5r 4/2; 5gy7/4 púrpura rojizo oscuro; verde medio 27,5 4 3 7,5 yr 5/2; 5gy 7/4 púrpura oscuro; verde medio 12,5 5 1 2,5r 4/4; púrpura rojizo oscuro 62,5 5 2 7,5 yr 5/2 púrpura oscuro 27,5 5 3 5r 3/2 púrpura oscura muy intenso 10,0 6 1 2,5r 5/2 púrpura oscuro 25,0 6 2 5r 3/2 púrpura muy oscuro intenso (brillo) 75,0 pinzón et al.: determinación de los estados de madurez... 91 2007 estados. así, en el estado 0 es el verde medio; en el 1, el verde medio y púrpura; en el 2, el verde medio y púrpura medio, no traslúcido; en el 3, el verde medio, púrpura medio intenso; en el 4, el púrpura claro traslucido, verde medio; en el 5, el púrpura rojizo oscuro; y en el 6, el púrpura muy oscuro, intenso (brillo) de mayor ocurrencia en la maduración del fruto de la gulupa. shiomi et al. (1996) observaron en kenia (a 1.525 msnm) que cuando la gulupa cambió de verde a púrpura (70 a 80 días después a la antesis) comenzó la producción autocatalítica del etileno, llegando a la madurez fisiológica; solamente en frutos que fueron cosechados a partir de los 80 días posterior a la antesis el color llegó hasta púrpura completamente. arjona y matta (1991) reportaron que en frutos en los cuales el desarrollo del color fue menor del 75% de la superficie, no fue aceptado por los consumidores. con respecto a la pulpa se pueden observar seis colores (tabla 5), donde los colores uno, cuatro, cinco y seis son los que presentan mayor frecuencia, mientras los valores de frecuencia para los colores 2 y 3 no son significativos. de este modo, se pueden determinar cuatro estados de madurez en la pulpa de acuerdo al cambio de color: se torna más intenso a medida que aumenta el estado de madurez, desde amarillo muy claro-crema hasta naranja intenso. densidad del fruto. la densidad del fruto (también denominada ‘masa específica’ o ‘peso específico’) depende de su contenido de la materia seca, el agua y aire dentro del fruto (osterloh et al., 1996). del estado 0 al 1 se puede observar un incremento constante de la densidad del fruto, la cual aumenta de 0,62 a 0,65 g· ml-1 (figura 5, tabla 3). este aumento se puede explicar por el comportamiento del peso, ya que en estos estados el fruto ha alcanzado su máximo peso (figura 1); así mismo, los diámetros longitudinal y ecuatorial disminuyen el 10 y el 9,5%, respectivamente (figura 2). tabla 5. color y codificación de la pulpa de los frutos de gulupa en diferentes estados de madurez, según la clasificación de la tabla de tejidos munsell. se elaboró una valoración cualitativa de estos colores. color descripción munsell cualitativo frecuencia 1 2,5y 8/8 amarillo muy claro, crema 116 2 5y 8/8 amarillo – verdoso 17 3 5y 8/10 amarillo medio 14 4 2,5y 8/10 amarillo medio a oscuro intenso 26 5 2,5y7/8 amarillo medio hacia naranja 63 6 2,5y 7/10 naranja intenso 42 figura 5. densidad y ph en los diferentes estados de madurez de la gulupa, desde totalmente verde (0) hasta sobremaduro (6). agron. colomb. 25(1), 2007 92 se puede observar que en el estado 3 es donde el fruto es más denso, valor alcanzado desde el estado 2 de una forma acelerada y constante, y que se explica por la ganancia de peso en este estado, ya que se encontró una correlación significativa de 57% entre las variables densidad y peso fresco en este punto. de igual forma, se muestra una reducción progresiva y constante de esta variable entre los estados 3 y 4, donde el peso se ha mantenido, mientras los diámetros del fruto han aumentado. el aumento de la densidad de la gulupa entre los estados 4 y 5 no es significativo, mientras que el decremento de la densidad entre los estados 5 y 6, el cual es constante, se debe a la pérdida de peso (figura 2). la disminución de la densidad a partir del estado 3, en el cual se estima que ocurre la madurez fisiológica de la gulupa, se debe probablemente a la respiración de la sustancia orgánica, la pérdida del agua por transpiración y la ampliación del espacio vacío en el fruto debido a la desintegración de los tejidos (osterloh et al., 1996), como debería ocurrir en un fruto climatérico (wills et al., 1998). una correlación positiva entre la densidad del fruto y la calidad procesada del tomate reporta kays (2004). características químicas valor ph. se encontraron valores de ph entre 2,99 y 3,60 en los estados de madurez de la gulupa lo que muestra un comportamiento ascendente para esta variable (figura 5, tabla 6). en los frutos, más del 90% del volumen celular lo ocupa la vacuola, la cual usualmente es muy ácida, con un ph menor que 5 (nanos y kader, 1993), afirmación que coincide con los resultados encontrados en los frutos de gulupa. si bien, durante los primeros tres estados el ph se mantuvo constante, entre los estados 3 y 6 hubo un aumento del ph de 3,0 a 3,6. estos resultados concuerdan con lo encontrado por motta y otero (1984) quienes mostraron que la gulupa es un fruto de menor acidez con respecto al maracuyá, ya que en este último el ph oscila entre 2,5 y 3,0. se encontró una correlación negativa altamente significativa del ph con la variable acidez titulable presentando un r2 de 0,64; pantástico (1981) afirma que el aumento del ph ocurre debido a la reducción de la acidez titulable total (att) lo que se confirma en este estudio (figura 6). la correlación que se presentó entre el ph y el índice de madurez es positiva y altamente significativa (r2 = 0,68); así mismo, la correlación entre el ph y los grados brix mostró una correlación significativa (r2 = 0,46). sólidos solubles totales (sst). uno de los aspectos que refleja la madurez es el comportamiento de los sst o grados brix. el contenido de sst está constituido por 80 a 95% de azúcares y la medida de sst se encuentra asociada con los azúcares disueltos en el jugo celular (osterloh et al., 1996); estos autores afirman que la cantidad de azúcares en el fruto depende principalmente de la variedad, del rendimiento asimilatorio de las hojas, de la relación hoja/fruto, de las condiciones climáticas durante el desarrollo del fruto, del estado de desarrollo y de la madurez. la acumulación de los azúcares se asocia con el desarrollo de la calidad óptima para el consumo; aunque los azúcares pueden ser transportados al fruto por la savia, también son aportados por el desdoblamiento de las reservas de almidón de los frutos (wills et al, 1998). fischer y martínez (1999) afirman que cuando el fruto de la uchuva presenta su contenido de azúcares más alto ha alcanzado su madurez fisiológica, lo cual coincide con lo hallado para el estado 3 de la gulupa. el contenido de sst mostró un aumento constante entre los estados 0 al 3 al cabo del cual alcanzó su máximo valor (15,91 ºbrix) (figura 6, tabla 6); los incrementos de esta variable no son significativos a partir de este estado en adelante. el comportamiento ascendente del contenitabla 6. valores promedio y porcentaje de las características químicas del fruto de la gulupa en los diferentes estados de madurez determinados por color, desde totalmente verde (0) hasta sobremaduro (6). estado ph cv = 3,4 sst cv = 4,8 att cv = 11,0 im cv = 13,4 (%) (%) (%) sst/att 0 2,99 (0,08) c 11,89 (1,13) d 5,73 (0,01) a 2,08 (0,27) d 1 2,99 (0,05) c 13,79 (1,07) c 5,14 (0,01) ab 2,68 (0,34) c 2 2,97 (0,04) c 15,17 (0,24) b 4,99 (0,01) b 3,04 (0,15) bc 3 3,00 (0,01) c 15,90 (0,44) ab 4,65 (0,01) b 3,42 (0,27) b 4 3,10 (0,04) c 15,92 (0,67) ab 3,97 (0,01) c 4,01 (0,38) a 5 3,37 (0,20) b 16,21 (0,32) a 3,92 (0,01) c 4,14 (0,87) a 6 3,60 (0,12) a 16,14 (0,60) a 3,72 (0,01) c 4,34 (0,46) a cv: coeficiente de variación; sst: sólidos solubles totales; att: acidez total titulable; im: índice de madurez. los valores en paréntesis indican la desviación estándar; promedios de la misma variable del fruto seguidos de letras diferentes son estadísticamente diferentes, según prueba de tukey (p< 0,05). pinzón et al.: determinación de los estados de madurez... 93 2007 do de sst concuerda con lo reportado por shiomi et al. (1996) en gulupa y lo observado por ceballos et al. (2002) y fernández (2001) para la curuba, diferenciándose la gulupa de ésta última por un mayor contenido de grados brix en el último estado de madurez. el contenido de sst es similar a lo encontrado por avendaño y quevedo (1989) con 15,4 ºbrix; sin embargo, es ligeramente menor que lo medido por fonseca y ospina (2007) en gulupa con madurez comercial (16,5). kays (2004) explica que cuando el fruto está madurando en la planta los azúcares incrementan su concentración por la translocación de sacarosa desde las hojas, esto ocurre en la mayoría de las especies; sin embargo, también existe el reciclaje del sustrato respiratorio desde el carbono almacenado en el fruto. en general, se encontraron correlaciones positivas altamente significativas del contenido de sólidos solubles con las variables acidez titulable, ph e índice de madurez, presentando coeficientes de correlación de 0,63, 0,59 y 0,76 respectivamente. acidez total titulable (att). los ácidos orgánicos se usan durante la respiración del fruto, siendo varios de estos ácidos componentes esenciales en el ciclo respiratorio de los ácidos tricarboxílicos (kays, 2004). se observó una disminución de la acidez durante la maduración de muchos frutos (guzmán y segura, 1989) lo que indica una alta tasa metabólica en esta fase (osterloh et al., 1996). aparte de su importancia bioquímica, los ácidos orgánicos contribuyen en gran parte al sabor, en una relación típica entre azúcares y ácidos en las diferentes especies de frutales (wills et al., 1998). los precursores de los ácidos orgánicos, en su mayoría, son otros ácidos orgánicos o azúcares (kays, 2004). en la att, medida como porcentaje de ácido cítrico, se puede observar un comportamiento descendente desde el estado 0 al 6 (figura 6, tabla 4). las reducciones de la att entre los estados 0 y 1, 2 y 3, entre 3 y 4 y entre 5 y 6 fueron significativas. este comportamiento descendente del porcentaje del ácido cítrico a lo largo del proceso de maduración de la gulupa se compara con lo observado en la curuba por fernández (2001) y lo descrito por shiomi et al. (1996) en la gulupa, en la cual la att decreció a partir de 60 días después de la antesis. la att encontrada en los estados 4 y 5 (3,97 y 3,92, respectivamente) coincide con la reportada por fonseca y ospina (2007) con 3,90 en gulupa comerciable. figura 6. sólidos solubles totales (sst o grados brix), acidez total titulable (att) e índice de madurez (im = sst/att) en los diferentes estados de madurez de la gulupa, desde totalmente verde (0) hasta sobremaduro (6). agron. colomb. 25(1), 2007 94 se presentaron correlaciones negativas altamente significativas entre esta variable y el ph y con grados brix, (r2 de 0,64 y 0,46, respectivamente); sin embargo, la correlación más alta se presentó con el índice de madurez (im), ya que el r2 fue de 0,93. índice de madurez. a través del proceso de maduración se observa un aumento del índice o relación de madurez (im) de 2,08 a 4,34, desde el estado 0 hasta el 6 (figura 6, tabla 4); este comportamiento ascendente se compara con lo reportado por gallo (1993) para el maracuyá. en los frutos climatéricos el aumento del im posiblemente ocurre cuando alcanzan la tasa respiratoria máxima y desdoblan rápidamente sus reservas (ácidos orgánicos) como respuesta al incremento de su metabolismo y, en consecuencia, im se incrementa (hernández, 2001). osterloh et al. (1996) afirman la importancia de la relación entre sst y att en el sabor del fruto y del jugo, teniendo en cuenta que cuando el fruto tiene un contenido alto de azúcares, el nivel de los ácidos debe ser suficientemente elevado para satisfacer el gusto del consumidor. las correlaciones encontradas entre el im, los grados brix y el ph son altamente significativas ya que presentaron un r2 de 0,72 y 0,68 respectivamente, mientras que se presenta una correlación negativa con la att con un r2 de 0,93. conclusiones según los parámetros físicos y químicos evaluados, se establece como momento óptimo de cosecha de la gulupa el estado 3, el cual corresponde a un fruto 40-50% verde medio y 40-50% púrpura algo traslúcido; así mismo, se halló que en este estado el fruto es más denso y alcanza su máximo peso total además del máximo peso de la pulpa. en cuanto a los parámetros químicos, éstos mostraron que en el estado 3 es donde el fruto alcanza el mayor contenido de sólidos solubles totales y, además, comienza a aumentar el ph y a disminuir la acidez total titulable. agradecimientos a c.i. frutas comerciales s.a. por su apoyo financiero para la realización de este estudio; a gilberto guauta y javier ibáñez, propietarios de las fincas ‘la esmeralda’ y ‘el lucerito’, por facilitar la fruta para el desarrollo de esta investigación. literatura citada agustí, m. 2004. fruticultura. ediciones mundi-prensa, madrid. 493 p. arjona, h.e. y f.b. matta. 1991. postharvest quality of passion fruit as influenced by harvest time and ethylene treatment. hortscience 26, 1.297-1.298. avendaño, j.c. y e. quevedo. 1989. análisis de la floración y fructificación bajo tres sistemas de soporte en la gulupa. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 98 p. carreño, m. y n. ospina. 1992. bases para un pronóstico de cosecha en maracuyá (passiflora edulis l.). trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 79 p. ceballos, m., c. aristizabal, a. téllez y s. márquez. 2002. estudio comparativo sobre el comportamiento fisiológico de la maduración de los frutos y la evaluación fisicoquímica y poscosecha, en cuatro variedades de curuba cultivadas en la granja ‘tesorito’ de la universidad de caldas. memorias iv seminario nacional de frutales de clima frío moderado. medellín. pp. 93-95. cirad-flhor. 2000. promesas de las passifloras. geo coppens d’eeckenbrugge, boulevard de la lironde, ta50/ps4, montpellier, francia. en: http//cirad-flhor.com/geocopens; 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detectó residuos a partir de 2,22 ppm. el glifosato en solución acuosa se degradó después de 21 días por acción de microorganismos. para los bioensayos en suelo se emplearon dos tipos de suelo del tolima (arroz, pastizal). se trataron 10 g de suelo homogéneamente con glifosato en solución a concentraciones entre 0 y 10 ppm, se sembraron 10 semillas pregerminadas en el suelo tratado con el herbicida. se encontraron diferencias significativas entre concentración y tipo de suelo, e interacción concentración*tipo de suelo. se sembraron semillas pregerminadas en materos llenos con suelo de arroz, pastizal y lote de fedearroz, el último asperjado con glifosato tres días antes en una dosis equivalente a 1.440 g ia∙ha-1, no se aplicó ningún tratamiento a esta muestra; los demás se trataron superficialmente con glifosato en dosis equivalentes a 960, 1.920 y 4.800 g ia∙ha-1, se midió el peso seco de plantas de lechuga ocho días después de la siembra; no se detectó fitotoxicidad, no hubo diferencias significativas entre tratamientos por efecto de dosis ni por efecto del suelo, no fue posible calcular el valor de ed 50 para los bioensayos en suelo. palabras clave: sal isopropilamina de n-fosfonometil glicina, disipación en aguas y suelos, lechuga. abstract: a bioassay technique for detecting bioavailable glyphosate residues in water and soil was optimised in laboratory conditions. different plants’ (lettuce, cucumber, tomato, cauliflower and broccoli) response to glyphosate was evaluated in concentrations ranging from 0 to 100 ppm. seedlings were exposed to 0 to 10 ppm concentrations for bioassays performed in water. lettuce was the most sensitive plant having a ed 50 =8.38 ppm value; sensitivity began at 2.22 ppm concentrations. the kinetic of dissipation was found; glyphosate was degraded by micro-organism action following 21 days in liquid media. two types of soil (rice, grass) from the tolima region were used for bioassays performed in soil. soil was treated and homogenised with glyphosate solution in 0 to 10 ppm concentrations; the seedlings were then planted in the soil with the herbicide. statistical differences were found according to concentration and soil type; interactions were also noted between concentration*soil type. a test was performed in pots filled with rice soil, grass soil and commercial rice field soil (fedearroz); the last had been spread three days earlier with glyphosate in a 1,440 g ai∙ha-1 dose (no treatment was also applied as control). the rice and grass soil samples were spread with glyphosate in doses of 960, 1920 and 4,800 g ai∙ha-1; lettuce seedlings were then planted. the plants’ dry weight was measured after 8 days; no phytotoxic effect was found nor were statistical differences according to either dose or soil type. ed 50 , values for bioassays performed in soil could not be calculated. key words: glycine n-phosphonomethyl isopropylamine salt, dissipation in water and soil, lettuce. agronomía colombiana 64 vol. 22 · no. 1 introducción la producción extensiva del cultivo de arroz durante las últimas décadas, ha conllevado el uso intensivo de productos agroquímicos para el control de insectos, patógenos y malezas, aumentando, entre otros, los costos de producción. en arroz irrigado, el manejo de las plagas (insectos, patógenos y malezas), en general, representa en colombia el 35% de los costos de producción, de los cuales 23% es únicamente para control de malezas (pantoja et al., 1997). en los últimos años, el uso intensivo de herbicidas en la producción de arroz en colombia se ha venido incrementando, situación que preocupa desde el punto de vista ambiental, por sus efectos en diferentes compartimentos del ambiente, como suelos y aguas. debido a que el glifosato es un herbicida utilizado a gran escala y en grandes cantidades en el mundo, ha estimulado numerosos estudios referentes a su comportamiento y persistencia en los suelos (forlani et al., 1999; araujo et al., 2003). el glifosato (sal isopropilamina de n-fosfonometil glicina) es un herbicida sistémico de amplio espectro, con una alta actividad sobre casi todas las plantas anuales y perennes, tanto mono como dicotiledóneas (chorbadjian & kogan, 2001). es un potente inhibidor de la 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (epsp sintasa), enzima clave en la ruta biosintética de aminoácidos aromáticos. causa acumulación del shikimato, el substrato defosforilado de epsp sintasa, en diversas especies (amrhein et al., 1980; becerril et al., 1989; rubin et al., 1982). este herbicida ha sido extensivamente utilizado por cerca de 30 años y se espera que su uso se incremente con la disponibilidad de cultivos resistentes (powles et al., 1998). es un herbicida de acción lenta y pueden pasar varios días antes de que el daño pueda ser observado; las plantas mueren alrededor de 10 a 20 días después de la aplicación (singh y shaner, 1998). en los últimos años se ha prestado especial atención al estudio de la contaminación tanto del suelo como de aguas subterráneas por el uso de plaguicidas. la utilización de productos químicos constituye una importante fuente de contaminación en zonas de intensa actividad agrícola (guarrancino et al., 1999). en colombia, se ha validado una técnica analítica de cromatografía liquida de alta eficiencia (hplc), para la determinación de residuos de glifosato y su metabolito, el ácido aminometilfosfonico (ampa) en aguas, pero ésta resulta dispendiosa, costosa, y además existen problemas técnicos con el equipamiento para su aplicación, debido al tipo de solventes que se hace necesario emplear (rodríguez, 2001); por lo cual, es necesario identificar y validar técnicas alternativas que resulten más económicas, sencillas, y que puedan ser igualmente sensibles para la detección de residuos de glifosato en aguas y suelos. los bioensayos con plantas indicadoras para la detección de residuos de herbicidas son una posibilidad (günther et al., 1989), como se ha demostrado en investigaciones anteriores hechas en la universidad nacional de colombia, por blanco (1997) y sánchez y hernández (1999) con atrazina. los métodos de bioensayos ofrecen la oportunidad de detectar la presencia de un compuesto en cantidades biológicamente activas de compuestos tóxicos. adicionalmente, los bioensayos generalmente no requieren equipos costosos (selim et al., 1989). los bioensayos son útiles para confirmar la presencia de residuos biodisponibles de un herbicida, que podrían causar daño a organismos sensibles (e.g. cultivos subsiguientes sensibles) o estar contaminando otros componentes del ambiente (richardson, 1985). es un método que permite determinar la respuesta biológica de un organismo a un compuesto en un medio dado (agua, suelo). estos bioensayos se llevan a cabo con organismos indicadores (susceptibles al herbicida) (santelman, 1977). los bioensayos permiten cualificar y cuantificar la presencia de compuestos químicos en diferentes medios de acuerdo con el parámetro de medida que se utilice (peso, longitud de la planta, del coleoptilo o radícula), y pueden ser utilizados de diferentes formas de acuerdo con el tipo de material biológico que se use (plantas, microorganismos) para estudiar el destino y el comportamiento de los plaguicidas en suelos y aguas (horwitz, 1976 y richardson, 1985). algunas veces los bioensayos han sido utilizados como sustitutos de las pruebas químicas para la detección de residuos de compuestos químicos en agua y suelo (günther et al., 1989). un aspecto de interés, desde el punto de vista del comportamiento de los plaguicidas en el ambiente, es el estudio de la cinética de degradación y disipación de estos compuestos en compartimentos del ambiente, como son aguas y suelos. forero et al.: detección de residuos biodisponibles... 652004 la degradación de un plaguicida puede ser biótica o abiótica. la degradación biótica es posible por la actividad microbial o por la toma y transformación del compuesto por parte de las plantas. la degradación abiótica es gobernada principalmente por procesos químicos, y por la fotodescomposición. la mayoría de estos procesos pueden ser estudiados con métodos instrumentales, pero los bioensayos son una herramienta de gran valor cuando los métodos analíticos convencionales no se encuentran disponibles o resultan demasiado costosos o dispendiosos. sprankle et al. (1975a, b) reportan que el glifosato se inactiva rápidamente debido su adsorción al suelo. haney et al. (2000) y araujo et al. (2003) encontraron aumentos en la actividad de los microorganismos del suelo, al aumentar las cantidades de glifosato adicionado, lo cual demuestra que los microorganismos desempeñan un papel importante en los procesos de transformación del herbicida, afectando así su persistencia en el ambiente. estudios comparativos entre metodologías analíticas convencionales y bioensayos han mostrado una alta correlación en varios de los compuestos evaluados (schmidt, 1993). el propósito de los ensayos biológicos o bioensayos, es medir y comparar las actividades física, biológica, química o estímulo biológico dado, mediante la respuesta de un material biológico vivo. el presente estudio se orientó a identificar una especie de planta suficientemente sensible al glifosato que permitiera detectar residuos biodisponibles de este compuesto en aguas y suelo, y optimizar un procedimiento de bioensayo en estas dos matrices; para lo cual se hizo necesario determinar valores de ed 50 de las especies indicadoras en estudio para agua y suelo, determinar la cinética de disipación de glifosato en aguas utilizando la especie indicadora más sensible y comprobar si la especie indicadora detecta glifosato en el agua a concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 ; ed 90 . materiales y métodos se hicieron cinco experimentos, tres de ellos para agua y dos para suelo bajo condiciones de laboratorio (21º c en promedio) en el laboratorio de malherbología y radiotrazadores de la facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, sede bogotá. para todos los experimentos se usó roundup sl®, el agua empleada fue destilada y esterilizada. como plantas indicadoras fueron evaluadas cinco especies: lechuga (lactuca sativa l. var. great lakes), tomate (lycopersicon esculentum m. var. maxi río grande), coliflor (brassica oleraceae l. var. snow ball), rábano (raphanus sativus l. var. crimson giant), pepino (cucumis sativus l. var. point set). se tomaron semillas de estas especies y se hidrataron con 10 ml de agua destilada en cajas de petri con papel de filtro; luego se llevaron a una incubadora (firmly incubation wtb binder (precisión ± 0,1° c)), se probaron diferentes temperaturas de incubación, se determinó el tiempo de germinación para cada una de las especies y temperaturas. también se hicieron pruebas para observar el crecimiento de las semillas germinadas bajo diferentes condiciones: luz, oscuridad, temperatura de laboratorio (21° c) y temperatura de incubadora (28° c). una vez las semillas germinaron y sus radículas tenían una longitud promedio de 1mm, se llevaron a cajas de petri de 90 mm de diámetro, con doble hoja de papel de filtro (filtrak, rundfilter grade 3 hw 65 g∙m-2), el papel de filtro se hidrató con soluciones de glifosato a concentraciones de 0; 0,05; 0,50; 1,00; 2,50; 5,00; 7,50; 10,00 y 100,00 ppm obtenidas a partir de una solución stock. se tuvieron cinco repeticiones por tratamiento y diez semillas por caja de petri. la sensibilidad se evaluó a diferentes tiempos, haciendo la medición de la longitud de la radícula después de la exposición al herbicida para cada una de las especies de plantas e identificar la especie más sensible. para la detección de glifosato en solución acuosa en concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 ; ed 90 , a partir del modelo log-logistic se determinaron las concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 ; ed 90 . se prepararon soluciones acuosas del herbicida a concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 ; ed 90 , más un tratamiento testigo (0 ppm). para el experimento se usaron cajas de petri con doble papel de filtro; en cada caja se depositaron diez semillas pregerminadas y el papel de filtro se hidrató con 10 ml de la solución del herbicida. las cajas se sellaron con film plástico y se dejaron en condiciones de laboratorio. se tuvieron cinco replicaciones y el ensayo se replicó tres veces en el tiempo. la respuesta se midió mediante la longitud de la radícula, 72 horas después de exponer las semillas a la solución del herbicida. para medir la cinética de la disipación del glifosato en agua, se prepararon soluciones del herbicida (un litro) agronomía colombiana 66 vol. 22 · no. 1 a concentraciones equivalentes de 0, 3, 5 y 10 ppm, se dejaron en frascos de vidrio transparente con capacidad para 5 litros, en el laboratorio, y expuestos a luz directa del sol en una ventana, durante 30 días. el procedimiento para evaluar la cinética de la disipación del herbicida, consistió en: (1) germinar semillas, 18 horas antes de someterlas a las soluciones del herbicida, 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 y 24 días después de preparar las soluciones; (2) sembrar 10 semillas en cajas de petri con doble hoja de papel de filtro; (3) agregar 10 ml de la solución del herbicida; (4) tapar y sellar las cajas con film plástico y dejarlas en condiciones de laboratorio y (5) medir la longitud de la radícula 72 horas después de la exposición al herbicida. se tuvieron cuatro replicaciones. la detección de residuos biodisponibles de glifosato en el perfil del suelo consistió en comparar la respuesta de la planta indicadora a concentraciones del herbicida equivalentes a 0, 0,05, 0,50, 1,00, 2,50, 5,00, 7,50 y 10,00 ppm, en dos tipos de suelo provenientes del tolima; uno que se había dedicado a la siembra de arroz, en el cual se emplean dosis comerciales de glifosato (1,5 a 2 kg ia∙ha-1∙a-1), y otro proveniente de un pastizal. para cada uno de estos suelos se determinó el porcentaje de materia orgánica, arenas, limos, arcillas y ph; fue secado al aire y cernido a través de un tamiz de dos mm de tamaño de grano, luego fue tratado en el laboratorio con la cantidad de herbicida requerido para obtener concentraciones de 0, 0,05, 0,50, 1,00, 2,50, 5,00, 7,50 y 10,00 ppm distribuidas uniformemente en todo el perfil del suelo. el procedimiento para tratar el suelo con la solución herbicida para cinco cajas de petri, consistió en tomar en bolsas plásticas, 10 g de arena cuarzítica (tamaño de partícula 20-40), se adicionaron 6 ml de solución de cada concentración (1 ml∙g-1) y se homogenizó, luego se agregaron 50 g de suelo y se homogenizó (arena, herbicida y suelo). para obtener concentraciones en suelo de 0, 0,05, 0,50, 1,00, 2,50, 5,00, 7,50 y 10,00 ppm. para cada concentración se utilizaron cuatro cajas de petri. se depositaron 10 g de la mezcla de suelo-arena en cada caja de petri, se sembraron 10 semillas pregerminadas, y se hidrató con 10 ml de solución de cloruro de calcio (0,01 mol) para evitar el apelmazamiento del suelo. las cajas de petri se sellaron con film plástico, y se dejaron en condiciones de laboratorio. cuando emergieron los cotiledones (48 horas después de la siembra), las cajas fueron destapadas y se evaluó la longitud de la radícula 72 horas después de la emergencia de los cotiledones. se tuvieron cinco repeticiones y el experimento se replicó dos veces en el tiempo. en la detección de residuos biodisponibles de glifosato en suelo, se utilizaron muestras de tres tipos de suelo provenientes del tolima, suelo 1 (cultivo comercial de arroz), suelo 2 (suelo de pastizal) y suelo fedearroz (cultivo comercial de arroz), fedearroz tratado con glifosato 72 horas antes con una dosis de 1.440 g ia∙ha-1. se prepararon soluciones del herbicida a dosis equivalentes a 0; 960; 1.920 y 4.800 g ia∙ha-1, se utilizaron materos plásticos con dimensiones de 60 mm diámetro superior, 48 mm diámetro inferior, 57 mm altura y un área de superficie de 0,0028274 m2. el procedimiento consistió en llenar los materos con el suelo hasta 3 mm antes del borde, se adicionaron 10 ml de agua destiladaesterilizada a cada matero y posteriormente se sembraron 20 semillas pregerminadas, a una profundidad de 2,0 mm. para los suelos uno y dos, se aplicaron 10 ml de solución herbicida de manera superficial a concentraciones equivalentes a 0, 960, 1920 y 4.800 g ia∙ha-1, dejando sobre la superficie una lámina de solución del herbicida. con el suelo fedearroz, se llenaron materos con el suelo hasta 3 mm antes del borde, y se sembraron 20 semillas pregerminadas de lechuga por cada matero, se adicionaron 20 ml de agua destilada–esterilizada; en este caso, no se le agregó ninguna solución del herbicida, debido a que estaba recién tratado con glifosato a una dosis de 1.440 g ia∙ha-1. los materos se dejaron bajo condiciones de laboratorio, se taparon con film plástico y se mantuvieron sellados usando bandas de caucho, hasta la emergencia de los cotiledones; una vez los cotiledones emergieron, se destaparon los materos, 96 horas después de destapados los materos se sacaron las plantas completas, se secaron en un horno (wtb binder) durante 24 horas a 80º c para obtener peso seco. la respuesta a la presencia de los residuos biodisponibles del herbicida se registraron como peso seco de las plantas. en todos los casos se tuvieron cuatro repeticiones y se duplicó el experimento en el tiempo. análisis estadístico los datos obtenidos de longitud de la radícula se sometieron a un análisis matemático bajo el modelo loglogistic, para determinación de la curva de dosis de respuesta, identificar la especie más sensible a la presencia del herbicida, calcular los valores de ed 10 , ed 30 , ed 50 forero et al.: detección de residuos biodisponibles... 672004 y ed 90 mediante la utilización del programa sas (v. 8.2). los datos obtenidos se registraron y se sometieron a análisis estadístico bajo un diseño completamente al azar (dca). la expresión matemática del modelo log-logistic, que relaciona una respuesta y con la dosis x, genera una curva típica de dosis-respuesta de forma sigmoidal, que se expresa por la siguiente ecuación: y = c + d – c 1+ (x/ed 50 )b (eq. 1) = c + d – c 1+ exp (b(log(x)-log (ed 50 ))) donde c es el límite inferior, d es el límite superior, b es la pendiente alrededor de la ed 50 , ed 50 es la concentración a la cual se reduce en un 50% el crecimiento del organismo indicador, en respuesta a la presencia de un compuesto. las ventajas que se tiene al usar la ecuación 1, es que los parámetros son biológicamente significativos; el límite superior d corresponde a la respuesta media del testigo no tratado y el límite inferior c es la respuesta media a concentraciones muy altas, sin ocasionar necesariamente la muerte del organismo indicador (streibig et al., 1993, 1995; seefeldt et al., 1995). resultados y discusión se encontró una germinación promedio de 82% a temperatura constante de 28° c, con rango de tiempo de germinación entre 18 y 24 horas en oscuridad para todas las especies. se determinó que las condiciones óptimas para el crecimiento de la radícula después de la germinación son 21° c en presencia de luz y se determinó que 72 horas después de la exposición al herbicida, era el tiempo óptimo de medición en los bioensayos en agua, debido a que existían la mayores diferencias de crecimiento de la radícula entre el testigo sin glifosato y los tratamientos. para las especies de pepino, rábano, tomate y coliflor, no se encontró un buen ajuste al modelo matemático log-logistic, esto es, que no se encontró convergencia al modelo, mientras que lechuga fue la especie que mostró la mejor respuesta. para esta especie se encontró convergencia del modelo matemático log-logistic con 8 iteraciones; así, se determinó la lechuga como la mejor especie bioindicadora de residuos de glifosato, entre las cinco especies evaluadas. se determinaron los parámetros de la ecuación 1, obteniendo valores para d =19,789 mm, que representa el límite superior de la curva en donde las concentraciones de herbicida son más bajas y se obtiene el mayor crecimiento de la planta; ed 50 = 8,3884 ppm, representa la concentración requerida para disminuir el crecimiento de la planta en un 50%; c = 8,3518 mm, es el límite inferior de la curva que representa el crecimiento de la planta a concentraciones muy altas, y b = 41,6554, que es la pendiente de la curva ajustada con el modelo log-logistic incluye el valor de ed 50 (8,39 ppm) (figura 1). los resultados obtenidos indican que la lechuga resultó sensible a la presencia del herbicida y que el crecimiento de la radícula fue una buena variable para medir la respuesta. figura 1. curva dosis-respuesta para lechuga (lactuca sativa l.) ajustada con el modelo log-logistic, del efecto del incremento de la concentración de glifosato en solución acuosa sobre la longitud de la radícula, para la cual se encontró: y = 8.3518 + (19.789-8.3518) / (1+(x/8.3884)1.6554); con ed 50 = 8.3884 ppm. para el presente trabajo se usa el modelo matemático log-logistic, pero se pueden usar otros procedimientos, como por ejemplo, transformación de los valores a valores probit (fuentes y leroux, 2003) o utilizar otros modelos matemáticos. detección del glifosato en solución acuosa en concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 ; ed 90 ; usando lechuga como planta indicadora. para calcular las concentraciones del herbicida equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 y ed 90 , a partir de la ecuación 1 (modelo matemático log-logistic), se despeagronomía colombiana 68 vol. 22 · no. 1 jó la variable ed x , que representa la concentración de herbicida a la cual se reduce el crecimiento de la radícula en un porcentaje x. al despejar la ecuación 1 del modelo log-logistic se tiene que: ed 50 = ed x (eq. 2) (x / (100–x))(1/b) despejando la ecuación 2 ed x = ed 50 *((x/ (100–x))(1/b)) (eq. 3) aplicando la ecuación 3 para la lechuga, se calcularon las concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 ; ed 90 . según el análisis estadístico, para este experimento, se encontró efecto de las dosis del herbicida sobre la longitud de la radícula de lechuga, por lo cual se confirma que la lechuga responde (reducción de crecimiento) a la presencia de residuos biodisponibles de glifosato en agua. de acuerdo con la prueba de tukey, no se encontraron diferencias significativas entre las concentraciones correspondientes a la ed 10 = 2,22 ppm; ed 30 = 5,02 ppm y ed 50 = 8,38 ppm. la concentración de ed 90 = 31,63 ppm, y el tratamiento testigo (0 ppm), fueron diferentes entre sí; y a su vez diferentes respecto a las concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 y ed 50. esto muestra que para obtener una respuesta de la especie a la presencia del herbicida, las dosis deben ser muy altas (ed 90 = 31,63 ppm) (tabla 1). con el procedimiento de modelo lineal general (glm), se obtuvieron diferencias estadísticas altamente significativas entre las concentraciones equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 y ed 90 , para la longitud promedio de la radícula medida en milímetros. sin embargo, con esta técnica, no fue posible cuantificar la concentración presente en la solución. cinética de la disipación del glifosato en agua utilizando lechuga como especie indicadora. en este experimento el anova indicó efecto significativo de la concentración del herbicida (figura 2). para la primera medición, hecha 72 horas después de preparadas las soluciones (día 3), se observaron diferencias altamente significativas entre las concentraciones; esta tendencia se mantuvo hasta el día 18 (432 horas) después de preparadas las soluciones. a partir del día 21 (504 horas) el efecto de las concentraciones se pierde y el porcentaje de reducción del crecimiento de la planta indicadora no resulta significativo (7-9%) (figura 2), es decir, dejan de existir diferencias significativas entre todos los tratamientos, incluido el testigo (figura 2). tabla 1. resultados de la prueba de tukey para longitud de la radícula a concentraciones de glifosato equivalentes a ed 10 ; ed 30 ; ed 50 y ed 90 . los datos presentados fueron calculados a partir de 100 observaciones por dosis. grupos de tukey longitud de la radícula observada (mm) longitud de la radícula esperada (mm) concentración (ppm) a 15,54 19,78* 0 b 12,66 18,64* ed 10 = 2,22 b 12,66 16,36* ed 30 = 5,02 b 12,0 14,07* ed 50 = 8,38 c 10,02 9,49* ed 90 = 31,63 las dosis señaladas con letras iguales, son iguales entre sí, de acuerdo con la prueba de tukey. * datos calculados a partir de la ecuación 2 figura 2. curva efecto del tiempo en la actividad herbicida de diferentes concentraciones de glifosato en agua, calculado a partir de la longitud de la radícula de lechuga. los datos se presentan en % de reducción del crecimiento con relación al testigo sin tratamiento (0 ppm) calculados a partir de 50 observaciones por dosis. las soluciones se prepararon en agua destilada y se dejaron a condiciones de laboratorio, expuestas a luz directa del sol, durante la duración del experimento (30 días). según monsanto (2003), el glifosato no sufre una degradación significativa debida a fotodescompoforero et al.: detección de residuos biodisponibles... 692004 sición; haney et al., 2000; araujo et al., 2003 reportan que los principales factores de descomposición del herbicida son algas, bacterias y hongos en agua y suelo, por lo cual se puede atribuir la pérdida del efecto herbicida del glifosato a la acción degradadora de los microorganismos. debido a que la literatura reporta que el herbicida no se degrada por acción de la luz solar, se procedió a hacer aislamientos de microorganismos a partir de las soluciones, para identificar grupos que probablemente estarían descomponiendo el herbicida. aislamiento de organismos descomponedores de glifosato a partir de las soluciones empleadas. se observó el crecimiento evidente de algas en las tres soluciones; en una mayor cantidad en la concentración del herbicida correspondiente a 10 ppm, seguida por la de 5 ppm y en menor cantidad la concentración de 3 ppm, lo cual indicaría que las algas estaban usando como fuente nutritiva el glifosato, que contiene nitrógeno, carbono y fósforo. en cajas de petri con medio pda (papa dextrosa agar), se sembraron 20 µl de cada una de las soluciones empleadas en el experimento cuatro, y se llevaron a una incubadora durante ocho días a temperatura constante de 28° c en ausencia de luz, para evitar el crecimiento de algas. se tuvieron tres repeticiones por cada solución (concentración de glifosato), y se procedió a hacer el conteo de unidades formadoras de colonias, ocho días después de la siembra. para los aislamientos efectuados se encontraron predominantemente bacterias y actinomicetos, y en menor proporción hongos. dentro de las bacterias se observó mayor crecimiento de un tipo de bacteria de color amarillo en todos los tratamientos (soluciones de glifosato). los actinomicetos no se presentaron en el aislamiento correspondiente a la concentración de 3 ppm, y para las demás concentraciones creció de forma muy escasa. en el aislamiento correspondiente a la mayor concentración del herbicida (10 ppm), se encontró de igual manera la mayor cantidad de unidades formadoras de colonias; esto es explicable por la mayor disponibilidad de sustrato para los microorganismos. los resultados obtenidos para el conteo de unidades formadoras de colonias (ufc) se presentan en el tabla 2. haney et al. (2000) y araujo et al. (2003) reportaron que la actividad microbiana en el suelo se incrementa al incrementarse la cantidad de glifosato adicionado. araujo et al. (2003) reportaron la descomposición de glifosato por parte de algas, bacterias, actinomicetos y hongos presentes en el suelo. por lo cual se puede decir que la pérdida de la actividad herbicida en la solución acuosa se debe al efecto degradador de los microorganismos. las metodologías analíticas desarrolladas en la universidad nacional de colombia para determinación de residuos de glifosato en aguas mediante cromatografía líquida de alta eficiencia (hplc), reportan a partir de muestras de agua estudiadas, cantidades mínimas detectables 0,00080,004 ppm y cantidades mínimas cuantificables entre 0,002-0,022 ppm (rodríguez y guerrero, 2001). en cuanto a los datos obtenidos en este trabajo, se comienzan a detectar residuos del herbicida en solución acuosa a partir de 2,22 ppm, manifestados en reducción del crecimiento de la radícula de la planta indicadora. por lo cual se puede decir que las técnicas de bioensayos en lechuga permitirían detectar la presencia del herbicida en aguas en cantidades superiores a 2,22 ppm, y no para detectar trazas. mediante técnicas analíticas se puede detectar la cantidad total del herbicida presente en una muestra (fracción biodisponible y no biodisponible), y mediante los bioensayos podemos detectar la disponibilidad del compuesto que puede ser tomado por el organismo indicador (fracción biodisponible). detección de residuos biodisponibles de glifosato en suelo usando lechuga como planta indicadora. para este experimento se encontraron diferencias significativas por efecto de las concentraciones del herbicida y del tipo de suelo, así como la interacción suelo*concentración, resultó significativa. tabla 2. promedios de unidades formadoras de colonias por mililitro (ufc/ml) de solución herbicida a diferentes concentraciones, de microorganismos descomponedores de glifosato, aislados en agar papa dextrosa. concentración (ppm) promedio ufc/ml % organismo 3 48.233,33 5 % actinomiceto 15 % bacteria roja 40 % bacteria blanca 40 % bacteria amarilla 5 64.666,66 40 % bacteria blanca 60 % bacteria amarilla 10 107.933,33 5 % actinomiceto 40 % bacteria blanca 55 % bacteria amarilla agronomía colombiana 70 vol. 22 · no. 1 debido a su adsorción al suelo y no a una degradación química o biológica, incrementándose esta adsorción al aumentar el contenido de arcillas y materia orgánica en el suelo. según sprankle et al. (1975b), la penetración del glifosato dentro del perfil del suelo se limita a unos pocos milímetros (1-2 mm). en este experimento, el glifosato se encontraba homogenizado en el suelo, de manera que en cualquier sitio del suelo en el que la radícula hiciera contacto el herbicida estaría presente. las diferencias entre las concentraciones pueden explicarse debido a que la adsorción del glifosato por los coloides del suelo no es de 100%, dejando así una fracción biodisponible que afectó el crecimiento de la planta indicadora, presentándose un porcentaje de reducción de crecimiento de la longitud de la radícula, mayor en todos los casos para el suelo de arroz, llegando a obtener valores de 18,19% en reducción de crecimiento de la radícula comparado con 7,42% a una concentración de 10 ppm para arroz y pastos respectivamente (figura 3). el mayor contenido de materia orgánica para el suelo de pastos (7%), además de la mayor proporción de limos (21%) y arcillas (21%) que de arenas (58%) respecto al suelo de arroz (limo 14,4%, arcilla 18,3% y arenas 67,3%), produjo un rango de porcentaje de reducción del crecimiento de la radícula menos amplio (0-7,42%), mientras que para el suelo de arroz el rango fue mucho más amplio (0-18, 19%); estos resultados corresponden a lo encontrado por hensley et al. (1978) y mallat y barceló (1998). se puede observar cómo al presentarse un aumento en las concentraciones aplicadas de glifosato al suelo, se presenta un aumento en el porcentaje de reducción de crecimiento para el suelo de arroz que, además de tener un menor contenido de materia orgánica, presenta un ph (4,73) menor, en comparación con el suelo de pastizal que tiene mayores contenidos de materia orgánica y un ph de 5,55, lo cual produce una mayor fracción biodisponible de glifosato para el suelo de arroz que para el suelo de pastizal, ya que el ph de la solución se relaciona inversamente con la adsorción tabla 3. resultados del análisis de suelos provenientes de diferentes cultivos en el tolima. % de materia orgánica ph textura suelo 1 (proveniente de cultivo pastos) 7 5,55 arena: 58% limo: 21% arcilla: 21% suelo 2 (proveniente de cultivo arroz) 3 4,73 arena: 67,3% limo: 14,4% arcilla: 18,3% suelo 3 (proveniente de lote de fedearroz) 2,83 5,53 arena: 68,8% limo: 26,0% arcilla: 5,2% la curva de dosis-respuesta del efecto del incremento de la concentración de glifosato en dos tipos de suelo, sobre la longitud promedio de la radícula de lechuga, se presenta en la figura 3. las diferencias encontradas entre los dos tipos de suelo se pueden explicar por los diferentes contenidos de materia orgánica (tabla 3); de acuerdo con sprankle et al., 1975a,b. richardson, 1985; chobradjian y kogan, 2001, quienes reportan que el herbicida se inactiva rápidamente figura 3. curva de porcentaje de reducción del crecimiento de la radícula de lechuga al incrementar la concentración de glifosato en dos tipos de suelos. los promedios se obtuvieron a partir de 100 observaciones por cada una de las concentraciones. forero et al.: detección de residuos biodisponibles... 712004 (nomura y hilton, 1977; mcconnell y hossner, 1985; sprankle et al., 1975a) (figura 3). kogan et al. (2003), concluyen que la adsorción del glifosato está influenciada por el tipo de suelo, observándose mayor adsorción en suelos con altos contenidos de materia orgánica y, por tanto, menor reducción del crecimiento de la planta indicadora y una menor adsorción para suelos muy arenosos y, en consecuencia, mayor reducción del crecimiento de la planta indicadora. este experimento muestra cómo los mayores contenidos de materia orgánica reducen la fracción disponible del glifosato y, por consiguiente, produce un menor porcentaje de reducción del crecimiento en la planta indicadora. los resultados obtenidos de los bioensayos con compuestos dispersos en medios sólidos se ven afectados por el tipo de sustrato y por las propiedades físicas y químicas del compuesto y del sustrato, entre otros; así, el medio arenoso con bajos contenidos de materiales que podrían interactuar con el herbicida, tiende a producir los mayores valores de porcentaje de reducción del crecimiento del organismo indicador, y valores de dosis letales bajas, mientras que los ensayos en suelos con mayor cantidad de partículas de materiales orgánicos y coloides, tienden a adsorber los compuestos químicos produciendo valores de porcentaje de reducción del crecimiento del organismo indicador más bajos y valores de dosis letales más altas (figura 3). detección de residuos biodisponibles de glifosato en suelo provenientes de muestras de campo, y usando lechuga como planta indicadora. para este experimento se empleó una simulación de aplicación, la presencia de residuos biodisponibles en diferentes suelos, y a diferentes dosis comerciales de glifosato, equivalentes a 0; 960; 1920 y 4800 g ia∙ha-1. además se hizo una prueba con suelo traído del campo y recientemente asperjado a una dosis de 1.440 g ia∙ha-1, tomado de un lote comercial dedicado a una explotación arrocera. el análisis hecho para los datos de peso seco obtenidos en este experimento, no indicaron diferencias significativas para el tipo de suelo ni para dosis del herbicida. la pérdida del efecto herbicida del glifosato, al ser aplicado sobre el suelo, puede ser explicado de acuerdo con lo expuesto por sprankle et al. (1975b) y chorbadjian y kogan (2001), quienes reportan que el herbicida no se mueve más allá de unos pocos milímetros sobre la superficie del suelo debido a su alta tasa de adsorción a los coloides del suelo, lo que pudo impedir el contacto del herbicida con la radícula de la lechuga, que se sembró a una profundidad de dos milímetros. otra causa de la pérdida del efecto herbicida en el tiempo es la actividad microbiana en el suelo de acuerdo con lo reportado por mallat y barcelló, (1998); forlani et al. (1999); haney et al. (2000); chorbadjian y kogan (2001) y araujo et al. (2003). forlani et al. (1999) y haney et al. (2000) reportan un aumento en la cantidad de carbono mineralizado en el suelo al aumentar la cantidad de glifosato aplicado; las cantidades de nitrógeno mineralizado se incrementan en forma lineal con la adición de glifosato, por lo cual podemos asegurar que los microorganismos juegan un papel muy importante en la descomposición del glifosato. bibliografía amrhein, n.; b. deuas; p. gehrke y h. steinrucken. 1980. the site of inhibition of the shikimate pathway by glyphosate. plant physiology 66, 830-834. araujo, a.; r. monteiro y r. abarkeli, 2003. effect of glyphosate on the microbial activity of two brazilian soils. chemosphere 52, 799-804. becerril, j.; s. duke y j. lydon. 1989. glyphosate effects on shikimate pathway products in leaves and flowers of velvetleaf. phytochemistry 28, 695-699. blanco, a. 1997. susceptibilidad de pilea microphylla l. a 14c-atrazina y degradación de la atrazina en agua y suelo usando técnicas de bioensayo con lactuca sativa como especie indicadora. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. chorbadjian, r. y m. kogan. 2001. pérdida de actividad del glifosato debido a la presencia de suelo en el agua de aspersión. revista ciencia e investigación agraria 28(2), 83-87. forlani, g.; a. mangiacalli; e. nelsen y c. suardi. 1999. degradation of the phosphonate herbicide glyphoagronomía colombiana 72 vol. 22 · no. 1 sate in soil: evidence for a possible involvement of unculturable microorganisms. soil biology and biochemistry 31, 991-997. fuentes, c. y g. leroux. 2003. rimsulfurom uptake, translocation, metabolism and acetolactate synthase (als) sensitivity in two maize hybrids. agronomía colombiana 21(1-2), 17-28. guarrancino, l.; l. candela y e. santos. 1999. simulación numérica del transporte del herbicida glifosato en la zona no saturada del suelo. en: estudios de la zona no saturada del suelo. icie. tenerife, españa. pp. 151-155. günther, p.; a. rahman y w. pestemer. 1989. quantitative bioassay for determining residues and availability to plants of sulphonylurea herbicides. weed research 29, 141-146. haney, l.; s. senseman; f. hons y d. zuberer. 2000. effect of glyphosate on soil microbial activity and biomass. weed science 48, 89-93. hensley, d.; d. beuerman y p. carpenter. 1978. the inactivation of glyphosate by various soils and metal salts. weed research 18, 287-291. horowitz, m. 1976. application of bioassay techniques to herbicide investigations. weed research 16, 209-215. kogan, m., a. metz y r. ortega. 2003. adsorption of glyphosate in chilean soils and its relationships with unoccupied phosphate binding sites. pesquisa agropecuaria brasilera 38(4), 513-519. mallat, e. y d. barceló. 1998. analysis and degradation study of glyphosate and of aminomethylphosphonic acid in natural waters by means of polymeric and ion-exchange solid-phase extraction columns followed by ion chromatography-post-column derivatization with fluorescence detection. journal of chromatography a 823, 129-136. mcconnell, j. y l.hossner. 1985. ph-dependent adsorption isotherms of glyhosate. journal agric. food chem. 33, 1075-1078. monsanto. 2003. glyphosate and environmental fate studies. backgrounder 1-4. nomura, n. y h. hilton. 1977. the adsorption and degradation of glyphosate in five hawaiian sugarcane soils. weed research 17, 113-121. pantoja, a.; a. ramírez y l. sanint. 1997. producción de arroz en américa latina: área sembrada y costos. mip en arroz: manejo integrado de plagas, artrópodos, enfermedades y malezas. publicación ciat 292, 3-5. powles, s. b.; d. f. lorraine-colwill; j. j. dellow y c. preston. 1998. evolved resistance to glyphosate in rigid ryegrass (lolium rigidum) in australia. weed science 46, 604-607. richardson, w. g. 1985. bioassays for glyphosate. en: grossbard, e. y d. atkinson (eds.). the herbicide glyphosate. butterworths, londres. pp. 286-298. rodríguez, h. 2001. determinación de residuos de glifosato y de su metabolito ácido aminometilfosfónico en aguas mediante cromatografía líquida de alta eficiencia. trabajo de grado. departamento de química, universidad nacional de colombia, bogotá. pp. 70-78. rubin, j.; r. gaines y r. jensen. 1982. enzymological basis for herbicidal action of glyphosate. plant physiology 70, 833-839. sánchez, l. y c. hernández. 1999. detección de residuos biodisponibles de atrazina en suelos y aguas, usando técnicas de bioensayo con plantas indicadoras, en saldaña, tolima. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. pp. 51-56. santelman, p. w. 1977. herbicide bioassay. en: truelove b. 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p≤0,01) entre balance hídrico y el cp1. orinoquia colombian and savannas of the altillanura particular, is a vast region with comparative and competitive advantages for the production of soybeans. soybean is associated with bacteria of the genus bradyrhizobium to replace partially or fully the requirements of n. this association is variable and highly specific host-rhizobia. the research was aimed to determine the interaction between soybean varieties and strains of b. japonicum, in oxisols of the colombian orinoquia, to boost the effect of biological nitrogen fixation (bnf) in crop productivity. the varieties soyica p-34, orinoquia 3, c. libertad 4, c. taluma 5, c. superior 6 and c. sabana 7, were evaluated with strains ica j-01, j-96, j-98, a mixture of j-01+j-96 and a control with n 150 kg h-1 in eight environments of the orinoquia. interaction variety-strain-environment for grain yield was determined by ammi models (additive main effects and multiplicative interaction) and sreg (sites regression). grain yield varied across environments and was influenced by the strain and soybean variety. the biplot generated by ammi and sreg models helped identify the location lib08a as the environment more discriminating and representative. however, the ordering of varieties x strain and identification of mega-environments were more consistent with the sreg model. the main effects of variety x strain (cp1) were high and positively correlated with grain yield r=0.97, p≤0.01). in general, the varieties showed a positive response to the strains j96, mix of j-01+j-96, and j98 and a negative response to j01 and application of n. the c. superior 6 and orinoquia 3 varieties were more stable and productive with strain j96. in the interaction, a consistent association was observed (r=0.92, p≤0.01) between water balance and cp1. palabras clave: estabilidad, ammi, sreg, rendimiento. key word: stability, ammi, sreg, yield. 362 agron. colomb. 28(3) 2010 introducción el creciente aumento en la demanda de alimentos alrededor del mundo es un gran reto para los fitomejoradores quienes buscan plantas de alto potencial genético que mejoren la productividad de los suelos con limitaciones para la producción y puedan ser vinculadas en sistemas agrícolas sostenibles. en suramérica, aproximadamente 250 millones de hectáreas en sabanas tropicales, incluida la orinoquia colombiana, presentan serios problemas de fitotoxicidad de aluminio (vera, 2000), generalmente con bajo contenido de materia orgánica y baja capacidad de intercambio catiónico (borkert y sfredo, 1995). estas sabanas colombianas representan una vasta región con ventajas comparativas y competitivas para la producción de soya (valencia et al., 2006). aunque este cultivo es altamente demandante de nitrógeno, las deficiencias de este elemento se suplen, parcial o totalmente, mediante el proceso de fijación biológica del nitrógeno (fbn) con bacterias del género bradyrhizobium (gonzález, 2002). sin embargo, esta asociación entre variedades de soya y cepas de b. japonicum, es variable y depende, en gran medida, de la especificidad huésped-rizobio y de su interacción con el ambiente. interacción planta–rizobio–ambiente. grandes esfuerzos han sido emprendidos en el mejoramiento de cultivares de soya y en la selección de estirpes de b. japonicumi (hungria et al., 2006). la especificidad de cultivares de soya a cepas de b. japonicum ha sido reportada por varios investigadores (van jaarsveld et al., 2002; krishnan et al., 2003), quienes han confirmado que los genotipos de soya interactúan con las cepas de bradyrhizobium, donde una cepa específica tiene una alta eficiencia simbiótica con un determinado genotipo. por lo anterior, es posible mejorar la producción de soya seleccionando apropiadamente, por su compatibilidad, el genotipo y la cepa que se deba utilizar. otros investigadores, como zhang et al. (2002) y lópezgarcía et al. (2009), han reportado la interacción cepa b. japonicum x ambiente. la compatibilidad entre el genotipo y la nodulación efectiva de una determinada cepa, tiene control genético parcial (devine, 1984). prithiviraj et al. (2000), afirman que la interacción de variedades de soya con las cepas de rizobio, es un proceso de dos pasos: el primero es la relación de las señales moleculares planta-bacteria dado de maneara usual por flavonoides específicos, y el segundo paso, es la liberación de señales moleculares bacteria-planta las cuales son reguladas por los lipo-quito-oligosacáridos (lcos), también llamados factores nod. las cepas pueden diferir en su capacidad para infectar y fijar n (neves et al., 1985; george et al., 1987). la infectividad y la efectividad están reguladas genéticamente, pero también están vinculadas con los factores ambientales que afectan a la planta (fernández, 2003). a pesar de la selección de cepas para mejorar la capacidad de fijación de nitrógeno y la capacidad competitiva, la inoculación de rizobios no mejora el rendimiento de los cultivos, por varios factores como: suelos, clima y cultivo que afectan esta simbiosis (hunt et al., 1990; thies, 1990), o por la presencia de cepas naturalizadas altamente competitivas pero poco efectivas para fijar n (fernández, 2003). el aumento de la eficacia de la fijación simbiótica de n se puede lograr no sólo mediante la selección de los genotipos superiores, sino mediante la selección de la mejor combinación de genotipos y bacterias fijadoras de n (rengel, 2002). además, kober et al. (2004), sostienen que en la selección de cepas se deben considerar características simbióticas deseables que incluyan alta fijación de nitrógeno, competitividad para formar nódulos y estabilidad genética. en trabajos de investigación de embrapa se identificaron dos nuevas cepas de b. japonicum, más eficientes y competitivas para los cultivos de soya, en sabanas como la cpac 7 y cpac 15. estas cepas de uso comercial en brasil, tuvieron su origen en variantes de las cepas semia 5080 y semia 5079 (franco et al., 1993; hungria et al., 2001). interacción genotipo-ambiente. los fitomejoradores en sus procesos de selección enfrentan con regularidad el fenómeno complejo conocido como interacción ga (interacción del genotipo ambiente), que reduce la correlación entre fenotipo y genotipo, y la ganancia genética (kang y gorman, 1989; kang y gauch, 1996; kang, 2002), limita lo que la selección y recomendación de cultivares. la interacción ga generalmente hace alusión a la variación que no puede ser explicada por los efectos principales del genotipo (g) o del ambiente (a). varios trabajos de investigación se han realizado para definir el patrón de interacción de genotipos de soya con el ambiente (zobel et al., 1988; yan y rajcan, 2002; bhardwaj, 2005; dardanelli et al., 2006), en los que se ha confirmado la presencia de una significativa interacción ga como consecuencia de la respuesta diferencial de los genotipos a cambios ambientales. kang (2002), sostiene que el efecto combinado del genotipo y de la interacción puede representar entre el 40 y 90% del rendimiento de grano en algunas gramíneas. por ello, el fitomejorador debe recurrir a los ensayos en multiambientes (ema) para evaluar el comportamiento relativo de los genotipos e identificar 363valencia r. y ligarreto m.: análisis de la interacción soya-cepa (bradyrhizobium japonicum) x ambiente... cultivares superiores para una región objetivo (dehghani et al., 2006). la interacción ga que tiene un impacto negativo sobre la heredabilidad, ocurre cuando diferentes cultivares o genotipos responden diferencialmente a diversos ambientes. surge entonces la necesidad de identificar y seleccionar genotipos estables. desde el punto de vista dinámico o estabilidad agronómica, los genotipos estables en cada ambiente presentan un comportamiento que corresponde al nivel estimado o predicho (kang, 2002; yan y kang, 2003), es decir, que una mejora en el índice ambiental representaría una mejora en el comportamiento fenotípico. la estabilidad depende de las características que presente la planta como la resistencia a plagas, a enfermedades y a factores de estrés ambiental. al determinar los factores responsables de la interacción ga o estabilidad/inestabilidad, los fitomejoradores pueden mejorar la estabilidad. si por ejemplo, la inestabilidad fue causada por susceptibilidad a enfermedades, la consecución de resistencia podría reducir las pérdidas y mejorar la estabilidad (kang, 2002). teniendo en cuenta las consideraciones anteriores y la necesidad de generar soluciones tecnológicas para la producción competitiva y sostenible del cultivo, la investigación tuvo como propósito determinar la interacción existente entre variedades de soya, cepas del género b. japonicum y ambiente para la variable rendimiento de grano, en oxisoles de la orinoquia colombiana como mecanismo para potenciar el efecto de la fijación biológica del nitrógeno (fbn), en la productividad del cultivo. materiales y métodos localización. los ensayos multiambientes (ema), de variedades de soya y cepas de b. japonicum, se realizaron durante los años 2007 y 2008, en oxisoles de la orinoquia colombiana, en latitudes entre 04º03’ n; 73º29’ w. las localidades fueron identificadas como lib, centro de investigación la libertad (subregión piedemonte) y tal, estación experimental taluma (subregión altillanura) de la corporación colombiana de investigación agropecuaria corpoica. cada localidad fue evaluada durante tres semestres (a y b), para un total de 6 ambientes más las localidades scruz (finca santa cruz) y hor (finca hortensias) ambas de subregión altillanura, para un total de 8 ambientes. la precipitación acumulada por ciclo de cultivo (mm), la evapotranspiración potencial (etp) acumulada (mm), la temperatura media (oc), el promedio de la humedad relativa (%) y el brillo solar promedio (h d-1), por semestre y año, se describen en la tab 1. se realizaron cálculos acumulados o promedios de cada 4 d de los datos climatológicos desde el día de la siembra hasta la cosecha. la evapotranspiración potencial (etp) diaria fue estimada mediante el software daily ver 3 (granfield university, uk), con base en datos de temperatura mínima y máxima, viento, humedad relativa y brillo solar. se realizaron análisis físico-químico de suelos por localdiad. se determinó la resistencia a la penetración de raíces, medida con un penetrógrafo modelo dik-5520 (daiki rika kogyo, tokio). en ninguno de los lotes hubo siembras previas de soya en su historial. la siembra de los experimentos se realizó en el sistema de labranza reducida, con un pase de rastra; incorporación de la cal dolomita un mes antes de la siembra, en dosis basada en la saturación de bases según la fórmula de raij et al. (1985), y llevada al 50%, un pase de cincel rígido y un pase de pulidor. la siembra se realizó siguiendo las recomendaciones técnicas generadas por corpoica para el cultivo de soya. variedades de soya. las variedades usadas fueron soyica p-34, corpoica superior-6, corpoica libertad 4, corpoica taluma 5, corpoica sabana 7 y orinoquia 3. estas variedades desarrolladas por el instituto colombiano agropecuario – ica y la corporación colombiana de investigación agropecuaria – corpoica, son descritas ampliamente por valencia et al. (2006). cepas de b. japonicum. se utilizó ica j-01 generada por el ica (salamanca y ramírez, 2000), las cepas j-96 y j-98 del tabla 1. promedios climáticos durante los ciclos de cultivo por semestre. piedemonte llanero y altillanura colombiana (2007-2008). subregión semestre precipitaciónacumulada (mm) etp acumulada (mm) temperatura media (oc) humedad relativa (%) brillo solar (h d-1) piedemonte 2007 a 1.370 325 25,3 87 4,5 b 1.122 355 25,9 86 5,5 piedemonte 2008 a 1.566 293 25,0 88 4,3 b 976 358 25,7 84 6,2 altillanura 2008 a 1.238 332 26,5 80 4,4 b 634 395 26,0 85 6,5 364 agron. colomb. 28(3) 2010 banco de germoplasma de corpoica introducidas del brasil y la combinación j-01+j-96. las cepas de b. japonicum del estudio pertenecen a la siguiente nomenclatura: ica j-98 o semia 5079, también denominada cpac 15 y conocida en algunos serogrupos como semia 566; ica j-96 o semia 5080 o variante cpac 7; ica j01 o usda 110, denominada también 3i1b110, tal102, rcr3427, 61a89 o semia 5032 (chen et al., 2000). para determinar la eficiencia simbiótica relativa de las cepas en estudio, se incluyó un control absoluto sin inoculación con la aplicación de nitrógeno a 150 kg ha-1. el nivel de n fue establecido según estudios de sánchez et al. (1991), realizados en oxisoles de la orinoquia colombiana, utilizando como fuente la urea, y fraccionado en dos aplicaciones a los 15 y 30 d después de la siembra. diseño experimental. los tratamientos se distribuyeron en un diseño de franjas divididas en dos factores y en cuatro repeticiones por localidad. el factor a (variedad) y el factor b (cepa de rizobio o n), en distribución aleatoria para conformar bloques de 6 x 5 franjas. las unidades experimentales fueron conformadas por parcelas de 8 surcos, separados a 40 cm y una distancia de 5 cm entre plantas. este diseño permitió evaluar los efectos individuales de variedades de cepas y, adicionalmente, la interacción variedad x cepa. análisis estadístico de la interacción genotipo-cepaambiente. la información registrada de rendimiento de grano fue procesada con el programa de estadística sas versión 8 (sas, 2003). las medias fueron ajustadas utilizando el procedimiento lsmeans. para realizar el análisis multivariado de la interacción de variedades, cepas y ambientes, se conformaron tratamientos a partir de la combinación de variedades por cepas-n, para un total de 30 tratamientos (vc), con efectos principales vc y de ambientes (a) e interacción vca. el análisis combinado de varianza permitió determinar la significancia estadística de la interacción vc x a. los estudios de interacción genotipo-ambiente fueron realizados mediante los modelos ammi (additive main effects and multiplicative interaction) y sreg (sites regression model). se empleó el programa sas para obtener el modelo ammi según el algoritmo computacional creado por vargas y crossa (2000) y del modelo sreg (burgueño et al., 2002). con el modelo sreg se realizaron los análisis de estabilidad fenotípica e identificación de ambientes más discriminatorios y representativos. modelo ammi descrito como: yge = µ + ag + βe +∑nn=1 l ggn den + rge donde, yge = rendimiento promedio de un genotipo g en el ambiente e µ = media general a g = desviaciones de las medias de genotipos βe = desviaciones de las medias de ambientes n = número de cp retenidos en el modelo l n = valor singular para el cp ggn = valores de los vectores de los genotipos para cada cp den = valores de los vectores de los ambientes para cada cp rge = residual y modelo sreg definido como: yge = µ + βe + ∑n l n ggn den + rge donde, yge = rendimiento promedio de un genotipo g en el ambiente e µ = media general βe = desviaciones de las medias de ambientes n = número de cp retenidos en el modelo l n = valor singular para el cp ggn = valores de los vectores de los genotipos para cada cp den = valores de los vectores de los ambientes para cada cp rge = residual el paquete estadístico y gráfico empleado para procesar ambos análisis multiplicativos fue el propuesto por burgueño et al. (2002), realizado en sas y denominado graphing ge and gge biplot (biometrics and statistics unit., cimmyt. méxico). el número de términos ammi y sreg necesarios para una descripción adecuada de la interacción genotipo por ambiente, se evaluó con el método de gollob (1968). 365valencia r. y ligarreto m.: análisis de la interacción soya-cepa (bradyrhizobium japonicum) x ambiente... resultados y discusión el análisis combinado de varianza de vc para rendimiento de grano a través de ambientes, presentó diferencias estadísticas altamente significativas para ambientes (a), var-cepa (vc) y para la interacción vca. el rendimiento de grano promedio con las cepas j-96 y j-98 fue superior a j-01 en todas las variedades con excepción de c. libertad 4, la cual presentó baja respuesta a la inoculación con la cepa j-96 y su combianción con j-01. en la variedad c. libertad 4, la mejor respuesta se logró con la cepa j-98 y la fertilización nitrogenada. es de resaltar que con excepción de c. libertad 4, las otras variedades tuvieron en promedio con las cepas j-96 y j-98, un rendimiento de grano igual o superior a la aplicación de n. la mayor respuesta por ambiente se logró en la lib2008a con la variedad c. superior 6 inoculada con la combinación j-01+j-96 (3,64 t ha-1 de rendimiento de grano). sin embargo, la magnitud de la interacción o la respuesta diferencial a los ambientes hizo que el ranqueo u orden de las variedades y cepas difirieran a través de los ambientes. por lo anterior, y considerando que el análisis combinado de varianza puede cuantificar la interacción y describir los efectos principales pero no puede explicar la interacción gga (kaya et al., 2002), fue importante determinar la contribución de cada componente en la variación total, a través de los modelos ammi y sreg, los cuales particionan la varianza de la interacción. análisis ga del modelo ammi. el efecto principal del ambiente (a) explicó el 41,9% de la suma de cuadrados total, en tanto que el efecto principal de var-cepa (vc) explicó el 25,0% de la variación y el 33,0% restante, fue debido a la interacción vca. estos resultados indican un alto efecto ambiental sobre el comportamiento de las vc y que en gran medida, las diferencias en rendimiento de grano se explican por la diversidad de ambientes y su interacción vca. la alta participación del fenómeno de interacción al ser ésta superior al efecto principal de vc, demuestra que los vc (var-cepa) no responden de manera similar a los cambios ambientales. en el modelo ammi, los dos primeros componentes principales (cp1 y cp2) empleados en la construcción del biplot vca fueron estadísticamente significativos (p≤0,01) y explicaron el 63,6% de la variación de la interacción vca con el 33,5% de los grados de libertad de la interacción. los coeficientes del cp1 y los promedios de rendimiento de grano de los vc tuvieron una alta correlación (r=0,75; p≤0,01), por lo tanto, el cp1 representó significativamente el rendimiento de los vc y así el biplot pudo ser utilizado para identificar los vc superiores, como lo sugieren crossa et al. (2002). una baja correlación entre los coeficientes de cp1 y los promedios de los genotipos puede ser atribuida a una fuerte y compleja interacción ga (yan et al., 2001). el rendimiento promedio mostró un amplio rango entre los vc, de 1,24 a 2,38 t ha-1. este rango de promedios de rendimiento de grano fue muy amplio, lo que demuestra la presencia de efectos genético-ambientales severos sobre el comportamiento de las variedades y cepas. por ello, es importante realizar evaluaciones espacio-temporales antes de generar cualquier recomendación sobre variedades. las localidades quedaron incluidas en cuatro de cinco sectores del biplot (fig. 1). las variedades orinoquia 3 y c. taluma 5 con la cepa j-01 (vc 2 y vc 4) tuvieron el mejor comportamiento en el primer semestre en santa cruz (scruz 2008a) y estación experimental taluma (tal 2008a); de igual manera, la variedad c. superior 6 con j-98 (vc 17), en el ambiente lib 2008a y con la combinación j-01 y j-96 (vc 20) en el ambiente lib 2007b, y la variedad c. libertad 4 con n (vc 27), en hor 2008b, son los de mejor comportamiento promedio en los ambientes mencionados. estos corresponden a los vértices del polígono, y su cercanía a un vector ambiental define su mejor condición ambiental (yan, 2002). las var-cepa (vc), ubicadas cerca al origen (0,0), fueron las que presentaron menor respuesta de interacción que los ubicados en los vértices. la localidad más discriminante fue lib 2008a, ya que según yan et al. (2000), estos ambientes presentan un alto cp1 y un cp2 cercano a cero. en la localidad lib2008a más discriminante, se obtuvo el segundo promedio más alto de rendimiento de grano entre localidades (2,29 t ha-1) y el mejor promedio por variedadcepa para c. superior 6 con la mezcla de j-01+j-96 (3,64 t ha-1), aunque sin diferencias con la j-96 y j-98 (3,38 y 3,32 t ha-1, respectivamente). por lo anterior, el c.i. la libertad en evaluaciones de primer semestre sería la condición ideal para procesos de selección de genotipos superiores. los mejores vc por mayor cp1 (atributo de potencial de rendimiento) y bajo cp2 (atributo de estabilidad), fueron: 8, 11, 14, 17 y 20, en todos los casos con rendimientos promedios superiores al promedio general. estos tratamientos corresponden al comportamiento de las variedades c. superior 6 y orinoquia 3 con las cepas j-96, j-98 y la mezcla j-01 y j-96. análisis gga del modelo sreg. los resultados obtenidos con la aplicación del modelo ammi tuvieron muchas similitudes a los logrados con el modelo sreg, particularmente al separar los vc sobre la abscisa (cp1) con una asociación de r=0,89. las diferencias ambientales entre semestres 366 agron. colomb. 28(3) 2010 figura 1. respuesta de 30 variedades x cepas (vc) a la interacción con el ambiente mediante el modelo ammi. cp1, primer componente principal; cp2, segundo componente principal. con gran impacto sobre las variedades y cepas, fueron agrupadas con mayor precisión con el sreg. estos resultados demuestran la aplicabilidad del sreg para definir los mega-ambientes. es de resaltar, que en este análisis el biplot gga despliega simultáneamente el efecto principal de un genotipo (g) y la interacción (ga) de un genotipo x ambiente en una tabla de doble entrada (yan et al., 2000, 2001; yan y kang, 2003), mientras que el ammi lo hace sólo con la interacción ga. con este modelo, el polígono se dividió en siete sectores, en cuatro de los cuales fueron incluidos todos los ambientes evaluados, donde cada sector comparte condiciones ambientales similares. el biplot explicó el 72,9% del gga, donde el cp1 aportó el 62,1%. los otros componentes presentaron una participación inferior al 7,6%. por lo anterior, los dos primeros componentes fueron considerados para la generación del biplot gga, como lo sigieren dardanelli et al. (2006). los efectos principales de vc (cp1), fueron alta y positivamente correlacionados con rendimiento de grano r=0,97, mientras que con el ammi esta r=0,75. yan et al. (2001), mencionan que este valor de asociación debe ser r>0,95 para identificar con certeza los genotipos superiores. este tipo de asociación observado también por yan y hunt (2001), crossa et al. (2002), yan (2002) y dardanelli et al. (2006), permite el uso del biplot para identificar los vc superiores y su estabilidad, así como los ambientes más discriminantes y de respuesta similar. los vc correspondientes a todas las combinaciones con la cepa j-01, la variedad c. libertad 4 en todos los casos y con n, presentaron coeficientes negativos. los demás, presentaron coeficientes cp1 positivos, incluso c. superior 6 con n (fig. 2). mejor genotipo por ambiente. los genotipos que caen sobre el vértice del polígono en un sector determinado, presentan los mejores rendimientos en los ambientes de dicho sector (yan, 2002; yan y hunt, 2002). en la fig. 2, los marcadores de los vc más alejados en el espacio bidimensional (4, 2, 27, 23, 11, 20, 8 y 17), conectados mediante líneas rectas, configuraron los vértices del polígono. estos vc vértices son los que más aportan a la interacción, es decir, los de más alto y más bajo rendimiento. los vc ubicados en el margen variedad cepa vc soyica p34 j-01 1 orinoquia 3 j-01 2 c. libertad 4 j-01 3 c. taluma 5 j-01 4 c. taluma 6 j-01 5 c. sabana 7 j-01 6 c. sabana 7 j-96 7 c. superior 6 j-96 8 c. taluma 5 j-96 9 c. libertad 4 j-96 10 orinoquia 3 j-96 11 soyica p34 j-96 12 soyica p34 j-98 13 orinoquia 3 j-98 14 c. libertad 4 j-98 15 c. taluma 5 j-98 16 c. superior 6 j-98 17 c. sabana 7 j-98 18 c. sabana 7 mez 19 c. superior 6 mez 20 c. taluma 5 mez 21 c. libertad 4 mez 22 orinoquia 3 mez 23 soy p34 mez 24 soyica p34 n 25 orinoquia 3 n 26 c. libertad 4 n 27 c. taluma 5 n 28 c. superior 6 n 29 c. sabana 7 n 30 1.2 1.0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1.0 -1.2 -1,2 -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 -1,6 cp1 367valencia r. y ligarreto m.: análisis de la interacción soya-cepa (bradyrhizobium japonicum) x ambiente... izquierdo del biplot sobre el eje de la abscisa, presentan baja adaptación a los ambientes evaluados, tal como lo menciona medina et al. (2001). los vc del lado derecho, presentan una relación positiva con los ambientes considerados o que tienden a presentar una adaptación amplia. estos se encuentran ubicados en el ángulo formado por scruz 2008a y hor 2008b. los genotipos con un alto coeficiente cp1 tienden a dar rendimientos promedios superiores, y localidades con un alto cp1 y un cp2 cercano a cero, facilitan la identificación de tales genotipos (yan et al., 2000). los vc 23, 11, 20, 8 y 17 son los de mejor comportamiento general en los ambientes evaluados, particularmente en el c.i. la libertad durante el primer semestre del año (a). los mejores promedios los obtuvieron vc 8 y 20 en el ambiente lib 2008a, con rendimientos promedios de grano de 3,38 y 3,64 t ha-1, respectivamente, que corresponden a la variedad c. superior 6 con la cepa j-96 y la combinación j-01 y j-96. de forma similar, vc 11 (var. orinoquia con la cepa j96), se destacó por su alto rendimiento promedio general de 2,38 t ha-1, con su mejor respuesta en la localidad de scruz 2008a con 2,82 t ha-1. por otra parte, los vc 3, 10, 22 y 27 presentan, en general, bajos rendimientos promedios en los ambientes evaluados (1,43; 1,24; 1,34 y 1,73 t ha-1, respectivamente), y representan el comportamiento de la variedad c. libertad 4 con la cepa j-01, j-96, la combinación j-01 y j-96, y n. esta variedad tuvo su mejor comportamiento en la localidad hor 2008b con la cepa j-98 y la aplicación de n (2,61 y 2,89 t ha-1, respectivamente). relación entre ambientes. los vc, correspondientes a un vértice del polígono que se halla comprendido dentro de un sector, tuvieron el mejor rendimiento en los ambientes que se encuentran dentro de ese mismo sector como lo describió yan et al. (2000). los ambientes fueron separados por semestre; las localidades del primer semestre lib 07a, lib 08a, tal 08a y scaruz 08a guardan una estrecha relación entre ellas; así mismo, los ambientes lib 07b, lib 08b, tal 08b y hor 08b. la mayor correlación se obtuvo entre las localidades lib07a y lib08a, o lib07b y lib08b, mientras que los más contrastantes fueron tal08b y scruz 08a, como se puede observar en el biplot gga. esta observación coincide con los coeficientes de correlación, donde las localidades de lib 07a y lib 08a del primer semestre tuvieron un r=0,75 (p≤0,01), lib08a con tal 08a r=0,67 (p≤0,01), lib 07b con hor 08b r=0,45 (p≤0,05). según yan (2002) se pueden esperar algunas inconsistencias porque el biplot no explica el 100% de la variación gga. por lo anterior, no sobra utilizar el modelo ammi para reducir el sesgo. los resultados obtenidos con ambos modelos sugieren una diferencia marcada entre los ambientes, atribuida en gran medida por la época figura 2. biplot gga para rendimiento de grano (t ha-1) de variedades de soya inoculadas con diferentes cepas de b. japonicum-n, evaluadas en diferentes ambientes de la orinoquia. 1.2 1.0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1.0 -1.2 -1,2 -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 -1,6 cp1 cepa variedad vc rendimiento (kg ha -1) cp1 j-01 soy p-34 1 1,67 -0,32 orinoquia 3 2 1,66 -0,37 c. libertad 4 3 1,43 -0,77 c. taluma 5 4 1,83 -0,13 c. superior 6 5 1,91 -0,02 c. sabana 7 6 1,88 -0,06 j-96 c. sabana 7 7 2,22 0,34 c. superior 6 8 2,30 0,62 c. taluma 5 9 2,17 0,17 c. libertad 4 10 1,24 -0,98 orinoquia 3 11 2,38 0,57 soy p-34 12 2,03 0,05 j-98 soy p-34 13 1,96 0,05 orinoquia 3 14 2,12 0,40 c. libertad 4 15 1,73 -0,34 c. taluma 5 16 2,11 0,16 c. superior 6 17 2,21 0,56 c. sabana 7 18 2,09 0,28 m c. sabana 7 19 2,19 0,36 c. superior 6 20 2,25 0,60 c. taluma 5 21 2,23 0,18 c. libertad 4 22 1,34 -0,3 orinoquia 3 23 2,34 0,49 soy p-34 24 2,11 0,22 n soy p-34 25 1,83 -0,34 orinoquia 3 26 2,01 -0,07 c. libertad 4 27 1,73 -0,53 c. taluma 5 28 1,95 -0,09 c. superior 6 29 2,05 0,09 c. sabana 7 30 1,76 -0,33 368 agron. colomb. 28(3) 2010 de siembra, más relacionada con la disponibilidad de agua lluvia o balance hídrico entre semestre. estabilidad fenotípica del rendimiento de grano. los coeficientes cp1 y cp2 de los ambientes fueron promediados para crear el punto medio que, al pasar por el origen (0,0), conformó el eje x o cp1 virtual del nuevo biplot cp1v el cual constituye el potencial de producción, y su perpendicular que pasa por el origen (0,0) conformó el nuevo cp2 virtual cp2v o vector de estabilidad de los vc. yan et al. (2000), sugieren que un genotipo productivo y estable podría tener un alto cp1v pero un cp2v cercano a cero. una gran distancia del coeficiente cp2v desde el origen (0,0) del biplot significa alta interacción vca y, por lo tanto, baja estabilidad. sobre el margen derecho de la ordenada se ubican las mejores opciones para la selección, destacándose por su amplia adaptación y alto rendimiento los vc 8, 11 y 20, y con adaptación específica y alto rendimiento los vc 17 y 23. en contraste, los vc 3, 10 y 22 obtuvieron los rendimientos promedios más bajos a pesar de su alta estabilidad, lo que significa que son malos en todos los ambientes. el comportamiento típico de un vc con baja estabilidad y bajo rendimiento es el 27, por lo que se deduce que es un vc malo en algunos sitios (tab. 2, fig. 3). tabla 2. clasificación de los genotipos (vc) en función del rendimiento de grano promedio y estabilidad fenotípica. criterio alto rendimiento bajo rendimiento alta estabilidad adaptación amplia (muy buenos) c. superior 6 con la cepa j96 c. superior 6 con la mezcla orinoquia 3 con la cepa j96 malo en todos los sitios (muy malos) c. libertad 4 con j01 c. libertad 4 con j96 c. libertad 4 con mezcla baja estabilidad adaptación específica (buenos) c. superior 6 con la cepa j98 orinoquia 3 con la mezcla malo en algunos sitios (malos) orinoquia 3 con j01 c. taluma 5 con j01 los modelos ammi y sreg no permiten establecer las diferencias estadísticas entre genotipos o tratamientos en los biplot, razón por la cual, mediante análisis de contrastes, se seleccionaron las mejores combinaciones de la interacción entre variedades y cepas de b. japonicum, para generar la respectiva recomendación técnica. las variedades orinoquia 3 y c. superior 6 con la cepa j96 fueron las más estables y rendidoras, aunque estadísticamente iguales en comportamiento con la cepa j98. estas se constituyen en las mejores alternativas para los productores de soya, en oxisoles de la orinoquia colombiana. ambiente más discriminante y representativo. el sector de mayor interés por discriminar los vc a través de ambientes son aquellos con los valores altos en cp1 y bajos en cp2. según yang et al. (2009), los vectores ambientales con cp1 más alejados del origen discriminan mejor los genotipos que aquellos que están cerca del origen. en este sentido, el vector con mayor habilidad discriminante fue la localidad de lib08a, resultado similar al obtenido con el modelo ammi. el menor ángulo de los vectores ambientales formado contra el eje virtual cp1v se presentó con las localidades lib 07a y lib 08a, las cuales conforman los ambientes más representativos. en este proceso de evaluación de ambientes, el ambiente ideal altamente discriminante y representativo en promedio fue lib 08a, donde se logró establecer con mayor claridad el ranqueo de genotipos o vc. así, los vc 11, 20, 8 y 17 se destacaron por su mejor comportamiento en el ambiente lib 08a. aunque los resultados fueron similares al modelo ammi, éste no los ranqueó claramente por su potencial de rendimiento como el sreg. estos resultados sugieren que el modelo sreg es altamente efectivo para la selección de genotipos estables y altamente promisorios, y que en la localidad del c.i la libertad en siembras de primer semestre, es posible obtener los mayores beneficios en un programa de mejoramiento genético. asociación de pc1 genotípicos (vc) y las covariables agronómicas. una asociación positiva y significativa, casi perfecta, se presentó entre los coeficientes cp1 y el efecto del rendimiento de grano de los vc a través de ambientes, con r=0,97 y significancia p≤0,01, por ello, estos cp1 pueden ser interpretados por su efecto principal de vc, lo que permite deducir que las variables agronómicas que correlacionaron con estos cp1, también están asociadas e interactúan con la producción de grano de las variedades a través de los ambientes en estudio. las variables asociadas con valores positivos y significativos fueron: vainas totales (vt) y dentro de éstas, las vainas con 3 granos (v3), la altura de planta (alm) y el número de nudos (nm), el número de nódulos (nn), el peso seco de nódulos (psn), el contenido total de nitrógeno (cn) en el tejido aéreo y el índice de fijación biológica de nitrógeno (irfbn). estos resultados demuestran la importancia de la asociación simbiótica en la producción de grano de soya en el que, cualquier factor externo que afecte su normal desempeño también afectará su rendimiento y sus componentes. entre las variables dinámicas, la reacción a enfermedades tuvo un significativo efecto sobre la interacción, particularmente con la presencia de cercospora sojina, la cual se asocia de manera negativa (r=-0,69; p≤0,01), con el cp1 de los vc (var x cepa), y con respuesta diferencial entre variedades y localidades, más no entre cepas. según kang 369valencia r. y ligarreto m.: análisis de la interacción soya-cepa (bradyrhizobium japonicum) x ambiente... y gauch (1996) y yan y kang (2003), la resistencia a enfermedades podría incrementar la estabilidad de los cultivares. con excepción de c. libertad 4, las otras variedades presentaron tolerancia a este patógeno. asociación de pc1 ambientales y las covariables edafoclimáticas. para establecer la relación, se asumió el criterio expuesto por yan (2002), donde el ángulo formado entre los vectores de dos ambientes en un biplot gga está relacionado con el coeficiente de correlación entre ellos. los suelos en evaluación fueron de texturas francas, con mayor o menor contenido de arcillas. se encontró asociación negativa entre el contenido de arcillas y el cp1 (-0,72; p=0,01). en este sentido, santos et al. (2008) encontraron que a mayores incrementos en los contenidos de arcilla en suelos francos, menores serán los rendimientos. en general, la mayor asociación entre ambientes y las covariables climáticas se presentó con el balance hídrico acumulado en el período r3/r6 (de formación a llenado de vainas), con una correlación positiva y altamente significativa (r=0,92). aún cuando el volumen de precipitación durante el ciclo del cultivo fue superior al requerimiento hídrico total, se presentaron limitantes en la frecuencia con que ocurrió la precipitación. un déficit hídrico en las etapas críticas del cultivo se presentó en la localidad lib 07a, al caer la precipitación del 1 al 14 de julio de 2007, donde el balance hídrico fue negativo en 9 de los 14 d, para un bance negativo total de -7,8 mm. este período coincidió con la fase de llenado de grano y por ello, los rendimientos de grano promedio fueron muy bajos (1,44 t ha-1). king y purcell (2001), encontraron que el déficit hídrico redujo la fijación simbiótica y, en consecuencia, limitó el rendimiento de grano y de proteína en soya, al favorecerse el aborto y caída de flores, el vaneamiento y caída de vainas. en general, la máxima actividad fijadora ocurre cuando el suelo está en condiciones de capacidad de campo (fao, 1995). almanza et al. (2006), determinó que el consumo de agua por el cultivo es de 4,5 mm d-1 y que en el suelo se agotaría su existencia en aproximadamente 4 d, por lo que la ausencia de lluvia durante 4 d en la altillanura hace necesario el riego. en la resistencia a la penetración promedia (rp), aunque no se observaron diferencias estadísticas en los coeficientes de correlación, fue notoria la menor resistencia a la penetración a 20 cm de profundidad del suelo en las localidades lib 07b y lib 2008a con valores de 0,73 y 1,01 mpa, respectivamente, mientras que en las otras localidades, estos figura 3. biplot gga con vector virtual cp1v y cp2v promedio. los vc en el círculo representan los más estables y de mayor rendimiento. las líneas punteadas paralelas al eje virtual cp2v, representan la proyección en estabilidad (más cercano al eje x, será más estable). 1.2 1.0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1.0 -1.2 -1,2 -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 -1,6 cp1 variedad cepa vc soyica p34 j-01 1 orinoquia 3 j-01 2 c. libertad 4 j-01 3 c. taluma 5 j-01 4 c. superior 6 j-01 5 c. sabana 7 j-01 6 c. sabana 7 j-96 7 c. superior 6 j-96 8 c. taluma 5 j-96 9 c. libertad 4 j-96 10 orinoquia 3 j-96 11 soyica p34 j-96 12 soyica p34 j-98 13 orinoquia 3 j-98 14 c. libertad 4 j-98 15 c. taluma 5 j-98 16 c. superior 6 j-98 17 c. sabana 7 j-98 18 c. sabana 7 mez 19 c. superior 6 mez 20 c. taluma 5 mez 21 c. libertad 4 mez 22 orinoquia 3 mez 23 soy p34 mez 24 soyica p34 n 25 orinoquia 3 n 26 c. libertad 4 n 27 c. taluma 5 n 28 c. superior 6 n 29 c. sabana 7 n 30 370 agron. colomb. 28(3) 2010 valores estuvieron entre 1,36 y 2,31 mpa. las dos localidades con la menor rp, presentaron los mayores rendimientos de grano promedios (2,46 y 2,29 t ha-1, respectivamente). bonel y montico (2007), encontraron que una reducción en rendimiento se relacionaba estrechamente con el aumento de la resistencia a la penetración. la densidad aparente aunque no presentó asociación con rendimiento de grano en los tratamientos evaluados, sus valores promedios fueron iguales o superiores a 1,4 g cm3 en todos los ambientes, afectando el normal crecimiento y desarrollo de las plantas. conclusiones la respuesta diferencial de variedades de soya a la asociación simbiótica con cepas de b. japonicum, abre la posibilidad de seleccionar cepas altamente infectivas y efectivas para potenciar el rendimiento de las variedades de soya, en oxisoles de la orinoquia colombiana. las variedades c. superior 6 y orinoquia 3 se constituyen en excelentes alternativas de producción para los oxisoles de la orinoquia colombiana por su efectiva asociación simbiótica con cepas de b. japonicum, particularmente con j96, su alto potencial de rendimientos de grano y tolerancia a enfermedades. el modelo sreg fue altamente efectivo para establecer los mega-ambientes y el ambiente más discriminante para ordenar las relaciones variedad-cepa en función de la expresión de su potencial de rendimiento. por su alto poder discriminante, el centro de investigaciones la libertad (villavicencio), se constituye en el mejor ambiente para procesos de selección de genotipos superiores en asocio con cepas específicas de b. japonicum, especialmente en evaluaciones en el primer semestre. los factores más relevantes de la interacción genotipoambiente (ga) y que de alguna manera afectaron la relación simbiótica y el rendimiento de grano, fueron en su orden: variedad, déficit hídrico, compactación de suelos y enfermedades, particularmente la presencia de cercospora sojina. literatura citada almanza m., e.f., j.o. arguello t., j.h. bernal r. y s. caicedo g. 2006. requerimientos hídricos del cultivo de la soya en la altillanura. corpoica, villavicencio, colombia. bonel, b. y s. montico. 2007. las posibilidades del escarificado en suelos del sur de santa fe. rev. agromensajes 21(4), 26-36. borkert, c.m. y g.j. sfredo. 1995. la fertilización de los suelos tropicales para el cultivo de la soya. pp. 175-200. en: el 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corresponding autor: javier.alvarez@uptc.edu.co agronomía colombiana 40(1), 58-68, 2022 abstract resumen the demand for fruits with high anthocyanin content, such as blueberries, has increased in recent years due to their health benefits. however, few studies are known on the postharvest behavior of blueberry fruits subjected to the application of plant extracts and acibenzolar-s-methyl (asm). the objective of this research was to investigate the effect of the application of asm and vegetable extracts (mint and coriander) on the organoleptic characteristics of blueberry fruits stored at 16°c during postharvest through a completely randomized design with five treatments. the contents of total anthocyanins in fruits (ta) did not differ between treatments, with values that ranged between 74.1 mg and 83.9 mg 100 g-1 of fresh weight. the ta tended to increase during storage and then to decrease during senescence. the firmness of blueberry fruits increased during storage, but hardness did not increase, since the fruits are softer and show wrinkling over time, indicating that the epidermis of the fruits has great elasticity. the fruits with the application of vegetable extracts showed the highest total soluble solids and total titratable acidity. the values of red/green and yellow/blue ratio increased, so the blueberry fruits slightly lost their blue hue during postharvest. fruits with asm application reached a postharvest life of 15 d after harvest (dah), while the other treatments only maintained quality for 13 dah. la demanda de frutos con alto contenido de antocianinas como el arándano ha aumentado en los últimos años debido a los beneficios para la salud. sin embargo, se conocen pocos estudios sobre el comportamiento poscosecha de los frutos de arándano sometidos a la aplicación de extractos vegetales y acibenzolar-smetil (asm). el objetivo de este trabajo fue investigar el efecto de la aplicación de asm y extractos de menta y cilantro en las características organolépticas de frutos de arándano almacenados a temperatura ambiente durante la poscosecha, mediante un diseño completamente al azar con cinco tratamientos. las antocianinas totales (ant) no presentaron diferencias entre tratamientos con valores que oscilaron entre 74.1 y 83.9 mg 100 g-1 de masa fresca. las ant presentaron una tendencia a aumentar durante el almacenamiento para después descender durante la senescencia. la firmeza de los frutos de arándano aumenta durante el almacenamiento, no así su dureza, ya que los frutos son más blandos y presentan arrugamiento a través del tiempo, lo que indica que la epidermis de los frutos tiene gran elasticidad. los frutos con aplicación de extractos vegetales presentaron los valores más altos de sólidos solubles totales y acidez total titulable. los valores de la relación rojo/verde y amarillo/azul aumentan, por lo que los frutos de arándano pierden ligeramente la tonalidad azul durante la poscosecha. los frutos con aplicación de asm alcanzaron una vida poscosecha de 15 d después de cosecha (ddc), mientras que los demás tratamientos sólo mantuvieron la calidad durante 13 ddc. key words: anthocyanins, coriander extract, mint extract, fruit firmness, respiratory rate. palabras clave: antocianinas, extracto de cilantro, extracto de menta, firmeza de frutos, tasa respiratoria. postharvest application of acibenzolar-s-methyl and plant extracts affect physicochemical properties of blueberry (vaccinium corymbosum l.) fruits la aplicación poscosecha de acibenzolar-s-metil y extractos vegetales afecta las propiedades fisicoquímicas de los frutos de arándano (vaccinium corymbosum l.) marilcen jaime-guerrero1, javier giovanni álvarez-herrera1*, and hernán david ruiz-berrío1 introduction the blueberry grows both in the wild and as a commercial crop. it has doubled its commercial production from the year 2010 to 2019 from 439,000 t to 1.0 million t, of which the main producing countries are the united states, canada, chile, and peru (usda, 2021). the production of blueberries in colombia ranks sixth among south american countries, with 304 ha cultivated in 2018, located mainly in the departments of cundinamarca and boyacá and harvested to satisfy local consumption (agronet, 2022). blueberries are fruits with a low sugar content, a high antioxidant capacity and a high content of f lavonoids, among which anthocyanins stand out. their consumption https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n1.100044 mailto:javier.alvarez@uptc.edu.co 59jaime-guerrero, álvarez-herrera, and ruiz-berrío: postharvest application of acibenzolar-s-methyl and plant extracts affect physicochemical properties of blueberry (vaccinium corymbosum l.) fruits provides many benefits for human health (salgado et al., 2018), among which the improvement of vision and antidiabetic properties are highlighted (yang et al., 2022). currently, there are many varieties of blueberry on the market, including the ‘biloxi’ variety that could easily adapt to different altitudes (araujo et al., 2015). the fruits of blueberry crops could suffer from physical damage and attacks by pathogens and diseases during storage, resulting in economic losses. different natural extracts and compounds, such as acibenzolar-s-methyl (asm), have been tested, with positive effects on the conservation of fruits of mango (mangifera indica l.) and cabbage (brassica oleracea l.) (ishiga et al., 2021); thus, increasing the postharvest life of blueberry fruits is possible. asm is a synthetic compound and chemical activator of plant resistance to diseases through the activation of specific genes (colombo et al., 2018). it acts as a functional analog of salicylic acid, inducing systemic acquired resistance (sar) (jepersen et al., 2017). asm maintains fruit quality by regulating enzymes that degrade the cell wall during storage in apples (malus domestica borkh) (li et al., 2020). the effect of different essential oils, including the extract of red thyme and oregano, proved to be very effective against mold in storage, and extracts of thyme, mint, and limonene had the most effective preservative action on stored strawberries during 14 d of postharvest (saxena et al., 2020). applications of these products have been effective in the management of phytopathogens; however, the effect they have on the physical, chemical, and quality characteristics of blueberry fruits must be tested (saxena et al., 2020). therefore, the application of asm and vegetable extracts (mint and coriander) was evaluated on the organoleptic characteristics and respiration rate of blueberry fruits stored at room temperature (16°c) during postharvest. materials and methods location this research was developed in the plant physiology laboratory of the universidad pedagógica y tecnológica de colombia (boyacá, colombia), tunja, at 5°33’16” n and 73°21’09” w, with an average annual temperature of 16°c and average relative humidity of 65%. materials the fruits were harvested from an organic commercial crop two years of age, located on the ‘la nutria’ farm, el carmen village in the municipality of combita, at an altitude of 2697 m a.s.l., 5°41’54’’ n and 73°16’11’’ w, with an average annual temperature of 12.5°c and relative humidity ranging from 70% to 80%. twenty kg of ‘biloxi’ variety blueberry fruits was collected with average weights of 1.3 to 1.5 g per fresh fruit, between 6:00 and 8:00 a.m. these were transported in 10 kg plastic baskets from the farm to the laboratory, under ambient conditions in a time of 35 min. ripe fruits were selected according to the colombian technical standard for blueberries ntc-6373 (icontec, 2019), free from mechanical damage and with a uniform dark purple color and a size greater than 8 mm in diameter, using a grading sieve in order to homogenize the sample. to obtain coriander (coriandrum sativum l.) and mint (mentha piperita l.) extracts, 69.92 g of seed and 385.8 g of mint leaves were used, washed, dried at a temperature of 30°c at 35°c, respectively, macerated and immersed in 240 ml and 500 ml of 35% (v/v) ethyl alcohol, respectively. the extracts were stored at 4°c in glass jars in the refrigerator and in the dark for 15 d, then filtered for later application (morais et al., 2015). experimental design extracts were applied to the blueberry fruits with a completely randomized design with five treatments as follows: t1) coriander extract (coriandrum sativum l.), t2) mint extract (mentha piperita l.), t3) 50 mg l-1 of acibenzolars-methyl (asm), t4) 100 mg l-1 of asm, and t5) fruits immersed in distilled water. each treatment had four replicates, for a total of 20 experimental units (eu). each eu had about 500 g of blueberry fruits, stored at 16°c in commercial plastic boxes kit 250-h53 (proplantas s.a.®, colombia), after being subjected to immersion in the different treatments for 5 min. physicochemical properties the following variables were evaluated daily: 1) fruit firmness using a gy-4 penetrometer (yueqing handpi instruments co., ltd, china) with a 3.5 mm tip, a pressure depth of 10 mm, a 0.01 n precision, and 3 fruits with uniform size for each eu; 2) contents of total soluble solids (tss) using a hanna hi 96803 refractometer with a scale from 0% to 85% (hanna instruments, woonsocket, ri, usa), and measuring the brix degrees in juice extracted from 12 fruits; 3) total titratable acidity (tta) quantified with the methodology used by álvarez-herrera et al. (2015) through calculations with data on the volume of sodium hydroxide (naoh) incorporated in 5 ml of fruit juice brought to 50 ml 60 agron. colomb. 40(1) 2022 with distilled water, adding three drops of phenolphthalein as an indicator of color change and using equation (1). tta(%) = (a * b * c)* 100 (1) d where: a = volume of naoh (ml); b = normality of naoh (0.097); c = equivalent weight expressed in g of predominant acid in the fruit (citric acid 0.064 g meq-1); d = mass in grams of the sample used (5 g). a*: chromaticity from green to red, b*: chromaticity from blue to yellow, and l*: luminosity were determined. the hue angle and chroma were calculated according to the equations (2) and (3). chroma = (a*2 + b*2)1/2 (2) hue =  tan-1  b*   +180 (3)a* 2 * π * 360 the respiratory rate (rr) was determined with a 2 l see bc-2000 (vernier software & technology, or, usa) hermetic breathing chamber connected to a ver co2-bta infrared sensor (vernier software & technology, or, usa) and labquest2 interface (vernier software & technology, or, usa) for 10 min, expressed in mg of co2 kg -1 h-1. the total anthocyanins (ta) in fruits were quantified with a 0.25 g blueberry fruit sample, homogenized in 1 ml of 0.1% citric acid solution, and 10 ml of 80% ethanol; 4 ml of the sample were centrifuged in a unico c858 model powerspin lx (unico scientific, hong kong) at 4000 rpm for 20 min. absorbances were measured at 532 nm with a humancorp uv/visible x-ma 1200v spectrophotometer (human corporation, seoul, korea). the ta content (mg 100 g-1 of fresh fruit weight (fw)) was calculated and reported as cyanidin-3-glucoside equivalents (cy-3-glucoside) using equation (4) (zapata et al., 2014). ta = abs * mm * df * 1000 (4) e where abs is absorbance measured in the spectrophotometer, mm is molecular mass of cyanidin-3-glucoside, 449.2 g mol-1, df is the dilution factor (10), e is the molar extinction coefficient for cyanidin-3-glucoside (26900), and 1000 is the conversion factor from g to mg. statistical analysis the data were subjected to normality tests to eliminate erroneous and atypical values. once the assumptions of normality had been verified, a transversal and longitudinal analysis of variance (anova) was carried out to determine significant differences between the treatments and measurement times. the average of the variables was subjected to the tukey’s means comparison tests (p≤0.05); the analyses were performed with sas v.9.2e (sas institute inc., cary, nc). results and discussion accumulated mass loss in fruits there were significant differences for accumulated mass loss (ml) during the first three measurements at 1, 2, and 3 d after harvest (dah). afterwards, it homogenized and was constant for all treatments during the postharvest phase of the blueberry fruits. the absence of significant differences between treatments agrees with li et al. (2020) who found that apple fruits treated with asm did not have ml that was significantly affected with respect to the control treatment. at 13 dah, the treatment without applications had the highest ml, while the lowest ml values were seen in the fruits with applications of the mint extract. the ml of the blueberry fruits at 15 dah was 19.6% on average, higher than reported at 15 dah by jaramillo-sánchez et al. (2019) of 1.8% and 3% for the control and ozone treatment, respectively, and higher than reported by paniagua et al. (2013) in the third postharvest week for chilled blueberries, which ranged between 1% and 15%. at 4 dah, there were no significant differences in ml because ml in f leshy fruits is due to water loss, which is directly proportional to the vapor pressure deficit (vpd) between the fruit and the environment; therefore, at longer storage times there would be greater water losses that can be diminished by the initial protective effect of treatments. when a berry loses around 6% water, it loses commercial quality (díaz-pérez, 2019). so, the blueberry fruits reached 13 d with an acceptable consumption quality, which is longer than the commercial grade (4 dah). fruit firmness firmness only had significant differences at 6 and 13 dah (fig. 1). the treatment with 50 mg l-1 of asm reached the highest firmness at 13 dah. the firmness of the equatorial part of blueberry fruits increased throughout the postharvest phase with an average for all treatments of 5.06 n at harvest and 6.41 n at the end of the storage period. and the fruits that received applications of coriander extract at the beginning of the postharvest extract stood out, and achieved an increase in firmness of 50% (fig. 1), from 4.5 n to 6.8 n. this was probably due to an increase in the 61jaime-guerrero, álvarez-herrera, and ruiz-berrío: postharvest application of acibenzolar-s-methyl and plant extracts affect physicochemical properties of blueberry (vaccinium corymbosum l.) fruits extensibility of the fruit epidermis, that means that, even though the fruits were softer to the touch due to the action of enzymes such as polygalacturonase (yahia et al., 2019), they had greater resistance to breakage by the penetrometer. jaramillo-sánchez et al. (2019) find firmness values in blueberry fruits ranging between 2.2 and 2.6 n with maximum displacement of the epidermis before rupture of 4-5 mm. cortés-rojas et al. (2016) find that ‘biloxi’ blueberries have firmness averages of 2.1 n, similar to the softening data of xu and liu (2017), 3 n to 1.5 n throughout storage. these authors find lower firmness values in blueberry fruits than those in the present study, probably, because the latter were harvested at commercial maturity and brought directly to the laboratory the same day to start the postharvest measurements. all treatments significantly increased the tss during postharvest storage, between 3% and 17%, except the fruits that received applications of 100 mg l-1 of asm that had a reduction in tss of around 4% (tab. 1). once the fruits were harvested, a greater breakdown of reserve carbohydrates to simpler sugars was generated. this degradation is normally faster in climacteric fruits after they reach physiological maturity that generates an increase in tss. this results from an increase in the activity of enzymes such as a-amylase, β-amylase, and starch phosphorylase that hydrolyze starch (yahia et al., 2019). the most abundant sugar in blueberry fruits is glucose, followed by fructose and galactose (fotiric-akšic et al., 2019). this tss increase in blueberry fruits as they ripen and during storage is also reported by gibson et al. (2013) but is contrary to that reported by xu and liu (2017), who obtain a decrease from 9 to 5 °brix at 8 dah in fruits stored at 4°c. it is likely that the coating (quinoa protein-chitosan-sunf lower oil edible film) has a positive effect on the accumulation of tss during postharvest, as reported by abugoch et al. (2015). total titratable acidity there were significant differences between the treatments in total titratable acidity (tta) only in the samplings carried out at 0, 3, 4, 9, and 13 dah (tab. 1). the fruits subjected to applications of mint or coriander presented higher average tta values (0.85% and 0.80%, respectively), while the fruits subjected to 50, 100 mg l-1 of asm, and the control had values of 0.70%, 0.66%, and 0.75%, respectively. this highlights the importance of applying coatings to fruits during postharvest since it is clear that coatings delay the loss of tta and conserve the tta longer (gol et al., 2013). the average tta for all treatments tended to decrease significantly during the storage period, like that reported by xu and liu (2017). this decrease is attributed to the fact that many organic acids in fruits are used as a substrate in enzymatic reactions of respiration, such as occurs in berries and tomatoes, where the amount and concentration of malate and citrate decrease over time. likewise, in strawberries and mangos, the amount of citrate and malate also decreases during storage (vallarino & osorio, 2019). once citrate has been produced in the tricarboxylic acid cycle (during the onset of maturation), it can be degraded to cytosol through the synthetic pathway of γ-aminobutyric acid or converted to oxaloacetate and acetyl-coa (lee et al., 2021) as respiration intensifies and postharvest begins. this explains the decrease in tta during fruit storage. ns nsnsnsnsns nsns ns * ns ns ns** fi rm ne ss ( n ) time (dah) 0 2 4 6 8 10 0 3 1296 15 t1 t2 t3 t4 t5 figure 1. firmness of blueberry fruits subjected to different preservative treatments during 15 d after harvest (dah): t1) coriander extract; t2) peppermint extract; t3) acibenzolar-s-methyl 50 mg l-1; t4) acibenzolar-s-methyl 100 mg l-1; t5) fruits immersed in distilled water. ns) no significant, * and ** indicate significant effect according to the anova (p<0.05 and p<0.01, respectively) between treatments. vertical bars indicate the tukey range test (p<0.05). contents of total soluble solids although there were significant statistical differences in many of the measurements recorded over time, they did not occur at all sampling times (tab. 1). however, the fruits that received applications of coriander or mint extracts at all times had higher average values of total soluble solids (tss) (12.82 and 12.39 °brix, respectively), while the treatments with applications of 50 and 100 mg l-1 of asm and the control had lower average values (11.88, 11.95, and 11.94 °brix). similar results are reported by saito et al. (2020) for the cultivars ‘draper’ and ‘duke’, which range between 11.4 and 13.2 °brix, but higher results are obtained for the variety ‘biloxi’ by cortés-rojas et al. (2016), whose averages oscillate around 13.6 °brix. 62 agron. colomb. 40(1) 2022 contents of total anthocyanins t here were no sig nif ica nt d if ferences bet ween t he treatments of total anthocyanin (ta) contents in fruits for any of the measurements over time (fig. 2); however, the fruits that received applications of mint or coriander extract had higher ta values on average (83.9 and 74.1 mg 100 g-1 fw), similar to those found by gibson et al. (2013) for cy-3-glucoside (76 mg 100 g-1 fw of ripe blueberries, and within the range reported by xu and liu, 2017), 50 to 300 mg 100 g-1 fw of blueberries subjected to 1-methylcyclopropene doses and refrigerated at 4°c. when analyzing the ta over time, a significant tendency to increase the ta during storage up to 13 dah (83.9 mg 100 g-1 of fruit fw) was observed. ta then decreased (66.54 mg 100 g-1 of fruit fw), similar to that reported by gibson et al. (2013), who states that, once the fruits reached the optimum state of maturity, they were overripe, and the anthocyanin value began to decrease, especially pet-3-glucoside, pet-3-galactoside, cy-3-glucoside, cy3-galactoside, del-3-glucoside, and del-3-galactoside, the main anthocyanins in blueberry fruits. pet-3-glucoside is one of the most abundant anthocyanins in ripe blueberry table 1. contents of total soluble solids (tss) and total titratable acidity (tta) evaluated in blueberry fruits subjected to different preservative treatments 15 d after harvest (dah). variable dah treatments t1 t2 t3 t4 t5 tss (°brix) 0 11.65 ± 0.81a,a 12.95 ± 0.41a,abc 12.30 ± 1.13a,abc 13.58 ± 0.91a,ab 11.05 ± 1.06a,ab 1 13.03 ± 0.66a,a 9.50 ± 0.25b,d 10.03 ± 0.80b,c 10.30 ± 1.04ab,de 11.85 ± 0.32ab,ab 2 12.80 ± 0.62a,a 11.18 ± 0.64a,bcd 11.65 ± 0.59a,bc 11.68 ± 0.33a,bcde 12.20 ± 0.51a,ab 3 13.05 ± 0.44a,a 12.38 ± 0.60a,abc 11.33 ± 0.62a,bc 11.83 ± 0.30a,abcde 11.10 ± 0.42a,ab 4 12.30 ± 0.50ab,a 13.63 ± 0.45a,a 12.08 ± 0.30ab,abc 11.35 ± 0.12b,bcde 11.63 ± 0.35b,ab 6 12.55 ± 0.50a,a 13.58 ± 0.21a,a 12.10 ± 0.67a,abc 12.30 ± 0.45a,abcde 13.68 ± 0.65a,a 7 13.88 ± 0.38a,a 13.20 ± 0.16a,abc 11.28 ± 0.11a,bc 11.15 ± 0.50a,bcde 10.14 ± 0.07a,b 8 12.83 ± 0.35a,a 11.03 ± 0.30ab,cd 12.38 ± 0.31a,abc 10.23 ± 0.38b,e 12.08 ± 0.67a,ab 9 13.15 ± 0.64a,a 12.55 ± 0.66a,abc 11.78 ± 0.18a,abc 12.75 ± 0.18a,abcde 13.73 ± 0.66a,a 10 13.00 ± 0.07a,a 11.30 ± 0.49bc,bcd 10.50 ± 0.11c,bc 10.55 ± 0.53c,cde 12.58 ± 0.18ab,ab 11 12.03 ± 0.66ab,a 14.13 ± 0.43a,a 11.70 ± 0.48b,bc 11.55 ± 0.38b,bcde 11.08 ± 0.54b,ab 13 13.65 ± 0.99a,a 13.33 ± 0.38a,ab 13.00 ± 0.42a,ab 12.78 ± 0.38a,abcd 12.30 ± 0.62a,ab 14 ----12.88 ±0.53a,ab 14.23 ±0.46a,a --15 ----14.48 ± 0.32a,a 13.08 ± 0.19b,abc --tta (%) 0 1.14 ± 0.06a,a 0.90 ± 0.09ab,abc 0.71 ± 0.03b,abcd 0.82 ± 0.07b,ab 0.77 ± 0.03b,ab 1 0.74 ± 0.02a,bcd 0.66 ± 0.08a,bc 0.68 ± 0.08a,abcd 0.69 ± 0.03a,abcdf 0.75 ± 0.07a,ab 2 0.79 ± 0.02a,bcd 0.89 ± 0.12a,abc 0.74 ± 0.04a,abcd 0.72 ± 0.02a,abcde 0.83 ± 0.06a,ab 3 0.89 ± 0.15ab,abcc 1.05 ± 0.10a,ab 0.67 ± 0.06ab,abcd 0.60 ± 0.03b,cdf 0.72 ± 0.09ab,ab 4 0.96 ± 0.04a,abc 0.96 ± 0.08a,abc 0.88 ± 0.12a,ab 0.65 ± 0,02a,bcdef 0.79 ± 0.07a,ab 6 0.70 ± 0.05a,ab 0.78 ± 0.05a,abc 0.71 ± 0.07a,abcd 0.76 ± 0.05a,abcd 0.71 ± 0.04a,ab 7 0.61 ± 0.04a,bcd 0.73 ± 0.06a,bc 0.64 ± 0.01a,abcd 0.62 ± 0.06a,cdef 0.62 ± 0.06a,b 8 0.65 ± 0.04a,d 0.74 ± 0.05a,bc 0.62 ± 0.03a,bcd 0.67 ± 0.05a,bcdef 0.67 ± 0.05a,ab 9 0.65 ± 0.01a,cd 0.62 ± 0.01a,c 0.53 ± 0.01a,d 0.52 ± 0.04a,ef 0.66 ± 0.06a,ab 10 0.85 ± 0.04a,cd 0.91 ± 0.03a,abc 0.95 ± 0.07a,a 0.79 ± 0.05a,abc 0.92 ± 0.05a,a 11 0.95 ± 0.05a,ab 1.14 ± 0.07a,a 0.87 ± 0.09a,abc 0.89 ± 0.05a,a 0.93 ± 0.06a,a 13 0.74 ± 0.02ab,bcd 0.89 ± 0.14a,abc 0.67 ± 0.06ab,abcd 0.53 ± 0.02b,ef 0.65 ± 0.02ab,ab 14 ----0.56 ± 0.02a,cd 0.55 ± 0.01a,def --15 ----0.62 ±0.05a,bcd 0.49 ± 0.02a,f --means of 8 replicates ± standard error. treatments correspond to blueberry fruits with applications of: t1) coriander extract; t2) peppermint extract; t3) acibenzolar-s-methyl 50 mg l-1; t4) acibenzolar-s-methyl 100 mg l-1; t5) fruits immersed in distilled water. values followed by different uppercase letters in the same row indicate significant statistical differences between treatments (p<0.05). values followed by different lowercase letters in the same column indicate significant statistical differences in postharvest time (p<0.05). (---) loss of fruit quality of consumption. 63jaime-guerrero, álvarez-herrera, and ruiz-berrío: postharvest application of acibenzolar-s-methyl and plant extracts affect physicochemical properties of blueberry (vaccinium corymbosum l.) fruits fruits that changes from 0.4 mg 100 g-1 of dry mass in green fruits to 244 mg 100 g-1 of dry mass in ripe fruits (gibson et al., 2013). the increase in ta could be caused by an increase in the activity of enzymes, such as phenylalanine ammonium lyase (pal) and chalcone synthase (cha), whose product is chalcone, which degrades by chalcone isomerase to produce naringenin that then transforms into anthocyanin by a hydroxylation reaction and subsequent dehydration (liu et al., 2018). this increase in the synthesis of anthocyanins may be due to abiotic stress from the preservative applied to fruits, which affects the production of secondary metabolites (chiabrando & giacalone, 2017). of postharvest (33.2) until the end of storage at 15 dah (30.68). these results are also reported by chiabrando and giacalone (2017) and are similar to those of xu and liu (2017), who, during 8 d of postharvest, find that l* values in blueberry fruits vary from 28.78 to 25.01. this indicates that, during the shelf-life, the fruits had a generalized loss of luminosity that accords with a darkening of the fruits because of oxidation, water loss, and internal browning attributed to inherent degradation in ripening and senescence (cogo et al., 2011). red/green ratio the anova for red/green ratio (a*) did not show significant differences for the treatments in the measurements, except at 8 dah. the control treatment had the lowest a* values (-6.59), followed by the treatments with coatings of coriander or mint that showed higher average values (-5.84 and -6.11) (tab. 2). even though no significant differences were observed over time, an increase in the a* values were observed from -6.32 to -5.82, probably caused by the slight increase in darkening that occurs in blueberry fruits during storage. xu and liu (2017) make a similar report, where a* increased from the beginning of postharvest (-0.01) to the end of storage (0.29). likewise, zou and hou (2017) obtain average values of 1.02 for a*, indicating that postharvest blueberry fruits lose green color and gain red color. yellow/blue ratio for the yellow/blue ratio (b*), there were significant differences on the 1 d, 7 d, 11 d, and 13 d of measurement between the treatments (tab. 2). the control treatment had the lowest b* values (-1.64), followed by the treatments with asm applications that had values of -1.36 and -1.43 for 50 and 100 mg l-1, while the blueberries treated with the coriander or mint extracts had higher values (-0.92 and -1.20, respectively). these results contradict those of zou and hou (2017), who report b* values of 1.87 that are positive; however, for the color space, similar tones are close to zero. chroma the chromaticity of the blueberries showed significant differences between treatments at 0, 7, 8, and 14 dah, with an average value of 6.3 ± 0.23 (tab. 3) that was higher than the values of 3.84 and 2.86 reported by eum et al. (2013) for the cultivars ‘bluetta’ and ‘duke’. likewise, abugoch et al. (2015) report that blueberry fruits have an average chroma of 4.8, lower than in this study. in addition, the chromaticity did not show significant differences over time and had a downward trend from 6.48 to 5.98 during postharvest. ns ns ns ns ns ns ns y = 0.7934x + 67.509 r2 = 0.1322to ta l a nt ho cy an in s (m g 10 0 g1 ) time (dah) 80 60 40 20 0 100 120 140 160 180 0 3 1296 15 figure 2. total anthocyanin contents in blueberry fruits subjected to different preservative treatments during 15 d after harvest (dah). ns; no significant, * and ** indicate significant effect according to the anova (p<0.05 and p<0.01) between treatments. vertical bars indicate the tukey range test (p<0.05). light/dark ratio t here were no sig nif ica nt d if ferences bet ween t he treatments at any of the sampling points (tab. 2); however, the control treatment reached, on average, the highest light/dark ratio (l*) value (33.2) throughout the postharvest phase, while the fruits that received applications of preservatives maintained lower l* values (31.5) because of the coating. these results agree with those of chiabrando and giacalone (2017), who report average values of l* 33.75 for all postharvest treatments applied at the beginning of storage and of l* 29.09 at the end of refrigerated postharvest (45 dah), higher than the average for the fruit treatment with chitosan of l* 17.51. it is likely that coatings with a preservative result in lower l* values because more layers are added to cover the fruit epidermis. the l* values decreased slightly during storage, from 33.3 to 31.0 on average; they did not show significant differences over time, except for the fruits that received applications of 50 mg l-1 of asm that decreased from the beginning 64 agron. colomb. 40(1) 2022 table 2. light/dark (l*), red/green (a*), and yellow/blue (b*) ratios evaluated in blueberry fruits subjected to different preservative treatments during 15 d after harvest (dah). variable dah treatments t1 t2 t3 t4 t5 l* 0 31.93 ± 0.82a,a 33.85 ±1.24a,a 33.28 ± 0.68a,a 32.39 ± 0.14a,a 35.12 ± 1.60a,a 1 31.59 ± 0.84a,a 33.92 ± 1.14a,a 32.76 ± 0.98a,ab 32.42 ± 0.40a,a 33.63 ± 1.23a,a 2 31.57 ± 0.83a,a 31.73 ± 1.19a,a 32.29 ± 0.56a,ab 31.94 ± 0.03a,a 33.34 ± 0.98a,a 3 31.42 ± 1.05a,a 31.44 ± 1.06a,a 32.37 ± 1.06a,ab 31.87 ± 0.43a,a 33.08 ± 0.98a,a 4 30.91 ± 1.11a,a 32.42 ± 0.99a,a 32.15 ± 0.40a,ab 32.29 ± 0.27a,a 33.42 ± 1.21a,a 6 30.36 ± 0.76a,a 32.18 ± 1.29a,a 31.82 ± 0.54a,ab 31.75 ± 0.41a,a 33.06 ± 1.03a,a 7 30.35 ± 0.77b,a 31.69 ± 1.00ab,a 31.56 ± 0.57ab,ab 31.72 ± 0.53ab,a 33.38 ± 1.28a,a 8 29.22 ± 1.10a,a 32.35 ± 1.24a,a 31.84 ± 0.53a,ab 32.09 ± 0.10a,a 33.02 ± 0.71a,a 9 29.90 ± 0.94a,a 31.97 ± 1.30a,a 32.36 ± 0.68a,ab 32.20 ± 0.94a,a 33.28 ± 1.06a,a 10 30.18 ± 0.79a,a 31.90 ± 1.07a,a 31.48 ± 0.92a,ab 31.68 ± 0.09a,a 32.23 ± 1.10a,a 11 29.71 ± 1.37a,a 30.81 ± 0.99a,a 30.91 ± 0.57a,ab 31.49 ± 0.45a,a 32.28 ± 0.92a,a 13 29.45 ± 1.12a,a 30.58 ± 1.00a,a 30.67 ± 0.68a,ab 31.29 ± 0.24a,a 32.78 ± 1.13a,a 14 ----29.44 ±0.47a,b 30.66 ± 0.47a,a --15 ----30.69 ± 0.27a,ab 31.37 ± 0.23a,a --a* 0 -5.92 ± 0.11a,a -6.33 ± 0.34a,a -6.43 ± 0.14a,a -6.24 ± 0.6a,ab -6.71 ± 0.17a,a 1 -5.89 ± 0.22a,a -6.40 ± 0.28a,a -6.32 ± 0.28a,a -6.20 ± 0.17a,ab -6.49 ± 0.20a,a 2 -6.03 ± 0.20a,a -6.05 ± 0.30a,a -6.33 ± 0.13a,a -6.22 ± 0.02a,ab -6.60 ± 0.12a,a 3 -6.02 ± 0.28a,a -6.05 ± 0.35a,a -6.55 ± 0.30a,a -6.35 ± 0.15a,ab -6.50 ± 0.18a,a 4 -6.04 ± 0.33a,a -6.06 ± 0.38a,a -6.34 ± 0.10a,a -6.44 ± 0.11a,b -6.73 ± 0.19a,a 6 -5.94 ± 0.20a,a -6.30 ± 0.32a,a -6.45 ± 0.13a,a -6.43 ± 0.11a,b -6.76 ± 0.19a,a 7 -5.74 ± 0.16a,a -6.32 ± 0.29ab,a -6.27 ± 0.19ab,a -6.33 ± 0.12ab,ab -6.78 ± 0.28b,a 8 -5.43 ± 0.32a,a -6.08 ± 0.24ab,a -6.15 ± 0.29ab,a -6.45 ± 0.06ab,b -6.55 ± 0.16b,a 9 -5.82 ± 0.24a,a -5.95 ± 0.47a,a -6.36 ± 0.25a,a -6.50 ± 0.25a,b -6.91 ± 0.30a,a 10 -6.14 ± 0.23a,a -6.22 ± 0.24a,a -6.15 ± 0.23a,a -6.38 ± 0.07a,b -6.57 ± 0.25a,a 11 -5.80 ± 0.43a,a -5.80 ± 0.30a,a -5.79 ± 0.19a,a -6.19 ± 0.15a,ab -6.25 ± 0.30a,a 13 -5.42 ± 0.20a,a -5.76 ± 0.34a,a -5.74 ± 0.32a,a -6.16 ± 0.12a,ab -6.35 ± 0.38a,a 14 -----5.47± 0.08a,a -5.76 ± 0.07a,a --15 -----5.69 ± 0.21a,a -5.96 ± 0.10a,ab --b* 0 -1.10 ± 0.12a,a -1.7 ± 0.11a,a -1.46 ± 0.16a,a -1.36 ± 0.08a,a -1.78 ± 0.10a,a 1 -1.07 ± 0.15a,a -1.6 ± 0.09a,a -1.50 ± 0.21ab,a -1.50 ± 0.13ab,a -1.58 ± 0.12b,a 2 -1.00 ± 0.19a,a -0.96 ± 0.12a,a -1.26 ± 0.19a,a -1.48 ± 0.07a,a -1.61 ± 0.07a,a 3 -1.06 ± 0.18a,a -1.14 ± 0.21a,a -1.46 ± 0.27a,a -1.36 ± 0.18a,a -1.78 ± 0.12a,a 4 -0.98 ± 0.22a,a -1.35 ± 0.11a,a -1.52 ± 0.10a,a -1.57 ± 0.10a,a -1.63 ± 0.23a,a 6 -0.93 ± 0.18a,a -1.37 ± 0.19a,a -1.37 ± 0.17a,a -1.41 ± 0.08a,a -1.62 ± 0.16a,a 7 -0.90 ± 0.21a,a -1.29 ± 0.13ab,a -1.30 ± 0.22ab,a -1.45 ± 0.16ab,a -1.77 ± 0.25b,a 8 -0.85 ± 0.22a,a -1.01 ± 0.12a,a -1.26 ± 0.25a,a -1.22 ± 0.16a,a -1.57 ± 0.21a,a 9 -0.81 ± 0.18a,a -1.28 ± 0.28a,a -1.37 ± 0.27a,a -1.44 ± 0.14a,a -1.71 ± 0.20a,a 10 -0.84 ± 0.21a,a -1.12 ± 0.26a,a -1.31 ± 0.37a,a -1.34 ± 0.05a,a -1.45 ± 0.19a,a 11 -0.89 ± 0.12a,a -1.17 ± 0.27ab,a -1.27 ± 0.13ab,a -1.36 ± 0.07ab,a -1.82 ± 0.26b,,a 13 -0.69 ± 0.16a,a -1.40 ± 0.08b,a -1.29 ± 0.20b,a -1.50 ± 0.08b,a -1.43 ± 0.10b,a 14 -----1.47 ± 0.06a,a -1.57 ± 0.10a,a --15 -----1.28 ± 0.18a,a -1.47 ± 0.10a,a --means of 8 replicates ± standard error. treatments correspond to blueberries with applications of the following: t1) coriander extract; t2) peppermint extract; t3) acibenzolar-s-methyl 50 mg l-1; t4) acibenzolar-s-methyl 100 mg l-1; t5) fruits immersed in distilled water. l*: luminosity; a*) chromaticity from green to red; b*) chromaticity from yellow to blue. values followed by different uppercase letters in the same row indicate significant statistical differences between treatments (p<0.05). values followed by different lowercase letters in the same column indicate significant statistical differences in postharvest time (p<0.05). (---) loss of fruit quality of consumption. 65jaime-guerrero, álvarez-herrera, and ruiz-berrío: postharvest application of acibenzolar-s-methyl and plant extracts affect physicochemical properties of blueberry (vaccinium corymbosum l.) fruits hue the blueberries had significant differences at 0, 11, and 13 dah in terms of tonality (tab. 3), with an average value for all treatments of 282 ± 1.1, within the range of 282 to 284 obtained by abugoch et al. (2015) and less than the 290 and 302 obtained by eum et al. (2013) for the cultivars ‘bluetta’ and ‘duke’. the treatment with the highest tonality was the control (283.9), while the coated treatments had a lower tonality on average (281.3) because these fruits did not have applications on the epidermis that decreased the intensity of the color, according to abugoch et al. (2015), who confirms that the coated fruits had lower tonality values. respiratory rate there were only significant statistical differences in fruit respiration rate (rr) at d 1, 10, and 11 after harvest. figure 3 shows that the asm treatments slightly decreased the rr during most of the measurements throughout the postharvest, according to the report by li et al. (2020) for apple fruits where the asm applications inhibited rr. the blueberry fruits have non-climacteric behavior, similar to that established by saltveit (2019). the average values at the beginning of storage were around 30.93 ± 2.65 mg of co2 kg -1 h-1, within the range reported by brackmann et al. (2010), but higher than that found by xu and liu (2017), table 3. chroma and hue evaluated in blueberries subjected to different preservative treatments during 15 d after harvest (dah). variable dah treatments t1 t2 t3 t4 t5 chroma 0 6.03 ± 0.13b,a 6.46±0.36ab,a 6.60± 0.16ab,a 6.39± 0.05ab,a 6.94± 0.19a,a 1 5.99 ± 0.24a,a 6.49± 0.28a,a 6.50± 0.32a,a 6.39± 0.19a,a 6.68± 0.23a,a 2 6.11 ± 0.23a,a 6.13± 0.31a,a 6.47± 0.562a,a 6.40±0.02a,a 6.79± 0.13a,a 3 6.12 ± 0.30a,a 6.16± 0.38a,a 6.72± 1.060a,a 6.50± 0.18a,a 6.74± 0.20a,a 4 6.12 ± 0.35a,a 6.21± 0.39a,a 6.52± 0.398a,a 6.63± 0.12a,a 6.93± 0.23a,a 6 6.01 ± 0.22a,a 6.45± 0.35a,a 6.60± 0.544a,a 6.58± 0.12a,a 6.95 ± 0.22a,a 7 5.81 ± 0.19b,a 6.45± 0.31ab,a 6.42± 0.568ab,a 6.50± 0.14ab,a 7.01 ± 0.33a,a 8 5.51 ± 0.34b,a 6.17± 0.25ab,a 6.28± 0.529ab,a 6.57± 0.05ab,a 6.74 ± 0.20a,a 9 5.88 ± 0.25a,a 6.10± 0.51a,a 6.51± 0.684a,a 6.66± 0.27a,a 7.12 ± 0.33a,a 10 6.20 ± 0.25a,a 6.34± 0.26a,a 6.31± 0.918a,a 6.52± 0.08a,a 6.74 ± 0.28a,a 11 5.87 ± 0.43a,a 5.92± 0.34a,a 5.93± 0.566a,a 6.34± 0.16a,a 6.51 ± 0.36a,a 13 5.47 ± 0.19a,a 5.93± 0.35a,a 5.89± 0.683a,a 6.34± 0.14a,a 6.51 ± 0.381a,a 14 ----5.67 ± 0.07b,a 5.97± 0.09a,a --15 ----5.84 ± 0.23a,a 6.14±0.12a,a --hue 0 280.49 ± 0.89b,a 281.27± 0.44ab,a 282.69± 1.29ab,a 282.30± 0.77ab,a 284.85±0.56a,a 1 280.13 ± 1.07a,a 279.37 ± 0.62a,a 283.17± 1.51a,a 283.58± 0.97a,a 283.64± 0.61a,a 2 279.26 ± 1.44a,a 279.01 ± 0.96a,a 281.16± 1.55a,a 283.37± 0.63a,a 283.68± 0.42a,a 3 279.85 ± 1.14a,a 280.40 ± 1.36a,a 282.31± 1.74a,a 281.97± 1.31a,a 285.27± 0.60a,a 4 279.04 ± 1.66a,a 282.53 ± 0.29a,a 283.42± 0.72a,a 283.65± 0.68a,a 283.48± 1.57a,a 6 278.75 ± 1.46a,a 282.18 ± 1.08a,a 281.97± 1.36a,a 282.37± 0.48a,a 283.44± 1.02a,a 7 278.78 ± 1.79a,a 281.48 ± 0.72a,a 281.56± 1.73a,a 282.89± 1.20a,a 284.41± 1.45a,a 8 278.75± 1.83a,a 279.37 ± 0.80a,a 281.40± 1.73a,a 280.70± 1.40a,a 283.38± 1.49a,a 9 277.87 ± 1.70a,a 281.99 ± 1.83a,a 281.96± 1.98a,a 282.45± 0.70a,a 283.74± 1.08a,a 10 277.57 ± 1.59a,a 280.10 ± 2.10a,a 281.70± 3.13a,a 281.85± 0.33a,a 282.34± 1.15a,a 11 278.64 ± 0.80b,a 281.11± 2.08ab,a 282.33± 1.30ab,a 282.36± 0.41ab,a 285.96± 1.52a,a 13 277.33 ± 1.87b,a 283.72 ± 0.50a,a 282.58± 1.56a,a 283.64± 0.47a,a 282.72± 0.52a,a 14 ----285.10± 0.77a,a 285.22±0.87a,a --15 ----282.52± 1.44a,a 283.84± 0.76a,a --means of 8 replicates ± standard error. treatments correspond to blueberry fruits with applications of t1) coriander extract; t2) peppermint extract; t3) acibenzolar-s-methyl 50 mg l-1; t4) acibenzolar-s-methyl 100 mg l-1; t5) fruits immersed in distilled water. values followed by different uppercase letters in the same row indicate significant statistical differences between treatments (p<0.05). values followed by different lowercase letters in the same column indicate significant statistical differences in postharvest time (p<0.05). (---) loss of quality of consumption. 66 agron. colomb. 40(1) 2022 who reported variations in the rr of 1.6 to 2.6 mg of co2 kg-1 h-1 for blueberries refrigerated at 4°c. rr values in blueberries are higher when fruits are not refrigerated. begin to lose their commercial quality. the fruits with applications of extracts of mint or coriander maintained higher values of total soluble solids and total titratable acidity. the red/green and yellow/blue ratio values increased. the blueberries had a slight loss of the blue hue during the postharvest, while the luminosity decreased. the respiration rate decreased throughout the storage period, while the total soluble solids increased. the application of acibenzolar-s-methyl extended the postharvest life of the blueberries, up to 15 dah (days after harvest), as compared to the other treatments (13 dah). acknowledgments the authors would like to acknowledge the din of the universidad pedagógica y tecnológica de colombia (boyacá, colombia) as well as the agronomists maria paula guillén, diego gutiérrez, julián molano, richard roncancio, and jacqueline tovar for their collaboration. conflict of interest the authors declare that there is no conf lict of interest regarding the publication of this article. author’s contribution mjg conceived the experiments. mjg and hdrb conducted the experiments. jgah supervised the work and performed the data analysis. jgah and hdrb wrote and edited the manuscript. all authors have reviewed the manuscript. literature cited abugoch, l., tapia, c., plasencia, d., pastor, a., castro-mandujano, o., lópez, l., & escalona, v. h. (2015). shelf-life of fresh blueberries coated with quinoa protein/chitosan/sunf lower oil edible film. journal of the science of food and agriculture, 96(2), 619–626. https://doi.org/10.1002/jsfa.7132 agronet. (2022, november). colombia incrementará la exportación de arándanos frescos bajo tratamientos en frío a los estados unidos de américa. https://www.agronet.gov.co/noticias/paginas/ colombia-incrementar%c3%a1-la-exportaci%c3%b3n-dea r % c 3 % a 1 n d a n o s f r e s c o s b a j o t r a t a m i e n t o e n fr%c3%ado-a-los-estados-unidos-de-am%c3%a9rica. aspx akšic, m. f., tosti, t., sredojević, m., milivojević, j., meland, m., & natić, m. (2019). comparison of sugar profile between leaves and fruits of blueberry and strawberry cultivars grown in organic and integrated production system. plants, 8(7), article 205. https://doi.org/10.3390/plants8070205 álvarez-herrera, j. g., rozo-romero, x., & reyes, a. j. 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(2010). this decrease of the rr in the blueberries was also obtained by chiabrando and giacalone (2017) and is attributed to a decrease in metabolism that is ref lected in an increase in the concentration of tss because they are used less in respiration (guadarrama & peña, 2013), as seen in the present study. in contrast, xu and liu (2017) find that the rr increased during storage, up to 8 dah in fruits refrigerated at 4°c that could have been due to the fact that refrigeration decreases the respiratory processes throughout the postharvest, while the fruits of this study had high rr at the beginning because they were stored at 16°c. conclusions the application of mint extract decreased the loss of the accumulated mass in the blueberries. the firmness of the blueberries increased during storage, but the hardness did not. the fruits were softer and had wrinkling over time, that indicated that the epidermis of the fruits had high elasticity. the total anthocyanin values tended to increase during the first postharvest d and decreased once the fruits https://doi.org/10.1002/jsfa.7132 https://www.agronet.gov.co/noticias/paginas/colombia-incrementar%c3%a1-la-exportaci%c3%b3n-de-ar%c3%a1ndanos-frescos-bajo-tratamiento-en-fr%c3%ado-a-los-estados-unidos-de-am%c3%a9rica.aspx https://www.agronet.gov.co/noticias/paginas/colombia-incrementar%c3%a1-la-exportaci%c3%b3n-de-ar%c3%a1ndanos-frescos-bajo-tratamiento-en-fr%c3%ado-a-los-estados-unidos-de-am%c3%a9rica.aspx https://www.agronet.gov.co/noticias/paginas/colombia-incrementar%c3%a1-la-exportaci%c3%b3n-de-ar%c3%a1ndanos-frescos-bajo-tratamiento-en-fr%c3%ado-a-los-estados-unidos-de-am%c3%a9rica.aspx https://www.agronet.gov.co/noticias/paginas/colombia-incrementar%c3%a1-la-exportaci%c3%b3n-de-ar%c3%a1ndanos-frescos-bajo-tratamiento-en-fr%c3%ado-a-los-estados-unidos-de-am%c3%a9rica.aspx https://www.agronet.gov.co/noticias/paginas/colombia-incrementar%c3%a1-la-exportaci%c3%b3n-de-ar%c3%a1ndanos-frescos-bajo-tratamiento-en-fr%c3%ado-a-los-estados-unidos-de-am%c3%a9rica.aspx https://doi.org/10.3390/plants8070205 https://doi.org/10.17584/rcch.2015v9i1.3745 67jaime-guerrero, álvarez-herrera, and ruiz-berrío: postharvest application of acibenzolar-s-methyl and plant extracts affect physicochemical properties of blueberry (vaccinium corymbosum l.) fruits araujo, l., bispo, w. m. s., rios, v. s., fernandes, s. a., & rodrigues, f. a. 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fungicides applied to the soil and to the foliage for control of downy mildew caused by peronospora sparsa in a commercial rose farm nini johanna quiroga b.1 y germán arbeláez t.2 abstract: roses are the most important ornamental crop grown in colombia for export. downy mildew caused by peronospora sparsa represents one of the crop’s most limiting diseases. fungicides are most commonly applied for controlling disease; however, not enough is known about their effectiveness or the most efficient way of applying them. the object of this research was to evaluate the effectiveness of applying dimethomorph, aluminum phosetyl and metalaxyl + mancozeb fungicides to foliage and soil (drench) for disease control, compared to a commercial application. a complete random block statistical design was used, having nine treatments and three replications. disease incidence and severity on leaves from three stem strata showed statistically significant differences. treatment on stems and flowers also showed significant differences. fungicides applied to the foliage presented better disease control. the most effective control was obtained with aluminum phosethyl as active ingredient applied to the foliage. the most ineffective treatments were those consisting of fungicides applied to the soil as a drench. no fungicide had an anti-sporulant effect. key words: chemical control, drench, incidence, charlotte variety. resumen: una de las enfermedades más limitantes en los cultivos de rosa colombianos para exportación es el mildeo velloso, producido por peronospora sparsa. dentro de las herramientas más utilizadas para el manejo de la enfermedad es la aplicación de fungicidas, pero poco se conoce sobre su eficacia y la forma de aplicación más efectiva. el objetivo de la investigación fue evaluar la eficacia de las aplicaciones foliares y en aspersión al suelo (“drench”) de los fungicidas dimetomorf, fosetil de aluminio y metalaxil+mancozeb, en comparación con un testigo comercial. el diseño utilizado fue completamente al azar con nueve tratamientos y tres repeticiones. la incidencia y la severidad de la enfermedad fueron evaluadas en las hojas de los estratos inferior, medio y superior de los tallos y se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos, así como para la incidencia en tallos y botones florales. las aplicaciones foliares de los fungicidas mostraron un mayor control de la enfermedad. el control más eficaz se obtuvo con fosetil de aluminio aplicado al follaje. los tratamientos menos efectivos fueron los fungicidas aplicados al suelo. ninguno de los fungicidas aplicados afectó la esporulación del patógeno. palabras clave: control químico, incidencia, variedad charlotte. fecha de recepción: 22 de junio de 2004. aceptado para publicación: 01 de diciembre de 2004. 1 ingeniera agrónoma, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 profesor titular, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: garbelaezt@unal.edu.co agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 110-118 introducción las flores de exportación constituyen el segundo producto agrícola más importante en colombia después del café. las exportaciones para el año 2003 fueron de us$ 686 millones, siendo el cultivo de rosa el más importante con una participación de 29% de las exportaciones totales (asocolflores, 2004). en los cultivos colombianos de rosa bajo invernadero, los problemas más limitantes son los de tipo sanitario y, actualmente, el mildeo velloso ocasionado quiroga y arbeláez: evaluación de la eficacia... 1112004 por peronospora sparsa berkeley es la enfermedad más limitante debido a la alta susceptibilidad de algunas variedades comerciales. esta enfermedad puede producir pérdidas hasta de 100% de los tallos destinados a exportación al afectar su calidad, en variedades susceptibles y en condiciones ambientales muy favorables (suárez, 1999). las condiciones climáticas que requiere p. sparsa para la germinación de los esporangios, son temperaturas que oscilan entre 5 y 27° c , con un óptimo de 18° c y un período mínimo de 4 horas de agua libre; para la fase de esporulación se requiere una humedad relativa superior a 85%, las cuales son condiciones que se presentan frecuentemente en los invernaderos de la sabana de bogotá (horst, 1995; gómez et al., 2002). actualmente el manejo de esta enfermedad está basado principalmente en la aplicación de fungicidas, erradicación del material afectado y modificaciones de las condiciones climáticas dentro de los invernaderos. aunque una de las formas más adecuadas para el manejo de las epidemias es la modificación de la temperatura y la humedad dentro de los invernaderos. esta medida resulta muy costosa en las condiciones colombianas y, por tanto, no se aplica. una de las dificultades en el manejo químico de la enfermedad es el desconocimiento de la eficacia de los fungicidas según su forma de aplicación; la mayor parte de las aplicaciones se hacen en aspersión al follaje, pero también en aspersiones al suelo (“drench”); sin embargo, los volúmenes de agua e ingrediente activo utilizados en las aplicaciones al suelo son mucho mayores y más costosos que los usados en las aspersiones foliares. para el control del mildeo velloso en rosa, actualmente se encuentran en el mercado diversos fungicidas, pero se han hecho muy pocas investigaciones para evaluar su eficacia y la forma más efectiva de aplicación. el metalaxil es el fungicida más usado en el mundo para el control de oomicetos (gisi, 2002). este fungicida mostró buen control de peronospora destructor en cebolla (develash y sugha, 1997). en rosa, inmersiones del patrón “manetti” con metalaxil redujeron el progreso del mildeo velloso (aegerter et al., 2002). diversos estudios han mostrado que dimetomorf controla eficientemente plasmopara viticola y phytophthora infestans, aplicado al suelo y al follaje (cohen et al, 1995). gisi (2002) observó que el fosetil de aluminio controla la mayoría de oomycetos excepto p. infestans en papa y tomate. el objetivo de la investigación fue evaluar la eficacia de cuatro fungicidas comerciales aplicados en aspersión foliar y en forma líquida al suelo (“drench”) para el control del mildeo velloso en la variedad charlotte en condiciones de un invernadero comercial. materiales y métodos el presente estudio se llevó a cabo en un cultivo comercial de rosa, localizado en el municipio de el rosal (cundinamarca) y se desarrolló durante los meses de abril y mayo del año 2003. para el ensayo se utilizaron 27 unidades experimentales consistentes en parcelas de 11 m de largo x 1 m de ancho con 80 plantas de rosa de la variedad charlotte, considerada como muy susceptible a la enfermedad, sembradas en doble hilera. por cada unidad experimental se escogieron al azar once tallos de diferentes plantas para ser evaluados durante el ensayo. estos tallos tenían entre 3 y 5 hojas y estaban localizados en la zona productiva de las plantas. al iniciar al experimento, los tallos escogidos tenían una incidencia de folíolos afectados de 9% en promedio. las variables evaluadas en estos tallos fueron: incidencia de la enfermedad en folíolos, severidad en el folíolo apical de cada hoja, incidencia en botones florales y en tallos. también se midió la esporulación del patógeno en folíolos puestos en cajas de petrí con papel toalla humedecido. la incidencia en las hojas se evaluó como el número de folíolos con síntomas o signos de la enfermedad. la severidad de la enfermedad se estimó únicamente en el folíolo apical según el porcentaje de área afectada, así: grado 0 = 0%, grado 1 = 1-25%, grado 2 = 26-50%, grado 3 = 51-75% y grado 4 = 76-100%. en total se hicieron 11 evaluaciones para estas dos variables, cada una de las cuales, se tomaba al tercer día después de cada aplicación de los fungicidas. la incidencia de la enfermedad en botones y en tallos se tomó en la décima primera evaluación, es decir, después de la última aplicación de los fungicidas. agronomía colombiana 112 vol. 22 · no. 2 para evaluar el efecto antiesporulante de los fungicidas, se tomaron muestras foliares de cada parcela experimental (ocho hojas por parcela), que presentaban síntomas de la enfermedad pero sin esporulación aparente. los folíolos se pusieron en cajas de petri con papel toalla humedecido en una incubadora a 18° c para inducir esporulación del patógeno, la cual se evaluó a los tres días. este procedimiento se siguió seis veces durante el ensayo. cuatro fungicidas aplicados al follaje y al suelo fueron evaluados en la investigación (tabla 1). para evitar el efecto de residuos de aplicaciones anteriores a la iniciación del ensayo, no se hizo ninguna aplicación de fungicidas durante 14 días. las aplicaciones fueron cada cuatro días durante cinco semanas, para un total de nueve aplicaciones, excepto en el testigo comercial, que correspondió a la aplicación de los fungicidas comercialmente utilizados por la finca. para la aplicación de los fungicidas se utilizó una bomba móvil, marca maruyama, modelo ms330 y una lanza japonesa. para las aspersiones foliares su utilizaron 3 boquillas d.35 y para las aplicaciones al suelo no se utilizó ninguna boquilla. al día siguiente de la última aplicación de los fungicidas, se recolectaron hojas de las plantas tratadas, las cuales presentaban signos y síntomas de la enfermedad, se llevaron al laboratorio y se observaron al microscopio para evaluar el efecto de los tratamientos sobre los esporangióforos y esporangios del patógeno. el diseño aplicado fue completamente al azar con tres repeticiones y el análisis de los datos se hizo con el procedimiento mixed del programa sas, versión 8.2. la incidencia, la severidad y la presencia de esporulación se analizaron por el método de área bajo la curva (abc) de progreso de la enfermedad. todas las variables fueron sometidas a análisis de varianza y las pruebas se hicieron con una confiabilidad de 95%. las interacciones entre las variables fueron identificadas con la opción slice del procedimiento mixed del programa sas y las comparaciones de los promedios de los tratamientos de las variables incidencia y severidad se hicieron por medio de pruebas de t-student protegidas por fischer. la incidencia y la severidad de la enfermedad se analizaron en tres estratos de los tallos; el estrato uno (estrato inferior) correspondió a las tres primeras hojas (hojas maduras), el estrato dos (estrato medio) a las hojas número 4, 5 y 6 y el estrato tres (estrato superior) contenía el resto de hojas presentes, es decir, de la hoja 7 en adelante (hojas jóvenes); esto se hizo debido a que la incidencia y la severidad de la enfermedad varían según los estratos de los tallos. la cantidad de enfermedad acumulada en el tiempo para cada estrato se promedió y las comparaciones entre estratos se hicieron con pruebas de t-student. un análisis de correlación entre la incidencia y la severidad de la enfermedad se hizo con la prueba de spearman. la variable incidencia en botones y tallos se analizó con una prueba no paramétrica de kruskal wallis y para detectar las diferencias entre los distintos tratamientos se aplicó la prueba de tukey. los tallos que no llegaron a formar botón floral porque la enfermedad los afectó en estado vegetativo, de tal forma tabla 1. fungicidas aplicados durante la investigación. ingrediente activo (i.a) % de i.a forma de aplicación dosis (g∙l-1 de agua)* volumen (agua∙parcela-1) nombre comercial dimetomorf 50 follaje 0.6 3 litros forum® 500wp (basf) dimetomorf 50 suelo 0.6 30 litros forum®500wp (basf) fosetil de aluminio 80 follaje 1.5 3 litros aliette® 80wp (bayercropscience) fosetil de aluminio 80 suelo 1.5 30 litros aliette® 80wp (bayercropscience) metalaxil+mancozeb 4 64 follaje 3.0 3 litros ridomil® gold68wp (syngenta) metalaxil+ mancozeb 4 64 suelo 3.0 3 litros ridomil® gold68wp (syngenta) fosetil de aluminio 80 follaje 1.5 3 litros fosetal® 80wp (químicos oma) fosetil de aluminio 80 suelo 1.5 3 litros fosetal® 80wp (químicos oma) testigo comercial --------------* dosis de producto comercial. quiroga y arbeláez: evaluación de la eficacia... 1132004 que su crecimiento se disminuyó, se analizaron también con el método de kruskal wallis y se aplicó una prueba de tukey. resultados incidencia de la enfermedad aunque algunos tratamientos mostraron niveles más bajos de enfermedad, ninguno la redujo de manera apreciable, ya que la incidencia final de los folíolos tuvo un promedio de 66% mientras que al iniciar el ensayo era apenas de 8%. para la variable incidencia de la enfermedad se obtuvieron diferencias significativas para los tratamientos con fungicidas (p=0.005). entre los tres estratos de los tallos también se encontraron diferencias significativas (p<0.0001) de manera similar a la interacción tratamiento con fungicidas con estratos de los tallos (p=0.008). en la figura 1 se observan las diferencias entre los tratamientos para incidencia, los cuales son un promedio de la cantidad de enfermedad en los tres estratos de la planta. la menor incidencia se obtuvo con las aplicaciones foliares de fosetil de aluminio, que mostraron diferencias significativas con las aplicaciones al suelo de los funguicidas utilizados. dentro de las aspersiones foliares se encontraron diferencias significativas entre fosetil de aluminio (aliette® 80wp) y metalaxil + mancozeb. el tratamiento que presentó los valores más altos de incidencia fue metalaxil + mancozeb aplicado al suelo. entre las aplicaciones foliares y al suelo del mismo fungicida no se encontraron diferencias significativas, excepto para el caso de fosetil de aluminio donde se observaron diferencias significativas entre las aplicaciones al suelo y al follaje (figura 1). la parte inferior de los tallos evaluados (estrato 1) exhibió en promedio la mayor cantidad de enfermedad para todos los tratamientos; le siguió el estrato dos, el cual corresponde a la parte media de los tallos. el estrato tres, o sea la parte más joven de los tallos, fue el que presentó la menor incidencia de la enfermedad (tabla 2). figura 1. incidencia promedio de mildeo velloso en los tres estratos. * tratamientos con la misma letra no presentan diferencias significativas (p=0.05) para la prueba de t-student protegida por fischer. tabla 2. incidencia y severidad de mildeo velloso según el estrato de los tallos. estrato de los tallos incidencia (abc*) severidad (abc*) estrato 1 (inferior) 5.9 a** 409 a** estrato 2 (medio) 3.8 b 195 b estrato 3 (superior) 1.3 c 55 c *área bajo la curva. **tratamientos con diferente letra presentan diferencias significativas (p=0.05) para la prueba de t-student protegida por fischer. para la interacción tratamiento con fungicidas y estratos de los tallos se encontraron diferencias significativas en los estratos uno (p=0.0030) y dos (p=0.0001); para el estrato tres, no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos aplicados (p= 0.09), es decir, que en este estrato todos los tratamientos tuvieron la misma efectividad. en el estrato uno, los tratamientos que permitieron observar la menor incidencia fueron las aplicaciones foliares de metalaxil + mancozeb y las de fosetil de aluminio (aliette® 80wp y fosetal® 80wp). el control más deficiente se obtuvo con dimetomorf aplicado al suelo. los tratamientos con fosetil de aluminio (fosetal® 80wp) y metalaxil + mancozeb aplicados al suelo presentaron un control poco efectivo. los tratamientos con dimetomorf foliar, fosetil de aluminio (aliette®80wp) aplicado al suelo y el testigo comercial presentaron unos valores medios de incidencia (figura 2). en el estrato dos de los tallos, los tratamientos que exhibieron la menor incidencia en hojas fueron aquellos en los que se utilizó fosetil de aluminio aplicado al agronomía colombiana 114 vol. 22 · no. 2 follaje. el tratamiento con dimetomorf foliar, aunque presentó valores de incidencia más altos que los tratamientos con fosetil de aluminio aplicado al follaje, no mostró diferencias significativas con ellos. el tratamiento que mostró los valores más altos de incidencia fue metalaxil + mancozeb aplicado al suelo. el testigo comercial mostró valores medios de incidencia. entre las aplicaciones foliares y al suelo del mismo fungicida se encontraron diferencias significativas, excepto para metalaxil + mancozeb, donde no se observaron diferencias entre las aplicaciones al follaje y al suelo (figura 2). en resumen, para la variable incidencia algunos fungicidas mostraron un buen control de la enfermedad en los estratos uno y dos de los tallos, pero el promedio general mostró que los dos fungicidas a base de fosetil de aluminio aplicados al follaje presentaron un control superior al del resto de tratamientos. las aplicaciones de fungicidas al suelo mostraron niveles de incidencia mayores que las aplicaciones al follaje de los mismos fungicidas (figura 2). incidencia en los tallos la incidencia de la enfermedad en los tallos fue bastante alta y se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos (p=0.015). para esta variable se observó que el tratamiento con el menor número de tallos afectados por la enfermedad fue fosetil de aluminio (aliette® 80wp) aplicado al follaje y el tratamiento que mostró el mayor número de tallos afectados fue el mismo fosetil de aluminio (aliette® 80wp), pero aplicado al suelo. los demás tratamientos no mostraron diferencias entre sí (tabla 3). figura 2. incidencia de mildeo velloso en los estratos inferior y medio de los tallos. * tratamientos con la misma letra no presentan diferencias significativas (p=0.05) para la prueba de t-student protegida por fischer. tabla 3. incidencia de mildeo velloso en tallos y botones tratamiento número de tallos afectados número de botones afectados fosetil de aluminio (aliette® 80wp)-foliar 23 b* 8 b* fosetil de aluminio (fosetal® 80wp)-foliar 27 ab 6 b metalaxil+mancozeb foliar 29 ab 15 ab dimetomorf foliar 29 ab 15 ab testigo comercial 30 ab 19 ab dimetomorf-suelo 32 ab 18 ab metalaxil+mancozeb-suelo 32 ab 25 a fosetil de aluminio (fosetal® 80wp)-suelo 32 ab 22 a fosetil de aluminio (aliette® 80wp)-suelo 33 a 24 a *tratamientos con la misma letra no presentan diferencias siginificativas (p=0.05) para la prueba de tukey. incidencia en los botones florales la incidencia de la enfermedad en botones florales fue alta. en promedio, 54% de los tallos evaluados que llegaron a formar botón floral presentaron síntomas de la enfermedad. para esta variable, al igual que para las demás variables analizadas, se observó la misma tendencia, es decir, que los valores más altos de enfermedad se obtuvieron con las aplicaciones al suelo de los fungicidas en comparación con las aplicaciones foliares de los mismos fungicidas. los tratamientos más eficaces fueron los fungicidas a base de fosetil de aluminio aplicados al follaje y los que mostraron el control más deficiente fueron las aplicaciones al suelo de fosetil de aluminio y metalaxil+mancozeb (tabla 3). severidad de la enfermedad el comportamiento de la severidad de la enfermedad en los folíolos apicales fue muy similar al de la variable incidencia, con una correlación altamente significativa de 0.8 entre las dos variables. las plantas mostraron síntomas severos de la enfermedad, pues hubo daños en hojas, pedúnculos, tallos y botones; además, algunos de los tallos no llegaron a formar botón floral debido a que sufrieron un ataque severo durante el estado vegetativo. quiroga y arbeláez: evaluación de la eficacia... 1152004 para la variable severidad, se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos (p=0.012) al igual que para los tres estratos de los tallos (p<0.0001); sin embargo, para la interacción entre tratamientos y estratos no se encontraron diferencias significativas (p=0.071). para la severidad no se observaron diferencias significativas entre las aplicaciones foliares y las aplicaciones al suelo del mismo fungicida, excepto para el tratamiento con fosetil de aluminio (fosetal® 80wp). el tratamiento menos efectivo fue metalaxil + mancozeb aplicado al suelo (figura 3). costos de la aplicación de los fungicidas uno de los aspectos importantes en el control de la enfermedad es el costo de las aplicaciones con los fungicidas. en la tabla 4 se observan las diferencias en el costo de las aplicaciones foliares y al suelo de los fungicidas utilizados en la investigación, en donde se aprecian los valores mas altos en las aplicaciones al suelo, no obstante su baja efectividad de control. discusión durante la investigación, el patógeno tuvo condiciones de humedad y temperatura muy favorables para su desarrollo, lo cual repercutió en una epidemia bastante severa. esta alta incidencia de la enfermedad permitió observar algunas diferencias estadísticas entre los distintos tratamientos, pues en un estudio anterior con fungicidas, hecho por urrea (2003), no se evidenciaron diferencias entre los fungicidas aplicados al follaje, ya que la incidencia y la severidad en ese trabajo fueron más bajas que las ocurridas en esta investigación. los resultados mostraron, en general, un bajo control de la enfermedad con los fungicidas evaluados y, a su vez, el control hecho con las aplicaciones dirigidas al suelo fue menos eficaz que las aspersiones foliares. la aplicación líquida de fungicidas al suelo (“drench”) para el control del mildeo velloso es una práctica que suelen llevar a cabo frecuentemente algunas empresas de flores, motivadas por la posible colonización sistémica del patógeno, aspecto que aún no está claramente demostrado y por la translocación apoplástica y simplástica de los fungicidas sistémicos dentro de la planta (gómez, 2004). además del bajo control de la enfermedad observado con las aplicaciones de los fungicidas al suelo, su costo es muy alto debido a que las dosis utilizadas son mucho mayores que las usadas en las aspersiones foliares; por tanto, debe revaluarse el uso de estas aplicaciones (tabla 4). este bajo control de la enfermedad en las aplicaciones al suelo se debió, quizás, a que algunos de los fungicidas utilizados, tales como dimetomorf, son parcialmente sistémicos en la planta con translocación translaminar y apenas una baja actividad acropétala (gisi, 2002). algunas investigaciones con aplicaciones al suelo de dimetofigura 3. severidad promedio de mildeo velloso en los folíolos apicales de los tres estratos de los tallos. * tratamientos con la misma letra no presentan diferencias significativas (p=0.05) para la prueba de t-student protegida por fischer. la mayor severidad de la enfermedad se concentró en el estrato inferior de los tallos; en el estrato medio se encontraron valores medios y la menor severidad se encontró en el estrato superior (tabla 2). esporulación del patógeno durante la investigación se evidenció una abundante esporulación en el envés de las hojas para todos los tratamientos sin diferencias estadísticas significativas entre ellos (p=0.10). la mayor esporulación se observó en las hojas de las parcelas tratadas con aplicaciones de los fungicidas al suelo. en los tratamientos con fungicidas aplicados al follaje se observaron esporangios deformes y con pérdida de turgencia, mientras que los tratados con aplicaciones al suelo presentaron características normales. agronomía colombiana 116 vol. 22 · no. 2 morf, controlaron a p. infestans en hojas de tomate y p. viticola en hojas de vid, pero no se observó protección en hojas de pepino contra pseudoperonospora cubensis (cohen et al., 1995). esto mismo podría estar ocurriendo con el mancozeb, fungicida componente en un 64% del producto comercial ridomil gold® 68wp, el cual no es un fungicida sistémico como si lo es el metalaxil que está apenas en un 4% del producto comercial. aunque el fosetil de aluminio es un fungicida de alta sistemicidad con movimiento ambimóvil en la planta, exhibe predominantemente una translocación simplástica y apenas alguna translocación apoplástica (newman y jacob, 1995). los dos fungicidas con fosetil de aluminio como ingrediente activo no presentaron un control aceptable de la enfermedad aplicados al suelo, para ninguna de las variables evaluadas, ya que es posible que por sus características traten de acumularse en las partes bajas de la planta y no asciendan hasta las partes altas; además, su degradación en el suelo es rápida (british, 1998). el metalaxil + mancozeb es un fungicida ampliamente utilizado para el control de diversos oomycetos en cultivos como papa, hortalizas, tabaco, aguacate, entre otros (gisi, 2002), pero en esta investigación no presentó un control eficaz del mildeo velloso, ni aplicado al suelo ni al follaje. una de las causas de la posible ineficiencia de este fungicida puede ser la resistencia del patógeno a los fungicidas aplicados, así como ha ocurrido con este fungicida en otros cultivos en el mundo (viranyi, 1988). otro de los factores de la baja efectividad de las aplicaciones líquidas de fungicidas al suelo podría deberse a las condiciones del suelo en donde se hizo la investigación, que es de textura franco limosa y con 13% de materia orgánica; estas características del suelo hacen que los procesos de adsorción de fungicidas sean mayores. debido a estos fenómenos, las moléculas de los fungicidas pueden cambiar sus características fisicoquímicas, además de la posible degradación química y biológica (garcía, 2001). dentro de las aspersiones foliares, los fungicidas a base de fosetil de aluminio (fosetal® 80wp y aliette® 80wp) fueron los que presentaron los valores más bajos de incidencia y severidad de la enfermedad. aunque los niveles de control con estos dos productos comerciales fueron similares, su precio es diferente (tabla 4). además, aplicaciones de fosetal® 80wp han mostrado en varias empresas niveles de fitotoxicidad mayores a los observados con aplicaciones sucesivas de aliette® 80wp. es importante tener en cuenta que estos dos fungicidas a base de fosetil de aluminio aplicados en aspersión foliar causaron alguna toxicidad en las plantas durante el ensayo, pues a medida que se aumentaba el número de aplicaciones aumentaba también la fitotoxicidad; esto se observó a partir de la cuarta aplicación de los fungicidas, cuando se vieron tallos con manchas de color café, hojas cloróticas y de menor tamaño. los fungicidas a base de fosetil de aluminio aplicados en aspersión foliar fueron superiores a los demás fungicidas, quizás por ser una sustancia de mayor sistemicidad, lo cual hace que su movilidad proteja otras áreas de la planta; además, por la conversión a ácido fosfónico, esta sustancia parece activar las defensas de la planta y de esta manera puede ayudar a reducir la tabla 4. costo de aplicación de los fungicidas. descripción del tratamiento nombre comercial dosis (g∙l-1) litros (agua∙cama-1)* costo fungicida∙cama-1 ($) fosetil de aluminio-suelo aliette® 80wp 1,5 100 17.775 metalaxil+mancozeb-suelo ridomil® gold 68wp 3,0 100 17.277 fosetil de aluminio-suelo fosetal® 80wp 1,5 100 13.800 dimetomorf-suelo forum® 500wp 0,6 100 9.678 fosetil de aluminio-foliar aliette® 80wp 1,5 10 1.777 metalaxil+mancozeb-foliar ridomil® gold 68wp 3,0 10 1.728 fosetil de aluminio-foliar fosetal® 80wp 1,5 10 1.380 dimetomorf-foliar forum® 500wp 0,6 10 1.085 testigo comercial --------4.475** * estos valores están dados para camas de 40 m de largo y plantas sembradas en doble hilera. ** este valor es un promedio de los costos de las cinco aplicaciones que se hicieron en el testigo comercial durante la investigación. quiroga y arbeláez: evaluación de la eficacia... 1172004 enfermedad, sumado a su actividad fungitóxica propia (cooke y little, 2001). con la aplicación foliar del fungicida metalaxil + mancozeb (ridomil gold® 68wp) se obtuvo un buen control en el estrato uno de los tallos, quizás porque el producto contiene un componente protector alto (64% mancozeb) y cuando el ensayo se inició, la incidencia de la enfermedad era más baja, lo cual permitió que el fungicida protegiera muy bien el estrato inferior, pero cuando la enfermedad aumentó, el control en los estratos dos y tres, donde se presentan hojas mas jóvenes, fue deficiente, lo cual parece indicar que este fungicida actúa bien cuando se presentan niveles bajos de la enfermedad. al contrario de lo que sucedió con metalaxil + mancozeb, el fungicida fosetil de aluminio aplicado al follaje presentó mayor efectividad, tanto con niveles bajos como con niveles altos de la enfermedad y en los tres estratos de los tallos. el testigo comercial siempre mostró niveles intermedios de control, es decir que no presentó ni alta ni baja eficiencia con relación al resto de tratamientos aplicados cada cuatro días, lo que significa que el manejo químico que hace la finca es aceptable. así como se observó en los resultados, las diferencias en la cantidad de enfermedad en los tres estratos de los tallos, tuvo una tendencia similar para las variables incidencia y severidad de la enfermedad. en el estrato uno se observó la mayor cantidad de enfermedad debido a que esta zona del dosel de la planta presenta abundancia de follaje, y la humedad relativa es más alta con relación al resto de la planta. durante el estudio se observó que, en promedio, el estrato inferior presentó una humedad relativa de 88%, mientras que el estrato superior tuvo un valor promedio de 81%. además, la cantidad de luz que penetra al estrato inferior es muy poca y la aireación es baja. a menudo se observa que las hojas del estrato inferior de los tallos permanecen constantemente con agua libre durante el día, lo cual incrementa la probabilidad de que aumente la enfermedad, pues los esporangios de p. sparsa necesitan un mínimo de cuatro horas de agua libre para su germinación (gómez et al., 2002). la menor incidencia y severidad en el estrato superior de los tallos pudo deberse no solamente al microclima sino a que el material vegetal estuvo un menor número de días expuesto al patógeno con relación al resto de hojas de los estratos uno y dos, pues esta zona de los tallos es la más joven y las hojas pertenecientes a este estrato emergieron en la cuarta semana después de iniciado el experimento; además, aunque estas hojas son las más susceptibles a la enfermedad, también es una zona donde hay mayor aireación y el cubrimiento de los fungicidas con las aspersiones foliares es mejor. la correlación entre la incidencia y la severidad de la enfermedad fue alta, lo cual lleva a concluir que en estudios posteriores se puede tomar una sola variable, y la más recomendable de estas dos es la incidencia, ya que es fácil de evaluar y posee mayor sensibilidad. esta misma correlación de variables fue observada por urrea (2003). en cuanto a la acción antiesporulante, se observó que ninguno de los funguicidas aplicados tuvo este efecto, pues la esporulación observada en los folíolos fue alta en todas las evaluaciones. debido a la alta variación observada en los datos de incidencia y severidad de la enfermedad, en futuras investigaciones se debería utilizar un mayor número de repeticiones, pues el error experimental en condiciones de un cultivo comercial es bastante elevado y las condiciones de variabilidad climática dentro de los invernaderos también son altas. además, debido a que este estudio se adelantó en condiciones comerciales, no fue posible tener un testigo absoluto, el cual es un buen punto de comparación para este tipo de investigaciones. en resumen, dentro del control químico del mildeo velloso en rosa no parecen recomendables las aplicaciones de los fungicidas al suelo, debido al bajo control de la enfermedad y a los altos costos generados, así que son mejores las aplicaciones al follaje, e incluir el fosetil de aluminio dentro de los programas de aplicación de fungicidas cuando el patógeno tenga condiciones muy favorables para su desarrollo; además, es importante dirigir las aspersiones de fungicidas al tercio inferior de los tallos, especialmente, y darle a esta zona un manejo adecuado, para que no sea una fuente constante de inóculo para el resto de la planta, sin descuidar las partes más jóvenes, que son muy susceptibles a la enfermedad. agradecimientos los autores expresan su especial agradecimiento a la empresa flores mocarí s.a. por la financiación de la investigación. agronomía colombiana 118 vol. 22 · no. 2 bibliografía aegerter, b.; r. davis y j. núñez. 2002. detection and management of downy mildew in rose rootstock. plant diseases 86, 1363-1370. asocolflores estadísticas. 2004. http://www.asocolflores.org/info/info.php british crop protection council. 1998. the pesticide manual. british crop protection council, londres. cohen, y.; a. baider y b. cohen. 1995. dimethomorph activity against oomycete fungal plant pathogens. phytopathology 85, 1500-1506. cooke, l. y g. little. 2001. the effect of foliar application of phosphonate formulations on the susceptibility of potato tubers to late blight. pest management science 58, 17-25. 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de 2007. aceptado para publicación: julio 10 de 2008 1 ingenieros agrónomos, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. javrodri2@gmail.com; amgonzalezs@unal.edu.co 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. frleivab@unal.edu.co 3 profesor asistente, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. lguerreroj@unal.edu.co fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz (zea mays l.) en la sabana de bogotá site-specific soil fertilization in maize crop (zea mays l.) at bogotá plateau javier rodríguez1, aura maría gonzález1, fabio rodrigo leiva2 y laureano guerrero3 agronomía colombiana 26(2), 308-321, 2008 se realizó un ensayo en el centro agropecuario marengo (cam), sabana de bogotá, para evaluar el manejo de la fertilidad por sitio específico en un cultivo de maíz. se instaló una cuadrícula regular de 32 puntos (25 m x 25 m) para muestreo de variables del suelo y de desarrollo y rendimiento del cultivo. mediante análisis de componentes principales de variables químicas del suelo y su humedad y de rendimiento del cultivo inmediatamente anterior, se identificaron dos zonas de manejo de la fertilidad. en cada una se aplicó un tratamiento de fertilización, considerando la variabilidad específica del suelo (ap1 y ap2) y un testigo con fertilización convencional (cam1 y cam2). las variables evaluadas en los 32 puntos fueron: contenido de humedad y densidad aparente, a 2 profundidades, 110 días después de siembra (dds); altura de planta a 55, 90 y 140 dds; índice foliar a 140 dds; análisis foliar a 150 dds; mazorcas cosechadas, hileras por mazorca, granos por hilera, peso mazorca con y sin amero a 160 dds. para el análisis de datos se usó estadística descriptiva y geoestadística, incluyendo análisis estructural, kriging y validación cruzada; igualmente se realizó un análisis de costos y beneficios, mediante presupuestos parciales, comparando ap1 y ap2 con cam1 y cam2. la metodología usada permitió identificar posibles distancias de muestreo para manejo de la fertilidad por sitio específico. los mayores rendimientos y beneficios financieros se obtuvieron en ap1. este artículo presenta resultados y recomendaciones para el manejo de la fertilidad por sitio específico en maíz para la zona. palabras clave: agricultura específica por sitio, agricultura de precisión, variabilidad, geoestadística, cultivos tropicales, suelos. a field test was conducted to assess site-specific fertility management in maize crop (zea mays l.) at agricultural center marengo (cam), bogotá plateau. a 32 point grid (25 m x 25 m) was used to measure soil properties, crop development and yield variables. main component analysis was applied to soil chemical properties, moisture content and variables of development and yield of a previous maize crop and this let to identify two soil fertilization zones. in each one of such zones, two treatments were applied, one according to specific soil variability (ap1, ap2) and a control treatment based on commercial practices (cam1, cam2). soil moisture content and bulk density were measured at two depths at 110 days after sowing (das), plant height at 55, 90 and 140 das, leaf area index at 140 das, leaf analysis at 150 das, and harvested corncobs, rows per corncob, kernels per row and corncob weight with and without husk. results were assessed using descriptive statistics and geostatistics, including structural analysis, kriging and cross validation. a partial budget was used to compare cost-benefit results from ap1 and ap2 against cam1 and cam2. the approach used allowed to identify possible sampling distances in site-specific soil fertility management. the best crop yields and financial benefits were found in ap1. results and recommendations for site-specific soil fertility for maize are given. key words: site-specific agriculture, precision agriculture, variability, geostatistics, tropical crops, soils. introducción las propiedades del suelo pueden variar considerablemente por factores pedogenéticos (burrough, 1993) y acción antrópica (castrignanò et al., 2000). el conocimiento de esta variabilidad permite aplicar los insumos adecuados, en el sitio preciso y en las cantidades requeridas, según las condiciones particulares de los agroecosistemas (leiva, 2003). este manejo se constituye en una alternativa para una gestión precisa del cultivo, que permita aprovechar mejor los recursos existentes, administrar los insumos en el tiempo y en el espacio (bongiovanni, 2004), incrementar la agronomia 26-2 -profe194).indd 308 06/10/2008 19:41:15 rodríguez, gonzález, leiva y guerrero. fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz... 309 productividad (zhang et al., 2002) y reducir la degradación ambiental (auernhammer, 2001). la fertilización por sitio específico consiste en aplicar de manera diferencial los fertilizantes, de acuerdo con el nivel de nutrientes de cada zona homogénea dentro del lote, resultando tantas dosis como áreas significativamente homogéneas existan en éste (bouma et al., 1999). en esta concepción es común el uso de la geoestadística para: cuantificar y evaluar la variabilidad; caracterizar y cuantificar la dependencia espacial de variables por medio de análisis estructurales, utilizando variogramas y validación cruzada; estimar distancias de muestreo; producir mapas de contorno y estimar valores de una variable en sitios no muestreados por medio de kriging; identificar zonas homogéneas de manejo específico en campo y determinar correlaciones espaciales entre variables (goovaerts, 1999). si bien existen importantes ventajas con la agricultura por sitio específico, en el país esta concepción apenas comienza a ser desarrollada (isaacs et al., 2004; salamanca et al., 2007; luengas et al., 2007). en este contexto se planteó la presente investigación con el objeto de evaluar el manejo de la fertilidad por sitio específico en un cultivo comercial de maíz (zea mays), como aporte a su producción sostenible y competitiva en colombia. se seleccionó maíz por ser un producto base de la alimentación y un renglón importante de la economía nacional, con una producción para 2004 de 1.398.723 t y un área sembrada de 614.510 ha (espinal et al., 2005); de estos totales, el departamento de cundinamarca participó con un estimado de 10.760 ha en el segundo semestre de 2006 (fenalce, 2007). la metodología descrita es aplicable para cultivos de maíz en cualquier piso térmico, aunque para este ensayo se adaptó a las condiciones de clima frío (sabana de bogotá). este estudio hace parte del proyecto de investigación “manejo sostenible de suelos en sistemas de cultivos transitorios bajo la concepción de agricultura de precisión”, del grupo de investigación desarrollo sostenible y gestión ambiental, de la universidad nacional de colombia. materiales y métodos el ensayo se realizó en el semestre b de 2006 en un cultivo de maíz, en el centro agropecuario marengo (cam) de la universidad nacional de colombia, localizado en mosquera (cundinamarca), a 4° 42´ latitud norte y 74° 14́ longitud oeste y 2.543 msnm. el lote experimental, con un área de 2 ha, corresponde a suelos predominantemente fluventic humic dystrudepts. al inicio se definieron zonas de manejo de la fertilidad mediante un análisis de componentes principales (acp) (boruvka et al., 2007), usando spss versión 15. con este fin se trabajó con información proveniente de un ensayo de agricultura de precisión realizado en un cultivo de maíz en dicho lote en el primer semestre de 2005, en el que se estableció una cuadrícula regular georreferenciada con 32 puntos de muestreo, distanciados 25 m x 25 m, para el muestreo de variables de suelo y de cultivo por punto. para el acp se usaron los resultados de dos análisis completos de suelos a nivel de laboratorio (uno previo al inicio del cultivo de 2005 y otro anterior al presente ensayo), las mediciones de contenido de humedad del suelo (ch), realizadas a partir de la siembra con una frecuencia mensual, y las variables de rendimiento de maíz de 2005. la tabla 1 muestra el análisis de suelos anterior al presente ensayo. para el análisis de las variables químicas de suelo se realizó una prueba de correlación de pearson entre éstas y las variables de rendimiento del cultivo, y con aquéllas de mayor correlación se hizo el acp. luego, se realizó el acp para las variables de desarrollo y rendimiento del cultivo, incluyendo días a antesis masculina (dam), días a antesis femenina (daf), longitud de la planta en centímetros (lp), número de nudos (nn), número de hojas (nh), área foliar de la hoja inferior a la mazorca superior en centímetros cuadrados (afhis), área foliar de planta en centímetros cuadrados (aft), peso seco parte aérea en gramos (psaf), peso seco de la planta (psp), diámetro de la mazorca con amero en centímetros (dma), peso húmedo de la mazorca en gramos (phm), peso húmedo por metro cuadrado (phmc), número de mazorcas por metro cuadrado (nm) y rendimiento del cultivo en kilogramos por metro cuadrado (rc). luego se usó una prueba de correlación de pearson para comparar los primeros componentes de variabilidad química y de planta con los valores de contenido de humedad del suelo, y se seleccionaron aquellos contenidos de humedad que presentaron mayor correlación. a estos últimos se les aplicó acp. además, se usó una prueba de correlación de pearson para correlacionar los componentes principales de las variables químicas, de contenido de humedad de suelo y de rendimiento del cultivo. a continuación, se efectuó el análisis estructural para cada uno de los componentes principales de las variables citadas, mediante gs+ versión 7, y se ajustó el semivariograma experimental al modelo teórico con mejor diferencia de cuadrados r2 y mayor estructura espacial c/(co+c), donde: c es la meseta y co, la pepita (cerri et al., 2004). para visualizar las áreas de manejo de la fertilidad, con esos modelos se utilizó kriging para generar mapas, empleando arcgis versión 9.1. para evaluar el grado de bondad del kriging se utilizó validación cruzada. agronomia 26-2 -profe194).indd 309 06/10/2008 19:41:15 310 agron. colomb. 26(2) 2008 ta b la 1 . a ná lis is d e su el os ( se m es tre a , 20 05 ) an te rio r al p re se nt e en sa yo ( se m es tre b , 20 06 ). l ot e de c ul tiv o de m aí z (z ea m ay s) , c en tro a gr op ec ua rio m ar en go , u ni ve rs id ad n ac io na l d e c ol om bi a, m os qu er a (c un di na m ar ca ). p un to c e ph c o n c a k m g n a a l h c ic p c u fe m n zn b c h d a ds m -1 % m eq 10 0 g1 pp m % g cm -3 p1 0, 98 4, 9 3, 21 0, 28 8, 33 0, 62 2, 72 0, 78 0, 3 0, 18 22 ,7 4 > 14 0 2, 19 35 9 11 ,0 8 3, 70 0, 34 34 ,0 1, 09 7 p2 0, 87 4, 8 3, 09 0, 27 7, 92 0, 66 2, 47 0, 60 0, 52 0, 29 23 ,7 5 92 1, 93 37 1 4, 51 0, 43 0, 28 32 ,7 1, 17 8 p3 0, 34 4, 9 3, 43 0, 30 8, 19 0, 48 2, 58 0, 50 0, 64 0, 35 25 ,4 1 12 2 1, 85 36 4 3, 70 4, 54 0, 30 38 ,7 1, 09 4 p4 0, 98 4, 9 3, 65 0, 31 8, 54 0, 94 2, 89 0, 70 0, 52 0, 20 25 ,5 5 13 8 2, 39 33 9 11 ,0 7 2, 29 0, 19 39 ,1 1, 04 5 p5 0, 62 5, 0 3, 17 0, 27 8, 39 0, 51 2, 72 0, 67 0, 39 0, 15 22 ,8 0 13 2 2, 49 33 0 8, 30 17 ,7 1 0, 23 42 ,6 1, 07 7 p6 1, 60 4, 7 4, 26 0, 37 8, 11 0, 56 2, 93 1, 09 0, 55 0, 29 23 ,3 4 77 0, 84 40 4 2, 48 9, 61 0, 24 39 ,6 1, 12 0 p7 1, 55 4, 7 3, 98 0, 34 8, 67 0, 73 2, 76 1, 08 0, 46 0, 23 23 ,2 8 80 0, 63 41 2 2, 24 8, 52 0, 26 48 ,2 0, 97 8 p8 1, 65 4, 8 4, 27 0, 37 9, 09 0, 54 3, 09 1, 76 0, 50 0, 32 26 ,9 1 86 0, 66 38 6 1, 91 7, 38 0, 29 39 ,2 1, 13 9 p9 1, 55 4, 8 3, 89 0, 34 8, 46 1, 17 3, 09 1, 27 0, 50 0, 28 24 ,4 8 89 0, 82 40 2 1, 84 8, 54 0, 25 30 ,0 1, 10 5 p1 0 1, 62 4, 7 4, 15 0, 36 10 ,3 4 0, 65 3, 44 1, 15 0, 43 0, 23 26 ,3 1 13 1 0, 63 41 0 3, 76 8, 16 0, 33 36 ,8 0, 94 4 p1 1 1, 95 4, 7 3, 57 0, 31 7, 97 0, 40 3, 16 1, 20 0, 42 0, 24 22 ,1 9 68 0, 75 43 7 2, 38 9, 29 0, 42 38 ,7 1, 16 9 p1 2 2, 16 4, 9 3, 43 0, 30 9, 29 0, 54 3, 14 1, 26 0, 25 0, 15 23 ,4 4 65 1, 35 41 2 2, 33 9, 56 0, 39 38 ,6 1, 18 1 p1 3 1, 46 4, 9 3, 39 0, 29 8, 44 0, 50 2, 95 1, 18 0, 47 0, 17 24 ,0 0 10 7 0, 82 41 3 1, 55 7, 04 0, 69 39 ,6 1, 18 1 p1 4 1, 43 4, 8 2, 86 0, 25 8, 65 1, 33 2, 75 1, 23 0, 33 0, 17 23 ,7 5 12 0 0, 74 42 6 1, 56 6, 07 0, 60 40 ,2 1, 16 1 p1 5 1, 28 5, 0 3, 22 0, 28 9, 24 0, 67 2, 90 0, 97 0, 21 0, 13 22 ,2 3 12 6 1, 66 43 8 3, 82 17 ,2 9 0, 56 37 ,1 1, 13 2 p1 6 1, 50 4, 9 3, 12 0, 27 8, 67 0, 43 2, 73 1, 12 0, 42 0, 27 23 ,5 5 85 0, 94 40 7 1, 88 8, 37 0, 48 30 ,7 1, 03 8 p1 7 1, 43 5, 0 2, 82 0, 24 10 ,0 3 0, 67 3, 11 0, 95 0, 19 0, 16 23 ,9 4 12 8 1, 62 42 8 2, 69 14 ,5 1 0, 51 41 ,5 1, 01 4 p1 8 1, 26 4, 9 3, 35 0, 29 9, 37 0, 59 2, 91 0, 90 0, 37 0, 10 23 ,7 1 84 1, 28 41 9 2, 55 11 ,6 6 0, 73 32 ,6 1, 10 7 p1 9 2, 60 4, 8 3, 12 0, 27 9, 63 0, 43 3, 03 1, 45 0, 27 0, 13 23 ,2 8 83 1, 24 42 8 2, 56 12 ,0 4 0, 36 36 ,0 1, 18 3 p2 0 3, 18 4, 8 3, 15 0, 27 9, 89 0, 84 3, 18 1, 66 0, 25 0, 14 22 ,8 0 89 1, 21 42 1 2, 93 12 ,3 9 0, 42 32 ,1 1, 16 5 p2 1 2, 50 4, 8 2, 94 0, 25 9, 56 0, 38 3, 09 1, 44 0, 20 0, 13 23 ,6 9 63 1, 13 41 8 2, 17 10 ,0 8 0, 43 36 ,9 1, 22 4 p2 2 2, 10 4, 9 3, 31 0, 29 10 ,1 5 0, 76 3, 37 1, 22 0, 16 0, 12 24 ,9 3 79 0, 93 43 9 1, 82 11 ,7 0 0, 57 35 ,9 1, 17 6 p2 3 2, 25 4, 9 4, 25 0, 37 12 ,3 4 0, 68 3, 82 2, 07 0, 18 0, 17 30 ,2 8 11 5 0, 68 41 4 2, 35 6, 26 0, 82 39 ,0 1, 09 9 p2 4 3, 35 4, 9 3, 55 0, 31 9, 80 0, 60 3, 51 1, 91 0, 15 0, 15 24 ,3 5 76 1, 00 42 0 1, 48 9, 74 0, 67 33 ,5 1, 13 2 p2 5 4, 60 4, 7 3, 19 0, 27 10 ,0 1 0, 45 3, 72 2, 27 0, 17 0, 15 25 ,0 5 77 1, 04 42 9 3, 11 11 ,6 8 0, 41 32 ,2 1, 17 4 p2 6 2, 80 4, 8 4, 10 0, 35 10 ,8 8 0, 43 4, 04 1, 94 0, 23 0, 19 28 ,8 1 80 0, 6 40 8 2, 14 5, 56 0, 52 28 ,2 1, 09 6 p2 7 3, 90 4, 8 3, 32 0, 29 9, 99 0, 49 3, 51 1, 98 0, 12 0, 16 23 ,5 5 81 1, 08 42 9 3, 67 12 ,1 3 0, 64 29 ,1 1, 23 8 p2 8 3, 00 4, 9 3, 32 0, 29 9, 74 0, 52 3, 20 1, 83 0, 14 0, 15 23 ,4 2 81 1, 12 44 0 2, 61 12 ,3 9 0, 48 34 ,8 1, 19 4 p2 9 3, 55 4, 8 3, 09 0, 27 10 ,2 1 0, 48 3, 22 2, 09 0, 24 0, 12 25 ,4 1 10 6 0, 97 41 6 3, 55 9, 57 0, 71 33 ,3 1, 14 1 p3 0 2, 45 4, 9 3, 42 0, 29 10 ,4 0 0, 46 3, 08 1, 72 0, 19 0, 13 26 ,0 2 79 0, 96 41 7 1, 91 7, 96 0, 45 33 ,2 1, 20 1 p3 1 1, 65 5, 0 3, 32 0, 29 9, 30 0, 45 2, 85 1, 40 0, 29 0, 16 25 ,3 0 70 1, 00 43 3 1, 87 9, 53 0, 61 34 ,5 1, 18 8 p3 2 2, 35 4, 9 3, 42 0, 29 10 ,4 4 0, 45 3, 04 1, 85 0, 16 0, 14 26 ,7 7 11 2 1, 12 42 6 4, 30 13 ,6 5 0, 44 35 ,0 1, 17 3 c e, c on du ct iv id ad e lé ct ric a; c o , c ar bo no o rg án ic o; c ic , c ap ac id ad d e in te rc am bi o ca tió ni co ; c h , c on te ni do d e hu m ed ad y d a, d en si da d ap ar en te . agronomia 26-2 -profe194).indd 310 06/10/2008 19:41:16 rodríguez, gonzález, leiva y guerrero. fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz... 311 el análisis mencionado condujo a establecer dos zonas de manejo de la fertilidad para el presente ensayo (figura 1). la zona 1 presentó valores ligeramente superiores de p y mn, mientras que la zona 2 presentó valores superiores de conductividad eléctrica (ce), ca y na. con el fin de evaluar la fertilización a partir de la variabilidad específica del suelo, en cada zona se aplicaron dos tratamientos de fertilización: uno que corresponde a dicha variabilidad (ap) y el otro con la fertilización convencional para maíz que se usa para ese lote del cam (testigo cam) (tabla 2); así, cada zona quedó subdividida en dos subzonas. la fertilización se realizó manualmente. la aplicación de la urea se fraccionó: 50% a los 23 dds y el resto a los 53 dds. los otros fertilizantes se aplicaron en una sola dosis con la primera dosis de urea. el manejo agronómico posterior fue homogéneo para todo el cultivo. la variedad de maíz que se utilizó fue la ica v-508 tipo sogamoseño y la siembra se hizo mecanizada, con distancias entre plantas de 0,25 m y entre surcos de 0,83 m. durante el ensayo se usó la cuadrícula regular de 32 puntos, como referente para hacer seguimiento por sitio de las características físicas del suelo y de las variables de desarrollo y rendimiento del cultivo. el semestre atípicamente lluvioso y el drenaje deficiente del lote afectaron el cultivo en las partes más bajas, particularmente en algunos puntos de la subzonas cam1 y ap2. teniendo en cuenta que las zonas de manejo de la fertilidad fueron definidas en función de los análisis químicos, los ch y la respuesta del cultivo anterior, se consideró importante evaluar en el presente ensayo el ch, así como la densidad aparente (da) a los 110 dds, a dos rangos de profundidad del suelo, 0-0,20 m y 0,20-0,40 m. para esto, se tomaron muestras con anillos de volumen conocido en cada uno de los puntos de la cuadrícula mencionada, para cada profundidad. luego, en el laboratorio se determinó el ch por el método de la estufa a 105 °c durante 24 h y la da mediante el método de volumen conocido. para el cultivo se evaluaron, alrededor de cada punto de la cuadrícula, las variables que se mencionan a continuación: altura de planta (alp), en 3 estados de desarrollo, a los 55 (alpi), 90 (alpii) y 140 dds (alpiii), desde el suelo hasta la hoja superior; el índice foliar (if), a los 140 dds, mediante el método de montgomery (1911), con tres replicaciones por sitio; el análisis foliar a los 150 dds, determinando n total por el método micro-kjeldahl y valoración volumétrica; el p y el b por calcinación y valoración colorimétrica y ca, k, mg, cu, fe, mn y zn mediante calcinación y valoración por espectrofotometría de absorción atómica. además, se evaluaron las variables de rendimiento, incluyendo: número de mazorcas cosechadas (mc); número de hileras de grano por mazorca (nhm); número de granos por hilera (ghm); peso de mazorca con amero (pa) y peso sin amero (psa), a los 160 dds. las tres primeras se determinaron por conteo directo y los pesos, con una balanza de precisión. el análisis de datos incluyó tanto estadística descriptiva como geoestadística. para la primera se usó el software spss. para la segunda, se efectuó el análisis estructural con gs+ para ajustar el semivariograma experimental a un modelo teórico, siguiendo el procedimiento descrito anteriormente. entonces, a las variables que presentaron distribución espacial definida se les aplicó kriging para generar mapas de contorno, usando arcgis versión 9.1. la bondad del kriging se evaluó mediante validación cruzada. un aspecto crítico del manejo específico por sitio es el relacionado con su rentabilidad y la manera de justificar los costos de su implementación, frente a posibles ahorros de insumos o mejoras en el rendimiento del cultivo (adrian et al., 2005; leiva et al., 1997). por tal razón, se realizó un análisis de presupuestos parciales, con el fin de evaluar los cambios en el beneficio financiero a causa del manejo por sitio específico, mediante comparación con el manejo convencional en el cam (testigo comercial). el costo del fertilizante para cada subzona se calculó multiplicando la tabla 2. dosis de fertilizantes aplicados por zonas y subzonas en lote de maíz. centro agropecuario marengo, universidad nacional de colombia, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. insumo zonas para manejo específico por sitio zonas de manejo convencional subzona 1 (ap1) subzona 2 (ap2) subzona 1 y subzona 2 (cam1 y cam2) urea (kg ha-1) 239,9 217,9 130,0 superfosfato triple (spt) (kg ha-1) 132,6 132,6 109,0 sulfato de potasio (kg ha-1) 56,0 112,0 170,0 agrimins (kg ha-1) 46,0 46,0 46,0 agronomia 26-2 -profe194).indd 311 06/10/2008 19:41:17 312 agron. colomb. 26(2) 2008 cantidad utilizada de kilos de cada fertilizante por su precio comercial de compra. por su parte, los ingresos para cada subzona se determinaron multiplicando la cantidad de bultos cosechados por su precio comercial de venta. resultados y discusión para la definición de zonas de manejo de la fertilidad, el acp correspondiente a las variables químicas de suelo mostró que los dos primeros componentes explicaron el 84,8% de la varianza (tabla 3a) y las variables de mayor peso fueron sodio (na1) y magnesio (mg1), del análisis previo al inicio del cultivo en 2005, y conductividad eléctrica (ce2), hierro (fe2), magnesio (mg2), manganeso (mn2) y sodio (na2 ), del análisis anterior al presente ensayo (tabla 4a). por su parte, el acp correspondiente a las variables de rendimiento del cultivo mostró que los dos primeros componentes explicaron 76,4% de la varianza (tabla 3b) y las variables de mayor peso fueron afhis, psp, dma, rc, phm, nm, lp y daf (tabla 4b). de otro lado, el acp en el caso de la variable ch mostró que el primer componente tabla 3. análisis de componentes principales para la definición de zonas de manejo de fertilidad. componentes escogidos: a) química de suelos; b) variables de rendimiento y c) contenido de humedad (ch). cultivo de lote de maíz, centro agropecuario marengo, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. a. química de suelos componente valores iniciales total % de varianza % acumulado 1 4,854 69,346 69,346 2 1,081 15,437 84,784 3 0,413 5,894 90,678 4 0,326 4,655 95,333 5 0,203 2,899 98,231 6 0,082 1,176 99,407 7 0,041 0,593 100,000 b. variables de rendimiento componente valores iniciales total % de varianza % acumulado 1 5,093 63,659 63,659 2 1,022 12,772 76,431 3 0,691 8,642 85,073 4 0,614 7,681 92,753 5 0,464 5,806 98,559 6 0,110 1,371 99,930 7 0,006 0,070 100,000 8 3,15e-016 3,93e-015 100,000 c. contenido de humedad (ch) componente valores iniciales total % de varianza % acumulado 1 2,4364 81,21 81,21 2 0,4497 14,99 96,20 3 0,1139 3,80 100,00 tabla 4. matriz de componentes del análisis de componentes principales par ala definición de zonas de manejo de fertilidad: a) química de suelos; b) variables de rendimiento y c) contenido de humedad (ch). cultivo de lote de maíz, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. a. química de suelos variable† componente 1 2 mg1 0,930 0,199 na1 0,868 -0,023 mg2 0,846 0,367 na2 0,914 0,197 mn2 -0,618 0,721 fe2 0,736 -0,546 ce2 0,872 0,220 ce, conductividad eléctrica † los elementos seguidos por (1) corresponden a un análisis anterior al cultivo (2005-b) y por (2), al realizado a su inicio (2006-b). b. variables de rendimiento variable componente 1 2 afhis 0,820 -0,079 psp 0,615 0,023 dma 0,870 0,471 rc 0,942 0,107 phm 0,870 0,471 nm 0,610 -0,575 lp 0,864 -0,266 daf -0,723 0,399 afhis, área foliar de la hoja inferior a la mazorca superior; psp, peso seco de la planta; dma, diámetro de la mazorca con amero; rc, rendimiento del cultivo; phm, peso húmedo de la mazorca; nm, número de mazorcas; lp, longitud de la planta; daf, días a antesis femenina. c. contenido de humedad (ch) muestras* componente 1 ch2 0,82 ch6 0,94 ch7 0,94 * tomadas 2, 6 y 7 meses después de la siembra, respectivamente. agronomia 26-2 -profe194).indd 312 06/10/2008 19:41:17 rodríguez, gonzález, leiva y guerrero. fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz... 313 figura 1. distribución de zonas de manejo de la fertilidad en un lote de maíz, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. los números corresponden a los puntos de muestreo en la cuadrícula trazada en el lote. ap1 y ap2 son subzonas para manejo específico por sitio y cam1 y cam2, subzonas de manejo convencional. explicó 81,2% (tabla 3c) y las mediciones que tuvieron mayor peso fueron: ch2, 2 meses después de la siembra; ch6, 6 meses después de la siembra y ch7, 7 meses después de la siembra (tabla 4c). mediante el análisis estructural y kriging se generaron mapas de contorno (resultados no mostrados en este artículo), que conllevaron al mapa de zonas de la fertilidad (fi gura 1). los resultados con respecto al análisis de estadística descriptiva mostraron variabilidad media, esto es entre 12% y 60% (warrick y nielsen, 1980) para el ch, para el análisis foliar y la mayoría de variables de desarrollo y rendimiento del cultivo. en cuanto a las variables de suelo, el ch presentó más variabilidad en la segunda profundidad. de otro lado, la da mostró variabilidad baja (<12%), con una mayor variabilidad para la segunda profundidad (tabla 5), lo que es concordante con lo hallado con el ch. con respecto a las variables de desarrollo y de rendimiento del cultivo, se encontró mayor variación para alpi, alpii, if, mc, ghm, pa y psa, efecto asociado al exceso de humedad del lote y su repercusión sobre el desarrollo del cultivo, particularmente en algunos puntos de las subzonas cam1 y ap2. la menor variación para altura de planta ocurrida en alpiii sugiere que a esa fecha (140 dds) la mayoría de las plantas había alcanzado su altura total. el análisis foliar mostró valores dentro de los rangos normales para todas las variables, exceptuando el mg, que resultó bajo; de otro lado, las mayores variaciones ocurrieron con n, p, cu, fe, mn, zn y b. la baja variación del número de hileras por mazorca indica que es una característica genética de la variedad (fao, 1993). de acuerdo al resultado de la prueba estadística shapirowilk (tabla 6), las variables ch2, da2, alpi, alpii, mg, fe, mc y ghm no presentaron distribución normal. al no darse normalidad en estas variables, se procedió a realizar transformaciones logarítmicas (ln y log10) y raíz cuadrada, obteniéndose ajustes a distribución normal únicamente con alpi, mg y fe. para efectos del análisis geoestadístico, con éstas últimas variables se continuó trabajando con los datos transformados (tabla 7), mientras que con las demás se hizo con los datos originales. las pruebas de pearson mostraron correlación positiva de if con alpiii, indicando la relación entre tamaño de planta y área foliar (tabla 8). de otro lado, ch1 se correlacionó negativamente con if, evidenciando el efecto negativo del exceso de humedad sobre el desarrollo del cultivo, particularmente en algunos puntos de las subzonas cam1 y ap2. por su parte, las tres alp se correlacionaron positivamente con el número de plantas por metro cuadrado (pla), indicando que el mejor desarrollo vegetativo ocurrió donde hubo mayor población de plantas. la importancia de los nutrientes n y p se deduce de la correlación positiva de éstos con las alp, pla y pa. en el caso de n, estos resultados coinciden con lo encontrado por otros autores (sinclair y horie, 1989), que plantean que el n es defi nitivo para la efi ciencia fotosintética del cultivo y que a niveles subóptimos de abastecimiento esta efi ciencia se afecta seriamente. por otra parte, el k mostró correlaciones negativas con la mayoría de las variables de rendimiento y desarrollo, contrario a lo reportado en la literatura (ospina, 1999). con relación al análisis estructural, se pudieron ajustar semivariogramas a la mayoría de variables, excepto para da1, mg, nhm, ghm, pa y psa, que no presentaron dependencia espacial (tabla 9). los valores de estructura espacial (c/(co+c)) resultaron altos para las variables que mostraron dependencia espacial, lo mismo que los valores de r2, excepto para da2, zn, pla y mc, presentando confi abilidad para el resto de variables. según kerry y oliver (2004), las distancias de muestreo deben ser equivalentes a la mitad del rango de dependencia espacial. a partir de este criterio, y exceptuando a ch2, da2, ca, cu, zn y mc, los resultados sugieren que las demás variables que presentaron dependencia espacial se pueden muestrear a distancias mayores a la empleada en la presente investigación (25 m). con respecto a rendimientos del cultivo de maíz, el mapa de mc muestra que la subzona ap1 tuvo el mejor comportamiento, seguido por la zona cam 2 (fi gura 2a). las otras subzonas ap2 y cam1 presentaron bajos rendimientos, agronomia 26-2 -profe194).indd 313 06/10/2008 19:41:18 314 agron. colomb. 26(2) 2008 tabla 5. análisis estadístico descriptivo de variables de suelo, desarrollo y rendimiento del cultivo de lote de maíz. centro agropecuario marengo, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. variable media mediana asimetría curtosis mínimo máximo varianza cv (%) variables de suelo contenido de humedad 1 (ch1)† (%) 36,43 36,78 0,485 -0,551 26,71 50,31 39,389 17,22 contenido de humedad 2 (ch2)† (%) 41,49 40,07 2,732 8,714 30,83 90,61 153,509 29,90 densidad aparente 1 (da1)† (g cm-3) 1,08 1,09 -0,214 -0,811 0,89 1,22 0,008 8,09 densidad aparente 2 (da2)† (g cm-3) 1,13 1,17 -1,017 1,249 0,86 1,30 0,009 8,31 variables de desarrollo del cultivo altura planta i (alpi) †† (cm) 32,55 31,00 1,509 4,726 23,00 57,70 46,506 20,95 altura planta ii (alpii) †† (cm) 64,48 65,33 0,139 -1,319 42,30 93,30 253,362 24,68 altura planta iii (alpiii) †† (cm) 180,10 180,33 0,356 0,059 137,00 235,00 501,061 12,42 índice foliar (if) (cm2) 1.625,13 1.485,43 0,546 -0,420 839,00 2.786,60 251.422,980 30,85 variables según resultado del análisis foliar n (%) 2,80 2,89 -0,42 -0,94 1,53 3,78 0,37 21,42 p (%) 0,28 0,28 0,42 -0,54 0,19 0,43 0,004 21,42 ca (%) 0,39 0,39 -0,36 -0,31 0,28 0,48 0,002 12,60 k (%) 2,10 2,11 -0,41 -0,38 1,54 2,49 0,06 11,57 mg (%) 0,13 0,12 0,65 -0,64 0,09 0,18 0,001 17,96 cu (mg kg-1) 6,35 6,25 0,17 -0,45 3,70 10,00 2,65 25,51 fe (mg kg-1) 173,90 160,00 1,01 0,74 114,00 302,00 2.087,05 26,26 mn (mg kg-1) 49,96 48,00 0,36 -0,86 26,00 79,00 209,96 29,00 zn (mg kg-1) 38,55 36,15 0,918 0,68 22,90 66,50 97,29 25,57 b (mg kg-1) 12,03 11,95 0,44 -0,26 6,90 18,20 8,31 23,94 variables de rendimiento del cultivo plantas/m2 (pla) 3,79 3,80 -0,27 -0,73 0,70 6,20 1,92 36,52 mazorcas cosechadas/m2 (mc) 1,50 1,10 1,09 0,93 0,00 5,10 1,97 93,47 hileras por mazorca (nhm) 3,96 3,90 0,34 0,07 3,30 4,80 0,12 8,89 granos por hilera de mazorca (ghm) 5,86 6,30 -0,68 -0,60 3,80 7,30 0,97 16,75 peso con amero (pa) (g) 85,72 85,60 0,09 -1,07 51,50 115,10 339,53 21,49 peso sin amero (psa) (g) 55,60 53,20 0,37 -1,16 36,20 81,90 183,62 24,37 cv, coeficiente de variación † muestras tomadas a: 1) 0-0,20 m de profundidad; 2) 0,20-0,40 m de profundidad †† medida a: (i) 55 días después de la siembra (dds); (ii) 90 dds y (iii) 140 dds en parte debido al exceso de humedad (figura 2a-c). este resultado confirma las ventajas de la fertilización por sitio específico, siempre y cuando se controlen otros factores que puedan afectar negativamente el cultivo. el efecto positivo del n y del p sobre el desarrollo y rendimiento del cultivo se evidencia al comparar las figuras 2a, 2d, 3a y 3b. el análisis de suelos anterior al presente ensayo indica que estos dos nutrientes se encontraban en valores intermedios (tabla 1). de otro lado, la situación ya planteada con el k se reafirma al contrastar las figuras 2a y 2d con la figura 3c. esto ocurrió a pesar de que este nutriente presentó valores altos en el análisis mencionado. en el análisis de costos se encontró que el mayor valor por concepto de los fertilizantes ocurrió en la subzona ap2, seguido por cam1 y cam2 (tabla 10). en el presupuesto parcial no se tuvieron en cuenta los costos de mano de obra para la aplicación ni aquellos para el muestreo en el suelo y el cultivo, puesto que fueron prácticamente iguales en todos los tratamientos. los costos de análisis de laboratorio, iguales para cada subzona y que ascendieron a $2’240.000 para los 32 puntos, tampoco fueron tenidos en cuenta. este costo es un aspecto crítico en la fertilización por sitio específico, por lo que es necesario investigar métodos alternativo de campo y laboratorio a fin de reducir agronomia 26-2 -profe194).indd 314 06/10/2008 19:41:19 rodríguez, gonzález, leiva y guerrero. fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz... 315 que el rendimiento estuvo afectado por el régimen atípico excesivo de lluvias ocurrido durante el ciclo de cultivo, en particular en algunos puntos de las subzonas cam1 y ap2, el análisis financiero corrobora las bondades del manejo por sitio específico. conclusiones y recomendaciones el análisis realizado mediante pruebas de correlación de pearson y acp permitió identificar zonas para manejo tabla 6. resultados de las pruebas de normalidad para las variables de suelo, desarrollo y rendimiento del cultivo usando la prueba estadística shapiro-wilk. lote de maíz, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. variables statistic sig.* variables de suelo y desarrollo del cultivo contenido de humedad 1 (ch1)† 0,956 0,216 contenido de humedad 2 (ch2)† 0,693 0,000 densidad aparente 1 (da1)† 0,969 0,465 densidad aparente 2 (da2)† 0,928 0,035 altura planta i (alpi) †† 0,852 0,000 altura planta ii (alpii) †† 0,923 0,025 altura planta iii (alpiii) †† 0,984 0,907 índice foliar (if) 0,943 0,091 variables según resultado del análisis foliar nitrógeno (n) 0,944 0,097 fósforo (p) 0,958 0,247 calcio (ca) 0,973 0,597 potasio (k) 0,960 0,281 magnésio (mg) 0,908 0,010 cobre (cu) 0,972 0,566 hierro (fe) 0,922 0,023 manganeso (mn) 0,958 0,239 zinc (zn) 0,936 0,057 boro (b) 0,968 0,440 variables de rendimiento del cultivo plantas/m2 (pla) 0,968 0,447 mazorcas cosechadas/m2 (mc) 0,883 0,002 hileras por mazorca (nhm) 0,962 0,448 granos por hilera de mazorca (ghm) 0,915 0,038 peso con amero (pa) 0,956 0,334 peso sin amero (psa) 0,923 0,059 † muestras tomadas a: 1) 00,20 m de profundidad; 2) 0,200,40 m de profundidad † † m e did a a : ( i ) 5 5 día s d e s p u é s d e l a sie m b r a (dd s); ( i i ) 9 0 d d s y ( i i i ) 14 0 d d s * cuando sig < 0,05, se considera que la variable no tiene comportamiento normal. su impacto en la rentabilidad de cultivos comerciales bajo esta concepción (leiva, 2006). al comparar los rendimientos entre las diferentes subzonas, se encuentra que ap1 fue superior en 71% a cam1 y en 40% a cam2. sin embargo, esta última subzona tuvo un rendimiento 31% mayor que ap2 (tabla 11). de otro lado, la diferencia en ingreso neto indica que la subzona ap1, donde se aplicó la mayor dosis de fertilizante nitrogenado, proporcionó mayor beneficio económico. no obstante tabla 7. resultados de las prueba de normalidad shapiro-wilk, transformando las variables que no presentaron comportamiento normal. cultivo de lote de maíz, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. variables* shapiro-wilk variables de suelo y desarrollo del cultivo ln ch2 0,000 log10 ch2 0,000 raíz cuadrada ch2 0,000 ln da2 0,006 log10 da2 0,006 raíz cuadrada da2 0,015 ln alpi 0,177 log10 alpi 0,184 raíz cuadrada alpi 0,034 ln alpii 0,028 log10 alpii 0,021 raíz cuadrada alpii 0,036 variables según resultado del análisis foliar ln mg 0,086 log10 mg 0,086 raíz cuadrada mg 0,046 ln fe 0,435 log10 fe 0,435 raíz cuadrada fe 0,133 variables de rendimiento del cultivo raíz cuadrada mc 0,029 ln ghm 0,007 log10 ghm 0,007 raíz cuadrada ghm 0,015 ln, log a rit mo n at ur al; log 10, logaritmo en b a se 10; ch2, contenido de humedad a 0,200,40 cm de profundidad; da 2, densidad aparente a 0,200,40 cm de profundidad; alpi, altura de la planta 55 días después de la siembra (dds) y alpii, altura de la planta 90 dds; mc, mazorcas cosechadas/m2 y ghm, gramos por hilera de mazorca. * para la variable se obtuvo 0 en algunos puntos de la grilla, por lo que la única transformación posible fue la de raíz cuadrada; sin embargo, los datos siguieron siendo no normales. para las siguientes pruebas se usó la transformación logaritmo natural (ln) para las variables alpi, mg y fe. agronomia 26-2 -profe194).indd 315 06/10/2008 19:41:20 316 agron. colomb. 26(2) 2008 ta b la 8 . c oe fic ie nt es d e co rr el ac ió n de p ea rs on * pa ra la s va ria bl es d e su el o, d es ar ro llo y r en di m ie nt o de u n cu lti vo d e lo te d e m aí z. c en tro a gr op ec ua rio m ar en go , u ni ve rs id ad n ac io na l d e c ol om bi a, m os qu er a (c un di na m ar ca ). s em es tre b , 2 00 6. ln a lp i a lp ii a lp ii i if c h 1 c h 2 d a1 d a 2 n p c a k ln m g c u ln f e m n zn b p la m c n h m g h m p a p s a ln a lp i 1 ,6 19 ,9 97 ,4 51 -, 32 3 -, 24 7 ,0 92 ,1 54 ,5 15 ,6 09 ,0 46 -, 29 0 -, 09 7 ,2 68 -, 46 1 ,4 56 ,2 58 ,2 57 ,2 55 ,4 01 ,2 01 -, 05 6 ,2 01 ,2 17 al p i i ,6 19 1 ,6 22 -, 07 3 -,1 79 -, 32 8 -,1 84 ,2 06 ,6 61 ,6 88 ,3 66 -, 44 6 -, 09 3 ,2 88 -, 64 4 ,5 44 ,2 41 -, 28 5 ,5 15 ,4 82 ,1 93 ,2 28 ,3 41 ,3 58 al p i ii ,9 97 ,6 22 1 ,4 54 -, 32 6 -, 25 6 ,1 19 ,1 74 ,5 12 ,6 05 ,0 39 -, 29 3 -,1 14 ,2 76 -, 44 1 ,4 64 ,2 75 ,2 66 ,2 69 ,4 09 ,2 11 -, 05 3 ,2 16 ,2 36 if ,4 51 -, 07 3 ,4 54 1 -, 38 9 -,1 44 ,3 82 ,2 37 -, 06 7 ,0 96 -,1 54 ,0 17 -, 08 7 -, 06 0 ,0 39 ,0 54 ,2 97 ,4 39 -,1 90 -, 07 7 -, 06 9 -, 26 6 -, 21 2 -,1 07 c h 1 -, 32 3 -,1 79 -, 32 6 -, 38 9 1 ,6 85 ,0 07 -, 49 6 -,1 68 -, 34 9 -, 27 7 ,1 88 ,1 56 ,0 12 ,2 03 -, 34 1 -, 45 8 -, 27 0 -, 02 6 -, 32 3 -, 00 8 ,0 58 -, 03 6 -,1 09 c h 2 -, 24 7 -, 32 8 -, 25 6 -,1 44 ,6 85 1 ,0 97 -, 78 4 -, 02 6 -, 20 5 -, 25 1 ,1 02 ,2 42 -, 01 0 ,1 08 -, 21 9 -, 35 3 -, 04 7 -,1 17 -, 22 6 -, 05 8 -, 05 0 ,1 33 ,0 08 d a1 ,0 92 -,1 84 ,1 19 ,3 82 ,0 07 ,0 97 1 ,2 10 -,1 59 -,1 87 -, 38 2 ,0 95 ,0 08 -, 21 5 ,0 90 -, 27 2 -, 04 4 ,3 82 ,1 53 ,1 07 ,2 23 -,1 10 ,2 13 ,3 03 d a 2 ,1 54 ,2 06 ,1 74 ,2 37 -, 49 6 -, 78 4 ,2 10 1 -, 07 8 ,0 87 ,1 65 -,1 16 -, 01 0 -, 23 9 -, 05 4 ,0 94 ,3 61 ,0 88 ,0 45 ,1 45 -, 00 7 -, 05 4 -,1 75 -, 04 6 n ,5 15 ,6 61 ,5 12 -, 06 7 -,1 68 -, 02 6 -,1 59 -, 07 8 1 ,8 33 ,3 48 -, 63 2 ,1 42 ,4 72 -, 46 5 ,6 84 ,4 11 -, 27 6 ,1 32 ,3 63 ,1 81 ,3 19 ,4 82 ,4 80 p ,6 09 ,6 88 ,6 05 ,0 96 -, 34 9 -, 20 5 -,1 87 ,0 87 ,8 33 1 ,2 43 -, 70 2 -, 01 5 ,2 86 -, 61 7 ,8 30 ,5 33 -,1 09 ,1 49 ,4 16 -,1 62 ,3 85 ,3 63 ,3 88 c a ,0 46 ,3 66 ,0 39 -,1 54 -, 27 7 -, 25 1 -, 38 2 ,1 65 ,3 48 ,2 43 1 ,0 67 ,4 15 ,2 39 -, 03 5 ,3 85 ,3 52 -,1 09 -, 03 8 ,2 24 ,2 46 ,0 33 -, 02 2 -, 05 7 k -, 29 0 -, 44 6 -, 29 3 ,0 17 ,1 88 ,1 02 ,0 95 -,1 16 -, 63 2 -, 70 2 ,0 67 1 ,0 35 ,0 54 ,4 54 -, 48 8 -, 27 1 ,1 99 -,1 31 -,1 24 ,2 61 -, 46 2 -, 36 6 -, 45 4 ln m g -, 09 7 -, 09 3 -,1 14 -, 08 7 ,1 56 ,2 42 ,0 08 -, 01 0 ,1 42 -, 01 5 ,4 15 ,0 35 1 -,1 54 ,0 71 ,0 92 ,2 06 -, 02 6 -,1 20 ,1 32 ,1 36 -, 05 9 ,0 99 ,0 47 c u ,2 68 ,2 88 ,2 76 -, 06 0 ,0 12 -, 01 0 -, 21 5 -, 23 9 ,4 72 ,2 86 ,2 39 ,0 54 -,1 54 1 ,0 20 ,1 08 ,0 76 -, 33 3 -, 07 6 ,0 57 ,2 67 -,1 50 -, 09 7 -, 07 7 ln f e -, 46 1 -, 64 4 -, 44 1 ,0 39 ,2 03 ,1 08 ,0 90 -, 05 4 -, 46 5 -, 61 7 -, 03 5 ,4 54 ,0 71 ,0 20 1 -, 36 0 ,0 39 ,2 36 -, 32 9 -, 41 7 -, 06 6 -, 25 4 -, 34 5 -, 34 5 m n ,4 56 ,5 44 ,4 64 ,0 54 -, 34 1 -, 21 9 -, 27 2 ,0 94 ,6 84 ,8 30 ,3 85 -, 48 8 ,0 92 ,1 08 -, 36 0 1 ,6 69 ,0 29 ,1 41 ,4 0 -,1 14 ,3 48 ,3 63 ,2 93 zn ,2 58 ,2 41 ,2 75 ,2 97 -, 45 8 -, 35 3 -, 04 4 ,3 61 ,4 11 ,5 33 ,3 52 -, 27 1 ,2 06 ,0 76 ,0 39 ,6 69 1 ,1 39 -,1 17 ,2 91 -, 23 9 ,0 52 ,0 99 ,1 14 b ,2 57 -, 28 5 ,2 66 ,4 39 -, 27 0 -, 04 7 ,3 82 ,0 88 -, 27 6 -,1 09 -,1 09 ,1 99 -, 02 6 -, 33 3 ,2 36 ,0 29 ,1 39 1 -, 03 5 ,0 59 -, 04 1 ,1 22 ,2 78 ,2 67 pl a ,2 55 ,5 15 ,2 69 -,1 90 -, 02 6 -,1 17 ,1 53 ,0 45 ,1 32 ,1 49 -, 03 8 -,1 31 -,1 20 -, 07 6 -, 32 9 ,1 41 -,1 17 -, 03 5 1 ,4 92 ,2 23 ,3 48 ,5 68 ,5 64 m c ,4 01 ,4 82 ,4 09 -, 07 7 -, 32 3 -, 22 6 ,1 07 ,1 45 ,3 63 ,4 16 ,2 24 -,1 24 ,1 32 ,0 57 -, 41 7 ,4 00 ,2 91 ,0 59 ,4 92 1 ,0 37 ,2 24 ,2 57 ,2 41 n h m ,2 01 ,1 93 ,2 11 -, 06 9 -, 00 8 -, 05 8 ,2 23 -, 00 7 ,1 81 -,1 62 ,2 46 ,2 61 ,1 36 ,2 67 -, 06 6 -,1 14 -, 23 9 -, 04 1 ,2 23 ,0 37 1 -,1 86 ,3 00 ,2 83 g h m -, 05 6 ,2 28 -, 05 3 -, 26 6 ,0 58 -, 05 0 -,1 10 -, 05 4 ,3 19 ,3 85 ,0 33 -, 46 2 -, 05 9 -,1 50 -, 25 4 ,3 48 ,0 52 ,1 22 ,3 48 ,2 24 -,1 86 1 ,5 79 ,6 27 pa ,2 01 ,3 41 ,2 16 -, 21 2 -, 03 6 ,1 33 ,2 13 -,1 75 ,4 82 ,3 63 -, 02 2 -, 36 6 ,0 99 -, 09 7 -, 34 5 ,3 63 ,0 99 ,2 78 ,5 68 ,2 57 ,3 00 ,5 79 1 ,9 54 ps a ,2 17 ,3 58 ,2 36 -,1 07 -,1 09 ,0 08 ,3 03 -, 04 6 ,4 80 ,3 88 -, 05 7 -, 45 4 ,0 47 -, 07 7 -, 34 5 ,2 93 ,1 14 ,2 67 ,5 64 ,2 41 ,2 83 ,6 27 ,9 54 1 * lo s co ef ic ie nt es d e co rr el ac ió n m ay or es a 0 ,4 0 se c on si de ra ro n si gn ifi ca tiv os . ln , l og ar itm o na tu ra l; al p i , a ltu ra d e la p la nt a 55 d ía s de sp ué s de la s ie m br a (d ds ); a lp ii, al tu ra d e la p la nt a 90 d ds ; a lp iii , a ltu ra d e la p la nt a 14 0 dd s; if , í nd ic e fo lia r; c h 1, c on te ni do d e hu m ed ad a 0 -0 ,2 0 cm d e pr of un di da d; c h 2, c on te ni do d e hu m ed ad a 0 ,2 00, 40 cm d e pr of un di da d; d a1 , d en si da d ap ar en te a 0 -0 ,2 0 cm d e pr of un di da d; d a 2, d en si da d ap ar en te a 0 ,2 00, 40 c m d e pr of un di da d; p la , p la nt a/ m 2 ; m c , m az or ca s co se ch ad as ; n h m , h ile ra s de g ra no p or m az or ca ; g h m , g ra no s po r h ile ra ); pa , p es o de m az or ca c on am er o y ps a, s in a m er o. agronomia 26-2 -profe194).indd 316 06/10/2008 19:41:21 rodríguez, gonzález, leiva y guerrero. fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz... 317 tabla 9. análisis estructural de variables de suelo, desarrollo y rendimiento del cultivo de lote de maíz. centro agropecuario marengo, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. variable modelo co co+c rango efectivo (m) del modelo ra 2 rb 2 c/(c+co) variables de suelo y desarrollo del cultivo contenido de humedad 1 (ch1) gaussiano 16,200 63,400 167,140 0,970 0,404 0,744 contenido de humedad 2 (ch2) esférico 0,100 116,800 29,600 0,000 0,000 0,999 densidad aparente 1 (da1) epp 0,00751 0,00751 – 0,000 – 0,000 densidad aparente 2 (da2) exponencial 0,00001 0,00839 30,600 0,220 0,043 0,999 ln (alpi) esférico 0,0068 0,024 193,900 0,870 0,162 0,717 altura planta-ii (alpii) exponencial 18,000 346,900 210,900 0,859 0,490 0,948 altura planta-iii (alpiii) exponencial 191,000 792,900 279,900 0,833 0,185 0,759 índice foliar (if) gaussiano 167.000,0 484.500,000 192,770 0,996 0,183 0,655 variables según resultado del análisis foliar n esférico 0,037 0,384 61,700 1,000 0,401 0,904 p gaussiano 0,00171 0,00471 130,760 0,999 0,376 0,637 ca gaussiano 0,00004 0,0021 8,310 0,000 0,000 0,979 k exponencial 0,007 0,0613 74,700 1,000 0,071 0,886 ln mg epp 0,03343 0,03343 – 0,000 – 0,000 cu esférico 0,132 2,765 45,200 0,819 0,150 0,952 ln fe exponencial 0,03240 0,1677 632,700 0,809 0,055 0,807 mn gaussiano 101,800 210,000 99,930 1,000 0,311 0,515 zn exponencial 0,100 87,870 37,800 0,161 0,091 0,999 b gaussiano 0,650 12,110 63,040 1,000 0,525 0,946 variables de rendimiento del cultivo plantas/m2 (pla) exponencial 1,287 3,294 589,200 0,472 0,072 0,609 mazorcas cosechadas/m2 (mc) exponencial 0,001 1,618 26,400 0,017 0,180 0,999 hileras por mazorca (nhm) epp 0,13455 0,13455 – 0,000 – 0,000 granos por hilera de mazorca (ghm) epp 0,88380 0,8838 – 0,000 – 0,000 peso con amero (pa) epp 320,31971 320,31971 – 0,000 – 0,000 peso sin amero (psa) epp 173,94948 173,94948 – 0,000 – 0,000 epp, efecto pepita puro; co, pepita, c, meseta; ra 2, r2 de variograma; rb 2, r2 de validación cruzada. de la fertilidad por sitio específico y establecer dosis requeridas de fertilizantes para cada una de ellas. igualmente, se encontraron otros factores limitantes de la producción, tal como ocurrió con el exceso de humedad durante el ciclo del cultivo, que afectó el rendimiento en algunas partes del lote. la metodología usada, con base en estadística descriptiva y geoestadística, mostró ser adecuada para la gestión de los datos y la toma de decisiones sobre fertilización. el análisis de los semivariogramas permitió identificar posibles distancias de muestreo con fines de manejo específico por sitio para los suelos analizados. sin embargo, se recomienda mayor investigación para adaptar la metodología agronomia 26-2 -profe194).indd 317 06/10/2008 19:41:22 318 agron. colomb. 26(2) 2008 figura 2. mapas de mc, ch1, ch2 y alpiii en un lote de maíz. centro agropecuario marengo, universidad nacional de colombia, mosquera. semestre b, 2006. ap1 y ap2 son subzonas para manejo específico por sitio y cam1 y cam2, subzonas de manejo convencional. agronomia 26-2 -profe194).indd 318 06/10/2008 19:41:24 rodríguez, gonzález, leiva y guerrero. fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz... 319 figura 3. mapas de n, p y k en un lote de maíz. centro agropecuario marengo, universidad nacional de colombia, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. ap1 y ap2 son subzonas para manejo específico por sitio y cam1 y cam2, subzonas de manejo convencional. agronomia 26-2 -profe194).indd 319 06/10/2008 19:41:25 320 agron. colomb. 26(2) 2008 tabla 10. costos de fertilizantes empleados en el lote 8 de maíz, centro agropecuario marengo, universidad nacional de colombia, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. insumo precio ($/kg)* cantidad utilizada en zonas para manejo específico por sitio (kg ha-1) cantidad utilizada en zonas de manejo convencional (kg ha-1) costo fertilizantes ap1 ($) costo fertilizantes ap2 ($) costo fertilizantes cam1 y cam2 ($)subzona 1 (ap1) subzona 2 (ap2) subzonas 1 y 2 (cam1 y cam2) urea 926 239,9 217,9 130,0 222,147 201,775 120,380 super fosfato triple (spt) 790 132,6 132,6 109,0 104,754 104,754 86,110 sulfato de potasio 1315 56 112 170,0 73,640 147,280 223,550 agrimins 1322 46 46 46,0 60,812 60,812 60,812 totales 461,353 514,621 490,852 * fuente: boletín sipsa 5(9), septiembre de 2006 tabla 11. rendimiento en bultos/ha y comparación de costos e ingresos para las subzonas ap1, ap2, cam1 y cam2. cultivo de lote de maíz, centro agropecuario marengo, mosquera (cundinamarca). semestre b, 2006. subzonas rendimiento (bultos/ha) ingresos* ($/ha) diferencia en costos frente a cam1 ($/ha) diferencia en ingresos frente a cam1 ($/ha) diferencia en ingreso neto frente a cam1 ($/ha) ap1 93,1 3’258.500 -29.499 2’327.000 2’356.499 ap2 38,1 1’334.200 23.769 403.200 379.431 cam1 26,6 931.000 – – – cam2 55,4 1’939.000 – 1’008.000 1’008.000 ap1 y ap2, subzonas para manejo específico por sitio; cam1 y cam2, subzonas de manejo convencional * $35.000 por bulto de 50 kg de mazorca para el 10 de julio de 2007 de la fertilidad por sitio específico y establecer dosis requeridas de fertilizantes para cada una de ellas. igualmente, se encontraron otros factores limitantes de la producción, tal como ocurrió con el exceso de humedad durante el ciclo del cultivo, que afectó el rendimiento en algunas partes del lote. la metodología usada, con base en estadística descriptiva y geoestadística, mostró ser adecuada para la gestión de los datos y la toma de decisiones sobre fertilización. el análisis de los semivariogramas permitió identificar posibles distancias de muestreo con fines de manejo específico por sitio para los suelos analizados. sin embargo, se recomienda mayor investigación para adaptar la metodología internacional utilizada a las condiciones particulares de los suelos agrícolas del país. el análisis del beneficio financiero, realizado mediante presupuestos parciales, muestra mejores resultados con la fertilización específica por sitio, al compararla con el manejo convencional. no obstante, se requiere mayor investigación en métodos económicos de muestreo de suelos, con el fin de reducir los costos para implementar el manejo por sitio específico de la fertilidad. agradecimientos los autores agradecen al instituto colombiano para el desarrollo de la ciencia y la tecnología francisco josé de caldas (colciencias) y a la universidad nacional de colombia, por la financiación de este proyecto de investigación. agronomia 26-2 -profe194).indd 320 06/10/2008 19:41:25 rodríguez, gonzález, leiva y guerrero. fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz... 321 literatura citada adrian, a.m., s.h. nor wood y p.l . mask . 20 05. producer’s perceptions and attitudes toward precision agricu lture technologies. computers and electronics in agriculture 48, 256-271. auernhammer, h. 2001. precision farming: the environmental challenge. computers and electronics in agriculture 30, 31-43. bongiovanni, r. 2004. la agricultura de precisión en la cosecha. idia xxi revista de información sobre investigación y desarrollo agropecuario 6, 85-90 boruvka, l., m. lenka, v. penizek, o. drabek y r. vasat. 2007. forest soil acidification assessment using principal component analysis and geostatistics. geoderma 140, 374-380. bouma, j., j. stoorvogel, b.j. van alphen y h.w.g. booltink. 1999. pedology, precision agriculture, and the changing paradigm of agricultural research. soil sci. soc. amer. 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doce tratamientos cada uno con cuatro repeticiones. la fitomasa seca y fresca de tallos y hojas se vió afectada principalmente por el sustrato. el tamaño del esqueje afecta la proliferación de raíces y tallos. la trc tuvo un efecto significativo en el peso fresco y seco de las plantas de romero. la turba retiene un gran contenido de humedad y esto hizo que el mayor contenido relativo de agua (cra) se presentara en este sustrato. la masa fresca y seca de raíces se vio influenciada principalmente por el tamaño del esqueje. el mejor tamaño de esqueje en la propagación de romero fue de 10 cm en todos los sustratos. el sustrato m fue el segundo mejor y tuvo una respuesta significativa frente a sn y caq. rosemary presents difficulties in sexual propagation because it does not flower easily and, when it does, the seeds present low viability. likewise, the rooting of stem cuttings of rosemary is slow. the objective of the present work was to evaluate the effect of different sizes of stem cuttings and substrates on the propagation of rosemary. three stem cuttings sizes of 6, 8 and 10 cm were taken from the apical part of one year old plants and rooted in 4 different substrates: black soil (sn), burn rice husk (caq), mixture of burn rice husk and black soil in 1:1 volume proportion (m), and canadian peat moss (trc), making a total of 12 treatments with 4 repetitions each one. the dry and fresh weight of stems and leaves were affected mainly by the substrate type. the size of stem cuttings affected proliferation of roots and stems. the trc had a significant effect on fresh and dry weight of rosemary plants. the canadian peat moss accumulated a high moisture contents making the highest relative water content (cr a) in this substrate. the fresh and dry weight of roots was influenced mainly by the size of stem cuttings. the best size of stem cuttings in rosemary propagation was 10 cm in all substrates. the substrate m was the second best one and had a significant benefit when compared with sn and caq. key words: relative water content, auxins, peat moss, rice husk. palabras clave: contenido relativo de agua, auxinas, turba, cascarilla de arroz. agronomía colombiana 25(2), 224-230, 2007 1 profesor asistente, grupo de investigaciones agrícolas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. jgalvarezh@gmail.com 2 ingeniero agrónomo, grupo de investigaciones agrícolas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. saints219@hotmail.com 3 ingeniero agrónomo, grupo de investigaciones agrícolas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. ingeniero8408@yahoo.es propagación y cultivos de tejido efecto de diferentes tamaños de esqueje y sustratos en la propagación del romero (rosmarinus officinalis l.) effect of different sizes of stem cuttings and substrates on the propagation of rosemary (rosmarinus officinalis l.). javier giovanni álvarez-herrera1, santos lusardo rodríguez2 y edinson chacón3 introducción el cultivo de romero (rosmarinus officinalis l.) es uno de los más importantes dentro del mercado de las plantas aromáticas y medicinales en el mundo. se utiliza como condimento y aromatizante de comidas. del romero se obtienen aceites esenciales estimulantes y tónicos medicinales para perfumería, aromaterapia y usos industriales. en 2002, colombia exportó romero a estados unidos a valores de 2,6 us$/kg con volúmenes de 285 t (proexport, 2002). así mismo, la producción del romero como hierba aromática condimentaria y especialmente como esencia, se perfila como una actividad promisoria (westervelt, 2003). fecha de recepción: agosto 23 de 2007. aceptado para publicación: diciembre 13 de 2007 2007 álvarez-herrera, rodríguez y chacón: efecto de diferentes tamaños de esqueje... propiedad suelo negro turba canadiense cascarilla de arroz quemada unidades densidad real 2,3 g·cm-3 densidad aparente 1,2 0,08 0,16 g·cm-3 porosidad 48 90-95 80-90 % qg(cc) 30-40 60 45-55 % ph 4,8 6,7 6 escala mo 4,80 85 % ca 1,58 6,4 0,024 cmol·kg-1 de suelo mg 0,27 4,3 0,018 cmol·kg-1 de suelo k 0,16 3,5 0,0039 cmol·kg-1 de suelo na 0,88 11 cmol·kg-1 de suelo p 9,25 0,08 mg·kg-1 tabla 1. propiedades fisicoquímicas de los sustratos utilizados en la propagación de romero. 225 qg(cc): contenido de humedad gravimétrico a capacidad de campo. en la actualidad, la escasa información e investigación sobre el romero se debe a que es un cultivo en expansión; esto es una debilidad, pues dificulta la competitividad y la óptima explotación de este producto (rivera, 2001). el romero es una especie que florece esporádicamente y cuando lo hace, sus semillas presentan poca viabilidad. del mismo modo su propagación vegetativa en la mayoría de las ocasiones presenta dificultad en el enraizamiento de los esquejes y cuando logran generar raíces su crecimiento es muy lento (lemes et al., 2001). en ensayos con semillas de romero, se encontró que 100 semillas pesan 0,1237 g. estas tienen un 40% de germinación y generalmente se requiere de 154 g para sembrar una hectárea. estos datos indican la baja eficiencia que tiene el propagar estas plantas sexualmente, ya que el porcentaje de germinación es muy bajo, la cantidad de semilla generada por la planta es muy baja y su obtención muy dispendiosa, lo que dificulta la fase de producción de material para el establecimiento de este cultivo (álvarez, 2003). lemes et al. (2001) probaron tres tipos de esquejes (yemas terminales intermedias, y con talón) plantadas en cinco sustratos: tierra y materia orgánica (7:3); materia orgánica y gravilla de roca silícea (1:1); zeolitas; materia orgánica de troncos de palma real; y meollo (subproducto de fabricación del azúcar de la caña), encontrando que los esquejes con mayor porcentaje de enraizamiento fueron los obtenidos a partir de las yemas terminales sembradas en zeolita. en otro ensayo, lemes et al. (2001) evaluaron diferentes auxinas y concentraciones de las mismas (ácido indol 3 acético (aia); ácido indol 3 butírico; ácido naftalen-acético (ana); 0, 50 y 100 ppm) encontrando que los esquejes no mostraron respuesta a los reguladores de crecimiento. no obstante, kumar y arugman (1980) evaluaron concentraciones de 5.000 mg∙l-1 de ana y aia encontrando hasta un 95 % de esquejes enraizados de romero. lemes et al. (2001) probaron esquejes de yemas terminales, intermedias y yemas terminales con talón y encontraron que el esqueje de más vigor es el proveniente de las yemas terminales; sin embargo, no hay referencias sobre un patrón o tamaño adecuado de esqueje que garantice la mayor viabilidad y velocidad de crecimiento en el momento de la propagación. westervelt (2003) evaluó un gran número de sustratos y encontró que los mejores resultados en cuanto a peso seco de la parte aérea y altura de planta se presentaron cuando se utilizó la turba como sustrato. al ser la turba un sustrato de costo elevado, es necesario buscar sustratos o mezclas de los mismos que puedan brindar resultados similares a un costo menor. el objetivo del presente ensayo fue evaluar el efecto de diferentes tamaños de esqueje y sustratos en la propagación de romero (rosmarinus officinalis l.) materiales y métodos el ensayo se realizó en el invernadero de vidrio de la facultad de ciencias agropecuarias de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, el cual se encuentra a una altitud de 2.782 msnm y tiene las siguientes coordenadas: longitud 73º 23’ oeste, latitud 5º 32’ norte. la temperatura exterior promedio es de 13 ºc y la temperatura interior de 16 ºc, la humedad relativa promedio es del 65% dentro del invernadero. se emplearon tres tamaños de esquejes tomados de la parte apical de plantas adultas de romero de hoja ancha de aproximadamente un año de edad. estos se plantaron en cuatro sustratos diferentes correspondientes a: suelo negro (sn); cascarilla de arroz quemada (caq); mezcla de cascarilla de arroz quemada y suelo negro en proporción 1:1 en volumen (m) y turba rubia canadiense (trc). en la tabla 1 se presentan las diferentes características de los sustratos empleados. 226 agron. colomb. 25(2) 2007 figura 1. altura final de plantas de romero en propagación con diferentes tamaños de esqueje y sustratos, clasificadas por sustrato. promedios con letras distintas son estadísticamente diferentes según prueba de tukey (p ≤ 0,05). el diseño estadístico implementado fue completamente al azar con dos factores que fueron los tamaños de esquejes y los sustratos en donde el primer factor tuvo tres niveles (6, 8 y 10 cm), y el segundo, cuatro (sn; caq; m y trc) para un total de doce tratamientos cada uno con cuatro repeticiones, lo que significa la evaluación de 48 unidades experimentales (ue). los esquejes de 10 cm presentaban tres nudos, los de 8 cm dos nudos y los de 6 cm un nudo, y se utilizó un esqueje por ue. una vez plantados los esquejes en los diferentes sustratos, estos fueron regados diariamente durante cuatro meses, aplicando la misma cantidad de agua que se evaporó en un tanque evaporímetro (29 cm de diámetro por 6,1 cm de altura) instalado en el invernadero. las variables de respuestas medidas culminando el experimento fueron: fitomasa fresca y seca de hojas, tallos, raíces y total, longitud promedio de ramas por planta, contenido relativo de agua, siguiendo la metodología propuesta por weatherley y barrs (1965). para el análisis de los datos se realizaron pruebas de normalidad. para las variables no normales se hizo un anova no paramétrico, mientras que para las variables que resultaron normales se realizó uno convencional. se realizaron pruebas de tukey al 5% para establecer los mejores tratamientos, y se hicieron correlaciones de pearson y análisis de componentes principales con el fin de observar las diferentes relaciones entre las variables medidas. se utilizó el paquete estadístico sas v.8e. análisis de resultados altura según el análisis de varianza para la variable altura no se presentan diferencias significativas respecto a los diferentes tamaños de esqueje, por lo cual el tamaño inicial del esqueje no tiene influencia en la altura final debido a que la respuesta a esta variable la define una serie de condiciones ambientales, del medio de propagación de las plantas y de la carga genética (lemes et al., 2001; taiz y zeiger, 1998). los sustratos presentaron diferencias significativas (figura 1). la turba fue el mejor sustrato seguido de la mezcla de cascarilla de arroz con suelo negro, con respecto a la cascarilla y el suelo negro. westervelt (2003) también encontró que las plantas más altas fueron sembradas en turba. son las condiciones fisicoquímicas de cada sustrato las que definen el comportamiento de la altura de los esquejes de romero cultivados (simon et al., 1984). al evaluar los sustratos turba y mezcla se observa que estos presentan un buen contenido nutricional, ph óptimo y adecuadas condiciones de aireación y retención de humedad (tabla 1), lo cual garantiza las mejores condiciones para su crecimiento. esto se reflejó en la altura final de las plantas (figura 1), en cuyo caso los dos sustratos permiten lograr una buena altura de las plantas. caso contrario al suelo negro que presenta limitaciones por una débil estructura que favorece su rápida compactación, y al de la cascarilla de arroz, el cual es un sustrato inerte con poca retención de agua y nutrientes. el crecimiento de las plantas en altura es dependiente del aporte de agua, nutrientes, energía y aire que un medio pueda aportarle (singh y sainju, 1998). la combinación de turba con un tamaño de esqueje de 10 cm fue el tratamiento que mejores resultados presentó con un promedio de 35,15 cm, el cual mostró diferencias altamente significativas con respecto a las demás combinaciones. fitomasa fresca y seca de tallos hojas y raíces la fitomasa fresca de raíces, tallos y hojas presentó diferencias significativas en la turba con respecto a la mezcla, ya que se formaron mayores cantidades de fitomasa fresca de raíces, tallos y hojas en las plantas que estaban cultivadas en este sustrato (figura 2). esto se debe a las propiedades fisicoquímicas de la turba, las cuales le garantizan al esqueje mejores condiciones para el enraizamiento y, por tanto, 227 figura 2. fitomasa fresca y seca de plantas de romero en propagación con diferentes tamaños de esqueje y sustratos. figura 3. fitomasa fresca y seca de tallos y raíces de plantas de romero, en propagación con diferentes tamaños de esqueje y sustratos, clasificadas por tamaño de esqueje. una mayor respuesta en la producción de fitomasa. la producción de materia fresca de tallos es un indicador del estado de vigor de una plántula (cárdenas, 1989). la turba es un medio favorable para la producción de fitomasa fresca ya que presenta un alto contenido inicial de nutrientes, alta retención de humedad, una adecuada aireación y porosidad, que garantizan una mejor respuesta. la caq a excepción de m y sn presenta algunas limitaciones para la producción de peso fresco y seco, dentro de las que se destacan la de ser un material inerte con bajas concentraciones de nutrientes y con una retención escasa de humedad. por otro lado, el sn presenta limitaciones físicas (figura 2) como estructura débil y escasa retención de humedad, debido a que es un suelo que ha sido perturbado. las hojas, al ser el principal órgano sintetizador de carbohidratos de la planta (marschner, 2002; izco, 1997), deben tener un buen sustrato que le garantice un suministro adecuado de nutrientes. el sustrato turba favorece el crecimiento de las raíces debido a su contenido inicial de nutrientes alto y a su retención de humedad, lo que ayuda a una buena relación fuente-vertedero que se ve reflejada en la producción de fitomasa fresca y seca. para la fitomasa fresca y seca de tallos y raíces se presenta diferencias significativas respecto al tamaño de los esquejes. el tamaño de esqueje que presentó mejor respuesta fue el de 10 cm (figura 3) y mostró diferencias con los otros dos tamaños. esto sugiere que a mayor tamaño de esqueje este tendrá un mayor crecimiento, debido a que la alta concentración de fotoasimilados siempre se da en las partes terminales y está determinada específicamente por la concentración de sacarosa en las hojas (ho et al., 1989) y como en este caso la parte terminal tiene un mayor tamaño, hay una mayor acumulación de osmolitos que le garantizan al esqueje un mejor crecimiento y una gran producción de fitomasa fresca y seca. el tamaño del esqueje tiene una influencia directa en la respuesta a la fitomasa, ya que el esqueje al ser una porción de un tallo o rama, a medida que incrementa su tamaño garantiza una mayor acumulación y transporte de solutos en la planta. este, al presentar más número de nudos, hace que se produzca más brotes radicales lo que garantiza mayor absorción de nutrientes para la planta (aloni, 1987). la respuesta del esqueje de 10 cm sembrado en turba obtuvo la mayor producción de fitomasa (figura 3), ya que este tamaño tiene gran cantidad de reservas y al ser tomado de la parte apical de la planta el contenido de auxinas aumenta (álvarez, 2003), lo que induce una mayor división celular y un mayor crecimiento de las raíces. el mayor enraizamiento se da siguiendo el movimiento denominado transporte polar de auxinas, este hace que las auxinas se muevan más rápido hacia la parte inferior de los tallos (bandurski et al., 1993). esto coincide con lemes et al. (2001) quien afirma que los esquejes de yemas terminales presentan las mejores producciones de masa vegetal. 2007 álvarez-herrera, rodríguez y chacón: efecto de diferentes tamaños de esqueje... 228 agron. colomb. 25(2) 2007 figura 4. fitomasa fresca y seca de raíz, tallo y hojas de romero en propagación con diferentes tamaños de esqueje y sustratos, clasificadas por tratamientos. figura 5. longitud promedio de ramas en plantas de romero clasificadas por sustratos. promedios con letras distintas son estadísticamente diferentes según la prueba de tukey (p ≤ 0,05). con la mezcla de cascarilla de arroz quemada con suelo negro en proporción 1:1 se obtiene al igual que la turba un buen enraizamiento. la cascarilla de arroz quemada y el suelo negro por sí solos no reúnen las condiciones favorables para la propagación de las plantas. no obstante, su mezcla genera un sustrato con características apropiadas para la siembra de esquejes de romero (figura 4). longitud promedio de ramas la turba, al ser un sustrato con un buen porcentaje de aireación, hace que las raíces tengan una gran disponibilidad de oxigeno, lo que favorece los procesos de división celular y, por tanto, el crecimiento de las raíces (fonteno, 1996). esto hace que la parte aérea de la planta tenga una mejor actividad, pues incrementa la producción de esqueletos de carbono y de atp, importantes para la formación de proteínas, almidón, sacarosa, fructanos, ácidos nucleicos y lípidos (de visser, 1987). de esta manera, el proceso respiratorio de crecimiento se verá favorecido por lo que se generará una longitud promedio de ramas altas (figura 5). contenido relativo de agua (cra) el cra para los tamaños de esqueje no presentó diferencias estadísticas; en cuanto a los sustratos, sí. el sustrato que presentó un mayor cra fue la turba (figura 6). esto demuestra que para el cr a, las propiedades físicas de la turba brindan una mejor relación hídrica para la planta de romero mostrando unos niveles de estrés hídrico más bajos. lo anterior implica un incremento en la producción de hojas, las cuales son las encargadas de la hidratación y del aumento en los cr a (sánchez-díaz y aguirreolea, 1996). 229 figura 6. contenido relativo de agua (cra) en plantas de romero clasificadas por diferentes sustratos. promedios con letras distintas son estadísticamente diferentes según la prueba de tukey (p ≤ 0,05). una de las propiedades que tiene gran influencia en la respuesta al cra es la retención de humedad del sustrato, y esta debe tener valores altos para brindar a la planta la posibilidad de utilizar el agua como vehículo para sus funciones metabólicas. del mismo modo, la retención de humedad es función de la granulometría del sustrato y de la porosidad de las partículas que lo componen (calderón, 2001; calderón y cevallos, 2001). el cra tiende a ser constante bajo condiciones de invernadero, ya que el follaje generalmente no se humedece, contrario a lo que sucede en condiciones de cultivo a campo abierto, como lo expresa munné-bosch et al. (2000), quienes determinan que en las hojas de romero el cra de agua disminuye en el verano. así mismo, el cra de las hojas depende tanto del suplemento hídrico en los últimos días al corte como de las condiciones de humedad relativa y de temperatura presentes a la hora de realización de los muestreos (kaiser, 1987; munné-bosh et al., 2000). porcentaje de esquejes enraizados en cuanto al porcentaje de esquejes enraizados en cada uno de los sustratos, la trc presentó un 91,66% al igual que la mezcla m, que tuvo el mismo valor. el sn tuvo un 66,66% y la cascarilla un 50 % de enraizamiento. los sustratos con mejor respuesta en la propagación de romero fueron la mezcla y la turba, ya que estos le garantizaron condiciones favorables a los esquejes de romero y una mayor probabilidad de enraizamiento. para los tamaños de esqueje respecto al porcentaje de enraizamiento, los esquejes que presentaron una mayor respuesta fueron los de 10 cm, los cuales tuvieron un 81,25% junto con los de 8 cm que tuvieron el mismo valor. los esquejes con menor porcentaje de enraizamiento fueron los de 6 cm con un 62%. esto es debido a que el esqueje de 10 cm presenta una gran cantidad de meristemos, principales sitios de síntesis de auxinas, encargadas de estimular la inducción de raíces (salisbury y ross, 1994; marschner, 2002.). conclusiones • la fitomasa fresca y seca se vió afectada principalmente por efecto del sustrato. • la turba resultó ser el mejor sustrato para propagar esquejes de romero, garantizando un alto porcentaje de enraizamiento y mayor respuesta en la producción de fitomasa fresca y seca. • el mejor tamaño de esqueje en la propagación de romero fue de 10 cm sembrado en turba. literatura citada aloni, r. 1987. differentiation of vascular tissues. annu. rev. plant physiol. 38, 179-204. álvarez, m. 2003. ajuste y validación tecnológica en cultivo de plantas medicinales en antioquia. secretaría de agricultura y desarrollo rural de antioquia, colombia. bandurski, r., a.schulze, p. jensen, m. desrosiers, b. epel y s. kowalczyk, 1993. the mechanism by which an asymmetric distribution of plant growth hormone is attained. adv. space res. 12(1), 203-210. cárdenas, m. 1989. manual de plantas económicas de bolivia. segunda edición. editorial los amigos del libro, bolivia. 333 p. calderón, f. 2001. qué son los cultivos hidropónicos y el porqué de la hidroponía. pp. 1-20. en: calderón, f. 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losses may exceed 50% if control measures are not appropriate. for this reason, farmers use continuous applications of fungicides. prebiotics have been successfully tested in animals and humans in order to stimulate the growth of intestinal flora and fauna to improve digestion, achieve greater increases in weight, reduce infections and stimulate the immune system. in plants, there are no data on their effectiveness in disease control, for this reason, this research was conducted on the la esmeralda farm located in the town of silvana (cundinamarca, colombia); to evaluate the effect of a prebiotic (biokakimu®) and potassium dose on disease control. we determined the incidence and severity of anthracnose, and crop production. we used a complete block design with three replications and twelve treatments, each experimental unit consisted of six plants, for a total of 216 plants and an area of 1,350 m2. the crop was 18-months-old and consisted of the common red variety. the results showed that the foliar incidence, severity and production had significant differences between the various treatments, where the prebiotic k2o interaction showed favorable results for disease management in high doses of prebiotic (6 l ha-1). la antracnosis es la enfermedad más limitante en la producción de tomate de árbol, las pérdidas pueden ser superiores al 50% si las medidas de control no son oportunas. por tal razón el agricultor realiza aplicaciones continuas de diferentes fungicidas. los prebióticos han sido probados con éxito en animales y seres humanos con el fin de estimular el crecimiento de la flora y fauna intestinal para mejorar la digestión, lograr mayores incrementos de peso, reducir infecciones y estimular el sistema inmune. en plantas no existen datos sobre su eficiencia en el control de enfermedades, por tal razón se condujo esta investigación en la finca la esmeralda ubicada en el municipio de silvana (cundinamarca, colombia), con el objetivo de evaluar el efecto de un producto prebiótico (biokakimu®) y dosis de potasio sobre el control de la enfermedad. se determinó la incidencia y la severidad de antracnosis, y la producción del cultivo. se empleó un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones y doce tratamientos, cada unidad experimental estuvo constituida por seis plantas, para un total de 216 plantas y un área de 1.350 m2. el cultivo tenía 18 meses de sembrado con la variedad rojo común. los resultados mostraron que la incidencia foliar, la severidad y la producción, tuvieron diferencias significativas entre los diferentes tratamientos, donde la interacción prebiótico k2o presentó resultados favorables para el manejo de la enfermedad en dosis altas de prebiótico (6 l ha-1). key words: disease control, solanum betaceum cav., fertilization, fruit. palabras clave: control de enfermedades, solanum betaceum cav., fertilización, frutas. introduction the tree tomato (solanum betaceum cav.) is a wild plant adapted to shaded regions of temperate and cold areas with a high relative humidity, altitudes between 1,500 and 2,600 m, and average temperatures between 16 and 22°c; it can withstand temperatures of 0°c without serious harm. the water requirements are 1,500 to 2,000 mm annually. plants must be protected from the wind to prevent tearing of the fragile branches (angulo, 1990). the crop grows best in loose, deep and well drained soil that is rich in organic matter. to ensure adequate drainage and good moisture retention, soil texture can vary from loam to loam-sandy. the ph should be neutral or slightly acid from 5.5 to 6.5. it can grow on flat soils and soils with a maximum gradient of 50% (corpoica, 2000). within the health constraints are viruses such as the “oily stain” of nariño (salazar-gonzález et al., 2010), amv, cmv and plrv found in antioquía (jaramillo-gonzález et al., 2011) and plrv, cmv, tswv, and others that have been detected in live materials (álvarez et al., 2011). among the fungal type diseases, the fungus colletotrichum gloeosporioides penz. and the newly 231luengas-gómez, roa-vásquez, and orrego-vásquez: evaluation of a prebiotic and potassium for the control of anthracnose in the tree tomato discovered species colletotrichum acutatum (saldarriagacardona et al., 2008) are today a serious constraint to crop production for the tree tomato in all regions the country; causing crop losses exceeding 50%, forcing, in most cases, abandonment or crop substitution, usually after 3 years. the incidence and severity are so serious and the environmental cost so high that commercial crops under conditions of continuous use and with weekly fungicides have losses ranging from 10 to 25% of the harvested fruits (aranzazu, 2000). this disease attacks the leaves and fruits; in the foliage, color spots appear dark; in the fruits, injuries occur that affect the skin and occur when plants are in full vegetative growth if the humidity reaches 95% and the temperature is above 17°c, often resulting in losses of up to 90% (fnfh-asohofrucol, 2007). with the host attack by c. gloeosporioides, the disease is considered paramount and in the tree tomato, mango and guava, for example, it is one of the most limiting diseases. however, in avocado, citrus, papaya and passifloraceaes, it is secondary (saldarriagacardona et al., 2008; navarro and puerta, 1981). studies on the infection and epidemics of the disease have determined that the leaves, stems, young shoots, clusters, buds, flowers, sepals of the flower and fruit in any state are potentially susceptible to the fungus; reason enough for the definition of management alternatives that must develop integrated alternatives in the management of the tree and inoculum (rondon, 2004). according to luna and osorio (1993), so far what has been done to control the disease include suspension of irrigation, phytosanitation pruning, and chemical applications, these being the only control strategies used by producers, thus ignoring the whole behavior of seeded varieties to the disease, however, there are studies that can provide, in the medium term, the acquisition of tolerant or resistant materials as seen in the study of lobo et al. (2000), who found resistance to the disease in some accessions of c. uniloba. among the alternatives to control the disease, one sees the application of different levels of potassium to the soil. reuveni et al. (1997) cited the annual usda journal dedicated to plant diseases which says that the use of potash fertilizers has delayed more plant diseases than any other substance. when potassium helps plants resist disease it does so indirectly by strengthening the natural resistance mechanisms of plants. k strengthens stems against invading organisms; the cuticle hardens against attack by mildew and other infections, making the cells more turgid, less suitable for certain diseases that invade after rain falls. the complex relationship of k nutrition with metabolic functions and growth, as well as its interaction with other nutrients within the plant and soil, allow k to change the resistance or susceptibility to disease; huber and arny (1985) stated that potassium probably has a great effect on the disease, through a specific metabolic function that alters the environmental compatibility of the parasite-host relationship. k is also involved in the defense mechanisms of plants to pests and diseases. the incidence and severity of damage caused by insects and fungi are markedly reduced in plants nourished with k; this is due to the fact that high concentrations of k in the tissues favor the synthesis and accumulation of phenolic compounds, which act as inhibitors against insects and fungi. furthermore, k deficient plants exhibit less dense tissues as a consequence of reduced thickness of the cuticle and cell walls, less formation of sclerenchymatous tissue, and less lignification and suberization. plants nourished with k have an increased synthesis of material for cell wall formation. the accumulation of these phenolic compounds alter the osmotic balance of the cells and the exudates released by the plants have a higher concentration of these compounds, a situation which favors the development of diseases (dell, 1996). agrios (1996) described the importance of phenolic substances in inhibiting the establishment of pathogens in plants; phenols are attached to other particles such as non-toxic glycosides, which attempt to dissolve the active substances in bacteria and fungi; with the decomposition of these compounds formed by glycosides and phenols, phenols are released and become polyphenol oxidases, these polyphenol oxidases are fungitoxic, allowing the plant to respond to the invasion of the fungus. prebiotics have recently emerged as another alternative in the management of the disease; oligosaccharides are part of a group of substances which are known under the name of prebiotics. rather than preventing the onset of the disease or playing an essential role in the tissues of living organisms, their primary function is to serve as a source of energy to the set of beneficial microorganisms found in the organism (fia, 2008). according to rodríguez (2005), those food ingredients that stimulate bacterial action are considered prebiotics. non-digestible ingredients that stimulate the growth or activity of one or more types of bacteria in the foliage, in the plant rhizosphere as solubilizors, or organic matter mineralization are known as functional foods. a prebiotic beneficially affects the host by selectively stimulating the growth and/or activity of a limited number of bacteria that are already populating the foliage or rhizosphere, decaying organic matter. studies in the food industry have demonstrated the fungicide ability of prebiotics on penicillium 232 agron. colomb. 30(2) 2012 table 1. potassium and prebiotic doses for the evaluated treatments. treatment prebiotic dose per application (l ha-1) annual dose of k2o (kg ha-1) p2k200 2 200 p2k300 2 300 p2k400 2 400 p4k200 4 200 p3k300 4 300 p4k400 4 400 p6k200 6 200 p6k300 6 300 p6k400 6 400 p0k300 0 300 p4k0 4 0 p0k0 0 0 table 2. physical-chemical composition of biokakimu®. evaluated parameter concentration unit total oxidizable carbon (c) 34.49 g l-1 total nitrogen (n) 9.23 g l-1 c/n ratio 3.74 units total phosphorus (p2o5 ) 0.85 g l -1 potassium (k2o) 0.67 g l -1 calcium (cao) 0.25 g l-1 magnesium (mgo) 0.140 g l-1 sodium (na) 0.18 g l-1 iron (fe) 180.00 mg kg-1 copper (cu) 2.00 mg kg-1 manganese (mn) nd mg kg-1 zinc (zn) nd mg kg-1 vitamin h (c10h16o2n2s ) 7,019.44 µg l -1 suspended sodium 2.64 g l-1 ph 3.24 units electrical conductivity 11.00 ds m-1 density 1,0040 g ml nd: not determined. results and discussion significant differences were found between treatments, when using the duncan mean comparison test (tab. 3), showing that the number of affected leaves, leaf incidence and severity of the treatments that did not contain the prebiotic (10.12) presented values denoting greater presence of the disease and disease attack at the leaf level. one could argue that the initial response to the application of potassium was not effective in reducing the pathogen attack, contrary to what was stated by huber and arny (1985); but shows the application of potassium in 300 k g-1 increases the number and percentage of healthy fruits produced versus the absolute control, indicating that somehow applications of this element decrease the pathogen attack, similar to that found by mascarenhas et al. (1995) in the simplicissimum, a limiting fungus in milk production (cruz et al., 1999). the nutritional action of prebiotics is favored by the high content of biominerals, also known as organic minerals, protein minerals, bioplexes or metalloproteins: minerals transition (cr, mn, fe, co, ni, cu, zn), linked short-chain peptides having a higher capacity to increase the bioavailability of minerals in the organism tissues, with greater effectiveness if the molecular weight is less than 800 da and it has been proven that the ph and electrical neutrality are stable, showing high stability before and after being mixed with other raw materials (ramírez, 2008). in order to evaluate preliminary and exploratory applications of prebiotic substances, this study aimed to determine the effect of different doses of a commercially manufactured prebiotic (biokakimu®) and potassium fertilization of the soil in controlling anthracnose. materials and methods this study was developed on the la esmeralda farm, (sylvania, cundinamarca, colombia), with an elevation of 2,300 m a.s.l., 4°28’12.22” n, 74°22’14.9” w. we used a variety of common red tamarillo that was 18-monthsold, planted at a distance of 2.5 x 2.5 m. the experimental design used in this investigation was a randomized complete block with three replications. each experimental unit consisted of six plants for each of the 12 treatments (tab. 1), totaling 216 plants for the trial, with a total area of 1,350 m2. for the prebiotic, biokakimu® was used, with the product characteristics seen in tab. 2. during the course of the experiment, three applications of the prebiotic were employed, with the first application during week one and the following applications with an interval of 3 weeks. for the potassium fertilizer, kcl was used and performed in the first and fifth weeks. during the trial, no pests or diseases were seen. the response variables evaluated were incidence and severity, conducting weekly sampling of the six plants of each experimental unit. we counted the total number of leaves and the number of affected leaves and established the percentage of leaf area affected by visual estimation; on the same plants, the total fruit number was counted weekly and the number of healthy fruits was counted at harvest; yield was evaluated on crops fortnightly, when the production of the six plants of the experimental units was weighed. the data were processed in spss® 11.5, performing variance analysis and comparing the means by duncan’s test at a significance level of 95%. 233luengas-gómez, roa-vásquez, and orrego-vásquez: evaluation of a prebiotic and potassium for the control of anthracnose in the tree tomato control of phomopsis sp. in soybean and by junior et al. (2003) for cercospora coffeicola in coffee. the prebiotic treatments had significant differences when compared with the control with respect to the amount of healthy fruits and percentage thereof. with respect to production, there were significant differences between almost all the treatments that had some dose of potassium and the prebiotic versus the absolute control; only treatments 3 and 10 showed statistical similarity. by observing the correlation analysis (tab. 4), one sees the explanation of the response; the yield per plant was determined by the number of good fruits per plant and these depended on the incidence and severity of the disease rather than the amount of total leaves, i.e. it can be established that the reduction in production depends not on the number of leaves of the source but on the health of these, while the foliar incidence and severity determined the number and percentage of healthy fruits. if measures of effective control are not done timely, losses could reach close to 100%, as discussed by some authors (aranzazu and rondon, 2001). in order to find differences between the absolute control and treatments with mixtures of the prebiotic and potassium, a 3 × 3 factorial analysis of the first nine treatments was used; determining for the prebiotic potassium factors, the doses with the most efficiency within the trial for controlling anthracnose. as shown in tab. 5, it appears that the prebiotic k 2o interaction generates a type of tolerance to the pathogen attack. table 3. duncan mean comparison test for the treatments. treatment affected leaves leaf incidence leaf severity number of healthy fruits healthy fruit (%) production per plant (g) p2k200 13.4 a 8.1 ab 51.1 bc 23.1 ab 48.8 cde 1452 de p2k300 15.5 ab 13.0 d 60.0 d 20.9 a 38.45 b 711 a p2k400 17.9 bc 9.3 bc 50.0 bc 30.2 c 53.74 e 1217 cd p4k200 20.0 cd 10.5 c 49.7 bc 40.8 d 50.24 de 1174 cd p3k300 19.3 cd 12.8 d 55.0 cd 32.0 c 51.28 de 1111 cd p4k400 15.2 ab 8.9 abc 45.8 b 29.4 bc 54.71 e 1045 bcd p6k200 13.7 a 6.8 a 37.5 a 30.2 c 65.91 f 1946 e p6k300 22.1 d 7.5 ab 39.2 a 44.9 de 67.09 f 1941 e p6k400 13.1 a 7.5 ab 36.7 a 34.1 c 69.65 f 2613 f p0k300 28.0 e 10.2 c 71.1 e 29.1 bc 40.26 bc 896 ab p4k0 18.9 bcd 10.4 c 59.2 d 33.0 c 42.96 bcd 999 bc p0k0 44.5 f 18.7 e 74.7 e 47.9 e 25.11 a 731 a mean values followed by distinct letters are not significantly different according to duncan’s test (p≤0.05). see abbreviations in tab. 1. table 4. linear correlation analysis of the response variables. correlations production per plant collected fruits incidence severity healthy % healthy production per plant 1 good fruits 0.839** 1 good fruits (%) 0.307 0.718** 1 number total leaves 0.18 0.060 -0.013 incidence (%) -0.158 -0.465** -0.666** 1 severity (%) -0.282 -0.647** -0.861** 0.610** 1 ** highly significant (p≤0.05). * significant (p≤0.01). table 5. evaluation prebiotic dose and potassium dose factors. response factor variable affected leaves leaf incidence leaf severity number of good fruits good fruit (%) production per plant (g) prebiotic (l ha-1) 2 15.6 a 10.1 a 53.7 a 24.7 a 47.0 a 1126.7 a 4 18.1 b 10.8 a 50.2 b 34.1 b 52.1 b 1110.0 a 6 16.3 a 7.3 b 37.8 c 36.4 b 67.5 c 2166.7 b potassium (kg ha-1 yr-1) 200 15.7 a 8.5 a 46.1 a 31.4 a 55.0 b 1524.0 a 400 19.0 b 11.1 b 51.4 b 32.6 a 52.3 ab 1254.3 b 600 15.4 a 8.6 a 44.2 a 31.2 a 59.4 a 1625.0 a mean values followed by distinct letters are not significantly different according to duncan’s test (p≤0.05). 234 agron. colomb. 30(2) 2012 as the analysis shows, there is a prebiotic k 2o ratio which is the most effective for controlling the pathogenic disease. the most promising result to stop the development of the disease was observed with doses of 6 l ha-1. the best dose, as a smaller number of affected leaves was found, was with low doses of the prebiotic. but, this measure is affected because it does not generate a clear trend of what it does, because the number of leaves is not similar in all sampling units, therefore the percentage of and affected leaves make more reliable parameters for evaluation. the percentage of affected leaves showed no statistical difference for the treatments with higher and lower doses of the prebiotic and k2o. the incidence rates were evaluated directly on the affected leaves, independent of the degree of severity that was reached, since for this case the incidence is a percentage of affected leaves over the total number of leaves, but does not indicate the degree of affected leaf area and its relationship with the yield (dell, 1996), reported that potassium is a precursor of defense mechanisms; and incidence and severity are significantly reduced in plants nourished with potassium. this is because high concentrations of k in tissues favor the synthesis and accumulation of phenolic compounds, which act as inhibitors of fungi. severity is a parameter that complements the plant response to attack by a pathogen. in this regard, it was found that the highest dose of the prebiotic decreased or prevented the increase of the disease. prebiotics can be regarded as precursors of active resistance when defense reactions are activated as soon as the parasitic organism invades the plant tissue. the production of compounds such as pisatin in pea, hydroxyfphseolin in soy and phaseolin in beans enhances cells around the site of penetration or injury and the biostatic or biotoxic activity, and has a very broad range: against a large diversity of microorganisms; this active defense is limited to the site of injury or attempted infection (niks and lindhout, 2003). another active defense mechanism is the production of pathogenesis related proteins (pr). the plant produces such proteins as a response to infection, injury bite or other stress. pr proteins systematically occur throughout the plant. plants producing pr proteins show a high level of resistance against many natural enemies. this effect is called induced resistance or acquired systemic resistance (soliver and knight, 2003). the number of flowers variable had significant differences for the prebiotic factors, with the highest dose having generated a greater number of flowers per plant (data not shown). it is possible that this effect is not attributable to floral induction, but to a greater possibility of flowering in healthy plants than in sick ones. conclusions applying mixtures of potassium and biokakimu can generate a lessened effect of anthracnose on the tree tomato. the doses that showed better responses in terms of fruit production per gram were: prebiotic (6 l ha -1) and potassium 400 kg ha -1, representing a good alternative in the integrated management of the disease, even though severity and incidence of the disease have increased with increasing doses of potassium. the application of prebiotics and potassium is a viable alternative for the integrated management of anthracnose in the tree tomato, and therefore a possible reduction in the application of fungicides, bringing the fruit market a product with less traces of pesticides. based on these results, we recommend the application of prebiotics in doses of 6 l ha -1 and potassium in doses of 400 kg ha -1 (this can increase fruit production) in the cultivation of the tree tomato as a supplementary measure within an integrated management of the disease and cultivation. there should also be a marginal analysis of the cost-benefit ratio in future studies to look at the feasibility of applying probiotics, its viability in crops and to address its management with fungicides. acknowledgements the authors wish to thank sisvita biotechnologies s.a., especially dr. francisco ramirez, for his constant support and guidance. conflicts of interest: this manuscript was prepared and reviewed with the participation of all the authors, who declare that there is no conflict of interest that threatens the validity of the results presented. financing: “this study was funded by the authors in collaboration with sisvita biotechnologies s.a.” literature cited agrios, g.n. 2005. plant pathology. 5th ed. academia press, new york, ny. álvarez, j.a., j.m. cotes, and m. marin. 2011. detección de virus asociados al material de siembra de tomate de árbol en colombia. biotecnología en el sector agropecuario y agroindustrial 9, 43-50. angulo, r. 1990. el cultivo de tomate de árbol. federación nacional de cafeteros, bogota. aranzazu, f. 2000. antracnosis en tomate de árbol (colletotrichum gloeosporioides penz.) avances en aspectos epidemiológicos. corpoica, manizales, colombia. aranzazu, h. and j.g. rondón. 2001. manejo productivo del cultivo del tomate de árbol (solanum betacea) y de la antracnosis 235luengas-gómez, roa-vásquez, and orrego-vásquez: evaluation of a prebiotic and potassium for the control of anthracnose in the tree tomato (colletotrichum gloeosporiodes (penz.), penz. y sacc). corpoica, bucaramanga, colombia. corpoica. 2000. manejo productivo del cultivo de tomate de árbol y de la antracnosis (colletotrichum gloeosporioides penz). technical manual. bogota. cruz, r., v. d árcádia, j. belote, m. de oliveira, c. dorta, and l. dos santos oliveira. 1999. properties of a new fungal bgalactosidase with potential application in the dairy industry. rev. microbiol. 30, 265-271. dell, b. 1996. diagnosis of nutrient deficiencies in eucalyptus. pp. 24-32. in: attiwill, p.m. and w.s. nielsen (eds.). nutrition of eucalyptus. csiro publishing, cleveland, oh. fia, fundación para la innovación agraria. 2008. desarrollan innovador método para producir compuestos prebióticos. in: http//www.bioplanet.net; 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only tomatoes grown organically had slightly lower total phenolic contents. in both cultivation methods, tomato plants inoculated with amf (glomus sp.) built higher lycopene content in fruits than those without inoculation. organic grown tomatoes increased b-carotene and total phenolic contents in fruits as a result of the amf treatment. amf applications increased root fresh weight but not shoot fresh weight. the improved growth and nutrient acquisition in tomato demonstrated the potential of amf colonization for increased antioxidant compounds in fruits. white fly (trialeurodes vaporariorum) was controlled successfully with application of diatomaceous earth fossil shield® 90 in organic treatments as well as with applaud® in the conventional cultivation methods. los frutos de tomate son ricos en compuestos antioxidantes que han sido reconocidos como benéficos para la salud humana y los manejos hortícolas pueden influir la concentración de estos metabolitos secundarios. los hongos formadores de micorrizas arbusculares (hfma) pueden influir en la absorción de nutrientes y agua por la planta. el estudio, llevado a cabo en invernadero, examinó si tomates ‘vitella f1’, cultivados orgánicamente, se diferencian en su contenido de licopeno, b-caroteno y fenoles totales en los frutos de tomates manejados convencionalmente. los tratamientos fueron los métodos de cultivo: convencional, orgánico, convencional+hfma y orgánico+hfma. comparando los métodos de cultivo, no se encontró ninguna diferencia significativa para los parámetros nutritivos analizados; solamente tomates manejados orgánicamente tuvieron un contenido de fenoles totales un poco menor. en los dos métodos de cultivo, las plantas inoculadas con hfma (glomus sp.) formaron contenidos más altos de licopeno en los frutos que los sin inoculación. los tomates manejados orgánicamente aumentaron su concentración de b-caroteno y de los fenoles totales a consecuencia del tratamiento con hfma. la aplicación de hfma aumentó el peso fresco del fruto pero no el del tallo. el aumento del crecimiento y la adquisición de los nutrientes en tomate demostraron el potencial de la colonización con hfma para incrementar la concentración de compuestos antioxidantes en el fruto. la mosca blanca (trialeurodes vaporariorum) fue controlada exitosamente con la aplicación de la tierra diatomaceous fossil shield® 90 en los tratamientos orgánicos y con applaud® en el cultivo convencional. palabras clave: cultivo orgánico, micorriza, carotenoides, propiedades nutracéuticas, mosca blanca, tierra diatomaceous. key words: ecological farming, mycorrhiza, carotenoids, antioxidants, nutraceutic properties, white fly, diatomaceous earth. agronomía colombiana 26(1), 40-46, 2008 fecha de recepción: septiembre 18 de 2007. aceptado para publicación: abril 9 de 2008 1 professor, institute for horticultural sciences, department urban horticulture, humboldt-universität zu berlin, berlin, germany. christian.ulrichs@agrar.hu-berlin.de 2 associate professor, agronomy faculty, national university of colombia, bogotá, colombia. gfischer@unal.edu.co 3 professor, institute for horticultural sciences, department phytomedicine, humboldt-universität zu berlin, berlin, germany. carmen.buettner@agrar.hu-berlin.de 4 associate researcher, institute for horticultural sciences, department urban horticulture, humboldt-universität zu berlin, berlin, germany. inga@entomology.de introduction tomatoes (lycopersicon esculentum mill.) are one of the most popular vegetables products. worldwide 124,000,000 t of tomatoes were consumed in 2005 (phn, 2007). for example, the annual per capita consumption in germany is about 19 kg, of which about 7 kg are fresh tomatoes and 12 kg tomato products (pauli, 2006). in colombia, tomatoes are the second most important vegetable crop with a production area of about 8,688 ha (241.987 t) in 2006 comparison of lycopene, b-carotene and phenolic contents of tomato using conventional and ecological horticultural practices, and arbuscular mycorrhizal fungi (amf) comparación del contenido de licopeno, b-caroteno y fenoles en tomate aplicando un manejo hortícola convencional y ecológico y hongos formadores de micorrizas arbusculares (hfma) christian ulrichs1, gerhard fischer2, carmen büttner3 and inga mewis4 41 and a per capita consumption of 9.34 kg·a-1 (pnh, 2007). tomatoes are rich in nutrients, especially potassium, folic acid, and vitamin c, and contain a mixture of different carotenoids, including vitamin a effective ß-carotene, as well as lycopene (wilcox et al., 2003). variation in the concentration of these compounds has been the focus of much recent research on how genetics and cultural management contribute to fruit composition (dumas et al., 2006). fruits and vegetables have received particular attention from researchers and nutritionists because they contain high amounts of known antioxidants such as polyphenols, ascorbic acid, tocopherol, b-carotene, lycopene and many others (lenucci et al., 2006). lycopene, i n cont ra st to ot her c a rotenoid s wh ich are provable in a high number of different fruits and vegetables, is found mainly in few red varieties of fruits and vegetables, in which it is responsible for their typical color. high concentrations of lycopene contain tomatoes and tomato products, but also water melons and pink grapefruits, as well as carrots. ripe tomatoes especially have high lycopene content. the average lycopene supply for human consumption in germany is 1.28 mg·day-1, of which tomatoes and especially tomato products provide the most important sources of lycopene (pelz et al., 1998). in contrast to many other secondary plant compounds, the bioavailability of lycopene does not decrease automatically by processing, but rather can be significantly increased (gartner et al., 1997). carotenoids, which include lycopene and b-carotene, are found in species that tend to be the most effective naturally existing radical sequesters for oxygen (dimascio et al., 1989). oxygen radicals are formed, for example, by photo-chemical reactions during light absorption and are highly reactive. they can oxidize different amino acids in proteins, nucleic acids and unsaturated fatty acids. franceschi et al. (1994) found in a statistical investigation, in the north of italy, that the consumption of tomatoes rich in lycopene leads directly to a decreased incidence of cancer in mouth, pharynx, esophagus, stomach, large intestine, and rectum. in numerous epidemiological studies, a positive correlation was also found between uptake of carotenoid and lycopene and lower cancer diseases and less cardiovascular diseases (levy et al., 1995; khachik et al., 1995; nagasawa et al., 1995; park et al., 1998; jain et al., 1999; lavelli et al., 2000). for some years now ecological culture practices have increased in many countries. with ecological farming, a holistic thought stands in the foreground which connects social, ecological and economic aspects of the long-term soil plant animal human being relationship. nowadays many discussions center around the extent to which ecological cultivation procedures affect value-giving secondary plant contents (brandt and molgaard, 2001). myccorhizas are the most widespread associations between microorganism and higher plants (marschner, 2002). arbuscular mycorrhizal fungi (amf) belong to the order glomales (zygomycota), are obligatorily biotrophic and form mutual symbiosis with about 80% of field-grown plants (barea and jeffries, 1995, öpik and rolfe, 2005). the fine roots that perform most of the uptake process are symbiotically associated with fungi which improve nutrient uptake, drought and frost tolerance and protect higher plants against pathogens. the fungi withdraw glucose form plant roots and act as a significant sink for carbohydrates (kottke, 2002). as a rule the fungus is strongly or wholly dependent on the higher plant, whereas the plant may or may not benefit (marschner, 2002). the present work aims to examine how conventional and ecological cultivation methods, and the application of arbuscular mycorrhizal fungi, affect the powerful antioxidant compounds lycopene, b-carotene and total phenols in greenhouse grown tomatoes. materials and methods tomato culture and application of mycorrhiza the following signs represent ecological tomato cultivation in contrast to conventional cultivation: seedlings only from ecological plant production, creation of optimum crop conditions and robust plants, longer distances between plants for better aeration, production grown only in the ground and an exclusively use of organic fertilizers. the foliar and brown rot-tolerant tomato variety vitella f1 (fa. nebelung, kiepenkerl pflanzenzüchtung) was used. in berlin, germany, seedlings were sown in a greenhouse at the end of april. weeds were removed manually during the whole experiment period. tomatoes were cultivated in pairs of of 5 m length rows (experiment group), with three repetitions and 2.5 plants/m. the experiment groups were randomized in three groups with an empty space of 2 m between groups. the plants were bound once per week or two weeks on an aluminum stick according to length of growth. water was supplied automatically through drip irrigation. in the conventionally grown tomatoes, a complete fertilizer (n:p: 2008 ulrichs, fischer, büttner and mewis: comparison of lycopene, b-carotene and phenolic contents... 42 agron. colomb. 26(1) 2008 k:mg 15:5:20:2) was used applying 50 g·m-2 of this fertilizer to the crop and after 60 days a second application of the same amount. the ecological grown tomato plants were fertilized with 3 l compost/m² at the same time. harvest occurred 10-13 weeks after plantation. the content of plant-available nitrogen was not measured with the standard soil analysis because it could change rapidly and these compounds are barely stored in soil, instead they leached quite quickly. due to the high n demand of tomato crops during their vegetation cycle, they had to be post-fertilized at the beginning of the experiment. for the mycorrhizal trials, tomato seeds were sterilized and were sown in sterile vermiculite (particles of 3-8 mm; fa. kakteen schwarz) for germination. the seedlings were transplanted in 1.5 l pots in 1:1 sand:vermiculite mixture. they were then inoculated with an arbuscular mycorrhizal fungus (amf) (glomus sp. spores on expanded clay, fa. amykor) and transplanted into sterilized substrate in a greenhouse incorporating 10 g expanded clay near the roots of each plant. the control plants received the same amount of expanded clay, however without inoculum. the plants were kept at 25/18°c day/night temperatures and 70% relative humidity. to examine the effects of mycorrhization, five plants were harvested for every cultivation method with five repetitions per plant, six weeks after transplanting in the greenhouse, and root weights were obtained. the amf was evaluated by staining 1 g of root mass, according to phillips and hayman (1970), and evaluated as described by giovannetti and mosse (1980). plant protection in the conventionally cultivated tomatoes, control of the white fly trialeurodes vaporariorum westwood was performed through the application of applaud® (tab. 1). in the ecological grown tomatoes, diatomaceous earth (de) fossil shield® 90.0s (1 g·m-2 leaf surface) was applied electrostatically 61 days after sowing. because many pests stay on the undersides of the leaves the diatomaceous compound was applied electrostatically. this method employs electrostatic forces of attraction that place a surface charge on the spray particles which increases spray deposition on plant surfaces (law, 2001). through this, a steady covering of the leaf upper and underside was achieved. one day after application of de, dust was washed from the leaves by the greenhouse sprinkler system to minimize reduction of photosynthetic rate (further details can be found at ulrich et al., 2008). after that, nettle broth was applied weekly with a hand spray bottle. the big nettle (urtica dioica l.) contains high amounts of iron and other mineral substances, flavonoids, carotenoids, vitamins a and c, phosphorus, potassium, nitrogen (of it 40% of ammonium nitrogen which is quickly plantavailable) and, most importantly, silicic acid which improves cell wall defenses. for the production of the nettle broth 1 kg of fresh nettle herb was cut in small pieces in 10 l of water, was brought for 5 min to cooking and 24 h allowed to draw. before applying, broth was cleaned by a sieve. the monitoring of the efficacy of pest control methods occurred through the application of yellow plastic boards. these were hung throughout the crop during the whole experiment period at a distance of 1 m and the number of caught adult t. vaporariorum evaluated weekly. soil analysis before transplanting of seedlings, three soil samples from the upper 20 cm were taken in three repetitions for every cultivation method (tab. 2). these soil samples were mixed and analyzed for every repetition separately according to standard procedures for nutrients, conductivity and ph-value. fruit analyses tomatoes were harvested 110 days after planting. for every repetition, 10 ripe tomatoes were harvested at random. the tomatoes were cut in small pieces immediately after culture system problem protection strategy conventional white fly, leaf aphids yellow boards, applaud® (250 g·l-1 buprofezin) one application at 0.27 l·ha-1, 61 days after sowing with the first incidence of white fly. grey mold (botrytis cinerea) teldor (500 g·kg-1 fenhexamid) once, 68 days after sowing. ecological white fly, leaf aphids yellow boards, additional weekly applications with nettle broth, starting from eight weeks after sowing. 61 days after sowing electrostatic application of diatomaceous earth fossil shield® 90.0s. table 1. plant protection methods used in tomato crops. 43 harvest, homogenized and filtered. the filtrate was kept at -70°c for the further analysis. to analyze carotenoids, 15 g of the filtrate were homogenized in 150 ml hexane acetone mixture (6:4) and afterwards supplied with 0.1 g mgco3. then the acetone was removed by washing fivetimes with a saturated nacl solution. the rest of the hexane solution was filtered at 0.45 μm and analyzed by high pressure liquid chromatography (hplc). the solvent was an acetonitril-methanol mixture (3:1), the hplc equipment was from fa. dionex. the total phenol contents were determined with folinciocalteau reagent (fa. merck). in the very alkaline environment, the total polyphenol contents are transformed by folin-ciocalteau reagent into a blue colour, whose concentration could be measured photo-metrically and calculated using straight line calibration as described by singleton and rossi (1988). statistical evaluations the mean comparison was performed for the fruit content analyses according to a variance analysis of tukeys hsdtest with a confidence level of 5%. results six weeks after myccorhizal inoculation no differences were found between the control and the amf application in shoot weight; however, significant differences in the root mass were found (tab. 3). an amf colonization of the roots could be observed under light microscope, where intercellular hyphae as well as arbuscules predominated. bet ween orga nica l ly a nd convent iona l ly cu lt ivated tomatoes, no difference in lycopene and b-carotene contents were found, but total phenolic contents were lower when ecological culture practices were used (tab. 4). on the contrary, amf application could increase lycopene contents of tomato fruits significantly under conventional and ecological cultivation methods, while b-carotene content was increased by amf significantly in ecologically cultivated tomatoes compared to those without mycorrhizal inoculum. total phenolics increased in ecological cultivated tomates with amf application (tab. 4). starting from the second cultivation week, adult t. vaporariorum were found on the yellow traps (fig. 1). the population increased in both cultivation treatments up to the 8th week. the application of applaud® or fossil shield® 90.0s reduced t. vaporariorum population clearly. in the conventional cultivation, after the applaud® application in the 8th week, a slow population increase up to week 13 was observed. compared to this curve, the population increase after the de treatment was lower in the ecological cultivation due to the weekly application of nettle broth. beside the white fly other pests, such as green peach aphid (myzus persicae) and black bean aphid (aphis fabae), were still found (in low population strength). discussion the higher root mass of amf plants (tab. 3 ) is in agreement with taiz and zeiger (2006) that root weight increases with the application of fungal material, which is unlikely to exceed 10% of the root weight. additionally, the better exploitation of the soil for inorganic nutrients and water culture ph-value e.c. (ds·m-1) total n (%) p (ppm) k (ppm) conventional 7.4 ± 0.4 0.30 ± 0.2 0.164 ± 0.06 51.6 ± 5.2 88.0 ± 8.0 ecological 6.8 ± 0.3 0.25 ± 0.2 0.150 ± 0.05 75.5 ± 4.9 74.5 ± 6.4 table 2. soil analysis before the start of the experiment. control amf-application shoot weight (g) 22.40 a* 23.52 a root weight (g) 7.08 a 8.57 b table 3. shoot and root fresh weight of tomatoes with and without mycorrhiza treatment, harvested six weeks after planting. *means between the two culture systems (same line) followed by different letters are significantly different at p ≤ 0.05 using tukey’s hsd-test. table 4. fruit substances related to fresh weight for conventionally and ecologically cultivated tomatoes, with and without mycorrhiza treatment. cultivation method lycopene (ppm) b-carotene (ppm) total phenolic content (ppm) conventional 9.87 a* 0.058 a 8.5 b ecological 9.37 a 0.061 a 7.9 a conventional + amf 10.55 b 0.083 ab 8.3 b ecological + amf 11.00 b 0.090 b 8.6 b *means of plant substances between the different cropping systems (same column) followed by different letters are significantly different at p ≤ 0.05 using tukey’s hsd-test. 2008 ulrichs, fischer, büttner and mewis: comparison of lycopene, b-carotene and phenolic contents... 44 agron. colomb. 26(1) 2008 (schopfer and brennicke, 2006) and the higher transport rates of assimilates from the aerial plant parts towards the roots (mengel and kirkby, 2001) in mycorrhizal infected plants could have played a role in enhancing root weight of these treatments. also manjarrez-martínez et al. (1999) found higher root volume in chili plants inoculated with glomus spp. than in those without (control) or with vermicompost, which they considered as caused by a direct effect of the mycorrhiza whereas increased assimilation of nutrients could not be exclusively attributed to the mycorrhizal hyphae but also to enhanced root growth of the host (marschner and dell, 1994), resulting in a higher export of nutrients and water to the aerial part. mycorrhized tomato plants did not produce higher shoot mass, contrary to findings of al-karaki (2000). the proved lycopene content amounted only approximately one third those found by holdon et al. (1999) for tomato fruits; however, it is known that the content can strongly vary according to the variety (lópez et al., 2001, toor et al., 2005). in general, the study showed that powerful antioxidant compounds such as lycopene and b-carotene were not reduced by organic culture practices. although limited to only a few rigorous controlled studies (lester, 2006), the literature supports the popular belief that organic fertilizer is superior to conventional synthetic fertilization in achieving more nutritious fruits or vegetables (asami et al., 2003). this hypothesis could not be confirmed in this experiment, especially since total phenolic content decreased in the ecological cultivated tomatoes. nor was it confirmed that the lower nitrogen concentration in the ecological cultivated soil is correlated positively with the production of secondary plant metabolites, such as phenols (norbaek et al., 2003). since fanasca et al. (2006) described that a high proportion of k in the nutrient solution increased quality attributes such as lycopene content, this may have played a role in our experiment because ecological soil had lower k content than the conventionally one and this could have led to the fact that the ecological cultivated tomatoes did not increase lycopene content. also no differences were found between conventionally and ecologically cultivated tomatoes in b-carotene content, which are supposed to be observed because lycopene is one of the precursors of bcarotene synthesis formed through cyclization of lycopene (heldt, 2003). in general, ecological treatments with amf-application increased carotenoid and total phenolic contents, while myccorhizal inoculation also increased lycopene content in conventionally cultivated tomatoes. a stimulation of the carotenoid metabolism in arbuscular mycorrhizal roots was already described by fester et al. (2002). the enhancement of water and soil nutrient uptake through amf inoculation can enhance photosynthetic performance (schopfer and brennicke, 2006), which in turn triggers an increase in synthesis of carotenoid pigments. carotenoids, which serve as accessory pigments in photosynthesis and also as photoprotective agents, are isoprenoid (terpenoid) compounds, which originate in the primar y carbon metabolism (taiz and zeiger, 2006). figure 1. development of the white fly trialeurodes vaporariorum over the whole experiment time in conventionally and ecologically cultivated tomatoes as well as plant protection with insecticides. application of fs = fossil shield 90.0s; app.= applaud (buprofezin); bs = nettle broth. 45 t he suc c e s sf u l c ont rol of w h ite f ly (tr i a l e urod e s vaporariorum) with diatomaceous earth fossil shield® 90 in organic treatments was the result of insect dehydration. this dehydration is a response to damage to the protective wax layer of the arthropods, in which cuticle lipids are absorbed by the silicate-containing particles and sink even into the wax layer of the insects (mewis and reichmuth, 1999; mewis and ulrichs, 2001b; prashanta, 2003). conclusions • growing tomatoes with ecological crop methods not only can protect air, plant and soil from contamination, but also maintain fruit antioxidant compounds such as lycopene and b-carotene. only phenolic content decreased slightly as compared to conventionally managed plants. • tomato plants inoculated with amf (glomus sp.) built higher lycopene and b-carotene content in fruits than those without inoculation, indicating that the higher nutrient and water uptake of mycchorizal plants increase growth and photosynthesis and in turn carotenoid synthesis. • electrostatic applied diatomaceous earth fossil shield® 90 can control white fly (trialeurodes vaporariorum) successfully in ecological cultivation methods. acknowledgements the authors wish to thank to dr. rebecca lee and dr. stanislav magnitskiy for critical reading of the english text. cited literature al-karaki, n. 2000. growth of mycorrhizal tomato and mineral acquisition under salt stress. mycorrhiza 10(2), 51-54. asami, d.k., y.j. hong, d.m. barrett, and a.e. mitchell. 2003. comparison of the total phenolic and ascorbic acid content of freeze-dried and air-dried marionberry, strawberry and corn using conventional, organic, and sustainable agricultural practices. j. agr. food chem. 51, 1027-1038. barea, j.m. and p. jeffries. 1995. arbuscular mycorrhizas in sustainable soil plant systems. in: varma a. and b. hock (eds.). mycorrhiza: structure, function, molecular biology and biotechnology. springer-verlag, berlin. pp. 521–560. brandt, k. and j.p. molgaard. 2001. organic agriculture: does it enhance or reduce the nutritional value of plant foods? j. sci. food agric. 81, 924–931. clark, m.s., w.r. howarth, c. shennan, and k.m. scow. 1998. changes in soil chemical properties resulting from organic and low-input 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ofrecidas a una pareja recién emergida de la avispa de 5 hasta 160 y se contó el número de adultos emergidos con los cuales se evaluó longevidad y fecundidad. adicionalmente se ajustó un modelo de respuesta funcional. la duración del ciclo de vida para las temperaturas evaluadas fue de 39 días en 14 ºc, 34 en 20 ºc, 19 en 26 ºc y 17 en 32 ºc. la longevidad fue de 7,5 (14 ºc), 7 (20 ºc), 5 (26 ºc) y 2,4 (32 ºc) días. la temperatura a la cual se pueden optimizar los parámetros reproductivos de esta avispa se encuentra entre 20 y 26 ºc. apanteles gelechiidivoris is a larvae parasitoid of tuta absoluta (lepidoptera: gelechiidae), an important pest for crops such as tomatoes and potatoes. the use of this insect as a controller has not been implemented efficiently due to the lack of knowledge of their biology, specifically their life cycle and the effect of external factors, such as the temperature in its parasitic capacity. the development and reproductive capacity of a. gelechiidivoris was evaluated in four thermal conditions: 14, 20, 26 and 32 °c. for the development assessment a cycle description was performed to determine the total cycle duration. thermal thresholds for each state were estimated using the lactin model and day degrees were found. to assess the reproductive capacity, different densities of the host were offered to a pair of recently emerged wasp of 5 until 160. the number of emerged adults was counted, and longevity and fertility of the emerged was evaluted. additionally, an adjustment of a functional response model was made. duration of the life cycle for temperatures was evaluated: from 39 days at 14 °c, 34 to 20 °c, 19 to 26 °c and 17 to 32 °c. the longevity was 7.5 (14 °c), 7 (20 °c), 5 (26 °c) and 2.4 (32 °c) days. the temperature at which you can optimize reproductive parameters of this wasp is between 20 and 26 °c. key words: apanteles gelechiidivoris, functional response, day degree, thermal range, life cycle. palabras clave: apanteles gelechiidivoris, respuesta funcional, grados día, rango térmico, ciclo de vida. fecha de recepción: 15 de febrero de 2008. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 proyecto financiado por la vicerrectoría de investigaciones de la universidad militar nueva granada y socolen. 1 estudiantes, universidad militar nueva granada, bogotá (colombia). johacuer@hotmail.com; nataliacordoba1552@gmail.com 2 docentes de biología aplicada, facultad de ciencias, universidad militar nueva granada, bogotá (colombia). ecologia@umng.edu.co agronomía colombiana 26(3), 417-426, 2008 biología y ciclo reproductivo de apanteles gelechiidivoris (hymenoptera: braconidae), parasitoide de tuta absoluta (lepidoptera: gelechiidae) biology and life cicle of apanteles gelechiidivoris (hymenoptera: braconidae) parasitoid of tuta absoluta (lepidoptera: gelechiidae) johanna bajonero1, natalia córdoba1, fernando cantor2, daniel rodríguez2 y josé ricardo cure2 introducción el gusano cogollero del tomate, tuta absoluta meyrick (lepidoptera: gelechiidae), es la segunda plaga de importancia en el cultivo de tomate (solanum lycopersicum) (garcía, 1993). este lepidóptero mina el follaje y los tallos de la planta, ataca las hojas jóvenes, las ramas y además perfora las flores y los frutos (garcía, 1993; de vis et al., 2001), lo que ocasiona una disminución en su potencial productivo. para el manejo de tuta absoluta se han evaluado estrategias diferentes al uso de insecticidas, entre las cuales se destaca el uso de parasitoides de huevos y larvas como trichogramma pretiosum (riley) y apanteles sp., respectivamente (de vis et al., 2001; garcía, 2002). con relación al uso de t. pretiosum se han reportado resultados de ensayos en laboratorio dirigidos a la evaluación de parámetros como las exigencias térmicas y tabla de vida con el fin de utilizar este parasitoide en programas de control biológico (pratissolli y postali, 2000; pratissoli, 2004; molina et al., 418 agron. colomb. 26(3) 2008 2005). aunque se destaca la importancia de apanteles, no existen estudios que confirmen su efectividad, así como no existen informaciones relacionadas con las condiciones o factores que afectan tal efectividad ni tampoco acerca de su biología básica. en el presente trabajo se determinaron aspectos de la biología y el ciclo reproductivo de apanteles gelechiidivoris marsh (hymenoptera: braconidae) en diferentes condiciones térmicas. materiales y métodos todos los ensayos se llevaron a cabo en los laboratorios de control biológico de la facultad de ciencias de la universidad militar nueva granada (umng), localizados en la estación experimental hacienda riogrande, a 2.580 msnm (4º 56´ n, 74º w) en el municipio de cajicá, cundinamarca, colombia. obtención del material entomológico para la realización de los experimentos se mantuvieron crías de la plaga y el parasitoide. para la cría de tuta absoluta se infestaron diez plantas de tomate de 70 días de edad con 20 hembras y 20 machos de la polilla, dentro de jaulas entomológicas de 70 x 60 x 60 cm. una vez las larvas de t. absoluta alcanzaron el tercer instar, doce días después de la infestación, se procedió a realizar los montajes de ciclo de vida y respuesta funcional. para la cría de a. gelechiidivoris se utilizaron cámaras de parasitación donde se dispusieron plantas de tomate con larvas de tercer instar de t. absoluta y se liberó una cantidad variable de adultos de la avispa guardando una proporción 1:1. determinación de los estados y tiempos de desarrollo de a. gelechiidivoris mediante un ensayo completamente al azar, con cinco repeticiones, se evaluó el efecto de cuatro niveles de temperaturas constantes: 14, 20, 26 y 32 °c sobre el ciclo de vida del parasitoide. las temperaturas se evaluaron una vez en incubadoras térmicas reguladas. la unidad experimental consistió en una caja plástica de 30 x 11 x 20 cm donde se dispusieron tres hojas de tomate infestadas con 200 larvas de t. absoluta de tercer instar y 30 adultos de a. gelechiidivoris en proporción 1:1. se realizaron muestreos destructivos en frecuencias acordes a la temperatura a evaluar: tres veces por semana (14 y 20 ºc) y diariamente (26 y 32 ºc). en cada muestreo se registró el estado de desarrollo de los individuos, además de medidas de longitud y ancho corporal, para lo cual se utilizó un microscopio estereoscopio con un aumento de 66x. los datos obtenidos se analizaron por medio de un anova con un nivel de significancia de 5%. adicionalmente se realizó una regresión lineal siguiendo el modelo de campbell y mackauer (1975): btay += donde y es la tasa de desarrollo, t es la temperatura, a corresponde al intercepto y b es la pendiente de la regresión lineal. se hallaron los grados día (ºd = 1/b) y el umbral mínimo de desarrollo (umd = -a/b). adicionalmente se realizó un ajuste al modelo de lactin (1995) para determinar las tasas y el rango térmico de desarrollo. r(t) = exp (pt) – exp (ptmtm-t) ∆ donde r(t) es la tasa de desarrollo a la temperatura t, p corresponde a un valor q10, tm es un máximo termal y ∆ es la amplitud del rango en que la temperatura tiene una influencia limitante para el desarrollo del insecto (lactin et al., 1995). capacidad parasítica de a. gelechiidivoris se realizaron ensayos constituidos por seis densidades de larvas t. absoluta (5, 10, 20, 40, 80 y 160 individuos) de tercer instar en tres condiciones térmicas diferentes (14, 20 y 26 ºc). cada tratamiento contó con cinco repeticiones constituidas por unidades experimentales con características semejantes a las que se describieron anteriormente. después de 24 horas de parasitación se retiraron las hembras de a. gelechiidivoris y las unidades experimentales se trasladaron a una cámara de cría (22 ºc, 12/12, hr 67%) hasta la emergencia de adultos del parasitoide. en cada tratamiento se registró el número de adultos de a. gelechiidivoris emergidos, teniendo en cuenta el sexo. se realizaron observaciones del comportamiento de búsqueda y parasitación. con los datos obtenidos se hizo un ajuste a un modelo de respuesta funcional tipo ii modelo de gutiérrezbaumgäertner (gutiérrez, 1996):       −= dpn edpna / 1 α donde na corresponde a individuos parasitados, α es la proporción de hospederos disponible para la parasitación, p es parasitoide, n es la población del hospedero, d corres4192008 bajonero, córdoba, cantor, rodríguez y cure: biología y ciclo reproductivo de apanteles gelechiidivoris (hymenoptera: braconidae)... ponde a la demanda per cápita de hospederos por unidad de tiempo y 1-α es igual a hospederos en refugio. determinación de la longevidad y emergencia de adultos de a. gelechiidivoris desarrollados a diferentes temperaturas para la determinación de la longevidad y emergencia de adultos se realizaron cinco repeticiones a diferentes temperaturas (14, 20, 26 y 32 ºc). en la unidad experimental se introdujeron parejas recién emergidas obtenidas de los ensayos anteriores a las cuales se les ofrecieron diariamente 15 larvas de tercer instar de t. absoluta. se registró la duración en días de los adultos y se llevaron las larvas parasitadas hasta emergencia. posteriormente se registró el número de hembras y machos emergidos por temperatura. resultados y discusión caracterización de los estados de desarrollo huevo: alargado y liso; la parte anterior es redondeada y la parte posterior presenta un gancho caudal, propio de los huevos himenopteriformes. después de ovipositado es traslúcido y a medida que el desarrollo transcurre se observa una zona más oscura en la parte central. las medidas de longitud y ancho se presentan en la tabla 1. se observó la presencia de más de un huevo por hospedero indicando que ocurre superparasitismo. tabla 1. medidas de la cápsula cefálica y longitud corporal de los estados de huevo, larva, pupa y adulto de a. gelechiidivoris a diferentes temperaturas (promedio ± error estándar). fase de desarrollo longitud (mm) ancho (mm) huevo 0,6±0,018 0,2±0,015 li 0,46±0,016 0,12±0,03 lii 1,49±0,045 0,29 ±0,05 liii 4,92±0,65 0,59±0,016 pupa 4,0±0,074 ---hembra 4,12±0,16 ---ovipositor 1,38±0,12 ---macho 4,08±0,12 ---larva: en la fase larval se observaron tres instares que morfológicamente presentan diferencias. instar 1: en la fase temprana la larva es del tipo caudatamandibulata (cardona, 1975) que posee una prolongación del cuerpo en forma de gancho en la parte posterior; la cabeza es cuadrada y grande en proporción al cuerpo (tabla 1). presenta unas mandíbulas prominentes y al final de este instar se encuentra solamente una larva por hospedero. monguí et al. (1986) reportan que existe competencia de tipo intraespecífico cuando se encuentra más de una larva por hospedero y se lleva al punto de canibalismo. sin embargo, según hagen y van den bosh (1968) y monguí et al. (1986), el superparasitismo ocurre en el laboratorio y no es común que se presente en campo. la larva tardía posee una cabeza más proporcional al cuerpo y el gancho caudal se observa más pequeño en comparación con la primera fase (figura 1, tabla 1). el color es traslúcido. instar 2: larva del tipo himenopteriforme. el gancho caudal se transforma en una vesícula anal de gran tamaño que, según narayanan et al. (1956), cumple una función respiratoria y está asociada con el sistema circulatorio, presentando la apariencia de una agalla sanguínea (cardona y oatman, 1975). hacia la fase tardía se puede observar el tubo digestivo claramente. el color es transparente al inicio y se torna opaco hacia el final de este instar (figura 1). instar 3: la vesícula anal presente en el instar anterior se mantiene. hacia el final la larva se torna más amarillenta y abandona el cuerpo de su hospedero (figura 1). las medidas de longitud y ancho se presentan en la tabla 1. pupa: en los primeros días aparecen dos manchas en la parte anterior que posteriormente formarán los ojos. el individuo presenta una constricción en la parte media del cuerpo, que lo diferencia del último instar larval. es del tipo exarata o libre (cardona y oatman, 1975). su forma es alargada y con una coloración amarillo pálido que se oscurece a medida que transcurre esta fase; al final su coloración es negra. las pupas pueden estar desnudas o cubiertas de un capullo cilíndrico formado por hilos blancos brillantes. hay una diferencia en el tiempo de desarrollo entre machos y hembras de 2 días en promedio. la longitud en este estadio es de 4,0±0,075 mm (figura 1). adulto: ambos sexos son de color oscuro, tienen 18 flagelómeros en las antenas, característica presente en los individuos que pertenecen a la subfamilia microgastrinae (campos, 2001), las alas son hialinas y se observa una mancha oscura en la región estigmática de las alas anteriores. existe una clara diferenciación entre sexos (figura 1). estimación de parámetros de desarrollo de a. gelechiidivoris utilizando el modelo de lactin (1995) se comparó la duración de cada estadio a las diferentes temperaturas evaluadas (tablas 2 y 3). los estados de huevo y larva guardan una gran similitud entre sí, mientras que la fase de pupa presentó un rango térmico y una temperatura letal máxima menor, lo 420 agron. colomb. 26(3) 2008 que lo convierte en un factor determinante en el desarrollo de esta avispa en lo referente a la temperatura. el hecho de que las primeras fases del ciclo de vida se desarrollen dentro del hospedero se relaciona con los umbrales de temperaturas encontrados. la larva de t. absoluta actúa como barrera térmica lo que no sucede en las últimas etapas de desarrollo que se encuentran totalmente expuestas al medio. según los datos presentados, a. gelechiidivoris posee un umbral mínimo general de desarrollo alrededor de 4 ºc; el umbral máximo general está alrededor de 33 ºc. para el estado adulto no fue posible ajustar el modelo debido a las altas tasas de desarrollo y la poca representatividad en datos que se presentaron a 26 y a 32 ºc. no se pudo realizar una estimación real de los parámetros que este modelo incluye. cardona y oatman (1975) observaron que a 35 ºc apanteles subandinus se desarrolla de forma desordenada, presenta una alta mortalidad y al final del ciclo no se obtienen adultos. posiblemente este registro es un indicativo de que la temperatura óptima no puede ser superior a 30 ºc para este estado y que el umbral letal máximo se encuentra alrededor de 35 ºc. adulto larva 1 pupa larva 3 huevo larva 2 figura 1. caracterización de los estados de desarrollo de a. gelechiidivoris. tabla 2. estimación de los parámetros del modelo lineal de tasa de desarrollo de a. gelechiidivoris. estado a b umbral mínimo °d r2 huevo 0,0334400 0,0154700 2,57 49,58 0,9332 larva 0,0161720 0,0049210 2,01 152,57 0,9217 pupa -0,0348870 0,0077230 4,51 129,48 0,3811 a, intercepto; b, pendiente; ºd, grados día. tabla 3. estimación de los parámetros del modelo de lactin para a. gelechiidivoris. estado rho ∆tº tmax huevo 0,10 8,92 38,92 larva 0,10 9,09 38,85 pupa 0,19 5,14 33,37 rho, tasa de crecimiento exponencial; ∆tº, delta de temperatura; tmax, temperatura máxima. 4212008 bajonero, córdoba, cantor, rodríguez y cure: biología y ciclo reproductivo de apanteles gelechiidivoris (hymenoptera: braconidae)... comportamiento de búsqueda y parasitación por parte de hembras de a. gelechiidivoris en el momento en que a. gelechiidivoris parasita las larvas de t. absoluta estas pueden encontrarse en el tejido medio de la hoja o expuestas sobre esta. en el primer caso, cuando la avispa localiza la mina, inmediatamente dobla el abdomen y coloca el ovipositor en posición vertical, al mismo tiempo realiza una elevación de las alas con el propósito de evaluar si hay presencia de la larva. este procedimiento lo realiza de 18 a 20 veces sobre la larva antes de retirarse de la mina. en el segundo caso la avispa sostiene con el segundo y tercer par de patas a la larva y vuelve a realizar el procedimiento anterior, con la diferencia que el ovipositor es introducido un menor número de veces y se lleva a cabo la parasitación de una forma más rápida. después de la evaluación del hospedero y posterior parasitación, a. gelechiidivoris lleva a cabo una limpieza tanto en la parte anterior como posterior del cuerpo. la limpieza en la parte anterior la realiza moviendo el primer par de patas delanteras sobre el aparato bucal y las antenas. posteriormente curva hacia arriba las antenas frotándolas sobre el primer par de patas, enseguida se toca las patas delanteras y vuelve a realizar esta acción con el segundo y tercer par de patas. la limpieza de la parte posterior implica el aseo del abdomen y el ovipositor con el tercer par de patas y apoyándose en el primer y segundo par. la avispa levanta el abdomen y las patas traseras para colocar las alas por debajo de estas, posteriormente comienza a limpiar las alas anteriores y posteriores. efecto de la temperatura sobre la actividad parasítica de a. gelechiidivoris la relación entre densidad del hospedero, temperatura y demanda del parasitoide se ajustó a un modelo de respuesta funcional tipo ii (figura 2), donde se presenta una tasa de ataque alta en las primeras densidades y se estabiliza a medida que la población del hospedero aumenta. este comportamiento pudo ocurrir porque las avispas son estimuladas para iniciar el proceso de parasitación en una concentración mayor del hospedero ya que se facilita el reconocimiento del huésped por parte del parasitoide (rincón y lópez, 1999). esta curva se ajusta al modelo de gutiérrez-baumgärtner. el promedio de larvas parasitadas aumentó a medida que las densidades de las larvas hospederas eran mayores. se obtuvieron valores de demanda de 6,87; 12,22 y 5,75 a temperaturas de 14, 20 y 26 ºc, respectivamente. estos resultados reflejan la parasitación en un día. para estimar el potencial de parasitación de la avispa es necesario tener en cuenta la longevidad que está ligada a la temperatura y los días en los cuales la avispa presente una mayor parasitación (figura 2). en ensayos realizados anteriormente en la umng se determinó que la tasa de oviposición muestra los valores más altos en los tres primeros días de la etapa adulta y disminuye con el tiempo. a 20 ºc se estableció un número mayor de individuos atacados. se registró un incremento en el parasitismo y se presentó una respuesta rápida en densidades de 5 a 40 lar0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 20 40 60 80 100 120 140 160 densidad n úm er o de la rv as p ar as ita da s d:12.22 d: 6.87 d: 5.74 20oc 26oc 14oc α: 0.37 α:0.51 α:0.41 d: 12,22 20˚c α: 0,37 α: 0,51 α: 0,41 n úm er o de la rv as p ar as it ad as 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14˚c 26˚c d: 6,87 d: 5,74 densidad figura 2. respuesta funcional de a. gelechiidivoris sobre larvas de t. absoluta a diferentes temperaturas: 14 ºc ( ), 20 ºc ( ) y 26 ºc ( ). 422 agron. colomb. 26(3) 2008 vas, posteriormente se produce la estabilización del modelo a una densidad de 80 larvas. a 14 y a 26 ºc a. gelechiidivoris registró una respuesta más rápida en densidades de 5 a 20 larvas de t. absoluta y se obtuvo una estabilización de la curva en una densidad de 40 larvas (figura 2). la tasa de búsqueda se vio afectada por la temperatura. a temperaturas bajas (14 ºc) la tasa de búsqueda presentó el menor valor (figura 2), debido posiblemente a la inhospitalidad del ambiente en el que se encontraba el parasitoide. a 20 ºc se registró una tasa de búsqueda intermedia, el mayor promedio de parasitación y demanda; esta temperatura es óptima para el desarrollo de la capacidad parasítica de a. gelechiidivoris (figura 2). a 26 ºc la tasa de búsqueda fue la más alta, pero la parasitación fue baja, lo que significa que a mayor temperatura el insecto puede verse forzado a incrementar su búsqueda y acelerar la parasitación, generando probablemente un gasto excesivo de energía. este resultado se relaciona con lo registrado por gutiérrez (1996) donde la tasa de movimiento es medida directamente por el costo respiratorio que se incrementa de forma lineal con la temperatura; además el calor es capaz de aumentar la temperatura corporal a niveles que pueden llegar a ser letales amenazando la supervivencia del insecto (denlinger y yocum, 1998); esto se relaciona con el comportamiento que presentó el parasitoide (figura 2). según cely et al. (2006), t. absoluta alcanza el umbral de daño económico cuando existen dos hembras por planta o 26 larvas por planta de tomate, dadas las características de a. gelechiidivoris como su especificidad y teniendo en cuenta las demandas presentadas por una hembra en 24 horas. proporción sexual de a. gelechiidivoris aunque no hay diferencia estadística en la emergencia de hembras y machos, a 14 oc se obtuvo un valor menor de los dos sexos representados en una proporción de 0,4 en los dos casos y un total de 139 individuos. a 20 oc las proporciones fueron de 0,72 para hembras y 0,62 para machos (pr (>f) 0,16). a esta temperatura se conserva la relación 1:1 entre machos y hembras y se registra una cantidad de 216 individuos emergidos; este valor supera lo obtenido a 14 y 26 oc (figura 3). a 26 °c se registraron valores de 0,61 para hembras y 0,40 para machos (pr (>f) 0,70). la emergencia de machos no fue mayor que la de hembras en ningún caso estudiado y se mantuvo una relación de 1:1 (figura 3). la cantidad total hembras machos (promedio ± error estándar). p ro po rc ió n se xu al d e a. g el ec hi id iv or is 14 20 26 temperatura (ºc) pr (>f) 0,16 pr (>f) 0,16 pr (>f) 0,70 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 figura 3. proporción de machos y hembras de a. gelechiidivoris emergidos a diferentes temperaturas. de individuos que se obtuvieron a esta temperatura fue de 137, valor cercano a lo registrado a 14 ºc. este resultado se relaciona con lo informado por foerster y nakama (2002) quienes afirman que a 14 ºc la cópula no es eficiente, por lo tanto la cantidad de machos es superior; en los resultados presentados se observó una cantidad igual de machos y hembras pero una cantidad menor en comparación con 20 ºc. a temperaturas extremas las condiciones de estrés son mayores y la cópula puede fallar y por lo tanto la siguiente generación tendrá una proporción menor de hembras (denlinger y yocum, 1998). longevidad y emergencia de a. gelechiidivoris en diferentes condiciones térmicas rodrigues et al. (2004) registraron que la longevidad se relaciona con la temperatura de una forma inversa: a mayores temperaturas se observa un periodo de vida adulta más corto. en este trabajo se encontró que a. gelechiidivoris presenta una mayor duración en su etapa adulta a 14 y 20 oc, con valores promedio de 7,4 y 7,0 días, respectivamente. a 26 oc la duración media fue de 4,8 días y a 32 °c la longevidad fue de 2,4 días; hubo diferencias significativas entre las temperaturas evaluadas (pr (>f) 1,906e-07 ***). según escobar et al. (2004), la longevidad de a. gelechiidivoris a 24 °c es de 10 días. dado que las condiciones de los experimentos son similares se puede sugerir que la temperatura donde a. gelechiidivoris tiene una mayor longevidad oscila entre 20 y 24 °c; cuando la temperatura sobrepasa este límite, la longevidad disminuye (figura 4). se estimó la emergencia como el número total de adultos generados por cada hembra proveniente de las diferentes temperaturas evaluadas. la mayor cantidad de adultos se encontró a 20 y 26 ºc, con valores promedio de 28 y 21, 4232008 bajonero, córdoba, cantor, rodríguez y cure: biología y ciclo reproductivo de apanteles gelechiidivoris (hymenoptera: braconidae)... tabla 4. duración promedio en días de los estados de huevo, larva, pupa y adulto de a. gelechiidivoris a diferentes temperaturas (promedio ± error estándar). 14 ºc 20 ºc 26 ºc 32 ºc huevo 5,8±0,66 3,0±0,28 2,4±0,22 2,0±0,0 la rv a larva i 4,0±0,28 2,6±0,22 2,2±0,18 1,20±0,18 larva ii 6,6±0,36 4,2±0,33 2,2±0,33 2,6±0,22 larva iii 6,2±0,33 5,4±0,22 2,6±0,22 2,4±0,22 pupa 15,0±1,33 9,6±1,85 6,8±0,59 6,0±0,98 adulto 8,6±1,0 6,9±0,99 5,4±1,04 1,8±0,33 pr (>f) 1,906e-07*** 3 2 4 5 6 7 8 9 10 d ía s 0 1 temperatura (°c) 14 20 26 32 figura 4. longevidad de adultos de a. gelechiidivoris en función de diferentes temperaturas (promedio ± error estándar). figura 5. promedio de adultos emergidos de a. gelechiidivoris a diferentes temperaturas (promedio ± error estándar). 1 p ro m ed io d e ad ul to s em er gi do s temperatura (°c) 4 20 26 32 15 20 25 30 35 5 10 0 pr (>f) 0,081 factores como la emergencia, fecundidad y longevidad son importantes en el estudio de la biología de un parasitoide porque, junto con otros, permiten contribuir en la determinación de su potencial como controlador. estos parámetros son afectados por factores abióticos, entre estos la temperatura que influye en la velocidad de desarrollo, comportamiento, alimentación y fecundidad (andrewartha y birch, 1954). de acuerdo con jervis y kidd (1996), la tasa de producción de huevos y la fecundidad en parasitoides varían con relación a la temperatura, y la influencia de la temperatura en la fecundidad de un enemigo natural puede determinar el consumo de presas. los datos obtenidos en este trabajo muestran que la longevidad no es el único factor que indica la efectividad del parasitoide, por ejemplo a 14 °c se registró una longevidad alta (figura 4) pero a esta misma temperatura la cantidad de adultos emergidos tuvo un valor bajo (figura 5). a 32 °c se registraron los valores más bajos para los dos parámetros por lo cual esta temperatura no se recomienda para la cría de este parasitoide. a 20 °c la longevidad presentó un valor superior (figura 4) y la emergencia tuvo el segundo valor más alto después de 26 °c (figura 5), temperatura a la cual la longevidad obtenida fue de 4,88 días (figura 4). el rango de temperatura recomendado para la cría de a. gelechiidivoris se encuentra entre 20 y 26 °c. conclusiones cuando se estudian las condiciones de desarrollo de un organismo controlador, se pueden determinar los factores que se deben tener en cuenta para el uso de éste programa de manejo de plagas. la temperatura afecta el desarrollo y otras características importantes como la fecundidad y la longevidad. según los resultados, la temperatura adecuada para el desarrollo de a. gelechiidivoris en condiciones de laboratorio es 20 ºc debido a que con esta temperatura no se afectan las fases de huevo, larva y pupa. el adulto presenta una capacidad parasítica con la mayor demanda, y la progenie generada es más numerosa y longeva lo que permite la utilización de este parasitoide en casos en que la plaga muestre las primeras evidencias de establecimiento y de poblaciones en desarrollo continuo; de esta forma se evitaría llegar al umbral de daño económico producido por la presencia de dos hembras por planta o 26 larvas por planta de t. absoluta. respectivamente (figura 5). no se encontraron diferencias significativas entre estas temperaturas (pr (>f) 0,72). a 14 y 32 oc se obtuvieron promedios cercanos de 19 y 7, respectivamente; hubo valores menores con respecto a las anteriores temperaturas (figura 5); no se presentaron diferencias estadísticas entre estas temperaturas (pr (>f) 0,87). 424 agron. colomb. 26(3) 2008 andrewarta, h.g. y l.c. birch. 1954. the distribution and abundance of animals. university of chicago press, londres. 793 p. arias, d. 2003. efecto de la temperatura en algunas variables de crecimiento poblacional de praon sp. 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colombiana 25(1), 7-15, 2007 fitomejoramiento, recursos genéticos y biología molecular desarrollo de un sistema de regeneración en papa criolla (solanum phureja juz et buck) var. yema de huevo clon 1 development of a regeneration system in papa criolla (solanum phureja juz et buck) var. yema de huevo clone 1 cristina diazgranados 1 y alejandro chaparro 2 resumen: en el presente estudio se obtuvo un 46% de regeneración en explantes sin cocultivo de solanum phureja (juzet et buck) variedad yema de huevo clon 1 con la utilización del medio cip-ms suplementado con reguladores de crecimiento (2 mg· l-1 zr, 0,02 mg· l-1 ana, 0,02 mg· l-1 ag3). a fin de mejorar los porcentajes de regeneración se modificó la proporción citoquininas:auxinas del cip-ms obteniéndose un 55% de formación de callo con concentraciones de 2 mg· l-1 zr y 0,04 mg· l-1 ana. posteriormente se evaluó el efecto de tres concentraciones de ácido giberélico (0,02 mg· l-1, 0,05 mg· l-1 y 0,1 mg· l-1) obteniéndose un 87,6% de callogénesis y un 48,6% de regeneración mediante la utilización de un medio que contenía 2 mg· l-1 zr, 0,04 mg· l-1 ana, 0,02 mg· l-1 ag3 en explantes bajo condiciones de cocultivo. estos resultados fueron corroborados en un segundo ensayo de regeneración bajo condiciones de cocultivo con agrobacterium tumefaciens cepa lba4404 transformada mediante el vector binario pnov022, de lo cual se obtuvieron porcentajes de callogénesis y regeneración muy similares. previamente se reportó un promedio de 4 ± 3,3 regenerantes por callo utilizando entrenudos de s. phureja mientras en este estudio se obtuvieron 15,2 ± 3 regenerantes por callo. palabras clave: auxinas, citoquininas, callogénesis, cultivo de tejidos. 1 grupo de ingeniería genética de plantas, departamento de biología, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: ecdiazg@unal.edu.co 2 profesor asistente, director grupo de ingeniería genética de plantas, departamento de biología, universidad nacional de colombia, sede bogotá. e-mail: achaparrog@unal.edu.co abstract: a 46% of regeneration was obtained for explants without co-cultive using the cip-ms medium (2 mg· l-1 zr, 0,02 mg· l-1 ana, and 0,02 mg· l-1 ag3) developed in the international potato center. in order to improve the regeneration percentages, it was modified the proportion cytokinins:auxins of the cip-ms medium, obtaining 55% callus formation having a concentration of 2 mg· l-1 zr and 0.04 mg· l-1 ana. afterwards the effect of gibberellic acid was evaluated in this medium with 3 concentrations (0.02, 0.05, and 0.1 mg· l-1) obtaining 87.6% callus formation and 48.6% regeneration using the medium 2 mg· l-1 zr, 0,04 mg· l-1 ana, 0.02 mg· l-1 ag3 in explants under co-cultive conditions. this results were corroborated in a second regeneration assay under the co-cultive conditions with agrobacterium tumefaciens lba4404 transformed by the binary vector pnov022: similar callus formation and regeneration percentages where obtained. it has been reported an average 4 ± 3.3 regenerants/ callus using s. phureja stems, whereas, in the present research, an average of 15.2 ± 3 regenerants/callus was reported. key words: auxins, cytokinins, callus formation, tissue culture. introducción solanum phureja es uno de los recursos genéticos colombianos de mayor importancia si se considera su alto valor nutricional, cualidades culinarias, economía y su alto potencial de exportación como producto exótico (porras, 2000). debido a estas características colombia solicitó y obtuvo la exclusión de solanum phureja fecha recepción: 13 de junio de 2006 aceptado para publicación: 06 de junio de 2007 agron. colomb. 25(1), 2007 8 del tratado internacional sobre recursos fitogenéticos (tirf) de la organización de las naciones unidas para la alimentación y la agricultura (fao), que fue ratificado por 48 países y entró en vigencia a partir de julio de 2004. en el anexo 1 del artículo 11 de dicho tratado se encuentra el listado de cultivos con acceso facilitado del género solanum y se excluye la especie s. phureja (fao, 2001). a pesar de ser cultivada en otros países andinos como perú, ecuador y bolivia s. phureja no se explota allí comercialmente en el nivel que lo hace colombia, que es su principal productor, con cerca de 150.000 toneladas por año que representan del 10 al 12% de la papa cultivada en colombia, y una área de siembra de 25.000 hectáreas aproximadamente (porras, 2000; ghislain y zhang, 2001). la variedad que más se cultiva es la yema de huevo, aunque en 2005 se liberaron las variedades colombia, latina y paisa por parte del programa de mejoramiento de papa de la universidad nacional de colombia (cevipapa, 2005). el presente trabajo se desarrolló con el clon 1 de la variedad yema de huevo que en adelante se denominará clon 1. el cultivo de la papa criolla es atacado por un gran número de insectos plaga y enfermedades que afectan su producción y su calidad; los agricultores acuden al uso de gran cantidad de plaguicidas químicos que representan casi el 20% de los costos totales de producción del cultivo, siendo por tradición la única alternativa de control ante los problemas fitosanitarios (porras, 2000; lópez y espítia, 2000). es necesario desarrollar herramientas biotecnológicas para el cultivo s. phureja, tanto para aprovechar la exclusión del tirf, como para proponer alternativas de solución a los problemas productivos. debido a esto, se trabajó en el establecimiento de sistemas de mantenimiento in vitro, así como en la micropropagación y regeneración con y sin cocultivo con agrobacterium tumefaciens, a fin de preparar las condiciones para futuros sistemas de transformación de plantas en esta especie. el cultivo de tejidos aplica el principio de la ‘totipotencia celular’ para regenerar plantas a partir de células aisladas no diferenciadas, órganos u otros tejidos vegetales, recurriendo a la capacidad de éstos para desdiferenciarse, rejuvenecerse y rediferenciarse nuevamente hasta formar una planta entera. este principio sólo puede hacerse evidente en presencia de un medio de cultivo adecuado, en el que los reguladores de crecimiento juegan un papel importante al ser los principales agentes de estas transformaciones celulares (slater et al., 2003; akbar y hakoomat, 2004). la totipotencia está determinada por la plasticidad de las células vegetales que, debido a su naturaleza, han desarrollado una gran habilidad para soportar condiciones extremas y expresan su potencial si se aplican los estímulos correctos. las condiciones necesarias para una regeneración eficiente varían entre las diferentes células y tejidos de la planta, así como entre especies y cultivares (slater et al., 2003; akbar y hakoomat, 2004). materiales y métodos los experimentos se desarrollaron en el laboratorio de biología molecular y cultivo de tejidos del grupo de ingeniería genética de plantas de la universidad nacional de colombia (igp-un), sede bogotá, adscrito al departamento de biología de la facultad de ciencias, y en el laboratorio de biotecnología de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, sede bogotá. obtención de explantes en trabajos anteriores realizados por el igp-un se determinó que los explantes más apropiados y que ofrecen mejores resultados para procesos de regeneración de brotes son los entrenudos de material in vitro del clon 1 de s. phureja con una longitud entre 0,5 y 1 cm, provenientes de plántulas entre cuatro y cinco semanas de edad (beaujean et al., 1998; carvajal, 2004). medios de regeneración a partir de un medio de regeneración desarrollado en el centro internacional de la papa (cip) por el dr. m. ghislain, que se basa en el medio ms (murashige y skog, 1962) y que fue suplementado con reguladores de crecimiento, el cual fue probado en estudios realizados anteriormente (carvajal, 2004), se buscó su optimización a fin de que ofreciera mejores resultados para la regeneración de brotes de plantas de s. phureja. a tal fin se realizó un ensayo en el que se probaron diferentes concentraciones de los reguladores de crecimiento zeatina ribósido (zr, citoquinina) y ácido naftalenacético (ana, auxina) con los que se suplementó el medio cip-ms. en este primer ensayo de regeneración se evaluaron seis tratamientos con diferentes concentraciones, cada tratamiento constó de tres réplicas cada una con 20 explantes (tabla 1). diazgranados y chaparro: desarrollo de un sistema de regeneración... 9 2007 tabla 1. concentraciones de citoquinina (zr) y auxina (ana) empleadas en el primer ensayo de regeneración. tratamiento* zr (mg · l -1 ) ana (mg · l -1 ) t1 2,0 0,0 t2 2,0 0,04 t3 2,0 0,02 t4 2,5 0,0 t5 2,5 0,04 t6 2,5 0,02 *se adicionó ag3 a una concentración de 0,02 mg· l-1 en todos los tratamientos. zr: zeatina ribósido, ana: ácido naftalenacético, ag3: ácido giberélico. en la siguiente fase se escogió el tratamiento en el que mejores resultados de regeneración se observaron entre los seis tratamientos probados anteriormente y, bajo condiciones de cocultivo con a. tumefaciens, se evaluaron tres concentraciones diferentes de ácido giberélico (ag3): 0,02 mg· l -1; 0,05 mg· l-1 y 0,1 mg· l-1. cada tratamiento contó con siete repeticiones y cada repetición con 15 explantes. el medio de regeneración que mejores resultados arrojó en este ensayo fue complementado con 50 mg· l-1 de ácido ascórbico para evitar la oxidación del material. con este medio se realizó un segundo ensayo que permitió corroborar los resultados obtenidos en el primer ensayo, a partir de cual se pudo obtener una segunda población de plantas regeneradas co-cultivadas. en este segundo ensayo de regeneración se dividió el proceso en dos etapas con el fin de asegurar mayores porcentajes de regeneración. se partió de 180 explantes de entrenudo repartidos en 12 réplicas, cada una con 15 explantes. condiciones de regeneración los explantes se mantuvieron en frascos de vidrio con el sistema tapa-tapón que consiste en una tapa metálica con un orificio que se sella con un tapón de gasa y algodón, metodología recomendada por chaparro (1999). los tratamientos fueron almacenados en un cuarto de crecimiento bajo las normas de bioseguridad requeridas, a una temperatura de 20 ± 3 ºc y un fotoperíodo de 16/8 horas. cada tres semanas se transfirieron los explantes a medios de cultivo nuevos para evitar el agotamiento de los nutrientes y los reguladores de crecimiento. los tratamientos se evaluaron semanalmente respecto de las siguientes variables: número de explantes con callo, número de callos con regenerantes, porcentaje de oxidación y porcentaje de clorosis. cocultivo esta fase corresponde a las primeras etapas de los procesos de transferencia de genes a genomas vegetales. para el cocultivo se usó el microorganismo a. tumefaciens cepa lba4404 que contiene el plásmido residente pal4404, el cual fue transformado con el vector binario pnov022 (santos, 2003) que contiene la construcción quimérica p35s–ip–t35s—pubq–pmi–tnos (figura 1); esta cepa fue cedida por el departamento de agricultura de los estados unidos (usda). las condiciones del cocultivo se estandarizaron a partir de la metodología propuesta por franco (1995) para lograr la transformación de s. phureja. una vez obtenidos los explantes de entrenudos se transfirieron a una caja de petri con medio ms líquido suplementado con asetosiringona a una concentración de 20 mg· l-1 y una concentración bacteriana de 1:50 de a. tumefaciens, manteniéndolos en agitación continua por 30 minutos a temperatura ambiente (franco, 1995; chaparro, 1999). posteriormente, los explantes se secaron sobre papel filtro para luego colocarlos en el medio de regeneración que se complementó con el antibiótico cefatoxime a una concentración de 250 mg· l-1 a fin de inhibir el crecimiento a. tumefaciens en el medio de regeneración (brasileiro, 1998; dale y hampson, 1995). análisis estadístico el análisis de los datos se realizó mediante el paquete estadístico sas® mediante análisis de varianza de una sola vía y la prueba de diferenciación de medias de tukey. resultados y discusión obtención de explantes según estudios previos desarrollados por carvajal (2004) se determinó que el mejor tipo de explantes para ser utilizados en procesos de transformación del clon 1 eran los provenientes de entrenudos. en este estudio se pudo confirmar que los entrenudos figura 1. cassette de expresión ubicado en la región del t-dna del vector binario pnov022 de agrobacterium tumefaciens. agron. colomb. 25(1), 2007 10 son mucho más manejables y sufren menos daños durante la manipulación lo que permite lograr mejores resultados en los procesos de formación de callo. además, se encontró que la longitud de explantes más apropiada está entre 0,5 y 1 cm: si la longitud es mayor tienden a oxidarse y si es menor, la manipulación se hace difícil y se dañan fácilmente. cocultivo la concentración bacteriana de 1:50 (agrobacterium/medio ms) fue utilizada con muy buenos resultados debido a que, después del proceso de cocultivo, los explantes no mostraron daños de oxidación o clorosis, alteraciones frecuentes cuando las concentraciones de bacterias son altas. esta concentración posibilitó usar un periodo de cocultivo directo de los explantes con la bacteria de 30 minutos con agitación constante que no ocasionaba daño a los explantes, los cuales presentaban un aspecto sano y color verde claro. con base en estos resultados se estableció un protocolo sencillo sin recurrir a un período extra de cocultivo en medio sólido. se consideró la recomendación de carvajal (2004) de trabajar sólo con cocultivo líquido, puesto que observó que después de una fase de cocultivo sólido los explantes se afectan severamente por la presencia de a. tumefaciens perdiendo su viabilidad a los pocos días debido a altos porcentajes de oxidación y clorosis. ensayos de regeneración en esta etapa de la investigación se determinaron las concentraciones de reguladores de crecimiento (citoquinina: zeatina ribósido, zr; auxina: ácido naftalenacético, ana; ácido giberélico, ag3) a utilizar en el medio de regeneración cip-ms que permitieran obtener resultados significativos en cuanto la formación de callo, callos regenerados y número de regenerantes. primer ensayo de regeneración: efecto de zr y ana en la formación de callo. se tomaron como variables de evaluación la incidencia de oxidación y de clorosis, así como la formación de callo, las cuales se midieron en términos de porcentaje como el número de explantes que presentaron el efecto biológico (oxidación, clorosis, callogénesis) sobre el número de explantes totales sometidos al tratamiento (figura 2 y tabla1). la aparición de la clorosis en los explantes es un factor determinante en la pérdida de unidades experimentales por lo que su control es fundamental para asegurar el éxito del ensayo. según los análisis estadísticos no hubo diferencias significativas entre los tratamientos evaluados. sin embargo, son notorias las diferencias en los porcentajes de incidencia de clorosis entre los tratamientos: en el t1 se perdió el 10% de los explantes, mientras que en el t3 no se observó pérdida de unidades experimentales por esta causa. así, la ausencia de ana en el medio de cultivo (t1 y t4) aumenta los porcentajes de clorosis mientras que a mayor concentración de ana la clorosis disminuye (t2 y t5) (figura 3 y tabla 1). ello se puede deber a que ana induce la proliferación celular y la elongación de las células vegetales (azcón-bieto y talón, 1993; kamara-keita, 2001), lo que permite una mejor absorción de los nutrientes por parte del explante y una consecuente reducción de la clorosis. figura 2. apariencia de callos con regenerantes de s. phureja obtenidos en el tratamiento t1 (2,0 mg· l-1 de zr). diazgranados y chaparro: desarrollo de un sistema de regeneración... 11 2007 en todos los tratamientos evaluados en este ensayo se observaron diferentes niveles de oxidación: el t1 presentó el mayor nivel de oxidación con 73,68% en comparación con el t2 que presentó un nivel de oxidación de 26,31%, el menor entre los tratamientos (figura 4). los tratamientos t1 y t2 tienen la misma concentración de zr pero difieren en la concentración de ana (tabla 1): el t1, que no tenía esta hormona en el medio de cultivo, presentó el porcentaje más alto de oxidación de todo el ensayo, lo que permitiría proponer que la presencia de ana en el medio juega un papel importante en cuanto a la disminución de la oxidación en los explantes. esto se puede deber a la acción que esta auxina ejerce sobre las células vegetales que favorece la regeneración del tejido vascular (salisbury y ross, 1992; booker et al., 2003). adicionalmente, se observó que una concentración alta de zr ayuda a disminuir el porcentaje de oxidación, como en los tratamientos 4, 5 y 6. en los tratamientos t3 y t4 se observó un porcentaje de oxidación similar, alrededor del 55%, pese a que las concentraciones de las dos hormonas empleadas en los tratamientos eran diferentes (figura 4 y tabla 1): esto confirma que la interacción entre zr y ana influye directamente en la respuesta de los tejidos vegetales. en las plantas las hormonas no actúan independientemente, siendo eficaces a concentraciones internas muy bajas cercanas a 1µm (salisbury y ross, 1992). en el análisis estadístico de la variable ‘formación de callo’ se encontró que el t3 difiere significativamente del resto de los tratamientos con un porcentaje de formación de callo de 80%, mientras que el t2 presentó 55%, el segundo porcentaje más alto. como se observa en la figura 5, t1 y t4, que carecían de ana en el medio de cultivo, presentaron los porcentajes más bajos en formación de callo, mientras que los tratamientos t5 y t6 que tenían una concentración de zr alta presentaron también disminución de la callogénesis. con base en lo anterior se puede inferir que el aumento de la concentración de ana en el medio de cultivo contribuye a la formación de callo por un efecto fisiológico favorable para la diferenciación y la división celular; así mismo, que el efecto del ana es más notorio que el producido por la zr (azconbieto y talon, 1993; ferreira y kieber, 2005). en la figura 5 y la tabla 1 se puede notar que una concentración mayor de zr, independientemente de la concentración de ana usada, no contribuye a la diferenciación del explante en callo. así, la concentración de 2,5 mg· l-1 de zr logró un promedio de 9% de figura 3. porcentaje de clorosis en los seis tratamientos del primer ensayo. cada tratamiento constó de tres réplicas, cada una con 20 explantes. tratamientos aplicados [en mg · l-1]: t1 (2,0 zr), t2 (2,0 zr + 0,04 ana), t3 (2,0 zr + 0,02 ana), t4 (2,5 zr), t5 (2,5 zr + 0,04 ana), t6 (2,5 zr + 0,02 ana). figura 4. porcentaje de oxidación en los seis tratamientos del primer ensayo. cada tratamiento constó de tres réplicas, cada una con 20 explantes. figura 5. porcentaje de callo formado en los tres tratamientos con ácido giberélico. cada tratamiento constó de siete repeticiones, cada una con 15 explantes. in c id e n c ia d e c lo ro s is ( % ) in c id e n c ia d e o x id a c ió n ( % ) tratamientos tratamientos tratamientos f o rm a c ió n d e c a ll o ( % ) agron. colomb. 25(1), 2007 12 formación de callo en los tratamientos en que fue empleada, mientras que una concentración de zr menor aumentó la formación de callo en 11,3% en promedio. este fenómeno se puede deber a que se requiere de un balance apropiado entre auxinas y citoquininas, como reguladores de crecimiento, para que la formación de callo tenga lugar; así mismo, concentraciones altas de auxinas favorecen la formación y el vigor de los callos (roca et al., 1993). teniendo en cuenta los resultados de las variables evaluadas se concluye que, bajo las condiciones de este ensayo, el tratamiento t2 con una concentración de 2 mg· l-1 de zr y 0,04 mg· l-1 de ana es el más promisorio de los tratamientos para el proceso de regeneración de explantes de s. phureja, ya que presentó la máxima formación de callo sin pérdidas ocasionadas por clorosis, presentando en conjunto mejores características que los otros tratamientos evaluados. efecto del ag3 en la regeneración. se seleccionó el mejor tratamiento resultante del ensayo anterior (t2: 2,0 mg· l-1 de zr y 0,04 mg· l-1 de ana) y se combinó con tres concentraciones diferentes de ag3 (0,02, 0,05 y 0,1 mg· l-1) para evaluar su acción sobre los explantes en la formación de regenerantes (figura 6). se tomaron en cuenta las siguientes variables: ‘porcentaje de explantes con callo’ y ‘número de callos con regenerantes’ (francis y sorrell, 2000), así como montoya y peña (2005) encontraron que el ag3 cumple un papel importante en la regeneración de plántulas a partir de callos, lo cual fue comprobado en esta investigación. según los análisis estadísticos, se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos respecto del porcentaje de explantes que formaron callo; así, la variación de la concentración de ag3 influyó en la generación de callos a partir de los explantes sembrados, independientemente de las concentraciones de zr y ana presentes en el medio. la menor concentración de ag3 (0,02 mg· l-1) permitió el mayor porcentaje de formación de callo con 87,5%; con 0,1 mg· l-1 ag3 presentó 67% y con 0,05 mg· l-1 ag3 alcanzó 57% (figura 6). las giberelinas son moléculas muy activas que con pocos microgramos, e incluso con nanogramos, son capaces de inducir distintos efectos fisiológicos (azcón-bieto y talón, 1993); es posible que por esta razón, y también por interacción con los otros factores de crecimiento, sólo se necesito una concentración baja para contribuir a la formación de callo debido a su capacidad de inducir la división celular. figura 6. porcentaje de callo formado en los tres tratamientos con ácido giberélico. cada tratamiento constó de siete repeticiones, cada una con 15 explantes. figura 7. porcentaje de regeneración en los tratamientos del segundo ensayo. se evaluaron tres tratamientos, cada tratamiento con siete repeticiones y cada una con 15 explantes. con respecto a la variable ‘callos con regenerantes’, es decir formación de callo, no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos. no obstante, los tratamientos 0,02 y 0,1 mg· l-1 ag3 presentaron en promedio casi 20% más de callos con regenerantes. como se observa en la figura 7, tanto el aumento como la disminución de la concentración de ag3 influyó en el aumento de callos con regenerantes. esto se debe a la capacidad de las giberelinas de actuar directamente sobre el ciclo celular induciendo a las células a sintetizar dna, facilitando así la división celular específicamente en los meristemos subapicales, lo que influye directamente sobre el crecimiento y elongación de tallos (azcón-bieto y talón, 1993). en este ensayo se encontró 48,6% de regeneración de callo en el tratamiento con 0,02 mg· l-1 ag3 , 33% en el tratamiento con 0,05 mg· l-1 ag3 y 49% en el tratamiento con 0,1 mg· l -1 ag3; como se observa el último tratamiento obtuvo la mayor formación de regenerantes por callo, pero evaluando los porcentaje de formación de callo el tratamiento que reúne mejores resultados es el tratamiento t1 con 0,02 mg· l-1 f o rm a c ió n d e c a ll o ( % ) 0,02 0,05 0,1 ag3 (mg · l -1 ) 0,02 0,05 0,1 ag3 (mg · l -1 ) r e g e n e ra c ió n ( % ) diazgranados y chaparro: desarrollo de un sistema de regeneración... 13 2007 ag3. de lo anterior se puede deducir que una proporción de hormonas zr:ana:ag3 de 100:2:1 resulta apropiada para la formación de regenerantes bajo estas condiciones (figura 2). este ensayo permitió obtener 520 regenerantes. segundo ensayo de regeneración. el segundo ensayo se dividió en dos fases con el fin de asegurar mayores porcentajes de regeneración. la primera fue la fase de formación de callo que se prolongó a lo largo de cuatro semanas en las cuales se evaluaron las variables ‘formación de callo’, ‘porcentaje de clorosis’ y ‘porcentaje de oxidación’. se partió con 180 explantes de entrenudo repartidos en 12 réplicas, cada una con 15 explantes. del total de explantes utilizados, 3,3% presentó clorosis y se perdieron por esta causa; 13,8% de explantes sufrió oxidación y de éstos 9,4% murieron, mientras que los demás explantes que presentaron oxidación se recuperaron (figuras 8 y 9). de los 180 explantes iniciales 157 sobrevivieron y presentaron formación de callo en muy buen estado, observándose 87,2% de formación de callo. la formación de callo comenzó a principios de la semana dos, durante la semana tres aumentó y en la semana cuatro se observaron los primeros brotes. la segunda etapa del ensayo fue la fase de obtención de regenerantes; para ello se usaron tres réplicas cada una con 10 callos escogidos entre los 157 obtenidos en la primera etapa. esta segunda etapa se prolongó por 15 semanas más, durante las cuales se evaluaron las variables ‘oxidación’, ‘número de callos con regenerantes’ y ‘número de regenerantes por réplica’. con respecto al porcentaje de oxidación observado en este ensayo se encontró que en la semana cero fue de 10% y fue aumentando progresivamente hasta alcanzar 100% de oxidación en el total de los explantes. el punto máximo de oxidación se dio en la semana 7 y se mantuvo hasta finalizar el ensayo en la semana 15, pero la oxidación que se presentó fue leve, lo cual contribuyó a que el desarrollo de los regenerantes no se viera afectado. el número de callos que presentaron regenerantes fue aumentando paulatinamente. como se observa en la figura 10, desde el primer momento la réplica tres mostró mayor número de callos con regenerantes a lo largo de todo el proceso; así mismo, a partir de la semana 11 todos los callos del ensayo presentaron formación de regenerantes aunque el número de regenerantes por callo varió. el número de regenerantes por réplica fue incrementándose progresivamente cada semana a partir de la semana cero, como se observa en la figura 11, tendencia que presentó una estabilización entre las semanas 11 a 13, reactivándose a partir de la semana 14 cuando el aumento fue casi del doble en la formación de regenerantes (figura 11). al finalizar la semana 15 se observaron un total de 457 regenerantes obtenidos a partir de 30 explantes colocados inicialmente; así, el promedio de regenerantes por callo fue de 15,2 ± 3,1. de acuerdo con lo reportado por ducreux et al. (2005), el número de regenerantes por callo fue de 4 ± 3,3 utilizando entrenudos. según estos resultados el sistema de regeneración reportado en esta investigación es más eficiente. se puede afirmar que dividiendo el proceso en dos etapas se hace más eficiente el sistema de regeneración, ya que se asegura que todos los explantes que pasan a la segunda etapa ya presentan formación de callo. figura 8. porcentajes del estado de los explantes durante la primera etapa del proceso de regeneración del segundo ensayo. se partió de 180 explantes de entrenudo repartidos en 12 réplicas, cada una con 15 explantes, utilizando en el medio una proporción zr:ana:ag3 de 100:2:1. figura 9. porcentajes de los explantes que murieron por clorosis o por oxidación en la primera etapa del proceso de regeneración del segundo ensayo. se partió de 180 explantes de entrenudo repartidos en 12 réplicas, cada una con 15 explantes, utilizando en el medio una proporción zr:ana:ag3 de 100:2:1. agron. colomb. 25(1), 2007 14 conclusiones se optimizó el sistema para la regeneración de plantas de solanum phureja mediante el desarrollo de un medio de regeneración con un balance adecuado de los reguladores de crecimiento zr, ana y ag3 en una proporción 100:2:1, en condiciones de temperatura de 21 ± 3°c, humedad relativa de 65% y fotoperíodo 16/8. el porcentaje de formación de callos mediante la utilización del medio reportado fue de 87,6% en el primer ensayo y 87,2% en el segundo ensayo, mientras que el porcentaje de regeneración fue de 48,6% en el primer ensayo y de 100% sobre los callos seleccionados en el segundo ensayo, lo que demuestra la efectividad del procedimiento en dos fases para la obtención de plántulas regeneradas. estos resultados favorecen estudios posteriores de transformación de plantas, pues la formación de callos es uno de los principales factores que influyen en dicho proceso y tradicionalmente ha sido un limitante. el tipo de explante, la calidad y el origen del mismo tienen efectos notorios en los procesos de regeneración, lo que se manifiesta en la obtención de un material vegetal con muy buenas características fenotípicas, disminuyendo las pérdidas por clorosis temprana y los efectos letales de la oxidación. agradecimientos los autores expresan su agradecimiento por la financiación de la investigación y su apoyo al centro virtual de investigación de la cadena agroalimentaria de la papa (cevipapa) y a la universidad nacional de colombia, en especial al departamento de biología, facultad de ciencias, sede bogotá y al grupo de ingeniería genética de plantas de la universidad nacional de colombia (igp-un). literatura citada akbar a. y a. hakoomat. 2004. effect of culture medium in potato. biotechnology 3(2), 187-193. azcón-bieto, j. y m. talón. 1993. fisiología y bioquímica vegetal. editorial mcgraw-hill interamericana, nueva york. pp. 285-326. beaujean, a., r. sangwan, a. lecardonnel y b.s. sangwan-norreel. 1998. agrobaterium-mediated transformation of 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segunda etapa del proceso de regeneración del ensayo dos. se partió de 180 explantes de entrenudo repartidos en doce replicas, cada una con 15 explantes, utilizando en el medio una proporción zr:ana:ag3 de 100:2:1. diazgranados y chaparro: desarrollo de un sistema de regeneración... 15 2007 fao. 2001. tratado internacional sobre los recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura. departamento de agricultura. en: organización de las naciones unidas para la alimentación y la agricultura, ftp://ext-ftp.fao.org/ag/cgrfa/it/ itpgrs.pdf. 27 p.; consulta: junio 2006. ferreira, f. y j. kieber. 2005. cytokinin signaling. current opinion plant biol. 8, 518-525. francis, d. y d. sorrell. 2000. the interface between the cell cycle and plant growth regulators: a mini review. plant growth regulat. 33, 1-12. franco, l. 1995. obtención de plantas transgénicas de solanum phureja variedad ‘yema de huevo’ (papa criolla) transformadas con el gen de la proteína de la cápside del virus del 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riesgo de obturación en los emisores de riego localizado de alta frecuencia (rlaf). cuatro configuraciones fime fueron estudiadas en términos de su efecto sobre algunos parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua que inciden en la obturación de los emisores de riego. el efluente de cada una de dichas tecnologías alimentó cuatro tipos de sistemas rlaf. de acuerdo con los resultados, el filtro lento de arena mostró el mejor desempeño, mientras que el filtro de anillos tuvo el comportamiento más deficiente, presentando parámetros de calidad de agua con riesgo medio de obturación. habiendo llegado al punto de uniformidad de irrigación mínima admisible después de 4,7 meses de operación, los goteros lyn y autocompensado alcanzaron los mejores tiempos de riego. se propone una matriz preliminar de selección de tecnología, que define el esquema fime-rlaf en función del tiempo de operación de riego y la calidad del agua cruda. se identificó la necesidad de profundizar en la medición del tamaño de partículas como posible causa de obturación de los emisores. with the aim of reducing clogging risk in the emitters of localized high-frequency irrigation systems (lhfi), the present experiment, conducted at a pilot scale, evaluated the performance of a series of multi-stage filtration technologies (msf) in improving irrigation water quality. four msf configurations were evaluated in terms of their effect on a series of water physicochemical and microbiological factors that affect emitter clogging. the effluent resulting from the application of each of these technologies fed four types of lhfi systems. the results point at slow sand filtration as the best msf configuration. in contrast, by producing medium clogging risk water quality parameters, ring filtration exhibited the weakest performance. by reaching minimum admissible irrigation uniformity after 4.7 months, lyn and self-compensated drip systems showed the best irrigation times. we propose a preliminary msf-lhfi scheme selection matrix based on time of irrigation operation and raw water quality. the need was seen to develop further studies on particle size as a probable emitter clogging factor. key words: irrigation water quality, localized high-frequency irrigation, clogging risk, irrigation uniformity coefficient. palabras clave: calidad de agua para riego, riego localizado de alta frecuencia, riesgo de obturación, coeficiente de uniformidad de riego. fecha de recepción: 11 de junio de 2009. aceptado para publicación: 6 de noviembre de 2009 1 universidad del valle, facultad de ingeniería, instituto cinara, cali (colombia). 2 autor de correspondencia. luisanc@univalle.edu.co agronomía colombiana 27(3), 407-415, 2009 uniformidad de riego, la cual está relacionada de manera directa con la uniformidad de producción y el crecimiento de las plantas (te velde, 2001; andersson, 2005). investigadores como puig-bargués et al. (2005) mencionan que los sistemas de riego localizado son muy exigentes en calidad de agua, por lo cual el agua de riego debe tratarse antes de ser distribuida para disminuir el riesgo de obturación. otros autores como nakayama y bucks (1986) y pizarro (1996) han planteado diferentes parámetros para la calidad del agua en sistemas de riego, con el fin de desuelos, fertilización y manejo de aguas mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (fime) improving irrigation water quality through multi-stage filtration (msf) luis darío sánchez1, 2, jorge latorre1 y viviana valencia-zuluaga1 introducción el riego localizado de alta frecuencia (rlaf) es un método eficiente por sus características de aplicación localizada del agua y alta frecuencia (pizarro, 1996; noble, 2007). el principal problema de los sistemas rlaf es la obturación progresiva de los emisores (capra y scicolone, 2007; goyal y ramírez, 2007) debido a la presencia de sustancias de origen físico, químico y microbiológico en el agua (nakayama y bucks, 1986); este problema está asociado a las características propias de la tecnología: pequeños diámetros de emisión que son necesarios para garantizar bajos caudales (menores a 150 l h-1) y la obturación de los emisores que afecta la 408 agron. colomb. 27(3) 2009 terminar el riesgo de obturación en riego localizado. los parámetros y los valores de referencia requeridos para disminuir el riesgo se presentan en la tab. 1. el tratamiento de agua para riego localizado en los distritos de riego en colombia se lleva a cabo a nivel centralizado y a nivel predial o individual. en los sistemas centralizados se cuenta con infraestructuras de pre-tratamiento, existiendo captación, aducción, sedimentación, conducción, almacenamiento y distribución; esto convierte el mejoramiento de la calidad del agua de riego en una responsabilidad individual en el predio. tapia y osorio (1999) presentan una guía con tratamientos convencionales para el mejoramiento de la calidad de agua para riego, donde se indica el tipo de filtro (filtro de anillos, de mallas, de grava e hidrociclones) según la fuente hídrica por utilizar para el sistema de riego. existe una tecnología empleada con éxito para el tratamiento de agua de consumo humano, la cual se ha visto con potencial para ser usada en sistemas de riego localizado. esa tecnología es la fime, que consiste en una combinación de la filtración en gravas y la filtración lenta en arena que permite el tratamiento de agua con considerables niveles de contaminación (galvis et al., 1999). este método de tratamiento puede ser operado y mantenido por personal con bajos niveles de escolaridad. la fime puede generar beneficios sociales y económicos al pensar en ella con fines de uso combinado (suministro de agua potable y agua para riego) a nivel centralizado (sánchez et al., 2007); básicamente los costos de construcción varían entre us$27 y us$46 por persona, representando entre 25 y 40% de los costos totales de los sistemas de abastecimiento de agua, mientras que los costos de operación y mantenimiento (excluyendo el soporte) pueden variar entre us$1,3 y 4,1 centavos por persona a la semana, lo cual parece accesible para una persona que vive con menos de un dólar por día (sánchez et al., 2007). el estudio desarrollado a escala piloto evaluó comparativamente la tecnología de filtración en múltiples etapas (fime) para mejorar la calidad de agua en sistemas de riego, con el fin de disminuir el riesgo de obturación en los emisores de sistemas de riego localizado de alta frecuencia (rlaf). se estudió la eficiencia de remoción de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos que inciden en la obturación de los emisores de riego localizado, en cuatro sistemas de tratamiento de agua (tres configuraciones fime y un sistema de filtrado convencional, fc). adicionalmente, se evaluó el comportamiento hidráulico y la influencia de la calidad del agua efluente de los sistemas de tratamiento en cuatro módulos de parcelas de riego, cada uno con cuatro tipos de sistemas rlaf. las variables de observación fueron de dos tipos: 1) de calidad de agua (para la evaluación de los sistemas de tratamiento) y 2) uniformidad de riego, para los sistemas rlaf. materiales y métodos las unidades piloto de tratamiento de agua y de sistemas de riego se instalaron y operaron en la estación de investigación y transferencia del instituto cinara, ubicada en predios de la planta de tratamiento de agua potable de emcali e.i.c. e.s.p. en puerto mallarino, en la ciudad de cali, colombia. las configuraciones de tratamiento operaron con agua del río cauca y fueron las siguientes: 1. filtro grueso dinámico + filtro grueso ascendente en capas (fgdi + fgac). 2. filtro grueso dinámico + filtros gruesos ascententes en serie (fgdi + fgas2). tabla 1. parámetros de calidad de agua para evaluar el riesgo por obturación en sistemas rlaf. parámetro unidad riesgo bajo medio alto físico sólidos suspendidos totales (sst) mg l-1 < 50 50 100 > 100 químico ph < 7,0 7,0 8,0 > 8,0 sólidos disueltos (sd) mg l-1 < 500 500 2.000 > 2.000 manganeso (mn) mg l-1 < 0,1 0,1 1,5 > 1,5 hierro (fe) mg l-1 < 0,1 0,1 1,5 > 1,5 biológico mesófilos ufc/100 ml-1 < 1.106 1.106 5.106 > 5.106 fuente: nakayama y bucks (1986). 4092009 sánchez, latorre y valencia-zuluaga: mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (fime) 3. filtro grueso dinámico + filtro grueso ascendente en capas + filtro lento en arena (fgdi + fgac + fla). 4. filtro grueso dinámico + filtro convencional de anillos (fgdi + fc). estos tratamientos operaron de forma continua, y sus efluentes se condujeron a tanques de almacenamiento que alimentaron cuatro módulos de parcelas de riego, cada uno con cuatro sistemas rlaf, correspondientes a: microjet, gotero lyn, gotero autocompensado, y cinta de riego (fig. 1). cabe anotar que no se contó con un cultivo asociado al sistema de riego, puesto que se pretendía estudiar el impacto de la calidad del agua en la uniformidad de aplicación del caudal vertido por los emisores, mas no en el suelo ni en la planta. la frecuencia de muestreo para los parámetros de calidad de agua fue de dos veces por día, considerando como puntos de muestreo el afluente y el efluente de las cuatro configuraciones de tratamiento. los parámetros medidos fueron: sólidos suspendidos totales (sst), sólidos disueltos (sd), ph, hierro total (fe), manganeso (mn) y mesófilos. estos parámetros fueron determinados según las técnicas establecidas por apha-awwa-wpcf (2005). el parámetro de seguimiento evaluado en las redes de riego localizado fue el caudal vertido por los emisores, para los cuales se determinó el coeficiente de uniformidad (cu), mediante la ecuación (1) y utilizada por fontela et al. (2002), liotta (2006) y patel y rajput (2007): 100%25 x q q cu a (1) donde: cu: coeficiente de uniformidad de riego (%). q25: caudal medio del 25% de los emisores que reciben menos caudal en la prueba (l h-1). qa: caudal medio de los emisores evaluados en la prueba de campo (l h-1). las parcelas de riego operaron en forma continua, y el criterio para determinar la finalización de las mediciones en una parcela de riego fue el descenso del cu por debajo del nivel tecnológico del emisor. el valor de referencia definido en esta investigación para el cu, según el tipo de emisor, fue el siguiente (pizarro, 1996; goyal y ramírez, 2007): a) microjet, gotero lyn y el gotero autocompensado: 80%, y b) cinta de riego: 75%. la obturación de los emisores se definió midiendo el caudal en los emisores con una frecuencia diaria. el diámetro y la cantidad de emisores aforados en cada tipo de sistema rlaf evaluado se presentan en la tab. 2. las mediciones se realizaron en dos periodos de tiempo diferentes para poder obtener un buen aforo de los caudales en los emisores de cada parcela de riego. en el primer periodo se trabajó con las configuraciones fgdi + fgac y fgdi + fgas2, mientras que en el segundo periodo se trabajó con las configuraciones fgdi + fgac + fla y fgdi + fc. debido a que no se pudieron estudiar simultáneamicrojet gotero fgac almacenamiento lyn gotero autocompensado cinta de riego microjet gotero fgas1 fgas2 almacenamiento lyn entrada agua cruda fgdi gotero autocompensado cinta de riego microjet gotero fgac fla almacenamiento lyn gotero autocompensado cinta de riego microjet gotero fc almacenamiento lyn gotero autocompensado cinta de riego figura 1. líneas piloto de tratamiento y parcelas de riego. fgdi, filtro grueso dinámico; fgac, filtro grueso ascendente en capas; fgas, filtros gruesos ascententes en serie; fla, filtro lento en arena; fc, filtro convencional de anillos. 410 agron. colomb. 27(3) 2009 mente las cuatro configuraciones fime-rlaf, se analizó estadísticamente la diferencia en la calidad del agua cruda que alimentó a cada par de configuraciones fime-rlaf, en los dos periodos, en especial para los parámetros que mostraron las mayores diferencias, como fue el caso de los sst, fe y mesófilos. el contraste de las hipótesis se realizó comparando el efecto del valor medio de los parámetros medidos en el agua cruda en los dos periodos, utilizando la prueba paramétrica t student y la prueba no paramétrica de kolmogorov-smirnof, con un nivel de confiabilidad de 95%. posteriormente, la calidad del agua efluente de cada sistema de tratamiento se sometió a un análisis de covarianza (ancova), el cual analiza los resultados y los compara teniendo en cuenta las diferencias de calidad de agua que se tuvieron en el afluente de los sistemas de tratamiento. resultados y discusión en la tab. 3 se presentan los resultados de la calidad del agua cruda para los dos periodos de riego, considerando solo los parámetros que inciden en la obturación de los sistemas de riego. para analizar las configuraciones de los sistemas de tratamiento se compararon inicialmente las aguas crudas que los alimentaron, porque no se pudieron operar los cuatro sistemas al mismo tiempo. la comparación de las medias en el agua cruda mediante las pruebas t student y kolmogorov-smirnof arrojó resultados similares: la primera prueba mostró que las aguas crudas fueron diferentes en cuanto a los parámetros de fe y mesófilos, y la segunda indicó que además de estos dos parámetros, en términos de sst las aguas tampoco fueron estadísticamente iguales. dado que la prueba t asume que la muestra proviene de una población con distribución normal, se realizó la prueba de bondad de ajuste para las variables medidas en el agua cruda en cada uno de los dos periodos. esta prueba indicó que la única variable que no proviene de una distribución normal, con p≤0,05, fue la variable sst medida en el agua cruda que abasteció las tecnologías fgdi + fgac + fla y fgdi + fc. tabla 2. emisores aforados según sistema de riego. técnica de riego tamaño de orificio del emisor ( m) no. emisores totales por parcela (población) no. emisores aforados (muestra)a b microjet 74 10 10 gotero lyn 130 120 120 gotero autocom-pensado 130 120 120 cinta de riego 74 700 70 a el método de aforo en cada emisor fue el volumétrico. b en la metodología usada por fontela et al. (2002) y liotta (2006) se aforan 16 emisores en cada módulo de riego, independientemente del tamaño del área irrigada. en este caso se está aforando un número mayor de emisores incluso en el caso de la cinta de riego. tabla 3. variación de calidad de agua en agua cruda, periodo i y ii de riego. parámetro/periodo fgdi + fgac fgdi + fgas2 fgdi + fgac + fla fgdi + fc sst (mg l-1) mín 58 37 máx 748 691 media 209,3 158,9 ds 160,6 121,9 ph (unidades) mín 6,31 6,65 máx 7,37 7,82 sd (mg l-1) mín 32 83 máx 226 160 media 114,9 122,1 ds 47 28,2 mn (mg l-1) mín 0,002 0,010 máx 0,921 0,020 media 0,099 0,014 ds 0,239 0,005 fe (mg l-1) mín 0,49 0,10 máx 2,89 1,75 media 1,68 0,66 ds 0,62 0,49 mesófilos (unidades log) mín 5,75 5,65 máx 6,95 6,49 media 6,14 6,50 ds 0,22 0,35 sd, desviación estándar; fgdi, filtro grueso dinámico; fgac, filtro grueso ascendente en capas; fgas2, filtros gruesos ascententes en serie; fla, filtro lento en arena; fc, filtro convencional de anillos. debido a que las pruebas estadísticas indicaron que las aguas crudas de los dos periodos fueron estadísticamente diferentes para fe, mesófilos y sst, entonces fue necesario realizar un análisis de covarianza para cada parámetro (que incluye los valores medidos en las aguas crudas como covariable) con el fin de comparar el comportamiento de los efluentes de las cuatro tecnologías de tratamiento en su conjunto, considerando el efecto de la no aplicación simultánea del agua cruda. este ancova no se pudo realizar para los sst ya que se demostró estadísticamente que los datos no tenían una distribución normal. 4112009 sánchez, latorre y valencia-zuluaga: mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (fime) comportamiento y remoción de parámetros asociados a la obturación de emisores de riego en los sistemas de tratamiento el comportamiento del agua tratada para los dos periodos se sintetiza en la tab. 4, considerando los seis parámetros de calidad de agua que inciden en la obturación de los emisores de riego; se muestran los resultados de la media, mediana y desviación estándar obtenidas del análisis estadístico para cada uno de los parámetros de calidad de agua, medidos en los efluentes de cada uno de los sistemas de tratamiento evaluados. según los resultados del ancova, en la tab. 4 se clasifica el efluente de cada tecnología de tratamiento de agua según dos códigos: uno numérico y otro de colores, para identificar el desempeño de cada una de las cuatro configuraciones en la remoción de los parámetros de calidad de agua. el código numérico jerarquiza las tecnologías del 1 al 4, siendo 1 el mejor tratamiento y 4 el peor, según la calidad de los efluentes proporcionados. este código numérico no aplica cuando los supuestos estadísticos no permitieron la evaluación de los cuatro tratamientos en su conjunto (como en el caso de los sst) o cuando todas las tecnologías mostraron un desempeño igual (en el caso del ph, sd y mn). el código de colores se representa al final de la tab. 4. para asignar el código de colores se tuvo en cuenta el nivel de riesgo de obturación definido por cada parámetro de tabla 4. tecnologías de tratamiento frente al riesgo de obturación por parámetros de calidad de agua. sistemas de tratamiento de agua parámetros de calidad de agua t1 fgdi+fgac t2 fgdi+fgas1+fgas2 t3 fgdi+fgac+fla t4 fgdi+fc sólidos suspendidos totales (mg l-1) na na na na media 60,1 41,3 6,4 58,2 mediana 16,0 16,8 2,0 42,7 ds 68,9 60,6 15,8 66,9 ph (unidad) na na na na media mediana 7,15 7,16 7,34 7,11 ds sólidos disueltos (mg l-1) na na na na media 97,0 85,4 81,1 113,6 mediana 98,5 92,0 69,5 100,0 ds 44,1 39,5 32,1 56,7 manganeso (mg l-1) na na na na media 0,021 0,019 0,004 0,013 mediana 0,005 0,004 0,003 0,006 ds 0,042 0,034 0,003 0,014 hierro (mg l-1) 1 4 2 3 media 0,14 0,57 0,15 0,53 mediana 0,40 0,40 0,03 0,31 ds 0,28 0,29 0,15 0,47 mesófilos (log/100ml) 2 3 1 4 media 5,42 5,41 3,98 5,93 mediana 5,63 5,52 3,87 5,92 ds 0,40 0,40 0,52 0,53 convenciones numéricas: del 1 al 4 siendo 1 el mejor tratamiento y 4 el peor. ds, desviación estándar. na, no aplica. nota: no aplica cuando los supuestos estadísticos no permitieron la evaluación de los cuatro tratamientos en conjunto o cuando todas las tecnologías son iguales. fgdi, filtro grueso dinámico; fgac, filtro grueso ascendente en capas; fgas2, filtros gruesos ascententes en serie; fla, filtro lento en arena; fc, filtro convencional de anillos. código de colores: riesgo de obturación bajo-bajo riesgo de obturación bajo-medio riesgo de obturación medio 412 agron. colomb. 27(3) 2009 calidad de agua que afecta la obturación del sistema de riego según la tab. 1, considerando la media y la mediana, además de la igualdad estadística entre tratamientos. la tab. 4 indica que la configuración fgdi + fgac + fla mostró el mejor desempeño, siendo esta la más eficiente y, por tanto, la que produjo efluentes con menor riesgo de obturación. las configuraciones fgdi + fgac y fgdi + fgas2 son similares y presentan un buen desempeño en cuanto al riesgo de obturación, pero no mejores que fgdi + fgac + fla; solo en el parámetro de fe la configuración fgdi + fgac + fla fue igualada estadísticamente por el tren de tratamiento fgdi + fgac. de otro lado, fgdi + fc fue la configuración que mostró el comportamiento más bajo, presentando en cuatro de los parámetros de calidad de agua riesgo medio de obturación con bajo desempeño en los descriptores estadísticos. los parámetros de sd y mn tuvieron bajas concentraciones tanto en el agua cruda de los dos periodos como en los efluentes de los cuatro sistemas de tratamiento; por tanto, las eficiencias de remoción no fueron apreciables y el riesgo de obturación siempre fue bajo. ninguno de los efluentes de las cuatro tecnologías reportó riesgo de obturación alto para los sistemas de riego. comportamiento hidráulico y calidad de agua en las parcelas rlaf en la fig. 2 se presenta, para cada sistema de tratamiento de agua evaluado, el comportamiento del cu, calculado a partir de los caudales aforados en los emisores de los cuatro tipos de parcelas, en función del tiempo de riego acumulado. a partir de las gráficas de la fig. 2, y teniendo en cuenta los valores de cu mínimos admisibles definidos para esta investigación según el tipo de emisor, se encontraron los tiempos de riego para cada sistema de tratamiento de agua. estos tiempos se relacionan en la tab. 5, la cual indica que, independientemente de la calidad del agua que alimentó las parcelas, el mejor comportamiento hidráulico lo tuvo el gotero lyn, seguido del gotero autocompensado, la cinta de riego y finalmente el microjet. este orden está acorde con lo esperado en el caso de los goteros autocompensado y lyn, mas no en el caso del microjet y la cinta de riego. figura 2. coeficiente de uniformidad (cu) para cada tipo de parcela según tratamiento de agua. fgdi, filtro grueso dinámico; fgac, filtro grueso ascendente en capas; fgas2, filtros gruesos ascententes en serie; fla, filtro lento en arena; fc, filtro convencional de anillos. microjet autocompensado lyn cinta 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360 384 408 432 456 c u ( % ) fgdi + fgac + fla 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360 384 408 432 456 c u ( % ) tiempo de riego (h) fgdi + fc tiempo de riego (h) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 c u ( % ) fgdi + fgac 264 288 312 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 c u ( % ) fgdi + fgas 2 312 336 360 384 4132009 sánchez, latorre y valencia-zuluaga: mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (fime) el gotero lyn alcanzó más horas de riego continuo para todos los tratamientos de agua, por lo cual los resultados son coherentes, ya que este tipo de emisor ha sido introducido en el mercado con la premisa de estar diseñado para trabajar con aguas de baja calidad o aguas residuales. respecto al gotero autocompensado, el desempeño resultante validó el comportamiento teórico esperado, dado que compensa de manera automática las diferencias de presión que se puedan presentar en la parcela, favoreciendo la distribución homogénea del caudal. para el microjet se encontró un comportamiento inferior al esperado, ya que, según los fabricantes, es un emisor de mayor nivel tecnológico y de mayor costo que la cinta de riego. la cinta de riego, de la cual se esperaría el menor desempeño por ser la tecnología de menor costo entre las evaluadas, presentó mejores comportamientos que el microjet, a pesar de ser de menor nivel tecnológico. el comportamiento de los emisores de riego, según la tecnología de tratamiento de agua que los alimentó, indica que todos los emisores de riego, a excepción del microjet, alcanzaron más tiempo de riego continuo antes de llegar a su mínimo valor de cu con los tratamientos fgdi + fgac + fla y fgdi + fc. en el caso del microjet, las tecnologías de tratamiento de agua que dieron los mejores resultados fueron fgdi + fgas2 y fgdi + fgac + fla (tab. 5). entre las posibles causas de obturación, diferentes a la de calidad de agua, que pudieron hacer disminuir el coeficiente de uniformidad en cada una de las parcelas de riego evaluadas, se asocian las siguientes: diámetro del orificio de los emisores, condiciones hidráulicas, número de emisores aforados por parcela y tamaño de partículas en el agua que alimentó a los emisores de riego. en cuanto al diámetro de los emisores en este estudio, no se presentaron diferencias entre las parcelas, pues para todos los casos el diámetro fue inferior a 0,7 mm (riesgo alto de obturación). frente a las condiciones hidráulicas, el diseño de las parcelas se realizó de tal manera que se minimizaran las diferencias de presión utilizando laterales de poca longitud (10 a 14 m) en los que las pérdidas de carga fueron inferiores a 3 mm; adicionalmente, las presiones medidas en la entrada de cada parcela de riego no presentaron variaciones considerables en el tiempo. sin embargo, el número de emisores medidos por parcela es un aspecto relevante asociado a los resultados de cu, por las siguientes razones: a) para el caso del microjet, la parcela tenía una población de diez emisores, y la muestra aforada fue igual a la población. esta situación es estadísticamente ideal, pero un solo emisor obturado afecta en gran porcentaje el valor del cu; b) las parcelas de gotero autocompensado y de gotero lyn tuvieron una población de 120 emisores, y de igual manera que en el caso anterior la muestra fue igual a la población. en este caso el efecto de un gotero obturado no afecta de manera importante el valor de cu obtenido en cada medición, y c) para la cinta de riego se aforaron 70 emisores (10% de la población) por lo cual se presenta la misma situación que para los goteros autocompensado y lyn, pues el efecto de un gotero obturado no afecta de manera importante el valor de cu. con base en las anteriores consideraciones, y teniendo en cuenta que el emisor microjet presentó los menores tiempos de riego acumulados, se puede considerar que en esta parcela los valores de cu obtenidos pudieron ser más sensibles a la obstrucción de cualquiera de sus orificios. en lo relacionado con el tamaño de partículas en el efluente de cada uno de los tratamientos de agua, a pesar de que no se hicieron mediciones de ese parámetro, la literatura reporta lo siguiente: sánchez (1996), al caracterizar las velocidades de asentamiento de partículas en la superficie de filtros lentos, encontró que los tratamientos fgdi + fgac y fgdi + fgas2 permiten pasar partículas menores o iguales a 127 μm. de otra parte, huisman y wood (1974) indican que el efluente de un filtro lento (configuración fgdi + fgac + fla) puede tener un tamaño de partículas tabla 5. tiempo de riego antes de cu mínimo admisible por emisor y por tratamiento de calidad de agua. emisor/tratamiento tiempos de riego (h) fgdi + fgac fgdi + fgas2 fgdi + fgac + fla fgdi + fc microjet 72 128 156 104 gotero autocompensado 78 200 >432 >432 gotero lyn 168 264 >432 >432 cinta de riego 168 168 >432 264 fgdi, filtro grueso dinámico; fgac, filtro grueso ascendente en capas; fgas, filtros gruesos ascententes en serie; fla, filtro lento en arena; fc, filtro convencional de anillos. 414 agron. colomb. 27(3) 2009 menor o igual a 20 μm, mientras que bellamy et al. (1985) reportan que un filtro lento retiene 98% de partículas con tamaños entre 6,3 y 12,7 μm, pudiendo ser esta una de las razones por las cuales la configuración fgdi + fgac + fla presentó la mayor duración en horas de riego antes de que se alcanzara el cu límite en todas las parcelas de riego. debido al tamaño de la ranura del filtro de anillo usado (tenología fgdi + fc), su efluente puede facilitar el paso de partículas menores o iguales a 106 μm, pero este sistema proporcionó mejores tiempos de riego que los tratamientos fgdi + fgac y fgdi + fgas2 y fue bastante competitivo frente a fgdi + fgac + fla. este comportamiento es interesante porque el sistema fgdi + fc representaría la técnica con los menores costos de inversión inicial y de operación y mantenimiento. en futuros trabajos de investigación, el tamaño de partículas en el efluente de las tecnologías de tratamiento deberá ser un parámetro de seguimiento que ayudará a entender mejor el efecto de la calidad del agua sobre los emisores de riego. la tecnología fgdi + fgac + fla logró un tiempo de operación total de riego equivalente a 4,7 meses con una frecuencia diaria de 3 h de duración, sin que los emisores (autocompensado, lyn y la cinta de riego) lleguen a valores de cu inferiores a los mínimos admisibles, los cuales se pueden tomar como indicadores de lavado de las redes de riego. este valor es superior a lo encontrado en las comunidades que utilizan fuentes superficiales, donde es común que el lavado de las líneas de riego se realice cada dos o tres meses, para eliminar o prevenir la obturación en los emisores. con el uso de las tecnologías de tratamiento de agua se disminuiría la frecuencia del lavado de redes de riego, especialmente cuando se usa la cinta de riego, que puede ser la más usada en comunidades rurales por su bajo costo. la tecnología fgdi + fgac + fla contribuiría también a tener productos agrícolas de mejor calidad microbiológica y con menor riesgo sanitario. sobre la base de los resultados y relacionando los tratamientos de agua en función de las horas de riego para cada tecnología de rlaf, una propuesta preliminar de matriz de selección de tecnología fime-rlaf se relaciona en la tab. 6. esta matriz permite definir, en función de la calidad del agua cruda, cuál esquema tecnológico fime-rlaf proporciona cierto tiempo de riego, antes de realizar el mantenimiento a las redes de rlaf por obturación de los emisores. esta matriz de selección es más robusta que la propuesta por tapia y osorio (1999), quienes presentan una guía de tipo cualitativo que no profundiza en las variaciones y en los rangos de calidad del agua afluente a los sistemas de riego. con la matriz propuesta en este trabajo, se definen las tecnologías teniendo en cuenta valores de la calidad de agua cruda y tiempo de operación antes de la obturación de los sistemas rlaf, en sistemas centralizados. adicionalmente define los parámetros de velocidad de filtración de las tecnologías de tratamiento de agua con valores mucho menos a los reportados por nakayama y bucks (1986). sin embargo, esta propuesta preliminar de selección de tecnología requiere más investigación en términos de los análisis de costo-beneficio para cada tecnología, con las comparaciones entre ellas y analizando su uso combinado para suministro de agua potable y riego. tabla 6. matriz preliminar de selección de tecnología fime-rlaf según calidad de agua y tiempo de riego. turbiedad (unt) mediana 73 fg d i+ fg ac + m ic ro ye t fg d i+ fg ac + at c p fg d i+ fc + m ic ro ye t fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ m ic ro ye t fg d i+ fg ac + fl a+ m ic ro ye t fg d i+ fg ac + ly n fg d i+ fg ac + c in ta fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ c in ta fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ at c p fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ ly n fg d i+ fc + c in ta fg d i+ fg ac + fl a+ at c p fg d i+ fg ac + fl a+ ly n fg d i+ fg ac + fl a+ c in ta fg d i+ fc + at c p fg d i+ fc + ly n p90% 158 máximo 234 sólidos suspendidos (mg l-1) mediana 144 p90% 386 máximo 748 hierro total (mg l-1) mediana 1,8 p90% 2,44 máximo 2,89 mesófilos (log) mediana 6,57 p90% 6,89 máximo 6,95 días de riego* 24 32 33 42 43 52 53 62 63 72 73 90 100 144 *teniendo en cuenta que cada riego es de 3 h. notas: atcp, autocompensado; fgdi, filtro grueso dinámico; fgac, filtro grueso ascendente en capas; fgas, filtros gruesos ascententes en serie; fla, filtro lento en arena; fc, filtro convencional de anillos. velocidades de filtración: fgdi, 2 m h-1. fgac y fgas2, 0,60 m h -1. fla, 0, 15 m h-1. fgdi+fgac+fla +atcp fgdi+fgac+fla +lyn fgdi+fgac+fla +cinta fgdi+fc+atcp fgdi+fc+lyn fg d i+ fg ac + m ic ro ye t fg d i+ fg ac + at c p fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ m ic ro ye t fg d i+ fg ac + fl a+ m ic ro ye t fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ ly n fg d i+ fc + c in ta fg d i+ fg ac + ly n fg d i+ fg ac + c in ta fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ c in ta fg d i+ fc + m ic ro ye t fg d i+ fg as 1+ fg as 2+ at c p 4152009 sánchez, latorre y valencia-zuluaga: mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (fime) conclusiones el tratamiento fgdi + fgac + fla mostró el mejor desempeño, siendo esta la más eficiente y más estable. de otro lado, fgdi + fc fue el tratamiento que mostró el comportamiento más deficiente, presentando en la mayoría de los parámetros de calidad de agua riesgos medios de obturación y las más altas concentraciones en sus efluentes. el mejor comportamiento hidráulico lo tuvo el gotero lyn, seguido del gotero autocompensado, la cinta de riego y, finalmente, el microjet. con los goteros autocompensado y lyn, y la cinta de riego, alimentados con agua tratada por fgdi + fgac + fla, se obtuvieron tiempos de riego acumulados de 432 h que permiten más de 144 riegos de 3 h, correspondientes a 4,7 meses de riego, con una frecuencia diaria sin que estos emisores lleguen a valores de cu inferiores a los mínimos admisibles. sobre la base de los resultados obtenidos se realizó una propuesta preliminar de matriz de selección de tecnología fime-rlaf. esta matriz de selección permite definir, en función de la calidad del agua cruda, cuál esquema tecnológico fime-rlaf proporciona cierto tiempo de riego, antes de realizar el mantenimiento a las redes de rlaf por obturación de los emisores. más investigación es requerida en términos de análisis de costo-beneficio para cada tecnología, comparándolas entre ellas, verificando su uso múltiple entre suministro de agua potable y riego para sistemas centralizados. también es conveniente profundizar en la medición del tamaño de partículas y el desarrollo de biopelículas en los sistemas de riego. agradecimientos los autores agradecen el financiamiento de la universidad del valle para el desarrollo de esta investigación. al personal de la estación de investigación del instituto cinara en puerto mallarino y a viviana vargas y larieth cruz, de la universidad del valle, por su aporte en el análisis estadístico. literatura citada andersson, l. 2005. low-cost drip irrigation on farm implementation in south africa. tesis de maestría. environmental engineering, lulea university of technology, lulea, suecia. apha-aw wa-wpcf, american public health association, american water works association, water environment federation. 2005. standard methods for the examination of water and wastewater. 21a ed. american public health association, washington, dc. pp. 92, 106 y 168. bellamy, w.d., g.p. silverman y d.w. hendricks. 1985. filtration of giardia cysts and other substances. vol. 2. slow sand filtration. environmental protection agency, water engineering research laboratory, cincinnati, oh. capra, a. y b. scicolone. 2007. recycling of poor quality urban wastewater by drip irrigation systems. j. clean. prod. 15(16), 1529-1534. fontela, c., j. morábito, j. maffei, s. salatino, c. mirábile y l. mastrantonio. 2002. desempeño del riego por goteo en mendoza. análisis de los coeficientes de uniformidad y de la salinidad del suelo. facultad de ciencias agrarias, universidad nacional de cuyo. galvis, g., j. latorre y j.t. visscher. 1999. filtración en múltiples etapas: tecnología innovativa para el tratamiento de agua. cinara, universidad del valle, cali, colombia. goyal, m.r. y v.h. ramírez. 2007. manejo de riego por goteo. 2a ed. universidad de puerto rico, mayagüez. huisman, l. y w. wood. 1974. slow sand filtration. world health organization, ginebra, suiza. liotta, m. 2006. evaluación del coeficiente de uniformidad en equipos de riego presurizado. en: inta, http://www.inta.gov.ar/ sanjuan/info/documentos/recnat/evaluacion%20de%20 equipos%20de%20riego%20presurizado%20_2_. pdf; consulta: noviembre de 2009. nakayama, f.s. y d.a. bucks. 1986. trickle irrigation for crop production: design, operation and management. elsevier, amsterdam. noble, n. 2007. practical answers technical information online. micro-irrigation. en: practical antion, http://practicalaction.org/ practicalanswers/product_info.php?cpath=24_78&products_ id=56; consulta: junio de 2009. patel, n. y t. rajput. 2007. effect of drip tape placement depth and irrigation level on yield of potato. agric. water manage. 88(13), 209-223. pizarro c., f. 1996. riegos localizados de alta frecuencia (rlaf). goteo, micro aspersión y exudación. 3a ed. ediciones mundiprensa, madrid. puig-bargués, j., g. arbat, j. barragán y f. ramírez de c. 2005. hydraulic performance of drip irrigation subunits using wwtp effluents. agric. water manage. 77(1-3), 249-262. sánchez, l.d. 1996. limpieza de la biomembrana en un filtro lento de arena y su efecto al inicio de la carrera de filtración. tesis de maestría en ingeniería sanitaria, universidad del valle, cali, colombia. sánchez, l.d., a. sánchez, g. galvis y j. latorre. 2007. filtración en múltiples etapas. top 15. international water and sanitation centre (irc), delft, the netherlands. tapia c., f. y a. osorio u. 1999. conceptos sobre diseño y manejo de riego presu riz ado. en: inst it uto de invest igaciones agropecuarias,http://w w w.siar.cl/docs/conceptos_riego_ presurizado.pdf; 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presenta sabor dulce y alto contenido de vitamina c (fischer y almanza, 1993). actualmente en las zonas productoras se cultivan ecotipos originarios de diferentes partes del país, los cuales se diferencian en tamaño, color, sabor y porte de las plantas. la producción de uchuva es constante durante el año y se protección de cultivos fecha de recepción: junio 1 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 3072007 plaza y pedraza: reconocimiento y caracterización ecológica... ha ido presentado un incremento en las áreas sembradas en respuesta a la demanda de la fruta en el mercado internacional (fischer y almanza, 1993). el área sembrada en uchuva entre los años 2001 a 2003 se incrementó de 432 a 534 ha sembradas en las distintas zonas productoras del país; la mayor extensión cultivada en colombia está ubicada en el departamento de cundinamarca, con 464 hectáreas, que representan 87% del total del área sembrada, en 2003 (cci, 2005). el ciclo de vida útil (periodo de producción) de la planta es de nueve a once meses desde la primera cosecha, periodo que depende de las condiciones climáticas de las zonas, manejo del cultivo y del nivel de afección por organismos asociados al sistema de producción. posterior a este periodo, desciende la calidad y cantidad de la fruta (fischer y almanza, 1993). pujadas y hernández (1988) definen “arvense” como aquella planta que crece siempre o de forma predominante, en situaciones marcadamente alteradas por el hombre y que resulta no deseable por él en un lugar y momento determinado. dentro de las principales características de las arvenses se consideran: rápida proliferación, rusticidad, resistencia, desuniformidad y otros factores que le permiten una mayor adaptación (soto et al., 1985, citados por pinilla, 2002). en uchuva, las arvenses son consideradas un factor limitante por su interferencia directa con las plantas de cultivo y los recursos por los cuales se estima pueden competir: agua, luz, nutrientes y espacio, e indirectamente, pueden incidir en la dinámica de insectos plaga y el desarrollo de enfermedades (pinilla, 2002). algunos autores (rodríguez, 1984; muller, 1969; citados por pinilla, 2002) catalogan las arvenses como la comunidad más nociva, al compararla con las poblaciones de insectos plaga o las enfermedades. otros las consideran por su arquitectura radical, un elemento de estructuración y aireación del suelo, así como de reserva de nutrientes y humedad a largo plazo (pinilla, 2002). en el entorno agrícola en el que se cultiva uchuva, se hace necesario realizar investigaciones en el área de manejo de arvenses, ya que actualmente se dispone de poca información acerca de los efectos de la interferencia, periodos críticos de competencia y densidad de arvenses, entre otros que conduzcan a la determinación de umbrales y métodos eficaces de manejo en torno a estas. sin duda alguna, la base para definir estrategias de manejo acordes con el entorno natural en el que se desarrollan los cultivos comerciales de uchuva, es el reconocimiento de la flora arvense asociada a estos sistemas. en la actualidad se conocen listas generales de arvenses en los departamentos de mayor producción de uchuva (eraso y sequeda, 2005) pero no su relación directa con el cultivo. el objetivo del presente estudio fue reconocer la flora arvense asociada al cultivo de uchuva en zonas productoras de cundinamarca y boyacá las cuales representan el 96,8% del total de la producción nacional (ministerio de agricultura, 2005). materiales y métodos localización la determinación de la flora arvense asociada al cultivo se realizó en siete municipios ubicados en cundinamarca, altitud promedio de 2.520 msnm, temperatura promedio anual de 14 °c, humedad relativa 76% y precipitación promedio anual de 1.300 mm; la segunda etapa de reconocimiento se llevó a cabo en cinco municipios de boyacá, altura promedio 2.620 msnm, temperatura promedio 15 °c, humedad relativa 75% y precipitación anual de 1.600 mm promedio. los municipios se ubicaron en tres categorías de acuerdo con la altitud sobre el nivel del mar: categoría i: alturas de 1.800 a 2.100 msnm; categoría ii: altitudes superiores a 2.100 hasta 2.500 msnm; y categoría iii: altitudes superiores a los 2.500 msnm (tabla 1). muestreo con el propósito de cubrir todos los pisos térmicos presentes en los departamentos de cundinamarca y boyacá en los cuales se cultiva la uchuva, se utilizó la variable abundancia de especies arvenses como medida a través de los muestreos. los sitios de muestreo se eligieron en transectos def inidos siguiendo un patrón altitudinal ascendente. con un recorrido demarcado por la altura se trazó una ruta partiendo del municipio de silvania, ubicado a 1.890 msnm en el departamento de cundinamarca, hasta el municipio de villa de leyva a 2.750 msnm en el departamento de boyacá. en cada sitio, se muestreó el 0,01% del área sembrada en cada predio, mediante un marco de madera de 0,5 m de lado. la caracterización de la comunidad de plantas arvenses se realizó mediante la variable frecuencia en las siguientes categorías: especie(s) dominante(s), especie(s) frecuente(s) y especie(s) rara(s) o de baja frecuencia (fuentes, 1986). el agrupamiento taxonómico a nivel de familia, género y especie permitió, igualmente, categorizar la comunidad de arvenses en las zonas de estudio. además, la revisión de las características biológicas y ecológicas de las especies dominantes aportó elementos a la explicación de su nivel poblacional (número de individuos) en las áreas de estudio. 308 agron. colomb. 25(2) 2007 tabla 1. ubicación de las zonas de muestreo. municipio, categoría altitudinal, altura sobre el nivel del mar y área de muestreo. cundinamarca categoría altitud área boyacá categoría altitud área (msnm) (%) (ha) (msnm) (%) (ha) silvania i 1.890 13,2 9,1 arcauco ii 2.440 74,6 10,6 granada iii 2.550 63,4 43,9 ramiriquí iii 2.570 4,2 0,6 tocancipá iii 2.560 1,4 1,0 ciénaga iii 2.690 15,5 2,2 pasca iii 2.600 4,6 3,2 ventaquemada iii 2.730 1,4 0,2 sopó iii 2.640 0,7 0,5 villa de leyva iii 2.750 4,2 0,6 sibaté iii 2.700 2,7 1,9 facatativá iii 2.700 13,9 9,6 total 100,0 69,2 100,0 14,2 recolección y tratamiento al material vegetal se colectaron ejemplares de las diferentes familias botánicas presentes en el área cultivada y de acuerdo al cronograma de visitas en las zonas de estudio. los ejemplares botánicos fueron tratados según las recomendaciones dadas para material tipo herbario (prensa y secado). material de laboratorio el reconocimiento inicial se realizó por comparación con las colecciones existentes en el herbario de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, sede bogotá, apoyado con revisión bibliográfica. posteriormente, el material fue corroborado por los especialistas del herbario nacional del instituto de ciencias de la universidad nacional. resultados y discusión composición de la flora arvense el listado general de especies arvenses asociadas al cultivo de la uchuva en los departamentos de cundinamarca y boyacá se presenta en las tablas 2 y 3 (monocotiledóneas y dicotiledóneas, respectivamente). el análisis de agrupamiento de los ejemplares recolectados en el trabajo y de acuerdo con su clasificación botánica se presentó de la siguiente manera: 21 familias, 40 géneros y 47 especies. el mayor aporte de especies correspondió a la familia asteraceae (21,3%) y en segundo lugar la familia polygonaceae (10,6%) (tabla 4). las familias brassicaceae y scrophullariaceae agruparon el 8,5% cada una. las familias caryophyllaceae, cyperaceae y poaceae agruparon el 6,4% de las especies cada una, ocupando el cuarto y quinto lugar se ubicó la familia fabaceae con 4,3% del total de las especies. las 13 familias restantes aportaron un valor inferior al 3% de las especies de manera individual y recogieron un valor que corresponde al 32,5% de los géneros presentes y 27,7% de las especies (tabla 4). en ocho familias botánicas se recoge el 72% de las especies de arvenses muestreadas, de las cuales el 75% son especies dicotiledóneas y tan solo el 25% corresponde a monocotiledóneas. la importancia del conocimiento de la estructura de las comunidades es distinguir cómo los miembros de la comunidad se relacionan o interactúan (guiller, 1984), evaluado mediante el número de especies (riqueza) como componente de los conceptos de dominancia y diversidad ecológica (whittaker, 1965; ricklefs, 1974; krebs, 1978; guiller, 1984). la estructura de una comunidad de malezas agrícolas también puede resultar afectada por la inexorable presión de un agente externo, como lo son las prácticas de manejos de malezas, incluyendo la repetida aplicación de herbicidas (chávez, 1987). frecuencia de especies por departamento el muestreo en el departamento de boyacá incluyó 15 predios en un área de 14,2 ha, equivalentes al 33% del área sembrada, y en el departamento de cundinamarca se recorrieron 34 predios en un área de 69,2 ha equivalentes al 15% del total de área sembrada (tabla 1). cundinamarca el departamento de cundinamarca con 461 ha en 2005 (cci, 2005), se caracteriza por tener sistemas productivos de más de 1 ha, establecidos en su mayoría en monocultivo. el promedio de producción por hectárea para esta zona está en 14 t con un valor máximo de 18 t·ha-1 según condiciones de manejo del cultivo. dentro de los municipios productores resaltan granada, silvania y facatativá (tabla 1). según el reconocimiento realizado en las zonas de estudio en cundinamarca, las dos especies con mayor frecuencia en 309 tabla 2. lista de especies arvenses monocotiledóneas asociadas al cultivo de uchuva en cundinamarca y boyacá. * usda, 2006. ** código asignado por los autores. subclase familia género especie código de especie* monocotiledóneas cyperaceae cyperus cyperus rufus kunth. cypru** killinga killinga brevifolia rottb. kilbr** poaceae lolium lolium sp. loliu holcus holcus lanatus l. hola pennisetum pennisetum clandestinum hochst. ex chiov. pcl2 poa poa annua l. poan 2007 plaza y pedraza: reconocimiento y caracterización ecológica... el departamento pertenecen al orden polygonales, familia polygonaceae considerada como la única de este orden que posee especies arvenses (bermúdez,1997). polygonum nepalense m. (gualola) se registró en el 69% de los predios muestreados y presentó una frecuencia del 28%, ubicándose como la arvense más frecuente. en segundo lugar, rumex crispus l. (lengua de vaca) que se registró en el 56% de los sistemas productivos con una frecuencia del 16%. estas especies producen gran cantidad de semillas por planta (cerca de 6.000 semillas) (gómez y rivera, 1987). adicionalmente rumex crispus l. se propaga vegetativamente, característica biológica que facilita la permanencia por largos periodos. la alta frecuencia y el incremento poblacional de estas dos especies de la familia polygonaceae: p. nepalense y r. crispus, están dados por la adaptación a las condiciones favorables de los sistemas productivos (ambientes continuamente perturbados y alta cantidad de agua disponible) favoreciendo el desarrollo y producción de propágulos (distribución generalizada). diferentes autores (marzocca, 1985; koch et al., 1982) comentan cómo las arvenses presentes en los sistemas productivos, reflejan las prácticas de manejo de cultivo y de malezas utilizadas en ciclos anteriores. para garcía y fernández (1991), la comunidad de arvenses son el resultado de la presión de selección que ejercen las labores de cultivo, al generar condiciones que favorecen y desfavorecen a algunas especies más que a otras. otras familias como brassicaceae, scrophullariaceae, asteraceae, poaceae y polygonaceae, a pesar de que arrojaron un alto porcentaje de presencia en los predios muestreados, agruparon las arvenses con menores frecuencias, raphanus raphanistrum l. (8%), verónica persica poir (7%), galinsoga sp. (6%), hypochoeris radicata l. (6%), holcus lantus l. (5%) y rumex acetocella l. (5%) (figura 1), posiblemente, como resultado del control que sobre estas arvenses se genera en la zona, o de la interacción entre especies. otros factores que incidieron en las bajas frecuencias son características como el hábito de crecimiento (especies postradas como veronica persica), altura de planta (holcus lanatus), arquitectura y desarrollo foliar (rumex acetosella) y la distribución poco homogénea dentro del sistema, logrando ubicarlas solo en sitios particulares de las áreas en producción, lo que implica un menor registro dentro del muestreo (distribución en parches), permitiendo el predominio de algunas especies (dominantes) en detrimento de otras. la familia predominante en las zonas productoras en cuanto a riqueza de especies es asteraceae con un valor de 8, equivalentes al 17% del total de especies arvenses asociadas al cultivo y 7 géneros, valor equivalente al 18% del total de géneros (tabla 3). boyacá en boyacá, se destacan pequeños sistemas productivos en áreas menores a 1.000 m2 que son utilizados en la producción de uchuva en monocultivo o en asocio con papa y hortalizas. la especie arvense con mayor frecuencia fue pennisetum clandestimun (kikuyo) familia poaceae (monocotiledónea) con el 30%, seguida por polygonum nepalense (gualola) familia polygonaceae (dicotiledónea) con el 22%. otras especies con menor frecuencia fueron: hypochoeris radicata (10%), rumex acetocella (10%), galinsoga sp. (5%), holcus lanatus (3%), pertenecientes a las familias asteraceae, polygonaceae y poaceae, respectivamente (figura 1). al igual que en cundinamarca, la familia predominante es la asteraceae con 6 especies que corresponden al 13% del total especies y 6 géneros equivalentes al 16% del total de géneros en las dos zonas de estudio. especies como alonsoa meridionalis (l.f.) kuntze y verbena litoralis kunth. solo fueron reportadas en boyacá dentro de sistemas productivos, en los cuales se realizaba muy poco o ningún control de arvenses. estas especies se encuentran reportadas para todo el altiplano cundiboyacense (eraso y sequeda, 2005). 310 agron. colomb. 25(2) 2007 tabla 3. lista de especies arvenses dicotiledóneas asociadas al cultivo de uchuva en cundinamarca y boyacá. * usda, 2006. ** código asignado por los autores. subclase familia género especie código de especie* dicotiledóneas amaranthaceae amaranthus amaranthus hybridus l. amhy asteraceae chrysanhtemum chrysanhtemum leucanthemum l. chle80 ageratum ageratum conyzoides l. agco galinsoga galinsoga cuadriradiata ruiz & pav galcu** gnaphalium gnaphalium graveolens m. bieb. gnagr** hypochoeris hypochoeris radicata l. hypoc4 senecio senecio madagascariensis poir. sema15 sonchus sonchus asper l. hill. soas sonchus oleraceus l. sool taraxacum taraxacum officinale f.h. wigg taof vasquezia vasquezia anemonifolia s.f. blake. vasan** brassicaceae brassica brassica rapa l. brar** capsella capsella-bursa pastoris (l.) medik cabu2 raphanus raphanus raphanistrum l. rara2 lepidium lepidium bipinnatifidum desv. lepbi** caryophyllacea spergula spergula arvensis l. spar stellaria stellaria media l. vill stme2 silene silene gallica l. siga convolvulaceae ipomoea ipomoea dumetorum will. ex roem & schult. ipdu chenopodiaceae chenopodium chenopodium ambrosioides l. cham euphorbiaceae euphorbia euphorbia peplus l. eupe6 fabaceae trifolium trifolium pratense l. trpr2 trifolium repens l. trre3 fumariaceae fumaria fumaria officinalis l. fuof malvaceae malva fuertesimalva limensis (l.) fryxell fueli** oxalidaceae oxalis oxalis corniculata l. oxco plantaginaceae plantago plantago major l. plma2 polygonaceae polygonum polygonum punctatum elliott popu polygonum nepalense meisn. pone9 polygonum segetum kunth pose4 rumex rumex acetosella l. ruac3 rumex crispus l. rucr rubiaceae spermacoce spermacoce assurgns ruiz & pav speas** scrophullariaceae alonsoa alonsoa meridionalis kuntze alome** verónica veronica arvensis l. vear veronica peregrina l. vepe2 veronica persica poir. vepe3 solanaceae solanum solanum nigrum martens & gal. soni apiaceae hydrocotyle hydrocotyle bonplandii a. rich var. glabra. mathias hydro2 verbenaceae verbena verbena litoralis kunth. veli violaceae viola viola arvensis murray viar 311 tabla 4. composición de la comunidad de arvenses en cundinamarca y boyacá. categorías: género (número y porcentaje) y especies (número y porcentaje). familia género % especie % asteraceae 9 22,5 10 21,3 polygonaceae 2 5,0 5 10,6 brassicaceae 4 10,0 4 8,5 scrophulariaceae 2 5,0 4 8,5 caryophillaceae 3 7,5 3 6,4 poaceae 3 7,5 3 6,4 cyperaceae 3 7,5 3 6,4 fabaceae 1 2,5 2 4,3 otras 13 32,5 13 27,7 total 40 100,0 47 100,0 figura 1. especies arvenses de mayor frecuencia (%) asociadas al cultivo de uchuva en cundinamarca y boyacá. 2007 plaza y pedraza: reconocimiento y caracterización ecológica... rangos de altitud el análisis de frecuencia en las categorías altitudinales permitió apreciar a p. nepalense (gualola) como la especie más frecuente con el 20% en la categoría i, seguida por h. lanatus (falsa poa) 18%, r. crispus (lengua de vaca) y p. clandestinum (kikuyo) 17%; en el grupo de otras especies con un valor del 33% se registraron con importancia p. segetum (barbasco) y c. rufus (cortadera). en la categoría ii (> 2.100 a 2.500 msnm) la especie más frecuente fue p. clandestinum con el 40%, seguida por hypochoeris radicata (chicoria) 27%, r. acetosella (sangre de toro) 11%, galinsoga sp. con el 10%; en el grupo de otras especies se destacaron h. lanatus y v. persica (figura 2). en la categoría iii con 69 ha, la especie con mayor frecuencia fue raphanus raphanistrum con el 99%, seguida por veronica persica 91%, rumex crispus y rumex acetocella 83% , polygonum nepalense 78% , holcus lanatus 75% , hypochoeris radicata 73%, galinsoga sp. 64% y pennisetum clandestinum 43%. en esta misma categoría, se encontraron ocho de las principales especies arvenses asociadas al cultivo, las cuales acumulan un valor superior al 40% del total de especies registrado en las áreas de estudio (figura 2). al asociar las variables de departamento (cundinamarca, 80% de la producción nacional) (cci, 2002), rango altitudinal (categoría iii, 83% del área de producción) y municipio (granada, 63% del área de producción) las especies de mayor nocividad para el cultivo de la uchuva son polygonum nepalense y rumex crispus. dentro de las características a resaltar de polygonum nepalense se reporta, ser una planta anual introducida de europa y ampliamente distribuida por el mundo, especialmente en áreas sembradas con cereales y hortalizas; es común encontrarla asociada al género rumex al cual pertenecen otras especies con alta frecuencia rumex cripus y rumex acetocella. p. nepalense produce gran cantidad de semillas (aproximadamente 27.900/m2) (roberts y stokes, 1966), las cuales sobreviven por largos periodos en el suelo. por otra parte r. crispus y r. acetocella son hierbas perennes que se propagan vegetativamente y por semillas, lo que les da una gran ventaja a nivel de establecimiento en una zona. al igual que p. nepalense poseen un amplio rango de adaptación y generan gran cantidad de semillas que se acumulan en el suelo (banco de semillas). los resultados de manera independiente de la variable rango altititudinal mostraron a raphanus raphanistrum y veronica persica como las especies con mayor porcentaje de frecuencia en los predios muestreados (especies cosmopolita). la primera es una planta anual o bianual originaria de europa meridional y ampliamente distribuida en nuestro país, especialmente en terrenos cultivados y después de las cosechas. esta especie prefiere suelos arenosos o arcillosos, pero en general se adapta a cualquier tipo de suelo bien fertilizado donde se establece creando una gran reserva en el banco de semillas (aproximadamente 17.000/m2) (holm et al., 1997); estos propágulos en condiciones favorables, germinan de manera rápida y producen plantas vigorosas con largos periodos de floración. r. raphanistrum es una especie presente en muchos campos de la agricultura a nivel mundial causando problemas en cultivos de cereales y hortalizas. roberts y stokes (1966) reportan la presencia 312 agron. colomb. 25(2) 2007 figura 2. especies arvenses de mayor frecuencia asociadas al cultivo de uchuva según categorías altitudinales. categoría i: 1.800-2.100 msnm, categoría ii: >2.100-2.500 msnm, y categoría iii: >2.500 msnm. de semilla de esta especie en muchos campos de producción de especies hortícolas, los cuales han estado en producción por más de 60 años. igualmente comentan que del 20 y 40% de las semillas producidas durante la estación son capaces de mantenerse viables durante 12 meses. la persistencia de esta especie y la dificultad para controlarla radica, entre otras, en la cantidad de semilla por m2, lo cual permite afectar los rendimientos de próximos ciclos de cultivo. la segunda especie, veronica persica, es una planta anual nativa de europa que posee raíces fibrosas poco profundas, porte bajo y rastrero, características que no permiten predecir niveles altos de competencia con las plantas de uchuva, de la cual se reporta profundidad de raíces principales hasta 50 cm (garcía, 2003). veronica persica tiene un amplio rango de adaptación y produce semillas viables durante cualquier época del año, por lo que su presencia es constante en áreas cultivadas con baja presencia de arvenses de porte alto, las cuales impiden la captación de luz a las plantas del estrato inferior. esta especie es fácilmente controlada con herbicidas, lo que facilita a su vez el control de áfidos, nematodos o virus (bendixen et al., 1979), que utilizan a esta planta como hospedero alterno y que son reportados como plagas en los cultivos de uchuva. otra especie importante es pennisetum clandestinum conocida como kikuyo gramínea perenne de porte rastrero. se propaga mediante semillas y vegetativamente a través de rizomas y estolones. las semillas de la planta pueden permanecer viables en el suelo por más de diez años. los rizomas y estolones producen raíces fibrosas en sus nudos, lo que crea densas capas (garcía y fernández, 1991). los rizomas pueden penetrar en el suelo hasta una profundidad de 20-30 cm. los estolones generalmente producen tallos erectos de 10-60 cm de altura. las prácticas propias del manejo del sistema productivo como manejo de la fertilización, arvenses, insectos plaga, enfermedades y la preparación del suelo suponen cambios en el hábitat en el que se desarrollan las especies, promoviendo o inhibiendo cambios en la cantidad de individuos de una población de arvenses (mortimer, 1990). la preparación del suelo previa al transplante, aumenta la tasa de individuos de las diferentes especies al diseminar de forma continua las semillas por las áreas cultivadas y remover constantemente el banco de semillas; esto favorece la germinación de semillas en estado de latencia al encontrar condiciones aptas para germinar y desarrollarse. holm et al. (1997) comentan la relación entre el aumento de la germinación de semillas y el disturbio de los hábitats. estos factores unidos a las condiciones de clima favorables que se presentan en el rango altitudinal mayor a 2.500 msnm, donde se encuentra el 83% de los municipios del estudio, permiten entender las frecuencias de las especies encontradas en este trabajo. agradecimientos los autores dan su reconocimiento al proyecto “determinación de la problemática actual de plagas en el cultivo de la uchuva, validación de practicas y diseño de estrategias de manejo integrado para zonas productoras de cundinamarca y boyacá” del ministerio de agricultura y desarrollo rural, a su director profesor d. miranda y a e.c. ricaurte por la colaboración durante la redacción y corrección del texto. literatura citada bendixen, l., d. reynolds y r. riedel. 1979. annotated bibliography of weeds as reservoirs for organism affecting crops: i. nematodos. ohio agric. res. and dev. center (oardc), res. bull. n.º 1109. wooster, ohio. bermúdez, l.a. 1997. malezas más comunes en colombia. ed. produmedios, bogotá, 149 p. bernal, j. 1986. la uchuva (physalis peruviana l.) historia, taxonomía y biología. pp. 1-5. en: memorias primer curso nacional de uchuva. uptc, tunja. chávez, m. 1987. poblaciones, biomasa y banco de semillas de arvenses en cultivos de maíz zea mays l. y fríjol phaseolus 3132007 plaza y pedraza: reconocimiento y caracterización ecológica... vulgaris l. efecto de métodos de control y rotaciones. colegio de postgraduados, centro de botánica, chapingo, méxico. corporación colombia internacional (cci). 2002. uchuva-perfil del producto. inteligencia de mercados 13, 1-12. corporación colombia internacional (cci). 2005. uchuva-perfil del producto. en: inteligencia de mercados. en: www.cci.org. co, 14 p.; consulta: 20 de agosto de 2006. eraso, e. y o. sequeda. 2005. contribución al reconocimiento de la flora arvense del altiplano cundiboyacense de colombia. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 206 p. fischer, g. y p. almanza 1993. la uchuva (physalis peruviana l.) una alternativa promisoria para las zonas altas de colombia. agricultura tropical 30(1), 79-87. fuentes, c. 1986. metodología y técnicas para evaluar las poblaciones de malezas y su efecto en los cultivos. revista comalfi 13, 29-50. garcía, l. y c. fernández. 1991. fundamentos sobre malas hierbas y herbicidas. ediciones mundi-prensa, madrid. 348 p. garcía, m.c. 2003. cartilla. uchuva: cosecha y poscosecha. corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica) y pronatta, bogotá. 12 p. gómez, a. y h. rivera. 1987. descripción de malezas en plantaciones de café. federación nacional de cafeteros, centro nacional de investigaciones del café (cenicafe). pp. 365-367. guiller, p. 1984. comunity estructure and the niche. chapman and hall, nueva york. 176 p. holm, l., j. doll, e. holm, j. pancho y j. herberger. 1997. world weeds: natural histories and distribution. john wiley and sons, inc., nueva york. 1129 p. krebs, c. 1978. ecology: the experimental analysis of distribution and abundance. segunda edición. harper & row, nueva york. 678 p. koch, w. m.e. beshir y r. unterladstatter. 1982. crop loss due to weeds. fao plant protect. bul. 30(3-4), 103-111. marzocca, a. 1985. nociones básicas de taxonomía vegetal. iica, san josé, costa rica. 263 p. ministerio de agricultura y desarrollo rural. 2005. la cadena de los frutales de exportación en colombia. una mirada global de su estructura y dinámica 1991-2005. documento de trabajo n.º 67. en: w ww.minagricultura.gov.co; consulta: 20 de agosto de 2006. mortimer, a. 1990. the population ecology of weeds: implications for integrated weed management, forecasting and conservation. proc. british crop protection conference-weeds 1, 935-944. pinilla, c. 2002. identificación de la flora asociada a plantaciones de banano en urabá y magdalena. pp. 129-151. en: xxiii congreso anual manejo integrado de arvenses. santa marta. pujadas, a. y j.e. hernández. 1988. concepto de mala hierba. itea 75, 47-56. ricklefs, r. 1974. ecology. segunda edición. chiron press, nueva york. 966 p. roberts, h.a. y f.g. stokes. 1966. studies on the weeds of the vegetables crops. vi. seed populations of soil under commercial cropping. appl. ecol. 3, 181-190. united states department of agriculture (usda). 2006. natural resourses conservation service. en: www.plant.usda.gov; consulta: 22 de septiembre de 2006. whittaker, r. 1965. dormancy and diversity in land plant communities. science 174, 250-260. resumen abstract en el segundo semestre de 2005 se realizaron 384 encuestas a personas de los estratos socioeconómicos medio y alto de bogotá, con el objeto de identificar características del consumo de vegetales relacionadas con preferencias, frecuencia y lugares de compra (acceso a canales). esta investigación constituye una segunda fase de la realizada por montoya et al. (2004), incluyendo como nuevos temas el consumo de vegetales orgánicos y los paquetes de productos que las personas estarían interesadas en adquirir. se estimó una elasticidad de 0,55 para la inversión de las familias en vegetales. las mujeres son generalmente las que toman la decisión de compra. el supermercado es el lugar predilecto para comprar los vegetales. los productos con mayor frecuencia de compra son el tomate, la cebolla cabezona, la naranja y la zanahoria. los de menor consumo fueron la col de bruselas, la berenjena y el rábano; estos últimos son adquiridos principalmente por personas de estratos 4, 5 y 6. los consumidores potenciales manifestaron un interés del 62% por adquirir los productos a domicilio; las personas de mayores ingresos muestran el mayor interés por este canal de comercialización. a pesar de que el 41% dijo no saber qué son los productos orgánicos y a que sólo el 20% los consume frecuentemente, más de la mitad de la población estaría interesada en adquirir estos productos (59%), lo cual indica que hay un potencial de mercado superior a al consumo actual. in the second semester of 2005, were carried out 384 surveys to people of the medium and high socioeconomic strata of bogotá in order to identify characteristics of vegetable consumption related to preferences, frequency, and purchase places (access to channels). this investigation constitutes a second phase of the one carried out by montoya et al. (2004), including as new topics the consumption of organic vegetables and product packages that people would be interested in acquiring. an elasticity of 0,55 for the investment of families in vegetables was estimated. the women are generally those who make the purchasing decision. the supermarket is the favorite place to buy vegetables. the products with more purchasing frequency are tomato, stubborn onion, orange, and carrot. those of the smaller consumption were brusell cabbage, eggplant, and radish; the last ones are acquired mainly by people of strata 4, 5 and 6. the potential consumers manifested an interest of 62% in home delivery of the products; people of more revenues show the highest interest for this commercialization channel. although 41% said not to know what are the organic products and only 20% to frequently consume them, more than half of the population would be interested in acquiring these products (59%) that indicates that there is a potential of superior market to the current consumption. key words: agricultural marketing, distribution channels, organic products, investigation of markets, multivariate analysis. palabras clave: mercadeo agrícola, canales de distribución, productos orgánicos, investigación de mercados, análisis multivariado. 1 asistente de dirección del centro de investigación y extensión rural (cier), facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. aparradob@unal.edu.co 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. iamontoyar@unal.edu.co introducción las fallas en la comercialización constituyen uno de los principales “cuellos de botella” del sector agropecuario colombiano. los expertos en mercadeo agrícola como gilberto mendoza (1999) y la corporación colombia internacional (2002) consideran que la monopolización de la distribución, la perecibilidad y estacionalidad de los productos, las fuertes fluctuaciones de los precios y el desconocimiento de los mercados y de las estrategias de mercadotecnia, son los principales factores que reducen la rentabilidad de la producción agropecuaria. en bogotá coexisten canales tradicionales y modernos (descentralizados) de comercialización de alimentos de origen agrícola. según perrone (1992), los primeros mantienen una estrecha relación hacia atrás con la agricultura campesina y los acopiadores e intermediarios rurales, y hacia agronomía colombiana 25(2), 377-382, 2007 características del consumo de vegetales en los estratos socioeconómicos medio y alto de bogotá characteristics of vegetable consumption in the medium and high socioeconomic strata of bogotá álvaro parrado1 e iván alonso montoya2 fecha de recepción: febrero 15 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 378 agron. colomb. 25(2) 2007 delante con los consumidores de bajo nivel de ingresos a través del sistema minorista tradicional de tiendas y plazas de mercado. los canales modernos están conformados por la agroindustria alimentaria y las cadenas de supermercados, relacionados hacia atrás con la agricultura empresarial y hacia delante con los sectores consumidores de media y alta capacidad de compra. la cci (2002) y la cámara de comercio (2004) estiman los siguientes márgenes de rentabilidad para cada uno de los agentes de la cadena de comercialización de frutas y hortalizas en bogotá: margen productor variable entre -20% y 20%, margen transportador 40%, margen plaza de mercado o central de abastos 15%, margen distribuidor pequeño entre 20 y 30%, margen tienda de barrio entre 30 y 40%, margen comercializador supermercado e hipermercado entre 35 y 45%, margen procesadores (conservas) entre 35 y 45% (varía el precio según proceso), exportadores entre 35 y 45% (varía el precio según el producto). la promoción y distribución a domicilio surge como una alternativa para superar los problemas de la comercialización de productos agropecuarios, acercando al productor con el consumidor final. para explorar una estrategia de mercadeo de hortalizas a domicilio se hace fundamental considerar un estudio del entorno, que oriente una elección estratégica hacia la segmentación y posicionamiento de productos y servicios, en el marco de un mercado objetivo (en el cual opera la mezcla de mercadeo, con el propósito de establecer una posición diferenciadora). el objetivo general de este trabajo fue identificar características del consumo de vegetales de un estrato medio-alto de bogotá, relacionadas con preferencias, frecuencia y lugares de compra (acceso a canales). como objetivos específicos se definieron los siguientes: • caracterizar los diferentes grupos de consumidores de hortalizas del estrato socioeconómico medio-alto de bogotá. • conocer las frecuencias de consumo de 32 frutas y hortalizas en el estrato medioalto de bogotá. • identificar los lugares donde se prefiere comprar los productos de origen agropecuario para el estrato medioalto de bogotá. • conocer la percepción de los consumidores por el consumo de vegetales de calidad preseleccionada a domicilio. materiales y métodos la fase exploratoria de esta investigación se llevó a cabo mediante la revisión bibliográfica y de fuentes de internet sobre el tema del mercadeo de hortalizas, junto con entrevistas a expertos en el tema (académicos, productores y comercializadores). el documento base de la investigación fue el estudio “preferencias de mercado y distribución para hogares de algunos vegetales y frutos para un segmento hipotético de mercado de bogotá”, realizado por montoya, et al. (2004). en la segunda fase se procedió a realizar encuestas con el apoyo de los estudiantes del curso de economía agraria de la carrera de ingeniería agronómica de la universidad nacional, quienes las realizaron entregando directamente los formularios a los encuestados. las encuestas fueron aplicadas en bogotá entre septiembre y octubre de 2005. la muestra fue de 384 personas, de estratos 3 y 4 (48% y 38%, respectivamente), el 66% fueron mujeres y el 78% con edades entre 20 y 50 años. el error máximo fue del 5%. resultados y discusión en la tabla 1 se comparan los resultados obtenidos en la encuesta realizada en 2002 y la encuesta realizada en 2005 para las preguntas que se mantuvieron iguales en el formulario. en general, hay similitud en los resultados, lo que indica que las encuestas fueron aplicadas correctamente y que para el periodo 2002-2005 no se presentaron cambios significativos en el comportamiento de las variables estudiadas. las mujeres son generalmente las que deciden la compra de vegetales (64% frente a 11% de casos en que deciden los hombres, y 25% entre diferentes miembros de la familia), por lo que las estrategias de mercadeo deben ir orientadas principalmente hacia ellas. el 42% de los encuestados invierten entre $50.000 a $100.000 mensuales en vegetales (a pesos de 2005), seguidos por el 21% que invierte entre $100.000 y $150.000; valor alto si se tiene en cuenta que la mayoría son personas de estratos 3 y 4. al comparar los resultados de inversión en vegetales con los obtenidos por montoya et al. (2004), a partir de la encuesta realizada en 2002, se observa que para ese año sólo el 8% de los encuestados dijo invertir más de $100.000 mensualmente (a pesos de 2002) en compra de vegetales (el 59% dijo hacerlo en el rango de $50.000 a $100.000), mientras que en los resultados de este estudio este porcentaje fue del 41%. si tenemos en cuenta que no hubo diferencias importantes en el porcentaje de personas pertenecientes a cada estrato, ni en el nivel de ingresos encontrado en las dos encuestas, estos resultados podrían corresponder a un incremento en el consumo general de vegetales, probablemente relacionado con megatendencias como una mayor preocupación de las 379 variable categorías encuesta 2002 encuesta 2006 edad 20 a 30 años 30% 24% 31 a 40 años 45% 27% 41 a 50 años 19% 27% 51 a 60 años 5% 17% mayores de 60 años 2% 4% estrato 1 1% 1% 2 6% 4% 3 44% 48% 4 39% 38% 5 8% 8% 6 2% 1% sexo femenino 67% 66% masculino 33% 34% estado civil soltero 16% 18% casado 60% 59% viudo 1% 3% separado 10% 7% unión libre 13% 12% ns/nr 1% 2% variable categorías encuesta 2002 encuesta 2006 ingresos < $1’000.000 14% 14% $1’000.000-$1’500.000 21% 19% $1’500.000-$2’000.000 22% 24% $2’000.000-$2’500.000 15% 18% $2’500.000-$3’000.000 11% 12% >$3’000.000 18% 13% composición familiar pareja 9% 8% pareja con hijos 81% 63% pareja con parientes 3% 4% pareja con parientes e hijos 5% 7% otros 1% 18% inversión mensual en vegetales <$50.000 9% 7% $50.001-$100.000 59% 42% $100.001-$150.000 3% 21% $150.001-$200.000 5% 15% > $200.000 0% 15% ns/nr 23% 0% sitios donde compra vegatales sólo tienda 6% 16% sólo plaza 16% 17% sólo supermercado 48% 47% sólo mercados móviles 2% 1% supermercado y tienda 9% 7% supermercado y plaza 8% 5% tienda y plaza 3% 3% otras combinaciones 9% 4% tabla 1. comparación de los resultados de las encuestas realizadas por montoya et al. (2002) y las encuestas realizadas para este trabajo en 2005. parrado y montoya: características del consumo de vegetales... continúa 380 agron. colomb. 25(2) 2007 personas por su salud y tener una dieta balanceada, lo cual se ve reflejado en el incremento de grandes puntos de venta especializados en frutas y hortalizas (fruver). en la figura 1 se ilustra la participación de la inversión mensual en vegetales como componente del ingreso. el comportamiento del gasto en vegetales es el típico de bienes inelásticos en cuanto a elasticidad demanda-ingreso (que fue calculada en 0,55), disminuyendo su participación porcentual en el gasto a medida que se incrementa el ingreso. mientras las familias con ingresos menores a $1’000.000 invierten aproximadamente el 10% de sus ingresos en compra de vegetales, esa proporción cae al 5% en el caso de las familias con ingresos mensuales superiores a $3’000.000. no obstante, el monto total de inversión sí se incrementa de manera proporcional al aumento del ingreso, debido a los mayores precios que pagan las familias de ingresos altos por adquirir mejor calidad y servicio. el total de personas que compran vegetales en el supermercado es de 61%; el 47% lo hace exclusivamente en este lugar. respecto al porcentaje de personas que compran sólo en la tienda se encontró un incremento del 6 al 16%, frente a los resultados descritos por montoya et al. (2004). este incremento podría mostrar una recuperación de la tienda frente al supermercado, debido a las facilidades de crédito, cercanía y mejoramiento de la calidad ofrecida por estos establecimientos. en promedio, el 51% prefiere comprar los vegetales semanal o quincenalmente (29% y 22%, respectivamente), y sólo el 7% prefiere hacerlo en forma diaria. este factor favorece a los supermercados frente a las tiendas y mercados móviles, ya que ofrecen una mayor variedad y cantidad de productos que les facilita a las familias abastecerse en los volúmenes suficientes para no tener que hacer compras diarias. los productos con mayor frecuencia de compra son el tomate, la cebolla cabezona, la naranja y la zanahoria. los de menor consumo fueron la col de bruselas, la berenjena y el rábano; estos últimos son adquiridos principalmente por personas de estratos 4, 5 y 6. estas tendencias de consumo fueron reafirmadas por el análisis factorial de correspondencias múltiples, que además mostró homogeneidad en las frecuencias de compra según el nivel de ingreso de los consumidores. los resultados son similares a los de la encuesta de ingresos y gastos del dane (1996), según la cual el 75% del gasto en vegetales se concentró en seis productos, que en su orden fueron: tomate, cebolla cabezona, arveja, cebolla junca, zanahoria y habichuela. algunos de los encuestados manifestaron que adquirirían a domicilio sólo aquellos productos que sean preseleccionados de buena calidad y que no tengan un sobrecosto por el servicio, características difíciles de lograr tanto para el productor como para el comercializador. variable categorías encuesta 2002 encuesta 2006 persona que decide la compra hombre 8% 11% mujer 60% 65% pareja 25% 15% todos 7% 7% otros 1% 3% interés en adquirir productos a domicilio 1 de cada 10 personas 6% 5% 2 de cada 10 personas 11% 13% 3 de cada 10 personas 14% 11% 4 de cada 10 personas 12% 9% 5 de cada 10 personas 23% 18% 6 de cada 10 personas 9% 11% 7 de cada 10 personas 8% 8% 8 de cada 10 personas 7% 9% 9 de cada 10 personas 0% 2% 10 de cada 10 personas 6% 5% ns/nr 2% 9% continuación tabla 1 381 para poder ofrecer precios competitivos con los de los supermercados, plazas y tiendas, manteniendo la calidad del producto, es conveniente acceder a proveedores directos. la reducción de costos también dependerá de contar con canales eficientes de distribución. se debe buscar que los recorridos sean cortos y fijar unos volúmenes mínimos de venta, que permitan obtener una relación costo-beneficio atractiva. es importante tener una oferta permanente de los productos para asegurar la fidelidad de los clientes. para ello, es necesario tener un portafolio amplio de proveedores. la integración de los pequeños y medianos productores es otra estrategia eficaz para garantizar la oferta de los volúmenes demandados. para identificar de la manera más objetiva posible la percepción de los encuestados sobre la posibilidad de adquirir productos a domicilio, se formuló la pregunta de la siguiente manera: “de 10 personas que compran vegetales, ¿cuántas cree usted que comprarían productos preseleccionados de calidad a domicilio?”. el 18% opinó que lo harían 5 personas, y el restante 82% se dividió en la demás alternativas sin mostrar una tendencia clara. si se agregan los porcentajes de las respuestas correspondientes a que entre 0 y 4 personas adquirían los productos a domicilio, para homogenizarlos como un “no”, haciendo lo mismo con las respuestas que estuvieron en el rango de 5 a 10 como un “sí”, se obtiene que el 62% de la población podría estar interesada en acceder a este canal de distribución. se preguntó a los encuestados sobre productos vegetales o paquetes de productos que les interesaría adquirir a domicilio. el 74% manifestó estar interesado en adquirir principalmente paquetes de productos –y no productos individuales–; de ellos, al 27% le gustaría tener la opción de adquirir todos los vegetales a domicilio, y el restante 73% manifestó estar interesado en paquetes específicos que incluyan tomate (17%), cebolla (14%), papa (13%), arveja (12%) y zanahoria (7,5%), productos que coinciden con los identificados en este estudio como los de mayor frecuencia de consumo. la encuesta incluyó el análisis del posicionamiento de los productos orgánicos, biológicos o ecológicos en la población. el 41% dijo no saber qué son los productos orgánicos, porcentaje que limita una comercialización masiva de estos productos y que indica la necesidad de realizar campañas masivas de divulgación sobre las características y ventajas que ofrecen, como estrategias de diferenciación y posicionamiento. el 30% nunca compra vegetales orgánicos, el 35% casi nunca y solo el 20% dijo hacerlo frecuentemente. a pesar de ello, más de la mitad de la población estaría interesada en adquirir productos orgánicos (59%), lo cual indica que hay un potencial de mercado superior a la demanda actual. al realizar un análisis factorial de correspondencias múltiples, tomando las 51 variables encuestadas como activas (igual peso), se obtienen dos grandes segmentos de merfigura 1. porcentaje de inversión mensual en vegetales como componente del ingreso. parrado y montoya: características del consumo de vegetales... 382 agron. colomb. 25(2) 2007 cado: los de mayores ingresos que presentan las menores frecuencias de compra para la mayoría de vegetales pero que muestran alta disposición a comprar los productos a domicilio y los productos orgánicos, y los de menores ingresos que tienen mayores frecuencia de compra para la mayoría de productos, no conocen qué son los vegetales orgánicos, biológicos o ecológicos y prefieren la tienda sobre el supermercado. los productos preseleccionados distribuidos a domicilio tienen el valor agregado de la calidad garantizada por la selección y el mismo servicio a domicilio. esto favorece la diferenciación de los productos pero hace difícil plantear una estrategia de liderazgo en costos o de precios bajos. en la medida en que se acceda a proveedores directos se reducirían los costos del producto y se podría pensar en tener precios competitivos con los de los supermercados, plazas y tiendas. literatura citada buernett, j. 1998. promoción, conceptos y estrategias. mcgraw-hill interamericana, bogotá. cámara de comercio de bogotá. 2004. proyecto: balances tecnológicos en cinco cadenas productivas: perfil de la industria, diagnóstico local: hortofrutícola. bogotá. céspedes, a. 1998. principios de mercadeo. segunda edición. ecoe, bogotá. corporación colombia internacional, ministerio de agricultura y desarrollo rural. 2002. comercialización y encadenamientos productivos del sector agroalimentario. bogotá. dane. 1996. encuesta nacional de ingresos y gastos. bogotá. díaz, l. g. 2002. estadística multivariada: inferencia y métodos. departamento de estadística, universidad nacional de colombia, bogotá. etzel, m., b. walker y w. stanton. 1997. fundamentos de marketing. mcgraw-hill interamericana, méxico. kottler, p. 1999. dirección de mercadotecnia. pearson, méxico. mendoza, g. 1999. diagnóstico del mercadeo agrícola y agroindustrial en colombia: una estrategia para la reactivación de la agricultura. universidad jorge tadeo lozano, bogotá. montoya, i., l. montoya y o. castellanos. 2004. análisis de los enfoques organizativos de la tendencias económicas, culturales, sociales y tecnológicas. revista escuela de administración de negocios 50, 113-131. montoya i., a. parrado y s. rubio. 2004. preferencias de mercado y distribución para hogares de algunos vegetales y frutos para un segmento hipotético de mercado de bogotá. agron. colomb. 22(2), 85-91. parrado, a. 2006. hortalizas a domicilio. estudio de mercado para el estrato medio-alto de bogotá. tesis de maestría en ciencias agrarias. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. perrone, mario eduardo. 1992. aspectos de la comercialización de alimentos en santafé de bogotá. tesis magíster en economía agraria. facultad de ciencias económicas, universidad nacional de colombia, bogotá. agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen con el propósito de rescatar la riqueza genética de la batata (ipomoea batatas), durante dos ciclos de cultivo se realizaron evaluaciones agronómicas de dos materiales nativos, en comparación con diez clones provenientes del centro internacional de la papa, clasificados allí como promisorios. el trabajo se llevó a cabo en el municipio de coyaima, en el departamento del tolima (colombia), con la participación de los integrantes del cabildo indígena autónomo independiente buenavista, y la colaboración del consorcio latinoamericano y del caribe de apoyo a la investigación y el desarrollo de la yuca. los materiales nativos se colectaron en parcelas de agricultores y se clasificaron como ‘bonanza’ y ‘sangretoro’, nombres tradicionales dados por los indígenas de la zona. el experimento fue desarrollado a través de un diseño de bloques completos al azar, con siete tratamientos y cuatro repeticiones. los tratamientos correspondieron a los cinco clones cip y las dos variedades regionales. los resultados de la investigación permitieron cuantificar el alto potencial productivo de la batata como especie cultivada, encontrándose materiales muy promisorios que pueden ser incorporados a modelos agropecuarios de producción. with the aim of rescuing the genetic variability of sweet potato (ipomoea batatas), the agronomical performance of two native materials was evaluated and compared to that of ten clones classified as promissory at centro internacional de la papa. carried out along two crop cycles, the study took place in the municipality of coyaima (tolima colombia), with the participation of the members of the buenavista autonomous and independent indigenous council, and the collaboration of the consortium for the support and development of cassava in latin america and the caribbean. the native materials were collected at local farms, and classified as ‘bonanza’ and ‘sangretoro’, which are their traditional indigenous names. the experiment was conducted under a completely randomized block design, with seven treatments (five cip clones and the two regional varieties) and four repetitions. the results allowed quantifying the remarkably productive potential of cultivated sweet potato, and identifying very promissory materials that can therefore be incorporated to agricultural production models. key words: reser vant roots, double purpose, genetic resources. palabras clave: raíces reservantes, doble propósito, recursos genéticos. fecha de recepción: 19 de mayo de 2008. aceptado para publicación: 2 de julio de 2009 1 departamento de investigación, inver campo cía. ltda., bogotá (colombia). 2 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 3 autor de correspondencia. jhtiqueq@unal.edu.co agronomía colombiana 27(2), 151-158, 2009 evaluación agronómica de diez clones promisorios cip y dos materiales nativos de ipomoea batatas l. agronomic evaluation of ten promissory cip clones and two sweet potato (ipomoea batatas l.) native materials josé tique1, 3, bernardo chaves2 y jorge humberto zurita2 introducción ipomoea batatas lam. tiene como centro de origen el continente americano; presenta su mayor diversidad genética en colombia, ecuador y norte del perú, reconocidos como centros primarios. otros centros secundarios de diversidad genética están ubicados en méxico, guatemala y sur del perú. también se ha observado considerable variabilidad en algunas islas del pacífico y asia, tales como filipinas, papúa nueva guinea, fiji, sri lanka, australia, entre otras (díaz et al., 1992). la batata como especie fue domesticada y cultivada antes del descubrimiento de américa; fue llevada a europa de donde se dispersó rápidamente como cultivo a zonas tropicales y subtropicales. es una de las especies hortícolas más cultivadas en el mundo; se estima que el área sembrada mundialmente es de aproximadamente 8.618.866 ha, con una producción de 127.139.553 t año-1, concentrada en asia, donde se calcula que se encuentra sembrado el 90,5% del área mundial (fao, 2004). 152 agron. colomb. 27(2) 2009 la batata pertenece a la familia convolvuláceae, género ipomoea, que comprende unas 500 especies aproximadamente (austin, 1988). es una planta de tipo alopoliploide (de la puente, 1988), tiene un número básico de cromosomas x = 15, es hexaploide 2n = 6x = 90, generalmente es autoincompatible y la mayoría de sus caracteres son de herencia cuantitativa y de baja heredabilidad. es una planta de tipo herbáceo, perenne en condiciones silvestres, aunque en medio de cultivo cambia según el objetivo de la producción; el sistema radicular es la parte más importante de la planta, ya que constituye el objeto principal del cultivo. las raíces son abundantes y ramificadas, producen raíces reservantes, de formas y colores variados de acuerdo con la variedad (marín, 1994). su carne es azucarada, perfumada y rica en almidón, con elevado contenido en caroteno, vitamina c y una proporción apreciable de proteínas. existe en la actualidad una amplia base genética que comprende materiales silvestres colectados en exploraciones realizadas por el centro internacional de la papa (cip), entre 1985-1986, en toda latinoamérica y el caribe. esta colección permite preservar la especie, manter su identidad genética y evita su extinción como recurso natural y cultivado que está amenazado por acción de la erosión genética (de la puente, 1988; fuglie, 2007). el cultivo de la batata es muy importante a nivel mundial, por las grandes posibilidades que tiene como alimento humano, animal y aun como componente de procesos industriales (scott et al., 1992). se habla de la importancia de la batata en la alimentación humana como un sustituto de harinas que se consumen en fresco, como papa y yuca, al igual que de productos de alto valor energético, como la harina de trigo y el arroz (burga, 1987). en alimentación animal son amplísimas las posibilidades, tanto por el consumo de su follaje en forma fresca, ensilada o henificada, como el de su raíz, pues sirve como alimento directo y como posible sustituto o complemento en la elaboración de mezclas de concentrados. desde el punto de vista industrial, la raíz de la batata se ha incorporado básicamente a la industria alimenticia como fuente de harina y almidón; también se ha probado en la obtención de colorantes naturales, y en los últimos años, con el auge de los agrocombustibles, en la obtención de alcohol (bermúdez, 2006). en lo referente a las condiciones agroecológicas, la batata como especie cultivada y silvestre ofrece una amplia variabilidad genética que se expresa en las distintas adaptaciones a condiciones ambientales diversas, tales como sequía, humedad, salinidad, tipo de suelo, resistencia a plagas y enfermedades, etc. adicionalmente, su manejo agronómico resulta más económico que el de otros cultivos, en términos de menores requerimientos de fertilizantes y pesticidas. en colombia, aunque es uno de sus centros primarios de mayor diversidad genética, la batata como recurso genético y como cultivo se encuentra perdida en los rincones de la huerta casera de unos pocos campesinos tradicionales. es por esto que se considera necesario evaluar y promover la batata como alternativa agrícola real, con el fin de fortalecer el concepto y la aplicación de un modelo sostenible de seguridad alimentaria. el objetivo de esta investigación es caracterizar, desde el punto de vista de uso agrícola, dos materiales de batata regionales en comparación con diez clones promisorios. materiales y métodos preliminarmente se trabajó durante el primer semestre de 2006 en colectar e identificar materiales regionales, que se clasificaron según el color de los tallos y de la raíz. uno, denominado ‘bonanza’, de tallos verdes y raíz reservante color crema, y el otro, ‘sangretoro’, de tallos morados y raíz reservante morada (los nombres corresponden a los utilizados comúnmente por los agricultores de la zona). estos materiales fueron propagados por esquejes hasta tener la cantidad suficiente de material para desarrollar el experimento. el centro internacional de la papa suministró por intermedio del consorcio latinoamericano y del caribe de apoyo a la investigación y al desarrollo de la yuca diez clones considerados como promisorios (tab. 1). por problemas de adaptación y enfermedades se descartaron cinco materiales. el experimento se desarrolló en el municipio de coyaima, departamento del tolima (387 msnm, una temperatura media de 26°c y una precipitación promedio anual de 1.350 mm), durante el segundo semestre de 2006 y se repitió en el primer semestre de 2007. el diseño experimental fue en bloques completos al azar, con siete tratamientos y cuatro repeticiones. la unidad experimental estuvo constituida por cinco surcos de 4,0 m 1532009 tique, chaves y zurita: evaluación agronómica de diez clones promisorios cip y dos materiales nativos de ipomoea batatas l. de largo, separados 1,0 m y 0,3 m de distancia entre plantas, para un total de 66 plantas por bloque, una población total de 1.848 plantas y una densidad de siembra de 33.000 plantas/ha. tabla 1. materiales cip de ipomoea batatas, evaluados en coyaima (colombia). material vegetal nombre del cultivar origen cip 400004 cemsa 74-228 cuba cip 400036 luby burundi cip 440260 chin mi (suwon 147) china cip 440045 toquesita puerto rico cip 199062-1 sin información perú cip 440025* xushu 18 china cip 199026-1* sin información perú cip 440050* pepa puerto rico cip 199015-14* sin información perú cip 199035-7* sin información perú *materiales descartados. fuente: cip germplasm ordering system, 2007. se tomaron seis muestras por repetición al final de un periodo de noventa días después de sembrado (90 dds) y se evaluaron las variables de peso fresco de raíces, peso seco de raíces, peso fresco de follaje (hojas y tallos), peso seco de follaje, biomasa fresca y biomasa seca, en kg/planta. se hicieron también determinaciones del porcentaje de materia seca de raíces y materia seca de follaje y se establecieron las relaciones raíz fresca/follaje fresco y relación raíz seca/follaje seco. las variables de rendimiento fresco de raíces se relacionaron con la precipitación para establecer el efecto de este factor sobre los materiales. los datos de clima se obtuvieron de la estación climática media luna, ubicada a 500 m del lugar donde se desarrolló el trabajo. los datos se procesaron y analizaron mediante el programa de análisis estadístico sas® versión 9.1, se realizó para cada variable análisis de varianza, y adicionalmente se llevó a cabo un análisis de componentes principales y prueba tukey con un nivel de significancia del 5%. resultados y discusión análisis de componentes principales el análisis de componentes principales es una herramienta estadística que permite determinar las variables que más aportan a la variabilidad total. de su gráfica, mediante la dirección, la longitud de los vectores y el ángulo entre ellos, se puede conocer el comportamiento de las variables y sus relaciones. las variables de acumulación de masa seca en raíces reservantes y en follaje, al igual que la variable de biomasa fresca expresada en kg/planta, presentan la menor longitud vectorial (fig. 1), lo cual indica que estas variables son las que menos aportan a la variabilidad. las variables de relación entre los rendimientos fresco y seco de raíces y de follaje presentan la mayor longitud vectorial, y forman entre sí un ángulo que muestra que estas variables están altamente correlacionadas. las variables de peso fresco y seco de raíces reservantes se comportan en forma similar a las anteriores pero en otra dirección. otro de los aspectos importantes para destacar de la fig. 1 tiene que ver con la independencia entre los componentes fresco y seco de las variables de raíces reservantes y el follaje, d im en si ón 1 dimensión 2 -2 -1 0 1 2 3 3 2 1 0 -1 -2 -3 psr/psf psr pfr bs msf msr bf psf pff a04 b04 b62-1 b045 a045 bsan asan a260 b260 bbon a62-1 a036 b036 abon * * * * * * * * * * *** pfr/pff figura 1. componentes principales, en dos ciclos de cultivo de batata y 90 días después de siembra en coyaima (colombia). bf, biomasa fresca; bs, biomasa seca; pfr, peso fresco de raíces reservantes; psr, peso seco de raíces reservantes; pff, peso fresco de follaje; psf, peso seco de follaje; pfr/pff, relación peso fresco de raíces/peso fresco de follaje; psr/psf, relación peso seco de raíces/ peso seco de follaje; msr, porcentaje de materia de raíces reservantes; msf, porcentaje de materia seca de follaje. a260= 440260 ciclo i, b260= 440260 ciclo ii, a045= 440045 ciclo i, bo45= 440045 ciclo ii, a036= 400036 ciclo i, b036= 400036 ciclo ii, a04= 400004 ciclo i, b04= 400004 ciclo ii, a62-1= 199062-1 ciclo i, b62-1= 199062-1 ciclo ii, asan= 'sangretoro' ciclo i, bsan= 'sangretoro' ciclo ii, abon= 'bonanza' ciclo i, bbon= 'bonanza' ciclo ii. 154 agron. colomb. 27(2) 2009 ya que el ángulo que forman los vectores correspondientes es de aproximadamente 90°. rendimiento en fresco rendimiento de raíces reservantes en fresco uno de los factores que para las condiciones del trópico llama más la atención, es la posibilidad de encontrar materiales de batata que se adapten bien a diferentes condiciones ambientales, y que su rendimiento permita el desarrollo del cultivo como una alternativa viable económicamente (fuglie, 2007). en el trabajo se observaron datos contrastantes de precipitación (fig. 2) en los dos ciclos de cultivo. para el caso de la producción de raíces reservantes, se sabe que su diferenciación es producto de un proceso complejo que tiene lugar en los primeros 30 días después de siembra (suni y marín, 1994), que los cambios histológicos que conducen al engrosamiento de las raíces reservantes están limitados por factores climáticos (hahn y hozyo, 1983; bouwkamp y kays, 1985). figura 2. precipitación acumulada en dos ciclos de cultivo de ipomoea batatas en coyaima (colombia). en la fig. 2 se observan las diferencias entre la precipitación acumulada entre ciclos. en el ciclo i hubo una mayor precipitación acumulada hasta los 40 días después de siembra (296 mm), en comparación con el ciclo ii (102 mm), lo cual favoreció la producción de raíces reservantes, tal como lo determinaron hahn y hozyo (1984) y bouwkamp, kays (1985) y suni y marín (1994). se desatacan los clones cip 440260, cip 199062-1 y el material nativo ‘sangretoro’, que alcanzaron un rendimiento mayor de 30.000 kg ha-1 en cada ciclo de cultivo, y expresan diferencias significativas en la prueba de tukey (tab. 2). tabla 2. promedios de rendimiento de raíces reservantes en fresco (rfr), en dos ciclos de cultivo y después de 90 dds en coyaima (colombia). material vegetal ciclo i rfr (kg ha-1) ciclo ii rfr (kg ha-1) cip 440260 40.128 a 34.815 a cip 440045 25.509 c 18.447 d cip 400036 25.179 c 23.562 bc cip 400004 22.572 c 20.130 d cip 199062-1 35.211 b 33.066 a bonanza 26.400 c 27.192 b sangretoro 39.501 a 37.422 a promedios con letras diferentes indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). rendimiento de follaje en fresco uno de los limitantes en el desarrollo de la producción animal es, sin duda alguna, el costo que involucra la nutrición, lo cual obliga a la búsqueda de alternativas alimenticias. una de estas alternativas es aprovechar cultivos bien adaptados al trópico, que sean de ciclo corto, de uso integral y de alto rendimiento. en la alimentación animal, principalmente de rumiantes, el follaje (hojas y tallos) de la batata se utiliza en forma periódica. así mismo, en ciertos casos se usan las raíces no comerciales como fuente de energía, principalmente en la alimentación de cerdos. esta situación ocurre al final de la cosecha del cultivo. sin embargo, la producción animal demanda en forma continua el uso de energía y proteína, donde las hojas de batata como forraje pueden desempeñar un papel importante (león-velarde y mendiburo, 2004). en trabajos realizados por gonzález et al. (1995) y garcía et al. (1997), en cerdos y aves, se reportaron las bondades del follaje de batata en términos de aceptabilidad, composición química y digestibilidad. ospina et al. (2004) reportaron rendimientos de follaje fresco en clones cip desde 10.000 kg ha-1, hasta 40.000 kg ha-1. el trabajo permitió identificar la potencialidad de la batata en términos de producción de forraje. esta variable no expresó diferencias en términos del ciclo de cultivo; sin embargo, entre los materiales se presentaron diferencias significativas (tab. 3), destacándose los clones cip 400036, cip 400004, cip 199062-1 y el material nativo ‘bonanza’, como los mayores productores de follaje fresco. ‘sangretoro’, aunque es uno de los materiales que mayor rendimiento de raíces expresó, fue el que menos follaje produjo, lo cual ratifica lo planteado en el fig. 1 de com0 20 40 60 80 100 120 10 20 30 40 50 60 70 80 90 dds ciclo i pr ec ip ita ci ón a cu m ul ad a (m m ) ciclo ii 1552009 tique, chaves y zurita: evaluación agronómica de diez clones promisorios cip y dos materiales nativos de ipomoea batatas l. ponentes principales, en la que para algunos materiales no existe correlación entre el rendimiento de raíces reservantes y la producción de follaje. tabla 3. promedios de rendimiento de follaje en fresco (rff), después de 90 días de siembra en dos ciclos de cultivo en coyaima (colombia). material vegetal ciclo i rff (kg ha-1) ciclo ii rff (kg ha-1) cip 440260 35.211 c 37.917 b cip 440045 27.093 d 28.512 c cip 400036 45.276 a 47.982 a cip 400004 48.015 a 47.322 a cip 199062-1 44.814 a 44.154 a bonanza 40.590 b 38.082 b sangretoro 20.724 e 23.595 c *promedios con letras diferentes indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). biomasa fresca la producción de biomasa fresca es un indicativo importante en términos de la eficiencia de la especie en el aprovechamiento de los recursos ambientales y genéticos de que dispone. así mismo, brinda una idea de su potencialidad, en función de la cantidad de material fresco que puede aportar para diferentes usos. la fig. 3 muestra los resultados obtenidos para la variable biomasa fresca (kg ha-1), en donde se presentan diferencias significativas entre materiales; se destacan como buenos productores de biomasa fresca los clones cip 199062-1 y 440260. rendimiento en seco acumulación de materia seca en raíces reservantes y follaje la acumulación de materia seca depende de varios factores, como el material, el clima, el tipo de suelo y la incidencia de plagas y enfermedades. estos factores guardan relación directa con la fotosíntesis y la traslocación de fotoasimilados a los vertederos. en el caso de la batata, el vertedero principal es la raíz, y en la mayoría de los casos es el objetivo de la producción. en promedio, la raíz reservante de batata tiene entre 20 y 30% de materia seca; en los casos más bajos puede llegar al 13-15%, y en los más altos al 40% (martí, 1998). en el caso del follaje, el porcentaje de materia seca puede variar entre 10 y 20% (vásquez et al., 2004). el porcentaje de materia seca acumulado en las raíces reservantes en los dos ciclos de cultivo (tab. 4) se comportó de manera diferencial entre materiales y expresó un leve contraste entre ciclos. pero en general la variación de estas variables no fue determinante para el estudio, lo cual se concluye de su longitud vectorial en la fig. 1, de componentes principales. clones como el cip 440260, 440045, 440036 y el material nativo ‘sangretoro’, presentaron porcentajes de materia seca en raíces reservantes mayores al 25%. el resto de materiales no alcanzó el 20% de materia seca, debido posiblemente a las condiciones ambientales o al tiempo de cosecha. los valores del porcentaje de materia seca acumulado en el follaje concuerdan con lo reportado por vásquez et al. (2004), destacándose el material nativo ‘bonanza’ y el clon cip 440260, que alcanzaron valores aproximados al 20%. tabla 4. materia seca después de 90 dds en dos ciclos de cultivo de ipomoea batatas en coyaima (colombia). material vegetal ciclo i ciclo ii %msr %msf %msr %msf 440260 28,144 19,542 26,867 17,391 440045 26,574 18,208 29,486 14,953 400036 28,346 15,827 28,623 13,860 400004 16,953 11,755 19,271 12,601 199062-1 19,052 13,388 19,306 12,155 bonanza 19,272 20,399 20,923 19,371 sangretoro 26,664 16,010 25,680 13,052 msr, materia seca de raíces; msf, materia seca de follaje. 40.000 45.000 50.000 55.000 60.000 65.000 70.000 75.000 80.000 85.000 440260 440045 400036 400004 199062-1 bonanza sangretoro r en di m ie nt o (k g ha -1 ) ab ab d e ab bc bc bc a a bc c d c ciclo i ciclo ii figura 3. rendimiento de biomasa fresca de ipomoea batatas en dos ciclos de cultivo y después de 90 dds en coyaima (colombia).promedios con letras diferentes indican diferencia significativa, para cada ciclo, según la prueba de tukey (p<0,05). 156 agron. colomb. 27(2) 2009 biomasa seca uno de los factores que más llama la atención en términos productivos de una especie cultivada es la producción de materia seca por unidad de área. los materiales evaluados presentan, en términos generales, rendimientos superiores a los 10.000 kg ha-1 (fig. 4). figura 4. rendimiento de biomasa seca de ipomoea batatas en dos ciclos de cultivo y después de 90 dds en coyaima (colombia). promedios con letras diferentes indican diferencia significativa, para cada ciclo, según la prueba de tukey (p<0,05). se observa que la variable biomasa seca se comporta de manera estable en los dos ciclos de cultivo, lo cual sugiere que aunque presenta diferencias para otras variables evaluadas, la acumulación total de materia seca, tanto de la parte área como de la parte subterránea, responde a un balance intrínseco de los materiales. caracterización de los materiales el análisis de componentes principales para las variables de peso seco (fig. 5), y la evaluación de los materiales de batata (tab. 6), permitió encontrar materiales con características: forrajeras, doble propósito y raiceros. esta clasificación la propusieron león-velarde y mendiburo (2004), basados en los parámetros de rendimiento seco del follaje y de raíces (tab. 5). la ubicación relativa de los materiales (fig. 5) respecto a los componentes secos que manejaron león-velarde y mendiburo (2004), permite observar claramente la correspondencia en la clasificación realizada en función de la variabilidad de estos parámetros. los materiales agrupados cerca al origen (punto [0,0]), que representa la media de cada una de las variables, se clasifican como bajo doble propósito (bdp); los materiales que 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 440260 440045 400036 400004 199062-1 bonanza sangretoro r en di m ie nt o (k g ha -1 ) ciclo i ciclo ii a a d d b b e d cd c bc bc bc bc tabla 5. clasificación del germoplasma de batata en función del rendimiento seco de forraje (f) y raíces (r) y su relación (r/f). clase atributos r/f rendimiento seco de forraje (t ha-1) rendimiento seco de raíces (t ha-1) 1 forrajera 0< rf ≤1 >3 2 doble propósito a 1,0 < rf ≤1,5 >2 3 doble propósito b 1,5 < rf ≤ 2 >1,5 4 doble propósito c 2< rf ≤3 >5 5 raicera rf > 3 >6 fuente: león-velarde y mendiburo, 2004. tabla 6. clasificación de los materiales de batata en función del rendimiento seco de raíces reservantes, rendimiento seco de forraje y su relación, en coyaima (colombia). material ciclo i atributo ciclo ii rsr/rsf rsf kg ha-1 rsr kg ha-1 rsr/rsf rsf kg ha-1 rsr kg ha-1 440260 1,667 6.864 11.319 mdp 1,594 6.468 9.372 440045 1,411 4.917 6.765 bdp 1,315 4.257 5.445 400036 1,045 7.194 7.128 bdp 1,038 6.633 6.765 400004 0,731 5.610 3.894 f 0,676 5.973 3.861 199062-1 1,154 5.907 6.699 bdp 1,212 5.280 6.204 bonanza 0,635 8.283 5.148 f 0,818 7.392 5.643 sangretoro 3,429 3.234 10.494 r 3,258 3.069 9.240 mdp, medio doble propósito; bdp, bajo doble propósito; f, forrajera; r, raicera; rsr, rendimiento seco de raíces; rsf, rendimiento seco de forraje; rsr/rsf; relación rendimiento seco de raíces y rendimiento seco de forraje. 1572009 tique, chaves y zurita: evaluación agronómica de diez clones promisorios cip y dos materiales nativos de ipomoea batatas l. se ubican hacia la parte superior de la figura son raiceros y cuando su ubican en la parte baja son menos raiceros. figura 5. componentes principales para las variables secas de batata en dos ciclos de cultivo y 90 dds en coyaima (colombia). bs, biomasa seca; psr, peso seco de raíces reservantes; psf; peso seco de follaje; psr/psf, relación peso seco de raíces/peso seco de follaje; msr, porcentaje de materia seca de raíces reservantes; msf, porcentaje de materia seca de follaje. a260= 440260 ciclo i, b260= 440260 ciclo ii, a045= 440045 ciclo i, bo45= 440045 ciclo ii , a036= 400036 ciclo i, b036= 400036 ciclo ii, a04= 400004 ciclo i, b04= 400004 ciclo ii, a62-1= 199062-1 ciclo i, b62-1= 199062-1 ciclo ii, asan= 'sangretoro' ciclo i, bsan= 'sangretoro' ciclo ii, abon= 'bonanza' ciclo i, bbon= 'bonanza' ciclo ii. lo anterior también se puede observar en la fig. 6, en donde se muestra la participación de las variables de peso seco de raíces reservantes y de follaje en la acumulación de biomasa seca total. las diferencias establecidas entre ciclos (fig. 4), permite concluir que la aptitud productiva (forrajera, doble propósito y raicera), es independiente y de fácil heredabilidad. conclusiones el trabajo permitió cuantificar la potencialidad productiva que tiene ipomoea batatas lam. se alcanzaron valores desde los 45.000 hasta los 80.000 kg ha-1 de biomasa fresca (follaje y raíces reservantes) y superiores a 10.000 kg ha-1 de biomasa seca. los rendimientos de follaje y raíces reservantes alcanzados por los materiales nativos expresan la importancia que pueden tener estos materiales en la aplicación de modelos productivos agrícolas y pecuarios. es por esto que se considera primordial recuperar, evaluar y conservar la batata como recurso genético, para la construcción de alternativas viables y rentables de seguridad alimentaria. se observaron alternativas productivas diferenciales entre los materiales evaluados, se encontraron materiales con aptitud forrajera (cip 400004 y ‘ bonanza’), de aptitud raicera (‘sangretoro’) y diferentes niveles de doble propósito (cip 440260, cip440045, cip4000036 y cip 199062-1). aunque la investigación permitió comprobar el efecto de la precipitación sobre el desarrollo de raíces reservantes, se recomienda en futuros proyectos establecer de manera puntual el efecto de la humedad y de la temperatura del suelo. agradecimientos los autores expresan su agradecimiento al consorcio latinoamericano y del caribe de apoyo a la investigación y al desarrollo de la yuca, en particular a álvaro andrés albán, por su colaboración en el suministro de los clones cip, y en la orientación inicial del trabajo. a carolina gordillo, gerente de la empresa inver campo cía. ltda., por la financiación del trabajo, y a la comunidad indígena del municipio de coyaima, en particular a andrés tique, por la colaboración en la colecta y propagación de los materiales nativos. literatura citada austin, d. 1988. taxonomy, evolution and genetic diversity of sweet potatoes and related wild species. pp. 27-60. en: exploration, maintenance and utilization of sweet potato genetic resources. proc. planning conf. 1987. centro internacional de la papa, lima. d im en si ón 1 dimensión 2 -2 -1 0 1 2 3 3 2 1 0 -1 -2 psr/psf psr bs msf msr psf a04 b04 b62-1 b045 a045 bsan asan a260 b260 bbon a036 b036 abon * * * * * * * ** * * * * a62-1 * 3.000 5.000 7.000 9.000 11.000 13.000 15.000 17.000 19.000 i ii i ii i ii i ii i ii i ii i ii 44260 440045 400036 400004 199062-1 bonanza sangretoro r en di m ie nt o (k g ha -1 ) rsr rsf figura 6. participación del rendimiento seco de raíces reservantes (rsr) y follaje (rsf) de batata en dos ciclos de cultivo y después de 90 dds en coyaima (colombia). 158 agron. colomb. 27(2) 2009 bermúdez, s. 2006. defienden el boniato para la elaboración de alcohol. diario el observador. enero 12 de 2006. uruguay. bouwkamp, j. 1985. sweet potato products. a natural resource for the tropics. crc press, boca raton, fl. burga, c. 1987. situación del cultivo de la batata o camote en el perú. pp. 99-126. en: memorias del seminario sobre el mejoramiento de la batata (ipomoea batatas) en latinoamérica. centro internacional de la papa. 9-12 junio. lima. centro internacional de la papa. 2007. cip germplasm ordering system. en: cip, http://research.cip.cgiar.org/smta/search1. php; 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consulta: mayo de 2009. received for publication: 31 august, 2010. accepted for publication: 2 november, 2011. 1 program of microbiology, universidad popular del cesar. valledupar (colombia). 2 centre biotecnology of caribbean, regional of cesar, servicio de enseñanza nacional (sena). valledupar (colombia). 3 corresponding autor. jcubillosh@misena.edu.co agronomía colombiana 29(3), 465-472, 2011 biological nitrogen fixation by rhizobium sp. native gliricidia (gliricidia sepium [jacq.] kunth ex walp.) under greenhouse conditions fijación biológica de nitrógeno por rhizobium sp. nativo de matarratón (gliricidia sepium [jacq.] kunth ex walp.) bajo condiciones de invernadero juan guillermo cubillos-hinojosa1, 3, pablo ernesto milian-mindiola1, and jorge luis hernández-mulford2 abstract resumen an experiment was conducted under greenhouse conditions in order to evaluate the association and biological nitrogen fixation (bnf), six native strains of rhizobium sp isolated from nodules gliricidia and a commercial strain (rhizobiol©). suspensions of 106 and 108 cells/ml for each of the strains studied and applied in two separate trials: the first with seeds and the second with seedlings 35 days of age gliricidia. in the seed test is calculated the cumulative percentage of germination for 7 days. in both trials after 42 days in seeds and seedlings 52 days in length was measured and stem diameter, leaf number, dry weight of aerial parts, number of nodules/plant and percentage of nitrogen. all treatments stimulated germination, growth and bnf, being better in the native strains at a concentration of 108 cells/ml, compared with the commercial strain and the control. these results indicate the positive effect exerted by rhizobium sp., in promoting growth and bnf, which could be used for further studies to establish the production of a biofertilizer, allowing potentiate the production of crops by gliricidia for food arich cattle as source of protein in the caribbean biotechnology center. se realizó un experimento bajo condiciones de invernadero con el fin de evaluar la asociación y fijación biológica de nitrógeno (fbn) en seis cepas nativas de rhizobium sp. aisladas de nódulos de matarratón y una cepa comercial (rhizobiol©). las suspensiones de 106 y 108 células/ml para cada una de las cepas estudiadas y aplicadas en dos ensayos separados: el primero con semillas y la segundo con plántulas de 35 días de edad matarratón. en el ensayo de semilla se calcula el porcentaje acumulado de germinación durante 7 días. en ambos ensayos, después de 42 días en las semillas y 52 días en plántulas se determinó la altura y diámetro del tallo, número de hojas, peso seco de la parte aérea, número de nódulos por planta y el porcentaje de nitrógeno. todos los tratamientos estimularon la germinación, el crecimiento y fbn, siendo mejor en las cepas nativas a una concentración de 108 células/ml, en comparación con la cepa comercial y el control. estos resultados indican el efecto positivo ejercido por rhizobium sp., en la promoción del crecimiento y fbn, que podrían ser utilizados para estudios adicionales para determinar la producción de un biofertilizante, permitiendo potenciar la producción de cultivos de matarratón como alimento de ganado bovino como fuente de proteína en el centro de biotecnología del caribe. key words: biofertilizer, leguminous tree, sustainable agriculture, caribbean. palabras clave: biofertilizante, árbol leguminoso, agricultura sostenible, caribe. introduction in the department of cesar, located northwest of the country on the plains of colombian caribbean, its main economic lines are the farm from which it derives 47% of their income. the cattle industry ranks first order, with an estimated population of 1,513,149 heads (rey et al., 2005; rojas et al., 2009). for this reason it is estimated that cesar contributes about 38% of domestic production of meat and 43% of milk production depends mainly on the grazing of native and introduced grasses occupies 1.4 and 1.9 million have respectively (rey et al., 2005). however, currently being carried out through integrated management system spontaneous cultivation of legumes associated with these grasses, because soil conditions limit the availability and quality of forage during dry periods in the year. the cattle population is one of the most demanding with respect to food, is currently promoting the use legumes because grasses (conventional plant) are scarce and insufficient in the dry months. as the implementation of this system (or agroforestry legume-grass) is relatively new, the constant waves of summer during the year have caused disruptions in the lives of animals, reflecting disease which has led to low production yield in the single purpose in cattle (dairy), in addition to that you consider that there are 466 agron. colomb. 29(3) 2011 currently more than 100 animals formed homogeneously pure breeds such as guzerat, gyr-gir and brahman, this has led to implementing such a system as an alternative to counter the problem of shortage of fodder (centro biotecnológico del caribe, 2009). gliricidia (gliricidia sepium [jacq.] kunth ex walp.) cultivation, the alternative has proven to be more objective and conducive to overcome the shortage of fodder in dry seasons. the relevance is that the leaves of these legumes, have high concentrations of crude protein, energy and digestibility by cattle (pedraza et al., 2001; rey et al., 2005; mahecha, 2002; diouf et al., 2008). furthermore, it is believed that the implementation of this system, legume-grass (agroforestry), provides key components to improve the physicochemical and biological properties of soil, having the ability to fix atmospheric nitrogen (n2), leaving aside the use indiscriminate synthetic fertilizers have generated some extent a negative impact on soil ecology, which is currently expressed in erosion, desertification and depletion of vegetation cover (mahecha et al., 2002). the ability of legumes to fix n2, is given through a partnership that is built with own soil symbiotic bacteria belonging to the genus rhizobium, which lets you pick from nodular simbiosomas all nitrogen necessary for their physiological functions and formation of structures vegetative, besides this, let legume fixed nitrogen made available to other plants nearby (döbereiner, 1997; ferrera and alarcón, 2007; mahecha, 2002). isolation and selection of native strains of rhizobium sp., intended for creation of bio-fertilizers, is seen as a safe, effective and economical way to secure and restore soil productivity, as well as fix nitrogen produce phytohormones, are involved in the solubilization of phosphorus and backlash (akhtar and siddiqui, 2009; mourad et al., 2009; puertas et al., 2006; santillana et al., 2005, bardin et al., 2004). this complex set of features makes the host plant set up in any type of soil; improve all biological processes manifest in maximum productivity. the present investigation was to assess the potential for infectivity, promoting plant growth and effectiveness in n2 fixation of native strains of rhizobium sp. isolated from nodules gliricidia, by application of two bacterial concentrations (106 and 108 cells/ml) in seeds and seedlings under greenhouse conditions, this will continue with a period of consolidating field that supports a byproduct based symbiotic nitrogen-fixing microorganisms that contribute to a sustainable agro-ecological system. materials and methods this research was conducted at the microbiology laboratory and greenhouse caribbean biotechnology center (cbc), located in the municipality of valledupar (cesar) a 10°27’20’’ n and 73°15’30’’ w, with an average temperature of 28.4°c and a height of 169 m, annual rainfall of 961 mm and relative humidity of 67%. in the area, wind speeds reach 14.76 km h-1, moderate rainfall spread between april and november with peak in may and october, this is provided by a slightly warmer climate (ideam, 2005; alcaldía de valledupar, 2011) six strains were isolated native rhizobium sp. from nodules of seedlings established crops gliricidia in the cbc for the evaluation and more commercial strain rhizobiol© (cs). the strains were rectivaron in petri dishes containing yeast extract mannitol agar (yma) and incubated at a temperature of 28°c for 3-5 d (wang and martínez, 2003). from these cultures were adapted inocula at concentrations of 106 and 108 cells/ml suspended in sterile distilled water. seed bioassay seed germination in greenhouse bags were made with 1 kg of previously sterilized soil, seeds were placed gliricidia three, 1% hypochlorite and 70% alcohol to a depth of 2 cm. experimental design was applied in a randomized complete block of 7x2, with three replicates per treatment and five experimental units each repetition, using as factor the native strains and the cs, two concentrations 106 and 108 cells/ml. the inoculation was done aseptically using 2 ml of the respective bacterial suspension 106 and 108 cells/ml of each of the strains of rhizobium sp. and the cs; prepared from pure cultures by counting in newbauer chamber, applying directly on the seed inoculum. the control treatment (without inoculation) alone was added 2 ml of sterile distilled water. observations were made after 7 d, checking the number of seeds germinated seeds considering that emerged to the surface. for this assay were established 15 treatments including the control without inoculation. from the data obtained, we calculated the percentage of germination expressed as a percentage cumulative germination (pg) at 7 d after inoculation. with reference to the total seeds sown and germinated seeds total, as indicated by the following formula: 467cubillos-hinojosa, milian-mindiola, and hernández-mulford: biological nitrogen fixation by rhizobium sp. native gliricidia (gliricidia sepium [jacq.] kunth ex walp.)... pg = total germinated seeds x 100 (1) total seeds sown infectivity and growth promotion effectiveness in biological nitrogen fixation (bnf) after 2 weeks after it is determined the percentage of germination, seedlings were thinned each pot leaving the most vigorous (mora, 1995; matos et al., 2007). the seedlings were maintained under greenhouse conditions with characteristics in 70-80% humidity, temperature of 31-34°c where the air volume, brightness and attack by pests are controlled, spray irrigation was applied twice daily for 2 h. after 42 d it took the data on stem length (sl) with the help of a tape measure and stem diameter (sd) with the help of a caliper, was recorded the number of true leaves (ntl) dry weight of aerial parts (dw) based on the methodology proposed by reyes et al. (2008). we determined the number of nodules/plant (nnp) and percentage of leaf nitrogen by the kjeldahl method (jiménez, 2007). seedling bioassay were taken perforated polythene bags and filled with 1 kg of previously sterilized soil. each pot was planted with three seeds gliricidia previously disinfected with iodine 70%, 1% sodium hypochlorite and 70% alcohol and subjected to pretreatment in sterile distilled water for 2 h before planting. after two weeks of emerged seedlings were thinned each pot leaving the most vigorous (mora, 1995; rincón, 2000). after a period of 35 d inoculation was performed by carefully removing the soil at the level of the stem base and adding 2 ml of the respective bacterial suspension (106 and 108 cells/ml), each of the strains of rhizobium sp. and the cs, prepared from pure cultures (matos and zúñiga, 2002). the control treatment alone was added 2 ml of sterile distilled water. for this assay were established 15 treatments including the control without inoculation. also in the seed test variables were measured for this test. the results for both tests was performed comparing averages by multiple range test of duncan (p≤0.05) and anova, using the statistical package statgraphics plus version 5.1 and tested for the statistical package spss version 15. results and discussion seed bioassay seed germination according to the results of all treatment levels were 100% except g21-106 and g34-106 who obtained values of 93.3% in both cases, with values over the control (80%), this is possibly due to the production of phytohormones such as indole acetic acid (iaa) and gibberellins (peña and reyes, 2007). the concentration factor led to differences between treatments obtained a germination rate of 100% in all treatments the concentration treated with 108 cells/ml versus 80% obtained by cs-106 concentration 106 cells/ml, obtaining notice that the more cell the greater the effect on germination. some investigators have reported favorable results when assessing the effect of strains of rhizobium sp. in the germination of seeds. santillana et al. (2005) evaluated strains of rhizobium sp., isolated from vicia faba and pisium sativum var. macrocarpum at concentrations of 108 cells/ml in seeds of solanum lycopersicum, finding values of 100% in 9/19 strains evaluated with respect to the control of 80%. infectivity and growth promotion effectiveness in bnf the tab. 1 presents the means for measuring values obtained after 42 of observation. the stem length (sl), shows statistically significant differences (p≤0.05) better treatment g32-108 (34.77 cm), compared with the control (26.20 cm) and the commercial strain in both concentrations and cs-106 cs-108 with values of 26.4 cm and 26.9 cm respectively, with these results we can deduce that the strains of rhizobium sp. native generated a positive impact in terms of their length. the statistically significant differences (p≤0.05) for sl, showing that treatments with higher bacterial concentrations (108 cells/ml), differ statistically from the other treatments except for g35-108 (29.70 cm) and cs-108 (26.93 cm), who are not significantly different (p≤0.05) compared with the control (26.20 cm). for the st, was found better results in treatment g21-108 and g21-106, with respective values of 3.7 mm and 3.83 mm (tab. 1), presenting significant differences only for the latter with compared to the control (3.0 mm) in both the commercial strain cs-106 concentrations (3.17 mm) and cs-108 (3.0 mm). the ntl, no significant differences compared with the control, however the strains g32-108 (43.33), g35-108 (43.0), g36-108 (43.0), g21-108 (42.33), g38-108 (42.33) showed higher values compared with the control (36.67), cs-106 (37.0) and cs-108 (39.33) and can be noted that the inoculum of 108 cells/ml had a positive influence on this variable. these results contrast with the dw, the best treatments for this analysis were g21-108 (1.28 g), g32-108 (1.287 g), g32-106 (1.30 g) and the highest value was for g38-108 (1.32 g) with respect to the control (0.81g), cs-106 and cs-108, 468 agron. colomb. 29(3) 2011 table 1. stem length (sl), stem thickness (st), number of true leaves (ntl), dry weight (dw), number of nodules/plant (nnp) and percentage of nitrogen of plants gliricidia in the test with seed set in the greenhouse for a period of 42 d. treatments sl (cm) st (mm) ntl dw (g) nnp n (%) g21-106 30.70 abcde 3.83 c 41.67 a 1.19 b 26.95 bcde 0.359 bc g21-108 32.63 cde 3.70 bc 42.33 a 1.28 b 43.67 fgh 0.355 bc g32-106 33.77 de 3.30 abc 41.67 a 1.30 b 27.67 bcde 0.327 a g32-108 34.77 e 3.53 abc 43.33 a 1.29 b 48.87 gh 0.817 d g34-106 33.70 de 3.43 abc 39.67 a 1.07 b 30.40 cde 0.340 a g34-108 32.90 cde 3.50 abc 39.67 a 1.11 b 38.60 efg 0.554 abc g35-106 28.77 abcd 3.20 ab 39.67 a 1.06 b 16.62 b 0.691 cd g35-108 29.70 abcde 3.30 abc 43.00 a 1.19 b 25.83 bcd 0.625 cd g36-106 31.27 abcde 3.10 a 39.67 a 1.04 b 19.60 bc 0.648 cd g36-108 32.77 cde 3.17 ab 43.00 a 0.84 b 24.57 bcd 0.591 bcd g38-106 28.23 abc 3.37 abc 34.33 a 0.97 b 36.33 dfg 0.721 cd g38-108 31.70 bcde 3.10 a 42.33 a 1.32 b 53.93 h 0.832 d cs-106 26.37 a 3.17 ab 37.00 a 0.92 b 22.20 bc 0.314 a cs-108 26.93 ab 3.00 a 39.33 a 0.82 b 32.10 cdef 0.630 cd control 26.20 a 3.00 a 36.67 a 0.81 b 0 a 0.332 a means in the same line followed by different letters indicate a significant difference according to duncan test (p≤0.05). g = rhizobium sp. native strain for gliricidia, cs = commercial strain. 106 and 108 = 106 or 108 = concentration of cells/ml. figure 1. nodulation in seedlings of gliricidia. (a) nodulation reached for the test with seedlings, (b) nodulation distributed throughout the root system to the test seed (c) effective nodules sectioned. photos: j.g. cubillos. presence of leghemoglobin a b c 469cubillos-hinojosa, milian-mindiola, and hernández-mulford: biological nitrogen fixation by rhizobium sp. native gliricidia (gliricidia sepium [jacq.] kunth ex walp.)... with values respectively 0.92 and 0.82 g (tab. 1), also showed good results for g34-106 (1.07 g), g34-108 (1.107 g), g35-108 (1.190 g), g21-106 (1.190 g), however there were no significant differences according to duncan test (p≤0.05). these results are similar to those found by mora (1995), who managed to obtain significant differences in dry matter of common bean plants huasteco black variety (phaseolus vulgaris l.), inoculated with strains of rhizobium leguminosarum biovar phaseoli native, with respect to control without inoculation. the nnp and %n, makes clear in the first instance, that the strains of rhizobium sp., generated positive effect on the nodulation process (fig. 1), relative to uninoculated control (tab. 1), which showed no nodulation. the highest values were driven by g34-108 (38.60 nnp), g21-108 (43.67 nnp), g32-108 (48.87 nnp) and the highest value was obtained for g38-108 (53.93 nnp), showing significant differences according to duncan test (p≤0.05), with respect to cs-106 and cs-108 with values of 22.2 and 32.10 nnp, respectively. this shows the points made by some researchers (rincón et al., 2000), which indicated that in most soils can be found indigenous populations of rhizobia, which will differ in their ability to infect legumes according to the chemical and soil physical and due to the slow process of natural selection are subject to stress conditions and excretion of substances carried out by the roots as flavonoids and glycoproteins that attract or select the different strains of rhizobium sp., living in the rhizosphere of these plants. for the %n, was found better results for cs-108 (0.63%), g36-106 (0.648%), g35-106 (0.691%), g38-106 (0.721%), g32 -108 (0.817%) and the highest percentage was for g38-108 (0.832%), showing significant differences compared with the control without inoculation (0.331%) and cs-106 (0.314%). it was found that g38-108 (0.832%), with significant differences in the concentration commercial strain 106 cells/ml cs-106 (0.314%), but not statistically different cs-108 (0.63%). on the other hand the values obtained by cs-106 and control without inoculation (0.331%), not significantly different from each other (tab. 1). it can be inferred that the strains of rhizobium sp. native generated a very positive effect in terms of biological nitrogen fixation in plants gliricidia, applied at concentrations of 106 and 108 cells/ml directly on the seeds, being even favorable results in the treatment with commercial strain concentration of 108 cells/ml. nitrogen levels for the best treatments (g32-108 = 0.817% and g38-108 = 0.832%) could be found up to 150% more nitrogen accumulated, compared to the control without nitrogen. similar results were reported by matos and zúñiga (2002), who found that native strains of rhizobium sp. were highly efficient nitrogen content increased up to 76.8% in pallar criollo iqueño (phaseolus lunatus) and 76.2% in pallar ica 450; with respect to a control added with nitrogen. moreover urzúa et al. (2001), noted a correlation between the aerial dry matter production, produced by forage vetch (vicia benghalensis) and accumulation of nitrogen in greenhouse conditions. seedling bioassay infectivity and growth promotion effectiveness in bnf in tab. 2 presents the means for measuring values obtained after 17 d after application at 35 d, measurements were made (mora, 1995). table 2. means for stem length (sl), stem thickness (st), number of true leaves (ntl), dry weight (dw), number of nodules/plant (nnp) and percentage of nitrogen of plants gliricidia in the test with seedlings, established in the greenhouse for a period of 52 d. treatments sl (cm) st (mm) ntl dw (g) nnp n (%) g21-106 28.53 a 4.79 ab 45.0 a 2.213 c 19.87 b 0.627 c g21-108 30.22 abc 4.86 b 50.33 abc 2.193 c 25.2 bcd 1.02 d g32-106 32.14 abcd 4.77 ab 51.67 abc 2.05 bc 27.43 bcd 0.413 b g32-108 38.97 e 4.55 ab 53.0 abc 1.94 bc 31.23 bcd 0.36 b g34-106 32.53 abcd 4.76 ab 52.33 abc 2.083 bc 29.2 bcd 0.417 b g34-108 38.89 e 4.68 ab 58.33 c 1.97 bc 32.83 bcd 0.427 b g35-106 33.66 bcd 4.83 ab 49.33 abc 2.063 bc 37.23 d 0.423 b g35-108 36.10 de 4.14 a 48.0 ab 1.86 bc 30.5 bcd 0.463 b g36-106 29.36 abc 4.34 ab 50.0 abc 1.633 ab 27.0 bcd 0.363 b g36-108 35.80 de 4.27 ab 52.0 abc 2.233 c 23.33 bcd 0.363 b g38-106 31.20 abcd 4.44 ab 50.33 abc 1.603 ab 30.33 bcd 0.467 b g38-108 34.24 cde 4.47 ab 55.33 bc 1.603 ab 36.37 cd 0.383 b cc-106 28.33 a 4.61 ab 46.67 ab 1.86 bc 20.33 bc 0.08 a cc-108 29.2 abc 4.61 ab 50.0 abc 1.79 bc 32.77 bcd 0.09 a control 28.89 ab 4.22 ab 44.0 a 1.22 a 0 a 0.073 a means in the same line followed by different letters indicate a significant difference according to duncan test (p≤0.05). g = rhizobium sp. native strain for gliricidia, cs = commercial strain. 106 and 108 = 106 or 108 = concentration of cells/ml. 470 agron. colomb. 29(3) 2011 the result obtained for sl in the seedlings at 52 d, shows that all treatments had a positive effect on this variable, except g21-106 (28.53 cm), g21-108 (30.22 cm), g36-106 (29.36 cm), cs-106 (28.33 cm) and cs-108 (29.2 cm) (tab. 2), who did not differ significantly according to duncan test (p≤0.05), compared with the control (28.89 cm), but there were differences with the g36-108 treatments (35.8 cm), g35-108 (36.1 cm), g34-108 (38.89 cm), g32-108 (38.97 cm), showing these last two treatments higher values (fig. 2). also is found that the concentration produced a significant effect on the sl showing better results in 108cells/ml except the treatment with the commercial strain cs-108 and g21108 (tab. 2). similar results were reported by matos and zúñiga (2002), who found that the length of the stem in two varieties of pallar criollo iqueño (p. lunatus) and ica 450, was significantly higher compared with the control, after being inoculated with native strains of rhizobium sp., and bradyrhizobium sp. for the st was found that the strains did not generate a significant effect on this variable compared with the control, however the highest values in terms of stem diameter (tab. 2) were found in g21-108 (4.86 mm ), g21-106 (4.79 mm), g35-106 (4.83 mm), g32-106 (4.77 mm), g34-108 (4.68 mm) and g34-106 (4.76 mm) compared with the control (4.22 mm), cs-106 and cs-108 who gave values of 4.61 mm in both cases but there were no significant differences. with respect to ntl gave better results in the treatment g34-108, with 58 leaves/ plant, which presents significant differences with respect to g21-106 (45.0), g35-108 (48.0), cs -106 (46.67) and the control (44.0), who had the lowest number of leaves. at this point there is the relationship between the variables sl and ntl for the treatment g34-108 who showed the highest values in both analyzes 38.89 cm and 58.33 leaves/plant, respectively. these results are due to greater leaf area, provide greater availability of photosynthate to the plant for nitrogen fixation, which is reflected in a better development (matos and zúñiga, 2002). as relates to the dw found significant differences only in g36-108 (2.23 g), g21-106 (2.123 g), g21-108 (2.193 g), compared with the control (1.22 g). the treatments cc-106 (1.86 g) and cc-108 (1.79 g), showed no statistical differences with the native strains according to duncan (p≤0.05). with the above we can say that there is strong relationship between the variables st and dw, as the treatments g21106 and g21-108, were filed within the highest values in both cases. these results are similar to those obtained by urzúa et al. (2001) who found in the dry matter yield better results for native strains of rhizobium leguminosarum bv. viceae inoculated in vicia benghalensis, whose values figure 2. gliricidia seedlings after being inoculated with strain native rhizobium sp. g32-108 (a) and g34-108 (b) compared with the control. photos: j.g. cubillos. a b control control g32-108 g34-108 471cubillos-hinojosa, milian-mindiola, and hernández-mulford: biological nitrogen fixation by rhizobium sp. native gliricidia (gliricidia sepium [jacq.] kunth ex walp.)... were above the control and the reference strain r. leguminosarum bv. viceae, obtaining significant differences with native strains analyzed. in analyzing the nnp, we found that the native strains of rhizobium sp., generated a positive effect in nodulation compared to the control treatment who did not submit nodulation. this is attributed to good soil sterilization process, which eliminated any possible presence of indigenous strains in soil (mora, 1995). to measure this variable did not take into account data such as the size of nodules and redness to cut them, only the total count of nodes present in the root of each seedling. the highest levels of nodulation were found in g34-108 (32.83 nnp), cs-108 (32.77 nnp) g38-108 (36,37 nnp) and g35-106 (37 nnp), appearing only in last treatment significant difference compared with the commercial strain cs-106 (20.33 nnp), g21-106 (19.87 nnp) and with the control. but some researchers say the ability of native strains to form nodules, does not necessarily indicate the efficiency of biological nitrogen fixation (mora, 1995). legumes is common “promiscuous” presented a nodulation “semi-effective” where there is a good nodulation, but set a small amount of n, which prevents them from reaching their yield potential. thus, not all strains of rhizobium sp. are effective in fixing nitrogen, although the infectivity is high (mora, 1995). for the %n values were lower in cs-106, cs-108 and the control with respective values of 0.08, 0.09 and 0.073%, with significant differences (p≤0, 05) with the other treatments, being highest levels in g21-108 and g21-106, with values of 1.02 and 0.63% respectively. also is found good results for g34-108 (0.427%), g35-108 (0.463%) and g38-106 (0.467%), who despite being below g21-106 and g21-108, showed significant differences compared to cs-106 (0.08%) cs-108 (0.09%) and the control (0.073%). is observed that g38-106 (0.467%), showed better results with respect to g38-108 (0.383%) but no significant differences (p≤0.05). this may be due to the settling time of the nodules, because the higher the concentration of rhizobia greater the competition for space and nutrients in the root, indicating more time to set when the inoculum was found in higher concentrations. according to matos and zúñiga (2002), who argue that early nodulation could induce an earlier onset of nitrogen fixation, therefore a greater amount of nitrogen accumulated in the plant. infectivity early could increase the effect of the native strains inefficient. (matos and zúñiga, 2002; rincón et al., 2000; mora, 1995). conclusions the native strains of rhizobium sp., generate a positive effect on seed germination gliricidia, stimulating germination to levels of 100% in most treatments compared with the control with 80%. is found that the best results in treatments who receiving inoculation of 108 cells/ml, also had a significant effect on infectivity, effectiveness and growth promotion highlighting the strains g34, g38, g21, g32 which showed better results with respect to accumulated dry matter, percentage of nitrogen in concentrations 108 cells/ml, found results well above the commercial strain and the control. the nodulation was found in relation to leaf nitrogen accumulation was much better in the test with seed, due to increased settling time of the rhizobia strains as were distributed throughout the radicle. is found that commercial strain rhizobiol© in the highest concentration also stimulate the growth and development of seedlings, but these values were below the native strains. the inoculum of 108 cells/ml significantly influenced the growth and development of seedlings, with respect to the concentration106 cells/ml for both strains native to the commercial strain. this indicates the possibility of advancing the study and evaluation of field due to its better adaptation to agro-ecological and climatic conditions of the region and subsequently the development of a bioproduct to mechanize farming gliricidia, roll feed,emphasizing harmony with environmental policies, and improving the development and sustainability of agriculture in the colombian caribbean area. acknowledgements the authors of this paper express their appreciation to the caribbean biotechnology center (cbc), sena regional cesar where this research was developed. literature cited akhtar, m. and z. siddiqui. 2009. effects of phosphate solubilizing microorganisms and rhizobium sp. on the growth, nodulation, yield and root-rot disease complex of chickpea under field condition. afr. j. biotechnol. 8(15), 3489-3496. alcaldía de valledupar. 2011. información general municipio de valledupar. in: http://valledupar-cesar.gov.co/nuestromunicipio.shtml?apc=mixx-1-&m=f#simbolos; 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consulted: november, 2011. agronomía 21c.indd agronomía colombiana, 2003. 21 (1-2): 75-82 estado nutricional de arboles de manzano ‘anna’ durante la estacion de crecimiento en los altiplanos colombianos. i. contenido de elementos minerales nutritional status of ‘anna’ apple trees during the growing season in the colombian highlands. i. mineral nutrients content fánor casierra-posada1, luis fernando cortés2, jaime ramírez2 y hugo castro franco3 1 i n g e n i e r o a g r ó n o m o , p h . d . , d o c e n t e u p t c fa c i at. a p a r t a d o a é r e o 6 6 1 , tu n j a – b o y a c á / c o l o m b i a . e m a i l : f a n o r @ g m x . n e t 2 i n g e n i e r o a g r ó n o m o u p t c tu n j a 3 i . a . , m . s c . , p r o f e s o r a s o c i a d o e n e l p r o g r a m a d e i n g e n i e r í a a g r o n ó m i c a u p t c . s u m m a r y nutritional status may influence markedly the productivity of ‘anna’ apple trees through effect of nutrient elements complex on development and fruit growth. majority of nutrient elements influence on growth and productivity direct or indirectly as consequences of their sharing in physiological processes. the monthly nutrient contents of ‘anna’ apple trees in leaves and fruits that grow under acid soil in the colombian highlands was evaluated from 16 days after full bloom to the harvest time. the nutrient contents in shoots were evaluated both before (at defoliation time) and after (at the harvest time) the season. iron and copper contents in shoots were higher after than before the season. on the contrary, the content of the remaining minerals were higher before than after the season. nitrogen, boron, magnesium, phosphorus and sulfur increased their foliar levels from 16 to 46 days after full bloom, but declined after 46 days after full bloom to the harvest time. contents of foliar calcium, manganese, and copper were progressively higher as the season advanced. potassium, iron, sodium and zinc contents in leaves were oscillatory along the season. fruit content of nitrogen, potassium, magnesium, phosphorus and sulfur were progressively lower from 46 days after full bloom to the harvest time. on the other hand, calcium, iron and copper increased their levels in fruits as the season advanced. boron and sodium contents in fruits were oscillatory along the season. this paper provides information about the nutritional status of ‘anna’ apple trees cultivated in the colombian highlands and the effect of mineral content in leaves and shoots on mineral content in fruits. key words: malus domestica borkh., nutrient elements, foliar analysis. r e s u m e n el estado nutricional influye significativamente sobre la productividad de los árboles de manzano ‘anna’ mediante el efecto del complejo de nutrientes sobre el desarrollo y crecimiento de la fruta. la mayoría de los elementos nutritivos influyen directa o indirectamente sobre el crecimiento y la productividad como consecuencia de sus efectos sobre procesos fisiológicos. desde 16 días después de plena floración hasta la época de cosecha se evaluó mensualmente el contenido nutricional en hojas y frutos de árboles de manzano ‘anna’ cultivados en suelos ácidos en los altiplanos colombianos. el contenido de nutrientes en ramas se analizó antes (al momento de la defoliación) y al final (al momento de la cosecha) de la estación. la concentración de hierro y cobre fue mayor al final que al inicio de la temporada en la cual se realizó el estudio; de lo contrario, el resto de los minerales analizados en este tejido estaban más concentrados al principio que al final de la temporada. la concentración de nitrógeno, boro, magnesio, fósforo y azufre en las hojas presentó un incremento de los 16 a los 46 días después de plena floración (ddpf) y luego presentó un descenso hasta los 139 ddpf. el contenido de calcio, manganeso y cobre en las hojas sufrió un incremento gradual durante el periodo de tiempo analizado. por último, se encontró una oscilación en los valores de la concentración de potasio, hierro, sodio y zinc en las hojas durante la temporada de crecimiento analizada. el contenido de nitrógeno, potasio, magnesio, fósforo, azufre, manganeso y zinc se redujo en los frutos entre 46 y 139 ddpf. por el contrario, el calcio, el hierro y el cobre mostraron un incremento en la concentración a lo largo de la temporada. el boro y el sodio presentaron una tendencia oscilatoria en los frutos durante el tiempo en que se realizó el estudio. este artículo ofrece información acerca del estado nutricional de árboles de manzano ‘anna’ cultivados en los altiplanos colombianos, así como del efecto del contenido de minerales en hojas y ramas sobre la concentración de elementos en frutos. palabras clave: malus domestica borkh., elementos nutritivos, análisis foliar. abreviaturas. ddpf: días después de plena floración. f e c h a d e r e c e p c i ó n 1 2 d e f e b r e r o d e 2 0 0 2 a c e p t a d o p a r a p u b l i c a c i ó n 2 5 d e m a r z o d e 2 0 0 3 agronomía colombiana 76 vol. 21 · nos. 1-2 i n t r o d u c c i o n el manejo eficiente de la fertilización es uno de los muchos factores que influyen sobre la producción del manzano ‘anna’ manejado mediante la técnica de cosechas continuas, dado que los elementos nutritivos involucrados en el normal desarrollo de los árboles deben estar disponibles en el momento preciso (casierraposada, 1993; fischer y lüdders, 1995), pues esta variedad de manzano presenta un período de 120 días entre plena floración y cosecha, el cual es bastante corto en comparación con otras variedades. esta propiedad le confiere al manzano ‘anna’ la posibilidad de ser manejado para obtener dos cosechas en un período de 12 a 14 meses (casierra-posada et al., 2002). por lo tanto, el estudio de la dinámica de los elementos nutritivos en los árboles de manzano ‘anna’ representa una herramienta fundamental para lograr un manejo racional y eficiente de la fertilización con miras a una alta producción de fruta de buena calidad, con un mínimo de agotamiento de los árboles por el uso de técnicas para la obtención de cosechas forzadas. adicional a la dinámica que pueden presentar los elementos nutritivos en los tejidos durante la temporada de desarrollo de los frutales caducifolios, se presentan antagonismos entre n y k, n y b, p y cu, k y mg, cu y fe, y por último, cal y oligoelementos con excepción del molibdeno. por otro lado, se presentan sinergismos entre no3 y mg, mg y p, y k y fe (contreras, 1986). la concentración de nutrientes en las hojas del manzano cambia con la edad de ellas. algunos nutrientes como el n, p, y k disminuyen con el avance de la temporada de crecimiento, mientras que otros como el ca y el mg, por el contrario, se incrementan. otra fuente de variación para la concentración de los elementos nutritivos en las hojas es la especie, pues el duraznero requiere una concentración más elevada de nitrógeno que el manzano, para lograr un desarrollo óptimo. los requerimientos nutricionales de los frutales cambian con la localidad; es así que las plantas que crecen en el hemisferio sur requieren niveles mayores de nitrógeno, que aquellos que crecen en el norte (faust, 1989). es de conocimiento general que la concentración de nutrientes en las hojas varía con la posición de la hoja en la rama, lo cual no es más que un reflejo de su edad. hay un incremento general en la concentración de mg del extremo proximal al distal de la rama (faust, 1989). en cuanto al contenido de nutrientes en tejidos de manzano, los frutos, sin incluir los microelementos, contienen 65% de potasio, 23% de nitrógeno, 5% de fósforo y sólo 7% de magnesio y calcio (nichol y mack, 1964). por otro lado, en ramas de manzano, la concentración de calcio es mayor, y que el contenido de potasio y fósforo es menor que en los frutos (mason y whitfield, 1960). con respecto a la movilización de los elementos nutritivos en tejidos de manzano, aproximadamente la mitad del contenido total de nitrógeno de las hojas de ‘golden delicious’ se moviliza a la madera antes de la caída de las hojas. en las ramas, el nitrógeno se almacena en la corteza en forma proteica y sólo un poco se acumula como arginina. desde abril hasta finales de junio, el nitrógeno se moviliza de nuevo hacia las yemas florales en brotación, hojas y ramas nuevas, posiblemente en forma de asparagina (faby y naumann, 1987). entre la cosecha y la caída normal de hojas, el 50% del nitrógeno, el 58% del fósforo, el 12% del potasio y el 1% del calcio presentes al momento de la cosecha se transportan de las hojas a los órganos de reserva; lo que es un ejemplo de los cambios en la concentración de los elementos nutritivos en los tejidos de acuerdo con la fase de desarrollo de los árboles (faby y naumann, 1987a). el objetivo del presente trabajo fue hacer un seguimiento periódico de la concentración de los elementos minerales en las ramas, hojas y frutos del manzano ‘anna’ cultivado en un suelo ácido en el altiplano colombiano, así como discutir el efecto de la concentración de los nutrientes en las hojas sobre su contenido en los frutos. de esta manera es posible hacer un diagnóstico más preciso del estado nutricional de los árboles, para luego programar con mayor eficiencia las labores de fertilización edáfica y foliar en esta variedad de manzano en condiciones similares a aquellas en las que se realizó el estudio. m a t e r i a l e s y m e t o d o s localidad y material vegetal. en el estudio se utilizaron 21 árboles de siete años de manzano ‘anna’ (golden delicious x adassim red) sobre patrón mm106, plantados a una distancia de 2 x 3,5 m, en la granja „tunguavita” en paipa (boyacá) / colombia, propiedad de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, ubicada a una altura de 2470 msnm. la localidad presenta 13,8 °c de temperatura en promedio y 74% de humedad relativa, con régimen bimodal de lluvias que aportan 835 mm de precipitación promedio al año. el análisis del suelo donde se encontraban los árboles arrojó el siguiente resultado: textura: franco-arenosa; carbono orgánico: 2,4%; nitrógeno total: 0,16%; fósforo (bray ii): 89 ppm; ph: 4,9; conductividad eléctrica: 0,93 ds/m; potasio: 1,08 meq/100 gr.; calcio: 7,48 meq/100 gr.; magnesio: 1,27 meq/100 gr.; sodio: 0,12 meq/100 gr.; aluminio: 0,57 meq/100 gr.; azufre: 58 ppm; hierro: 239 ppm; manganeso: 24 ppm; cobre: 3,3 ppm; zinc: 6,4 ppm; boro: 0,65 ppm. la profundidad de muestreo fue de 30-35 cm., dado que según diaz y romo (1988) a esa profundidad se encuentra la mayor concentración de raíces. metodología. la unidad experimental estuvo representada por siete árboles y se realizaron tres replicaciones, para un total de 21 árboles. los árboles fueron manejados según la técnica para la obtención de cosechas continuas (rest aviodance technique) descrita por casierraposada (1993) y fischer y lüdders (1995). cada casierra-posada et al.: estado nutricional de árboles de manzano... 772003 planta fue fertilizada con 65 gr. de urea, 53 gr. de fosfato diamónico, 237 gr. de nitrato de potasio, 100 gr. de roca magnésica y 40 gr. de microcoljap 102-r (coljap, colombia). la fertilización se realizó al suelo, después de la cosecha, según la metodología propuesta por ica (1992). el suministro de riego se hizo de acuerdo con los parámetros propuestos por castro (1993). la defoliación se hizo manualmente tres semanas después de la cosecha. la poda consistió en eliminar un tercio del crecimiento de la temporada pasada. una semana después de la poda se realizó la aplicación de dormex (basf) 1,5%, como compensador de frío, suplementado con triona (basf) 3% e inex (cosmoagro) 3,0%. toma y análisis de muestras. el muestreo de ramas se efectuó sólo en dos ocasiones durante todo el estudio; se tomó una muestra en el momento de la defoliación y otra al momento de la cosecha. se tomaron muestras de la parte media de ramas que habían crecido en la temporada anterior. las muestras de hojas se tomaron a los 16, 46, 81, 109 y 139 días después de plena floración, para lo cual se recolectaron hojas ubicadas en el tercio medio las ramas que estaban a su vez en el tercio medio del árbol. las muestras de frutos se tomaron a los 46, 81, 109 y 139 días después de plena floración, teniendo en cuenta el mismo procedimiento seguido para la toma de muestras de hojas. las muestras de tejidos de cada unidad experimental (siete árboles) se redujeron a cenizas en una mufla a 675 °c y se mezclaron para el análisis de minerales, el cual se realizó mediante espectrofotometría de absorción atómica en cenizas, en las instalaciones de coljap (bogotá). el nitrógeno se analizó mediante el método kehldal. análisis estadístico. cada unidad experimental se replicó tres veces. con la información obtenida en el ensayo se realizó un análisis parcial de correlación. los coeficientes de correlación (r), y su significancia (* = significativo al 5%; n.s. = no significativo) se calcularon para la concentración de cada elemento mineral en hojas y frutos, con la ayuda de la aplicación spss (8.0). r e s u l t a d o s y d i s c u s i o n para una mejor comprensión de los resultados, éstos se presentan inicialmente en términos generales, agrupados de acuerdo con la dinámica de los elementos durante el estudio, y posteriormente se presentan los resultados y discusión para cada elemento analizado, con sus respectivas figuras. por otro lado, en el presente texto se discuten únicamente los resultados para cada elemento analizado de manera individual. en un artículo posterior de hará la discusión de las relaciones nutricionales y de la interacción entre los elementos nutritivos. los resultados de la concentración de elementos minerales en ramas de la temporada anterior, antes de la temporada de crecimiento (al momento de la defoliación) y de las ramas de la temporada en curso, al final de la temporada (al momento de la cosecha) muestran que sólo la concentración de hierro y cobre fue mayor al final que al inicio de la temporada en la cual se realizó el estudio; el resto de los minerales analizados en este tejido están más concentrados al principio de la temporada que al final, como lo muestra la tabla 1. los contenidos de nitrógeno, calcio y magnesio al tiempo de la cosecha presentaron valores inferiores a los encontrados por casierra-posada y lüddres (2001) para la misma época en manzano “golden delicious”, pero la concentración de potasio presentó valores similares en ambos reportes. de acuerdo con este resultado se confirma la necesidad de establecer parámetros de comparación locales para determinar los niveles normales de la concentración de elementos nutritivos, pues según faust (1989), son múltiples las fuentes de variación que influyen en el estado nutricional de los árboles frutales caducifolios. tabla 1: concentración de minerales en las ramas del manzano ‘anna’ al comienzo y final de la temporada en los altiplanos colombianos. n p k ca mg s fe mn zn cu na b % ppm al defoliar 0,78 0,104 0,66 0,96 0,16 0,05 74,32 54,91 43,44 7,05 91,2 36,66 a la cosecha 0,56 0,96 0,58 0,73 0,09 0,03 87,83 24,59 34,42 11,76 8,8 26,66 los valores corresponden a los promedios de las replicaciones. la concentración de nitrógeno, boro, magnesio, fósforo y azufre en las hojas presenta un incremento de los 16 a los 46 ddpf y luego presenta un descenso hasta los 139 ddpf. el contenido de calcio, manganeso y cobre en las hojas sufrió un incremento gradual durante el periodo de tiempo analizado. por último, se encontró una oscilación en los valores de la concentración de potasio, hierro, sodio y zinc en las hojas durante la temporada de crecimiento analizada. el contenido de nitrógeno, potasio, magnesio, fósforo, azufre, manganeso y zinc se reduce en los frutos agronomía colombiana 78 vol. 21 · nos. 1-2 entre los 46 y 139 ddpf. por el contrario, el calcio, el hierro y el cobre muestran un incremento en la concentración a lo largo de la temporada. los valores para los contenidos de boro y sodio presentaron una tendencia oscilatoria en los frutos durante el tiempo en que se realizó el estudio. para la época de brotación y plena floración, algunos minerales tomados por las raíces sumados a los transportados desde los órganos de reserva no son suficientes para cubrir los requerimientos del vegetal; lo cual sucedió en el presente estudio si se observan los contenidos de nitrógeno, boro, magnesio, calcio, cobre, y sodio registrados en hojas 16 ddpf, pues se encuentran por debajo del nivel normal reportado para manzano, lo cual fue reportado también por mason y whitfield (1960) y faby y naumann (1987a). posteriormente, la gran mayoría de los elementos minerales analizados en las el tejido foliar, con excepción del potasio y el hierro, presentaron un incremento abrupto en su concentración entre 16 y 46 ddpf, como consecuencia de la movilización de los nutrientes que habían sido almacenados en la madera de reserva al final de la última temporada de crecimiento y que en la nueva temporada migran hacia las hojas y frutos, órganos que actúan como vertedero. por otro lado, los órganos vertedero se enriquecen también en elementos minerales con la toma de iones mediante las raíces, a partir de la solución del suelo. a continuación se discuten los resultados obtenidos en el ensayo para cada uno de los elementos analizados. nitrógeno. como lo muestra la figura 1, entre 46 y 139 ddpf la concentración de nitrógeno en las hojas sufrió una reducción, al igual que sucedió en el ensayo realizado por diaz y romo (1988). se encontró una correlación parcial negativa (r = -0,9601*), significativa a nivel de 5% entre el contenido de nitrógeno en las hojas y en los frutos; lo que indica que mientras se incrementaba el contenido de nitrógeno en las hojas, disminuía su concentración en los frutos y viceversa, entre 46 y 139 ddpf; a pesar de lo cual, se mantuvo una relación muy estrecha entre las concentraciones de este elemento en ambos tejidos analizados. el incremento en el contenido de nitrógeno en las hojas, entre 16 y 46 ddpf de debió posiblemente al transporte del elemento desde los órganos de reserva hacia los nuevos órganos en crecimiento. según faby y naumann (1987), la concentración de nitrógeno es mayor una semana después de plena floración que la cantidad de nitrógeno requerido para la nueva brotación. por otro lado, se presentó un descenso en el contenido de nitrógeno en los frutos entre 16 y 109 días, causado posiblemente por la dilución del contenido de nitrógeno en los frutos en relación con el contenido de otros elementos. el contenido de nitrógeno en frutos de manzano ‘anna’ al momento de la cosecha fue casi el doble del reportado por casierra-posada y lüdders (2001) para „golden delicious” para la misma época, a pesar de que en ambos ensayos se presentaron pocas diferencias en cuanto al contenido de nitrógeno en las hojas alrededor de 81 ddpf. fósforo. el contenido de fósforo en el tejido foliar presentó un aumento entre 16 y 46 ddpf y luego se redujo a un valor cercano a 0,2 % y se mantuvo alrededor de esta concentración hasta el momento de la cosecha (fig. 2). se encontró una correlación parcial positiva (r = 0,9924*), significativa a nivel de 5%, entre el contenido de fósforo en las hojas y en los frutos; de tal manera que mientras se incrementaba el contenido de fósforo en las hojas, se incrementaba también su concentración en los frutos y viceversa, entre 46 y 139 ddpf. como en el caso anterior, el coeficiente de correlación señala que se presentó una relación muy estrecha entre las concentraciones de este elemento en ambos tejidos analizados. los contenidos de este elemento en los frutos estuvieron por debajo de los valores reportados por faust et al. (1967), citados por faust (1989); sin embargo, es claro que los contenidos de elementos en tejidos presentan diferencias varietales y también pueden ser afectados por las condiciones en las que esté establecida la plantación. figura 1. cambios estacionales en el contenido de nitrógeno en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. figura 2. cambios estacionales en el contenido de fósforo en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. potasio. se encontró una correlación parcial negativa (r = -0,4821 n.s.), entre el contenido de potasio en las hojas y en los frutos. esto implica que los contenidos del elemento en las hojas y en los frutos presentaron tendencias contrarias, entre 46 y 139 ddpf (fig. 3). el valor bajo del coeficiente de correlación indica que se presentó casierra-posada et al.: estado nutricional de árboles de manzano... 792003 una relación escasa entre las concentraciones de este elemento en ambos tejidos analizados. en las hojas este elemento estuvo por encima del rango reportado por faust (1989), quien manifiesta que un contenido del elemento entre 1,5 y 1,8 % en materia seca se considera adecuado para el normal transcurrir de los procesos fisiológicos con los cuales el potasio está relacionado. a pesar de que hansen (1980), citado por faust (1989), encontró que los árboles de manzano en fructificación acumulan más potasio y biomasa en los frutos que aquellos a los que se les retiran los frutos, pues los frutos poseen una gran propiedad vertedero; en el presente ensayo, el contenido de potasio en los frutos disminuyó gradualmente a partir de los 46 ddpf, debido posiblemente al efecto de dilución con otros elementos que se habían acumulado en los frutos a lo largo de la temporada de crecimiento; a pesar de esto, al momento de la cosecha, el contenido de potasio en frutos en el presente ensayo fue casi el doble del reportado por casierra-posada y lüdders (2001) para „golden delicious”. (r = -0,9145 n.s.), entre el contenido de boro en las hojas y en los frutos; lo que muestra que mientras se incrementaba el contenido del elemento en las hojas, se reducía su concentración en los frutos y viceversa, entre 46 y 139 ddpf. el valor alto del coeficiente de correlación indica que se presentó una relación muy estrecha entre las concentraciones de este elemento en ambos tejidos analizados, a pesar de que no hubo significancia al nivel de 5%. van goor y van lune (1980) citados por faust (1989) encontraron una relación directa entre la acumulación de boro en frutos y su crecimiento, además reportan un descenso en el valor de la relación concentración de boro en los frutos / concentración de boro en las hojas con respecto al tiempo después de plena floración y luego el valor de la relación permanece constante a partir de 25 ddpf. en el presente estudio, por el contrario, se presentó un descenso en el contenido de boro en frutos a partir de 81 ddpf; además, la curva para la relación concentración de boro en frutos / concentración de boro en hojas tuvo la misma tendencia descendente reportada por van goor y van lune (1980), pero continuó descendiendo hasta la época de cosecha, como consecuencia del incremento del contenido de boro en las hojas y el descenso de la cantidad de este elemento en los frutos, a parir de 81 ddpf. calcio. la acumulación de calcio en hojas y frutos continuó durante toda la temporada de crecimiento (fig. 6), debido a que este elemento se transporta con el flujo de figura 3. cambios estacionales en el contenido de potasio en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. azufre. se encontró una correlación parcial positiva (r = 0,9626*), significativa a nivel de 5%, entre el contenido de azufre en las hojas y en los frutos; lo que indica que los contenidos del elemento en hojas y frutos presentaron la misma tendencia descendente, entre 46 y 139 ddpf (fig. 4). el valor alto del coeficiente de correlación indica que se presentó una relación muy estrecha entre las concentraciones de este elemento en tejido foliar y en frutos. el contenido de azufre en tejido foliar entre 81 y 139 ddpf se mantuvo dentro de los márgenes normales, al igual que la relación n/s para este lapso de tiempo. benson et al. (1963), citado por faust (1989) recomiendan tomar las hojas del extremo distal de la rama para determinar el contenido de azufre, en lugar de tomar las hojas del tercio medio, dado que en este sitio, la concentración de azufre es mayor que en el extremo distal. salvo que se pretenda hacer un análisis específico para azufre, el muestreo de tejidos de partes diferentes de la rama, para analizar el contenido de elementos, resultaría dispendioso. boro. el contenido de este elemento en tejido foliar se mantuvo dentro del rango normal entre 81 y 139 ddpf (fig. 5). se encontró una correlación parcial negativa figura 4. cambios estacionales en el contenido de azufre en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. figura 5. cambios estacionales en el contenido de boro en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. agronomía colombiana 80 vol. 21 · nos. 1-2 agua a través del xilema, pero es poco móvil a través del floema, además, el flujo de calcio en la columna de agua requerida por la transpiración, es mayor hacia las hojas diferenciadas que hacia los ápices en crecimiento y hacia los frutos. es esta la razón por la cual, la concentración de calcio en las hojas puede inducir a errores en cuanto a un buen suministro del elemento en los frutos. en el desarrollo del presente ensayo no se observó síntoma alguno de deficiencia de calcio, a pesar de que la concentración del elemento estuvo ligeramente por debajo de los rangos normales recomendados por faust (1989), quien reporta que si la concentración de calcio en las hojas excede 0,8-1,0 % del peso seco, es suficiente para los procesos relacionados con el crecimiento, pero es necesaria una concentración alrededor de 2 % en hojas para asegurar un suministro suficiente del elemento a los frutos. la importancia del calcio en los frutos ha sido ampliamente discutida (schulz, 1996 y schönberg y näfe, 2000) y radica básicamente en la aparición de desórdenes fisiológicos de la fruta en poscosecha cuando la fruta se almacena por un periodo prolongado. los frutos del manzano ‘anna’ son altamente perecederos en comparación con otras variedades de manzano, así que difícilmente podrían almacenarse por un tiempo superior a tres semanas; de tal manera que una concentración de calcio por debajo de los estándares reportados para otras variedades serían permisibles en manzana ‘anna’, dado que no habría tiempo para que aparezcan los desórdenes de poscosecha asociados con niveles insuficientes de calcio en frutos. con respecto al análisis estadístico, se encontró una correlación parcial negativa (r = -0,4536 n.s.), entre el contenido de calcio en las hojas y en los frutos; índice de que mientras se incrementaba el contenido de fósforo en las hojas, se reducía su concentración en los frutos y viceversa, entre 46 y 139 ddpf. el bajo coeficiente de correlación indica que se presentó poca relación entre las concentraciones de este elemento en ambos tejidos analizados. magnesio. se encontró una correlación parcial positiva (r = 0,9176 n.s.), entre el contenido de magnesio en las hojas y en los frutos; de tal manera que mientras se incrementaba el contenido del elemento en las hojas, se incrementaba también su concentración en los frutos y viceversa, entre 46 y 139 ddpf (fig. 7). el alto valor obtenido para el coeficiente de correlación indica que se presentó una relación muy estrecha entre las concentraciones de este elemento en ambos tejidos analizados, a pesar de que no hubo significancia. el contenido de magnesio en hojas estuvo por debajo del rango normal recomendado por faust (1989), el cual debe estar en el orden de 0,3-0,5% en materia seca. si se toma como parámetro de referencia que el contenido de calcio en las hojas debe ser cinco veces el contenido de magnesio en frutos, este elemento en los frutos analizados en este estudio a los 139 ddpf contenían sólo 16% de la cantidad de magnesio que deberían contener; a pesar de lo cual no se presentaron síntomas visibles de deficiencia de magnesio en el tejido foliar. la baja concentración del elemento en hojas y frutos pudo ser la consecuencia de un suministro elevado de calcio y potasio; sin embargo, el contenido de magnesio al momento de la cosecha, al igual que para el potasio, fue superior al valor reportado por casierra-posada y lüdders (2001) para “golden delicious”. hierro. al contrario de la información reportada por diaz y romo (1988), quienes encontraron un ascenso en la concentración de hierro en las hojas hasta 120 ddpf y luego la concentración de este elemento decreció hasta 270 ddpf; en el presente ensayo, se presentó la tendencia contraria, hubo un descenso en la concentración de hierro hasta la mitad de la temporada y luego la concentración del elemento se incrementó en las hojas hasta el momento de la cosecha (fig. 8). en los frutos, el contenido de hierro presentó una tendencia ascendente durante toda la temporada. se encontró un valor bastante bajo (r = 0,2631 n.s.) para el coeficiente de correlación entre el contenido de hierro en las hojas y los frutos con respecto al tiempo después de plena floración. manganeso. se encontró una correlación parcial negativa (r = -0,7800 n.s.), entre el contenido de manganeso en las hojas y en los frutos. el valor del coeficiente de correlación es bastante aceptable, lo cual es in índice de que se presentó una relación estrecha entre las concentraciones de este elemento en ambos tejidos analizados, a pesar de que no hubo significancia. el contenido de manganeso en el tejido foliar se mantuvo dentro de los parámetros aceptables durante toda la temporada, y se presentó una figura 6. cambios estacionales en el contenido de calcio en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. figura 7. cambios estacionales en el contenido de magnesio en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. casierra-posada et al.: estado nutricional de árboles de manzano... 812003 tendencia ascendente en el contenido de manganeso en hojas a lo largo de la temporada (fig. 9). diaz y romo (1988) encontraron un ascenso en el contenido de manganeso en hojas hasta 120 ddpf y luego la concentración del elemento se redujo. la diferencia entre sus resultados y los reportados en el presente trabajo, se deben posiblemente a que la disponibilidad del manganeso es un factor dependiente del ph del suelo. mientras que diaz y romo (1988) realizaron su ensayo en condiciones alcalinas (ph 7,7), el presente trabajo fue realizado en un suelo ácido (ph 4,9), lo que implica que el manganeso en condiciones ácidas está disponible en alto grado, lo que pudo resultar en una acumulación del manganeso en las hojas durante toda la temporada de crecimiento. a pesar del incremento gradual del contenido de manganeso en las hojas durante toda la temporada, se presentó un descenso en la concentración del elemento en los frutos, posiblemente por dilución, como ha sido ya discutido para otros elementos nutritivos. bién una tendencia ondulatoria en el contenido de zinc en hojas de manzano ‘anna’, pero los contenidos del elemento en el tejido foliar estuvieron dentro de los rangos normales, lo cual puede explicarse con el ph del suelo en el que ellos realizaron el ensayo, al igual que para en caso del manganeso. cobre. se encontró un valor bajo (r = -0,4362 n.s.) para el coeficiente de correlación entre el contenido de cobre en las hojas y los frutos con respecto al tiempo después de plena floración. el contenido de cobre tanto en hojas como en frutos se presentó en concentraciones excesivas a partir de 81 ddpf (fig. 11). una explicación lógica para este hecho son las aplicaciones de productos a base de cobre como sulfato, óxido y oxicloruro de cobre, los cuales se utilizan como defoliantes y protectantes en concentraciones de 1 a 2%, 1 a 1,5% y 1,5 a 2,5% respectivamente, al final de la temporada de crecimiento. aparentemente el cobre sólo induce una intoxicación del tejido foliar y provoca su caída; sin embargo, cierta cantidad del cobre aplicado puede pasar a la corteza, la cual juega un importante papel, más que la madera, como órgano acumulador de sustancias de reserva al final de la temporada y como donante de las mismas a partir de la nueva brotación, como lo discuten faby y naumann (1987); por otro lado, el cobre aplicado a los árboles puede acumularse en las raíces, como lo reportan iwasaki et al. (1990), y luego ser transportado a los figura 8. cambios estacionales en el contenido de hierro en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. figura 9. cambios estacionales en el contenido de manganeso en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. zinc. se encontró un valor bajo (r = 0,4953 n.s.) para el coeficiente de correlación entre el contenido de zinc en las hojas y los frutos con respecto al tiempo después de plena floración. la concentración de este elemento en hojas estuvo por encima del rango normal a los 46 y a los 109 ddpf (fig. 10), en los muestreos restantes estuvo en rangos normales. diaz y romo (1988) reportan tamfigura 10. cambios estacionales en el contenido cambios estacionales en la contenido de zinc en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. figura 11. cambios estacionales en el contenido de cobre en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. agronomía colombiana 82 vol. 21 · nos. 1-2 órganos vertedero. es así que las aplicaciones de cobre tienen como consecuencia una acumulación de este elemento en las hojas y frutos representando un riesgo para el metabolismo y la longevidad del vegetal. a pesar de que el exceso de cobre puede tener como consecuencia una deficiencia de hierro, los niveles de hierro en tejido foliar estuvieron dentro de las márgenes normales. sodio. el contenido de sodio en el tejido foliar presentó una tendencia muy similar a la reportada por diaz y romo (1988) y se mantuvo dentro de los parámetros normales (fig. 12). en los frutos se presentó una reducción fuerte de la concentración de sodio entre 81 y 109 ddpf. el hecho de que las concentraciones de sodio en los tejidos analizados se encuentren dentro de los rangos normales de debe posiblemente a que en el suelo donde estaban plantados los árboles, la concentración de sodio reportada en el análisis de suelo, es la adecuada para garantizar el nivel de nutrición requerido para este elemento. por otro lado, se encontró un valor bastante bajo (r = -0,3717 n.s.) para el coeficiente de correlación entre el contenido de sodio en las hojas y los frutos con respecto al tiempo después de plena floración. borkh) cultivado en los altiplanos colombianos. (en preparación). casierra-posada, f. y lüdders, p. 2001. einfluß von sommerschnitt und n-ernährung auf den mineralstoffgehalt von apfelbäumen unter hagelschutznetz. erwerbsobstbau, 43(4): 106-113. castro, j. 1993. consideraciones generales del riego en frutales caducifolios en el altiplano. agrodesarrollo, 4(1-2): 201-213. contreras, p. 1986. el suelo y su fertilización en el cultivo de frutales caducifolios. ciencia y agricultura, 1(1): 53-69. diaz, d. y romo, r. nutritional status and root system of anna apple under alcaline soil in warm dry climate of mexico. acta horticulturae 232: 177-186. faby, r. y naumann, w. d. 1987. die bedeutung der einlagerung von reservestoffen im herbst bei apfelbäumen, dargestellt an entblätterungsversuchen. i. stickstoffhaltige reservestoffe. erwerbsobstbau 29(2): 51-56. faby, r. y naumann, w. d. 1987a. die bedeutung der einlagerung von reservestoffen im herbst bei apfelbäumen, dargestellt an entblätterungsversuchen. ii. mineralstoffe und kohlenhydrate. erwerbsobstbau 29(2): 57-60. faust, m. 1989. physiology of temperate zone fruit trees. john willey & sons publicaciones. nueva york. 53-132 fischer, g. y lüdders, p. 1995. der apfelanbau im hochland kolumbiens. erwerbsobstbau 37(2): 58-62. ica. 1992. fertilización en diversos cultivos: quinta aproximación. instituto colombiano agropecuario (ica), subgerencia de investigación, sección de recursos naturales. manual de asistencia técnica no. 25. centro de investigación tibaitatá, bogotá (col.). 64 p. iwasaki, j. d.; sakurai, k. y tekahashi, e. 1990. copper binding by the root cell walls of italian ryegrass and red clover. soil sci. plant nutr., 36: 431-440. mason, a. c. y whitfield, a. b. 1960. seasonal changes in the uptake and distribution of mineral elements in apple trees. j. hort. sci., 35: 34-55. nichol, w. e. y mack, a. r. 1964. elemental composition of apple in relation to fruit quality, soil, acidity and organic matter. proc. amer. soc. hort. sci., 85: 91. schönberg, g. y näfe, d. 2000. mineralstoffhaushalt. en: physiologische grundlagen des obstbaues, friedrich, g. y fischer, m., editores. ulmer verlag, stuttgart (alem.). 160-199. schulz, h. 1996. äußere und innere eigenschaften lagernder heimischer fruchtarten. en: lagerung von obst und südfruchten. osterloh, a.; ebert, g.; held, w. h.; schulz, h. y urban, e., editores. eugen ulmer verlag, stuttgart (alemania), p. 19-90. figura 12. cambios estacionales en el contenido de sodio en hojas y frutos de manzano ‘anna’ en los altiplanos colombianos. a g r a d e c i m i e n t o s los autores expresan su agradecimiento a germán peñaloza, en el departamento técnico de coljap, por su colaboración en el análisis de las muestras de tejido vegetal y de suelo, así como a jairo julio casallas y a sus colaboradores en la granja „tunguavita”, por el apoyo en la realización del ensayo. l i t e r a t u r a casierra-posada, f. 1993. protección y nutrición para cosechas continuas en manzano anna. agrodesarrollo, 4(1-2): 46-49. casierra-posada, f.; hernandez, d. i. y lüdders, p. 2002. crecimiento de frutos y ramas de manzano ‘anna’ (malus domestica agronomía colombiana, 2003. 21 (1-2): 83-94 evaluacion del potencial de los recursos geneticos de papa criolla (solanum phureja) por calidad industrial evaluation of the potential of genetics resources of creole potato (solanum phureja) for industrial quality gustavo a. ligarreto m.1 y martha n. suárez c.2 r e s u m e n el objetivo del trabajo fue evaluar 50 accesiones de papa criolla especie solanum phureja juz et buk por parámetros que requiere la industria de procesados, en esta colección se ha reportado la existencia de variabilidad genética pero se desconoce su calidad para la industria. se evaluaron 17 variables: 10 variables cualitativas y 7 variables cuantitativas. las variables cualitativas permitieron evaluar morfológicamente el tubérculo y las cuantitativas determinaron el comportamiento agronómico de los cultivares en el ambiente. los datos obtenidos fueron sometidos a análisis de correlación, y componentes principales y análisis de conglomerados. se encontró que los tres primeros componentes principales expresaron el 85% de la variabilidad total, donde las características más importantes fueron: diámetro ecuatorial 1, diámetro ecuatorial 2, diámetro longitudinal, gravedad especifica y contenido de azucares reductores. el análisis de conglomerados mostró cuatro grupos con subgrupos donde los subgrupos 2a y 3d presentaron las accesiones con mejores características industriales. los genotipos que presentaron mejores características para el procesamiento industrial y que ameritan su evaluación en otros ambientes fueron: encurtido en salmuera o vinagre. 16, 20, 21, 68, 79, 80 y 81 ; papa precocida enlatada o congelada. 16, 20 y 21 y papa frita en hojuela el cultivar 23. el trabajo se realizó en la corporación colombiana de investigación agropecuaria, corpoica, regional uno, centro de investigación tibaitatá en mosquera. palabras claves: recursos genéticos, variabilidad, papa criolla y solanum phureja. s u m m a r y the objective of this research was to evaluate the industrial characteristics of 50 accessions of creole potato (solanum phureja juz et buk). seventeen variables were included: 10 qualitative and 7 quantitative variables. the qualitative variable defined the tuber morphology and the quantitative ones determined the agronomic behavior of cultivars. the obtained data were subjected to correlation analysis, and the main components to cluster analysis. it was found that the first three main components expressed 85% of the 1 p r o f e s o r a s o c i a d o . f a c u l t a d d e a g r o n o m í a . u n i v e r s i d a d n a c i o n a l d e c o l o m b i a . b o g o t á e . m a i l : g a l i g a r r e t o m @ u n a l . e d u . c o . 2 i n v e s t i g a d o r a . p r o g r a m a n a c i o n a l d e r e c u r s o s g e n é t i c o s y b i o t e c n o l o g í a ve g e t a l . c o r p o i c a , c . i . ti b a i t a t á . total variability, where the characteristics more important are represented by the equatorial diameter 1, equatorial diameter 2, longitudinal diameter, specific gravity and the content of reducing sugars. the cluster analysis showed four groups with subgroups where subgroups 2a and 3d showed the accessions with best industrial characteristics. the genotypes selected for industrial processing were: pickle in brine or vinegar. 16, 20, 21, 68, 79, 80 and 81; canned precooked or frozen potato. 16, 20 and 21. the present research was carried out in the colombian corporation of agricultural research, corpoica), regional one, tibaitatá research center in mosquera. key words: genetics resources, variability, creole potato and solanum phureja. i n t r o d u c c i o n la papa es una especie de reconocida importancia en el mundo. ocupa el cuarto lugar como producto alimenticio agrícola después del arroz, el trigo y el maíz. en colombia es importante como alimento básico de la población y ocupa un área sembrada de 170.000 hectáreas por año (herrera, 2000). colombia es el primer productor de papa criolla (s. phureja) en latinoamérica con un buen mercado interno en los departamentos de antioquia, valle del cauca, boyacá, nariño y cundinamarca. en la actualidad la industria de procesamiento del tubérculo está en crecimiento en las presentaciones de papas fritas y conservas y se ha comenzado a suplir con este producto los mercados europeos, con presentaciones en frito, enlatados y en vidrio (bonilla, 1997). las principales fortalezas de la papa criolla son: el alto valor nutricional, el buen sabor, el ciclo de vida corto, inferiores costos de producción y un alto potencial de exportación como producto exótico procesado. los problemas del producto tienen que ver con el alto grado de mezcla de tubérculos de las variedades nativas y la heterogeneidad en tamaño del mismo y la alta perecebilidad, entre otros (cardona, 2000). mediante la industrialización de productos de las papas nativas se ha reportado que una buena calidad f e c h a d e r e c e p c i ó n 1 3 d e s e p t i e m b r e d e 2 0 0 2 a c e p t a d o p a r a p u b l i c a c i ó n 2 5 d e m a r z o d e 2 0 0 3 agronomía colombiana 84 vol. 21 · nos. 1-2 en fresco, puede presentar características desfavorables para el procesamiento: como alto contenido de azucares, ojos medianos a profundos y piel oscura, que en concepto de los procesadores son limitantes que enfrenta la industria y que se traducen en la ausencia de variedades que reúnan los requisitos específicos que esta requiere (pineda, 1996). la utilización de productos procesados está en aumento debido al cambios de hábitos de consumo, influenciados por varios factores, entre estos: la concentración de la población en las grandes ciudades, la dedicación de menos tiempo a las labores del hogar, el elevado costo de la energía para la preparación de alimentos. la gravedad especifica esta influenciada principalmente por la temperatura y humedad del ambiente cuando se realiza la evaluación, la madurez del tubérculo, los factores climáticos, edafológicos y agronómicos. hernández (1989) citando a shaw y booth declara que el método de la gravedad especifica sirve para estimar el contenido de materia seca y el contenido de almidón, basándose en la existencia de tablas de conversión diseñadas por hougland (1966) y burton (1948) para papa. los altos valores de gravedad especifica de estos materiales evitarían que absorban demasiado aceite durante la fritura del producto entero y un contenido de materia seca superior al 20% sirve para mantener un buen rendimiento (talburt et al, 1959). el contenido de materia seca determina el rendimiento industrial de las chips o papa en hojuela. mientras más rico en almidón sea el tubérculo menos agua contiene y, por consiguiente, el rendimiento industrial es mayor ( 4 5 kg. de papa por 1 kg. de chips). las pérdidas durante el pelado son mayores en tubérculos de calibre pequeño que con las grandes, además, las hojuelas de dimensiones muy grandes se rompen en las bolsas. por esta razón , los tubérculos deben tener dimensiones entre 4 6 cm ; con calibre homogéneo. (guerra, 1989; herrera, 2000). la reacción de maillard entre los azucares reductores y aminoácidos juega un papel importante en el proceso de coloración oscura producido y la disminución del valor nutricional. las investigaciones han demostrado que 2.5 3 mg de azucares reductores por gramo de peso fresco debe ser considerado como el máximo nivel permisible para hojuelas, para tiras el límite es cerca de 5 mg por gramo de peso fresco. (harris, 1992) la papa fresca recién cosechada contiene poco azúcar. los azucares reductores y totales varían de una variedad a otra, esto es, en unas alcanza valores superiores a otras, aunque hayan crecido y fueran cosechadas de la misma manera, difiriendo en su habilidad para convertir el almidón después de su almacenamiento. (guerra, 1989). algunas veces el contenido alto de azucares reductores puede ser encontrado inmediatamente después de la cosecha y en el periodo de curado. en muchos casos sin embargo se desarrolla durante el periodo de almacenamiento. los factores que más afectan el contenido de azucares reductores son: la temperatura proporcionada antes de procesar, la variedad, la composición del suelo, la fertilización, el ambiente y el suministro de agua. (harris, 1992). los tubérculos destinados a la fabricación de papa precocida enlatada o congelada deben ser de bajo calibre (clase 2 y 3) y tener buena consistencia durante la cocción (ausencia de ruptura en el momento del escaldado), su gravedad especifica (ge) superior a 1.080, piel blanca o crema, libre de daños y enfermedades, y textura firme. (guerra, 1989) además, se necesita que estos tubérculos no sean susceptibles al oscurecimiento después de cocinar, según harris (1992) lo que se debe a los contenidos de ácido clorogénico y ácido cítrico presentes en la papa. este tipo de producto puede ser utilizado en microondas, fritura o cocción completa (jaimes et al., 1996, gómez y ramírez, 1999) y empacados al vació en bolsas plásticas. el producto para papa frita en hojuela necesita tubérculos regulares de forma redonda o comprimida, de diámetro superior a 4 cm, piel clara, libre de daños internos y verdeamientos. la gravedad especifica debe ser mayor a 1.080. moreno (2000) y estrada (2000) señalan que los componentes más significativos para la industria de procesamiento son el porcentaje de materia seca y bajo contenido de azucares reductores. otras de las características para uso industrial son la ausencia de pigmentos de antocianinas y ojos superficiales del tubérculo. estudios hechos con anterioridad en esta especie de papa se evidenció la existencia de alta variabilidad genética destacándose las características morfológicas: forma general del tubérculo, formas raras del tubérculo, color primario de piel del tubérculo y color secundario de piel del tubérculo como variables importantes (bonilla, 1997). la colección central colombiana de papa criolla (solanum phureja), posee un valioso recurso genético que hasta ahora solo ha sido caracterizado a nivel morfológico. el objetivo de este estudio fue evaluar 50 accesiones de papa criolla por su comportamiento en el procesamiento de la industria para alimentos. m a t e r i a l e s y m e t o d o s este estudio se realizó en el año 2001 en la corporación colombiana de investigación agropecuaria, corpoica centro de investigación tibaitatá regional uno. en el cuadro 1, se presenta la procedencia de los 50 cultivares de papa solanum phureja de la colección central colombiana (ccc). para evaluar las características industriales del tubérculo se tuvieron en cuenta las variables cuantitativas : peso fresco, diámetro longitudinal, diámetro ecuatorial 1, ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 852003 diámetro ecuatorial 2, gravedad especifica, materia seca y contenidos de azucares reductores, las variables cualitativas: forma general del tubérculo, forma rara, profundidad de ojos, color primario de piel, intensidad del color primario de piel, color secundario de piel, distribución del color secundario de piel, color primario de carne, color secundario de carne, distribución del color secundario de carne fueron evaluadas según los descriptores del centro internacional de la papa, cip (huaman, 1994). las variables en el orden de evaluación fueron:1. peso del tubérculo: se realizó la medición a cinco tubérculos limpios representativos de cada genotipo, 2. diámetro longitudinal: la medida fue tomada teniendo en cuenta el eje del tubérculo que parte del lugar donde estaba sujeto a la planta, 3. diámetro ecuatorial i: se tomó la medida del eje transversal menor del tubérculo, 4. diámetro ecuatorial ii: se realizó la medida tomando el eje transversal mayor del tubérculo, 5. forma general del tubérculo, 6. forma rara del tubérculo, por ser las variables 5 y 6 de tipo cualitativas se evaluó cada genotipo tomando un grupo de tubérculos representativos, 7. profundidad de ojos: se evaluó comparando un grupo de tubérculos representativos de cada genotipo con los descriptores del cip, 8. color primario de piel, 9. intensidad del color primario de piel, 10. color secundario de piel, 11. distribución del color secundario de piel, 12. color primario de carne, 13. color secundario de carne, 14. distribución del color secundario de carne, (huamán, 1994), (cuadro 2), 15. gravedad específica: la medición se realizó siete días después de la cosecha mediante la relación peso en aire dividido por la diferencia de peso en aire con peso en agua, 16. materia seca: se tomó la lectura de su peso en fresco y peso seco en estufa a 65 ºc hasta alcanzar un peso constante (a las 72 horas), 17. azúcares reductores: se peso un gramo de muestra previamente secada y molida a la cual se le aplicó el método cuantitativo para la extracción de azúcares reductores de nelson – somogy, (gutiérrez, 1994). adicionalmente a la descripción por las 17 variables ya mencionadas las accesiones se clasificaron por grupos que cuadro 1. accesiones de solanum phureja juz et. buk. del banco de germoplasma colombiano. corpoica tibaitata linea nombre procedenc. linea nombre procedencia 1. uva nariño 32. algodona nariño 2. chaucha blanca nariño 36. s.n. fdr.3 cip . lima 3. borrega amarilla nariño 37. s.n.fdr.34 cip . lima 4. chaucha colorada nariño 38. s.n.1 sin dato 5. mambera nariño 40. soliman sin dato 6. chaucha ratona nariño 42. criolla rosada boyacá 7. borrega blanca nariño 45. chaucha nariño 8. chaucha mambera nariño 47. chaucha carilla nariño 10.borrega amarilla nariño 49. chaucha negra nariño 11. mambera nariño 52. s.n. sin dato 12. borrega amarilla nariño 53. s.n. u.v.eeuu. 13. chaucha ratona nariño 54. s.n. nariño 14. borrega blanca nariño 63. pepina amarilla santander 16. yema de huevo nariño 65. chaucha ratona nariño 17. ratona nariño 66 chaucha nariño 20. yema de huevo nariño 68 careta cauca 21. algodona nariño 70. s.n. cauca 22. borrega nariño 73. criolla boyacá 23. naranjilla nariño 74. s.n. boyacá 24. ratona roja nariño 75. criolla negra valle 25. borrega blanca nariño 78. chaucha negra cauca 26. uva nariño 79. chaucha ojona cauca 27. ratona chinqueña nariño 80. s.n. cauca 28. chaucha botella amarilla nariño 81. chaucha colorada redonda valle 31. chaucha morada nariño 87.turma de perro quíndio fuente : corpoica, 1994. agronomía colombiana 86 vol. 21 · nos. 1-2 cumplieron con los requerimientos industriales para ser utilizados en el procesamiento de papa entera precocida para productos enlatados y congelados, encurtido fresco y fermentado y papa frita en hojuelas(iica, 1999), (cuadro 3). el análisis estadístico se realizó mediante estadísticas descriptivas como la estimación de correlaciones, promedios y desviaciones estándar y estadísticas multivariadas de componentes principales que permite transformar un cuadro 2. rango de las variables cualitativas evaluadas a 50 accesiones de solanum phureja juz et. buk. variable escala forma general del tubérculo 1. comprimido 8. alargado forma rara del tubérculo 1. aplanado 9. tuberosado profundidad de ojos 1. sobresaliente 9. muy profundo color primario de piel 1. blanco crema 9. negruzco intensidad del color primario de piel 0. ausente 3. oscuro color secundario de piel 0. ausente 9. negruzco distribución del color secundario de piel 1. en los ojos 7. pocos puntos color primario de carne 1. blanco 8. violeta color secundario de carne 0. ausente 9. rosado distribución del color secundario de carne 0. ausente 7. salpicado fuente : huamán, 1994. cuadro 3. variables y parámetros utilizados por la industria para la selección de las variedades de papa criolla. variables encurtidos pre cocido fritos salmuera vinagre enlatado congelado hojuela tiras forma y tamaño (la longitud se mide por la parte ancha) 2.5 cm. redondo y/o comprimido 2.5 cm. redondo y/o comprimido 2.5 cm. redondo y/o comprimido 2.5 cm. redondo y/o comprimido papa pareja 4.0 6.5 cm. primera (semi cero) 6.5 8 cm 5 cm o mas profundidad de ojos sobresalientes y/o superficiales características de rechazo descripción: suma de defectos plagas: tecia, chiza, tiroteador, gusano blanco, babosa trozador máximo 8% daños / microorganismos: alteraciones por bacterias, hongos, etc. máximo 3% daño físico: papa asoleada, magullada, cortada, pardeada, papa hueca. 10% máximo mínimo 3% descripción: internos y externos se clasifican según porcentaje en peso en: leve, intermedio y critico. daños internos: pulpa de color diferente o papa hueca. daños externos: causados por: microorganismos, plagas asoleada, tallada, magullada. no se aceptan con mas del 3% tiroteador, centro café o negro, mezcla de variedades. color color de piel: amarillo intenso equivale en escala internacional a 2.7 como máximo mínimo 5 en escala de colores máximo 3 en escala internacional materia seca 18% mínimo 18% mínimo porcentaje de quemado 15% en línea como máximo 30% máximo fuente: iica, 1999 ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 872003 conjunto de variables a un nuevo grupo de variables no correlacionadas y agrupamientos con representación en un dendograma a partir de la salidas de los componentes principales y de la matriz de distancias euclidianas estandarizada entre las accesiones, el dendograma se construyó mediante el ligamiento promedio (upgma) (pla, 1986). en el procesamiento de los datos se utilizaron los sistemas sas versión 6.10 y ntsys versión 2.0 (sas, 1996, rohlf, 1994). r e s u l t a d o s y d i s c u s i o n descripción varietal el tamaño de los tubérculos de la muestra estudiada de la colección central colombiana se encuentra en su mayoría en las clases 2 (20 a 35 g) y 3 (menor de 25 g), ya que los valores máximos y mínimos de las variables peso fresco, diámetro longitudinal, diámetro ecuatorial uno y diámetro ecuatorial dos se encuentran dentro de un rango reducido para la mayor parte de los genotipos. según el ica (1997) las clases cero y uno presentan peso de tubérculo mayor a 50 g y entre 36 y 50 g, respectivamente. en el cuadro 4, se observa que el 68% de los cultivares tienen forma general (fg) del tubérculo y el 32% restante presenta formas raras (fr), los primeros se caracterizan por presentar tubérculos redondos un 28%, comprimidos 22%, es decir que un 50% tiene la forma de tubérculo requerida por la industria, mientras, que de los tubérculos con formas raras, un 20% es de forma concertinada. el 98% de la muestra posee una profundidad de ojos aceptable para procesar (superficial o medio), que favorecen las operaciones de limpieza y pelado durante el procesamiento. el 46 % de la población estudiada ofrece la posibilidad de enriquecer el mercado con variedades de papa criolla con un color secundario de piel, diversificando la presentación de los productos con papa entera. cuadro 4. estadística descriptiva para las variables cualitativas evaluadas a la muestra de solanum phureja. variable valor mínimo valor máximo moda detalle v5 forma general (fg) 1 7 2 redondo 28%, comprimido 22%, obovado 10%, elíptico 4%, oblongo4% v6 forma rara (fr) 3 8 8 concertinado 20%, fusiforme 8% , falcado 2%, reniforme 2% v7 profundidad de ojos (po) 1 7 3 superficiales 54%, medio 38%, sobresalientes 6%, profundo 2% v8 color principal piel (cpp) 1 8 2 amarillo 50%, rojo 22%, morado 12%, rosado 6%, blanco crema 4% v9 intensidad color principal piel (icpp) 1 3 2 intermedio 50%, oscuro 32%, pálido 18%. v10 color secundario piel (csp) 0 8 0 ausente 54% amarillo 20%, morado 16%, rojo 6%, rosado 4% v11 distribución color secundario piel (dcsp) 0 6 0 ausente 54% manchas salpicadas 18%, como anteojos 10%, manchas dispersas 8%, en los ojos 6%, alrededor de los ojos 2%, en las cejas 2% v12 color principal carne (cpc) 1 5 1 crema 30%, blanco 30%, amarillo 40% v13 color secundario carne (csc) 0 7 3 amarillo 50%, crema 22%, ausente 14%, morado 14%, blanco 4%, rojo 2% v14 distribución color secundario carne (dcsc) 0 5 1 pocas manchas 56%, anillo vascular y medula 16%, ausente 14%, anillo vascular amplio 8%, áreas 6% el 50% de los genotipos presentan tubérculos de piel color amarillo, el 22% tiene piel roja, el 12% piel morada, el 6% rosada y un 6% rojo morada; con una intensidad en el color principal de piel (icpp): intermedia del 50% y oscura el 32% de las accesiones estudiadas. el color secundario de piel (csp) se descartó en el 54% de los casos, pero se presentó el 20% combinado con amarillo y un 16% combinado con morado; la distribución del color secundario de piel (dcsp) en los tubérculos se encontró como manchas salpicadas, como anteojos, manchas dispersas y en las cejas. los promedios y valores máximos de las siete variables cuantitativas mostradas en el cuadro 5, señalan que existe un alto grado de variación en los 50 genotipos de papa criolla estudiados, ya que la característica mas variable es el contenido de azucares reductores con una desviación estándar de 17.22, otra caracterísagronomía colombiana 88 vol. 21 · nos. 1-2 tica con una variación importante fue el peso fresco con 9.97. en contraste y la característica más estable fue la gravedad específica con un valor de desviación estándar de 0.0118. selección de genotipos para uso industrial en el cuadro 6, se presentan los genotipos seleccionados para la fabricación de encurtidos envasados, los cuales sobresalen por su color de piel: en un solo tono oscuro o combinado (rojo, rosado). el 57% de las accesiones posee color de piel distinto al amarillo o combinado con amarillo. el 43% restante son de color amarillo, que es la presentación tradicional de esta especie en el mercado. con respecto al contenido de materia seca todos los genotipos sobresalientes para este tipo de presentación como producto procesado tienen materia seca superior al 20%, lo cual asegura un mayor rendimiento durante el procesamiento. en referencia a las accesiones destinadas a la fabricación de papa precocida, enlatada o congelada que puede ser utilizada en microondas, fritura o cocción completa, las colectas seleccionadas aparecen relacionadas en el cuadro 7 y son de forma comprimida, redonda y de tamaño clase 3, estos tubérculos tiene una masa firme, menos harinosa y se abren menos que los tubérculos de mayor calibre. además, presentan color principal de piel y pulpa amarillo. según porras (2000), en el momento actual este tipo de tubérculos de la especie solanum phureja están siendo impulsados por fedepapa (federación nacional de productores de papa) y cevipapa (centro virtual de la papa) para aumentar el consumo y comercialización del clon 1 seleccionado “yema de huevo” . cuadro 5. estadística descriptiva de las variables cuantitativas evaluadas a la muestra de solanum phureja. variable valor mínimo valor máximo promedio desviación estándar v1 peso fresco (pf) g 7.6 44.49 24.04 9.97 v2 diámetro longitudinal (dl) cm 2.01 10.98 2.9 1.74 v3 diámetro ecuatorial 1 (de 1) cm 1.53 4.07 2.92 0.58 v4 diámetro ecuatorial 2 (de2) cm 1.7 4.27 3.24 0.62 v15 materia seca (ms) % 16.12 27.46 20.84 2.06 v16 azucares reductores (ar) 0.27 62.59 22.2 17.22 v17 gravedad especifica (ge) 1.05020 1.1047 1.077 0.0118 cuadro 6. genotipos aptos para el procesamiento de encurtidos en salmuera o vinagre. gn fg po cpp icpp csp dcsp* cpc %ms ge 16 comprimido superficial amarillo oscuro amarillo 20.5 1.105 20 comprimido superficial amarillo oscuro amarillo 20.46 1.09 21 comprimido media amarillo intermedio crema 24.01 1.087 68 redondo superficial rojo intermedio amarillo mch.dis. blanco 20.54 1.081 79 redondo media rojo oscuro amarillo 22.32 1.087 80 comprimido superficial amarillo pálido rosado mch.sal. amarillo 24.85 1.084 81 comprimido superficial rojo oscuro crema 21.63 1.077 *: mch.sal : manchas salpicadas ; mch.dis. : manchas dispersas ; pf. peso fresco. cuadro 7. genotipos aptos para el procesamiento de productos precocidos enlatados o congelados. gent. fg pf (g) po cpp cpc %ms ge 16 comprimido 10.12 superficial amarillo amarillo 20.5 1.1047 20 comprimido 7.60 superficial amarillo amarillo 20.46 1.0899 21 comprimido 12.78 media amarillo crema 24.01 1.0869 ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 892003 el cuadro 8 muestra la accesión 23, que fue seleccionada para el procesamiento de papa frita en hojuela ya que cumple con el requisito de un diámetro de 4.4 cm , bajo contenido de azucares reductores y color amarillo en la carne del tubérculo. análisis de la variabilidad genética de la colección por parámetros de la industria las correlaciones presentadas en el cuadro 9 muestran alta significancia entre los diámetros ecuatoriales y el peso fresco; entre la gravedad especifica y la materia seca y una correlación inversa entre el contenido de azucares reductores y la gravedad especifica. el valor del coeficiente de correlación entre el contenido de materia seca y la gravedad especifica fue de 0.5401, con alta significancia para la muestra de la especie solanum phureja estudiada, aunque las investigaciones de la especie tuberosum hechas por houghland (1966) revelaron un coeficiente de correlación entre la gravedad especifica y la materia seca de + 0.8083, siendo medidas estas dos variables en papas americanas. así mismo burton (1948), encontró un coeficiente de correlación entre las mismas variables de +0.937 en papas europeas. según houghland (1966) los tubérculos sembrados en américa poseen altos contenidos de materia seca no almidonosa. esta diferencia con los tubérculos europeos aumenta ligeramente la medida de la materia seca. como se encontraron correlaciones altamente significativas entre las variables estudiadas se realizó un análisis multivariado de componentes principales para conocer la relación que existe entre las mismas y como influye el conjunto de las variables en la clasificación de las accesiones (pla, 1986). cuadro 8. genotipo apto para el procesamiento de papa frita en hojuela. gen. fg po cpp csp cpc dl dec2 %ms ar (mg/g pf) ge 23 redonda media amarillo rojo amarillo 4.40 cm 4.21 cm 19.72 1.89 1.0815 cuadro 9. matriz de correlación de las variables cuantitativas evaluadas en la colección. pf dl de1 de2 ms az ge pf 1.0 dl 0.34135* 1.0 de1 0.7231** -.29615* 1.0 de2 0.7455** -.27346 0.9728** 1.0 ms -.36303* -.21956 -.20245 -.24852 1.0 az 0.09648 -.02163 0.22580 0.24063 -.26404 1.0 ge -.27873* -.16225 -.20053 -.24477 0.5401** -.5793** 1.0 ** valor de correlación altamente significativo (0.0001). * valor de correlación significativo (0.05). el cuadro 10, presenta los siete componentes principales obtenidos al evaluar con siete variables cuantitativas las 50 accesiones de solanum phureja. el principio de selección de los componentes principales se basa en tener en cuenta aquellos con valores característicos mayores a 1; es así como los 3 primeros componentes principales expresan el 85.2% de la variabilidad total de los genotipos estudiados. al analizar el cuadro 11, se encuentra que el primer componente principal explica el 43.8% de la variabilidad total de la genotipos, y está compuesto por el diámetro ecuatorial 1 (de1) y el diámetro ecuatorial 2 (de2). los cuales poseen un coeficiente de correlación entre sí de + 0.9728 altamente significativo. estas variables dirigen el tamaño del tubérculo junto con el peso fresco (pf) (pf vs de1 : +0.7231** y pf vs de2 : +0.745**) y el diámetro longitudinal (dl) (dl vs de 1 : -0.296). estos diámetros definen la forma del tubérculo, donde el 66% de los genotipos son de forma general (redonda 28%, comprimida 22%, obovada 10%, elíptica 4% y oblongo un 4%) y un 34% de forma rara (concertinado 20%, fusiforme 8%, falcado 2% y reniforme 2%). el segundo componente principal esta compuesto por el diámetro longitudinal y la gravedad especifica, agronomía colombiana 90 vol. 21 · nos. 1-2 expresando el 24% de la variabilidad genética de las accesiones. el diámetro longitudinal es una característica de la calidad externa del tubérculo referente a su tamaño y forma; gómez (2000) reporta que el tamaño de los tubérculos depende de la variedad, el rendimiento en la cosecha y el número de tubérculos por metro cuadrado. es necesario tener en cuenta que las hojuelas preparadas con papa de baja gravedad especifica (menor a 1.0777) tienden a absorber más grasa y disminuir su rendimiento, que las hojuelas preparadas con papas de alta gravedad especifica (lyman et al, 1961). el tercer componente principal representa el 17.37% de la variabilidad, esta expresado por el diámetro longitudinal y el contenido de azúcares reductores. talburt et al. (1959) afirman que los tubérculos pequeños tienden a acumular mayor contenido de azucares reductores que los tubérculos grandes. en las accesiones evaluadas el 44% de la población pertenece a la clase 2, el 38% a la clase 3 y solo el 8% a la clase 1 no se encuentran tubérculos clase 0. las variedades con baja gravedad especifica tienden a acumular más azucares que las variedades con altos valores de gravedad especifica, esto se confirma al observar el coeficiente de correlación entre la gravedad específica y el contenido de azucares reductores siendo este de -0. 5797 ** (p<0.001); el cual muestra una relación inversa entre las dos variables, así que es posible encontrar genotipos en esta colección con valores altos de gravedad específica y bajos contenidos de azucares reductores o lo contrario. el dendograma de la figura 1 relaciona las accesiones y permite visualizar la variabilidad de la colección por parámetros de calidad para la industria, al cortar a 2.747 unidades de distancia en el dendograma se detectan cuatro grupos constituidos de la siguiente manera : grupo 1. la característica principal de este grupo es la forma concertinada del tubérculo y la profundidad media de sus ojos. los valores de: diámetro longitudinal: 4.06* cm; diámetro ecuatorial i: 2.91* cm ; diámetro ecuatorial ii: 3.26* cm ; gravedad específica: 1.07514*; contenido de azucares reductores 21.23* mg por g de peso fresco ; y la materia seca: 20.08*%. (* promedios), (cuadro 12). subgrupo 1a. lo compone un solo genotipo, 1. uva. es una papa de color amarillo tanto en pulpa como en la piel; su contenido de materia seca fue bajo: 17.60%. así como su valor de la gravedad específica 1.0589, por el contrario el contenido de azucares reductores es demasiado alto 17.65 mg por g de peso fresco (cuadro 12). cuadro 10. valores característicos y proporción de la varianza explicada por siete componentes principales en la evaluación de siete variables cuantitativas. componente valor (*) característico diferencia proporcion varianza explicada proporcion varianza acumulada c.p.1 3.06688 1.38668 0.4381 0.4381 c.p.2 1.68020 0.46446 0.2400 0.6782 c.p.3 1.21574 0.58635 0.1737 0.8518 c.p.4 0.62939 0.30383 0.0899 0.9417 c.p.5 0.32556 0.26857 0.0465 0.9883 c.p.6 0.05699 0.03175 0.0081 0.9964 c.p.7 0.02524 . 0.0036 1.00000 *se seleccionan los valores característicos p=1 cuadro 11. valores característicos de las 7 variables cuantitativas asociados a los 3 componentes principales en 50 accesiones de solanum phureja. variable c.p.1 c.p.2 c.p.3 peso fresco 0.467794 0.0.31791 0.479402 diámetro longitudinal -0.005327 -.513472 0.611665 diámetro ecuatorial 1 0.495853 0.364364 0.007561 diámetro ecuatorial 2 0.510035 0.330680 0.012083 materia seca -.311107 0.416027 -.041084 azucares reductores 0.266907 -.307313 -.556354 gravedad específica -.327274 0.475085 0.290892 ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 912003 cuadro 12. síntesis de los resultados de los grupos cluster. var 1* 2a 2b 2c 3a 3b 3c 3d* 4a 4b* 4c* v1 26.97 21.73 24.79 29.58 27.96 27.09 13.04 10.69 21.75 22.92 21.47 v2 4.06 3.52 7.62 4.96 3.99 3.62 3.1 2.3 2.88 3.18 4.77 v3 2.91 2.88 2.13 3 3.22 3.23 2.54 2.47 3.14 3.48 3.34 v4 3.26 3.18 2.47 3.3 3.63 3.66 2.76 2.78 3.43 3.85 3.58 v5 . 2 . 4 2 2 4 1 1 1 . v6 8 . 4 . . . . . . . 8 v7 5 3 3 1 3 3 3 3 5 5 7 v8 2 2 2 7 6 2 6 2 8 7 8 v9 2 2 2 2 2 2 1 3 3 2 3 v10 8 0 0 0 2 6 5 6 0 0 0 v11 6 0 0 0 5 4 6 4 0 0 0 v12 1 4 2 1 1 2 4 1 4 4 1 v13 3 3 3 2 0 3 7 0 5 5 2 v14 1 1 1 1 0 2 5 0 5 5 3 v15 20.08 21.01 20.21 21.99 20.33 19.5 23.12 27.46 20.79 21.86 21.33 v16 21.23 17.3 20.07 3.93 20.21 30.27 16.72 1.86 31.3 25.59 44.36 v17 1.075 1.078 1.075 1.098 1.076 1.071 1.082 1.084 1.077 1.063 1.081 * grupos representados por un solo genotipo. figura 1. dendograma con 50 accesiones de solanum phureja agronomía colombiana 92 vol. 21 · nos. 1-2 subgrupo 1b. esta conformado por los genotipos: 6. chaucha ratona, 7. borrega blanca, 12. borrega amarilla, 25. borrega blanca, 14. borrega blanca, 36.s.n. fdr 3, 38. s.n, las características de estos tubérculos son un color secundario de su piel morado formando manchas salpicadas y la distribución del color secundario de carne es en forma de manchan dispersas de color blanco, crema o amarillo. grupo 2. se caracteriza en que ninguno de sus genotipos tiene color secundario de piel, su materia seca es de 20.96*% y la gravedad específica es 1.0803. subgrupo 2a. esta constituido por: 2. chaucha blanca, 37. s.n.fdr 34, 16. yema de huevo, 20. yema de huevo, 47. chaucha carilla, 21. algodona,52 s.n., 53. s.n., 63. pepina amarilla, 73. las similitudes de este grupo consisten en que los tubérculos son de forma general: obovado (2), oblongo (37), comprimido (16, 20 y 21) , oblongo alargado (47), redondo (52, 53 y 73) y elíptico ( 63); poseen profundidad media de ojos con un color de piel amarillo o rosado (53 y 52), su color de pulpa puede ser amarillo o crema. su mínimo porcentaje de materia seca es 18.87%. subgrupo 2b. en este grupo se encuentran los genotipos: 3. borrega amarilla, 28. chaucha botella amarilla, 13. chaucha ratona, 10. borrega amarilla, 65. chaucha ratona, 22. borrega. se caracterizan en que sus tubérculos tienen forma rara : fusiforme (3, 28, 13 y 65), falcada (10) y reniforme (22); la profundidad de sus ojos es superficial, su color de piel es amarillo claro y el color de pulpa es crema o amarillo. subgrupo 2c. esta conformado por los genotipos : 17. ratona, 24. ratona roja, 27. ratona chiqueña. sus tubérculos son de forma general obovada y elíptica con ojos superficiales y sobresalientes, color de piel rojo morado (24 y 27) o morado (17) y color de pulpa blanco. el máximo contenido de azucares reductores que poseen fue 10.93 mg por g de peso fresco y un promedio del contenido de materia seca de 21.99% y gravedad específica de 1.09797. grupo 3, subgrupo 3a. en este grupo se encuentran los genotipos: 4. chaucha colorada, 5. mambera, 11. mambera, 68. careta, 26. uva, 75. criolla negra. entre las características comunes que presentan es la forma general del tubérculo redonda aunque el genotipo 26 tiene forma obovada y el genotipo 75 tiene forma rara concertinada, con una profundidad de ojos en su mayoría superficiales y con un color principal de piel el cual puede ser rojo (4, 5, 11, 68 y 75) y rosado (26) y un color secundario de piel amarillo con la forma de anteojos, manchas salpicadas o en los ojos son tubérculos de clase 2 por su tamaño, ya que los valores de los diámetros están entre: peso fresco : 27.96* g, diámetro longitudinal 3.99*cm, diámetro ecuatorial i : 3.22*cm, diámetro ecuatorial ii. 3.63* cm. grupo 3, subgrupo 3b. esta conformado por: 8. chaucha mambera, 40. soliman, 23. naranjilla, 32. algodona. estos genotipos se caracterizan por tener forma general redonda con un color principal de piel amarillo y color secundario de piel rojo (8 y 23), rosado(40) y morado (32) en forma de machas salpicadas o dispersas y como anteojos, con una profundidad de ojos superficial y media un color de pulpa entre blanco y amarillo. su porcentaje promedio de materia seca es 19.5%. grupo 3, subgrupo 3c. solo 2 genotipos lo forman: 78. chaucha negra y 80 s.n. tienen forma de tubérculo general obovada y comprimida , sus ojos tienen una profundidad media. la intensidad de su color principal es pálida ( 78 rojo 80 amarillo) y el amarillo es su color principal de carne. son tubérculos pequeños con un diámetro longitudinal de 2.43cm a 3.76cm, diámetro ecuatorial i. de 2.5 cm, y un diámetro ecuatorial ii. entre 2.6 y 2.9. su gravedad específica es de 1.08 y la materia seca está entre 21.4% y 24.9%. grupo 3, subgrupo 3d. esta conformado por un solo genotipo. 31. chaucha morada, posee las siguientes características: forma general comprimida con una profundidad de ojos media, su color principal de piel es amarillo oscuro y su color secundario de piel es rojo en forma de manchas dispersas, con un color de pulpa blanco. el valor de gravedad específica es 1.0842, materia seca 27.46% y el contenido de azucares reductores es de 1.86 mg por g de peso fresco. su tamaño es de clase 3, por que su diámetro longitudinal es 2.3 cm, el diámetro ecuatorial i. 2.47, y su diámetro ecuatorial ii. es 2.78 cm. grupo 4, subgrupo 4a. está compuesto por: 42. criolla rosada, 79. chaucha ojona, 87. turma de perro, 81. chaucha colorada redonda, 49. chaucha negra, 66. chaucha, 74. s.n y 70. s.n. se destacan por ser tubérculos de forma general comprimidos y redondos con ojos de profundidad media y superficial, su color principal de piel se encuentra entre rojo (42, 79, 87, 81) y morado (49, 66, 74, 70), y algunas variedades tienen color secundario de piel amarillo oscuro (42, 49 y 74) distribuidos en forma de manchas dispersas o como un anillo vascular angosto y su color principal de carne es amarillo ( 42, 79, 87 y 66 ) , crema (81 y 49), y blanco (74 y 70). el diámetro longitudinal: 2.88* cm, diámetro ecuatorial i: 3.14* cm, y el diámetro ecuatorial ii: 3.55* cm. la gravedad específica tiene un valor de 1.0767* con una materia seca de 20.79%. grupo 4, subgrupo 4b. lo conforma un solo genotipo: 54. s.n. es un tubérculo de forma comprimida de clase 2 ya que su peso fresco es de 22.92 g y su diámetro longitudinal es de 3.48 cm, tiene una profundidad de ojos media con un color de piel rojo morado y de pulpa amarillo. posee el contenido de azucares reductores más alto en la muestra ( 62.59 mg por g de peso fresco), con un contenido de materia seca de 21.86%. su diámetro ecuatorial i es 3.48 cm y un diámetro ecuatorial ii es 3.85 cm. grupo 4, subgrupo 4c. constituido por un genotipo, el 45. chaucha, es un tubérculo de clase 2 de forma rara ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 932003 concertinada con ojos profundos, el color de su piel es morado, el color de su carne es blanco crema. su diámetro longitudinal es de 4.77 cm, el diámetro ecuatorial i. 3.34 cm, y su diámetro ecuatorial ii. 3.58 cm. con una gravedad específica de 1.0814 y un porcentaje de materia seca del 21.3%. el grupo 1 sobresale por estar formado por genotipos de peso fresco alto (36 y 38 g) con forma concertinada. el grupo 2a esta representado por accesiones con buenas características industriales, ya que su color principal del de piel es amarillo, son de forma redonda y tamaño entre clase 2 y 3 ; los genotipos 20 y 21 tienen un contenido de azucares reductores bastante bajo (1.92 y 1.66 mg por g de peso fresco), mientras que los genotipos 37, 16, 20 y 21 poseen los más altos valores de gravedad específica. el grupo 2b se distingue por estar compuesto de los tubérculos con mayor diámetros longitudinal 3, 13, 10, 65 y 22, aunque con formas raras, no utilizadas en las industria por la generación de pérdidas de materia prima. el grupo 3a tiene los diámetros ecuatoriales 2 de mayor de mayor valor ( 4, 5, 11 y 68). son tubérculos de forma redonda y algunos de baja gravedad específica (4, 68 y 26), están exentos de antocianinas. el grupo 3b posee tubérculos con valores en peso fresco y diámetro ecuatorial altos. el grupo 3c solo cumple con un requisito de la industria procesadora de papa, una gravedad específica superior a 1.080. el grupo 3d está constituido por el genotipo 31 que se destaca por sus óptimas características industriales para productos fritos , pero su peso fresco es de 10.69 g. el grupo 4a supera (20.79%) el porcentaje de materia seca requerido por la industria que es como mínimo el 18%. el grupo 4b, formado por el genotipo 54 posee los valores más altos en los diámetros ecuatoriales pero su contenido de azúcares reductores y la gravedad específica lo hacen no apto para el procesamiento. el grupo 4c , se destaca por sus valores de materia seca (21.33%) y gravedad específica (1.081 g/l), aptos para la industria pero tiene forma concertinada. en la colección central colombiana de la especie solanum phureja existe variabilidad genética que abre las puertas a múltiples ofertas al mercado por su inmensa variedad en formas, tamaños y colores del tubérculo tanto en piel como en carne. los tubérculos de los genotipos 16, 20, 21, 68, 79, 80 y 81 cumplen con los parámetros requeridos por la industria para el procesamiento encurtidos en salmuera o vinagre, según laqs características expresadas en el cuadro 3 ; a sí mismo los genotipos 16, 20 y 21 sirven también para la fabricación de productos precocidos enlatados o congelados empacados al vació de acuerdo a variables relacionadas en el mismo cuadro. pero es necesario realizar otras pruebas fisicoquímicas y organolépticas en el producto final para verificar el comportamiento de sus características industriales y promover su uso por parte de los productores. la accesión 23 cumple con la mayoría de los requisitos para el procesamiento de papa frita en hojuelas, siendo determinante los altos valores de los diámetros longitudinal y ecuatorial 2 para su selección. b i b l i o g r a f i a bonilla, d y martin, g. 1997.identificación y análisis de la variabilidad morfológica de 59 cultivares de papa criolla (solanum phureja juz et buk) de la colección central colombiana, santafé de bogotá, trabajo de grado (biólogo) : universidad distrital francisco josé de caldas. p. 25 80. burton, w. 1948.the potato. a survey of its history and of factors influencing its yield, nutritive valou and storage. chapam and hall ltda. london. p. 319-321. cardona.j, 2000. variación genética de solanum 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las deutoninfas del depredador eligieron huevos de t. vaporariorum (0,537) o de t. urticae (0,497) y los adultos de balaustium sp. prefirieron los huevos de t. vaporariorum (0,588). the mite balaustium sp. is native of the bogotá plateau, and a natural enemy of different pests arthropods. with the aim of evaluating its prey preferences we placed separate individuals of its three motile stages in experimental units containing rose leaf lets and different prey samples. prey consumption was recorded for eggs, nymphs and adults of trialeurodes vaporariorum and tetranychus urticae, and for first and second instar larvae and adults of frankliniella occidentalis. although the mites fed mostly on initial stages of their prey, adults of trialeurodes vaporariorum were seen to be easily preyed by adult predators. the larvae consumed 54% of the offered eggs of tetranychus urticae, which were their preferred prey. the deutonymphs chose similar proportions of trialeurodes vaporariorum (53.87%) and tetranychus urticae (49.7%) eggs. adult predators fed more abundantly on eggs of trialeurodes vaporariorum (58.8%). key words: natural enemy, biological control of pests, trialeurodes vaporariorum, frankliniella occidentalis, tetranychus urticae. palabras clave: enemigo natural, control biológico de plagas, trialeurodes vaporariorum, frankliniella occidentalis, tetranychus urticae. fecha de recepción: 27 de octubre de 2008. aceptado para publicación: 19 de febrero de 2009 1 programa de biología aplicada, universidad militar nueva granada, bogotá (colombia). 2 centro de investigaciones y asesorías agroindustriales (ciaa), universidad de bogotá jorge tadeo lozano, chía (colombia). 3 autor de correspondencia. ecologia@umng.edu.co agronomía colombiana 27(1), 95-103, 2009 preferencia alimenticia del ácaro depredador balaustium sp. en condiciones controladas feeding preferences of the mite balaustium sp. under controlled conditions karen muñoz1, luz fuentes2, fernando cantor1, 3, daniel rodríguez1 y josé ricardo cure1 introducción tetranychus urticae (acari: tetranychidae), frankliniella occidentalis (thysanoptera: thripidae) y trialeurodes vaporariorum (hemiptera: aleyrodidae) constituyen algunas de las plagas de mayor impacto económico en cultivos de flores de corte (barrera et al., 1997; mendoza et al., 2001). en el mercado internacional de flores, principalmente en europa, existen exigencias para comercializar productos más limpios, en cuyo proceso de producción se minimice el uso de químicos para el control de plagas, debido a los efectos negativos que su empleo genera en el medio ambiente y en la salud humana. además la utilización continua de acaricidas selecciona poblaciones resistentes de los fitófagos y disminuye la eficacia del control por esta técnica. por estas razones se considera el uso de otras alternativas de control de plagas, como el control etológico, el uso de extractos de plantas y el control biológico con el uso de enemigos naturales (cardona et al., 2001; bielza et al., 2007; flores et al., 2007; pallini et al., 1997; venzon et al., 2001). en europa, las especies de artrópodos depredadores nativos son de gran importancia en programas de manejo integrado de plagas, principalmente por su adaptación a condiciones ambientales variables, lo cual les confiere mayor posibilidad de permanecer en el cultivo y de controlar las plagas de una manera muy eficiente (symondson et al., 2002). especies del género balaustium (acari: erythraeidae) son consideradas como depredadores generalistas con 96 agron. colomb. 27(1) 2009 potencial como controladores biológicos (cadogan y laing, 1977; welbourn y jennings, 1991; yoder et al., 2006). balaustium es un género cosmopolita de la familia erythraeidae (acarina) (hayes, 1985) subfamilia balaustiinae (haitlinger, 2005). esta familia a su vez pertenece a un grupo denominado parasitengona terrestre. en norteamérica se consideran para propósito de estudio como controladores biológicos de tetranychus urticae (yoder et al., 2006). hayes (1985) reportó que las especies del género balaustium consumen huevos y larvas de lepidópteros, dípteros y áfidos adultos. también pueden usar otros recursos alimenticios como polen. b. muororum es una especie que ha sido considerada como depredadora benéfica en el sur de australia. b. putmani pasa por siete estados de desarrollo: huevo, prelarva o deutovum, larva, protoninfa, deutoninfa, tritoninfa y adulto. los estados móviles son larva, deutoninfa y adulto (putman, 1970). en colombia, torrado et al. (2001) y getiva y acosta (2004) reportaron la presencia de una especie del género balaustium en cultivos de flores. sin embargo, no hay estudios sobre su biología y ecología que permitan caracterizarla como controlador biológico. los estudios de preferencia de depredadores son importantes para tomar decisiones en el momento de su liberación para el control de plagas en campo. además, venzon et al. (2002) reportaron que los depredadores generalistas muestran preferencias marcadas hacia algunas presas. el fenómeno de preferencia se puede dar debido a dos factores: selección activa por el depredador y selección pasiva por la presa. estos dos factores interactúan e influyen en la preferencia (blais y maly, 1993). la elección activa consiste en que el depredador discrimina entre presas de diferente calidad (lang y gsödl, 2001). en este caso, los aspectos que pueden influir en la depredación son: la variación de tamaño entre presas (peckarsky, 1980) y la calidad nutricional que suministran las diferentes presas al depredador (mendes et al., 2002). esta elección activa depende en buena parte de la interacción de las plantas con los enemigos naturales de los fitófagos, pues las plantas pueden atraer enemigos naturales a través de la producción de sustancias volátiles inducidas por la presencia de los fitófagos; también debido al suministro de refugio o comida para estos enemigos naturales de plagas (venzon et al., 2001). los químicos volátiles de origen vegetal desempeñan un valioso papel durante la búsqueda de presas por parte de artrópodos carnívoros (gnanvossou et al., 2002). estos pueden variar dependiendo de la especie de planta y del fitófago, de la variedad de planta y de su grado de infestación (venzon et al., 2001, gnanvossou et al., 2002). por otro lado, la selección pasiva se basa en las diferencias intrínsecas entre los tipos de presas en respuesta al ataque del depredador (reitz et al., 2006), principalmente aspectos relacionados con la capacidad de las presas para evadir al depredador (lang y gsödl, 2001). para diseñar experimentos de preferencia de depredadores es necesario tener en cuenta el aprendizaje en artrópodos, por ejemplo boer et al., (2005) reportaron que por medio de este fenómeno los ácaros depredadores pueden encontrar sus presas, especialmente durante el aprendizaje preimaginal que consiste en el comportamiento que adoptan los artrópodos que es dependiente de experiencias olfatorias de los estados inmaduros y que influye en su preferencia al buscar comida, pareja y sitios de oviposición (gutiérrez, 2007). los especímenes de balaustium sp. utilizados en este estudio se enviaron al dr. cal welbourn (florida dept. agriculture & consumer services, gainesville, fl, usa), especialista de la familia erythraeidae. según primera comunicación del dr. welbourn durante el desarrollo del presente estudio, se informó que se trata de una nueva especie. de esta manera, se evaluó la preferencia alimenticia de balaustium sp. por diferentes especies de plagas y por edades de estas. materiales y métodos los experimentos y las crías de los fitófagos se mantuvieron en los cuartos de ambiente controlado del centro de investigaciones y asesorías agroindustriales (ciaaujtl), con una temperatura promedio de 22,1±2,0°c, humedad relativa de 75% y fotoperiodo de 12 h luz: 12 h oscuridad. el pie de cría del depredador se mantuvo bajo invernadero a una temperatura máxima promedio de 31,7±3,5°c y mínima promedio de 11,1±2,0°c, en recipientes plásticos cilíndricos de 18 cm de diámetro con una circunferencia de malla de acero de 10 cm de diámetro en la tapa para ventilación y turba en el fondo para mantener la humedad. se introdujeron 15 individuos adultos a los cuales se les suministró como alimento las tres presas dos veces a la semana. elaboración de unidades experimentales se usaron foliolos de rosa o tomate con el peciolo dentro de un tubo de plástico con agua y con tapa de caucho para 972009 muñoz, fuentes, cantor, rodríguez y cure: preferencia alimenticia del ácaro depredador balaustium sp. en condiciones... tabla 1. tratamientos evaluados para determinar preferencia por edad de la presa. cada unidad experimental estaba compuesta por 10 individuos de tres edades de una sola especie de presa con un depredador. edad depredador presa edad y cantidad de presas ofrecidas larva t. urticae 10 huevos, 10 larvas, 10 adultos t. vaporariorum 10 huevos, 10 ninfas, 10 adultos f. occidentalis 10 larvas instar i, 10 larvas instar ii , 10 adultos deutoninfa t. urticae 10 huevos, 10 larvas, 10 adultos t. vaporariorum 10 huevos, 10 ninfas, 10 adultos f. occidentalis 10 larvas instar i, 10 larvas instar ii, 10 adultos adulto t. urticae 10 huevos, 10 larvas, 10 adultos t. vaporariorum 10 huevos, 10 ninfas, 10 adultos f. occidentalis 10 larvas instar i, 10 larvas instar ii, 10 adultos tabla 2. tratamientos evaluados para determinar preferencia por especie de presa. cada unidad experimental estaba compuesta por un número de presas determinado de las tres especies estudiadas y el respectivo depredador. edad depredador presa edad presa cantidad de presas ofrecidas larva t. urticae t. vaporariorum f. occidentalis huevo huevo larva instar i 10 10 10 deutoninfa t. urticae t. vaporariorum f. occidentalis huevo huevo larva instar i 20 20 10 adulto t. urticae t. vaporariorum f. occidentalis huevo huevo larva instar i 30 30 15 mantener la humedad del tejido. el foliolo se infestó con individuos de la plaga por evaluar y se colocó sobre la base de una caja de petri de 4 cm de diámetro, cubierta con papel toalla, y sobre el foliolo se colocó un segmento de tubo pvc (altura 1 cm, diámetro 2 cm), para confinar los individuos. el montaje fue cubierto con plástico trasparente (vinipel) con el fin de evitar que los individuos escaparan del montaje. preferencia por edades de la presa se manejaron 20 repeticiones por cada tratamiento. cada tratamiento correspondió a 10 individuos de cada edad de la presa (en el caso de mosca blanca y t. urticae se dispusieron adultos machos para que no se alterara la densidad de las presas) y un individuo de cada edad del depredador (tab. 1). preferencia por especies de presa se escogieron los estados que presentaron el mayor promedio de consumo en el experimento de preferencia por edades. de esta manera se realizaron 20 repeticiones de cada tratamiento. cada uno de estos tratamientos estaba constituido por individuos de diferentes edades de las tres especies de presa (tab. 2) y un depredador. cada individuo balaustium sp. que se utilizó en los experimentos de preferencia fue mantenido en ayuno con anterioridad por 24 h. también se evaluó un testigo que consistió en los individuos presa en cada unidad experimental sin el depredador. análisis de datos al evaluar la preferencia por diferentes estados de las presas y diferentes especies de presa, el consumo se comparó mediante la prueba de kruskal-wallis debido a que en algunos casos no se presentó normalidad según la prueba de shapiro-wilk. en este caso, las comparaciones múltiples se efectuaron mediante la prueba de behrens-fisher. para datos normales se empleó anova y pruebas de comparación-múltiple de tukey. se usó el software r 2.5.0 para el análisis estadístico. resultados y discusión preferencia de balaustium sp. por edad de la presa las larvas de balaustium sp. prefirieron consumir estados con menor desarrollo de t. urticae, de f. occidentalis y de t. vaporariorum (fig. 1). la preferencia fue significativamente mayor (tab. 3) hacia huevos de t. vaporariorum, huevos de t. urticae y larvas de primer instar de f. occidentalis. al comparar la preferencia de presas de diferentes edades de t. urticae, f. occidentalis y t. vaporariorum por parte de deutoninfas balaustium sp., se observó que estas son 98 agron. colomb. 27(1) 2009 capaces de capturar no sólo individuos inmaduros sino también aquellos de edades más avanzadas. las deutoninfas de balaustium sp. prefirieron huevos (fig. 2) y ninfas de t. urticae y de t. vaporariorum. para el caso de larvas de f. occidentalis de diferentes edades, prefirieron las larvas de primer instar respecto a los individuos de otras edades ofrecidas (tab. 3). así como en los casos anteriores, con relación a las larvas y deutoninfas, los adultos de balaustium sp. presentaron preferencias por los estados con menor desarrollo que por los más avanzados. sin embargo, a diferencia de las larvas y deutoninfas, los adultos consumieron individuos de todas las edades de la presa (fig. 3). cuando se les ofrecieron individuos de diferentes edades de t. urticae, prefirieron huevos, seguido de ninfas y finalmente adultos (fig. 3a y tab. 4). esta misma tendencia se observó con f. occidentalis, caso en el cual los adultos prefirieron larvas de primer instar, seguido de larvas de segundo instar y finalmente adultos del fitófago (fig. 3b y tab. 4). cuando se les ofreció a adultos del depredador diferentes edades de t. vaporariorum, presentaron mayores preferencias figura 1. número promedio de presas consumidas por larvas de balaustium sp. a. tetranychus urticae, b. frankliniella occidentalis, c. trialeurodes vaporariorum. los valores de p mostrados corresponden a diferencias significativas entre el número de presas consumidas en cada tratamiento (kruskal wallis). las barras indican error estándar. figura 2. número promedio de presas consumidas por deutoninfas de balaustium sp. a. t. urticae, b. f. occidentalis, c. t. vaporariorum. los valores de p mostrados corresponden a diferencias significativas entre el número de presas consumidas en cada tratamiento (kruskal wallis). las barras indican error estándar. 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 12 huevos t. vaporariorum ninfas t. vaporariorum adultos t. vaporariorum n úm er o pr es as c on su m id as n úm er o de p re sa s co ns um id as huevos t. urticae ninfas t. urticae adultos t. urticae p = 7,65 x 10-3 p = 1,29 x 10-5 larva i f. occidentalis larva ii f. occidentalis adultos f. occidentalis n úm er o pr es as c on su m id as p = 2,03 x 10-8 0 2 4 6 8 10 huevos t. urticae ninfas t. urticae adultos t. urticae 0 2 4 6 8 10 larva i f. occidentalis larva ii f. occidentalis adultos f.occidentalis 0 2 4 6 8 10 huevos t. vaporariorum ninfas t. vaporariorum adultos t. vaporariorum p = 6,13 x 10-5 n úm er o de p re sa s co ns um id as n úm er o de p re sa s co ns um id as n úm er o de p re sa s co ns um id as p = 5,33 x 10-9 p = 8,47 x 10-10 a a b b c c 992009 muñoz, fuentes, cantor, rodríguez y cure: preferencia alimenticia del ácaro depredador balaustium sp. en condiciones... 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 huevos t. vaporariorum ninfas t. vaporariorum adultos t. vaporariorum n úm er o de p re sa s c on su m id as n úm er o de p re sa s co ns um id as n úm er o de p re sa s c on su m id as larva i f. occidentalis larva ii f. occidentalis adultos f. occidentalis p = 4,01 x 10-2 p = 2,18 x 10-7 huevos t. urticae ninfas t. urticae adultos t. urticae p = 2,06 x 10-5 por huevos (tab. 4) y adultos, que por ninfas del fitófago (fig. 3c). la tendencia a seleccionar estados menos desarrollados también ha sido evidenciada en otros estudios de preferencia de la presa t. urticae, como lo que reportaron badii et al. (2004), quienes determinaron que el ácaro depredador euseius hibisci prefiere huevos de t. urticae, en comparación con los otros estados. en ácaros de la familia phytoseiidae se ha visto que los huevos de t. urticae son preferidos en comparación con otras edades de la presa (oliveira et al., 2007). así mismo, otros autores evidenciaron que los estados inmaduros de t. vaporariorum son preferidos por la chinche depredadora macrolophus caliginosus (heteroptera: miridae) (salem, 2006), y que larvas de f. occidentalis son preferidos por ácaros fitoseidos y orius insidiosus (hemiptera: anthocoridae) en lugar de los adultos de esas mismas presas (rodríguez et al., 1992; reitz et al., 2006). estos resultados pueden ser atribuidos a aspectos que se relacionan con características nutricionales de la presa, tal como lo han sugerido mendes et al. (2002) y collier et al. (2007). según carrel y tanner (2002), el alto contenido tabla 3. valores p correspondientes a pruebas de comparación múltiple (behrens-fisher) entre el consumo de presas de diferentes edades de la misma especie ofrecidas a larvas y deutoninfas de balaustium sp. los valores de p menores a 0,05 representan diferencias significativas. comparaciones entre presas ofrecidas estado de balaustium sp. larva deutoninfa t. urticae adultos-ninfas 8,06 10-01 4,42 10-07 adultos-huevos 3,77 10-05 7,45 10-08 ninfas-huevos 8,29 10-05 6,84 10-01 f. occidentalis adultos-larva instar i 9,53 10-14 6,34 10-08 adultos-larva instar ii 1,17 10-05 7,34 10-06 larva i-larva instar ii 8,73 10-04 1,10 10-03 t. vaporariorum huevos-adultos 0,00 10+00 0,00 10+00 huevos-ninfas 1,02 10-03 2,59 10-01 ninfas-adultos 0,00 10+00 3,40 10-08 figura 3. número promedio de presas consumidas por adultos de balaustium sp. a. t. urticae, b. f. occidentalis, c. t. vaporariorum. los valores de p mostrados corresponden a diferencias significativos entre el número de presas consumidas en cada tratamiento (anova). las barras indican error estándar. tabla 4. consumo promedio en 24 h de diferentes edades de tres presas ofrecidas a adultos de balaustium sp. promedios con letras distintas indican diferencia significativa entre el consumo de individuos de diferentes edades de la misma especie según la prueba de tukey (p≤0,05). estados t. urticae consumo estados f. occidentalis consumo estados t. vaporariorum consumo huevos 7,60 a larva instar i 5,75 a huevos 7,45 a ninfas 4,95 b larva instar ii 5,10 a adultos 7,00 a adultos 2,40 c adultos 0,55 b ninfas 4,10 b a b c de proteína y de carbohidratos que hay en los huevos de los artrópodos influye en la maduración de huevos y en la fecundidad de adultos de sus depredadores, así como en el suministro de energía para la actividad de estados móviles 100 agron. colomb. 27(1) 2009 de los mismos depredadores. este fenómeno pudo ocurrir en la preferencia observada en el presente trabajo de los adultos de balaustium sp. hacia los huevos de las presas ofrecidas. por otra parte, para el caso de individuos del género balaustium, en la literatura se registra que los individuos pertenecientes a este género no pueden aprovechar el agua contenida en la humedad ambiental, como ocurre en el caso de la gran mayoría de ácaros, razón por la cual buscan el agua líquida directamente o la que se encuentre contenida en sus presas (yoder et al., 2006). este aspecto pudo influir notablemente en la preferencia durante cualquiera de sus edades móviles. otros autores demostraron que además del aporte nutricional que les ofrecen las presas a los depredadores, las preferencias de consumo también se deben a la facilidad de captura de las mismas (lang y gsödl, 2001; reitz et al., 2006). así se podría afirmar que otra razón por la cual balaustium sp. prefirió los huevos de la presa consiste en el factor de selección pasiva, ya que según collier et al. (2007), los huevos de artrópodos que actúan como presas representan un recurso relativamente fácil de adquirir para sus depredadores pues el tiempo de manipulación de huevos es menor que el de presas más desarrolladas. por el contrario, depredadores evitan presas de edades más avanzadas porque estas presentan diferentes estrategias de defensa que las hace difíciles de capturar (choh y takabayashi, 2006). esta puede ser una razón por la cual larvas y adultos de balaustium sp. presentaron menor capacidad de captura de ninfas y adultos de t. urticae, ya que se evidenció la huida de estas presas como posible mecanismo de defensa ante la presencia del depredador. de la misma manera, la baja capacidad de captura de balaustium sp. hacia los adultos de f. occidentalis puede ser debido a factores de defensa manifestadas por la presa, pues adultos de trips utilizaban sus alas para escapar más ágilmente del depredador. además de la influencia de los factores nutricionales y de las estrategias de defensa en la preferencia, en el presente estudio se pudo observar que el tamaño de la presa también influye en el momento de elegir entre varias fuentes de alimento, como se registró por otros autores (peckarsky, 1980; roger et al., 2000; reitz et al.,2006; ferkovich et al., 2007). se observó que las deutoninfas tienen más agilidad de movimiento que los individuos de los otros estados móviles del depredador; de esta manera se pone en ventaja la deutoninfa al momento de cazar las ninfas de t. urticae. las larvas y deutoninfas de balaustium sp. prefirieron las larvas de primer instar de f. occidentalis debido a su menor tamaño en comparación con las larvas de segundo instar. pese a que estudios de nomikou et al. (2002) reportan que adultos de bemisia tabaci son muy poco vulnerables a la actividad de ácaros depredadores de la familia phytoseiidae, en comparación con los huevos u otros estados sésiles de la misma plaga, en este estudio se evidenció que debido a su tamaño y agilidad, balaustium sp. también puede llegar a elegir como presa a los adultos de t. vaporariorum (fig. 3c). preferencia de balaustium sp. por especie de la presa al ofrecerle a balaustium sp. tres tipos de presas en sus edades preferidas evaluadas anteriormente, tanto larvas como deutoninfas y adultos del depredador prefirieron huevos de t. urticae y de t. vaporariorum (fig. 4 y tab. 5). tabla 5. valores p correspondientes a pruebas de comparación múltiple (behrens-fisher) entre la proporción de consumo de presas de diferentes edades de la misma especie ofrecidas a balaustium sp. htu = huevos de t. urticae, htv = huevos de t. vaporariorum, lfo = larvas de f. occidentalis. los valores de p menores a 0,05 indican diferencias significativas. comparaciones entre presas ofrecidas estado de balaustium sp. larva deutoninfa adulto htu-htv 4,36 10-03 8,95 10-01 2,03 10-02 htu-lfo 0,00 10+00 3,42 10-05 2,31 10-06 htv-lfo 1,68 10-06 4,92 10-06 0,00 10+00 la preferencia de las larvas de balaustium sp. por huevos de t. urticae observada en la fig. 4a está acorde con los reportes hechos por cadogan y laing (1977) y putman (1970), en los cuales las larvas de balaustium sp. fueron observadas alimentándose principalmente de individuos del género tetranychus. aparentemente los huevos de t. urticae le proporcionaron a la larva del depredador los nutrientes esenciales para pasar al estado quiescente. este tipo de selección se estudió para otros casos de ácaros depredadores, pues en otros estudios comprobaron que el contenido de carotenoides en las presas del género tetranychus es importante para inducir diapausa (overmeer et al., 1989; dicke et al., 1990 y veerman, 1992; gnanvossou et al., 2003), lo cual podría sugerir que las larvas de balaustium sp. pueden buscar este recurso al preferir t. urticae en comparación con f. occidentalis o t. vaporariorum. los adultos de balaustium sp. prefirieron huevos de mosca blanca (fig. 4), probablemente porque se encuentran asociados a la presencia de gotas de miel de rocío (honey dew) producida por adultos de t. vaporariorum. según burger et al. (2005), la miel de rocío de moscas blancas contiene cantidades significativas de aminoácidos. 1012009 muñoz, fuentes, cantor, rodríguez y cure: preferencia alimenticia del ácaro depredador balaustium sp. en condiciones... sujetándolas con los quelíceros. así mismo, rodríguez et al. (1992) y de brujin et al. (2006) evidenciaron que las larvas de trips golpean con el abdomen al depredador y producen pequeñas gotas fecales que en ocasiones obligan al depredador a retirarse para limpiarse. según halliday (2001), balaustium medicagoense puede ser una plaga en cultivos de cereales. en el presente trabajo se observó que cuando los individuos de balaustium sp son sometidos a ayuno en foliolos de rosa y tomate sin presas, no se alimentan y después de algunos días mueren, por lo que no se encontró evidencia de que puedan representar algún riesgo potencial para los cultivos. conclusiones balaustium sp. depreda diferentes estados de tetranychus urticae, trialeurodes vaporariorum y frankliniella occidentalis que se reportan como plagas de diferentes cultivos de importancia económica. balaustium sp. presenta preferencia hacia los estados menos desarrollados de los tres tipos de presas ofrecidos. además hay diferencias en preferencia de alimentación según la edad de balaustium sp. literatura citada badii, m.h., e. herna, n. ortiz, a.e. flores y j. landeros. 2004. prey stage preference and functional response of euseius hibisci to tetranychus urticae (acari: phytoseiidae, tetranychidae). exp. appl. acarol. 34, 263-273. barrera, a.j., v. rodríguez y r. de vis. 1997. uso de phytoseiulus y neoseiulus californicus en el control de tetranychus urticae en rosa en la sabana de bogotá. parte i. asocolflores 50, 14-16. bielza, p., v. quinto, j. contreras, m. torne, a. martín y p.j. espinosa. 2007. resistance to spinosad in the western flower thrips, frankliniella occidentalis (pergande), in greenhouses of south-eastern spain. pest. mgt. sci. 63, 682-687. blais, j. y e. maly. 1993. differential predation by chaoborus americanus on males and females of two species of diaptomus. can. j. fish. aqua. sci. 50, 410-415. boer, j., t. snoeren y m. dicke. 2005. predatory mites learn to discriminate between plant volatiles induced by prey and nonprey herbivores. anim. behav. 69, 869-879. burger, j.m.s., a. kormany, j.c. van lenteren y l.e.m. vet. 2005. importance of host feeding for parasitoids that attack honeydew-producing hosts. entomol. exp. app. 117, 147-154. cadogan, b.l. y j.e. laing. 1977. a technique for rearing the predaceous mite balaustium putmani (acarina: erythraeidae), with notes on its biology and life history. can. entomol. 109(12), 1535-1544. cardona, c., f. rendón, j. garcía, a. lópez-ávila, j. bueno y j. ramírez. 2001. resistencia a insecticidas en bemisia tabaci 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 huevos t. urticae larvas f. occidentalis huevos t. vaporariorum 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 huevos t. urticae larvas f. occidentalis huevos t. vaporarorum 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 huevos t. urticae larvas f. occidentalis huevos t. vaporarorum p ro po rc ió n de p re sa s co ns um id as po r es ta do p ro po rc ió n de p re sa s co ns um id as po r es ta do p ro po rc ió n de p re sa s co ns um id as po r es ta do p = 4,60 x 10-5 p = 2,18 x 10-7 p = 1,59 x 10-2 figura 4. proporción de presas consumidas por balaustium sp. al ofrecer estados preferidos de cada tipo de presa: a. larvas b. deutoninfas c. adultos de balaustium sp. los valores de p mostrados corresponden a diferencias significativas entre la proporción de presas consumidas de cada estado por tratamiento. las barras indican error estándar. las larvas de f. occidentalis fueron la presa menos consumida por balaustium sp. (fig. 4), pues se observó que para balaustium sp. constituye una mayor dificultad la manipulación de larvas de trips en comparación con las otras presas debido a su comportamiento agresivo de defensa. esto también lo reportaron rodríguez et al. (1992) y de bruijn et al. (2006), quienes evidenciaron que después de un periodo de búsqueda activa por parte de fitoseidos depredadores de f. occidentalis, estos contactan las larvas de trips por medio del primer par de patas o los palpos, a b c 102 agron. colomb. 27(1) 2009 y trialeurodes vaporariorum (homoptera: aleyrodidae) en colombia y ecuador. rev. colomb. entomol. 27(1-2), 33-38. carrel, j. y e. tanner. 2002. sex-specific food preferences in the madagascar hissing cockroach gromphadorhina portentosa (dictyoptera: blaberidae). j. insect behav. 5(5), 707-714. choh y. y j. takabayashi. 2007. predator avoidance in phytophagous mites: response to present danger depends on alternative host quality. oecologia 151(2), 262-267. collier, k.f.s., g.s. albuquerque, j.o.g. de lima, a. pallini y a.j. molina-rugama. 2007. neoseiulus idaeus (acari: phytoseiidae) as a potential biocontrol agent of the two-spotted spider mite, tetranychus urticae (acari: tetranychidae) in papaya: performance on different prey stage host plant combinations. exp. appl. acarol. 41, 27-36. de bruijn, p.j., m. egas, a. janssen y m.w. sabelis. 2006. pheromoneinduced priming of a defensive response in western flower thrips. j. chem. ecol. 32, 1599-1603. dicke, m., m.w. sabelis, m.d. jong y m.p.t. alers. 1990. do phytoseiid mites select the best prey species in terms of reproductive success? 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(acarina: erythraeidae). ann. entomol. soc. amer. 99(3), 560-566. agrocol_vol27_3finalsinguias.pdf abstractresumen en el mejoramiento del cultivo de arveja es importante estimar los factores heredables que, asociados al rendimiento y la precocidad de los diferentes materiales, tienden a incrementar la productividad. para tal efecto, en la sabana de bogotá se realizó el presente estudio durante un ciclo de producción en condiciones de invernadero. se emplearon 10 materiales de arveja en diferentes generaciones filiales, usando como parentales los cultivares santa isabel (si), san isidro (sai), diacol caldas (dc) y new era wisconsin (new). los caracteres evaluados fueron días en la floración, nudo donde aparece la primera flor, altura de la planta a floración, días a fructificación, ancho de vaina, longitud de vaina, número de vainas por planta, número de semillas por vaina, rendimiento por planta y peso de 100 semillas; todos los cuales fueron analizados por comparación de medias. para cada variable se estimó el promedio de los parentales y sus respectivas progenies f1 y f2. luego se calculó la heredabilidad por el método warner. los cuatro parentales, junto con el híbrido sixsai f1, presentaron los menores rendimientos, mientras que los híbridos sixdc f1 y sixnew f1 mostraron los valores más altos, seguidos por sus progenies sixdc f2 y sixnew f2. la familia sixsai presentó una heredabilidad de 0,485 para la variable rendimiento por planta, seguida por la familia sixdc con un valor de 0,462, mientras que la familia sixnew registró un valor de 0,076, el más bajo de todos. increasing productivity through plant breeding relies centrally on estimating heritable factors associated to yield and precocity of plant materials. with that purpose, the present study evaluated 10 pea genotypes resulting from subsequent generations of four original parental lines: santa isabel (si), san isidro (sai), diacol caldas (dc) and new era wisconsin (new). the study was carried out under greenhouse conditions in the bogota plateau, throughout one production cycle. analyzed through average comparison, the evaluated traits were: days to flowering, first flower node, plant height at flowering, days to fructification, pod breadth and length, number of pods per plant, number of seeds per pod, plant yield and weight of 100 seeds. each trait was assessed in terms of estimating the averages of the parents and of their respective f1 and f2 progenies, in order to calculate heritability by the warner method. the four parental materials, together with hybrid sixsai f1, produced the lowest yields; whereas hybrids sixdc f1 and sixnew f1 attained the highest counts, followed by their respective progenies: sixdc f2 and sixnew f2. regarding plant yielding, family sixsai reached a heritability value of 0.485, followed by family sixdc with 0.462. family sixnew registered the lowest value (0.076). key words: phenotype, genotype, heritability, yield variables.palabras clave: fenotipo, genotipo, heredabilidad, variables de rendimiento. fecha de recepción: 19 de febrero de 2009. aceptado para publicación: 6 de noviembre de 2009 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 autor de correspondencia. galigarretom@unal.edu.co agronomía colombiana 27(3), 333-339, 2009 origen de la especie las regiones montañosas del suroeste de asia, en especial afganistán, india y etiopía. un centro secundario de diversidad está ubicado en el mediterráneo (lobo et al., 1989). la planta de arveja desarrolla un tallo primario o eje central, y puede tener tallos secundarios que nacen del nudo cotiledonar o de nudos superiores. el número de ramas está determinado por las condiciones ambientales, en especial análisis de parámetros heredables asociados al rendimiento y precocidad en arveja voluble (pisum sativum l.) tipo santa isabel analysis of heritable parameters associated to yield and precocity in santa isabel type climbing pea (pisum sativum l.) gustavo a. ligarreto m.1, 2 y andrés r. ospina h.1 introducción la arveja es una importante fuente de alimento debido a su aporte proteico estimado en un 25-26%, además de ser una fuente de vitaminas, aminoácidos, carbohidratos, lípidos y minerales como calcio, hierro, fósforo, potasio y sodio. se estima que en 100 g de parte comestible, aporta un total de 82 calorías (lobo et al., 1989). es una leguminosa herbácea anual que se adapta normalmente a los climas fríos. se han señalado como centros de 334 agron. colomb. 27(3) 2009 por el fotoperiodo, pero también parte de la variabilidad observada se debe a diferencias genéticas (hatam y amanullah, 2001; ligarreto, 2002). la diversidad en arveja es amplia, con un gran número de cultivares que se han mejorado por rendimiento y por calidad del producto fresco o como materia prima para la agroindustria. colombia cuenta con variedades de arveja mejoradas bastante antiguas, dentro de las que se encuentran: ica bojacá, ica teusacá y diacol caldas, entregadas en las décadas de 1960 y 1970; ica tominé, ica-corpoica sindamanoy y san isidro, liberadas en la década de 1990; no obstante, la variedad regional santa isabel es la que ocupa la mayor parte del área sembrada en el país, ya que posee buenas características comerciales como grano y vaina grandes, y es una de las variedades más rendidoras en vaina verde. presenta un hábito de crecimiento voluble, con flores de color blanco. el grano seco es de forma redonda, liso y de color crema quemado; el hilum es negro. la altura promedio de la planta es de 1,70 m y es susceptible a patógenos como ascochyta spp., colletotrichum pisi pat. y fusarium oxysporum f. sp. pisi (buitrago, 2006). de las variedades mejoradas, la que más se siembra en el país es la san isidro, que presenta un hábito de crecimiento voluble, sus flores son de color blanco, el grano es de forma redonda, liso y verde, con un hilum de color blanco. los días hasta la floración van de 58 a 61; los días a cosecha van de 112 a 118 para grano en verde y de 140 a 147 para grano en seco. el rango de adaptación es de 2.400-2.800 msnm; la altura promedio de la planta es de 1,11 a 2,00 m. este material presenta resistencia en campo a ascochyta ssp. y a colletotrichum pisi pat. (buitrago y duarte, 2006). la variabilidad ambiental afecta la relación entre genotipo y fenotipo. este grado de asociación es medido por la heredabilidad (h2), la cual puede definirse como la proporción de la variación fenotípica total observada, debida a causas genéticas. cuanto mayor sea la heredabilidad, el fenotipo describirá más al genotipo. de esta forma, cuando se acerca al 100%, se garantiza que los fenotipos seleccionados son los de componente genético superior. además, es necesario tener presente que las estimaciones de este parámetro son específicas para la población referencia sobre la que se ha medido y para las condiciones ambientales en las que se realiza la evaluación (vallejo y estrada, 2002). la heredabilidad tiene una estrecha relación con la selección. la selección busca obtener y aislar grupos de individuos genéticamente mejores que la población original. el éxito de la selección varía de una población a otra, dentro de una especie o de especie a especie. si hay considerable variación genotípica de tipo aditivo intralocus e interloci y una alta heredabilidad, la selección puede causar grandes y permanentes cambios en la población. la varianza genotípica de tipo aditivo puede estar presente, pero si la heredabilidad es baja, la selección no es efectiva para cambiar la población, a menos que esta se acompañe con apareamientos adecuados y un buen control ambiental (vallejo y estrada, 2002). en arveja se han formulado modelos que permiten predecir el comportamiento de caracteres de rendimiento, calidad de grano y precocidad y su interacción con el ambiente; sin embargo estos modelos han sido realizados para ser utilizados en zonas donde existen estaciones (gonzález, 2001). de igual manera, no se tiene información sobre el cruzamiento específico de arvejas volubles con adaptación a la zona andina y variedades foráneas. por consiguiente, en este trabajo se pretende aportar en la estimación de la heredabilidad para parámetros fenológicos y de rendimiento a partir de progenitores contrastantes por hábito de crecimiento y por susceptibilidad a fusarium oxysporum f. sp. pisi, como un aporte inicial para generar conocimiento útil al mejoramiento genético de la arveja. materiales y métodos se evaluaron 10 materiales de arveja constituidos por cuatro progenitores, tres generaciones f1 y tres f2; como parentales se utilizaron los cultivares volubles: santa isabel (si), san isidro (sai) y diacol caldas (dc). este último cultivar presenta resistencia a fusarium oxysporum, f. sp. pisi en campo, es 15 d más precoz la floración que las otras dos variedades y su color de flor es morada. new era wisconsin (new), de porte bajo, precoz y con resistencia a las razas 1 y 2 de fusarium oxysporum, f. sp. pisi (kraft y pfleger, 2000). las progenies f1 y f2 resultaron de cruzar la variedad santa isabel con cada uno de los otros cultivares. los cruces se realizaron a través de la técnica de hibridación artificial en arveja por emasculación (ligarreto y patiño, 2004). los 10 materiales fueron sembrados bajo cubierta protegida en los invernaderos de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia (bogotá), a una altitud de 2.600 msnm y a temperatura promedio de 14°c, mínima promedio de 4°c y una máxima promedio de 20,5°c, humedad relativa de 80% y brillo solar de 4,5 h d-1. los materiales fueron colocados en un diseño completamente al azar con tres repeticiones; para los parentales y los híbridos f1 se sembraron 10 semillas por unidad experimental y para las 3352009 ligarreto m. y ospina h.: análisis de parámetros heredables asociados con el rendimiento y la precocidad en arveja voluble... poblaciones f2 se sembraron 20 semillas por replicación, siempre distanciadas a 10 cm. se evaluaron los caracteres días hasta la floración, el número del nudo del tallo donde aparece la primera flor, la altura de la planta a floración, los días hasta la fructificación, el número de vainas por planta, el rendimiento por planta, el peso de 100 semillas, el ancho de la vaina, la longitud de la vaina y el número de semillas por vaina; las tres últimas variables fueron medidas sobre 10 vainas por planta. con los datos generados a partir de la evaluación de los 10 tratamientos se determinó la heredabilidad en sentido amplio o genotípica, y es la que agrupa todos los factores genéticos que afectan la expresión de un determinado carácter; la varianza genética (σ2 g) mide la variación debida a efectos genéticos, y es un componente necesario para calcular la heredabilidad de un determinado carácter al igual que la varianza fenotípica (σ2 f), que es la variación fenotípica total observada, sea esta debida a efectos genéticos o ambientales (poehlman y sleper, 2003). el método utilizado fue el de warner (reyes, 1985), que presenta un estimador real para la varianza ambiental, al considerar esta como el promedio de las varianzas de las tres poblaciones p1, p2 y f1, que teóricamente no deben tener variación genotípica, el cálculo aplica la siguiente ecuación (1). 2 222 2 2 2 121 2 3 f fpp f h ++ = (1) h2 = heredabilidad, 2 = varianza, f1 = primera generación o progenie, f2 = segunda generación o progenie, p1 = parental uno, p2 = parental dos. la comparación de promedios de parámetros fenotípicos se realizó por la prueba de tukey, y para establecer el grado de asociación entre variables se utilizó la correlación de pearson. los análisis estadísticos de los datos se efectuaron con el programa sas® versión 9 (sas institute inc., cary, nc). resultados y discusión para el componente de precocidad, variable días a floración, el material diacol caldas fue el más precoz con 48 d, mientras que la variedad santa isabel fue la más tardía con 64 d (tab. 1). las progenies f1 florecieron después que las progenies f2, lo que expresa el vigor de la progenie f1, haciéndola más tardía, excepto el híbrido sixnew f1 que floreció primero que su progenie f2. la ganancia en el proceso de selección es favorable en la precocidad a partir de los cruces de padres contrastantes, si (tardío) y new (precoz). la importancia de este cruce puede ser la rápida fijación del carácter de precocidad en la progenie, posiblemente debido a la acción aditiva de los genes (dhillon y chanal, 1981; bourion et al., 2002; espinosa y ligarreto, 2005). según khvostova (1983), en arveja se pueden establecer cinco clases del tiempo a floración: las arvejas de día neutro (dn), las de iniciación temprana (ei), las tardías (l), las tardías con respuesta aumentada (lhr) y las muy tardías (vl), las cuales se explican por diferentes combinaciones de los genes: lf, sn, e y hr (larrain y alcalde, 2003). los alelos lfa, lf, lf y lfd confieren nudos de iniciación floral mínimos de 5, 8, 11 y 15, respectivamente. en este sentido, los cuatro parentales −incluido diacol caldas y sus progenies− pueden poseer el gen lfd. de igual manera, dada la precocidad de diacol caldas, es posible que esté presente en su combinación genética el alelo e (dominante) o hr tabla 1. prueba de comparación de medias para las variables de precocidad y hábito de crecimiento en progenies de arveja bajo invernadero en bogotá. progenie días a floración nudo de la primera flor altura de la planta a floración (cm) días a fructificación si 64 a 16,25 a 112,00 cd 66 a sixdc f1 63 a 15,08 abc 126,27 bc 68 a sixsai f1 62 ab 16,22 ab 135,50 abc 66 a sixnew f2 61 b 15,95 ab 152,54 a 65 a sai 60 c 14,15 bcd 114,31 cd 64 a sixsai f2 59 cd 15,71 ab 119,89 c 64 a new 59 cd 13,30 cd 56,80 e 63 a sixdc f2 58 dd 15,27 ab 114,72 cd 62 a sixnew f1 58 dd 14,66 abcd 149,62 ab 62 a dc 48 e 13,21 d 100,91 d 54 b promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p si, santa isabel; sai, san isidro; dc, diacol caldas; new, new era wisconsin. 336 agron. colomb. 27(3) 2009 que es epistático sobre e y adelanta la floración (larrain y alcalde, 2003). la variedad santa isabel no presentó diferencias significativas en el número del nudo de aparición de la primera flor con ninguna de sus progenies f1 y f2, pero sí mostró diferencias con los parentales san isidro, new era wisconsin y diacol caldas. el material diacol caldas presentó el valor medio más bajo con 13,21 nudos a la aparición de la primera flor, sin exhibir diferencia estadística con new era wisconsin. diacol caldas es voluble pero comienza a florecer de manera temprana incluso 11 d antes de new era wisconsin (tab. 1). los cuatro parentales presentaron promedios más bajos en altura de la planta a floración que sus respectivas progenies (tab. 1), lo cual se puede explicar por el valor heterótico de las progenies; se resalta el comportamiento de la progenie sixnew f2 y del híbrido sixnew f1, que presentaron las medias más altas, expresando la herencia trasgresiva hacia el progenitor si de hábito indeterminado que es dominante sobre el hábito determinado de new. cuando los progenitores no fueron contrastantes en el hábito de crecimiento, como sixsai y sixdc, sus híbridos f1 mostraron vigor en la altura de la planta presentando valores medios más altos que sus respectivas progenies segregantes f2. estos resultados están acordes con lo sugerido por bourion et al. (2002) para quienes la expresión de la altura de la planta se atribuye principalmente a efectos genéticos sobre los cuales es eficiente un proceso de selección. el comportamiento de la variable días hasta la fructificación para cada uno de los materiales, tanto parentales como híbridos f1 y progenies f2, coinciden con el orden presentado para días a floración; sin embargo se presentó una excepción con la variedad si que floreció después que el híbrido sixdc f1, pero en la variable días hasta la fructificación, el híbrido sixdc f1 mostró una media mayor a la variedad si, la cual fue de 66 d. para el componente de rendimiento, la variable número de vainas por planta (tab. 2), la variedad diacol caldas y sus progenies presentaron los valores más altos, respectivamente. se resalta el alto potencial de rendimiento que puede tener la variedad diacol caldas y sus progenies del cruce con santa isabel, originado por el mayor número de vainas por planta en compensación con los otros componentes de acción poligénica, como peso de la vaina y número de semillas por vaina (timerman-vaughan et al., 2004). san isidro y sus progenies registraron los valores medios más bajos y no presentaron diferencias significativas entre ellas. el número de semillas por vaina (tab. 2) evidenció diferencias significativas entre materiales. así el híbrido sixsai f1 y la progenie sixnew f2 presentaron, respectivamente, las medias más altas, consecuente con lo observado para la variable largo de vaina, donde los mismos materiales registraron los valores medios más altos, y sin efecto alguno por parte del ancho de la vaina, dada su alta uniformidad en tamaño de la vaina entre los progenitores, como también porque esta variable depende de muchos factores genéticos, como lo expresa khvostova (1983). la variedad san isidro con valor medio de semillas por vaina de 4,94 presentó diferencias significativas con todos los materiales. de igual forma, el híbrido sixnew f1 estuvo muy por debajo del tabla 2. prueba de comparación de medias para los componentes de rendimiento: ancho de vaina, largo de vaina, vainas por planta y semillas por vaina en progenies de arveja bajo invernadero en bogotá. progenie ancho de la vaina (cm) longitud de la vaina (cm) número de vainas por planta número de semillas por vaina sai 1,48 a 6,44 a 6,75 b 4,94 c sixnew f1 1,45 a 6,73 a 9,50 a 5,81 b dc 1,42 a 6,20 a 10,66 a 6,64 ab sixsai f1 1,39 a 6,77 a 10,17 a 9,49 a new 1,39 a 6,45 a 10,20 a 8,25 a sixsai f2 1,37 a 6,54 a 9,20 ab 6,67 ab sixdc f2 1,37 a 6,65 a 11,33 a 7,03 ab sixdc f1 1,36 a 6,19 a 10,75 a 6,26 ab sixnew f2 1,36 a 6,86 a 8,63 ab 9,22 a si 1,36 a 6,17 a 10,00 a 6,84 ab promedios con letras dintintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p si, santa isabel; sai, san isidro; dc, diacol caldas; new, new era wisconsin. 3372009 ligarreto m. y ospina h.: análisis de parámetros heredables asociados con el rendimiento y la precocidad en arveja voluble... valor registrado por los parentales new era wisconsin y santa isabel (tab. 2). por lo general, en esta variable se expresa el vigor híbrido de la f1 y la máxima expresión de la segregación en la f2 originando comportamiento superior de las filiales con respecto a los progenitores, situación que coincide con lo reportado por gupta et al. (1986) y espinosa y ligarreto (2005). el número de semillas por vaina es uno de los componentes de rendimiento más importantes en el mejoramiento de la arveja para el caso de colombia, donde más de 95% de la producción de arveja se destina al mercado de vaina verde. lo deseable es un número igual o superior a seis granos por vaina, pero la mejora genética es difícil dado que hay mecanismos de compensación de los componentes del rendimiento, y si se aumentan las semillas por vaina, se puede disminuir el número de vainas por planta y el peso de la semilla; una alternativa es desarrollar trabajos en mapeo de ligamiento de qtl para rendimiento y realizar su aplicación en la mejora genética de la especie (timermanvaughan et al., 2004). timmerman-vaughan et al. (2004) encontraron cinco qtl en donde los alelos marcadores asociados con los loci tienen efectos contrarios para peso de semilla y número de semillas, avanzando en la explicación genética de la compensación de los componentes de rendimiento. el número de semillas y el rendimiento de las semillas están altamente correlacionados; sin embargo los qtl tan solo coinciden en dos regiones genómicas. para el rendimiento por planta (tab. 3) se registraron diferencias significativas entre materiales, en donde las f1 y f2 de los híbridos sixdc y sixnew presentaron los valores más altos, respectivamente. tanto en rendimiento por planta como en la variable peso de 100 semillas los progenitores registraron los valores medios más bajos (tab. 3), al igual que en rendimiento la variedad new era wisconsin evidenció el menor peso de 100 granos, resultado esperado porque es un material precoz y tiene menor tiempo para el llenado del grano. se puede observar que una de las consecuencias de cruzar la variedad santa isabel con las variedades san isidro, diacol caldas y new era wisconsin es la obtención de híbridos f1 con un alto valor agronómico en la descendencia, haciendo que estos tengan un promedio más alto que el de sus padres, en especial en las variables altura de la planta a floración, rendimiento por planta y el peso de 100 semillas. algunas progenies f2 mostraron un comportamiento similar, registrando un promedio superior no solo al de los parentales sino también al de sus f1. entre los resultados que ilustran este caso se tiene que los dos valores más altos registrados en las variables altura de la planta a floración fueron para las progenies sixnew f1 y sixnew f2; en longitud de la vaina fueron sixnew f2 y sixsai f1; en vainas por planta fueron los cruzamientos sixdc f2 y sixdc f1; en semillas por vaina fueron sixsai f1 y sixnew f2; en rendimiento por planta fueron las progenies sixdc f1 y sixnew f1, y en peso de 100 semillas alcanzaron el mayor valor los híbridos sixnew f2 y sixsai f1. tabla 3. prueba de comparación de medias para los componentes rendimiento por planta y peso de 100 semillas en progenies de arveja bajo invernadero en bogotá. progenie rendimiento por planta (g) peso de 100 semillas (g) sixdcf1 14,50 a 19,19 a sixnew f1 14,31 a 22,17 a sixdc f2 12,51 a 17,21 a sixnew f2 11,64 a 24,72 a sixsai f2 8,78 b 18,12 a dc 8,72 b 13,53 b sai 7,19 b 12,01 b sixsai f1 6,58 bc 23,72 a si 6,53 bc 12,19 b new 4,75 c 4,61 c promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p si, santa isabel; sai, san isidro; dc, diacol caldas; new, new era wisconsin. de otra parte, se tiene que los materiales evaluados de arveja tienen capacidad diferencial para heredar caracteres de rendimiento a sus progenies. hay casos extremos (tab. 4) como en la variable semillas por vaina, en donde la heredabilidad para la familia sixnew es alta, con un valor de 0,78, mientras que en la familia sixsai fue nula con valor de 1.10-06. esta misma familia en la variable rendimiento por planta presentó la mayor heredabilidad, alcanzando el valor de 0,485, considerada relativamente alta por ser un carácter de naturaleza poligénica y estar influido por las condiciones ambientales (dhillon y chanal, 1981; sarawat et al., 1994). también la familia sixnew presentó heredabilidades media altas para las variables días floración y altura de la planta a floración, con valores de 0,599 y 0,535, respectivamente. la generalidad en el estudio fue que la heredabilidad de los caracteres cambió drásticamente de una familia a otra. 338 agron. colomb. 27(3) 2009 la matriz de correlación entre los diferentes componentes de rendimiento (tab. 5) deja ver una alta correlación entre las variables altura de planta a floración, días hasta la fructificación y vainas por planta; también la variable altura de planta a floración presenta una correlación alta con la variable rendimiento por planta, mientras, que la variable días hasta la fructificación exhibe una asociación alta con la variable vainas por planta. todo esto es posible porque las variedades de hábito voluble indeterminadas predominantes en el estudio son tardías y presentan mayores rendimientos que las de hábito determinado como new. la variable vainas por planta presenta una alta correlación con la variable rendimiento por planta, la cual a su vez se correlaciona altamente con la variable peso de 100 semillas. existe una alta correlación entre la altura de la planta a floración con el número de vainas por planta y el rendimiento por planta. es lógico esperar este tipo de relaciones positivas entre estas variables, ya que una es dependiente de las otras para la compensación del rendimiento final, hecho que coincide con lo reportado por gonzález y ligarreto (2006). lo anterior refuerza la teoría de que el rendimiento del grano en arveja tiene pocas posibilidades de mejorarse si se seleccionan componentes de rendimiento individuales (sarawat et al., 1994). los resultados anteriores para precocidad y rendimiento permiten vislumbrar que para las familias en estudio la efectividad en la mejora genética puede aumentar de manera considerable cuando se selecciona por caracteres clave en generaciones tempranas, tal como lo sugieren dhillon y chanal (1981) y sarawat et al. (1994). cousin (1997) expresa que hay gran variabilidad genética para componentes de rendimiento, pero al hacer cruces para mejorar estos caracteres individualmente hay a menudo reducción del rendimiento. debido a los resultados obtenidos en este estudio, es necesario evaluar los materiales en diferentes condiciones ambientales para tener un mejor estimador de la heredabilidad, como también poder conocer la estabilidad de los mismos dado su comportamiento agronómico. esto permitirá desarrollar nuevas variedades de arveja que expresen un alto potencial de rendimiento para las diferentes regiones agroecológicas del país. tabla 4. estimación de la heredabilidad por el método warner en progenies de arveja. familia df npf apf dfruto av lv vp sv rp p100s sixdc 1·10-07 0,097 1·10-04 1·10-06 0,557** 0,421 0,457* 1·10-05 0,462* 1·10-05 sixnew 0,599** 0,001 0,535** 1·10-05 1·10-04 1·10-05 0,285 0,78** 0,076 0,123 sixsai 1·10-04 0,316 1·10-04 0,001 1·10-05 0,357 1·10-05 1·10-06 0,485* 0,355 * diferencias significativas (p p df, días a floración; npf, nudo de la primera flor; apf, altura de la planta a floración; dfruto, días a fructificación; av, ancho de la vaina; lv, longitud de la vaina; vp, número de vainas por planta; sv, número de semilla s por vain; rp, rendimiento por planta; p100s, peso de 100 semillas. tabla 5. matriz de correlación entre las variables en progenies de arveja bajo invernadero en bogotá. df npf apf dfruto av lv vp sv rp p100s df 1,0 0,397 0,907** 0,999** -0,681* -0,336 0,968** -0,310 0,676* 0,337 npf 1,0 -0,026 0,381 -0,943** -0,998** 0,155 -0,996* -0,407* -0,730** apf 1,0 0,914** -0,309 0,095 0,983** 0,118 0,923* 0,702** dfruto 1,0 -0,667* -0,320 0,972** -0,294 0,689* 0,353 av 1,0 0,919** -0,48 0,908** 0,079 0,460 lv 1,0 -0,09 0,999** 0,467 0,744** vp 1,0 -0,062 0,839** 0,561* sv 1,0 0,490 0,790** rp 1,0 0,921** p100s 1,0 * diferencias significativas (p p df, días a floración; npf, nudo de la primera flor; apf, altura de la planta a floración; dfruto, días a fructificación; av, ancho de la vaina; lv, longitud de la vaina; vp, número de vainas por planta; sv, número de semillas por vaina; rp, rendimiento por planta; p100s, peso de 100 semillas. 3392009 ligarreto m. y ospina h.: análisis de parámetros heredables asociados con el rendimiento y la precocidad en arveja voluble... literatura citada bourion, v., g. fouilloux, c. le signor e i. lejeune-hénaut. 2002. genetic studies of selection criteria for productive and stable peas. euphytica 127, 661-273. buitrago, j. 2006. obtención de progenies de arveja (pisum sativum l) por cruzamientos convergentes y su reacción a fusarium oxysporum f. sp. pisi. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. buitrago, j. y c. duarte. 2006. el cultivo de la arveja en colombia. fenalce; produmedios, bogotá. cousin, r. 1997. peas (pisum sativum l.). field crops res. 53, 111130. dhillon, g. y g. chanal. 1981. an analysis of combining ability and reciprocal effects in garden pea (pisum sativum l.). j. res. punjab agric. univ. 18(4), 359-364. espinosa, n. y g. ligarreto. 2005. evaluación de la habilidad combinatoria y heterosis de siete progenitores de arveja pisum sativum l. agron. colom. 23(2), 197-206. gonzález, m.r. 2001. interacción genotipo x ambiente en guisante proteaginoso (pisum sativum l.). tesis de doctorado. universidad de valladolid, españa. gonzález, f. y g. ligarreto. 2006. rendimiento de ocho genotipos promisorios de arveja arbustiva (pisum sativum l.) bajo sistemas de agricultura protegida. fitotecnia colombiana 6(2), 52-61. gupta, k., b. dahiya y k. singh. 1986. combining ability studies over environments in pea. crop improv. 13(2), 134-137. hatam, m. y amanullah. 2001. grain yield potential of garden peas (pisum sativum l.) germplasm. j. biol. sci. 1(4), 242-244. khvostova, v. 1983. genetics and breeding of peas. usda, springfield, il. pp. 12-96. kraft, j.m. y f.l. pfleger. 2000. compendium of pea diseases and pests. aps press, st. paul, mn. larrain, m. y j. alcalde. 2003. determinación de las fases de sensibilidad e insensibilidad al fotoperíodo en la etapa de prefloración en arveja (pisum sativum l.). cien. inv. agr. 30(1), 15-25. ligarreto, g. 2002. el cultivo de arveja: manejo agronómico. pp. 13-20. en: memorias primer seminario taller del cultivo de la arveja. bayer cropscience, bogotá. ligarreto, g. y p. patiño. 2004. hibridación artificial de arveja. centro de investigación y extensión rural (cier). boletín divulgativo 1. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. lobo, m., c. medina y m. escobar. 1989. manejo y conservación de los recursos genéticos de arveja (pisum sativum). investigación en los cultivos de arveja y haba. boletín técnico. iica; 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(2006), las fertilizaciones nitrogenadas y potásicas presentan impacto favorable para diferentes tipos de frutales, dado que además de aumentar la productividad también mejoran la calidad de los frutos producidos. en el caso específico del coco, araújo (2001) observó que altas dosis de nitrógeno reducen el contenido de sólidos solubles totales en los frutos, mientras que altas dosis de potasio aumentan los sólidos solubles, por lo que se concluye que es importante considerar una adecuada relación de nitrógeno y potasio para la calidad de los frutos. resultados alentadores también son reportados por agronomía colombiana 26(1), 127-133, 2008 evaluación de la producción de palma de coco (cocos nucifera) bajo fertirrigación con diferentes dosis de nitrógeno y potasio evaluation of the coconut palm (cocos nucifera) production in function of rates of nitrogen and potassium applied via fertigation sammy sidney rocha matías1, boanerges freire de aquino2 y josé de arimateia duarte de freitas3 128 agron. colomb. 26(1) 2008 malavolta et al. (1997), aragão et al. (2002) y ferreira neto (2005) en palmas de coco, quienes comprobaron efectos positivos de dosis adecuadas de n y k, en el volumen de agua del coco, contenido de sólidos solubles totales y aumento de la producción de frutos. ollagnier y wahyuni (1984) reportaron que a pesar de que se ha demostrado la importancia de la fertilización de la palma de coco, así como una mayor rentabilidad para los agricultores sin aumentar el área, apenas 1% de las plantaciones de coco en el mundo se fertiliza correctamente. sobral (1997) afirma que para realizar un programa de fertilización en coco es necesario tener un estudio de suelos, donde el cultivo será establecido, asociado a otras características edafoclimáticas y de la palma. el objetivo del presente estudio fue evaluar los efectos de dosis de n y k sobre la producción de coco variedad verde anão, con 4 años de edad, aplicadas mediante fertirrigación en un suelo de la de la región litoral del estado de ceará (brasil). materiales y métodos el trabajo fue desarrollado en un cultivo comercial de coco variedad anão establecido por embrapa agroindústria tropical, localizado en las coordenadas geográficas 3º 17’ de latitud sur, 39º 15’ de longitud oeste y una altitud de 30 m, en el estado de ceará (brasil), cerca del distrito de riego curu paraipaba. el suelo de la zona de estudio presenta una textura arenosa, profundo, clasificado como neossolo quartzarênico distrófico (embrapa, 1999). la región presenta un clima del tipo aw (tropical lluvioso) por la clasificación de koppen (tubelis y nascimento, 1980). el experimento fue realizado en una plantación de palmas de coco de 4 años de edad, de la variedad anão verde de jiqui, provenientes del banco de germoplasma de la estación de jiqui, la cual pertenece a la empresa de pesquisa agropecuária del rio grande del norte (emparn). las palmas de coco se encontraban sembradas a una distancia de 7 m por 9,5 m, lo que da un total de 342 plantas en el área de estudio, de las cuales 102 se asumieron para efectos de borde, y se utilizaron 6 palmas por unidad experimental. durante la realización de este estudio se evaluaron las siguientes características de la palma de coco: número de racimos por planta, contados en todas las palmas al inicio de la producción; número de frutos por palma, contando los frutos sanos cosechados por racimo; peso del fruto, de los frutos cosechados se escogieron aleatoriamente 3; número de flores femeninas; volumen de agua del coco de los frutos escogidos y, finalmente, determinación de los sólidos solubles totales (ºbrix), tomando una muestra de agua del coco, determinado con un refractómetro de mano, marca kikuchi, con escala 0 a 30 ºbrix. la irrigación fue realizada con microaspersores y un emisor por palma instalado a 20 cm de la palma, con un caudal de 50 l·h-1 y radio de alcance de 3 m. las láminas aplicadas y el tiempo de irrigación fueron calculados considerando el porcentaje de evaporación del tanque tipo a. el contenido de agua en el suelo fue monitoreado mediante el uso de tensiómetros de mercurio, instalados a profundidades de 20, 40 y 60 cm, en el centro del experimento. la frecuencia de la fertirrigación fue semanal. para cada tratamiento hubo una línea de distribución de agua, separada con un punto de inyección de fertilizantes en el inicio de cada línea. la inyección de la solución fertilizante fue realizada por una bomba inyectora de accionamiento hidráulico con capacidad para 50 l·h-1 (modelo tmb wp-10). se realizaron 10 tratamientos, en los que se estudió la influencia de 5 dosis de n combinado con 5 dosis de k, de acuerdo con el modelo de la matriz experimental plan puebla iii, modificado por leite (1984). el experimento constó de un factorial 2k+2k+1+1 (donde k es el número de factores estudiados) y se definió un intervalo para n (150 a 2.850 g/palma-año) y k2o (250 a 4.750 g/palma-año), para lo que se utilizó como dosis base el tratamiento t9, que representó la dosis más recomendada para este cultivo (tabla 1). el diseño utilizado fue de bloques aleatorios, con 4 repeticiones, para un total de 40 unidades experimentales. las dosis de n y k fueron divididas en parcelas iguales y distribuidas semanalmente mediante fertirrigación en la forma de urea (45% de n) y clorato de potasio (60% de kcl). también se aplicó fósforo y azufre, con una dosis de 220 y 250 g/palma-año, respectivamente, como un complemento recomendado a las dosis de n y k2o. el análisis de varianza se realizó con el programa sistema de análisis estadístico y genético (saeg). las medias fueron comparadas por la prueba de tukey con niveles de significancia de 1% y 5%. las regresiones fueron obtenidas con base en el nivel de significancia. la superficie de respuesta fue obtenida mediante el programa statistical analysis system (sas), que reúne una colección de técnicas matemáticas y estadísticas útiles para la obtención de modelos y análisis de problemas en los cuales la variable de respuesta de interés es influenciada por un conjunto de variables exploratorias, y tiene por objetivo la optimización de la variable de respuesta (montgomery, 1991); las mismas servirán de ajuste entre 129 las cantidades de fertilizantes aplicadas y las características estudiadas. el interés es usar un modelo de regresión de segundo orden del tipo: y=b0+sbixi+sbiixii+sbijxixj+e i=1 m i=1 m 2ˆ i<j donde: : variable de respuesta en estudio, b0 : constante del modelo, bi : constante lineal asociado a la i-ésima variable estudiada, bii : constante cuadrático asociado a la i-ésima variable estudiada, bij: constante del producto cruzado asociado al producto de la i-ésima y j-ésima variables estudiadas, e: error asociado al componente aleatorio. el uso de los términos de segundo orden y los términos de los productos cruzados permite determinar la posible existencia de una curvatura en la superficie y admitir así la posibilidad de la localización de un punto óptimo (máximo o mínimo) dentro de la región experimental en estudio. ante la no existencia de un punto óptimo, se acudió al criterio conocido como “punto de inflexión” o saddle point, y así identificar una superficie donde se presenta el cambio de concavidad. esta es una opción adecuada para aquella región experimental específica, donde no es posible identificar un punto óptimo en la superficie resultante. de manera semejante a los modelos de regresión, el modelo es evaluado a través del análisis de varianza, utilizando el test f-snedecor, y la significancia de los términos del modelo polinomial fue evaluada a través de la prueba t-student. resultados y discusión la tabla 2 muestra los resultados del análisis estadístico de las superficies de respuesta para las variables estudiadas, donde se verifica que hubo significancia en los modelos lineales y cuadráticos encontrados para el número de racimos (nc). en relación con las variables número de flores femeninas (nff), volumen de agua del fruto (va), apenas el modelo cuadrático fue significativo. las variables número de frutos (nf), peso del fruto (pf) y sólidos solubles totales fueron significativas para los modelos lineal y producto cruzado (0,05%). el número de flores femeninas de la palma de coco varió significativamente (p≤0,001), de acuerdo con las dosis aplicadas de n y k. no se observaron interacciones entre dosis y el modelo cuadrático fue el que mejor ajuste presentó para los datos, como se observa en la figura 1, donde el punto óptimo para la formación de flores femeninas fue de 52,19 por inflorescencia, con dosis de 1,98 kg de n y 2,47 kg/planta-año de k. de la superficie de respuesta obtenida (figura 1) también se observa que, cuando aumenta la concentración de n y disminuye la concentración de k, el número de flores femeninas por inflorescencia disminuye. de acuerdo con fao (1984) el potasio influye en la formación de flores femeninas de la palma de coco, con lo que se destaca la importancia de este nutriente durante la fase productiva. de acuerdo con este autor, la variedad de coco gigante produce de 20 a 40 flores por inflorescencia en condiciones normales, lo que evidencia un mayor número en la palma de coco variedad anão. ferreira neto (2001) encontró que la producción de flores femeninas en condiciones de salinidad es de 240 flores femeninas por inflorescencia. de acuerdo con marinho (2002), esta alta producción de tratamiento niveles dosis de n (g/planta-año) dosis de k2o (g/planta-año) n k2o 2000 2001 2002 2003 2000 2001 2002 2003 t1 -0,4 -0,4 180 360 540 900 150 300 720 1.500 t2 -0,4 0,4 180 360 540 900 350 700 1.680 3.500 t3 0,4 -0,4 420 840 1.260 2.100 150 300 720 1.500 t4 0,4 0,4 420 840 1.260 2.100 350 700 1.680 3.500 t5 -0,9 -0,4 30 60 90 150 150 300 720 1.500 t6 0,9 0,4 570 1.143 1.710 2.850 350 700 1.680 3.500 t7 -0,4 -0,9 180 360 540 900 25 50 120 250 t8 0,4 0,9 420 840 1.260 2.100 475 950 2.280 4.750 t9 0,0 0,0 300 600 900 1.500 250 500 1.200 2.500 t10 -0,9 -0,9 30 60 90 150 25 50 120 250 tabla 1. niveles de la matriz y dosis de n y k2o calculadas de acuerdo con la matriz experimental plan puebla iii, modificada por leite (1984). 2008 matías, aquino y freitas: evaluación de la producción de palma de coco.. 130 agron. colomb. 26(1) 2008 ligada a condiciones desfavorables de humedad durante el desarrollo de la inflorescencia, por lo que se evidencia que la palma de coco requiere permanentemente de condiciones óptimas de humedad, una vez que hay emisión constante de inflorescencias en la palma. se presentó influencia significativa (p≤0,001) para dosis de n y k sobre el número de frutos por planta, ajustándose al modelo cuadrático, (figura 2), donde se alcanza el mayor número de frutos (13,53) con dosis de 2,21 kg de n y de 2,85 kg de k/planta-año. los valores representados en la figura 2 indican que hubo una variación en el número de frutos por planta de 6 a 12, alcanzando una media de 11,26; valor considerado satisfactorio cuando se compara con los resultados reportados por miranda et al. (1999) quienes obtuvieron 11,20 frutos en la región litoral del estado de ceará. miguel neto (2005) también estudió la productividad de esta misma variedad de coco, pero en condiciones edafoclimáticas diferentes, y reportó que la dosis para obtención máxima de producción de frutos por planta fue de 2,35 kg de n y de 2,91 kg de k/planta-año, donde la más económica mediante fertirrigación fue de 2,24 kg de n y 2,79 kg de k/planta-año. con los resultados presentados en la figura 2, se obtiene que el aumento de la dosis de k incrementa la producción, resultado similar encontrado por manciot et al. (1980), ollagnier y wahyuni, (1984), irho (1989) y lins (2000). estos autores también afirman que el k afecta la producción de frutos del coco variedad anão a partir del cuarto año de establecimiento del cultivo. por otra parte, ollagnier y wahyuni (1984) y lins (2000), flores no indica necesariamente que la palma de coco irá a producir más frutos por planta. la media de flores obtenida en el estudio realizado por marinho (2002) fue de 42,54, valor que se considera adecuado. según miranda júnior (1948), la palma de coco presenta una variación de flores femeninas por inflorescencia entre 40 y 60, y las flores femeninas son más inestables que las flores masculinas. fremond (1966) afirma que esta variación, en el número de flores femeninas en relación con las flores masculinas, está tabla 2. resultados del análisis estadístico de la superficie de respuesta para las variables estudiadas. * = significativo al 5%, ** = significativo al 1%, *** = significativo al 10%, ns = no significativo. número de flores femeninas regresión g.l. suma de cuadrados f p-valor lineal 2 2514.787844 18.54 <.0001 (**) cuadrático 2 1041.217906 7.67 0.0018 (**) producto cruzado 1 34.249106 0.50 0.4822 (ns) total modelo 5 3590.254856 10.59 <.0001 (**) número de frutos regresión g.l. suma de cuadrados f p-valor lineal 2 115.923073 8.80 0.0008 (**) cuadrático 2 38.603981 2.93 0.0669 (*) producto cruzado 1 0.006887 0.00 0.9744 (ns) total modelo 2 154.533941 4.69 0.0023 (**) número de racimos regresión g.l. suma de cuadrados f p-valor lineal 2 0.058807 3.73 0.0344 (*) cuadrático 2 0.010023 0.64 0.5359 (ns) producto cruzado 1 0.002723 0.35 0.5607 (ns) total modelo 5 0.071554 1.81 0.1364 (ns) peso del fruto regresión g.l. suma de cuadrados f p-valor lineal 2 60226 3.33 0.0480 (*) cuadrático 2 31367 1.73 0.1922 (ns) producto cruzado 1 31501 3.48 0.0708 (***) total modelo 5 123093 2.72 0.0359 (*) volumen de agua regresión g.l. suma de cuadrados f p-valor lineal 2 10436 7.37 0.0022 (**) cuadrático 2 1765.448404 1.25 0.3003 (**) producto cruzado 1 1939.746028 2.74 0.1071 (***) total modelo 5 14141 3.99 0.0059 (**) sólidos solubles totales regresión g.l. suma de cuadrados f p-valor lineal 2 0.255453 9.33 0.0006 (**) cuadrático 2 0.081279 2.97 0.0647 (*) producto cruzado 1 0.041792 3.05 0.0896 (ns) total modelo 5 0.378524 5.53 0.0008 (**) figura 1. superficie de respuesta del número de flores femeninas de la palma de coco variedad anão verde de jiqui, con 3 años de edad, en función de la dosis de n y k. significativo al 1%. = 21,3737+0,0322(n)-0,0008(k 2o)-9,3478e-6(n 2)+1.9751e-6(n*k 2o)-6,3813e-7(k 2o 2) 131 al trabajar con palmas de coco híbridas durante 10 años y evaluar diferentes dosis de n, observaron que no hubo influencia de este nutriente en la producción de coco. en otro estudio realizado por bezerra (2002), en condiciones similares al presente estudio, bajo irrigación, obtuvo una media de 270 frutos/planta en el tercer año de producción, usando dosis de 2,0 kg de n y 3,3 kg de k/planta-año. el número de racimos de coco aumentó linealmente con las dosis de n y k, donde el n fue responsable del mayor incremento (figura 3). el número de racimos obtenidos con las dosis de n y k varió de 1 a 1,5, obteniéndose una media de 1,23. se observó que el tratamiento 6 (2,85 kg de n y 3,50 kg de k/planta-año) presentó un aumento más significativo, alcanzando una media máxima de 1,27 racimos/planta, siendo que los menores valores obtenidos se presentaron con el tratamiento 5 (0,15 kg de n y 1,50 kg de k/plantaaño), indicando que el k interviene en la formación de racimos en la planta. los valores medios obtenidos en este estudio fueron considerados satisfactorios al compararlos con los obtenidos por miranda et al. (1999), que obtuvieron 1,35 racimos/planta, en condiciones similares. la superficie de respuesta para al variable peso del fruto mostró que hubo efecto significativo (p≤0,001) cuando el modelo cuadrático fue adoptado. el peso del fruto alcanzó el punto máximo de respuesta con dosis de 1,85 kg de n y 2,81 kg de k/planta-año, con un valor de 1,86 kg/fruto. el valor medio encontrado en este estudio fue de 1,94 kg/fruto. este valor está de acuerdo con el observado por miranda et al. (1999) que reportan un valor 1,88 kg/fruto para el coco variedad anão verde del jiqui en el estado de ceará. el volumen de agua del coco fue influenciado significativamente (p≤ 0,001) con el incremento de las dosis (figura 5), donde los datos se ajustaron al modelo cuadrático. el valor máximo del volumen de agua del coco fue de 409,90 ml/fruto, valor significativo para esta variable en las condiciones del experimento, el cual se alcanzó con dosis figura 2. superficie de respuesta del número de frutos de la palma de coco variedad anão verde de jiqui, con 3 años de edad, en función de la dosis de n y k. significativo al 1%. = 6,6187+0,0062(n)-0,0001(k 2o)-1,3963e-6(n 2)-3,0189e-8(n*k 2o)-6,3897e-8(k 2o 2) figura 3. superficie de respuesta del número de racimos de la palma de coco variedad anão verde de jiqui, con 3 años de edad, en función de la dosis de n y k. significativo al 1%. = 1,1722+4,6538e-5(n)-5,4984e-6(k 2o 2) figura 4. superficie de respuesta del peso del fruto de la palma de coco variedad anão verde de jiqui, con 3 años de edad, en función de la dosis de n y k. significativo al 1%. = 2038,6418-0,1755(n)-0,0134(k 2o)+9,6814e-5(n 2)-6,5113e-8(n*k 2o)+2,3856e-5(k 2o 2) 2008 matías, aquino y freitas: evaluación de la producción de palma de coco.. 132 agron. colomb. 26(1) 2008 de 2,13 kg de n y de 3,00 kg de k/planta-año. también se observó que los valores medios variaron de 420 a 500 ml/fruto, valores superiores a los reportados por aragão et al. (2001), emparn (2001) y camboim neto (2002), de 394,65; 258,00 y 384,26 ml/fruto, respectivamente, en un estudio similar a este. hubo efecto significativo (p≤0,001) para la variable sst (°brix), donde los datos se ajustaron a un modelo cuadrático. los sst presentaron valores entre 5,81 y 6,05 ºbrix, con una media de 5,91 ºbrix (figura 6). estos valores coinciden con los encontrados por tavares et al. (1998) y silva et al. (2006), quienes obtuvieron una variación de 5,2 a 8,9 ºbrix y de 5,64 a 5,88 ºbrix, respectivamente. la superficie de respuesta para esta variable fue obtenida con las cantidades de nutrientes de 1,93 kg de n y de 2,48 kg de k/planta-año alcanzando un valor máximo de 6,02 °brix (figura 6). de acuerdo con miguel neto (2005), valores superiores a 6,0 ºbrix proporcionan un sabor más agradable y una mayor aceptación del consumidor. los mayores valores de sst fueron encontrados en el tratamiento 4 (dosis de 2,10 kg de n y 3,50 kg de k/planta-año), con un valor máximo de 6,05 ºbrix. este mismo valor fue encontrado por miranda et al. (1999) que estudiaron la palma de coco bajo riego en el estado de ceará. conclusiones • aplicaciones de n y k afectan positivamente, al alcanzarse valores óptimos de respuestas de las variables estudiadas, a excepción del número de racimos de coco por planta. • el tratamiento con 2,10 kg de n y 3,50 kg de k/planta-año en plantas con cuatro años de edad, fue el que presentó cantidades de nutrientes más próximas a las ideales, para obtener la máxima eficiencia de respuesta de las variables, número de flores femeninas, número de frutos, peso del fruto, volumen de agua del coco y sólidos solubles totales. literatura citada aragão, w.m., j.m. resende, e.m. cruz de o., c. reis dos s., o.j. saggin júnior, j.a. alencar, w.a. moreira, f.r. de paula y j.m.p. lima filho. 2002. fruto do coqueiro para consumo natural. pp. 19-25. en: aragão, w.m. 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del volumen de agua de la palma de coco variedad jiqui, con 3 años de edad, en función de la dosis de n y k. significativo al 1%. = 467,3318-0,0512(n)-0,002(k 2o)+2,3412e-5(n 2)-1,6149e-8(n*k 2o)+6,0596e-6(k 2o 2) figura 6. superficie de respuesta de los sólidos solubles totales (ºbrix) de la palma de coco variedad jiqui, con 3 años de edad, en función de la dosis de n y k. significativo al 1%. = 5,7819+0,0003(n)-5,0711e-5(k 2o)-1,2142e-7(n 2)+6,9605e-8(n*k 2o)-1,8171e-8(k 2o 2) 133 censo agropecuário. 1996. instituto brasileiro de geografia. en: http:// www.ibge.gov.br; consulta: 15 de octubre de.2004. embrapa. 1999. sistema de classificação de solos. centro nacional de pesquisa de solos, rio de janeiro. 412 p. emparn. 2001. característica física do fruto e composição química da água de coco de cultivares anão verde do jiqui, anão amarelo e híbridos pb 121 aos 5, 6, 7, 8 e 9 meses de idade. en: semana internacional da fruticultura, floricultura e agroindústria. fao. 1984. coconut tree 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universidad pedagógica y tecnológica de colombia. tunja (colombia). 5 food engineering faculty, fundación universitaria agraria de colombia. bogota (colombia). 6 corresponding autor: ppcalma@gmail.com agronomía colombiana 29(1), 35-42, 2011 effects of leaf removal and cluster thinning on yield and quality of grapes (vitis vinifera l., riesling × silvaner) in corrales, boyaca (colombia) efecto del deshoje y del raleo de racimos sobre el rendimiento y la calidad de las bayas de vid (vitis vinifera l., riesling × silvaner) en corrales, boyacá (colombia) pedro josé almanza-merchán1,6, gerhard fischer2, pablo antonio serrano-cely3, helber enrique balaguera-lópez4, and jesús antonio galvis5 abstract resumen the vineyards that are located in the colombian cool tropical zone of corrales (boyaca department) offer grapes for the production of quality wines; to improve the crop we must know the adequate balance between the quantity of clusters and the leaf area of the plants. in order to determine the effect of leaf removal and cluster thinning on yield and quality of the clonal selection riesling × silvaner wine grape, it was used a completely randomized bifactorial design of 2x3. the first factor was removal of leaves (without defoliation and 60% defoliation) and the second one was cluster thinning (maintaining 66% or 33% of clusters per plant). plants with 66% clusters and without leaf removal exhibited the highest total soluble solids content and yield of grapes, in fresh mass of clusters and fresh and dry mass of grapes. plants without cluster thinning, but with removal of leaves, produced the lowest ph levels and total titratable acidity in the grapes. the technical maturity index was significantly higher in plants without leaf thinning; but was not affected by removed clusters. thinning clusters is an alternative to improve production and the quality of wine grapes. los viñedos ubicados en la zona tropical fría de corrales (departamento de boyacá) ofrecen frutos para elaborar vinos de calidad; para mejorar el rendimiento se debe conocer el equilibrio adecuado entre la cantidad de racimos con relación al área foliar de la planta. para determinar el efecto de la eliminación parcial de hojas y racimos sobre la producción y calidad de uvas de la selección clonal riesling × silvaner, se empleó un diseño completamente al azar bifactorial de 2x3. el primer factor fue la defoliación (sin deshoje y con deshoje del 60%). el segundo factor fue el raleo de racimos (dejando 66% ó 33% de racimos por planta). con 66% de racimos por planta y sin deshoje se obtuvo la mayor cantidad de sólidos solubles totales, así como el mejor rendimiento de las uvas, en masa fresca de racimos y en masas fresca y seca de frutos. plantas sin raleo de racimos, pero con deshoje, produjeron los menores valores de ph y acidez total titulable de las uvas. el índice de madurez técnico fue significativamente mayor en vides sometidas a defoliación parcial, mientras el raleo de racimos no lo afectó. el raleo de racimos es una alternativa para mejorar la producción y calidad de la uva para vinificación. key works: source/sink ratio, total soluble solids, total titratable acidity, ph, crop productivity. palabras clave: relación fuente/vertedero, sólidos solubles totales, acidez total titulable, ph, productividad agrícola. introduction the vineyards in the cool tropical zone of boyaca provide grapes for the production of quality wines (quijano, 2006). however, the correct balance between the number of clusters and leaves for optimal yield under these tropical altitudinal conditions has not been investigated. muñoz et al. (2002) mention that high yields reduce the quality of grapes. this is due in part to the fact that excess fruits retard sugar accumulation, as compared to plants with a lower fruit load. however, freeman and kliewer (1983) claim that this condition does not affect the quality of fruits and bravdo et al. (1985) stated that there is an optimal amount of fruit that a plant can develop without compromising quality. in addition, plant management determines the spatial arrangement of foliage and clusters modifies the microclimate and has a fundamental impact on the regulation of photosynthetic potential, yield and grape composition (katerji et al., 1994). crop physiology 36 agron. colomb. 29(1) 2011 the quality of the grape is the result of the interaction of the biological (e.g. variety and plant health), the physical (including the soil and its management), the climate (such as temperature, precipitation, wind speed, fog conditions and/or direct and indirect solar radiation), and cultural factors (mainly the density of planting, the type of branch conduction, pruning, fruit load and vegetation management) (disegna et al., 2005; quijano 2006; almanza et al., 2010). a suitable balance between the photosynthetically active foliar surface and production turns out to be an important factor for obtaining quality wines (lavin et al., 2001; salazar and melgarejo, 2005; gonzález-neves and ferrer, 2008). muñoz et al. (2002) report that the common removal of leaves at the level of the clusters in vineyards alters the microclimate in the zone around the fruit and, indeed, the fruit composition. leaf removal directly affects the leaf/fruit relationship, which, depending on the phenological stage in which it is conducted, can produce a different effect on the maturation of the fruits (iacono et al., 1995; petrie et al., 2000). the thinning of clusters affects the source/sink ratio since the crop is limited without diminishing the leaf area. therefore, the plant concentrates its activity on the regulation of production and quality (matus et al., 2006; yuste et al., 1997), affecting the quality of the wine (meliá et al., 1995; parisio et al., 1994). the quantity of clusters per plant affects the size of the clusters and that of the fruit, and therefore, the accumulation of sugar (iacono et al., 1995), as well as other components of the flavor of the fruit (reynolds et al., 1996) and several aspects of the vegetative growth (edson et al., 1995). the effects of fruit load and microclimate have been studied, but only independently (muñoz et al., 2002). changes in the microclimate produced by modifications at the level of fruit load and changes in the leaf/fruit ratio, provoked by some imposed alterations of the foliage to modify the microclimate, make the interpretation of the results difficult. therefore, it is important to carry out investigations involving these two factors. this study aimed to evaluate the effect of removal of leaves and clusters on the physic-chemical composition of grapevine fruits of the clonal selection riesling × silvaner, under the conditions of the municipality of corrales (boyacá, colombia). materials and methods the field phase of the study was performed in the municipality of corrales located at 5°50’15” n and 72°51’05” w, at an altitude of 2,450 m a.s.l. the climate of the zone is characterized by an average annual temperature of 15°c and a bimodal average precipitation of 726.6 mm year–1 with two peaks: april-june and october-november. cloud cover is scarce and solar radiation is high reaching an average of 476 cal cm–2 along 6.5 h d–1 (quijano, 2006). the soils are of light texture, a franco-sandy type. the life zone, in accordance with the classification of holdrige, is low dry mountainous forest (bs-mb). irrigation is by gravity, according to the requirements of the crop. grapevine of the clonal selection of vitis vinifera l., variety riesling × silvaner from alsace, germany was used (quijano, 2001a). the plants were 7 years old, planted at a distance of 1.20 x 0.90 m and trellised by three vertical wires. pruning was done according to the simple training guyot system. the study was conducted in the second semester of 2009. a completely randomized bifactorial design of 2x3 with 4 repetitions per treatment was used, where the first factor was removal of leaves (without defoliation, defoliation of 60%) and the second factor was the thinning of clusters: maintaining 66% by removing one of the three clusters or retaining 33% by removing two of the three clusters). clusters were thinned at the moment of fruit set. thus 24 experiment units were used, four plants each. leaf removal was conducted at the beginning of veraison, at the level of insertion of the clusters, involving the elimination of the first six leaves of every vine shoot, resulting in an average leaf area of 1,108 cm2/shoot (13.293 cm2/plant). fruit weight was determined with an acculab vic 612™ (bradford, ma) scale (precision 0.01 g), with a sample of 20 fruits for every experimental unit, collected on the day of grape harvest, using five berries per cluster (two fruits each at the upper and middle part, and one from the lower part). the dry mass was obtained after submitting the fruits to a stove at 90°c until stabilization of the weight. also, the total fruit production per plant and the average cluster weight was measured. the chemical variables evaluated were total soluble solids (tss, brix grades; using a digital refractometer hi 96801 hanna™, woonsocket, ri), ph (potenciometer orión™, model 420, boston, ma), total titratable acidity (tta; with naoh 0.1 n up to ph 8.2 expressed in tartaric acid [aoac, 1990]), and the technical maturity index (tmi; quotient between tss and tta). for the analysis of the effects of the controlled factors on the evaluated variables a bifactorial variance analysis was 37almanza-merchán, fischer, serrano-cely, balaguera-lópez, and galvis: the effects of leaf removal and cluster thinning on yield and quality of grapes... ab ab a b b b 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 fr ui t p ro du ct io n (k g ha -1 ) ab ab a b b b 0 200 400 600 800 1000 1200 c lu st er fr es h m as s (g ) b b a b b b 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 no leaf removal clusters/plant/100% clusters/plant/66% clusters/plant/33% leaf removal no leaf removal leaf removal no leaf removal leaf removal fr ui t f re sh m as s (g ) treatments b b a b b b 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 no leaf removal leaf removal no leaf removal leaf removal no leaf removal leaf removal fr ui t d ry m as s (g ) treatments clusters/plant/100% clusters/plant/66% clusters/plant/33% figure 1. effects of leaf removal and cluster thinning, with 33%, 66% or 100% retention of clusters per plant, in riesling × silvaner grapevine on: (a) fruit production per ha; (b) fresh mass per cluster; (c) fresh mass per fruit; (d) dry mass per fruit. mean values followed by distinct letters are significantly different according to tukey’s test (p≤0.05). realized as well as a tukey test of multiple comparisons on the interactions and the average significant effects (p≤0.05) by means of the sas™ program v.8.1e (cary, nc). results and discussion mass production of fruits and clusters the fruit production per plant was affected by the intensity of the removal of clusters and leaves. the treatment with 66% clusters and without defoliation showed a significantly highest (p≤0.01) production (10,530 kg ha–1), fresh mass of clusters (1,138.43 g/plant) and fresh and dry mass of the fruit (2.16 g and 0.3 g, respectively) (fig. 1). maintaining only 33% of the clusters with leaf removal presented low fresh and dry mass of the fruit, which meant a considerable decrease in the cluster fresh mass and in the entire fruit production of the plant (fig. 1). on this matter, mota et al. (2010) found that the thinning of clusters generated a decrease of the cluster weight of ‘merlot’ and ‘cabernet sauvignon‘ vine grapes. on the contrary, reynolds et al. (1994) reported an increase in the cluster weight, whereas nuzzo and matthews (2006) did not find differences. according to casierra-posada et al. (2007), the practice of fruit thinning increases size but also reduces the total fruit production; so, it is necessary to strike a balance between production and the size of the fruit (day et al., 1992). with 66% retention of the fruits per plant a better balance is achieved compared to the other evaluated thinning treatments, since a major response was obtained in production, fresh mass of clusters and fresh and dry mass of the fruit (p≤0.01). the behavior of these variables was fitted to a quadratic model in function of fruits per plant percentage (fig. 2). consistently, the sink/source ratio can influence the yield of a plant, as well as the size and weight of each of the fruits (peluzio et al., 1999). after reducing the number of fruits, assimilates targeted for the removed fruits will be attracted by the adjacent remaining fruits (ho, 1992), increasing weight and size (russell and morris, 1983). nevertheless, in this case, the high sink strength for the photoassimilates can diminish the expansion of the leaves and accelerate ageing, as was found in melon by valantin et al. (1998). although a statistically equal production was obtained with 100% of the clusters as compared to retaining 66 % of a c b d 38 agron. colomb. 29(1) 2011 a a b y = -1,2085 x 2 + 186.29x + 1581.1 r2 = 0,9899 0 2000 4000 6000 8000 10000 fr ui t p ro du ct io n (k g ha -1 ) a a b y = -0.1307 x2+ 20.141x + 170.93 0 200 400 600 800 1000 c lu st er fr es h m as s (g ) b a b y = -0.0004 x2+ 0.0497x + 0.1544 = 0.9809 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 25 50 75 100 fr ui t f re sh m as s (g ) clusters/plant (%) b a b y = -5e 0.5x2 + 0.0065x + 0.0394 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0 25 50 75 100 fr ui t d ry m as s (g ) clusters/plant (%) r2 = 0.9999 r2 = 0.9905 figure 2. effect of cluster thinning, with 33%, 66% or 100% retention of clusters per plant, in riesling × silvaner grapevine on: a. fruit production per ha; b. fresh mass per cluster; c. fresh mass per fruit; d. dry mass per fruit. mean values followed by distinct letters are significantly different according to tukey’s test (p≤0.05). clusters/plant, this high fruit number can negatively affect plant growth and diminish the nutritional reserves for future crops. in fact, an increase in the number of fruits can increase the fraction of photoassimilates assigned to the fruits at the expense of the growth of the vegetative parts (andriolo and falcão, 2000). partially different results were found by mueller and wamser (2009) in the tomato with an increase in total fruit production according to the number of trusses, but there was a quadratic decrease in the average mass of marketable fruits as the truss number per plant increased. similarly, lavín et al. (2001) observed in ‘chardonnay’ plants an increase in grape production according to the level of fruit load. in the case of 33% clusters, production was negatively affected due to the low number of clusters; nevertheless, the atypical result was the low weight of clusters and fruits, as the weight was expected to be higher due to the decreased competition between sinks. with the leaf removal factor, there was a major response of the variables of production (p≤0.05) without defoliation (tab. 1), which indicates that a reduction of leaf area can decrease the grape yield, as scarpare filho et al. (2010) observed in ‘niagara pink’ plants. on the other hand, bennett et al. (2005) report that a decrease of the leaf area can restrict the accumulation of carbohydrates, which generates negative impacts on flowering and yield. grape quality a high ph was obser ved in the treatment with 33% clusters and without defoliation (p≤0.01). the opposite response was observed with 66% clusters and with 60% table 1. effect of leaf thinning on the production and quality of ‘riesling × silvaner’ (vitis vinifera l.) grapevine. leaf thinning grape production (kg ha-1) cluster fresh weight (g/plant) fresh weight (g/berry) dry weight (g/berry) ph tss (ºbrix) tta (%) tmi (tss/tta) without thinning 7748.02 a 910.50 a 1.64 a 0.23 a 3.77 a 22.47 b 0.62 b 36.16 a thinning (60%) 6450.42 b 758.04 b 1.43 b 0.21 b 3.73 b 22.91 a 0.69 a 33.50 b mean values followed by distinct letters are significantly different according to tukey’s test (p≤0.05). a c y = – 1.2085x2 + 186.29x + 1,581.1 r2 = 0.9899 y = – 0.0004x2 + 0.0497x + 0.1544 r2 = 0.9899 y = – 0.1307x2 + 20.141x + 170.93 r2 = 0.9999 y = – 5e – 05x2 + 0.0065x + 0.0394 r2 = 0.9905 b d 39almanza-merchán, fischer, serrano-cely, balaguera-lópez, and galvis: the effects of leaf removal and cluster thinning on yield and quality of grapes... leaf removal (fig. 3a). it was found that with increasing the cluster number the ph decreased (p≤0.01); this behavior was explained by means of a polynomial of the second grade (fig. 4a). on the other hand, no removal of leaves caused a higher ph value (tab. 1). these results agree with franco-aladren (1996), who found in ‘garnacha’ that cluster thinning during the veraison stage provokes a yield loss and moves forward the date of wine grape harvest, also the ph was high, whereas the acidity was reduced. nevertheless, mota et al. (2010) did not find any significant effect of cluster thinning on the ph. partial defoliation removal favored higher juice acidity (p≤0.01; tab. 1); the opposite was observed in fruits in the treatments with cluster removal (p≤0.01; fig. 4b). thus, the grapevines with 33% clusters and without leaf removal developed the lowest fruit content of att (fig. 3b), which agrees with the results of lavín et al. (2001) who found a high content of tartaric acid in fruits of vines without fruit thinning and with low levels of fruit thinning. the decrease in acidity as a result of leaf thinning was probably related to the consumption of malic acid in fruit cell respiration. valdivia (2001) found that low solar exposure of clusters due to a dense canopy results in lower respiration rates and thus a decreased consumption of organic acids. nevertheless, many studies have found that the removal of leaves caused decreases of tta (mota et al., 2010; keller et al., 2005; bucelli and gianetti, 1996), but other authors did not report significant effects (campostrini et al., 1991). the tss presented statistical differences both for the level of the treatments and the factors. with 66% clusters and without leaf removal the highest tss content was recorded; on the contrary, retaining only 33% of the clusters and without defoliation the accumulation of tss was lower (fig. 3c). this confirms the results of coombe and mccarthy (2000), who indicate that the increase of sugars is due to the transpiration, which in consequence causes rapid dehydration of the fruit (almanza-merchán and balaguera-lópez, 2009). meanwhile, hunter and him roux (1992) found that the concentration of sugar in the ‘cabernet sauvignon’ grape does not change with a reduction in leaf area. a quadratic equation explained the behavior of tss according to the intensity of cluster thinning. maintaining 66% clusters resulted in the highest tss content (fig. 4 c). this result agrees with studies of pszczólkowski et al. (1985), dc bcd ab d a ab 3.55 3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 3.85 ph ab a ab ab b ab 0.54 0.56 0.58 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.72 0.74 tt a ( % ) a a a a b a 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 no leaf removal leaf removal no leaf removal leaf removal no leaf removal leaf removal clusters/plant 100 % clusters/plant 66 % clusters/plant 33 % ts s ( ºb ri x) a a a a a a 30 31 32 33 34 35 36 37 no leaf removal leaf removal no leaf removal leaf removal no leaf removal leaf removal clusters/plant 100 % clusters/plant 66 % clusters/plant 33 % tm i ( ts s /t ta ) figure 3. effects of leaf removal and cluster thinning, with 33%, 66% or 100% retention of clusters per plant, in ‘riesling × silvaner’ fruits on: a. ph; b. total tritatable acids (tta); c. total soluble solids (tss); d. technical maturity index (tmi). mean values followed by distinct letters are significantly different according to tukey’s test (p≤0.05). a c b d 40 agron. colomb. 29(1) 2011 who affirm that the higher exposure of the clusters to solar radiation stimulates the translocation of photoassimilates towards the fruits, as a result of stimulation by the increase in temperature in the fruit and because in the veraison stage there exists a minor competition among the foliage due to the loss of functionality of the xylem (coombe and mccarthy, 2000; rogiers et al., 2006). casierra-posada et al. (2007) confirm that in the peach a higher number of leaves per fruit increased the content of tss in the fruits, due to the higher attraction of photoassimilates exhibited by the remaining fruits after the thinning practice. these fruits showed a lower competition among themselves (ho, 1992), which results in an increase in the sst content, which, possibly, also happened in the studied wine grapes. regarding defoliation, 60% foliar removal slightly, but significantly, affected (p≤0.05) tss content (tab. 1). possibly, due to the fact that the partial leaf removal practice allowed a higher exposure of the fruits to solar radiation which in turn favored the micro-environmental conditions of the clusters and thus improved the quality of the wine grapes, which coincides with the results of muñoz (2002), nevertheless, it increases the risk of sun scorching the grapes. in accordance with gray et al. (2010) and mota et al. (2006), the maturity index represents a balance between sugars and acids, important for the wine quality, since this balance favors the wine flavor. significant differences in the tmi were only found in the leaf removal treatment (fig. 3d, 4d and tab. 1). nevertheless, this practice reduced the tmi because the tta increased with a higher proportion than the tss (tab. 1). nevertheless, the values obtained with any of the treatments guaranteed the production of quality wines (falcão et al., 2008). conclusions as an alternative to improve the quality and production of ‘riesling x silvaner’ berries, retaining 66% of the clusters per plant is recommended, because it generated the highest fruit production per area, mass of clusters and fruits, and total solid soluble content, as well as considerable values of total titratable acids and technical maturity index with a low ph value. while 60% leaf removal the total soluble solids and titratable acidity increased, and the fruit production and fruit and cluster mass decreased. plants with 66% clusters developed higher values for production components and quality characteristics such as b b a 3.70 3.72 3.74 3.76 3.78 3.80 3.82 ph a a a 0.630 0.635 0.640 0.645 0.650 0.655 0.660 0.665 tt a ( % ) ab a b 22.2 22.3 22.4 22.5 22.6 22.7 22.8 22.9 23.0 23.1 23.2 0 25 50 75 100 ts s ( ºb ri x) clusters/plant (%) a a a y = -0.0195x + 36.122 r2= 0.99055 34.0 34.2 34.4 34.6 34.8 35.0 35.2 35.4 35.6 0 25 50 75 100 tm i( ts s /t ta ) clusters/plant (%) figure 4. effect of cluster thinning, with 33%, 66% or 100% retention of clusters per plant, in ‘riesling x silvaner’ fruits on: a. ph; b. total tritatable acids (tta); c. total soluble solids (tss); d. technical maturity index (tmi). mean values followed by distinct letters are significantly different according to tukey’s test (p≤0.05). y = 3e 0.5x2 0.0046x + 3.9271 r2 = 0.9998 y = -8e 06x2 + 0.0017x + 0.5862 r2 = 0.9898 y = 3e 05x2 0.0046x + 3.9271 r2 = 0.9998 a c b d 41almanza-merchán, fischer, serrano-cely, balaguera-lópez, and galvis: the effects of leaf removal and cluster thinning on yield and quality of grapes... soluble solids, titratable acidity and technical maturation index, with a low ph in the grapes. cluster thinning appears to be an alternative to improve the production and quality of grapes for wine making. acknowledgments the authors are grateful to eng. carlos enrique pedraza and to the mayor of corrales, for allowing this study. also, this research was carried out with the support of dirección de investigaciones (din) of the universidad pedagógica y tecnológica de colombia, under the title of “proyecto capital semilla, convocatoria 021 2009, influencia del nivel de carga y deshoje sobre la calidad en bayas de vitis vinifera l. scrxs sgi 646”. cited literature almanza, p.j., m.a. quijano-rico, g. fischer, b. chaves, and h.e. balaguera-lópez. 2010. physicochemical characterization of ‘pinot noir’ grapevine (vitis vinifera l.) fruit during its growth 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número de frutos retenidos en el árbol en un 38%; ii) la aplicación de sacarosa mejoró la calidad interna del fruto al incrementar el contenido de sólidos solubles totales en un 10% y disminuir la acidez en un 36%. ni la selección de fruta ni la fertilización foliar mostraron diferencias significativas con el tratamiento control. se concluye que la combinación de anillado y aplicaciones externas de sacarosa pueden ser técnicas útiles para mejorar la calidad del naranjo en la zona cafetera colombiana. seeking to improve the fruit quality of sweet orange grafted on the dwarf rootstock ‘flying dragon’, the present research study tested a series of techniques, namely branch ringing, partial defoliation, fruit thinning, foliar fertilization, sucrose application to the foliage and pruning of non-productive branches. the work was carried out on 9 year old trees in a commercial orchard in the north of the department of valle del cauca (colombia). in comparing the treatment results to the control, it was observed that: i) productive branch ringing significantly influenced total fruit production per plant and increased fruit retention on the tree by 38%; ii) sucrose application improved fruit internal quality through increasing total soluble solid content by 10% and reducing acidity by 36%. neither fruit thinning nor foliar fertilization showed any significant differences with the control. it can be concluded that the combination of branch ringing and external application of sucrose can be useful for improving orange fruit quality in the colombian coffee zone. key words: citrus, fruit crops, branch ringing, sucrose.palabras clave: cítricos, frutales, anillado de rama, sacarosa. fecha de recepción: 4 de enero de 2010. aceptado para publicación: 5 de marzo de 2010 1 facultad de ingeniería agronómica, universidad de ciencias aplicadas y ambientales (udca), bogotá (colombia). 2 autor de correspondencia. mcabezas@udca.edu.co agronomía colombiana 28(1), 55-62, 2010 para mejorar el tamaño y la calidad de la fruta, se realizan prácticas culturales que afectan las relaciones entre la fotosíntesis foliar, la distribución de azúcares entre la planta y la carga apropiada de fruta (marcelis, 1996). para lograr este objetivo, se necesita probar ciertas técnicas de manejo como raleo de fruta, anillado de ramas, aplicación exógena de sacarosa y buscar un índice de área foliar adecuado (vu et al., 2002). dichos aspectos están contemplados en los conceptos de asignación y distribución de los fotoasimilados en las plantas. se entiende por asignación el conjunto de pasos llevados a cabo para regular el carbono fijado y así abastecer las diferentes vías metabólicas de la planta (lenz, 2000; centécnicas hortícolas para optimizar el tamaño y la calidad del fruto del naranjo (citrus sinensis l.) horticultural techniques for improving orange fruit (citrus sinensis l.) size and quality marco cabezas-gutiérrez1, 2 y carlos andrés rodríguez e.1 introducción la producción de fruta en los naranjos está determinada por factores genéticos, climáticos y agronómicos, los cuales, en conjunto e interacción, dan como resultado cosechas con alta variabilidad en cantidad y calidad (abdi y modjeh, 1992; iglesias et al., 2007). la asignación y distribución de asimilados que desde las hojas y tallos hacia los órganos demanda, es tal vez el aspecto de mayor sensibilidad a la hora de definir la cantidad de frutos por árbol para lograr tamaños aceptables en el mercado (goldschmidt, 1998). la variedad de naranja sweety orange, forma parte de un grupo de materiales sembrados en los departamentos de quindío y valle del cauca, con aceptación como fruta para industria, pero con problemas de tamaño, lo cual es una seria limitante para el mercado de fruta fresca. 56 agron. colomb. 28(1) 2010 tritto, 2005). la distribución hace referencia a la partición de los fotoasimilados de forma diferencial en los distintos órganos de las plantas (flore y layne, 1999; takashima et al., 2004). para determinar los principales aspectos que definen la forma como se asigna y distribuye el carbono en plantas leñosas, se han realizado estudios, principalmente en frutales de hoja caduca y en menor escala en frutales de hoja perenne (dejong y grossman, 1994; moriondo et al., 2000). en algunos pocos casos, las especies forestales han sido objeto también de esta experimentación (lacointe et al., 2002; takashima et al., 2004). bustan et al. (1996) realizaron un trabajo en citrus paradisi y c. reticulata en los que demostraron las ventajas del anillado y la selección de frutos en el peso final de los frutos y la acumulación de carbohidratos en la planta. el experimento de lenz (2000) en cítricos hace un aporte adicional puesto que, además de evaluar la movilidad de fotoasimilados, analizó la forma como los nutrimentos son distribuidos en diferentes balances fuente–demanda. en kiwi, famiani et al. (1997) encontraron que el anillado incrementó el peso fresco y seco de los frutos, y que con una relación hoja fruto de 4 a 1 se logró aumentar el peso seco del fruto en 50%. el balance de las demandas en cítricos (lenz, 2000; iglesias et al., 2002) y en guanábana (soriano, 1995) es medido por el contenido de carbohidratos en la hoja. el efecto de la demanda en la fotosíntesis puede operar como un mecanismo de retroalimentación–alimentación, controlado por medio de los niveles de carbohidratos en las hojas (ruiz y guardiola, 1994; matsuura et al., 2001). la acumulación de azúcares en la hoja puede inducir a estrés osmótico y al consecuente cierre estomático. también pueden existir genes que son represivos de azúcares (zhenming et al., 2008). iglesias et al. (2002) realizaron un ensayo en mandarinos mediante una aplicación suplementaria de sacarosa, anillado de ramas, selección de frutos y de hojas, para medir la fotosíntesis, la concentración de carbohidratos y pigmentos. se encontró que los cítricos, al ser sistemas de plantas perennifolias, las cuales siempre mantienen una producción de hojas en diferentes estados fenológicos, tienen tasas fotosintéticas entre 4 y 8 µmol co2 m2 s-1, siendo superior en hojas jóvenes, de mediana edad y maduras que en hojas senescentes. el anillado es una técnica de uso generalizado en frutales leñosos (mesejo et al., 2007). al realizarlo sobre plantas de naranja, incrementó en 12% el contenido de almidón en la hoja, pero no así el contenido de azúcares solubles. el aclareo de frutos aumentó el contenido de almidón en 16%, el 22% de glucosa y el 57% de sacarosa en frutos. la defoliación del 66% de la planta hizo descender entre 40 y 50% el contenido de carbohidratos en la misma, luego de la cosecha de frutos. el anillado y el raleo de frutos redujeron la tasa fotosintética entre 14 y 26%, mientras que la aplicación de sacarosa lo hizo en un 56% (iglesias et al., 2003). con base en la hipótesis de que existen factores que determinan las relaciones fuente–demanda de fotoasimilados y que afectan el tamaño y la calidad de la fruta de naranja variedad sweety orange, sobre patrón ‘flying dragon’, se planteó como objetivo comparar diferentes técnicas de compensación metabólica en pro de obtener fruta de mayor tamaño y mejor calidad interna. materiales y métodos el trabajo se llevó a cabo en la finca elvira, perteneciente a la empresa malta s.a., localizada en la vereda montegrande del municipio de caicedonia, valle del cauca, a una altitud promedio de 1.090 msnm. el tiempo de realización fue entre julio de 2008 y marzo de 2009. condiciones ambientales del sitio experimental: humedad relativa del 85%; precipitación media de 2.200 mm año-1, en distribución bimodal; radiación solar media de 356 w m-2; temperatura mínima de 18°c y máxima de 27°c. se escogió un lote que mostraba una alta homogeneidad en el material sembrado, dosel uniforme y estado fitosanitario ideal. el material vegetal correspondió a plantas de naranja (citrus sinencis l.) variedad sweety orange sobre patrón ‘flaying dragon’. las plantas estaban en el periodo de plena producción, con una edad de nueve años. se realizó una fertilización edáfica a base de compost (3 kg/árbol), fertilizante compuesto 10-30-10 (1,5 kg/árbol) y sulfato de cinc (100 g/árbol), todo apoyado en el análisis de suelos. el estudio se hizo bajo la estructura de un diseño de bloques completos al azar, con diez tratamientos y cuatro repeticiones, en donde la unidad experimental estuvo compuesta por tres árboles de la misma conformación de copa. el factor de bloque fue la pendiente. cuatro repeticiones (bloques) se usaron, para obtener un total de 40 unidades experimentales y 120 árboles ubicados en 1.920 m2 de área experimental. la distancia de plantación fue de 4 x 4 m en sistema cuadrado, con un total de 625 árboles por hectárea. antes de aplicar los tratamientos, se procedió a eliminar todos los frutos mayores a un centímetro de diámetro ecuatorial, presentes en los árboles. el ensayo se inició tres semanas después de la antesis, a la espera de que ocurriese el periodo de desprendimiento o 572010 cabezas-gutiérrez y rodríguez e.: técnicas hortícolas para optimizar el tamaño y la calidad del fruto del naranjo... derrame fisiológico normal, para permitir la estabilización del cuajado final de la fruta (mesejo et al., 2007). tratamientos raleo del 75% de frutos (r75): para tal fin, se realizó raleo manual de los frutos cuando estos tenían 0,5 cm de diámetro, justo después del periodo de caída normal, dejando solo el 25% de los frutos cuajados originalmente. raleo del 50% de frutos (r50): se siguió la misma metodología del tratamiento 1, pero se dejó solamente el 50% de los frutos cuajados. raleo del 25% de frutos (r25): se siguió la misma metodología de los tratamientos 1 y 2, pero se dejó el 75% de los frutos cuajados. anillado de ramas (a): se seleccionaron las ramas principales del árbol y se les realizó un anillado a 10 cm de la inserción con el eje central, siguiendo la metodología propuesta por verreynne et al. (2001). el anillo consiste en el desprendimiento cuidadoso de la corteza, evitando daños en las células xilemáticas. en forma circular se retiró la corteza con un ancho de 5 mm. anillado y aplicación de sacarosa (a10s): a un grupo de plantas, anilladas como las del tratamiento 4, se les asperjó foliarmente una solución de sacarosa, azúcar refinada del 99%, al 10% de concentración. se aplicaron 800 ml de la mezcla por árbol, en frecuencia semanal, durante el desarrollo del experimento. aplicación de sacarosa sin anillado (s): la misma concentración y frecuencia en plantas sin anillar. defoliación parcial de plantas y aplicación de sacarosa (df50s): se quitó manualmente el 50% de las hojas de ramas productivas que tuvieran frutos de 0,5 cm de diámetro. posteriormente se aplicó sacarosa al follaje remanente, con la misma dosis y frecuencia de los anteriores tratamientos. poda (p): la poda se hizo a ramas improductivas, con segueta, teniendo en cuenta el sellamiento de los cortes para evitar cualquier problema fungoso. fertilización foliar (ff) el fertilizante foliar utilizado fue una mezcla de fosfato monopotásico y fosfato de amonio, cuya composición fue: nitrógeno total 9,4%; p2o5 61%, k2o 23%. se efectuaron cinco aplicaciones durante el tiempo de realización del ensayo. control (c): control o tratamiento testigo: no se realizó ninguna modificación ni aplicación. se tomaron datos de producción de fruta, tamaño promedio de fruto, número de frutas por parcela y características de calidad. tres pases de cosecha fueron tenidos en cuenta para estimar estos valores. el tamaño final del fruto, expresado en términos de diámetro ecuatorial del mismo, se obtuvo de promediar las mediciones en ocho frutos por cada parcela y por cada pase de cosecha. se utilizó un calibrador industrial (solingen, berlín, alemania). los mismos frutos fueron pesados en una balanza (ohauss, pine brook, nj), una vez tomado el dato del calibre. el rendimiento estimado se obtuvo mediante el conteo de los frutos cosechados por parcela y multiplicando el dato por el valor promedio de los 24 frutos pesados, en los tres pases de cosecha. en la cosecha, a los frutos marcados se les tomaron medidas de grados brix (sst), mediante un refractómetro; la acidez total titulable (att) se midió por el método de titulación. igualmente, se procedió a obtener el porcentaje de jugo de los frutos mediante la separación de fibra, cáscara, flavedo, semillas, y también se valoró su ph. se escogieron ocho frutos de cada árbol marcados al inicio de la asignación de los tratamientos. este experimento tuvo una duración de ocho meses. análisis estadístico los datos obtenidos se sometieron a un análisis de varianza clásico mediante un programa sas® versión 9 en el departamento de asesoría estadística de la universidad de ciencias aplicadas y ambientales (udca). se usó una prueba de comparación de duncan (p≤0,05), cuando existía significancia en los promedios de los tratamientos evaluados. resultados y discusión peso individual de fruto no se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos, pero si se observa la fig. 1 se puede evidenciar el efecto que existe entre algunas de las estrategias probadas respecto al tratamiento control. el raleo de frutos en promedio incrementó un 10% el peso individual, las aplicaciones foliares de sacarosa se aumentaron en un 7%, y el anillado en un 6%, respecto al tratamiento control. si se tiene en cuenta que el peso promedio de los frutos es uno de los componentes de rendimiento de los frutales, entonces se constituirá como elemento de alta sensibilidad a la hora de escoger uno de los tratamientos de manejo evaluados. aun cuando el peso promedio de frutos está más influido genéticamente que el número de frutos por planta (bouffin 58 agron. colomb. 28(1) 2010 et al., 2000), diversos tratamientos de aplicación externa de nutrientes, manejo de poda y aclareo de frutos han incrementado notoriamente el peso de los hespéridos en diversas especies de cítricos (mehouachi et al., 1995; agustí et al. 1998; iglesias et al., 2002). cuando las plantas no alcanzan a retener la cantidad adecuada de frutos, ya sea por aspectos climáticos, nutricionales o bióticos, el efecto del rayado de ramas o el anillado puede convertirse en una alternativa positiva en cuanto al llenado, aspecto que se evidencia en los resultados encontrados en este experimento. figura 1. peso individual de fruto de naranja ‘sweety orange’ sobre patrón enanizante por efecto de los tratamientos de regulación en la relación fuente–demanda de fotoasimilados. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de duncan (p≤0,05). r75, raleo del 75% de frutos; r50, raleo del 50% de frutos; r25, raleo del 25% de frutos; a, anillado de ramas; a10s, anillado y aplicación de sacarosa; s, aplicación de sacarosa sin anillado; df50s, defoliación parcial de plantas y aplicación de sacarosa; p, poda; ff, fertilización foliar; c, control. al efectuar un raleo manual de frutos se disminuye la competencia entre demandas, y los que quedan en el árbol tendrán más oportunidad de incrementar el tamaño; con esto se promueve una mayor concentración de asimilados disponibles para el llenado y, por consiguiente, se obtiene mayor peso por fruto, aspecto que concuerda con lo encontrado por cabezas y novoa (2000) en plantas de lulo. en los tratamientos de raleo, es preciso tener en cuenta que aunque se pierde rendimiento (kilogramos de fruta), la ganancia en el peso final del fruto es fundamental para compensar el tamaño adecuado para la comercialización. número de frutos por planta esta variable mostró mayor sensibilidad que el peso individual de frutos, y se constituye en el factor de mayor influencia en el rendimiento final. respecto al raleo de frutos, la tendencia muestra una lógica en cuanto al número de frutos cosechados (fig. 2). la selección del 25% de frutos justo después de la caída normal hace que se repartan mejor los fotoasimilados, que exista un balance adecuado de hormonas, especialmente giberelinas y que, por tanto, se disminuya una segunda caída de frutos en la planta (zhenming et al., 2008). figura 2. número de frutos de naranja ‘sweety orange’ sobre patrón enanizante por efecto de los tratamientos de regulación en la relación fuente–demanda de fotoasimilados. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de duncan (p≤0,05).ver abreviaturas de los tratamientos en la fig. 1. el anillado de las ramas productivas mostró diferencia significativa con la mayoría de tratamientos, menos con las plantas podadas y con la combinación de anillado y sacarosa. el anillado simple incrementó el número de frutos cosechados en 38%, mientras que la combinación de anillado y aplicación de sacarosa logró aumentar un 20% la retención de fruta. esto indica que el anillado puede convertirse en una medida favorable para elevar el número de frutos retenidos por el árbol, aspecto demostrado por agustí et al. (1998) y verreyne et al. (2001). el anillado es una práctica hortícola que históricamente ha afectado tanto la calidad como el tamaño de los frutos en varias especies como el aguacate (martínez et al., 2003), naranjas (iglesias et al., 2003) y mandarinas (verreyne et al., 2001). estos autores afirman que la práctica es beneficiosa, siempre y cuando se ejecute después del cuajado del fruto, sin afectar el xilema de las ramas y directamente sobre la rama portadora de la cosecha, aspecto comprobado en la presente investigación. en las plantas podadas se logró obtener un 23% más de frutos que en el control. esto evidencia que la práctica mejora la arquitectura de la planta y se permite una buena disposición de las ramas, lo que conlleva a mejorar el uso eficiente de la radiación solar en todas las partes del dosel. este concepto es compartido por vanden heuvel et al. (2004) y veneklaas y den ouden (2005), con trabajos en vitis sp. y arlet sp., respectivamente. 160 170 180 190 200 210 220 230 r75 r50 r25 a a10s s df50s p ff c a a a a a a a a a a p es o in di vi du al d el fr ut o (g ) manejos 0 20 40 60 80 100 120 r75 r50 r25 a a10s s df50s p ff c c bc ab a ab ab bc ab bc ab fr ut os p or á rb ol manejos 592010 cabezas-gutiérrez y rodríguez e.: técnicas hortícolas para optimizar el tamaño y la calidad del fruto del naranjo... rendimiento promedio por planta los resultados (fig. 3) resaltan el efecto positivo del anillado, con un 45% más de producción que el control, anillado más aplicación de sacarosa con 29% y la poda de ramas sobre la producción con el 20% más de fruta (fig. 3). la mejor disposición de ramas en los árboles probablemente proporciona una buena interceptación de radiación fotosintéticamente activa, aspecto que induce mayor eficiencia en la transformación de la energía por parte de las frondas fotosintéticas, y de hecho se tendrá una mayor oferta de carbohidratos para ser distribuidos en los órganos reproductivos. como el anillado de ramas incrementó la retención de frutos, también afectó positivamente la cantidad total de fruta cosechada, aspecto que coincide con los trabajos de agustí et al. (1998), bouffin et al. (2000), verreyne et al. (2001) y martínez et al. (2003). en las condiciones de este experimento, la variabilidad observada en el rendimiento de las plantas de naranja estuvo afectada por las distintas técnicas usadas. el r² de 0,72 demuestra que la respuesta del rendimiento por planta se explica en alto grado por la aplicación de los tratamientos, con una variabilidad baja entre las unidades experimentales (cv = 4,67). al realizar la prueba de comparación de medias, se encontró que las plantas que incluían anillado de ramas, poda y raleo de frutos no presentaron diferencias significativas entre ellas, alcanzando los mayores valores numéricos en producción de fruta por parcela. es importante resaltar que el anillado de ramas productivas se constituye en una buena alternativa de manejo, debido a que se retiene mayor cantidad de fruto en comparación con el testigo. figura 3. rendimiento total de frutos por planta en naranja ‘sweety orange’ por efecto de técnicas de regulación en la relación fuente–demanda de fotoasimilados. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de duncan (p≤0,05). ver abreviaturas de los tratamientos en la fig. 1. calibre promedio del fruto el calibre promedio, expresado como la medida del diámetro ecuatorial del fruto, confirma el estudio de relación fuente–demanda de asimilados (fig. 4). el tamaño del fruto hace parte del tamaño final de las demandas, por lo cual será responsable de la actividad de la fuente y de la eficiencia del transporte (parra, 2003). el r² menor a 0,50, demuestra que las diferencias entre las medias no son congruentes con la respuesta a tratamientos; tampoco se evidenciaron diferencias significativas para esta variable. es posible que el diámetro ecuatorial del fruto corresponda más a un rango eminentemente genético o carácter no plástico (nogueira y franco, 1992; lenz, 2000), y que la aplicación de los tratamientos aquí evaluados no afecte la respuesta de la variable en estudio. figura 4. calibre de frutos de naranja sweety orange sobre patrón enanizante por efecto de los tratamientos de regulación en la relación fuente–demanda de fotoasimilados. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de duncan (p≤0,05). ver abreviaturas de los tratamientos en la fig. 1. al mantener mayor cantidad de frutos en el árbol de naranja, se disminuye el calibre del fruto, mientras que el raleo de la mitad de frutos y la poda de ramas, que contribuye con la regulación del número de frutos por árbol, incrementan el diámetro ecuatorial y, por tanto, el calibre de la fruta. aparentemente la fertilización no tuvo un efecto positivo en el calibre de frutos, como tampoco lo hizo en las variables de rendimiento discutidas anteriormente. rendimiento de jugo en esta variable no se observan diferencias estadísticas, pero sí se puede destacar una ligera tendencia en los valores de los distintos tratamientos respecto al control (tab. 1). la literatura reporta que las variaciones en el contenido de jugo de una misma variedad se pueden deber más a condiciones ambientales y, en menor grado, a tratamientos de relación fuente–demanda (sans et al., 1987; ribeiro y machado-braz, 2007). se debe recordar que el contenido de jugo está en función de la disponibilidad de agua en el suelo para la planta, del material genético y de la fertilización con calcio y 0 20 40 60 80 100 120 r75 r50 r25 a a10s s df50s p ff c manejos c bc ab a ab ab bc ab bc ab r en di m ie nt o po r ár bo l (k g) 7 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 r75 r50 r25 a a10s s df50s p ff c manejos a a a a a a a a a a c al ib re d e fr ut o (c m ) 60 agron. colomb. 28(1) 2010 potasio (zhenming et al., 2008), condiciones que fueron homogéneas en este ensayo. aunque no se presentaron diferencias estadísticamente significativas, el porcentaje de jugo en los tratamientos a los cuales se les realizó selección de fruto tiende a ser superior al testigo y a las plantas que se defoliaron parcialmente. la razón puede deberse a que al disminuir el número de demandas, existe una compensación dirigida hacia el mayor aporte de sustancias traslocadas en el floema, especialmente azúcares y potasio, lo cual aumenta la tasa de llenado de jugos en las células de los frutos (abdi y mojdeh, 1992; morinaga et al., 2002). al defoliar parcialmente la planta y aplicar sacarosa foliar, no se logró el efecto compensatorio mencionado por iglesias et al. (2007); es decir, la defoliación reduce la tasa fotosintética total de la planta, y por tanto afecta la oferta de carbohidratos, especialmente sacarosa, la cual, al ser aplicada exógenamente, puede reconstituir las cantidades originales para el llenado de fruto. en tierras bajas tropicales la mayoría de los sst se acumulan rápidamente en la fruta y lentamente en las de condiciones frescas de la costa (ribeiro y machado-braz, 2007). de acuerdo con lo expresado por iglesias et al. (2007), los niveles máximos de sst se logran en los trópicos medios, ajustándose la premisa a la ubicación de este ensayo. es posible que la velocidad de acumulación de los sst esté relacionada con la temperatura, siendo más rápida en condiciones tropicales, donde se presentan variaciones menores entre el mes más frío y el mes más cálido (mehouachi et al., 1995; pozo, 2001). grados brix no se presentaron diferencias significativas para esta variable. se obtuvieron valores en un rango entre 10,6 y 11,7. la variedad sweety orange se caracteriza por presentar los valores más altos en cuanto a grados brix, comparándola con las demás variedades. la industria acepta valores superiores a 9, y por tal razón los resultados arrojados en este ensayo muestran datos muy aceptables para las exigencias del mercado. los valores de sst para la naranja 'sweety orange', en esta zona del país, quindío y norte del valle, oscilan entre 10 y 11°brix. en la tab. 1, el valor mínimo de grados brix corresponde a los frutos del tratamiento control; por tal razón, se puede establecer que esta variable es muy susceptible a cualquier cambio en las características normales del árbol. los valores más altos se presentaron en los tratamientos con aplicaciones exógenas de sacarosa. la aplicación de sacarosa puede compensar la fotosíntesis en casos de estrés; este concepto, propuesto por iglesias et al. (2002), explica cómo las aspersiones del disacárido disminuyen la tasa fotosintética foliar. es posible que al colocar sacarosa directamente en los espacios libres de difusión de la hoja, sea rápidamente incorporada al simplasto, y por tal motivo sea fácilmente traslocable a los órganos demanda. esto facilitará a la planta la conducción de los asimilados, disminuirá la carboxilación y hará que el vegetal se desgaste menos en respiración de mantenimiento y baje la apertura estomática. al reducir la apertura estomática, también se disminuirá la tasa de transpiración y hará que la planta incremente el uso eficiente del agua (bustan et al., 1996; zhenming et al., 2008). tanto las aplicaciones tabla 1. efecto de diferentes tratamientos sobre las características de calidad interna de frutos de naranja variedad sweety orange. promedio de 24 frutos. tratamiento sst acidez % jugo ph ratio r75 11,38 ab 0,61 abc 43,50 a 4,16 a 18,6 ab r50 11,45 a 0,70 ab 42,65 a 4,16 a 16,35 bc r25 11,42 ab 0,65 abc 43,50 a 4,25 a 18,42 ab a 11,20 ab 0,60 abc 42,78 a 4,26 a 18,67 ab a10s 11,70 a 0,60 abc 42,20 a 4,23 a 19,50 ab s 11,61 a 0,55 c 43,78 a 4,21 a 21,10 a df50s 10,89 b 0,62 abc 39,73 a 4,16 a 17,60 bc p 11,35 ab 0,59 abc 42,35 a 4,10 a 19,23 abc ff 11,07 ab 0,56 bc 43,47 a 4,09 a 19,80 ab c 10,60 b 0,75 a 39,25 a 4,17 a 14,13 cc r2 0,73 0,42 0,37 0,32 0,62 cv 6,59 11,20 6,91 2,57 8,45 promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de duncan (p≤0,05). ver abreviaturas de los tratamientos fig. 1. 612010 cabezas-gutiérrez y rodríguez e.: técnicas hortícolas para optimizar el tamaño y la calidad del fruto del naranjo... exógenas de sacarosa, como el anillado de ramas productivas produjeron resultados más altos en grados brix con respecto al testigo. ácidez total titulable la acidez del jugo es el resultado del contenido de ácido cítrico anhidro y de las sales que se forman en el proceso de determinación. el ácido cítrico constituye entre el 70-90% del total de los presentes en el jugo de los frutos cítricos (davies y albrigo, 1994). es más comúnmente utilizada como un componente para calcular el ratio o el índice de madurez, que como un parámetro independiente (nogueira y franco, 1992). no se observan diferencias significativas entre los tratamientos para esta variable, y se puede inferir que los cambios de esta están más bien dados por las condiciones climáticas de la zona y no por el aporte mecánico de los tratamientos sobre la relación fuente–demanda. teniendo en cuenta que la industria requiere un porcentaje de att mayor de 0,5 y menor que 1,0, y que los datos obtenidos van en un rango de 0,55 hasta 0,7, se puede deducir que esta característica interna de la fruta cumple con los requerimientos industriales, muy relacionados con las características climáticas de la zona en que se realizó este experimento. el ph del jugo varió entre 4,1 y 4,3, y no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos. conclusiones se establecieron técnicas promisorias de manejo para el estudio de la relación fuente–demanda de fotoasimilados, en procura de mejorar el tamaño y la calidad de la fruta de naranja 'sweety orange'. el anillado de ramas productivas aumenta el tamaño del fruto y, en forma directa, amplía el volumen de cosecha. la aplicación foliar de sacarosa incrementa el contenido de sólidos solubles totales y, por tanto, mejora la calidad. no se encontraron efectos positivos ni en la calidad del fruto ni en el rendimiento agronómico, con aspersiones foliares de fertilizantes químicos. literatura citada abdi, n. y h. mojdeh. 1992. effect of different harvesting times on citrus quality of ‘satsuma’ clementine mandarin and ‘thomson’ navel sweet orange in sari. pp. 454-455. en: proc. 7th intl. citrus congr., international society of citriculture. acireale, italia. agustí, m., v. almela, s. zaragoza, m. juan, i. trenor, e. alonso y e. primo-millo. 1998. técnicas para mejorar el tamaño del fruto de naranjas y 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asociado, departamento de química, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: jaguerrerod@unal.edu.co 3 profesora asociada, departamento de química, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, bogotá. 4 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: wpiedrahitac@unal.edu.co fecha de recepción: 03 de mayo de 2004. aceptado para publicación: 27 de mayo de 2004. resumen: con base en los resultados de una encuesta de patrones de uso y manejo se evaluó el contenido del insecticida permetrina mediante cromatografía de gases con un detector µ-ecd en muestras de tomate provenientes de un ensayo bajo invernadero realizado en el centro agropecuario marengo de la universidad nacional de colombia, ubicado en el municipio de mosquera, cundinamarca. un 96% de las muestras presentaron residuos de permetrina que superaron el límite máximo de residuos (lmr). el análisis estadístico mostró que la frecuencia de aplicación es el factor de uso que más influye en la presencia de residuos, así como su interacción simple con el tiempo transcurrido entre la última aplicación y la cosecha, además de la interacción de segundo orden entre los tres patrones de manejo más relevantes: la frecuencia de aplicación, el período de tiempo entre la última aplicación y la cosecha, y la dosis. palabras clave: residuos de plaguicidas, dosis, frecuencia de aplicación, tiempo entre la última aplicación y la cosecha, patrones de uso. abstract: permethrin [(3-phenoxyphenyl) methyl (+) cis-trans-3(2,2 dichloroethenyl)-2,2 dimethyl cyclopropane carboxylate) content was evaluated based on the results of a use and management pattern survey. permethrin was analysed by using gas chromatography with µ-ecd detector on tomato samples from a greenhouse trial carried out at done the marengo agricultural centre (universidad nacional de colombia) located in mosquera, cundinamarca department, colombia. 96% of the samples presented pesticide residues exceeding the maximum residue limit (mrl). statistical analysis showed that application frequency is the factor most influencing pesticide presence, followed by its simple interaction with the time between last application and harvest time and the secondary interaction between the three management patterns. key words: pesticide residues, application frequency, dosage, time between last application and harvest, management pattern. introducción la agricultura en colombia ha generado a través del tiempo una dependencia cada vez mayor de los productos agroquímicos (fertilizantes y plaguicidas) usados con el fin de mejorar el rendimiento de las cosechas. el tomate (lycopersicon esculentum mill.) es uno de los cultivos más importantes en colombia. esta hortaliza de la familia de las solanáceas presenta gran demanda en la dieta alimenticia y genera empleo e ingresos, no sólo en el campo, sino también en la agroindustria. en el año 2000 se cultivaron en el país 15.000 ha de tomate, cuya producción ascendió a 450.000 t. según la federación nacional de cafeteros (2001) se han alcanzado producciones de hasta 272.000 t/12.500 ha con un rendimiento promedio de 22 t∙ha-1. el promedio nacional está entre 15 y 20 t∙ha-1 y el óptimo nacional está en 40 t∙ha-1. las variedades más cultivadas son milano, chonto y san marzano ciruelo, que crecen entre 600 y 1.200 m.s.n.m. el tomate participó con el 20% de la producción hortícola nacional entre 1991 y 1997. los principales departamentos productores de tomate son cundinamarca, santander, valle, caldas, huila, risaralda, antioquia, atlántico y guajira (corporación colombia internacional, 2001). en septiembre del año 2000 se aplicó una encuesta para evaluar los patrones de uso y manejo en cultivos de tomate del municipio de gigante, huila, como parte del proyecto de investigación “evaluación y estudio resiagronomía colombiana, 2004. 22 (1): 74-80 farias et al.: estudio de residuos de permetrina... 752004 dual de la aplicación de plaguicidas en productos de cosecha y flores de corte”, realizado en el laboratorio de análisis de residuos de plaguicidas del departamento de química de la universidad nacional de colombia. la unidad municipal de asistencia técnica agropecuaria (umata) de gigante, huila suministró la información correspondiente a la ubicación, extensión cultivada y estado de los cultivos. con el fin de evaluar los principales problemas fitosanitarios en el cultivo y determinar el índice de predicción de la presencia potencial de residuos (ir) se aplicó la encuesta en 29 de 54 fincas; las fincas encuestadas fueron seleccionadas mediante un muestreo aleatorio simple sin reemplazo. la información general que entregó la encuesta mostró que el área cultivada por finca era de 0,25 a 5,0 ha y el total cultivado era de 44,75 ha. es una región de cultivos pequeños cuyo principal mercado se encuentra en la central mayorista de abastos en bogotá. las variedades que se cultivan son el tomate chonto y el milano. la densidad de siembra promedio en los cultivos del municipio encuestados es de 20.200 plantas∙ha-1 (farias, 2004). la encuesta mostró, a nivel de manejo del cultivo, que los principales problemas fitosanitarios eran la presencia de malezas y la de hongos como el tizón, la gota, la alternaria y el hielo; además, el ataque de insectos como el trozador, el tostón, el chupador del fruto, el minador de la hoja, el nuche, la palomilla, el pasador de los frutos, la mosca blanca y, principalmente, el gusano cogollero que se encuentran dentro de las especies enumeradas por vallejo (1999). para combatir estos problemas los cultivadores de la región de gigante, huila emplean una amplia variedad de productos químicos (aproximadamente 75), entre insecticidas, fungicidas y herbicidas. los productos aplicados en la mayor cantidad de fincas fueron: gramoxone® (herbicida aplicado en 26 fincas), manzate® y sencor® (fungicida y herbicida respectivamente, aplicados en 19 fincas cada uno). para cada uno de los productos comerciales se calculó el potencial de residuos (pr) según la metodología descrita por santiago (2000), que tiene en cuenta los siguientes factores: la dosis aplicada del plaguicida, la frecuencia de aplicación, el tiempo entre la última aplicación y la cosecha, el potencial de concentración en tejido proteico y en tejido lipídico, y el tiempo de vida media del plaguicida en la planta. cuando el valor del potencial de residuos (pr) se ha calculado para cada uno de los plaguicidas, y en cada uno de los cultivos, se procede a asignar el valor del índice de predicción de la presencia potencial de residuos (ir) de la siguiente forma: (a) si pr es del orden de milésimas o menor, el ir es menor a 1 y se interpreta que la presencia potencial de residuos del plaguicida en el cultivo es bajísima; (b) si pr es del orden de centésimas, ir tiene un valor de 1 y se interpreta que la presencia de residuos es muy baja; (c) si pr es del orden de décimas, ir tiene un valor de 2 y se interpreta el riesgo como bajo; (d) si pr tiene valores del orden de unidades, ir vale 3 y el riesgo es medio; (e) cuando el pr es del orden de decenas, ir vale 4 y el riesgo es alto; (f) finalmente, cuando pr es del orden de centenas o mayor, ir es mayor a 4 y el riesgo de presencia de residuos es muy alto (santiago, 2000). las interpretaciones de riesgo para los diferentes plaguicidas aplicados en el municipio de gigante, huila, mostraron que algunos productos comerciales como fitoraz® (propineb y cymoxanil) o karate® (λ-cihalotrina) presentaban la misma valoración de riesgo en todas las fincas en las que se aplicaron, mientras que otros productos como gramoxone® (paraquat) o birlane® (clorfenvinfos) presentaron valoraciones distintas entre bajo y alto. estos resultados mostraron claramente que los plaguicidas por sí solos no presentan riesgo potencial de generar residuos en las plantas sino que los patrones de uso y manejo, es decir la manera como los agricultores los emplean, son los que realmente determinan si se va a presentar o no riesgo de residuos en los productos que van al consumidor. dentro de los productos con ir altos llama la atención la situación que se presenta con la permetrina (pirestar®), que presenta riesgo de aparecer como residuo en las doce fincas en que es aplicado, siendo en todos los casos el riesgo calificado como muy alto; por esta razón la permetrina se escogió como objeto del presente estudio. la permetrina es un insecticida piretroide sintético [(3-fenoxifenil) metil (+) cis-trans-3 (2,2 dicloroetenil)2,2 dimetil ciclopropano carboxilato)] de amplio espectro, con buen efecto residual y de baja toxicidad para animales de sangre caliente (categoría toxicológica iii: agronomía colombiana 76 vol. 22 · no. 1 medianamente tóxico). en el producto pirestar®38 ec está formulada con 384 gramos por cada litro de producto comercial. su aplicación es recomendada por la casa productora para cultivos de algodón de utilidad en la erradicación de gusanos belloteros, en cultivos de papa para combatir pulguilla y polilla guatemalteca, y en cultivos de tomate, arroz y sorgo para eliminar el gusano cogollero (fmc corporation, 2002). a nivel nacional se han realizado varios estudios para determinar residuos de plaguicidas en tomate (mccormick, 1973; gallego, 1973; gómez y cardona, 1978; urrego y cachique, 1986; garcía y restrepo, 1996). sin embargo, sólo torrado (1992) realizó un estudio empleando un diseño de parcelas divididas con el fin de determinar el límite máximo para dimetoato en tomate, variando dosis y frecuencias, y con un período de carencia fijo de 15 días. en este trabajo se buscó determinar la presencia de residuos de permetrina en un cultivo de tomate bajo condiciones de invernadero, a través de la variación de los tres patrones de uso y manejo más importantes: la frecuencia de aplicación, el tiempo entre la última aplicación y la cosecha y la dosis. materiales y métodos el ensayo se llevó a cabo en el invernadero de polietileno del centro agropecuario marengo de la universidad nacional de colombia, localizado en el municipio de mosquera, cundinamarca. la temperatura promedio del invernadero al mediodía fue de 23º c. el suelo es franco, ligeramente ácido (ph: 5,38), conductividad eléctrica elevada (4,93 ds∙m-1), excesivo contenido de potasio (1,37 meq∙100 g-1), alto contenido de calcio (11,75 meq∙100 g-1), magnesio (3,16 meq∙100 g-1) y sodio (0,74 meq∙100 g-1) y bajo contenido de aluminio (0,05 meq∙100 g-1). en el ensayo se cultivó tomate híbrido variedad rocío, tomate larga vida con buena consistencia hasta 20 días después de la maduración. se aplicó pirestar® 38ec, proveniente de los lotes ene 02 du 001, formulado en enero del 2002 y mar 01 du 00, formulado en marzo del 2001. el producto vence dos años después de su fecha de formulación. la primera aplicación del plaguicida se realizó un mes después del transplante de las plántulas. para evaluar la presencia y cantidad de residuos de permetrina se diseñó un experimento factorial con tres variables (patrones de uso y manejo) y tres niveles de variación: frecuencia de aplicación (7, 15 y 20 días), tiempo entre la última aplicación y la cosecha (7, 15 y 20 días) y dosis (400, 800 y 1.200 cc∙ha-1). los niveles se establecieron de acuerdo con los resultados de la encuesta; la dosis se basó en la recomendación para papa contra polilla guatemalteca, por cuanto en la fecha de realización del ensayo el producto no se hallaba recomendado para tomate; dicha indicación apareció en el año 2002: 300 cc∙ha-1, lo cual confirmó que la aproximación realizada fue adecuada. cada unidad experimental estaba conformada por cuatro plantas de tomate. cada tratamiento se separó del otro por medio de cuatro plantas en las que no se aplicó el producto a evaluar; esto con el fin de evitar posibles interferencias entre tratamientos. los tratamientos fueron distribuidos al azar dentro de los surcos cultivados. la variable de respuesta evaluada en cada uno de los 27 tratamientos fue la cantidad de permetrina en mg∙kg-1 de tomate. se muestreó en la primera cosecha de cada unidad experimental, recogiendo todos los tomates maduros por cada unidad y cuarteando hasta obtener una muestra de aproximadamente 1 kg, la cual fue analizada por duplicado. es importante aclarar que en algunos tratamientos la producción total por unidad experimental no alcanzó el kg de muestra. para el análisis de permetrina en las muestras de tomate se separaron los sépalos y se lavaron los tomates con agua del grifo en la misma forma que se lava un tomate para consumo en fresco. los tomates se secaron con papel absorbente, se guardaron en bolsas de polietileno y se almacenaron en nevera a –8º c hasta el día del análisis. cuando se sacaron del congelador, se permitió que se descongelaran por un período de aproximadamente 2 horas. en la figura 1 se presenta el procedimiento para el tratamiento de las muestras desde la homogeneización hasta su análisis por cromatografía de gases, en un cromatógrafo hp 6890 plus® con automuestreador agilent 7683®, con detección simultánea por micro-captura electrónica (µ-ecd) y detección nitrógeno-fósforo (npd), equipado con columna capilar hp-5® (30,0 m x 320,0 µm d.i., d.f. 0,25 µm). el gas de transporte fue nitrógeno grado 5,0 up con un flujo de 2,2 ml∙min-1. el volumen de inyección fue de 2,0 µl, con inyección splitless pulsado. la temperatura del farias et al.: estudio de residuos de permetrina... 772004 0,75; 1,00 y 1,25 veces el límite máximo de residuos (lmr) para permetrina, que es 1 mg∙kg-1 de tomate. todos los reactivos y solventes provenían de la casa j.t. baker. se usó bicarbonato de sodio grado analítico y sulfato de sodio anhidro granular (12-60 mesh), acetato de etilo y ciclohexano grado residuos de plaguicidas. resultados y discusión las medias de tratamiento (expresadas en mg de permetrina/kg de tomate) aparecen en la tabla 1; allí se observa que en todos los casos con excepción del tratamiento con frecuencia de 7 días, tiempo entre la última aplicación y la cosecha de 7 días y dosis de 1.200 cc∙ha-1, los contenidos de permetrina superan el límite máximo de residuos (1 mg permetrina/kg de tomate). vale la pena recordar que en todos los tratamientos se esperaba que las muestras de tomate presentaran residuos de permetrina por encima del límite máximo de residuos establecido por el codex alimentarius (fao, 2000). el resultado encontrado en la encuesta ratifica el papel de los patrones de uso y manejo. los tratamientos con dosis de 400 cc∙ha-1 y tiempo entre la última aplicación y la cosecha de 20 días, que son los recomendados por el fabricante, tienen en todos los casos residuos de permetrina por encima del lmr en todas las frecuencias, siendo mayores éstos en los casos con la frecuencia de aplicación más corta (cada 7 y cada 15 días). el resultado presentado en el tratamiento con frecuencia y tiempo entre la última aplicación y la cosecha de 7 días y dosis de 1.200 cc∙ha-1, mostró un posible error en la aplicación del tratamiento por cuanto en este caso se trabajó con la dosis más alta, y la frecuencia y el tiempo entre la última aplicación figura 1. procesamiento y extracción de permetrina en muestras de tomate. inyector fue de 259º c. la detección se hizo empleando un detector de micro-captura electrónica (µ-ecd) a 325º c con un flujo de gas auxiliar de 4,0 ml∙min-1. la concentración de permetrina (mg∙kg-1) fue extrapolada de la curva de calibración en extracto de matriz que tiene los siguientes niveles de concentración: 0,25; 0,50; agronomía colombiana 78 vol. 22 · no. 1 y la cosecha más cortos, por lo que era de esperar la presencia de residuos. f tabulados se puede observar que los tratamientos así como las interacciones de primer y segundo orden son significativos. tabla 2. análisis de varianza para el diseño factorial 33 para la determinación de permetrina en el ensayo de invernadero. fv gl sc cm fcalc ftab (α=0,01) réplicas 1 49,9894857 49,9894857 6,3622 7,72 tratamientos 26 2596,57874 99,8684132 12,7104* 2,58 frecuencia (f) 2 553,861755 276,930878 35,2454* 5,53 tiempo entre la última aplicación y la cosecha (p) 2 190,955566 95,4777828 12,1516* 5,53 dosis (d) 2 128,280105 64,1400526 8,1632* 5,53 f x p 4 707,777577 176,944394 22,5199* 4,14 f x d 4 116,118421 29,0296053 3,6946 4,14 p x d 4 154,765461 38,6913653 4,9243* 4,14 f x p x d 8 744,819859 93,1024824 11,8493* 3,29 error 26 204,287965 7,85722942 total 53 2850,85619 gl: grados de libertad. sc: suma de cuadrados. cm: cuadrado medio. * efecto significativo. la variación de la respuesta para cada efecto simple se presenta en la figura 2, donde se aprecian diferencias en la respuesta al variar la magnitud de los diferentes factores, las diferencias más marcadas se presentan para la frecuencia. los resultados del análisis de varianza para el ensayo factorial aparecen en la tabla 2. al comparar los valores de f calculados con los valores de figura 2. variación del contenido de permetrina por variación de los efectos simples. el análisis de varianza muestró que todos los tratamientos y las interacciones frecuencia-tiempo entre la última aplicación y la cosecha, tiempo entre la última aplicación y la cosecha, dosis y la interacción entre las tres variables, fueron significativas. la contribución de los efectos simples es la más alta en la variación del experimento como era de esperarse (99% de la variación tabla 1. resultados del experimento de aplicación de pirestar®38 ec; medias de cada tratamiento para contenido de permetrina (mg∙kg-1). tiempo entre la última aplicación y la cosecha dosis 7 días 15 días 20 días fr ec ue nc ia de ap lic ac ión 7 días 400 cc∙ha-1 5,10 8,75 9,59 800 cc∙ha-1 4,47 3,65 4,33 1.200 cc∙ha-1 0,38 3,56 2,05 15 días 400 cc∙ha-1 16,94 4,31 15,27 800 cc∙ha-1 6,49 7,12 17,82 1.200 cc∙ha-1 3,77 10,12 28,41 20 días 400 cc∙ha-1 3,92 29,07 7,38 800 cc∙ha-1 7,84 9,74 6,65 1.200 cc∙ha-1 10,18 7,70 8,73 farias et al.: estudio de residuos de permetrina... 792004 de los datos se atribuye a los tratamientos). así mismo, se apreció que la variación entre las dos réplicas para cada tratamiento no era significativa; esto debido a que la variación es producto del análisis por duplicado de la misma muestra de campo. el análisis de las sumas de cuadrados muestra que la frecuencia de aplicación presenta las mayores diferencias entre tratamientos, así como su interacción de primer orden con el tiempo entre la última aplicación y la cosecha y la interacción de segundo orden frecuenciatiempo entre la última aplicación y la cosecha-dosis, esta última debida obviamente al aporte de la interacción simple, lo cual demuestra la importancia de este factor en el manejo del cultivo, como ya se había evidenciado en los resultados de las medias de tratamiento. el hecho que la interacción frecuencia-tiempo entre la última aplicación y la cosecha sea significantiva, indica que los dos factores no son independientes y que los efectos simples de la frecuencia de aplicación se ven afectados en los tres niveles por el tiempo transcurrido entre la última aplicación y la cosecha; recíprocamente, los efectos simples del tiempo entre la última aplicación y la cosecha están afectados para las tres distintas frecuencias. una gráfica de la interacción (figura 3) muestra cambios en la respuesta cuando se varía la frecuencia debido a la variación en el tiempo entre la última aplicación y la cosecha. es interesante observar cómo la combinación del tiempo entre la última aplicación y la cosecha más largo (20 días) y la frecuencia más alta (20 días) generan la respuesta más baja en cuanto a la presencia de residuos de permetrina en el cultivo. figura 3. variación del contenido de permetrina por interacción de la frecuencia y el tiempo entre la última aplicación y la cosecha. un examen de la interacción frecuenciatiempo entre la última aplicación y la cosecha (tabla 3) muestra que la diferencia a nivel de residuos de permetrina es altamente significativa para los distintos tiempos entre al última aplicación y la cosecha cuando las frecuencias de aplicación son medias (15 días) y que la diferencia es altamente significativa para las frecuencias de aplicación cuando el tiempo entre la última aplicación y la cosecha está por debajo del recomendado, lo cual permite concluir que a nivel de manejo se debe prestar importante atención a la frecuencia con que se aplica el producto, considerando no aplicarlo en intervalos de tiempo inferiores a 15 días y teniendo precaución de no aplicar por lo menos quince días antes de recoger la cosecha. tabla 3. examen de la interacción frecuenciatiempo entre la última aplicación y la cosecha para el factorial 33. comparación de tratamientos gl cm fcalc f dentro de p 1 a-1=1 2,43 0,31ns f dentro de p 2 a-1=1 185,83 23,64** f dentro de p 3 a-1=1 57,66 7,34ns p dentro de f 1 b-1=1 10,99 1,40ns p dentro de f 2 b-1=1 346,76 44,11** p dentro de f 3 b-1=1 0,36 0,046ns ftab (α=0,01) = 7,72 gl: grados de libertad. cm: cuadrados medios. ns: no significativo. ** significativo. en los resultados de este estudio se destaca la estrecha relación que existe entre las prácticas agrícolas y la cantidad de residuos de plaguicidas que pueden aparecer en los productos que van al consumidor. asimismo es importante señalar la relevancia de acatar las recomendaciones dadas por los fabricantes para la aplicación de los diferentes productos agrícolas (especialmente los plaguicidas) ya que en la mayoría de casos su uso se rige por factores de índole económico desconociendo por completo los requerimientos e indicaciones de la parte técnica. agradecimientos este trabajo se realizó en el laboratorio de análisis de residuos de plaguicidas del departamento de química, gracias al patrocinio del organismo internacional de energía atómica. agronomía colombiana 80 vol. 22 · no. 1 bibliografía corporación colombia internacional (cci). 2001. información básica por producto. sistema de información estratégica para el sector agroalimentario. bogotá. 228 p. fao – oms. 2000. codex alimentarius. fao-oms, roma. farias, d. m. 2004. evaluación de residuos de plaguicidas en tomate (lycopersicon esculentum). trabajo de grado. departamento de química, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, bogotá. 113 p. federación nacional de cafeteros de colombia. 2001. el cultivo de tomate. corporación colombia internacional, bogotá. 56 p. fmc corporation. 2002. pirestar®38 ec, catálogo de productos y servicios. du pont, bogotá. gallego, g. 1973. residuos de pesticidas organoclorados en productos agrícolas para consumo humano en cali. trabajo de grado. departamento de ingeniería sanitaria, universidad del valle, cali. 48 p. garcía j. y j.r. restrepo. 1996. determinación de residuos de plaguicidas organoclorados, organofosforados y carbamatos en tomate de mesa (lycopersicon esculentum mill.) cultivado en los municipios de manizales, chinchina y palestina del departamento de caldas. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad de caldas, manizales. 57 p. gómez, a. y c. cardona. 1978. el uso de insecticidas en tomate y su influencia en los niveles de residuos tóxicos. memorias del seminario sobre manejo de plaguicidas y protección del ambiente. bogotá. pp. 199-203. mccormick, a. 1973. residuos de plaguicidas en productos agrícolas. memorias del seminario curso de fruticultura. tunja. pp. 156-165. santiago, j.c. 2000. diagnóstico de uso y manejo de plaguicidas en tres cultivos hortícolas en la sabana de bogotá y propuesta de un índice de predicción de residuos de plaguicidas. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 85 p. torrado, a. 1992. residuos de plaguicidas en hortalizas. primer curso nacional de hortalizas de clima frío. mosquera. pp. 187-194. urrego, c.j; cachique, j.a. 1986. cuantificación de residuos de plaguicidas organoclorados y organofosforados en cultivos de tomate en zonas de cundinamarca y boyacá. trabajo de grado. facultad de agrología, fundación universitaria de bogotá jorge tadeo lozano, bogotá. 103 p. vallejo, f.a. 1999. mejoramiento genético y producción de tomate en colombia. universidad nacional de colombia, palmira. 65 p. agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen aunque los nematodos están entre los principales problemas del plátano en colombia, actualmente se desconoce cuándo aparecen de acuerdo con la fenología y las condiciones ambientales, problema a cuyo esclarecimiento busca contribuir la presente investigación. el trabajo se llevó a cabo en la granja montelindo (1.050 msnm, temperatura media anual de 22,8°c, precipitación de 2.200 mm año-1, y humedad relativa del 76%). con el propósito indicado, cormos de 'dominico hartón', 'áfrica', 'fhia-20' y 'fhia-21' fueron sembrados en un arreglo de 3 x 2 m, y manejados bajo prácticas agronómicas convencionales. se empleó un diseño en bloques al azar con cuatro repeticiones y 10 plantas útiles. se realizó muestreo inicial de poblaciones de nematodos en suelo antes de la siembra, y posteriormente cada dos meses en suelo y raíces, empleando el método de centrifugación y flotación en azúcar. dichas poblaciones fueron analizadas en relación con el comportamiento de los factores climáticos durante el desarrollo de la planta, considerando cinco estados fenológicos: brotación y emergencia, plántula, prefloración, floración, y llenado del racimo y madurez fisiológica. los principales nematodos encontrados fueron: radopholus similis, meloidogyne spp. y helicotylenchus spp. en general, helicotylenchus y radopholus presentaron mayor incidencia durante la etapa de madurez fisiológica. en 'áfrica', radopholus presentó tres picos máximos de incidencia: plántula, pre-floración y madurez fisiológica. en los híbridos, la mayor población de meloidogyne fue observada durante la floración; y en las cultivariedades, durante la pre-floración. la precipitación influyó positivamente sobre la población de nematodos fitoparásitos. nematodes are among the most important problems affecting plantain in colombia. however, thorough knowledge of the way plant life cycle and environmental conditions affect the timing of their development is still scarce. thus, a contribution to an improved understanding of this problem was the main objective of the present research. the work was conducted at montelindo experimental station (1,050 m a.s.l., 22.8°c, relative humidity of 76%, and 2,200 mm of rain). for the mentioned purpose, rhizomes of dominico harton and africa varieties, and of hybrids fhia-20 and fhia-21, were planted in a 3 x 2 m array, and managed under conventional agronomical practices. a random block experimental design with four repetitions finally sparing ten useful plants was applied. nematodes were initially sampled from the planting soil, and then every two months in soil and roots, applying the sugar centrifugation flotation procedure. the behavior of those populations was studied with regard to climatic factors along five phenological stages: sprouting and emergence, seedling, pre-bloom, bloom and bunch filling and physiological maturity. the main nematode taxa found were meloidogyne spp., radopholus similis, and helicotylenchus spp., among which the latter two exhibited higher incidence when the plants reached physiological maturity. in ‘africa’, radopholus showed three peaks of incidence: seedling, pre-bloom and physiological maturity. for the hybrids, the highest population of meloidogyne was observed at bloom; and for the cultivars at pre-bloom. precipitation had a positive influence on the studied nematode populations. key words: musa spp., hybrids, varieties, radopholus similis, meloidogyne spp., helicotylenchus spp. palabras clave: musa spp., híbridos, cultivariedades, radopholus similis, meloidogyne spp., helicotylenchus spp. fecha de recepción: 19 de mayo de 2008. aceptado para publicación: 2 de julio de 2009 1 departamento de fitotecnia, facultad de ciencias agropecuarias, universidad de caldas, manizales (colombia). 2 autor de correspondencia. jairo.castano_z@ucaldas.edu.co agronomía colombiana 27(2), 237-244, 2009 incidencia de nematodos en plátano en distintos estados fenológicos incidence of nematodes on plantain in different plant phenological stages mayary torrado-jaime1 y jairo castaño-zapata1, 2 introducción en colombia, el cultivo del plátano es un sector tradicional de la economía campesina, de subsistencia para pequeños productores, de alta dispersión geográfica, y de gran importancia socioeconómica desde el punto de vista de seguridad alimentaria y de generación de empleo (martínez et al., 2006). las enfermedades causadas por el nematodo barrenador (radopholus similis cobb.), el nematodo lesionador (pratylenchus spp.), el nematodo espiral (helicotylenchus spp.) y el nematodo nodulador de raíces (meloidogyne spp.), se encuentran entre las nueve más importantes que afectan la producción de plátano en colombia (martínez et al., 2006). radopholus similis ocasiona los daños más severos en plantaciones de banano y plátano. existen registros que indican que este nematodo probablemente causa más da238 agron. colomb. 27(2) 2009 ños a la producción bananera en el mundo que cualquier otro patógeno. actualmente se encuentra diseminado en américa central, suramérica y el caribe (belalcázar et al., 1991). en el mundo, ocho especies del género pratylenchus han sido registradas afectando raíces de musa spp. sólo dos de estas especies están distribuidas en las diferentes regiones cultivadas de plátano y banano: p. coffeae y p. goodeyi. p. coffeae es la especie más ampliamente distribuida en el mundo (gowen y queneherve, 1990). meloidogyne spp. es uno de los nematodos más ampliamente diseminados en el mundo y presenta un rango de hospedantes considerable. en colombia se han identificado dos especies que afectan el plátano: m. incognita y m. javanica (varón, 1991). helicotylenchus spp. se presenta en todas las regiones donde son cultivados los bananos y plátanos. en las áreas tropicales donde está presente r. similis, h. multicinctus es de importancia secundaria. sin embargo, en áreas subtropicales donde r. similis es raro o está ausente, h. multicinctus puede ser el principal problema nematológico del cultivo (mcsorley, 1994). en el mundo en general, y en colombia en particular, se conocen los principales nematodos que afectan al cultivo del plátano, pero no se dispone de información que indique la presencia de éstos de acuerdo con la fenología de la planta. esta investigación permitió evaluar las fluctuaciones poblacionales de algunos nematodos del plátano, en los diferentes estados de desarrollo del cultivo, de acuerdo con los elementos ambientales prevalentes en la región santágueda del municipio de palestina, caldas, colombia. materiales y métodos el estudio se realizó en la granja montelindo, propiedad de la universidad de caldas, ubicada en la región santágueda, municipio de palestina (caldas, colombia), a 5º 05’ n y 75º 40’ w, altitud de 1.050 msnm, temperatura media de 22,5ºc, humedad relativa del 76%, precipitación anual de 2.100 mm y brillo solar anual de 2.010 h. el tipo de suelo es inceptisol de la serie montelindo (tropepts dystropepts). el lote empleado en el presente estudio tenía como cultivo previo plátano con problemas de infestación por nematodos. se emplearon cormos sin tratar de ‘dominico hartón’, ‘áfrica’, ‘fhia-20’ y ‘fhia-21’, provenientes de las plantaciones existentes dentro de la misma granja. la distancia de siembra fue de 3 x 2 m entre surcos y plantas, respectivamente. se realizaron las prácticas agronómicas convencionales de fertilización, manejo de arvenses, deshije, resiembras y deshoje, según las recomendaciones técnicas establecidas para el cultivo del plátano en la región. se establecieron parcelas independientes de los cuatro materiales, con diez plantas cada una, en un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones, sembrando un cormo por sitio. para enmarcar las poblaciones de nematodos evaluadas dentro de la fenología del cultivo se establecieron las etapas de desarrollo para cada uno de los materiales. para esto se simplificaron las etapas establecidas por aristizábal y jaramillo (2005) para la cultivariedad dominico hartón. se utilizaron los datos recolectados en el presente estudio de días para emisión de hijuelos y días a floración. los datos fueron complementados con los de días a cosecha obtenidos por herrera y aristizábal (2003) y los de aristizábal y jaramillo (2005) para brotación y emergencia y duración de la floración. la población de nematodos evaluada en este estudio está conformada por larvas y adultos; el estadio de huevo no fue considerado. para el conteo de nematodos se realizó un muestreo inicial de suelo antes de la siembra, y posteriormente, cada 2 meses de suelo y raíces. se recolectaron muestras de 200 g de suelo y raíces de cinco plantas por repetición, homogeneizando la muestra hasta completar 1 kg, obteniendo un total de 16 muestras. las muestras se extrajeron siguiendo la metodología desarrollada por castrillón y castrillón (2000). para tal fin, se empleó un palín, y manteniendo una distancia de 30 cm del pseudotallo y a 30 cm de profundidad, se recolectaron las muestras de suelo y raíces y se depositaron en bolsas plásticas. estas se trasladaron para su análisis al laboratorio de fitopatología de la universidad de caldas. la extracción de nematodos se hizo por el método de centrifugación y flotación en azúcar estandarizado para el cultivo de plátano por castrillón y castrillón (2000). las muestras de suelo y raíces se procesaron separadamente. para suelo, se adicionó 10 g de suelo homogeneizado a 100 ml de agua destilada, se agitó por 1 min y se dejó reposar 30 s. en el caso de raíces, se pesaron 10 g, se lavaron con agua corriente y se colocaron en 100 ml de agua destilada, se licuaron en la revolución más baja por 10 s, tres veces, y cada vez se dejó reposar 10 s. se filtró la mezcla obtenida (raíces y suelo separadamente) en una columna de tamices con mallas de 250, 53 y 45 μm, ubicados en esta secuencia; se recolectó la muestra de los tamices de 53 y 45 μ en tubos pyrex de 10 ml y se centrifugó por 5 min a 3.800 2392009 torrado-jaime y castaño-zapata: incidencia de nematodos en plátano en distintos estados fenológicos figura 1. duración de las etapas de crecimiento en cuatro materiales de plátano en la región santágueda (caldas, colombia). 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 tiempo (dds) brotación y emergencia plántula pre-floración floración llenado del racimo y madurez fisiológica 101 367 103 411 115 423 32987 462 305 277 316 ‘fhia-21’ ‘fhia-20’ ‘dominico hartón’ ‘áfrica’ rpm; se eliminó el sobrenadante y se adicionó una solución azucarada (2 agua: 1 azúcar); se centrifugó nuevamente por 5 min a 3.800 rpm, se depositó el sobrenadante en el tamiz de 45 μm y se lavó con agua corriente para eliminar el exceso de azúcar y evitar el deterioro físico del nematodo; se recolectó la muestra y se aforó a 10 ml con agua destilada para el conteo y la identificación de individuos patógenos al microscopio con ayuda de las claves de mai y lyon (1968) y thorne (1961). adicionalmente, se realizó la cuantificación de volcamiento de las plantas para cada uno de los materiales. se tomaron datos de precipitación y humedad relativa de la estación meteorológica de la granja. los registros de temperatura se obtuvieron de una microestación climatológica de spectrum technologies (plainfield, il). adicionalmente, se ubicaron en el lote dos tensiómetros indicadores de humedad del suelo, marca irrometer, enterrados a una profundidad de 30 cm. utilizando el programa estadístico sas® (statistical analysis system, sas institute) (helwig, 1978) se sometieron los datos obtenidos a anova. la separación de medias se efectuó mediante la prueba de tukey y se realizaron análisis de correlación de pearson. resultados y discusión la duración de las etapas de crecimiento de los materiales, en las cuales se enmarcaron las poblaciones de nematodos identificados, se presenta en la fig. 1. el único nematodo presente en el suelo antes de la siembra fue dorylaimus spp. con una población promedio de 50 nematodos/100 cm3 suelo. se identificaron 14 géneros y una especie de nematodos fitopatógenos durante el ciclo del cultivo: aphelenchoides, aphelenchus, belonolaimus, meloidogyne, rotylenchus, helicotylenchus, ditylenchus, dorylaimus, pratylenchus, tylenchus, hoplolaimus, psilenchus, seinura, xiphinema y radopholus similis (tab. 1). las mayores poblaciones fueron registradas en raíces con diferencias significativas entre materiales y las presentaron: r. similis, meloidogyne spp., helicotylenchus spp., pratylenchus spp. y rotylenchus spp. (tab. 1). los cuatro primeros 240 agron. colomb. 27(2) 2009 nematodos son considerados de importancia económica en musáceas, conocidos a nivel mundial por su amplia distribución y ocasionar daños severos en las raíces de las plantas (belalcázar et al., 1991; varón, 1991). en suelo las poblaciones observadas fueron relativamente bajas y no se presentaron diferencias significativas. durante todo el ciclo del cultivo la cultivariedad áfrica registró la mayor población de r. similis en raíces (18.158 nematodos/100 g) presentándose como un material altamente susceptible a este nematodo, mientras en los otros materiales fue significativamente menor (entre 3.941 y 6.781 nematodos/100 g de raíces) (tab. 1). este material presentó el mayor porcentaje de volcamiento con un valor del 23%, observándose sus raíces completamente necrosadas. en general, las poblaciones observadas en los materiales estudiados pueden considerarse altas teniendo en cuenta datos de estudios anteriores realizados en banano, donde con poblaciones de 100 r. similis se registran reducciones en peso de raíces de 11 a 53%; inoculaciones con 1.000, 2.000, 3.000 y 4.000 r. similis redujeron el peso del racimo en 17, 42, 51 y 61%, respectivamente (fallas et al., (1995) y davide y marasigan (1985), citados por araya, 2004). a pesar de que en ‘fhia-21’ la población de r. similis fue similar a la de ‘fhia-20’, no se presentó volcamiento en las plantas en este genotipo, mientras que en ‘fhia-20’ el 15% de las plantas se volcaron. la literatura existente destaca la susceptibilidad de estos híbridos a radopholus similis (basf, s.f.; fhia, s.f.; guzmán y castaño-zapata, 2002), y en este estudio fue posible observar poblaciones importantes de este nematodo afectando los materiales. la población de meloidogyne spp. en raíces sólo presentó diferencias significativas entre ‘fhia-20’ y ‘dominico hartón’, exhibiendo este último la mayor población (9.287 nematodos/100g raíces) y el híbrido la menor (1.993 nematodos/100g raíces). castrillón et al. (2002) también registraron bajo condiciones similares la más alta población del nematodo nodulador durante el primer ciclo de producción en ‘dominico hartón’, lo cual puede sugerir que esta cultivariedad es más susceptible a meloidogyne spp. que a radopholus similis, por lo menos durante el primer ciclo de producción y bajo las condiciones de la región (tab. 1). en este material el porcentaje de plantas volcadas fue menor que en ‘áfrica’, con un valor de 13%. las poblaciones del nematodo nodulador encontradas en las raíces de los materiales podrían considerarse importantes. de waele y davide (1998) registraron que plantas de banano inoculadas con 1.000 j2/planta de m. incognita dieron como resultado un 26,4% de pérdida en el rendimiento. en plantas de banano inoculadas con 1.000, 10.000 y 20.000 m. incognita se encontró una reducción en el peso tabla 1. población media de nematodos en cuatro materiales de plátano en la región santágueda (caldas, colombia). nematodo población de nematodos 'fhia-20' 'fhia-21' 'd. hartón' 'áfrica' r s r s r s r s psilenchus spp. 2 0 0 0 0 0 0 0 seinura spp. 0 0 0 0 0 0 0 2 dorylaimus spp. 2 11 0 7 0 13 2 11 xiphinema spp. 0 0 0 0 0 2 0 0 aphelenchoides spp. 2 2 8 0 3 0 0 2 belonolaimus spp. 0 5 0 2 0 2 0 5 hoplolaimus spp. 0 0 11 0 15 0 0 0 tylenchus spp. 178 7 0 0 49 5 50 4 ditylenchus spp. 0 0 0 2 286 7 21 0 aphelenchus spp. 17 2 273 7 23 7 11 7 pratylenchus spp. 2 a 0 0 a 0 6 a 0 570 a 16 rotylenchus spp. 69 a 0 40 a 0 154 a 0 1.165 b 0 helicotylenchus spp. 1.165 a 62 797 a 131 535 a 93 810 a 101 meloidogyne spp. 1.993 b 185 5.885 ab 462 9.287 a 850 4.823 ab 172 radopholus similis 6.432 a 217 6.781 a 434 3.941 a 99 18.158 b 411 r, 100 g de raíces; s, 100 cm3 de suelo. datos promedio de 4 repeticiones. promedios en la misma fila con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). 2412009 torrado-jaime y castaño-zapata: incidencia de nematodos en plátano en distintos estados fenológicos del racimo del 25, 45 y 57%, respectivamente (davide y marasigan, 1985, citados por araya, 2004). helicotylenchus spp. fue registrado en todos los materiales con poblaciones similares, entre 535 y 1.165 nematodos/100 g de raíces y entre 62 y 131 nematodos/100 cm3 de suelo (tab. 1). la literatura para banano y plátano (araya, 2004) muestra que existen resultados contradictorios en cuanto al efecto causado por determinadas poblaciones de este nematodo; por esta razón no fue posible definir si estas poblaciones pueden ser consideradas altas o bajas para el cultivo. los otros dos géneros, rotylenchus y pratylenchus, se presentaron en raíces en poblaciones relativamente bajas (40 a 1.165 y 0 a 570 nematodos/100 g raíces, respectivamente) (tab. 1). aun cuando pratylenchus spp. es considerado uno de los nematodos más importantes en plátano y banano, en el área de estudio este nematodo no es abundante. resultados similares han sido presentados en estudios llevados a cabo en la región (guzmán y castaño-zapata, 2002; castrillón y castrillón, 2000) corroborando así las observaciones de araya et al. (2004), quienes demostraron que este nematodo es más frecuente en climas fríos. el análisis de varianza presentó diferencias altamente significativas (p≤0,01) entre la fecha de evaluación (dds) y la frecuencia de las principales especies de nematodos, radopholus similis, meloidogyne spp. y helicotylenchus spp., lo cual indica que las poblaciones de estos nematodos pueden variar de acuerdo con la fenología del cultivo. la interacción entre material y la fecha de evaluación no fue significativa para helicotylenchus spp. (p = 0,4172) ni para meloidogyne spp. (p = 0,2152), lo cual se hace evidente en la fig. 2, donde se observa que la población de estos nematodos sigue una tendencia similar tanto en suelo como en raíces durante el ciclo de los cuatro materiales. en el caso de radopholus similis se presentaron diferencias significativas (p = 0,0094) en la tendencia poblacional de este nematodo en raíces entre la cultivariedad áfrica y los demás materiales. en general, en todos los materiales la población de helicotylenchus spp. tanto en suelo como en las raíces, presentó un incremento gradual durante el ciclo del cultivo. durante los estados de plántula, inicio y mediados de la prefloración (63, 13 y 196 dds, respectivamente) la población incrementó de manera no significativa. a finales de la etapa de prefloración (259 dds) se observó un aumento significativo en la población de este nematodo. la población continuó creciendo de manera no significativa hasta que las plantas alcanzaron la madurez fisiológica (tab. 2, fig. 2). tabla 2. población media de los nematodos más importantes de acuerdo con la fenología del cultivo del plátano en caldas, colombia (tiempo de lectura). dds variables de respuesta helicotylenchus meloidogyne radopholus 63 6,1 b 2,2 b 45,0 b 133 6,7 b 18,9 b 10,1 b 196 13,2 b 47,6 ab 44,2 b 259 31,2 a 79,0 a 19,8 b 322 29,4 a 83,8 a 24,9 b 427 38,0 a 49,5 ab 150,4 a dms (5%) 15,0 48,9 55,1 datos transformados a raíz cuadrada. promedios en la misma columna con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). meloidogyne spp. en los híbridos presentó un incremento gradual desde el estado de plántula (63 dds) hasta alcanzar la mayor población en estado de floración, y posteriormente disminuyó al alcanzar la madurez fisiológica (tab. 2, fig. 2). en las cultivariedades ‘áfrica’ y ‘dominico hartón’ se presentaron diferencias en la frecuencia de este nematodo en suelo y en raíces. en ‘d. hartón’ se observó un aumento progresivo en el número de meloidogyne spp. en suelo desde el estado de plántula hasta la madurez fisiológica. en las raíces, la mayor población se observó en estado de prefloración aproximadamente hacia el final (259 dds) de esta etapa. posteriormente la población disminuyó en la floración para presentar un leve aumento a medida que las plantas alcanzaron la madurez fisiológica. en áfrica, la mayor población de este nematodo se presentó en suelo, en estado de madurez fisiológica y en raíces hacia la mitad del estado de prefloración; después el número disminuyó gradualmente (fig. 2). radopholus similis en los híbridos, se presentó en estado de floración en fhia-21 y al final del estado de prefloración en fhia-20. en la etapa de madurez fisiológica las poblaciones se incrementaron abruptamente en ambos materiales. la frecuencia de r. similis observada en suelo de ‘áfrica’ y en suelo y raíces de ‘dominico hartón’ fue similar a la de los híbridos; sólo difirió en que se presentó desde la etapa de plántula con poblaciones relativamente bajas, incrementando gradualmente hasta obtener el máximo valor cuando alcanzó la madurez fisiológica. en raíces de la cultivariedad ‘áfrica’ se presentaron las mayores poblaciones en tres etapas: inicio del ciclo del cultivo (en la etapa de plántula) hacia la mitad de la fase de pre-floración, y en la madurez fisiológica (fig. 2). 242 agron. colomb. 27(2) 2009 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 ‘d. hartón’ 0 1.000 2.000 3.000 4.000 0 1.000 2.000 3.000 4.000 0 63 133 196 259 322 427 dds 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 63 133 196 259 322 427 dds ‘áfrica’ ‘fhia-20’ suelo (i) raíces (ii) 0 1.000 2.000 3.000 4.000 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 pf f mf pf f mf 0 1.000 2.000 3.000 4.000 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 ‘fhia-21’ radopholus simils meloidogyne spp. helicotylenchas spp. pf f mf pf f mf a b pf f mf pf f mf pf f mf pf f mf c d figura 2. frecuencia de nematodos en cuatro materiales de plátano durante el primer ciclo del cultivo. i. no. de nematodos en 100 cm3 de suelo. ii. no. de nematodos en 100 g de raíces. a. ‘fhia-20’; b. ‘fhia-21’; c. ‘dominico hartón’; d. ‘áfrica’. pre-floración (pf), floración (f), madurez fisiológica (mf). 2432009 torrado-jaime y castaño-zapata: incidencia de nematodos en plátano en distintos estados fenológicos estos resultados son similares a las observaciones de castrillón et al. (2002), quienes encontraron en ‘dominico hartón’ que las poblaciones de nematodos, principalmente radopholus similis, eran mayores al momento de la cosecha que al momento de la aparición de la bellota. araya (2004) registró resultados completamente diferentes en banano, en el sentido de que el número de nematodos, especialmente r. similis, decrecía a medida que la planta se desarrollaba y alcanzaba la madurez. la precipitación y la tensión del agua en el suelo de acuerdo con el coeficiente de correlación de pearson presentaron una relación inversa altamente significativa, con r = -0,8. estas dos variables influyeron sobre la población de nematodos, principalmente en las raíces donde se presentó una relación directa altamente significativa entre el número de nematodos y la precipitación (r = 0,7), y con la tensión la relación fue significativa pero inversa, con r = -0,5. se sabe que de las influencias externas o ambientales, la humedad del suelo es el factor que tiene la mayor incidencia sobre la fluctuación de las poblaciones de nematodos fitoparásitos en banano (tarté y pinochet, 1981). un estudio reciente llevado a cabo por chabrier y quénéhervé (2008), demostró claramente cómo la construcción de canales de drenaje de 50-80 cm de profundidad previene eficientemente la diseminación de r. similis en plantaciones de banano, y que la dispersión de nematodos a través de agua de escorrentía es la mejor ruta de contaminación de plantas sanas en el campo. la frecuencia de radopholus similis y meloidogyne spp. observada durante el ciclo del cultivo de los materiales evaluados sugiere la existencia de alguna relación en la dinámica poblacional de estos dos nematodos. los datos en la tab. 3 presentan los coeficientes de correlación entre las poblaciones de los nematodos barrenador y nodulador en suelo y raíces. los datos muestran valores bajos de ‘r’ y no significativos. la única relación altamente significativa es la que se da entre la presencia de r. similis en suelo y raíces, con r = 0,677. mientras más alta sea la presencia del nematodo en el suelo, también lo será en las raíces. es interesante que la presencia de r. similis en suelo se relacione inversamente con la de meloidogyne spp. en suelo y raíces, e igual ocurra con las poblaciones de este último en suelo y las de r. similis en suelo y raíces. de la misma forma, la población de r. similis en raíces se relaciona inversamente con la de meloidogyne spp. en suelo, y sucede lo mismo en el caso contrario. estos resultados indican que existe algún tipo de interacción negativa entre estos dos nematodos, ya que la presencia de uno de los dos nematodos reduce la densidad de la población del otro. infortunadamente, los valores del coeficiente de correlación obtenidos en el presente estudio son muy bajos. la literatura reporta resultados similares en un experimento realizado en macetas; meloidogyne incognita redujo poblaciones de radopholus similis en musa aaa cv. grande naine (monees et al., 2006). de waele y davide (1998) mencionan que r. similis, y en menor grado, pratylenchus spp., tienden a superar las poblaciones de los nematodos noduladores y finalmente a remplazarlas. por último, castrillón et al. (2002) encontraron en ‘dominico hartón’ que durante el primer ciclo del cultivo la población de meloidogyne spp. superó significativamente la de r. similis, y en el segundo ciclo fue r. similis la que presentó la mayor población, reduciendo las poblaciones de meloidogyne spp. conclusiones los principales nematodos que se encontraron afectando los materiales evaluados fueron radopholus similis, meloidogyne spp. y helicotylenchus spp. el 95% de la población total de nematodos se encontró en las raíces. la cultivariedad áfrica fue la que presentó mayor susceptibilidad a r. similis, mientras que en ‘dominico hartón’ fue meloidogyne spp. el nematodo predominante. los híbridos mostraron similar susceptibilidad tanto a r. similis como a meloidogyne spp. tabla 3. coeficientes de correlación de pearson para la población de meloidogyne spp. y radopholus similis en raíces y suelo en un cultivo de plátano en caldas, colombia. variables raíces meloidogyne suelo meloidogyne raíces radopholus suelo radopholus raíces (meloidogyne) 1,0000 0,3743 0,0283 -0,1956 suelo (meloidogyne) 0,3743 1,0000 -0,0710 -0,0113 raíces (radopholus) 0,0283 -0,0710 1,0000 0,6766** suelo (radopholus) -0,1956 -0,0113 0,6766** 1,0000 **correlación altamente significativa. 244 agron. colomb. 27(2) 2009 las altas poblaciones de nematodos que se encontraron durante el estudio en los materiales evaluados sugiere que el principal medio de diseminación de los nematodos en las plantas fue la semilla. el comportamiento de las poblaciones de nematodos mostró una relación altamente significativa con el estado de desarrollo de las plantas. helicotylenchus spp. y radopholus similis presentaron la mayor incidencia cuando las plantas alcanzaron la madurez fisiológica. en áfrica la población de r. similis se comportó diferente, ya que se presentaron tres picos máximos de incidencia, hacia la mitad de los estados de plántula, prefloración y madurez fisiológica. la población máxima de meloidogyne spp. en los híbridos se observó en estado de floración. en las cultivariedades ‘áfrica’ y ‘dominico hartón’ el comportamiento de este nematodo fue similar, solo que la mayor población se alcanzó en estado de pre-floración. la precipitación influyó significativamente sobre la población de nematodos en las raíces, presentándose una mayor población de nematodos en épocas de mayor precipitación. las poblaciones de meloidogyne spp. y radopholus similis sugirieron un comportamiento mutuamente excluyente, es decir, cuando incrementó la población de una de las dos, la otra tendió a disminuir; sin embargo la correlación no alcanzó a ser significativa. literatura citada araya, m. 2004. los fitonematodos del banano (musa aaa subgrupo cavendish cultivares grande naine, valery y williams) su parasitismo y combate. pp. 84-105. en: xvi reunión internacional acorbat, publicación especial. oaxaca, méxico. aristizábal, l.m. y c. jaramillo. 2005. identificación y descripción de las etapas de crecimiento del plátano (musa aab) 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capacidad parasítica de praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae) sobre macrosiphum euphorbiae (hemiptera: aphididae) en condiciones de laboratorio parasitic ability of praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae) on macrosiphum euphorbiae (hemiptera: aphididae) under laboratory conditions sandra aragón 1 , fernando cantor 1 , josé ricardo cure 2 y daniel rodriguez 2 1 bióloga, universidad militar nueva granada, bogotá. e-mail: sandra_aragon@hotmail.com 2 docentes, facultad de ciencias, programa de biología aplicada, universidad militar nueva granada, bogotá. e-mails: fcantor@umng.edu.co; jrcure@umng.edu.co; daniel.rodriguez@umng.edu.co fecha de recepción: 21 de noviembre de 2006 aceptado para publicación: 06 de junio de 2007 resumen: praon pos. occidentale es un parasitoide promisorio para regular poblaciones de áfidos macrosiphum euphorbiae en cultivos comerciales bajo invernadero de rosas. se evaluó la capacidad parasítica de p. pos. occidentale bajo tres temperaturas constantes (18, 25 y 28ºc) y variando la densidad de su hospedero (5, 10, 20, 40, 80 y 150). en cada unidad experimental se liberó una pareja del parasitoide con 24 horas de edad y se mantuvieron durante 24 horas en incubadoras graduadas a cada temperatura en evauación, con 12 horas de luz y 12 de oscuridad. se registró el número de áfidos parasitados y se permitió el desarrollo de los huevos depositados hasta adulto. se estimó la tasa instantánea de búsqueda (a’) y el tiempo de manipulación (th) a partir de los cuales se ajustó el modelo de respuesta funcional tipo ii para cada temperatura. la tasa instantánea de búsqueda (a’) fue más alta a 18ºc con un valor de 0,1081, seguida de 28ºc con 0,0323 y 25ºc con 0,0103. el tiempo de manipulación (th) más corto fue el que se presentó a 25ºc de 4,8913, seguido de 28º c con un tiempo de 5,7579 y 18ºc con 8,2697. el máximo número de individuos parasitados estimado fue de 4,9 a 25ºc. a 18ºc el 60% de los áfidos parasitados alcanzó la emergencia del adulto, el 74,2% a 25ºc y el 88% a 28ºc. no existe ningún efecto significativo de la densidad del hospedero ni de la temperatura en la proporción sexual de praon pos. occidentale. palabras clave: control biológico, parasitoides, áfidos, respuesta funcional, cultivos bajo invernadero. abstract: praon pos. occidentale is a promising parasitoid that regulates populations of the aphid macrosiphum euphorbiae in commercial rose production under greenhouse conditions. it was evaluated the parasitic ability of praon pos. occidentale under three constant temperatures 18, 25 and 28ºc and varying host density 5, 10, 20, 40, 80 y 150. each experimental unit consisted of one couple of the parasitoid with 24 hours old kept during 24 hours in graduated incubators with a 12:12 photoperiod. the number of parasitized aphids was recorded and development of the laid eggs was allowed. the instantaneous rate of search (a’) and the handling time (th) of the model of functional response type ii were estimated. the instantaneous rate of search (a’) was higher at 18ºc with 0.1081, followed by 0.0323 at 28º c and 0.0103 at 25ºc. the shorter handling time (th) was 4.8913 at 25ºc, followed by 5.7579 at 28ºc and 8.2697 at 18ºc. the maximum number of parasitized aphids estimated was 4.9 at 25ºc. at 18ºc the 60% of the parasitized aphids reached the adult emergence, whereas this number was 74.2% at 25ºc and 88% at 28ºc. there was no significant effect of the host density, neither temperature on the sexual ratio of praon pos. occidentale was recorded. key words: biological control, parasitoids, aphids, functional response, commercial greenhouse crop. agronomía colombiana 25(1), 142-148, 2007 aragón et al.: capacidad parasítica de praon pos. occidentale... 143 2007 introducción se considera al áfido macrosiphum euphorbiae (hemiptera: aphididae) una de las plagas más importantes de cultivos de invernadero porque es capaz de generar grandes pérdidas económicas. para su control se han sugerido diferentes estrategias entre las que se encuentra el uso de enemigos naturales, principalmente en europa y estados unidos. en colombia son escasos los estudios de control biológico de áfidos en cultivos de hortalizas y ornamentales mantenidos bajo invernadero. sin embargo, se han realizado algunos aportes del centro de investigaciones y asesorías agroindustriales (ciaa) de la universidad jorge tadeo lozano, en conjunto con investigadores de la universidad militar nueva granada (umng) en la sabana de bogotá. en una evaluación de diferentes enemigos naturales introducidos para el control de plagas en cultivos comerciales de rosa se encontraron avispas del género praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae) atacando naturalmente poblaciones de áfidos m. euphorbiae con mayor eficiencia que los enemigos naturales introducidos para el control de los mismos áfidos. en consecuencia de lo anterior, se iniciaron estudios para evaluar el potencial biológico de praon pos. occidentale que estuvieron relacionados específicamente con la duración de su ciclo de vida a diferentes temperaturas (arias, 2003). con el fin de complementar la información relacionada con el potencial biológico de estas avispas se evaluó la capacidad controladora de p. pos. occidentale en las instalaciones del ciaa, ubicado en chía (cundinamarca), por medio de la estimación de la respuesta funcional, el porcentaje de emergencia y la proporción sexual en condiciones de laboratorio en seis densidades de hospedero bajo tres temperaturas (18, 25 y 28ºc). la respuesta funcional como medida de la capacidad controladora de los enemigos naturales ha sido ampliamente utilizada (everson, 1979; hofsvang y hagvar, 1983; donelly y phillips, 2001). según begon et al. (1996) la respuesta funcional es la relación que existe entre la tasa de consumo de un individuo y la densidad local de alimento. solomon (1949) la define como el cambio del número de presas consumidas por unidad de tiempo en relación con la variación de la densidad de la presa; esta respuesta se basa en la densidad de un solo tipo de hospedero o presa (schenk y bacher, 2002). la respuesta funcional es un componente esencial en la dinámica de la asociación hospedero:parasitoide y es un determinante importante de la estabilidad del sistema (wang y ferro, 1998); puede ser utilizada como una medida de la eficiencia de búsqueda cuando se evalúan agentes potenciales de control (waage, 1990). los factores que pueden afectar la respuesta funcional incluyen el tiempo de exposición de la presa al depredador, la proporción de éxito en la búsqueda y el tiempo de manipulación requeridos para cada presa. todos estos factores están incluidos en la ecuación de disco de holling (1959) la cual describe la respuesta curvilínea de varios insectos depredadores. rogers (1972) identificó que el comportamiento de ataque de los parasitoides es biológicamente diferente a la de los depredadores por lo que describió un modelo que permite la estimación de la respuesta funcional específicamente para insectos parasitoides: na= nt [1 exp { a’ t pt / (1 + a’ th n t )}] donde na es el número de hospederos parasitados, nt es la densidad del hospedero, a’ es la tasa instantánea de búsqueda, t es el periodo de tiempo en horas que están expuestos los áfidos al parasitoide, pt es el número de parasitoides y th es el tiempo de manipulación estimado en horas. holling (1959) clasificó la respuesta funcional en tres tipos diferentes dependiendo de la densidad ofrecida de la presa y la densidad de presas atacadas. en la respuesta funcional tipo i el número de presas atacadas por depredador es directamente proporcional a la densidad de la presa. sin embargo, en determinada densidad de presa el depredador se sacia y no consume mas presas. en la tipo ii, el número de encuentro también aumenta con la densidad de la presa, pero a una tasa decreciente debido a que consume una proporción alta del tiempo disponible en la manipulación de la presa. finalmente, en la respuesta funcional tipo iii la relación es sigmoide puesto que la tasa de incremento del ataque del depredador es lenta y va aumentando en función de la densidad de la presa, posteriormente cuando el depredador alcanza la saciedad esta tasa decrece. la respuesta funcional tipo ii o cyrtoid ha sido mostrada como la más común entre artrópodos predadores bajo condiciones de laboratorio (holling, 1959; hasell,1978; agron. colomb. 25(1), 2007 144 kfir y luck, 1985; wang y ferro, 1998) al igual que en artrópodos parasitoides (huffaker y gutiérrez, 1999). materiales y métodos en un diseño completamente al azar con cinco repeticiones por tratamiento (densidad de hospedero) se evaluó el efecto de la temperatura (18, 25 y 28ºc ) y la densidad de áfidos ofrecidos (5, 10, 20, 40, 80 y 150 áfidos) sobre la respuesta funcional, el porcentaje de emergencia y la proporción sexual de praon pos. occidentale. cada temperatura se evaluó una vez dentro de incubadoras graduadas en la temperatura a evaluar y con un fotoperiodo de 12 horas de luz y 12 de oscuridad. en recipientes de plástico con dimensiones de 30 x 20 x 25 cm con una ventana de aireación en la parte superior cubierta con malla metálica y una tira de plástico amarillo con miel, se introdujeron dos folíolos de tomate de 8 semanas de edad con el pecíolo introducido en un ‘aqua-pin’ con solución floral. sobre cada foliolo se ubicaron 5, 10, 20, 40, 80 y 150 áfidos adultos según el tratamiento. una vez ubicados los áfidos se procedió a separar las 30 parejas de avispas para cada tratamiento; éstas tenían 24 horas de emergencia y no habían tenido contacto alguno con áfidos. de ésta manera se garantizó que las avispas aún poseían su carga original de huevos. los áfidos y las avispas eran obtenidos de la cría permanente de los laboratorios de la umng y el ciaa; en esta cría permanente las avispas, una vez emergidas, eran aisladas por un periodo de 24 horas para asegurar la cópula. de acuerdo con la metodología propuesta por sigsgaard (2000), durante una hora se ubicaron los áfidos y las avispas por separado en las incubadoras con la temperatura a evaluar. después de la hora de acondicionamiento, las avispas fueron liberadas en los diferentes tratamientos y retiradas al cabo de 24 horas. posteriormente, los montajes eran retirados de las incubadoras y mantenidos en condiciones de laboratorio con condiciones controladas de temperatura (22ºc), humedad relativa (67%) y fotoperiodo de 12 horas luz y 12 horas oscuridad. para garantizar el recurso de los áfidos parentales en los diferentes tratamientos, diariamente se retiraron los nuevos áfidos emergidos con la ayuda de un compresor y un aspirador y cada tercer día se realizó cambio de folíolos hasta la formación de la primera pupa. se registró la cantidad de áfidos parasitados reconocidos por la formación de momias blancas con una estructura conocida como ‘pedestal’ que caracteriza la pupa de este parasitoide. para obtener información acerca del porcentaje de emergencia y proporción sexual de este parasitoide en las tres temperaturas, se permitió la emergencia de los adultos de p. pos. occidentale y se determinó su proporción sexual comparando las características del ovipositor y la genitalia del macho con las descritas en los estudios de schlinger y hall (1960) y marsh et al. (1987). se ajustó el modelo para parasitoides propuesto por rogers (1972). los parámetros a’ y th fueron estimados mediante una regresión no lineal utilizando el procedimiento nlin del programa estadístico sas versión 8.0 ® (sas, 1999) ingresando todos los datos originales. con el propósito de unificar un criterio de comparación para las curvas de repuesta funcional en las tres temperaturas, se decidió utilizar la asíntota de cada una de las curvas como el valor representativo de la máxima capacidad parasítica estimada del parasitoide. el análisis de los datos se realizó comparando el 80% del valor de esta asíntota para cada temperatura y extrapolando al valor correspondiente de densidad de hospederos ofrecida en la cual se alcanza este potencial estimado de parasitación. se decidió utilizar el 80% del valor de la asíntota por considerar que valores superiores no representaban incrementos significativos en la tasa de ataque de los parasitoides en cada una de las tres temperaturas. resultados y discusión en la figura 1 se puede observar que la respuesta funcional para las tres temperaturas fue de tipo ii. la curva de 18ºc aumenta más rápido que las de 25ºc y 28ºc antes de alcanzar la fase de estabilidad. este fenómeno es interesante ya que se esperaba que la fase inicial de la curva tuviera una tasa de incremento mayor en la medida que aumentaba la temperatura. esta situación podría estar relacionada con una situación de estrés térmico que puede inducir el aumento de la tasa de oviposición como mecanismo de sobrevivencia. gutiérrez (1996) y schreiber y gutiérrez (1998) mencionan que para estudios de respuesta funcional es necesario considerar mayor realismo, por lo que se deben incorporar parámetros de la fisiología y del comportaaragón et al.: capacidad parasítica de praon pos. occidentale... 145 2007 mo potencial biológico estimado en cada una de las temperaturas evaluadas y este control se presenta cuando se ofrecen 10 áfidos en 18ºc, 89 en 25ºc y 30 en 28ºc áfidos ofrecidos. en la tabla 1 se resumen los resultados obtenidos para los diferentes parámetros evaluados en cada una de las temperaturas. los valores de th son más cercanos entre 25ºc y 28ºc que entre estos dos y 18°c. de acuerdo con la información presentada en las tablas 1 y 2 se puede observar que el máximo valor del parámetro th se relaciona con la mínima densidad de áfidos parasitados. estas observaciones están de acuerdo con lo reportado por menon et al. (2002) y hassell (1978) quienes mencionan que un tiempo de manipulación (th) corto incrementa el tiempo disponible para búsqueda y, por tanto, la probabilidad de encontrar más hospederos. al analizar el parámetro a’, que se refiere a la tasa instantánea de búsqueda (tabla 1) se observa que este parámetro es mayor a 18ºc. lo anterior indica que p. pos. occidentale responde más rápido a la presencia de áfidos a bajas temperaturas, a pesar de que el máximo potencial biológico sea menor que en las otras dos temperaturas. porcentajes de emergencia de praon pos. occidentale se observó que por cada momia presente emergía una sola avispa. se presentaron momias de color blanco y café oscuro. las momias blancas alcanzaban a emerger durante el período de evaluación. por el contrario, las momias que presentaban una coloración café oscura no emergieron en este período, sino mucho tiempo después de transcurrido el tiempo de seguimiento. en la figura 2 se observa que cuando aumenta la temperatura se incrementa la capacidad de ataque de las avispas. esta capacidad de ataque está representada por el aumento en el número de hospederos parasitados (línea discontinua). además se observa que el máximo número de hospederos parasitados se presenta cada vez en densidades mayores cuando aumenta la temperatura de 18ºc a 28ºc. a 18°c se presenta el máximo número de áfidos parasitados y momificados a una densidad de 20 individuos (figura 2a), a 25°c el máximo se alcanzó en una densidad del hospedero de 80 individuos (figura 2b) y a 28°c el máximo de ataque se alcanzó en 150 hospederos (figura 2c). así mismo a 18°c el máximo promedio de avispas emergidas fue de 4,2 en 25°c fue figura 1. gráficos del modelo de respuesta funcional de praon sp. bajo condiciones de laboratorio utilizando datos originales: a. 18ºc, b. 25ºc y c. 28ºc. línea vertical representa la densidad en la cual se alcanza el 80% del máximo potencial de parasitismo de la avispa. miento de los organismos involucrados a partir de modelos con enfoque tritrófico en donde aspectos como la calidad del alimento y otros factores ecológicos tienen un papel importante. al observar el máximo número de individuos parasitados en cada condición térmica representado por las asíntotas en la figura 1, se aprecia que el número aproximado de áfidos parasitados fue de tres, cinco y cuatro a 18ºc, 25ºc y 28ºc respectivamente. el máximo número de áfidos parasitados corresponde al máxiagron. colomb. 25(1), 2007 146 de 3,6 y a 28°c de 6 nuevas avispas por hembra liberada (línea continua). a 18ºc sólo se presentaron emergencias de nuevas avispas en el 60% del total de áfidos parasitados que presentaban la momificación, mientras que para 25ºc fue de 74,2% y para 28ºc de 88%. de acuerdo a lo anterior, se podría asumir que el aumento en el número de emergencias de nuevas avispas puede estar relacionado con el aumento de la temperatura. las momias que presentaron coloración café a 18°c no emergieron durante el periodo de evaluaciones, sino tiempo después cuando se dejaron a 22 o c en el laboratorio. por lo anterior, durante las evaluaciones del ensayo se registró un menor porcentaje de emergencia de nuevas avispas a 18 o c pero, posteriormente a las fechas de evaluación bajo la nueva temperatura de 22 o c, las avispas de este tipo de momias emergieron normalmente. aparentemente esta coloración indica un cambio fisiológico en la pupa que retarda la emergencia de las avispas. proporción sexual de praon pos. occidentale en la figura 3a se puede observar que a 18ºc y 28ºc se presenta mayor emergencia de machos que de hembras, mientras que a 25ºc la proporción de machos y hembras es de 1:1. estas observaciones coinciden con los resultados obtenidos por arias (2003) quien evaluó la proporción sexual de p. pos. occidentale a 17ºc, 20ºc, 25ºc, 28ºc y 30ºc y observó que a temperaturas más bajas se presenta una mayor emergencia de machos tabla 1. valores de la tasa instantánea de búsqueda (a’) y el tiempo de manipulación (th) calculados para 18, 25 y 28ºc. temperatura a th r 2 p>f 18 o c 0,1081 8,2697 0,37817 0,0013 25 o c 0,0103 4,8913 0,40357 0,0007 28 o c 0,0322 5,7579 0,49457 0,0001 tabla 2. resumen de la máxima capacidad parasítica de praon pos. occidentale. estimado por el modelo y observado. temperatura ( o c) número máximo de áfidos parasitados densidad de hospederos cuando se alcanza el máximo parasitismo estimado registrado estimado registrado 18 2,902 12 10 40 25 4,907 18 89 40 28 4,168 14 30 150 que en las temperaturas altas. kfir y luck (1979), realizaron un ensayo con el género aphytis (hymenoptera: aphelinidae) en el cual sugieren que las temperaturas extremas pueden reducir la viabilidad y movilidad del esperma y también pueden afectar el comportamiento de fertilización y apareamiento. el efecto de la densidad del hospedero sobre la proporción sexual del parasitoide se presenta en la figura 3b. al realizar las pruebas para evaluar el efecto de la densidad de los hospederos ofrecidos sobre la proporción sexual de avispas emergidas no se encontró figura 2. avispas de praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae) emergidas en función de la densidad de los áfidos ofrecidos y de tres temperaturas constantes. aragón et al.: capacidad parasítica de praon pos. occidentale... 147 2007 ninguna relación significativa entre estas dos variables (p=0,05, f= 0,16 hembras y 0,41 machos). lo anterior indica que la densidad del hospedero no afecta la proporción sexual de p. pos. occidentale. se ha reportado que el superparasitismo afecta la proporción sexual de avispas parasitoides debido a la mortalidad diferencial sexo-específica de huevos y larvas en desarrollo. los machos son más aptos que las hembras para completar su desarrollo dentro de un hospedero que posea más de un huevo del parasitoide, posiblemente debido a su desarrollo más rápido o a sus requerimientos nutricionales más bajos. como resultado, una alta frecuencia de superparasitismo puede producir una proporción sexual basada en machos (heinz y parrella, 1990). aunque no fue registrado en este trabajo, en ensayos realizados por arias (2003) con praon pos. occidentale a diferentes temperaturas, se presentó un alto porcentaje de superparasitismo en las seis temperaturas y altos porcentajes de emergencia de machos en las temperaturas más bajas. por lo anterior, se podría afirmar que la alta proporción de machos encontrados en estos ensayos se realaciona directamente con este comportamiento del parasitoide. un comportamiento similar fue observado por schlinger y hall (1960) quienes realizaron un ensayo donde confirmaron que el porcentaje de emergencia de machos está relacionado con la condición de superparasitismo en praon palitans bajo condiciones de laboratorio y observaron que nunca se desarrolló más de un parasitoide por áfido. conclusiones y recomendaciones se determinaron los parámetros de las curvas de respuesta funcional de p. pos. occidentale en las tres temperaturas evaluadas (18, 25 y 28ºc). en todas las temperaturas las curvas de respuesta funcional fueron de tipo ii, donde en un período de 24 horas una única avispa fue capaz de parasitar de tres a cinco áfidos diferentes. praon pos. occidentale responde más rápido a menores densidades de áfidos en una temperatura de 18 o c. al aumentar la temperatura de 18 o c a 28 o c se favorece el aumento, tanto del número de áfidos parasitados, como de avispas emergidas. a pesar de que la respuesta de p. pos. occidentale a la presencia de bajas densidades de áfidos es más lenta en temperaturas de 25 o c y 28 o c, a estas temperaturas se obtienen mayores índices de parasitación y de emergencia de nuevas avispas. a partir de los resultados y conclusiones del presente trabajo se recomienda realizar estudios que verifiquen el potencial controlador de la avispa bajo condiciones de invernadero en la sabana de bogotá para verificar el potencial de la avispa que se encontró en los ensayos de laboratorio. además, sería interesante conocer cual es el efecto de las bajas temperaturas sobre la formación de pupas de color café y su relación con posibles estados de latencia o dormancia que sólo se presentarían en países estacionales. se sugiere manejar los cultivos con baja presión de insecticidas para que estas avispas se presenten de manera natural. además, se recomienda iniciar estudios de crías continuas de la avispa que sirvan de suministro constante para aquellos cultivos que sean fácilmente susceptifigura 3. proporción de hembras y machos emergidos con respecto: a) a la temperatura y b) a la densidad de hospedero. agron. colomb. 25(1), 2007 148 bles al ataque de áfidos. en caso de iniciar estudios de cría continua de la avispa se recomienda tener en cuenta las condiciones térmicas y las densidades ofrecidas de áfidos que favorecen el desarrollo del mayor número de hembras de praon pos. occidentale. agradecimientos al centro de investigaciones y asesorías agroindustriales de la universidad de bogotá jorge tadeo lozano por el préstamo de sus instalaciones; a asocolflores y la vicerectoría de investigaciones de la universidad militar nueva granada por la financiación del proyecto. literatura citada arias, d. 2003. efecto de la temperatura en algunas variables de crecimiento de la población de praon sp. (hymenoptera: braconidae) endoparasitoide nativo del áfido de los invernaderos macrosiphum euphorbiae (hemiptera: aphididade). trabajo de grado. facultad de ciencias, universidad militar nueva granada, bogotá. 107 p. begon, m.; j. harper y c. tonnsend. 1996. ecology individuals, populations and communities. 3th edition. ed. black sciences, 1068 p. donelly b. y t. phillips. 2001. functional response of xylocoris flavipes (hemiptera:anthocoridae): effects of prey species and habitat. environ. entomol. 30(3), 617-624. everson, p. 1979. the functional response of phytoseiulus persimilis (acarina:phytoseiidae) to various densities of tetranychus urticae (acarina:tetranychidae). can. entomol. 111, 7-10. gutiérrez, a.p. 1996. applied population ecology: a supply-demand approach. john wiley & sons, inc., new york. 300 p. hasell, m. 1978. the dynamics of arthropod predator-prey systems. princeton, princeton university press., new jersey. 237 p. heinz, k. m. y m.p. parrella. 1990. the influence of host size on sex ratios in the parasitoid diglyphus begini (hymenoptera: eulophidae) leafminer, male-biased sex ratio, differential mortality, liriomyza trifolii, diglyphus begini. ecol. entomol. 18, 391-399. hofsvang, t.; hagvar, e. 1983. functional response to prey density of ephedrus cerasicola (hym:aphidiidae), an aphidiid parastoid of myzus persicae (hom: aphididae). entomophaga 28(4), 317-324. holling, c.s. 1959. the components of predation as revealed by a study of small-mammal predation of the european pine sawfly. canadian entomologist 91, 293-320 huffaker, c. b. y a.p. gutiérrez. 1999. ecological entomology. second edition. john wiley & sons, new york. kfir, r. y .f. luck. 1979. effects of constant and variable temperature extremes on sex ratio and progeny production by aphytis melinus and a. lingnanensis (hymenoptera: aphelinidae). ecological entomology 4, 335-344. marsh, p.; s. shaw y r. wharton. 1987. an identification manual for the north american genera of the family braconidae (hymenoptera). memoirs of the entomological society of washington nº13. the entomological society of washington. washington. 98 p. menon, a.; p.w. flinn y b.a. dover. 2002. influence of temperature on the functional response of anisopteromalus calandrae (hymenoptera: pteromalidae), a parasitoid of rhyzopertha dominica (coleoptera: bostrichidae). j. stored products res. 27, 463469. rogers, d.j. 1972. random search and insect population models. j. animal ecol. 43, 368-383. sas institute inc., 1999. sas users guide. version 8. schenk, d. y s. bacher. 2002. functional response of a generalist insect predator to one of its prey species in the field. j. animal ecol. 71, 524-531. schlinger, e. y j. hall. 1960. the biology, behavior, and morphology of praon palitans muesebeck, an internal parasite of the spotted alfalfa aphid, therioaphis maculata (bukton) (hymenoptera:braconidae, aphidiinae). ann. entomol. soc. amer. 53, 144-161. schreiber, s.j. y a.p. gutierrez. 1998. a supply/demand perspective of species invasions and coexistence: applications to biological control. ecol. modelling 106(1), 24 45. sigsgaard, l. 2000. the temperature dependent duration of development and parastism of three cereal aphid parasitoids, aphidius ervi, a. rhopalosiphi, and praon volucre. entomologia experimentalis et applicatta 36, 173-184. solomon, m.e. 1949. the natural control of animal populations. j. animal ecol. 18, 1-35. waage, j. 1990. ecological theory and the selection of biological control agents. en: mackauer, m., l.e. ehler, y j. roland (eds.). critical issues in biological control. intercept, andover, pp. 135-157. wang, b. y d. ferro. 1998. functional responses of trichogramma ostriniae (hym: trichogrammatidae) to ostrinia nubialis (lep: pyralidae) under laboratory and field conditions. environ. entomol. 27(3), 752-758. propagación y cultivo de tejidos resumen abstract se categorizaron la germinación y latencia de semillas de mortiño y se desarrolló un protocolo de remoción de esta última, aspectos que son básicos para procesos de conservación, siembra y fitomejoramiento de la especie. no se detectó latencia exógena, con imbibición de agua, por parte de las semillas en un sustrato húmedo. las simientes exhibieron una respuesta fotoblástica positiva a la luz. se determinó, mediante la aplicación de tetrazolio, que 15,8% de las semillas eran no viables, con 63,0% de semillas con germinación y 21,2% viables latentes. la germinación y remoción de la latencia fueron significativamente superiores a 20°c que a 25°c. la latencia de la semilla fue eliminada, casi por completo, bajo un régimen de luz blanca constante, a 20°c, con aplicación de ga3 en concentraciones de 500, 1.000 y 2.000 mg l-1. el bloqueo de la germinación se clasificó como latencia fisiológica no profunda. after characterizing germination and dormancy of andean blueberry, a dormancy release procedure was developed. these are basic aspects of germplasm conservation, planting and improvement. the seeds did not display exogenous dormancy under water imbibition in a moist substrate. however, a positive photoblastic response was observed. a tetrazolium test indicated that 15.8% of the seeds were n viable; 21.2% were dormant viable, and 63% germinated. germination and dormancy release at 20°c were higher than at 25°c. seed dormancy was almost completely released after 500; 1,000 and 2,000 mg l-1 ga3 applications under constant white light at 20°c. dormancy was classified as non deep physiological. key words: promissory species, photoblastic seeds, tetrazolium, seed physiology, colombia. palabras clave: especies promisorias, semillas fotoblásticas, tetrazolio, fisiología de semillas, colombia. fecha de recepción: 27 de octubre de 2008. aceptado para publicación: 19 de febrero de 2009 1 departamento de ciencias agrícolas y pecuarias, facultad de ciencias agrarias y del medio ambiente, universidad francisco de paula santander, san josé de cúcuta (colombia). 2 centro de investigación “la selva”, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), rionegro (colombia) y departamento de ciencias agronómicas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. 3 centro de investigación “la selva”, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), rionegro (colombia). 4 departamento de ciencias agronómicas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. 5 autor de correspondencia. pnrgvlobo@gmail.com agronomía colombiana 27(1), 15-23, 2009 comportamiento de la germinación y categorización de la latencia en semillas de mortiño (vaccinium meridionale swartz) germination behavior and characterization of seed dormancy of andean blueberry (vaccinium meridionale swartz) maría isabel hernández p.1, mario lobo a.2, 5, clara inés medina c.3, josé régulo cartagena v.4 y oscar arturo delgado p.3 introducción el mortiño o agraz (vaccinium meridionale swartz) pertenece a la familia ericaceae, tribu vacciniae, conjunto que en el neotrópico se concentra en los andes, en ambientes húmedos de montaña, con elevado número de especies, en colombia y ecuador, entre los 1.000 y 3.000 msnm (luteyn, 2002). esta diversidad ha sido atribuida a los suelos y tipos de vegetación, como consecuencia de la orografía de la zona (gentry, 1988; luteyn, 2002). en colombia se han reportado en este género v. meridionale, v. floribundum y v. corymbodendron (luteyn, 2002), con consumo de los frutos de los dos primeros (romero, 1961). la planta, considerada como relegada, esto es, taxa ignorados por la ciencia y el desarrollo, con empleo en las áreas de adaptación (hammer et al., 2001), ha pasado a ser promisoria, como secuela del incremento en la demanda nacional, por su consumo en repostería, jugos, helados, bebidas alcohólicas, etc. (corantioquia, 2003) y de un uso creciente de sus frutos en los países desarrollados, por los beneficios de la fruta en la nutrición y la salud, de las especies cultivadas y silvestres del género (taruscio et al., 2004). en colombia, el mortiño se encuentra en poblaciones silvestres de los bosques alto andinos, entre los 2.300 y 3.500 msnm (patiño y ligarreto, 2006), intercalado frecuente16 agron. colomb. 27(1) 2009 mente con plantaciones de coníferas. esto favorece las asociaciones micorrizógenas de la planta, y su adaptación a suelos ácidos (usda, forest service, s.f.). las poblaciones han sufrido procesos de pérdida por deforestación, reconversión productiva, fragmentación, perturbación por la extracción de la llamada “tierra de capote”, lo que provoca daños en el sistema radical, deterioro y muerte de individuos por prácticas inadecuadas de cosecha y el corte de ramas para su utilización en floristería (corantioquia, 2003). el informe del estado de los recursos filogenéticos para la alimentación y la agricultura (fao, 1996) indicó que las pérdidas de diversidad genética eran grandes y continuas. por ello jarvis et al. (2005) reportaron que la preservación de los acervos genéticos relacionados con los cultivos era importante, y guarino et al. (2001) indicaron que los conjuntos genéticos de los silvestres han sido escasamente observados, colectados o descritos. jarvis et al. (2005) señalaron que estas especies son las más amenazadas por su rareza, endemismo y falta general de conocimiento sobre ellas. por lo anterior, es importante conservar la variabilidad del mortiño para reforestación y desarrollo como alternativa productiva. shoen y brown (2001) afirmaron que a medida que los hábitat naturales desaparecen, hay una tendencia de mantener las especies silvestres vegetales en bancos de semillas. la conservación ex situ del mortiño requiere conocer su biología reproductiva. esta es una planta clonal que produce individuos genéticamente iguales por reproducción vegetativa (mcglaughling y friar, 2007), cuya estructura genética es compleja, con mezcla de plantas provenientes de reproducción sexual y asexual (ruggiero et al., 2005). por ello es conveniente, aparte de la colección de campo, con pocas plantas por deme, mantener su semilla, para una representación mayor de la variabilidad genética de la metapoblación. la conservación de la semilla, a largo plazo, requiere que esta tolere desecación hasta el 5 a 10% de humedad. usda, forest service (s.f.) indicó que, pese a la falta de estudios de almacenamiento a largo plazo de semillas de los vaccinium de bayas azules, que incluyen el mortiño, había información que sugería un comportamiento ortodoxo; adicionalmente darrow y scott (1954) afirmaron que las semillas de estos eran ortodoxas. en vaccinium meridionale, castañeda (2006) reportó comportamiento ortodoxo de las simientes, lo cual fue corroborado por hernández (2008). igualmente, hill y vander (2005), en estudios con diversos vaccinium, concluyeron que las semillas eran ortodoxas, con periodos de viabilidad de 17 a 20 años en los bancos de semilla del suelo. en plantas silvestres son importantes, para su conservación y siembra, la germinación y la latencia de las semillas. para finch-savage y leubner-metzger (2006), la segunda es una propiedad innata que define las condiciones para su germinación, dependiente de la constitución genética, con influencia ambiental significativa. esto, según los autores mencionados, es un aspecto adaptativo para evitar condiciones desfavorables durante el establecimiento y crecimiento posterior de las plántulas. en diversos taxa de vaccinium, como v. angustifolium, v. myrtillus, v. ulginosum y v. vitis-idaea, se ha reportado latencia fisiológica (baskin y baskin, 2001). también es importante para la germinación, en algunas especies, el efecto inductor de la luz, lo cual se denomina fotoblastismo; este permite el mantenimiento de la latencia en las simientes enterradas en el suelo (sawada et al., 2008). se ha encontrado que las semillas de varias especies de vaccinium son fotoblásticamente positivas, precisando varias horas de luz diarias para germinar (giba et al., 1995), con información de que las semillas de v. myrtillus no germinan en completa oscuridad (baskin et al., 2000). con base en lo expuesto, se realizó la presente investigación, con el fin de elucidar el comportamiento germinativo de semillas de v. meridionale, categorizar la latencia existente en estas y desarrollar protocolos de germinación y rompimiento del bloqueo de la germinación. materiales y métodos localización el estudio se realizó en el centro de investigación “la selva”, de la corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), rionegro, colombia a 2.120 msnm, con temperatura promedio de 17°c, hr de 78% y precipitación promedio anual de 1.700 mm, en la zona ecológica bosque húmedo montano bajo (espinal, 1977) y el laboratorio de semillas, con temperaturas entre 17 y 20°c. material biológico la semilla se extrajo de frutos de una población silvestre de v. meridionale del parque arví, vereda santa elena, medellín, colombia y de plantas de la colección de campo, del centro de investigación “la selva”. 172009 hernández p., lobo a., medina c., cartagena v. y delgado p.: comportamiento de la germinación y categorización de la latencia... extracción de la semilla se hizo a partir de frutos maduros, con coloración homogénea morada oscura en la epidermis. a estas bayas se les adicionó agua y se les aplicó presión manual, con el fin de separar la pulpa. posteriormente se lavaron en un chorro de agua con la ayuda de un cedazo, hasta obtener semillas completamente limpias. estas se secaron a 17°c y 78% de humedad relativa, durante 48 h, de acuerdo con las recomendaciones de medina et al. (2008). obtención de curvas de secado de las semillas la finalidad fue obtener el porcentaje de humedad en las simientes utilizado para procesos de almacenamiento a largo plazo (5%). para ello, se emplearon cámaras herméticas, con evaluación de tres relaciones de peso semilla:sílica gel, 1:1, 1:2 y 1:3. las cámaras se ubicaron en un cuarto a 25±4°c, con 14% de hr. se monitoreó la pérdida de humedad cada hora, tomando el peso de las muestras, hasta obtener el contenido de humedad en equilibrio, che, como porcentaje, un valor en que se igualan la humedad en las semillas y la del ambiente (victoria, 2005). cada tratamiento constó de cinco repeticiones, las cuales se mantuvieron en bolsas de papel, en las cámaras. adicionalmente, se tomaron muestras aleatorias de las semillas en secado para determinar el contenido de humedad empleando estufas y gravimetría, de acuerdo con la metodología propuesta por ista (1999). protocolo de tinción con tetrazolio se estandarizó un protocolo para v. meridionale. para ello, se evaluaron concentraciones del producto del 0,5 y 1,0%, durante 1, 2 y 3 h a 30°c y 24 h a temperatura ambiente, en condiciones de completa oscuridad. los procedimientos se aplicaron a 10 semillas, con tres repeticiones. estas se prehumedecieron durante 24 h y luego se evaluaron tres tipos de cortes: longitudinal, punzamiento de la testa y extracción completa del embrión. el tetrazolio interactúa con los procesos de reducción y oxidación de las células vivas en la semilla, cambiando de color las formas hidrogenadas, lo que hace posible distinguir las partes vivas (coloreadas) de aquellas muertas (incoloras) (poulsen et al., 2006). para definir patrones de tinción relacionados con viabilidad, se incluyeron semillas en un microondas durante un min, para matar los embriones. luego, a la mitad de éstas se les aplicó una solución al 1% de tetrazolio, durante 24 h en oscuridad, y la otra mitad se utilizó para realizar pruebas de germinación. lo anterior permitió observar tanto la intensidad de la coloración como la ubicación de la misma dentro de las estructuras, elucidar la intensidad y diferenciar patrones de tinción entre semillas viables y no viables. categorización de la germinación se realizó en germinadores a 21°c y con condiciones de luz:oscuridad de 12:12 h, con el empleo de lámparas de luz blanca, de 20 w 110-120 v/50-60 hz. las unidades experimentales constaron de 100 semillas, con 4 repeticiones, éstas se colocaron en cajas petri con papel filtro, humedecido periódicamente. el ensayo se llevó a cabo durante 30 d, tiempo recomendado por baskin y baskin (2001) para diferenciar semillas germinables no latentes y latentes. a las semillas no germinadas se les aplicó el protocolo de tetrazolio, desarrollado en esta investigación, para diferenciar las latentes de las no viables. determinación de imbibición de las semillas la prueba se realizó para determinar la permeabilidad de las semillas al agua (baskin y baskin, 2001). para ello, se tomaron cinco repeticiones de 0,5 g de semilla con humedad de 13%. estas se colocaron en cajas petri con papel filtro humedecido en agua destilada. cada hora, durante 8 h, se tomaron muestras, a las cuales se les eliminó el agua superficial con la ayuda de servilletas y se les registró el peso. el incremento de este indica que las semillas son permeables, y lo contrario indica la presencia de barreras a la entrada del agua (bansal et al., 1980). evaluación de protocolos de rompimiento de latencia tomando como referente reportes de latencia fisiológica en especies de vaccinium (baskin y baskin, 2001), se evaluó el efecto promotor de la germinación del ácido giberélico (ga3) en concentraciones de 500, 1.000 y 2.000 mg l-1, más un testigo sin aplicación de este. el estudio se realizó en condiciones de oscuridad e iluminación constantes, por el efecto promotor de la luz en la germinación en diversos vaccinium (giba et al., 1995) y se evaluaron dos regímenes de temperatura, 20°c y 25°c. se empleó un diseño completamente al azar, con cuatro repeticiones y unidades experimentales de 100 semillas, en arreglo factorial 4x2x2, en el cual los factores correspondieron a dosis de ga3, régimen lumínico y temperatura. la hormona se aplicó sumergiendo las semillas en las soluciones de cada tratamiento durante 24 h, con secado posterior al ambiente. luego se colocaron en cajas petri con papel filtro humedecido con agua destilada, las cuales se mantuvieron en cámaras de germinación con las condiciones de luz y temperatura mencionadas, para evaluar el porcentaje de germinación durante 30 d. 18 agron. colomb. 27(1) 2009 esta se realizó separando una pequeña porción de la testa, retirando el embrión por medio de presión manual. las otras metodologías causaron daño a este. como puede apreciarse en las fig. 2a y 2b, se obtuvo una mejor tinción con la dosis de 1% de tetrazolio en comparación con la de 0,5%, con resultados más evidentes con imbibición en el químico, al 1%, durante 3 h a 30°c y en condiciones de temperatura ambiente por espacio de 24 h. la prueba de tetrazolio es un método reconocido para el análisis de viabilidad de las semillas (nurse y di tommaso, 2005). este permite categorizar una semilla como viable o no viable a partir de la tinción de los tejidos del embrión (borza et al., 2007). las semillas prehumedecidas, sometidas a microondas durante un min, perdieron completamente la viabilidad, con germinación nula. esto permitió caracterizar los patrones de tinción diferentes, con la aplicación del tetrazolio (1% durante 24 h a temperatura ambiente) a los obtenidos con el lote con semillas viables. en las fig. 3a y 3b, se incluyen las tinciones obtenidas en las simientes tratadas y no tratadas con microondas. como puede apreciarse, los embriones de las no tratadas, exhibieron coloración en la mayoría de su superficie, desde rosado claro, hasta rosado fuerte, con presencia también de tonalidades anaranjadas. los patrones anteriores no fueron evidentes en las sometidas a microondas. estas últimas, exhibieron unidades transparentes o coloración leve. categorización de la germinación en la fig. 4, se incluye la categorización de la viabilidad (germinación y latencia) y de la no viabilidad (ausencia de tinción con tetrazolio) obtenida en las semillas de mortiño recién extraídas del fruto, germinadas en cajas petri a 21°c, en condiciones de luz-oscuridad de 12-12 h, respectivamente. como se aprecia en la fig. 4, las semillas exhibieron 84,2% de viabilidad, con 63% de semillas germinadas y 21,2% de semillas viables no germinables (latentes). además se encontró, 15,8% de semillas no viables, con base en la prueba de tetrazolio, en las no germinadas. lo anterior señala presencia de latencia, aspecto típico de las plantas silvestres. esta permite responder a condiciones ambientales variables, constituyendo una estrategia de dispersión en el tiempo de la germinación (snyder, 2006). fenner y thompson (2005) indicaron que el momento de la germinación es esencial para el ciclo de vida del vegetal, asegurando su ocurrencia en el periodo más favorable para el establecimiento de las plántulas. 0 5 10 15 20 25 c on te ni do d e hu m ed ad ( % ) tiempo (h) curvas de secado para semillas de vaccinium meridionale, en tres relaciones de peso semilla:silicagel 1 : 1 1 : 2 1 : 3 0 10 20 30 40 50 60 y = 0,0088x2 – 0,6956x + 17,79 r2= 0,921 p<0,0001 y = 0,0108x2 – 0,8151x + 18,156 r2= 0,895 p<0,0001 y = 0,0119x2 – 0,8694x + 18,106 r2= 0,886 p<0,0001 figura 1. tiempo de secado de semillas de mortiño (v. meridionale) en sílica gel. con los datos de porcentaje de germinación, con base en la semilla viable, transformados a arcosenos, procedimiento recomendado cuando estos presentan dispersión amplia (little y hills, 1976), se hizo análisis de varianza y con la significación obtenida, se aplicó la prueba de partición de promedios de duncan con una probabilidad de error p≤0,05, mediante el empleo del programa sas, versión 9.1. resultados y discusión curvas de secado de las semillas la pérdida de humedad de las semillas expuestas a sílica gel en las cámaras herméticas se ajustó a modelos cuadráticos altamente significativos (p<0,0001) (fig. 1), cuyas ecuaciones fueron: y= 0,0088x2 0,6956x + 17,79; y= 0,0108x2 0,8151x + 18,156 y y= 0,0119x2 0,8694x + 18,106, para los tratamientos 1:1, 1:2 y 1:3, respectivamente. en el estudio se encontró un che promedio de 3,2%, a partir de un contenido inicial de 21,97%, en un tiempo medio de 14 h y 19 min. el tratamiento de semilla: sílica gel 1:3 presentó una desecación más rápida hasta llegar a peso constante, debido a la mayor superficie de absorción de agua. las curvas logradas son útiles para predecir el tiempo requerido para la obtención de una humedad determinada, a partir del contenido inicial de esta, según el procedimiento descrito por rao et al. (2006). los tres tratamientos permitieron alcanzar la humedad requerida para los ensayos de la investigación, 5%. se seleccionó para los estudios posteriores el tratamiento 1:1, ya que con este la pérdida de humedad es más lenta, lo cual disminuye riesgos de daño de los embriones. protocolo de tinción con tetrazolio la metodología más adecuada para la evaluación de viabilidad de las semillas fue la extracción de los embriones. 192009 hernández p., lobo a., medina c., cartagena v. y delgado p.: comportamiento de la germinación y categorización de la latencia... figura 2. embriones de v. meridionale en solución de tetrazolio al 0,5% (a) y al 1,0% (b). figura 3. embriones de v. meridionale viables. a. no incluidas en el horno microondas. b. no viables después de estar por 1 min en el horno microondas. germinación sem. viables no germinables sem. no viables 15,75% ± 4,0 21,25% ± 2,1 63,00% ± 5,1 figura 4. categorización de la viabilidad y latencia en semillas de mortiño (v. meridionale). no latentes y latentes, con un valor cercano de viabilidad al alcanzado en la investigación actual para las dos categorías, 84,2%. categorización de la latencia latencia exógena como puede observarse en la fig. 5, durante las 8 h en que estuvieron las semillas en contacto con agua, se presentó imbibición, con un incremento en peso cercano al 7%. lo anterior indica permeabilidad en la testa, lo que permite concluir que las semillas de mortiño no presentan latencia exógena o física, de acuerdo con el criterio de nikolaeva (1977). no se ubicó reporte alguno de este tipo de latencia en estudios realizados con diversos vaccinium. respuesta fotoblástica como puede verse en la fig. 6, las semillas de mortiño son fotoblásticamente positivas, categorización dada a aquellas cuya germinación es estimulada por la luz (sawada et al., 2008). esto se colige al comparar la germinación, bajo re a b vallejo (2000) obtuvo una germinación de 82,7% con semillas de mortiño, valor superior al de la investigación actual. esto puede deberse al hecho de que el autor condujo la evaluación por más de 30 d, tiempo máximo para la categorización de la germinación de semillas no latentes (baskin y baskin, 2001). por ello la cifra agrupa semillas a b 20 agron. colomb. 27(1) 2009 gímenes de luz y oscuridad en los niveles de temperatura evaluados. así, en condiciones de luz, sin aplicación de ga3, esta estimuló la germinación con un efecto más marcado, significativamente superior a 20°c que el obtenido a 25°c, 84% y 1%, respectivamente. en contraste, en las semillas sin tratamiento con hormona no hubo emergencia alguna del embrión en la oscuridad. shahram (2007) reportó un efecto marcado en la germinación de v. arctostaphylos por parte de condiciones alternas de luz y oscuridad, la cual no ocurrió en ausencia de la primera. en otros vaccinium se ha informado sobre porcentajes de germinación de alrededor de 90%, en condiciones de luz del espectro rojo (giba et al., 1995). este promueve la germinación de las semillas que se encuentran superficiales en el suelo del bosque, cuando incide la luz. se ha indicado que las especies con simientes pequeñas, como el mortiño, tienen requerimientos definidos y estrechos para su establecimiento por recursos internos limitados, empleando la luz como un indicador de condiciones adecuadas para la germinación (pearson et al., 2003). latencia endógena como se puede apreciar en la fig. 6, fue evidente el efecto de la temperatura sobre la germinación, con una emergencia significativamente superior a 20°c, en comparación con la obtenida a 25°c. así, el nivel máximo de germinación de semillas viables a 25°c fue de 27%, en tanto que a 20°c este alcanzó valores de 97, 98 y 93% al tratar las simientes con ga3, en condiciones de luz, sin diferencias significativas entre estos valores con concentraciones de 500, 1.000 y 2.000 mg l-1, respectivamente. igualmente, bajo iluminación, se obtuvo germinación, del 84%, sin aplicación de ga3, a 20°c. en tanto que esta fue de 1% a 25°c, con valores superiores del primer tratamiento a los obtenidos en todos los casos de aplicación de hormona a 25°c, en los cuales se obtuvo una emergencia de embriones del orden de 14, 18 y 27%, para las concentraciones de 500, 1.000 y 2.000 mg l-1 de ga3 (fig. 6). la respuesta a la temperatura debe corresponder a las condiciones ambientales del hábitat del mortiño, la parte altoandina (luteyn, 2002), zona de temperaturas bajas. la germinación es un caso de regulación del crecimiento que comprende interacciones entre la temperatura y la actividad de la giberelina, con reportes de que esta regula la actividad de los genes relacionados con el metabolismo del ga (penfield, 2008). igualmente, se han postulado relaciones entre la temperatura y la iluminación para la germinación, con promoción de la biosíntesis del ga (penfield et al., 2005). el efecto positivo del ga en la germinación de las semillas de v. meridionale –lo cual también fue reportado en colombia por magnitskiy y ligarreto (2007)– indica que estas, además de ser fotoblásticamente positivas, tienen latencia fisiológica, no profunda, de acuerdo con la clasificación de nikolaeva (baskin y baskin 2001; 2008), esta se removió a través de la imbibición con ga3, en las concentraciones evaluadas de la hormona, sin diferencias significativas entre estas, incubando las semillas a 20°c, en condiciones de luz blanca (fig. 6). igualmente, se obtuvo una mayor velocidad de germinación, referida al tiempo tomado para la emergencia de 50% de los embriones (fig. 6). así, las semillas tratadas con 1.000 y 2.000 mg l-1 de ga3, a 20°c, tomaron en promedio 0,070 0,071 0,072 0,073 0,074 0,075 0,076 0 2 4 6 8 tiempo (h) p es o (g ) y= 0,0009x + 0,0697 r2= 0,98 figura 5. incremento de peso en semillas de mortiño (v. meridionale) durante el proceso de imbibición. te st ig o 50 0 m g l1 g a 3 10 00 m g l1 g a 3 20 00 m g l1 g a 3 te st ig o 50 0 m g l1 g a 3 10 00 m g l1 g a 3 20 00 m g l1 g a 3 te st ig o 50 0 m g l1 g a 3 10 00 m g l1 g a 3 20 00 m g l1 g a 3 te st ig o 50 0 m g l1 g a 3 10 00 m g l1 g a 3 20 00 m g l1 g a 3 luz oscuridad luz oscuridad 20°c 25°c 84 97 98 93 0 21 27 44 1 14 18 27 0 0 1 0 figura 6. porcentaje de germinación obtenida en semillas de mortiño (v. meridionale), con relación a unidades de propagación viables, como resultado de tratamientos de remoción de latencia fisiológica (promedio de semillas no viables: 15,8% ± 4%). letras distintas indican diferencias significativas según la prueba duncan. 212009 hernández p., lobo a., medina c., cartagena v. y delgado p.: comportamiento de la germinación y categorización de la latencia... 12 d para esto, y aquellas que fueron sometidas a 500 mg l-1, emplearon 14 d; en contraste, las que no recibieron la hormona, en condiciones de luz y a 20°c, tardaron 19 d para la emergencia de 50% de los embriones, en las semillas viables (fig. 7a). en la fig. 7b, se aprecia que las semillas tratadas con ga3, bajo oscuridad, al igual que las sin tratamiento, no alcanzaron el 50% de germinación de las semillas viables. el efecto promotor del ga en la velocidad de germinación corresponde a la acción complementaria de la luz y la hormona. se ha señalado que ambos están relacionados con un patrón que involucra el fitocromo, mediante una acción antagónica a la acción del ácido abscísico (leubnermetzger, 2001). ballington et al. (1976) afirmaron que la aplicación de giberelinas a las simientes de vaccinium, más que un incremento en la germinación, producen mayor velocidad del proceso, y finkelstein et al. (2008) señalaron que la remoción de la latencia es regulada por una combinación de señales ambientales y endógenas, con sinergismo y competencia entre estas, lo cual coincide con afirmaciones de que al aplicar ga a las semillas del género vaccinium, no se incrementa el porcentaje total de germinación, sino que aumenta su velocidad y la uniformidad del proceso, disminuyendo la necesidad de horas de luz (giba et al., 1995). esto no concuerda con lo obtenido en la investigación actual, en la cual el ga indujo incremento en la velocidad de germinación y mayor emergencia de embriones, en comparación con la simiente sometida únicamente a luz continua. kucera y leubner-metzger (2005) indicaron que el ga incrementa el potencial de crecimiento del embrión y ayuda a vencer la resistencia mecánica de los tejidos que rodean la radícula, lo cual facilita la germinación. fenner y thompson (2005) señalaron que la latencia no debe asociarse únicamente con la ausencia de germinación, y que es una característica de la semilla que determina las condiciones requeridas para la germinación. finchsavage y leubner-metzger (2006) indicaron que, cuando la latencia es considerada en la forma anterior, cualquier aspecto ambiental que altera las condiciones requeridas para la germinación también tiene efecto sobre la latencia. benech-arnold et al. (2000) afirmaron que la liberación de la latencia debe ser considerada como un proceso separado de la germinación, y goggin et al. (2008) indicaron que esto es particularmente aparente cuando las condiciones requeridas para liberar la latencia son diferentes a las requeridas para la germinación. por ello es importante evaluar la profundidad de la latencia tanto en tiempo como en espacio. igualmente, se considera relevante evaluar la variabilidad intraespecífica de la germinación y la latencia. estas varían ampliamente entre poblaciones de una misma especie y taxa del mismo género (veasey et al., 2004). conclusiones la extracción de embriones por presión manual permitió evaluar, en forma eficiente, la viabilidad de estos, con imbibición en una solución de tetrazolio de 1%, a 30°c, en condiciones de oscuridad por espacio de 24 h, a temperatura ambiente. figura 7. patrones de germinación de semillas de mortiño (v. meridionale) a una temperatura de 20°c y con aplicación de diferentes dosis de ga3. a. 24 h de completa iluminación. b. 24 h de completa oscuridad. a b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 g er m in ac ió n (% ) testigo días de la prueba 500 mg l-1 1.000 mg l-1 2.000 mg l-1 y = 0,0187x2 – 3,4156x + 30,362 r2= 0,96 y = 0,2088x2 – 11,985x + 82,957 r2= 0,99 y = 0,2546x2 – 13,409x + 88,842 r2= 0,98 y = 0,2693x2 – 13,86x + 89,499 r2= 0,99 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 g er m in ac ió n (% ) días de la prueba y = 0 y = 0,0532x2 – 0,9603x + 4,1614 r2= 0,99 y = 0,0692x2 – 1,226x + 5,11 r2= 0,98 y = 0,1033x2 – 1,363x + 5,7752 r2= 0,98 testigo 500 mg l-1 1.000 mg l-1 2.000 mg l-1 22 agron. colomb. 27(1) 2009 la aplicación de microondas a la semilla durante 1 min mató los embriones, lo que permitió diferenciar los patrones de tinción con tetrazolio entre simientes viables latentes y no viables. las simientes del mortiño no presentaron latencia exógena, con base en la permeabilidad de la testa al agua. las semillas de mortiño son fotoblásticamente positivas, esto es, su germinación es estimulada por la luz. el mortiño exhibió semillas viables germinables, latentes y no viables, luego de una prueba de germinación a 21°c, por espacio de 30 d, con un régimen de 12:12 h de luz:oscuridad. la temperatura influyó en la germinación, con valores sensiblemente superiores a 20°c, en comparación con la obtenida a 25°c, con un efecto complementario entre la luz y la temperatura de germinación. la latencia de las simientes de mortiño corresponde a la categoría de fisiológica poco profunda. esta se pudo remover a través de imbibición previa con ga3, en concentraciones de 500, 1.000 y 2.000 mg l-1, en incubación con luz blanca continua. agradecimientos la investigación se realizó gracias al apoyo financiero de colciencias, en el marco del proyecto “zonificación de las especies de agraz (vaccinium spp.) y una aproximación de su manejo agronómico como cultivos promisorios para la zona alto andina colombiana”. código 1101-07-17186 de 2004. literatura citada ballington, j.r., g.j. galleta y d.m. pharr. 1976. gibberellin effects on rabbiteye blueberry seed 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(59x103 conidios/ml). para la obtención del extracto crudo enzimático utilizado en el t2 se realizó el aislamiento del microorganismo celulolítico con mayor actividad en agar cmc 1% m/v a partir de muestras de suelo, para su posterior fermentación y obtención de extracto enzimático. la incubación de las matrices en los tres tratamientos se realizó a temperatura ambiente, humedad mantenida a 4,6% durante 60 días, con muestreos periódicos cada 15 días para determinar actividad enzimática por métodos planteados (muf y sn). no se evidenciaron efectos diferenciales en la actividad enzimática con ninguno de los tratamientos planteados, como tampoco se obtuvo correlación estadística entre los métodos (<16%). es así que se propone la técnica fluorogénica como una metodología viable y fiable de la actividad celulolítica, en virtud de su alta especificidad, mayor rapidez en el montaje, así como por su facilidad de ejecución y apreciable precisión en términos de repetibilidad; sin embargo la técnica de sn no se descarta para futuros estudios. in this study celullolytic activity was determined in soil using a fluorogenic technique, which utilizes 4-methylumbelliferil β – glucose (muf) as substrate, and was compared with the quantitative technique of somogyi nelson (sn). sediment control was handled as a positive method of muf, as this technique was standardized previously in this matrix. soil sampling was done in puerto lópez, meta, in stevia rebaudiana bertoni crops using a simple random sampling. sediments were collected in la conejera wetland located in suba, bogotá. three treatments were done to both matrixes: t1: matrix (control); t2: matrix + crude enzymatic extract (2.34 uc); t3: matrix + streptomyces sp (59x103 spores/ml). to obtain the crude enzymatic extract used in t2 an isolation of the celulloytic microogranisms was done with greater activity in carboximethylcellulose (cmc 1%) from soil samples for its subsequent fermentation and extraction of enzyme extract. incubation of the matrix in three treatments was done at room temperature during 60 days where tests were performed every 15 days in order to analyze enzymatic activity by the established methods (muf and sn). humidity was maintained at 4.6%. no evidence of differential effects in the enzymatic activity with any of the treatments was found. also, there was no statistical correlation between the methods (<16%). thus, we propose the fluorogenic technique as a viable and reliable methodology to determinate cellulolytic activity because of its high specificity, faster assembly as well as its easy manipulation, precision and repeatability. nevertheless the sn technique has not been ruled out for future studies. key words: β-glucosidase, celullases, 4-methylumbelliferil β-glucose, somogyi nelson, soil quality. palabras clave: β-glucosidasa, celulasas, 4-metilumbeliferil β-glucosa, somogyi nelson, calidad de suelo. fecha de recepción: 28 de agosto de 2007. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 1 estudiante, laboratorio de microbiología ambiental y de suelos, departamento de microbiología, facultad de ciencias, pontificia universidad javeriana, bogotá. gutierreze@javeriana.edu.co 2 estudiante, laboratorio de química microbiológica, departamento de química, facultad de ciencias, pontificia universidad javeriana, bogotá. angela-pinzon@javeriana.edu.co 3 profesor, departamento de química, facultad de ciencia y tecnología, universidad pedagógica nacional, bogotá. jcasas@pedagogica.edu.co 2 profesor, laboratorio de microbiología ambiental y de suelos, departamento de microbiología, facultad de ciencias, pontificia universidad javeriana, bogotá. mmmartin@javeriana.edu.co agronomía colombiana 26(3), 497-504, 2008 determinación de la actividad celulolítica del suelo proveniente de cultivos de stevia rebaudiana bertoni determination of cellulolytic activity of soil from stevia rebaudiana bertoni crops viviana gutiérrez r.1, ángela pinzón e.2, jaime casas3 y maría mercedes martínez4 introducción karlen y colaboradores (2001) definen la calidad de un suelo como la capacidad de un tipo específico de suelo para funcionar, en ecosistemas naturales o controlados, de tal manera que sustente la productividad animal y vegetal, mantenga o mejore la calidad del agua o del aire y soporte la presencia humana saludable. está dada tanto por el componente fisicoquímico como por el biológico, que incluye organismos de la micro y mesofauna, por ejemplo 498 agron. colomb. 26(3) 2008 bacterias fosfatosolubilizadoras y fijadoras de nitrógeno, y también por lombrices y actividad enzimática. los estudios de fertilidad se han basado durante muchos años en el análisis de la microflora presente en el suelo y dejan de lado la participación de las enzimas extracelulares producidas por esta microflora en la degradación de la materia orgánica y en el flujo continuo de los elementos en el suelo (cerón y melgarejo, 2005). las celulasas, como base de este estudio, desempeñan un papel importante en el ciclo del carbono en el suelo, degradando desechos vegetales que están compuestos en su mayoría de celulosa (nielsen y winding, 2002). esta actividad cobra gran importancia en agroindustrias debido a que la degradación de este polímero se relaciona directamente con la fertilidad y calidad del suelo (cerón y melgarejo, 2005). en el caso de cultivos de stevia rebaudiana bertoni se observa que el aporte de materia orgánica (mo) es mínimo debido a que se realiza la recolección de hojas y es el tallo lo único que ingresa al ciclo del carbono edáfico, que es de difícil y lenta degradación. por tanto se espera que el porcentaje de mo presente en los suelos a evaluar sea bajo y de esta manera se pueda evaluar si los métodos utilizados para la determinación de actividad celulolítica (muf y sn) son suficientemente sensibles para detectar niveles enzimáticos tan bajos. actualmente la detección de enzimas extracelulares en suelos tiene mayor relevancia dentro de los parámetros biológicos para la determinación de calidad. los métodos enzimáticos tradicionales emplean la cuantificación del sustrato con técnicas colorimétricas como somogyi nelson, bradford, dns, glucosa oxidasa, antrona, azul de prusia o yodo-yoduro, que son dispendiosas, costosas y demoradas. no obstante, existen métodos en que la utilización de fluorógenos como el 4-metilubeliferona, 7-amino-4-metilcumarina, naranja de acridina y ácido sulfónico 8-anilino-1-naftaleno, entre otros, permite desarrollar técnicas altamente específicas, pues consisten en sustratos análogos ligados que son limitados para un grupo de enzimas restringido, superando las limitaciones de las técnicas tradicionales, ya que permiten mayor sensibilidad y precisión y la interpretación de resultados es sencilla y en menor tiempo (turner et al., 2002; debosz et al., 1999; boshker y cappenberg, 1994; chernoglazov et al., 1988). sin embargo, aunque se utilizan indistintamente, no se sabe el grado de correlación entre los métodos tradicionales y los implementados en la actualidad para la determinación de la actividad enzimática en suelo. por tanto su evaluación es de gran utilidad para la selección del método más apropiado y así obtener resultados con mayor confiabilidad. este trabajo establece la correlación existente entre la técnica de detección de β-glucosidasas en suelo de un cultivo de stevia mediante el uso de 4-metilumbeliferil β-glucosa, y el método colorimétrico tradicional de somogyi nelson, y de esta manera obtener un indicador biológico importante en la calidad del suelo analizado. materiales y métodos muestreo el área de estudio se localizó en cultivos de stevia rebaudiana bertoni ubicados en el municipio de puerto lópez, meta, con temperatura media de 27 ºc, contenido de materia orgánica en suelo de 1,77% y ph de 5,4 (barrera y brito, 1997). el área de muestreo fue de 126 m2, donde se realizó un muestreo aleatorio simple con base en una división del terreno en cuadrantes de 25 cm2, a partir de los cuales se tomaron 58 muestras de 500 g cada una, a una profundidad aproximada de 20 cm. las muestras de sedimento utilizadas como control positivo (boschker y cappenberg, 1994) se recolectaron en el humedal la conejera, ubicado en la localidad de suba, bogotá, teniendo en cuenta únicamente zonas sin tratamiento de recuperación. el contenido de materia orgánica promedio es de 6,14% y ph de 6,9. la toma de muestras de sedimento se realizó a una profundidad de 1 metro bajo el nivel del agua. procesamiento de muestras las muestras se tamizaron con tamices # 12 y se dispusieron en microcosmos con 250 gramos de suelo cada una, en condiciones controladas con temperatura media de 18 °c y humedad constante de 4,6%, para realizar muestreos cada 0, 15, 30, 45 y 60 días, a partir de los cuales se determinó la actividad celulolítica tanto cualitativa como cuantitativamente (turner et al., 2002). por su parte, en las muestras de sedimento se removieron las partículas grandes de materia orgánica y se mezclaron con el agua propia del sitio de muestreo hasta anegamiento, después de homogenizarlas mecánicamente y formar una muestra compuesta (ayala et al., 2001). aislamiento y selección de la cepa con mayor actividad celulolítica a partir de suelo 4992008 gutiérrez r., pinzón e., casas j. y martínez m.: determinación de la actividad celulolítica del suelo proveniente de cultivos de stevia... para la obtención del extracto crudo enzimático utilizado en el t2 y del inóculo microbiano utilizado en el t3 se realizó un screening de microorganismos celulolíticos en la matriz suelo. el aislamiento primario se realizó en medio carboximetilcelulosa (cmc) 1% m/v siguiendo el procedimiento descrito por quintero y colaboradores (2004). posteriormente las colonias que presentaron algún tipo de actividad celulolítica se resembraron en agar cmc por punción en el centro de la caja. los halos de hidrólisis revelados con el colorante rojo congo y solución salina se midieron en cm para cada cepa y se analizaron estadísticamente para establecer diferencias significativas. las cepas celulolíticas aisladas se conservaron a -20 ºc en glicerol al 25% v/v bajo el procedimiento descrito por poutou et al., 1994. diseño experimental las variables independientes manejadas en el estudio incluyen la adición de extracto crudo enzimático al suelo (variable de naturaleza nominal), la adición de microorganismo celulolítico al suelo (variable de naturaleza nominal), el tiempo de incubación de las muestras de suelo (variable de naturaleza ordinal, expresada en días) y finalmente la naturaleza de la matriz empleada (variable de naturaleza nominal). la variable independiente hace referencia a la actividad enzimática (variable de naturaleza continua, expresada en uc/g de suelo). el sedimento se utilizó como control positivo de la técnica muf con el fin de verificar que las condiciones bajo las cuales se desarrolló el análisis fluorogénico fueran óptimas para la obtención de resultados satisfactorios (boschker y cappenberg, 1994). como control negativo se utilizó suelo artificial con una composición de 70% arena, 20% arcilla y 10% turba (porta et al., 2003). durante el estudio se realizaron tres tratamientos (tabla 1), evaluando las diferencias de la actividad enzimática durante los 60 días de estudio con análisis periódicos cada 15 días, mediante las dos técnicas utilizadas. tabla 1. tratamientos evaluados para la determinación de actividad celulolítica durante el estudio. tratamiento descripción matriz sin tratamiento suelo artificial control negativo matriz + extracto crudo enzimático actividad celulolítica de 2,34 uc matriz + inóculo de streptomyces sp. concentración de 59x103 con/ml el extracto crudo enzimático se obtuvo a partir del microorganismo con mayor actividad celulolítica (identificado como streptomyces sp.) aislado de las muestras de suelo, al igual que la producción del inoculante utilizado en el t3. la determinación de la actividad del extracto crudo enzimático se produjo por el procedimiento descrito por granados y colaboradores (2003). la actividad celulolítica se determinó mediante las técnicas de somogyi nelson (sn) y la fluorogénica (muf), utilizando en esta última la fracción β-glucosa en una concentración de 2 mm (boschker y cappenberg, 1994). cada ensayo se realizó por triplicado. determinación de actividad celulolítica mediante la técnica de somogyi nelson para la extracción de azúcares de las muestras de suelo y del extracto crudo enzimático utilizado en el t2 se tomaron 5 g ó ml de la muestra y se adicionaron 0,5 ml de tolueno y 20 ml de buffer acetato ph 5,5, dejando reposar 20 min a 30 °c. una vez cumplido este tiempo se centrifugaron las muestras a 8.000 rpm, 20 min a 4 °c (deng y tabatabai, 1994). del sobrenadante obtenido a partir de la centrifugación se tomaron 200 μl y se mezclaron con 200 μl del reactivo de somogyi i y 50 μl del reactivo somogyi ii. la mezcla se homogenizó durante 1 min con el uso de un agitador vortex, para posteriormente someterla a 90 °c en baño maría durante 20 min. el enfriamiento se realizó mediante la inmersión de los tubos en agua fría durante 5 min. finalmente se adicionaron 250 μl del reactivo de nelson y 700 μl de agua desionizada. la lectura de absorbancia se realizó a 595 nm 24 h después de terminado el procedimiento (rodríguez, 2000). determinación de actividad celulolítica mediante la técnica fluorogénica para la detección de la actividad enzimática extracelular las muestras de suelo se mezclaron en una relación 5:1 con agua desionizada. la técnica se realizó mediante el procedimiento descrito por boscker y cappenberg (1994), con una concentración de 4-metilumbeliferil β-glucosa de 2 mm. la fluorescencia generada se midió en un fluorómetro perkin-elmer coleman 139 uv-vis, a una longitud de onda de excitación de 360 nm y una longitud de onda de emisión de 455 nm. la conversión a sustrato hidrolizado se realizó mediante la comparación con la curva patrón, utilizando el fluoró500 agron. colomb. 26(3) 2008 geno 4-metilumbeliferona base (muf). la actividad de β-glucosidasas se define como μmol muf liberado por g de suelo y hora. para el análisis de los resultados se utilizó el programa estadístico jmpin versión 4.0 para windows; mediante el test kruskal wallis se determinaron diferencias significativas entre los tratamientos evaluados a través del tiempo y, finalmente, se aplicó un índice de correlación de pearson para establecer la similitud entre los métodos muf y sn. resultados y discusión en el aislamiento de cepas con actividad celulolítica realizado a partir de muestras de suelo con el fin de obtener el extracto crudo enzimático para el tratamiento 2 de matriz suelo y matriz sedimento, se logró obtener 16 cepas bacterianas filamentosas cuya actividad celulolítica se evaluó y confirmó en agar cmc al 1% m/v. la actividad se evaluó semicuantitativamente con base en el diámetro de los halos de hidrólisis revelados con rojo congo, resultados que pueden observarse en la tabla 2. tabla 2. datos obtenidos de halos de hidrólisis de cada cepa aislada del cultivo modelo, promedio y desviación estándar. cepa promedio de tamaño de halos (cm)1 desviación estándar 1 1,70 0,42 2 1,08 0,41 3 1,06 0,27 4 1,14 0,21 5 0,98 0,13 6 2,14 0,05 7 1,34 0,34 8 1,38 0,41 9 0,90 0,14 10 0,74 0,30 11 1,70 0,52 12 0,92 0,20 13 1,98 0,11 14 1,58 0,59 15 0,74 0,30 16 1,06 0,05 1 promedio de 5 réplicas obtenidas en medio cmc 1% m/v. los valores máximos de actividad de observaron en las cepas sombreadas en la tabla 2 (cepas 1, 6, 11, 12 y 14), pero mediante el análisis de varianza anova se estableció que la cepa 6, identificada posteriormente como streptomyces sp., presentó un mayor tamaño de halo de hidrólisis (2,14 cm) con relación a las demás cepas aisladas, por lo que fue utilizada para la producción del extracto crudo. por otro lado, respecto a la cuantificación de glucosa residual mediante la técnica de sn, se comprobó en estudios anteriores que la presencia de metales en la muestra puede llegar a interferir en el desarrollo de color por cambios en la fuerza iónica de la solución que se analiza (deng y tabatabai, 1994). sin embargo, al ser sometida la muestra de suelo a un proceso de decationización, y comparar estadísticamente los datos arrojados con la muestra sin decationizar, no se evidenciaron diferencias significativas en los resultados mediante la técnica, por lo que se hizo innecesaria la aplicación de este paso durante el desarrollo del estudio. por otra parte, en la determinación de la actividad celulolítica mediante la técnica de sn en suelo con los tres tratamientos realizados, es evidente una mayor actividad en el tratamiento con adición de microorganismo (figura 1) debido a la deficiencia de materia orgánica presente en la matriz analizada (1,77%). no se obtuvo actividad celulolítica con el control negativo (suelo artificial). en las condiciones de este estudio se esperaría que la actividad enzimática aumentara de manera significativa hasta que el microorganismo iniciara la fase de latencia y/o la materia orgánica fuera un factor limitante, momento en el que la producción de enzimas se detendría. 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0 15 30 45 60 tiempo suelo solo suelo + enzima suelo + microorganismo (días) lib er ad a en 3 0 m in /g s ue lo ) a ct iv id ad e nz im át ic a (µ m ol g lu co sa figura 1. actividad enzimática mediante la técnica de somogyi nelson a través del tiempo en los tres tratamientos evaluados en la matriz suelo. el tratamiento con adición de enzima presenta un comportamiento muy similar al suelo sin tratamiento (figura 1). la disminución drástica de actividad enzimática en el transcurso de los primeros 15 días de incubación se presenta por la composición del suelo (26% arcilla) ya 5012008 gutiérrez r., pinzón e., casas j. y martínez m.: determinación de la actividad celulolítica del suelo proveniente de cultivos de stevia... y el control, es similar a la obtenida en suelo, aunque los valores registrados son mayores, debido posiblemente a que la cantidad de carbono orgánico presente en el sedimento (6,15%) es mayor que en el suelo, pues los restos vegetales constituyen gran proporción de los desechos generados en un humedal, aumentando el potencial celulolítico de la matriz. así mismo, en la matriz sedimento el tratamiento con adición de enzima produjo resultados similares a los obtenidos en suelo en el tratamiento 3 (matriz + adición de microorganismo), con la diferencia de que la materia orgánica presente no es un factor limitante. por el contrario, las condiciones intrínsecas de la matriz, como ph, concentración de oxígeno, humedad, entre otras, probablemente eliminaron por completo su población, debido a que el microorganismo se encontraba adaptado a suelos de mayor oxigenación, menor humedad, mayor temperatura y menor ph. de esta forma se rechaza la hipótesis nula (p=0,0001) ya que se demuestra que los cambios en la actividad enzimática a través del tiempo en sedimento (control positivo) presentan diferencias significativas. no obstante, al igual que en el suelo, se acepta la hipótesis nula de homogeneidad (p=0,5782) y se concluye que entre los tratamientos tampoco existen diferencias significativas. de otra manera, y como parte importante del estudio, la sensibilidad en la determinación de la actividad celulolítica mediante la técnica fluorogénica se evidenció en las dos matrices evaluadas (suelo y sedimento) (figura 3) ya que la obtención de valores tan bajos mediante esta técnica de difícil detección comparados con otras técnicas empleadas para el mismo fin. debosz et al. (1999) indican que la reactividad de los fluorógenos hace que el método sea tanto específico como sensible, ya que depende de la afinidad que las enzimas extracelulares, en este caso celulasas, al ser adicionadas libremente en una muestra determinada, se asocian rápidamente al material particulado, como arcillas, materia orgánica y sustancias húmicas, lo que puede disminuir o inhibir completamente su actividad (acosta et al., 2007). este comportamiento responde a varios factores, incluyendo el cambio en la estructura cuaternaria, la capacidad de mantener la integridad del sitio activo, proporción proteína:arcilla de la asociación y los cambios en la disponibilidad de sustrato. en el caso de mantenerse en estado libre pueden ser fácilmente degradadas por proteasas extracelulares presentes en el suelo (debosz et al., 1999; tate, 1987). igualmente, la producción de ácidos orgánicos a partir del metabolismo microbiano logró disminuir el ph del suelo durante los 60 días de estudio hasta llegar a valores cercanos a 4, condiciones bajo las que se dificulta o se reduce la velocidad de degradación de la celulosa, debido a la inestabilidad de la proteína y al número limitado de microorganismos degradadores de celulosa presentes en la matriz. por esta razón se presenta el descenso de la actividad celulolítica a los 60 días de iniciado el proceso de incubación (hu-hu et al., 2004). la actividad celulolítica se mantiene relativamente estable a partir del día 15 de incubación con una leve disminución a través del tiempo en los tres tratamientos. no obstante, mediante el análisis estadístico (kruskal wallis) se evidencian diferencias significativas (p=0,0001) en la actividad enzimática durante los 60 días de estudio mediante la técnica de somogyi nelson en suelo. sin embargo, entre tratamientos no se evidenciaron dichas diferencias (p=0,3536). por su parte, la actividad celulolítica en las muestras de sedimento del humedal muestra un comportamiento similar en los tres tratamientos evaluados (figura 2); se observa que al final del tiempo de incubación los valores de actividad tienden a bajar al mismo nivel (0,228 uc). en el tiempo 0 del proceso las enzimas celulolíticas muestran la mayor actividad (0,816 uc), la cual disminuye a 0,228 uc a medida que la celulosa sufre el proceso de degradación y es aprovechada por la microflora nativa. al final del proceso de descomposición la actividad de las enzimas comienza a reflejarse de manera más lenta debido a que los materiales recalcitrantes de las matrices, como la lignina, son la única fuente de carbono disponible (kourtev et al., 2002). de otro lado, la tendencia de la actividad enzimática observada en los tratamientos con la adición del microorganismo 0 15 30 45 60 tiempo (días) lib er ad a en 3 0 m in /g s ed im en to ) a ct iv id ad e nz im át ic a (µ m ol g lu co sa sedimento solo sedimento+enzima sedimento+microorganismo 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 figura 2. actividad enzimática en sedimento (control positivo) mediante la técnica de somogyi nelson a través del tiempo en los tres tratamientos evaluados. 502 agron. colomb. 26(3) 2008 sustrato-enzima. igualmente, vassalo y colaboradores (2006) afirman que los sustratos fluorogénicos se usan para detectar específicamente enzimas en muestras de origen biológico con actividad baja y con mayor confiabilidad frente a otras técnicas fotométricas y de potenciometría (boshker y cappenberg, 1994). todo esto sustenta la excelente alternativa que se vuelven los sustratos fluorogénicos para la determinación de la actividad enzimática en matrices con insuficiencia de materia orgánica. los valores de actividad enzimática tan bajos presentados en suelo (figura 3b) se deben a varios factores: i) la actividad de β-glucosidasas se ve disminuida en suelos destinados a la agricultura, comparados con bosques y pastizales, debido a las pérdidas graduales de materia orgánica; ii) la cantidad de microorganismos, principal fuente de enzimas en suelo, se ve disminuida generalmente en suelos de clima cálido y regiones áridas, comparados con los de clima frío, debido a la poca disponibilidad de agua por baja retención y alta evaporación; iii) la degradación de materia orgánica excede la tasa de síntesis de humus en suelos de regiones cálidas, lo que afecta seriamente a la actividad celulolítica. igualmente, los suelos agrícolas son terrenos desnudos donde las condiciones ambientales afectan con mayor agresividad a las poblaciones microbianas nativas y su metabolismo, a diferencia de suelos con abundante vegetación como los pastizales, donde hay mayor protección de la fracción biológica por el recubrimiento vegetal (acosta et al., 2007; tate, 1987), todas las características en mención, propias del terreno en estudio. así mismo, las β-glucosidasas son las más abundantes y fáciles de detectar de los tres grupos de enzimas que intervienen en la degradación de celulosa en suelo. su actividad es de particular importancia por su rol central en el ciclaje de materia orgánica, la cual se considera como un componente valioso y fundamental de la calidad del suelo (turner et al., 2002). es importante anotar que las actividades enzimáticas tan bajas reflejadas en el sedimento con los tratamientos evaluados pudieron verse disminuidas por la presencia del bioinoculante, que generó competencia con la flora autóctona del sedimento durante los primeros 15 días del estudio. por esta razón la actividad β-glucosidasa observada a partir del tiempo 30 es menor que la del sedimento sin tratamiento alguno, indicando posiblemente que el microorganismo inoculado fue eliminado por completo, así los valores conseguidos corresponderán posiblemente a la microflora nativa de la matriz (debosz et al., 1999). el tratamiento con adición de enzima, a diferencia de los otros tratamientos, mostró un aumento de la actividad β-glucosidasa debido a que la enzima adicionada pudo asociarse a partículas del suelo sin sufrir disminución funcional importante durante los primeros periodos de incubación. por esta razón permanecieron activas desde el momento de la inoculación, liberando glucosa mediante la intervención de las β-glucosidasas y de algunas β-1,4glucanasas, a partir de la materia orgánica presente en el suelo y consecuentemente estimulando el crecimiento microbiano (acosta et al., 2007). a su vez la microflora, al aumentar su biomasa, aumenta la producción de estas proteínas, cuya actividad se suma a la cantidad de enzima adicionada con anterioridad. finalmente, su actividad decrece por agotamiento de materia orgánica al igual que en los demás tratamientos. aunque la adición de enzima generó un aumento en la actividad enzimática, los valores obtenidos no son muy altos, comparados con los descritos por debosz et al. (1999), figura 3. actividad enzimática mediante la técnica fluorogénica a través del tiempo en los tres tratamientos evaluados. a. sedimento (control positivo). b. suelo. 0 10 20 30 40 50 60 70 sedimento solo sedimento + enzima sedimento + microorganismo 0 0,00002 0,00004 0,00006 0,00008 0,00010 tiempo (días) ac tiv id ad β -g lu co si da sa (µ m ol m u f g1 h1 ) a suelo solo suelo + enzima suelo + microorganismo 0 0,00002 0,00004 0,00006 0,00008 0,00010 0 10 20 30 40 50 60 70 ac tiv id ad β -g lu co si da sa (µ m ol m u f g1 h1 ) b tiempo (días) 5032008 gutiérrez r., pinzón e., casas j. y martínez m.: determinación de la actividad celulolítica del suelo proveniente de cultivos de stevia... debido a que las β-glucosidasas extracelulares inmovilizadas tienen una actividad despreciable, y la degradación de celobiosa en suelos se debe a enzimas liberadas de organismos en crecimiento más que a la fracción de enzimas acumulada (turner et al., 2002). la actividad enzimática obtenida a través del tiempo en sedimento de humedal (figura 3a), demostró que las condiciones bajo las cuales se desarrolló la técnica con el uso de 4-metilumbeliferil β-glucosa fueron las indicadas para permitir el desarrollo del máximo porcentaje de fluorescencia de las muestras, pues esta matriz se utilizó como control positivo de la técnica (boshker y cappenberg, 1994). esto indica que el ph, la temperatura y otras variables del procedimiento pueden aplicarse igualmente tanto al suelo como al sedimento. finalmente, de acuerdo con el análisis de correlación se expone de manera clara que los métodos comparados no presentan un ajuste lineal (r2 = 0,15) por lo que no pueden ser utilizados indistintamente para la determinación de actividad celulolítica en suelo, debido a que somogyi nelson se basa en la cuantificación de producto final liberado (azúcares reductores), mientras que la técnica fluorogénica cuantifica la enzima específica involucrada en la hidrólisis del sustrato. por tanto, para la cuantificación enzimática la técnica colorimétrica, al ser indirecta, presenta menor especificidad que la técnica fluorogénica, considerada directa (weder y kaiser, 1995). conclusiones el uso de técnicas con baja sensibilidad en estudios de enzimas de suelo aumenta la complejidad y disminuye la confiabilidad de los resultados, debido a que se requeriría mayores tiempos de incubación por la imposibilidad de detectar bajas concentraciones del producto de reacción. esto hace que la muestra tenga una mayor exposición a condiciones ambientales adversas, evitando que la actividad enzimática presente un desarrollo normal, ya que factores como la humedad, ph, temperatura y oxigenación pueden limitar la cinética enzimática. por su parte, los sustratos fluorogénicos poseen varias ventajas frente a las técnicas colorimétricas tradicionales, debido a que requieren menor tiempo de incubación, procedimientos más cortos, menores riesgos en la manipulación, mayor sensibilidad y especificidad. además los resultados obtenidos en este estudio demuestran que son una buena opción para la determinación de actividad enzimática en suelos agrícolas con bajo contenido de materia orgánica, baja humedad y altas temperaturas, ya que los valores tienden a ser muy bajos por las condiciones adversas. si se pretende utilizar los datos de actividad celulolítica como un parámetro indicador en la calidad de un determinado suelo, la técnica fluorogénica con el uso de 4-metilumbeliferil β-glucosa es la más indicada, debido a que las β-glucosidasas son ampliamente utilizadas para el monitoreo de la calidad del suelo ya que cumplen un papel importante en el ciclaje de la materia orgánica del suelo, pues es el paso limitante en la degradación de celulosa, y son las más abundantes. además, su detección es relativamente simple mediante esta técnica, y se pueden detectar cambios mínimos en la actividad celulolítica a través del tiempo, debido a la alta sensibilidad de la técnica (turner et al, 2002; cerón y melgarejo, 2005). por el contrario, si los datos de actividad celulolítica no van a ser utilizados para este fin, o no se requiere la actividad celulolítica en estricto sentido, no se descarta la posibilidad de utilizar la técnica de somogyi nelson, pues la selección del método dependerá del objetivo y del presupuesto del estudio. los valores obtenidos brindarán al investigador una visión global de las actividades enzimáticas presentes, incluyendo celulasas, xilanasas y amilasas. no obstante, el costo de la técnica aumentará dependiendo de la presencia de metales en la matriz, pues son interferentes en el desarrollo de color en el método, por tanto se requerirá el uso de resina de intercambio catiónico para su remoción y evitar así la obtención de resultados erróneos (deng y tabatabai, 1994). adicionalmente, a pesar de la especificidad de la técnica fluorogénica, la actividad de β-glucosidasas tiene una correlación estadísticamente significativa con el carbono y el nitrógeno orgánico, lo que también puede brindar una visión global de la materia orgánica disponible y por tanto el potencial de las actividades enzimáticas (debosz et al., 1999; mclaughlin et al., 2000). es importante tener en cuenta que, aunque la técnica fluorogénica con sustratos derivados de la 4-metilumbeliferona (muf) es aplicable a gran variedad de matrices y enzimas, debido a la diversidad de sustratos disponibles en el mercado para la detección de diferentes enzimas, la concentración máxima de muf estará dada por la cantidad de materia orgánica disponible. por esto, la implementación de esta técnica en sustratos como vermicompuesto o compost requerirá mayores concentraciones de fluorógeno que las utilizadas en este estudio. 504 agron. colomb. 26(3) 2008 agradecimientos al proyecto cci-fiuc-puj en formación de técnicos para el aprovechamiento de materia orgánica en suelos de países en vías de desarrollo. literatura citada acosta, v., l. cruz, d. sotomayor y l. pérez. 2007. enzyme activities as affected by soil properties and land use in a tropical watershed. appl. soil ecol. 35, 35-45. ayala, a., k. santamaría y m. martínez. 2001. evaluación de la remoción de benceno por bacterias aisladas del rizoplano del limnobium laevigatum presente en el humedal de la conejera. microbiología industrial. pontificia universidad javeriana, bogotá. pp. 25-26. barrera, e. y e. brito. 1997. control del saltamontes rhammatocerus sclustocercoides en estado de ninfa: puerto lópez, meta, colombia. trabajo de grado. facultad de ciencias, pontificia universidad javeriana, bogotá. p. 17. boschker, h. y t. cappenberg. 1994. a sensitive method using 4-methylumbelliferyl-β-cellobiose as a substrate to measure (1,4)β-glucanase activity in sediments. appl. environ. microbiol. 60, 3592-3596. cerón, l. y l. melgarejo. 2005. enzimas del suelo: indicadores de salud y calidad. acta biológica colombiana 10, 5-15. chernoglazov, v., a. jafarova y a. klyosov. 1988. continuous photometric determination of endo 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181-201. recceived for publication: 27 july, 2010. accepted for publication: 13 november, 2010. 1 research group on rural management and development, faculty of agronomy, universidad nacional de colombia. bogota (colombia). jpmolinao@ unal.edu.co; jpatriciomolina@gmail.com 2 this article is based on a study by the author for midas program on agricultural extension to small farmers in colombia (molina, 2009). agronomía colombiana 28(3), 467-474, 2010 territorial perspective of agricultural extension policies in colombia perspectiva territorial de las políticas de asistencia técnica agropecuaria en colombia juan patricio molina1 abstract resumen this article presents a historic perspective of agricultural extension in colombia and highlights its scope in relationship to regional development. four periods are identified, which show that policies have evolved towards a territorial and decentralized agricultural extension, although this trend could not be consolidated in recent years. it is suggested that colombia should recover an approach of agricultural extension that integrates the productive dimension with a territorial perspective. el artículo presenta una visión histórica de las políticas de asistencia técnica agropecuaria en colombia y destaca sus alcances en relación con el desarrollo territorial. se identifican cuatro periodos que evidencian que los planteamientos de política evolucionaron hacia una visión territorial y descentralizada de la asistencia técnica, sin que esta tendencia se lograra consolidar en los últimos años. se recomienda que el país recupere el enfoque de una asistencia técnica que integre, además de lo productivo, una perspectiva amplia del territorio en el que se ubican las unidades de producción. key words: production, region, development, rurality. palabras clave: metodología de sistemas blandos, sistemas complejos adaptables, delimitación de territorios. introduction during the last 60 years, approaches of agricultural extension in colombia have varied according to the particularities of the prevailing development model and its policies. the purpose of this article is to examine, from a historical perspective, the evolution and reach of the agricultural extension policies from the point of its insertion in processes of territorial development2. even though the traditional approach of agricultural extension has been the productive process, the importance of its territorial perspective lies in that greater agricultural competitiveness demands understanding productive problems, both of the agricultural exploitation and of the territory serving as its support. agricultural extension can contribute for producers to visualize their production unit in a way that is more integrated to their territory and understand that the close relationship between both is decisive for their wellbeing. these affect their decision making, particularly strategic decisions. regarding the latter, it is convenient for producers, through their organizations, to construct a long-term strategic vision of their productive activity, which must agree with the developmental priorities of their territory. this is a fundamental input to determine their necessities for agricultural extension and other complementary needs. hence, in this process it is indispensable to have the participation from the municipalities and departmental governments, who are undertaking diagnosis and exercises for territorial planning. centralized agricultural extension (1950 – 1968) this period coincides with the import substitution approach of development, during its phase of stimulus to the production of industrial raw material for the domestic market. with the creation of the colombian-american technical agricultural service (staca for its name in spanish) in 1952, an agricultural extension service was established in colombia gathering elements from the land grant colleges in the united states, which assumed functions of universities in technological development in their geographical areas of influence. while this was not possible to apply in colombia, the nation opted for u.s. advice in training personnel from the ministry of agriculture via extension (ocampo et al., 1992). the approach was based on research, education, and extension, which meant that staca, in addition to contributing to increased productivity and to the 468 agron. colomb. 28(3) 2010 integration to markets of a peasant economy very marginal from these dynamics, it was also concerned with the social problems of the rural families. in 1961, the agrarian reform policy (ley 135 de 1961) introduced the services of agricultural extension, agricultural credit, and strengthening of markets for agricultural products, promoted under the new land property distribution model. to generate a social benefit, aspects like the organization of the producers and improvement of their health and housing conditions were also tended to by the state through the extension service. in 1959 forceful investment by banks was established to capitalize agricultural credit, without it being tied to agricultural extension (brochero et al., 1983), which did occur in 1966, when individuals were empowered to provide this service (presidencia de la república de colombia, 1966) and credit lines were created obligating their use (banco de la república, 1966). for medium and large size producers, agricultural extension was projected as a specialized service offered by individuals, to meet their strictly productive problems. relevant aspects the state assumed a leading role in agricultural extension that sought to attend to the productive and social problems of the small producers, through a centralized model in the ministry of agriculture, which during the 70s also incorporated the colombian institute for agrarian reform (incora for its name in spanish) and the colombian agricultural institute (ica for its name in spanish). two examples evidenced a projection toward processes of territorial development: i) the determination of agrarian reform zones, whose territorial homogeneity by productive lines would only be addressed later with policies of land markets and policies of agrarian reform centers during the 80s and 90s; and ii) the coffee-growing region in which the coffee growers federation (federación de cafeteros) developed the product-region approach and established, since the 30s, its extension service. nevertheless, there are indicators suggesting the weakness during this period of integration of agricultural extension with territorial development. these refer to the separation that existed between agricultural extension and other relevant policies like rural research, credit, and planning. that separation did not favor the use of mutual interrelations, necessary to strengthen processes of territorial development. the cutoff date for this period was 1968, when the ministry of agriculture transferred the service of extension to the ica. territorialized agricultural extension (1968 – 1987) during this new period the model of import substitution continued prevailing, but more focused on promoting exports, particularly transformed agricultural products. ica was created in 1962 with research, training, transference, and agricultural extension duties. since 1968, it undertook agricultural extension for medium and large producers (mac, 1968; rico, 1980) and, as of 1971, for small producers. with support from international cooperation, during the 70s, five rural development projects were carried out with decentralized agricultural extension in eastern antioquia, cáqueza, santander, nariño, and northern cauca. these projects were located in geographically defined areas. their functions were: evaluation (diagnosis and monitoring); research (more agricultural than social); disclosure (extension); institutional coordination (offer of services from different institutions in the territory) (mac, 1980). upon multiplying these projects, ica faced difficulties in addressing them and abandoned this option of agricultural extension that favored a territorial approach. in 1973, the fondo financiero agropecuario – ffa (agricultural financial fund) was created (ley 5 de 1973) which subsidized, with an active role from ica, agricultural extension for small producers (buenaventura, 1980). this fund, which lasted until 1989, when finagro was constituted, was the main financial source for the sector. the ffa established that a percentage of the credit would finance technical aid, paid for by the user at a rate not exceeding 2% of the loan. financial institutions and trade associations could provide the service or contract it with third parties. as of 1976, the agricultural extension component was included for small producers in the recently created dri zones (fondo desarrollo rural integral). in its first (1976-1982) and second phases (1983-1990) new players came into the scene (madr, 2010): in addition to ica in dri zones (technical and economic research) and incora in agrarian reform zones, there was participation from inderena (instituto nacional de recursos naturales) (issues on forestry, fishing, and soil conservation) and sena (servicio nacional de aprendizaje) (extension in agricultural organization, marketing, communications, and practices). some regional development corporations conducted agricultural extension with international cooperation (corpourabá and cvc (corporación autónoma regional del valle del cauca)). 4692010 molina: territorial perspective of agricultural extension policies in colombia in 1980, ica introduced the concept of integral agricultural extension, based on a communications model between the technician who represented research and scientific knowledge, and the producer, who had the productive experiences (bermudez, 1980). this comprehensive approach of agricultural extension involved a diagnosis of the zone and of the productive unit; the validation of local technologies; the introduction of production plans; training of producers; planning and examination of the whole production unit, in addition to that corresponding to credit. led by trade associations, during the 80s, the research center per product (cenis -centros nacionales de investigación-) gained participation in research and technology transfer (departamento nacional de planeación, 1984). relevant aspects during this period, an agricultural extension approach was predominant emphasizing production. understood as “the transmission to the countryside of the research results developed in universities, as well as in national and international research centers” (buenaventura, 1980). this had to do with a unidirectional conception of transference, with the producer being a passive receptor (cardona, 1975). the validation was performed on demonstration plots. training communications technicians gained importance. but, because it was tied to the planned promotion credit, the technician’s work was affected when it was confused with that of credit supervision (brochero et al., 1983). others understood agricultural extension as an additional financial cost and were skeptic of the skills of the technicians. alternatively, the supervision contributed to decreasing credit deviation risks. for the medium and big producers, the financial institutions and the trade associations were important players in agricultural extension. such was centered on productive and commercial aspects. thus, came to be the private agricultural extension different from state agricultural extension, which subsidized small producers to guarantee its free and obligatory provision as a public service. unlike the prior period, research and agricultural extension were institutionally integrated by ica; however, without technology transfer as a bridging mechanism. nonetheless, between the one and the other there were difficulties in articulation: while researchers expected an extension of their service, they did not commit to a sole source of research. the dri experience revealed increased use of technology and recognition of agricultural extension as a productivity input (harker, 1980). regarding territorial development, we must highlight the inclusion of zonal diagnostics for the comprehensive technical aid promoted by ica. in the dri districts, rural and participative diagnostics were also conducted. the valuable experience of the ica regional projects and of the dri zones was the introduction, in the 70s, of the agricultural extension model applied in geographically defined areas. this meant a significant change against the prior scheme. this agricultural extension model headed by ica, based on centralized-regionalized management, with a dominant role from the public sector, lasted during 20 years until 1987 when the municipal units for agricultural extension aid (umata for its name in spanish, unidad municipal de asistencia técnica agropecuaria) were created and the model was decentralized, marking a new era for agricultural extension in colombia. decentralized agricultural extension (1987 – 2004) this period covers the new economic aperture model to promote exports and decentralization to strengthen the municipalities. in 1987, as part of the decentralization policy, the municipalities were assigned the task of agricultural extension through the umatas (decree 77 of 1987), which would provide free services to small producers (with less than one family agricultural unit (uaf for its name in spanish), and paid services to medium and big producers (with two or more uafs). the expectation was to broaden the coverage and quality of the service. this assumed the transfer of ica and incora functions in this field to the municipalities. financing of these units would be channeled by the national government through dri (prc, 1987). with this distribution of competencies, with separation of institutional responsibilities between research and agricultural extension, it was necessary to establish a connection mechanism between both. in 1989, the national system for agricultural technology transfer (sintap for its name in spanish) came into existence (decreto ley 1946 de 1989), whose purpose was to promote the adoption of adequate technologies for local conditions and support the municipalities in the service delivery of agricultural extension. to strengthen sintap, a technology transfer fund operated since 1995 and for eight years. this fund was pronatta (programa nacional de transferencia de tecnología agropecuaria), which funded through calls for projects that were appropriate for the regional needs (meneses, 2000). the pronatta-umata 470 agron. colomb. 28(3) 2010 scheme would assume technological adjustment and validation, along with the assessment and dissemination of successful practices through a participative regional structure of prioritization of projects. this sintap-pronatta-umata structure, with national coordination from the ministry of agriculture and regional coordination from the departmental secretaries of agriculture, defined through pronatta some scenarios of regional necessities and participated in training and assessment of the umatas, who were working with the small producers and ngo’s in executing projects. this structure lasted until 2003, when the last pronatta stage ended, which meant the elimination of sintap support, without which pronatta was no longer viable. with the creation of the national system for agricultural credit (ley 16 de 1990) in the 90s, finagro (fondo para el financiamiento del sector agropecuario) was constituted to finance the sector through banks with promotion credit lines, and it is authorized to continue capitalizing the agricultural extension fund for small producers (decree 1778 of 1990), as was being done by the ffa. agricultural extension, overseen by ica, continued being obligatory to have access to resources offered by finagro. to strengthen technology transfer, in 1990, ica created 65 regional centers for training, extension, and dissemination of technology (creced for their name in spanish), responsible for identifying regional problems and constituting spaces of knowledge with small producers. this worked through a decentralized program: agriculture, fishing, technology transfer, and production systems. in 1991, the functions of the sectional commissions on agricultural extension were stipulated headed by the departmental secretaries of agriculture, as coordination and planning instances (decree 2379 regulatory of decrees 77 of 1987 and 501 of 1989). agrarian legislation (101 of 1993) ratified the delivery of agricultural extension to small producers, acquiescent with decentralization and participation processes. the creation of umatas in all the municipalities became obligatory. the municipal councils on rural development (cmdr for the name in spanish) were constituted, along with the municipal commissions for agricultural extension to guide and oversee the operations of the umatas; para-fiscal funds were also created with resources for technological development and to strengthen the role of the trade associations in specialized agricultural extension. some trade associations like fedecacao, fedearroz, and fedepanela assumed it under the productive chains approach. ica, restructured in 1993, focused its responsibilities on areas of vegetable and animal health; while corpoica (corporación colombiana de investigación agropecuaria) was created as a mixed corporation for research and technology transfer. the national system for agrarian reform and rural peasant development (ley 160 de 1994) was conformed in 1994, including the subsystem “of research, agricultural extension, technology transfer, and crop diversification”, coordinated by corpoica and conformed by ica, entities of agricultural extension and agricultural research, umatas, and the private entities recognized by the government. thus, what was sought was to integrate initiatives, bearing in mind the existence of the sintap. other specific efforts sought to instrumentalize the policy. in 1989, caja agraria (agrarian bank) conducted agricultural extension for some years for small producers, who were its credit customers, through an approach of extension directed to objectives (edo), based on the training and visit methodology. in 1993, corpoica and fedepapa implemented field schools for farmers (ecas for the name in spanish), as a model of participative rural extension (fedepapa, 2006). this continues being successful in terms of territorial development and technological change, with a methodology based on longterm work, focused on zones and with specific producers. since 1995, corpoica incorporated the participatory agricultural research (iap for the name in spanish) through local agricultural research committees (cial for the name in spanish). these constituted a permanent research service comprised of volunteer farmers to link local and formal research (sierra, 2002). in addition to evaluating technological alternatives, the cials were a channel for communities to influence on the research and extension agendas (braun et al., 1999). in 1999, their coverage reached 35 municipalities (40 committees) (corpoica, 1999). in 2000 the operations of the umatas were modified (ley 607 de 2000) and the approach of rural direct agricultural extension was also introduced (atdr for the name in spanish). the two big purposes of the legislation were to offer agricultural extension with an interdisciplinary focus and contemplate broader territorial intervention scales (madr, 2010). the atdr had to be consistent with the national system on agricultural science and technology 4712010 molina: territorial perspective of agricultural extension policies in colombia (decree 585 of 1991) and it was conceived as a sub-system of public and private entities seeking to identify technologies to be developed. the service had to be free of cost for small producers and its guidelines had to arise from the municipal development plans and the cmdrs. the municipalities would guarantee the service through the umatas or by contracting service provider entities conformed of interdisciplinary teams. corpoica and sena would be the entities in charge of articulating the atdr with technology validation and adjustment. monitoring of the atdr would be done by the departmental secretaries of agriculture and their financing would come from national and departmental sources. municipal funds would be created for the atdr, and these would be administrated by the mayors’ offices. to territorially organize the atdr activities, the general plan for direct rural agricultural extension was introduced. the municipal commission on agricultural extension would determine the zones and productive systems to be addressed and would ensure effective service delivery, adhering to cmdr approaches. the atdr was a condition for competitiveness within the context of regional development (conpes, 2000). although since 1987 there was talk of the provision of agricultural extension by entities of territorial coverage, decree 3199 of 2002 clarifies the figure of atdr providing entities, its accreditation by the departmental secretaries of agriculture, and its selection by the cmdrs. relevant aspects in terms of regional development, with the cmdrs and the municipal commissions on agricultural extension a space for citizen participation in municipal planning was given, including agricultural extension, but it did not manage to generate a culture for such (villarreal, 2004). although diagnostics were made in many umatas and municipal agricultural plans were formulated as part of the development plan for each municipality, activities of technicians did not always include rigorous planning processes (secretary of agriculture and rural development of antioquia). the importance given to the rural development planning activities must be acknowledged. the umata model had the elements to make it sustainable within a regional development scheme. technology transfer and its financing were vital; therein, the creation of pronatta. it expected to create dynamics of technology transfer in the regions, articulated to the generation of technology and to agricultural extension: sintap as process coordinator, umatas as the means to reach small producers, and pronata (with the umatas) as the relationship mechanism with generators of knowledge (universities, ceni’s and corpoica). nevertheless, this comprehensive approach was not sufficiently developed; given that with the elimination of sintap pronatta, the umatas were left as disarticulate pieces. upon the imposition of political interests, distortions appeared detracting from the benefits of the approach. the missionary purposes of the sintap were affected by the organizational weakness of the small producers and by their restrictions to formulate their own demands. these did not receive sufficient support from the umatas. hence, sintap did not manage to adequately engage technological offer with technology transfer (benitez, 2002). the technological products were poorly socialized by the umatas and adoption levels turned out low. while the umatas were conceived as service providers, they would also be channels for the research demands from farmers. nonetheless, one of the difficulties they encountered was their lack of consultation to identify the type of research to promote (benítez, 2002). regarding pronatta, its projects did not always interpret the technological necessities of the small farmers. the sintap-pronatta connection with the cenis was accomplished through specific projects, but it was not a structural connection, a detrimental fact, given the leadership reached by the private sector in agricultural extension, through para-fiscal funds and strengthening of the cenis. in synthesis, the weaknesses of the research and technological development program consisted in problems accessing the technological offer, disarticulation of universities, incoherence with regional demands, lack of strategic planning, and marked emphasis on production (benítez, 2002). this period covered the development and elimination of the sintap-pronatta-umata integrating model. the change of the model takes place with legislation 607 of 2000 and guideline norms from 2002 and 2004, which introduce the provincial councils on agricultural business management (cpga for the name in spanish) as alternative umata figures. agricultural extension per demand (2004 – 2010) during this period, agricultural modernization efforts were made to strengthen exports. income-protection policies were introduced for producers affected by distortions in foreign markets. 472 agron. colomb. 28(3) 2010 with the creation of the cpgas in 2004, as planning and coordination spaces for management of regional rural development (decree 2980 on the association of municipalities to provide atdr) (madr, 2004), the mayors of the cpga-associate municipalities agreed to the gradual elimination of the umatas to avoid duplicating operations (lópez, 2004). the departmental secretaries of agriculture would coordinate the constitution and operation of the cpgas, incorporating the results of regional planning and competitiveness of production chains, adhering to the consolidation carried out by the ministry of agriculture. the responsibility of the municipalities, as atdr planners and organizers, was circumscribed to their participation in the cpgas. the atdr provider companies would assume the service. to access the atdr, users had to seek association according to potentialities. for the free service to small producers, internships became obligatory in the municipalities by students in the last semester of technical, technological, and university education in agricultural sciences and the like. these practices would be coordinated and certified by the cpgas, ensuring training by the atdr provider entities. the cpgas would support the structuring of agricultural businesses with business management schemes. the cpgas had to formulate general plans for agricultural extension (pgat for the name in spanish) per production system or concatenation (ley 811 de 2003). likewise, municipalities not associated to a cpga, had to formulate their pgat for review by the ministry of agriculture. articulation of the pgats with the demands from the farmers and the businessmen, and with the departmental and municipal plans was necessary. as part of the “agro ingreso seguro” program (agriculture sure income), created in 2007 (ley 1133 de 2007), the approach per demand was introduced through the establishment of the incentive to productivity to strengthen agricultural extension (iat) as a subsidy to the demand for agricultural extension (up to 80% of its cost, resolution 140). according to ait guidelines (resolution 0049 of 2010), this incentive would only cover the agricultural extension provided by an entity certified with the requirements of the guide for the implementation of iso 9001:2000 quality management systems for atdr service provider entities, issued by icontec in 2007 (madr, 2010). likewise, at incoder the technological modernization fund was structured for the rural sector, to grant agricultural extension subsidies through public announcement to small producers and indigenous or afro communities. the atdr entities will serve producers tied to production projects on aspects like food quality; soil suitability; selection of activities, and exploitation planning; application of technologies; procedures to access credit; outfitting of the productive infrastructure; markets; business training; animal and vegetable health; transformation processes; forms of business organization; and management of needs for social services supporting rural development. relevant aspects this new model of agricultural extension sought to construct a regional vision in general plans of agricultural extension, recognizing the potentials of the territory and the difficulties to overcome. also, it sought to integrate the productive development to regional dynamics expressed in productive chains. this required agricultural extension organizations with local, regional, and national perspective (madr, 2003). the cpgas sought to overcome the agricultural extension approach centered on municipal production, to formulate service delivery projects with a broader and more comprehensive view of the territory. producer association capabilities were also benefited, given that users had to associate according to their potentials and problems as a requirement to having access to agricultural extension, as well as to other mechanisms of productive leveraging. nevertheless, in practice, the cpgas have encountered difficulties in harmonizing municipal interests and in complying with its missionary purposes, distorted by a lack of financing resources and because of contracts being carried out according to market demands, which were not always pertinent to the nature of these organizations. during this period, policies of innovation were refocused, as they gained importance. the move was from direct financing of research centers and organisms responsible for technology transfer and extension to defining innovation priorities and leading sectors; to providing incentives for the private sector; to the functionality of the system and of the innovation networks by enhancing collaboration among producers, researchers, and commercial agents; and, creating and enhancing the skills of potential innovators (producers, etc.) (colciencias, 2008). the final years of this period completed the transition from an approach of agricultural extension offer by the state to one based on demand, in which producers (small, medium, and big) seek to have access to incentive resources to agricultural extension. although the state has always 4732010 molina: territorial perspective of agricultural extension policies in colombia recognized its obligation regarding agricultural extension, its leading role has been waning by limiting its responsibilities to supplying monetary subsidies within a scenario in which power groups stake claims of said resources, against an incipient organization of small producers to generate a demand for these services. in effect, the iat results are precarious in terms of placements to small producers, due to the lack of institutional accompaniment to encourage that demand. furthermore, there is evidence of increasing fragmentation and dispersal of the players and programs, with growing importance of the privately paid, added to progressive deinstitutionalization of agricultural extension services, which in many instances are not part of a private or public institutional structure. conclusions the trajectory of agricultural extension policies in colombia indicates that the progress the country achieved in territorializing and decentralizing agricultural extension was not consolidated. indeed, the country went from an extension service of broad geographic coverage to a territorialized service in defined geographical areas, and then advanced toward a decentralized service of national coverage, which in the last five years was replaced by a demand approach characterized by the fragmentation of the service, whose emphasis has been specialized agricultural extension to solve specific problems, without considering the broader view of the territory and with poor access for small producers. in the future, it would be convenient to draw a policy on agricultural extension differentiated by the type of producer, i.e., basic or induction to change, for subsistence farmers and with state leadership; intermediate or of technical business formation, for farmers in the process of business transformation; specialized or of strictly technical solutions, for entrepreneurially consolidated farmers and without state leadership (perfetti et al., 2009). this agricultural extension should influence on territorial development through the construction of local producer networks in which the state participates as a facilitator, but which progress toward absolute autonomy. commitment with territorial development must be expressed through identifying regional priorities for agricultural extension; tending to such with a territorial view; coordinating with other players related to technical aid to make network operations more effective; implementing actions coordinated with territorial governments, individuals, providers of complementary goods and services of agricultural extension; creating networks that formalize joint initiatives among players and among different sectors for the comprehensiveness of the agricultural extension service and to facilitate their expansion onto other territories. it is also convenient for the policy to be aimed at structuring a agricultural extension system related with other pertinent systems like: education, information, research and territorial organization. thus, agricultural extension would become part of the dynamics of territorial management, so that the specialization process accompanying development has a strategic vision that includes agricultural extension as a driving element. the construction of territories assumes the creation of increasingly strong links among its inhabitants; hence, the proposal for management of local networks of producers. agricultural extension is not only a leveraging instrument for those processes, but it also depends on them to be successful. literature cited benítez, v.r. 2002. investigación y competitividad agropecuaria. economía colombiana y coyuntura política 292, 92-100. bermúdez, h. 1980. filosofía y objetivos de la asistencia técnica estatal. pp. 49-53. in: memorias del seminario internacional sobre asistencia técnica a prestatarios del crédito agropecuario, bogota. braun, a.r., g. thiele, and m. fernández. 1999. la escuela de campo para mip y el comité de investigación agrícola local: plataformas complementarias para fomentar decisiones integrales en la agricultura sostenible. manejo integrado de plagas 53, 1-57. brochero, m.f., d.a. molina c., and h.a. gonzález h. 1983. análisis de la asistencia técnica agrícola: sector empresarial en colombia. instituto colombiano agropecuario (ica), bogota. buenaventura p., r. 1980. la ley 5ª de 1973, su origen, el componente de asistencia técnica, su aplicación y metas organizadas. pp. 137-145. in memorias del seminario internacional sobre asistencia técnica a prestatarios del crédito agropecuario, bogota. cardona g., o. 1975. la asistencia técnica institucional. pp. 101-112. in: educación para el desarrollo. universidad nacional de colombia; ica, bogota. colciencias. 2008. colombia construye futuro, política nacional de fomento a la investigación e innovación, bogota. conpes, consejo nacional de política económica y social. 2000. conpes no. 3076. 3 de mayo de 2000, aprobación del programa de oferta agropecuaria (proagro). presidencia de la república de colombia, bogota. corpoica. 1999. investigación agrícola participativa con productores, bogota. 474 agron. colomb. 28(3) 2010 departamento nacional de planeación. 1984. plan nacional de desarrollo: cambio con equidad, bogota. fedepapa. 2006. manual didáctico para agricultores. escuela de campo para agricultores – ecas. bogota. harker, b.a. 1980. la asistencia técnica particular en colombia. pp. 147-149. in: memorias del seminario internacional sobre asistencia técnica a prestatarios del crédito agropecuario, bogota. lópez m., f.j. 2004. análisis socioeconómico de la actual política agraria. universidad de caldas, manizales, colombia. meneses p., o. 2000. el fondo competitivo pronatta: una estrategia para la promoción del desarrollo tecnológico agropecuario desde el nivel local y regional. in: seminario internacional. pontificia universidad javeriana. 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duitama, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), duitama. fecha de recepción: 17 de octubre de 2003. aceptado para publicación: 28 de noviembre de 2003. resumen: en el distrito de riego del alto chicamocha la agricultura se constituye en un enorme potencial el cual, adecuadamente manejado con el apoyo de un recurso estratégico como el riego, puede generar una demanda importante de insumos, así como también ofrecer un volumen significativo de productos hortícolas a precios competitivos en los mercados regional y nacional. el propósito de esta investigación se centró en evaluar el cambio tecnológico que ha venido experimentando la actividad agrícola en el distrito, como efecto de la puesta en marcha del proyecto de riego por aspersión, a fin de direccionar el desarrollo empresarial de la zona en el marco del proceso de reconversión tecnológica de la ganadería extensiva a la producción hortícola intensiva. este cambio ha sido evidente a través de la introducción de nuevos sistemas de cultivos hortícolas, la ampliación del área dedicada a la actividad agrícola y el incremento significativo de la productividad y de la rentabilidad de tales sistemas de producción, lo que ha permitido la consolidación de segmentos de productores progresistas, predispuestos a la adopción de tecnología aún en condiciones de costos de producción crecientes. palabras clave: productividad, rentabilidad, producción hortícola, sistema de cultivos, tecnología, competitividad, agroempresa. abstract: agriculture has great potential in the alto chicamocha irrigation district as it can generate a significant demand for fertilisers and seeds as well as offering competitively-priced vegetable products in both regional and national markets if orientated towards the strategic resource represented by upper basin irrigation. this research’s main purpose was focused on following-up the technological behavior of agricultural activity throughout the district as a result of applying the irrigation project. this was aimed at guiding the area’s business development away from extensive technological livestock fanning towards intensive vegetable production. it should be stressed that technological change in the irrigation district has been introduced by means of introducing new vegetable growing systems, expanding the area designated for agricultural activity and the significant increase in these systems’ productivity and profitability. this has led to a progressive attitude being adopted by the producers in terms of acquiring new technology, even though faced with accompanying rising production costs. keywords: productivity, profitability, horticultural production, cropping system, competitiveness, agribusiness. introducción uno de los propósitos del país es lograr un adecuado abastecimiento interno de alimentos y conseguir un excedente exportable con precios competitivos. para ello se debe hacer énfasis en aquellos cambios tecnológicos cuyo objetivo sea disminuir costos mediante la utilización eficiente de todos los recursos productivos disponibles y con una aplicación apropiada de la tecnología moderna. por lo tanto, la investigación agrícola en colombia tradicionalmente ha considerado la productividad como uno de los principales motivos de estudio y ha establecido la importancia de analizar la naturaleza, causas y efectos de los cambios tecnológicos y su incidencia sobre los recursos que intervienen en los procesos de producción agrícola y pecuaria. en 1997, en la provincia de tundama (departamento de boyacá), se dio comienzo a la fase de inversión del “proyecto de adecuación de tierras y estableciagronomía colombiana, 2003. 21 (3): 220-230 bermúdez: análisis del cambio tecnológico... 2212003 miento de sistema de riego por aspersión – distrito de riego del alto chicamocha”, un modelo de desarrollo rural mediante el cual el estado, con una inversión aproximada de 42.000 millones de pesos, promovió un proceso de reconversión tecnológica que ofreció respuestas objetivas y válidas a las necesidades manifiestas por productores, comerciantes, consumidores y demás agentes de las cadenas agroproductivas típicas del medio agroecológico regional. este estudio realizó el análisis e interpretación del cambio tecnológico acaecido, entre los años 1997 y 2002, en los sistemas de producción agrícola y pecuaria del distrito de riego del alto chicamocha, en términos del uso e incorporación de nuevos insumos, modificación en sus operaciones y caracterización del proceso de reconversión de la producción pecuaria a la producción hortofrutícola, expresada en incrementos de productividad y producción como resultado de la puesta en marcha del sistema de riego por aspersión propósito del proyecto citado. la situación ideal hacia la cual se quiere encaminar la zona del distrito, bajo la orientación de su asociación de usuarios (usochicamocha), es lograr una agricultura planificada, fundamentada en un sistema de mercadeo organizado y en la utilización óptima de la infraestructura productiva, con una visión de desarrollo agroindustrial regional (cci, 2000). uno de los aspectos destacados de este trabajo es la evaluación de la evolución tecnológica que ha venido afrontando el distrito, con el propósito de direccionar el desarrollo empresarial de la zona a través de una cultura empresarial fortalecida por la organización gremial de los usuarios del proyecto de riego. el objetivo general de esta investigación fue realizar un estudio detallado del proceso de cambio tecnológico generado en el distrito de riego del alto chicamocha como respuesta a la puesta en marcha del proyecto de riego por aspersión, con el propósito de determinar las limitaciones y fortalezas de tipo socioeconómico que caracterizaron la reconversión tecnológica manifiesta por el cambio del sistema de producción de ganadería extensiva a los sistemas hortofrutícolas intensivos experimentados en las unidades agroempresariales localizadas en su área de influencia. dentro de este contexto, los objetivos específicos analizados se listan a continuación. • elaborar un diagnóstico de la región del alto chicamocha como contexto y medio específico del proyecto de riego por aspersión. • describir el comportamiento de la estructura y organización de la producción en la zona del proyecto de riego por aspersión en el período 1996 – 2002. • estructurar el perfil tecnológico de las agroempresas del distrito incluidas en el proyecto de riego por aspersión. • caracterizar las expresiones técnicas, sociales y económicas del proceso de reconversión tecnológica generadas por la puesta en operación del proyecto de riego durante el período 1996 – 2002. • realizar un análisis comparativo de los indicadores de productividad, costos de producción, ingresos y rentabilidad de los sistemas productivos predominantes en el área de influencia del proyecto de riego. • precisar el papel de las diferentes instituciones que han intervenido en el distrito durante el proceso de reconversión tecnológica y en apoyo al fortalecimiento del proyecto de riego para el período 1996 – 2002. metodología y procedimientos de investigación diseño metodológico este es un estudio centrado en una investigación con diseño metodológico no experimental, de tipo descriptivo, cuyo propósito principal es el de caracterizar la situación prevaleciente en el objeto de investigación en el momento de realizarse y consta de las siguientes etapas: observación, descripción y explicación. marco geográfico de la investigación el epicentro de esta investigación es el distrito de riego del alto chicamocha, el cual se localiza en la cuenca del río chicamocha en los territorios de los municipios de toca, chivatá, oicatá, tuta, sotaquirá, paipa, duitama, tibasosa, santa rosa de viterbo y sogamoso en el centro del departamento de boyacá, abarcando un área de 11.300 ha, equivalentes a 17.654 fanegadas, de las cuales 7.269 son productivas, cultivables y beneficiosas para los usuarios, área que corresponde a 11.358 fanegadas (isrex, resumen ejecutivo 1996). fuentes de información fuentes de información primaria. este tipo de fuente está representada por los productores del distrito, usuarios del proyecto de riego por aspersión. también agronomía colombiana 222 vol. 21 · no. 3 se consideran dentro de este tipo de fuente los funcionarios de usochicamocha, el personal administrativo y los técnicos que coordinaron las distintas actividades de operación del proyecto. fuentes de información secundaria. incluye la información de archivos, informes y demás documentos que han servido de base para la operatividad del proyecto. instrumentos de recolección de información para la recolección de la información básica de este estudio se diseñó y utilizó un formulario estructurado con base en preguntas abiertas y de selección múltiple, además de algunos cuadros referentes a los elementos socio-económicos propósito de los análisis de las unidades de investigación objeto de estudio, es decir, los predios con riego localizados en el marco geográfico del distrito de riego del alto chicamocha, cuyos propietarios o responsables de su aprovechamiento productivo son usuarios del proyecto de riego por aspersión. población y muestra la población objetivo para esta investigación estuvo constituida por los 2.547 predios con riego (unidad de investigación) que en el mes de agosto de 2002 formaban parte del distrito de riego del alto chicamocha (usochicamocha, 2002). del total de la población objetivo se tomó una muestra de 5%, equivalente a 127 predios o unidades de investigación. su selección se llevó a cabo considerando los elementos teóricos del muestreo aleatorio estratificado proporcional, para lo cual los estratos estuvieron conformados por las 10 unidades de operación que organizacionalmente configuran el proyecto en el área geográfica del distrito. métodos de recolección, procesamiento y análisis de la información la recolección de la información primaria se llevó a cabo mediante: 1. una encuesta, realizada en el trimestre octubre – diciembre de 2002, en la que se diligenció un formulario diseñado para tal fin. 2. entrevista individual para sondear la opinión de expertos y peritos conocedores del distrito de riego. 3. observación directa de procesos y eventos, la cual se llevó a cabo en forma simultánea con la encuesta. métodos para el cálculo y análisis de resultados en lo que concierne al análisis de la información se aplicaron dos tipos de métodos para el cálculo y análisis de los resultados: métodos estadísticos y métodos económicos. métodos estadísticos • estadísticas descriptivas: medias y varianzas. • prueba de hipótesis de independencia: prueba de x² (chi cuadrado). • coeficiente de contingencia, c. para la realización de este tipo de prueba de hipótesis se organizaron primeramente los datos de variables de carácter categórico en tablas de contingencia (conteos). métodos económicos • cálculo de productividades parciales: se aplicó a los factores productivos, especialmente la tierra y la mano de obra. • cálculo de costos e ingresos para cada uno de los sistemas de producción agropecuarios: el costo total de la producción por hectárea se halla estructurado por dos componentes básicos: los costos explícitos más los costos implícitos. como la gran mayoría de las unidades investigadas se explotaban en la modalidad de propiedad, el recurso tierra se consideró como el valor asumido de renta, incluyéndose por lo tanto, en el grupo de los costos implícitos, así: ct = ce + ci (1) donde, ct = costo total; ce = costos explícitos; ci = costos implícitos. • cálculo de la rentabilidad: el cálculo de este importante indicador económico se realizó mediante el empleo de la ecuación siguiente: r = it / ct * 100 (2) donde, r = rentabilidad; it = ingreso total; ct = costo total. bermúdez: análisis del cambio tecnológico... 2232003 el proyecto de riego por aspersión como agente de cambio tecnológico fases del proyecto preinversión. en febrero de 1995, la asociación de usuarios del distrito de riego –usochicamocha– designó al consorcio isrex como organismo ejecutor del proyecto de adecuación de tierras del alto chicamocha y aprobó la propuesta técnico-económica para llevar a cabo los estudios de actualización predial, de optimización del sistema de riego diseñado por cei ltda. y de impacto ambiental para la construcción de 10 unidades de riego que beneficiarían 6.000 ha. inversión. la presencia y gestión del presidente de usochicamocha (a su vez presidente de federriego) en el seno del consuat –consejo superior de adecuación de tierras– consolidó el proyecto en 1996, garantizándose la financiación del aporte del estado mediante la figura de vigencias futuras, lo cual permitió que el proyecto tuviese garantizada su financiación y se hiciese en un tiempo record (isrex, 1996). financiación del aporte de los usuarios. con gestión conjunta de usochicamocha –la asociación de usuarios del distrito de riego– y el organismo ejecutor –isrex– se logró una línea de crédito más ventajosa con la caja agraria (intereses de dtf y dtf+2 para pequeños y medianos productores respectivamente). otro sector de usuarios canceló de contado su aporte o recibió financiación directa del organismo ejecutor. operación y puesta en marcha. en 1999 isrex, entidad constructora del proyecto, hizo entrega de las obras a usochicamocha; por tanto, en la actualidad sus diversas unidades están siendo administradas, operadas y mantenidas por dicha asociación de usuarios. básicamente el proyecto se desarrolla a lo largo del valle marginal al río, desde la presa de la copa, en el municipio de toca, hasta el sitio conocido como vado castro en jurisdicción del municipio de sogamoso, donde el río inicia abrupto descenso hacia el cañón que lleva su nombre. limita al norte con las cabeceras municipales de paipa y duitama, al oriente con nobsa, al sur con sogamoso y tibasosa, y al occidente con las presas la copa y la playa. comportamiento, estructura y organización de la producción estructura agraria. desde el punto de vista de la tenencia del recurso tierra en la zona, es necesario destacar que el mayor porcentaje de las tierras fue explotado por sus mismos propietarios desde el inicio del proyecto hasta el año 2002. en la figura 1 se visualiza que bajo la modalidad de propiedad en el año 1996 se explotaba el 91,7%; en el año 1998, según el censo socio-económico del distrito, evento adelantado con el propósito de hacerle seguimiento al proyecto, tal modalidad alcanzó el 90.9% y para el 2002, cuando se realizó la presente investigación, se redujo al 90%. figura 1. comportamiento de la tenencia de la tierra en la zona del proyecto de riego para los años 1996, 1998 y 2002. fuentes: isrex (1996); censo socio-económico del distrito (1998); usochicamocha (2002) este predominio de la propiedad como forma de tenencia se explica por la influencia que ha tenido el montaje del proyecto sobre el precio de la tierra, constituyéndose cada vez más este recurso como factor de capitalización. otro factor importante en la estructura agraria de la zona del proyecto de riego es la distribución predial por tamaño, la cual, entre el año de formulación del proyecto y el año del presente estudio, registró pocas modificaciones en las diferentes categorías de tamaño; como se puede ver en la figura 2, es notorio el predominio de la pequeña explotación o predios cuya área es inferior a 1 ha, tanto para el año 1996 como para el año 2002. con relación al uso de la tierra, el porcentaje dedicado a la actividad ganadera se ha reducido notoriamente al pasar de 89.18% en el año 1996 a 85% en 1998 y a 70% en el año 2002, situación que favoreció agronomía colombiana 224 vol. 21 · no. 3 indudablemente una de las expresiones más importantes de lo que significa el cambio tecnológico es la que tiene que ver con la destinación de la tierra o uso del suelo que los productores en el distrito llevaron a cabo a lo largo del periodo 1996–2002. este cambio es posible observarlo en el incremento del área sembrada de cultivos como la cebolla cabezona, el maíz, las hortalizas de hoja y la papa (figura 4); ello se explica, en primera instancia, por la reducción del área de siembra de los pastos, es decir por la reconversión de aquellas áreas dedicadas inicialmente a la ganadería por los cultivos transitorios mencionados. no obstante, el proceso de reconversión tecnológica en la zona del proyecto no ha sido adelantado con la dinámica que se esperaba. a juicio de los productores, dentro de los aspectos más relevantes que han contribuido a promover tal reconversión, se mencionan: los buenos precios de la cebolla cabezona, el prevalecimiento y fortalecimiento de la vocación hortícola de la zona por el establecimiento del riego, y la tendencia declinante de la producción ganadera como consecuencia del estancamiento de los precios de la leche. con relación a la destinación productiva del suelo llevada a cabo por los usuarios en el año 2002, en la zona del proyecto se observa el predominio de la cebolla cabezona con el 18% del área, las hortalizas de hoja con el 3%, el maíz con el 4% y la papa con el 5%. un hecho destacable es la reducción de área de pastos, manifiesta en la figura 4, indicador de que ha comenzado a efectuarse la reconversión tecnológica de ganadería a cultivos semestrales, específicamente a sistemas de cultivos hortícolas. comportamiento tecnológico de los sistemas de producción agropecuarios. los niveles tecnológicos, en el inicio del proyecto, se clasificaban como precarios en lo referente a la introducción y especialización de nuevos cultivos, la vinculación a procesos agroindustriales, la utilización de tecnologías agrobiológicas, la preservación del medio ambiente y la organización en sistemas colectivos y comunitarios de gestión; no se puede desconocer el hecho de que la propiedad o la disponibilidad de instrumentos, maquinaria y equipos, así como el uso de los insumos, constituyen un indicador bastante explícito de la capacidad de generación y de acumulación de excedentes económicos en las empresas agropecuarias. siguiendo el orden lógico de las diferentes operaciones del ciclo productivo de los sistemas de producción prevafigura 2. comportamiento de la distribución por tamaño en la población de predios en la zona del proyecto de riego 1996-2002. fuentes: isrex (1996); censo socio-económico del distrito (1998); usochicamocha (2002). figura 3. comportamiento del uso del suelo en la zona del proyecto de riego en los años 1996, 1998 y 2002. fuentes: isrex (1996); censo socio-económico del distrito (1998); usochicamocha (2002). el incremento del área para agricultura en los mismos años como resultado de las acciones y propósitos del proyecto de riego que promovió este importante cambio tecnológico en la zona (figura 3). en lo que respecta a la actividad ganadera, sobresale el predominio de la explotación de lechería y en menor escala, el doble propósito. el área dedicada a agricultura ha sido utilizada básicamente para el cultivo de hortalizas, destacándose la cebolla cabezona. también se explotan otros cultivos, algunos de ellos de pan coger como el maíz, el fríjol, la arveja, la papa, las hortalizas de hoja, el trigo, la cebada y algunas especies de caducifolios como el durazno, el ciruelo y la manzana. bermúdez: análisis del cambio tecnológico... 2252003 figura 4. comportamiento del área de siembra de los sistemas de cultivos predominantes en la zona del proyecto de riego 1996-2002. fuentes: isrex (1996); censo socio-económico del distrito (1998); usochicamocha (2002). lecientes en el área del proyecto, en la fase de presiembra se da una escasa utilización de maquinaria para la preparación del terreno, porque un buen porcentaje de tal labor se llevaba a cabo en forma manual; en predios con predominio de pastos no era utilizada la tecnología para tal operación. en cuanto al uso de fertilizantes, un considerable porcentaje de productores no empleaba este tipo de insumo. en aquellos predios cuya extensión no sobrepasaba las 5 fanegadas, se presentó una moderada tendencia al uso de enmiendas y abonos orgánicos. finalmente, en las agroempresas, y sobretodo en aquellas con extensiones por encima de 5 fanegadas, se observó el uso de fertilizantes químicos y abonos orgánicos. por lo que respecta al uso de semilla certificada, un bajo porcentaje la utilizaba, especialmente en el cultivo de la cebolla por productores de los predios de más de seis (6) fanegadas, en tanto que fue estable el porcentaje de agroempresas donde se empleaba semilla común, generalmente proveniente de la cosecha anterior, como en los casos de la papa, el maíz y la arveja. algunos productores efectuaron un proceso de clasificación y selección incipiente de semilla, con el propósito de contar con un insumo que les garantizara una buena productividad. otro aspecto tecnológico importante es el relacionado con el control fitosanitario, que incluye acciones de manejo intergrado de plagas, enfermedades y malezas, y en el cual se resalta el hecho de que escasamente la mitad de los productores de la zona adelantaban tales operaciones, principalmente en las agroempresas con extensiones de más de 5 fanegadas (isrex,1996). respecto a la caracterización tecnológica de las diferentes operaciones de campo que constituyen los procesos productivos de los sistemas de producción agropecuarios prevalecientes en el distrito, en el año 2002 fue apreciable el mejoramiento tecnológico de los sistemas de producción hortícola, especialmente en el de la cebolla cabezona, que se constituye como el principal cultivo del distrito, como resultado del significativo incremento de área de siembra y de su productividad. en los sistemas hortícolas se introdujo la utilización de plántulas de variedades e híbridos mejorados, obtenidos en centros especializados localizados en el contexto de la región, las cuales vienen arrojando importantes resultados económicos por su alta aceptación en el mercado. es digno de mencionar la introducción en la zona del distrito del cultivo del brócoli, el cual año tras año muestra un incremento significativo en su área sembrada y un considerable mejoramiento tecnológico en las operaciones de su proceso productivo. en general, en los sistemas productivos agrícolas que tienen presencia en el distrito se ha promovido el uso de variedades mejoradas de alto rendimiento, lo que ha redundado en la productividad de la tierra y en los ingresos recibidos por los productores. para el caso particular de la cebolla cabezona, se ha venido adaptando, muy bien la variedad yellow granex. igualmente se ha mejorado el control de malezas mediante el empleo de herbicidas en sus diferentes etapas fenológicas. también se debe resaltar una dosificación racional de la cantidad de semilla por hectárea, lo que ha ocasionado una reducción de costos y el mejoramiento de la productividad, en razón a una mejor distribución espacial de la semilla. quizás la operación que ha tenido un significativo mejoramiento tecnológico ha sido la fertilización, pues se ha ampliado el uso de fertilizantes químicos en las fórmulas y en cantidades más aconsejables para los sistemas de cultivos establecidos en la zona. en algunos sistemas, como la agronomía colombiana 226 vol. 21 · no. 3 cebolla y la arveja, se incrementó el empleo de fertilizantes foliares. en el campo de las prácticas culturales se ha presentado el mejoramiento y la introducción de algunas operaciones nuevas como la práctica del “canequeo”, que consiste en quebrar el tallo y obligar a la planta a alcanzar su madurez. esta práctica es inadecuada pues no permite hacer un secado y curado apropiado para prolongar la vida del producto, afectándose fundamentalmente la calidad del mismo. en el sistema de cultivo de la arveja, en los últimos años se introdujo la labor de tutorado, la cual incrementa los costos significativamente, en razón al aumento de los requerimientos de mano de obra para el montaje de las espalderas del cultivo; claro está que la productividad mejora notablemente, al igual que la calidad del producto. con relación a las prácticas fitosanitarias de manejo y control de plagas y enfermedades, se observa un gran avance como resultado del mejoramiento de la cultura del manejo fitosanitario de los productores. en estos tiempos el productor es más consciente de llevar a cabo tales prácticas a pesar de que impliquen incrementos en los costos de producción como efecto de los aumentos cada vez más frecuentes de los precios de los agroinsumos. análisis socioeconómico de los efectos del cambio tecnológico en las agroempresas del distrito de riego implicaciones socio-económicas generadas por el proyecto en el distrito de riego especialmente en las primeras etapas del proyecto de riego, el cambio tecnológico se analizó sólo en términos de su incidencia sobre la producción y la productividad. sin embargo, el cambio tecnológico tiene implicaciones políticas, institucionales, económicas y sociales, las cuales es necesario considerar para evitar, o al menos mitigar, sus efectos en futuras situaciones, y así impulsar y mantener un desarrollo agropecuario sostenido en el tiempo del distrito de riego del alto chicamocha. como resultados de las complejas interrelaciones del cambio tecnológico con su contexto físico, en la zona de localización del proyecto de riego por aspersión se han manifestado importantes expresiones que ilustran la incidencia que éste ha tenido sobre la región, las cuales se presentan en la tabla 1. a partir de la información consignada en la tabla 1, sobresale la opinión emitida por el 53,07% de los usuarios acerca del mejoramiento tecnológico en la actividad agropecuaria del distrito, como el principal efecto generado por el proyecto y el cual se expresa en la introducción de variedades mejoradas de los sistemas de producción de cultivos hortícolas presentes en la zona, lo que ha originado un incremento notorio en la oferta de alimentos, factor que también se ha visto apoyado por las mejoras en las prácticas agronómicas de manejo y en el acceso a la utilización del riego de forma más eficiente. por otra parte, es a través de los incrementos en volumen y calidad de la producción que se dan las mejoras nutricionales en la alimentación del productor y familia, se obtienen mayores ingresos y desde luego se propende por más altos niveles de vida de la población rural. análisis comparativo de la productividad y rentabilidad de los sistemas de cultivos predominantes en el distrito entre 1996 y 2002 la actividad agrícola en el distrito de riego del alto chicamocha se ha destacado básicamente por la producción de cultivos como la arveja, la papa, la cebolla cabezona, el maíz, la lechuga, el brócoli y el coliflor, en razón del área de siembra y de su mayor demanda tanto en el mercado regional como a nivel de corabastos (bogotá). es importante señalar que, dentro de los efectos directos que entraña la utilización del riego en los sistemas de producción hortícolas de la región, se cuentan el incremento de la productividad, el aumento de sus volúmenes de producción y, desde luego, el logro de una mayor rentabilidad. es reconocido el hecho de que la tabla 1. implicaciones socioeconómicas generadas en la región por el proyecto de riego por aspersión. principales implicaciones % de usuarios mejoramiento tecnológico de los sistemas de cultivos predominantes en la zona 53.07 introducción de nuevos sistemas de cultivos 15.75 construcción de nuevas carreteras 9.45 otros 9.45 creación de organizaciones campesinas 7.87 presencia de nuevos propietarios 4.41 total 100.00 fuente: encuesta a usuarios del proyecto de riego. diciembre 2002 bermúdez: análisis del cambio tecnológico... 2272003 tecnología mejorada se basa en criterios de altos rendimientos por hectárea, uso intensivo de insumos externos, máxima rentabilidad y que supone mercados con demandas definidas y comportamientos homogéneos de los agricultores. de igual manera se pudo confirmar que los agricultores no adoptaron todo el paquete tecnológico, sino prácticas individuales o una combinación de ellas; así mismo, que las tecnologías recomendadas y adoptadas representaron por una parte, un ahorro de tierra y mano de obra, pero también un uso intensivo de capital, lo cual para algunos productos, especialmente aquellos insertados en el subsector de economía campesina, sean muy bajos. en general, en el distrito de riego del alto chicamocha, se observa que los productores de economía campesina si adoptan tecnología, como es el caso de lo que ocurre con el uso del riego puesto a su disposición a través del proyecto de riego por aspersión, confirmándose el carácter selectivo en la adopción de una tecnología por los productores siempre y cuando ella les permita alcanzar sus objetivos económicos. como es típico en el sector agropecuario colombiano, se encuentran diversos tipos de productores identificados básicamente por el tamaño de la agroempresa que gestionan, situación que es muy evidente en el distrito de riego del alto chicamocha, donde existen pequeños, medianos y grandes productores. los medianos y grandes se desenvuelven en un medio socio-económico que les permite un mayor acceso a la información tecnológica y comercial, hacer mayores inversiones para adoptar tecnología moderna, como el empleo de semillas mejoradas, de fertilizantes y plaguicidas, a la vez que se encuentran más dispuestos a aceptar riesgos inherentes a la producción, los mercados y a la misma adopción de tecnología. por su parte, el proceso de adopción tecnológica por parte de los pequeños productores normalmente se ve obstaculizada por factores como el tamaño de los cultivos, la deficiencia en los canales de información tecnológica, el costo relativo de los insumos y la baja rentabilidad del capital. se considera que la expresión más relevante del cambio tecnológico es el incremento que se logra en la productividad de un sistema de producción, como evidentemente se aprecia con gran notoriedad en la zona del proyecto de riego por aspersión, al contrastar la productividad de los principales sistemas de cultivos al momento de formularse el proyecto (1996), cuando se efectuó el censo socio-económico del distrito (1998) y en el año 2002, cuando se realizó este estudio, situación que se visualiza en la figura 5. por demás, es importante señalar que, con la implementación en el distrito de sistemas de cultivos hortícolas de período vegetativo corto, y con la implementación de prácticas que agilizan el período de cosecha, como el transplante, se hace posible obtener un mayor número de cosechas por unidad de tiempo, lo que permite que el productor reciba mayores ingresos y disponga de recursos a lo largo del año para su manutención, cubrimiento de deudas y para reinversión; se trata de un efecto indirecto del cambio tecnológico relativo a la formación de capital, elemento clave en el crecimiento económico. el incremento de los ingresos, como resultante de la utilización de una tecnología estratégica como el riego, hace posible una mayor formación de capital mediante la creación de excedentes económicos que puede ser figura 5. comportamiento de la productividad parcial de la tierra (rendimientos/ha) de los sistemas de cultivos predominantes en el distrito de riego 19961998-2002. fuentes: censo socio-económico del distrito (1998); usochicamocha (2002). agronomía colombiana 228 vol. 21 · no. 3 cultivos en los que se logran altos rendimientos como efecto o consecuencia del empleo de cierta tecnología, se ocasionan así mismo altos costos/ha. igualmente influye el comportamiento de los precios del producto. en razón a que el capital parece ser el recurso más escaso para la mayoría de los productores del distrito de riego del alto chicamocha, se emplea como medida de eficiencia económica la rentabilidad del capital de operación (in/ct * 100), donde in es el ingreso neto por hectárea y ct el costo total por hectárea. en el propósito de facilitar la comparación de las rentabilidades ofrecidas por los sistemas de cultivos predominantes en el distrito entre 1996 y 2002, se configuró el gráfico de la figura 6. el incremento sobresaliente en la rentabilidad de sistemas de cultivos como la cebolla cabezona y las hortalizas de hoja, es un hecho que se encuentra muy asociado con el propósito de los productores del distrito de dedicar sus tierras básicamente a estos sistemas productivos, lo que se ha venido reflejando en el incremento en el área de siembra de éstos. para el caso concreto de la rentabilidad lograda en los sistemas de cultivos predominantes en el distrito de riego del alto chicamocha en el año 2002, este indicador, como se ilustra en la figura 6, ofrece cifras positivas que superan el costo de oportunidad del dinero en el mercado financiero nacional, determinado por el valor del d.t.f. (7.82%), lo cual nos ofrece una panorámica favorable para la actividad agropecuaria en la zona. desde luego se debe destacar que dentro del grupo en consideración, los sistemas de cultivos de coliflor, brócoli y cebolla cabezona se sitúan en lugares privilegiados ofreciendo rentabilidades que superan el 100%. con lo expresado en el comportamiento de la rentabilidad se consolida y reafirma el papel fundamental de una tecnología estratégica, como el riego, en la producción agropecuaria, a la vez que sustenta el hecho de que el productor agropecuario tiende a adoptar aquellas tecnologías que le permitan utilizar a nivel prioritario los recursos disponibles y ahorrar los escasos. figura 6. rentabilidad de los principales sistemas de cultivos del distrito de riego del alto chicamocha, 1996-2002. fuentes: isrex (1996); encuesta a usuarios del proyecto (2002). reinvertidos en otras áreas de la economía, o en el mejoramiento y ampliación de otros sistemas productivos agropecuarios de la agroempresa. por otra parte, el excedente económico generado por el aumento en la productividad del insumo mejorado se distribuye entre productores y consumidores mediante la disminución en sus costos de producción y en el precio relativo del bien. no se puede pasar por alto que una nueva tecnología, como es el caso del riego, exige al productor incrementar sus gastos y de por si generar un cambio en la estructura de costos inherente a la tecnología introducida. para los sistemas de cultivos predominantes en el distrito se hace evidente el papel que juega el riego en el mejoramiento de la productividad de la tierra, así mismo en la regulación y ordenamiento de la oferta, pero también que el recurso o factor riego representó una modificación sustancial en la canasta de costos de producción. la rentabilidad es indicador importante en la medición de la incidencia de una tecnología en un proceso productivo, pues constituye una medida útil para muchos propósitos económico-financieros en ese contexto, ya que relaciona el valor neto de la producción (ingreso neto) con todos los factores productivos medidos en dinero (costo total de producción). cabe anotar que no siempre las más altas rentabilidades se obtienen con los más altos niveles de producción (o de rendimiento por hectárea), ya que para ciertos sistemas de bermúdez: análisis del cambio tecnológico... 2292003 efectos de la tecnología de riego en la demanda de mano de obra en el distrito no se puede desconocer que las nuevas tecnologías agrícolas traen efectos, tanto positivos como negativos, en la generación de empleo por parte de las agroempresas. evidentemente existen innovaciones mecánicas que generan desplazamiento de la mano de obra, específicamente de aquella menos calificada que ya se encuentra en la escala más baja de ingresos; esta situación puede contribuir a agravar el nivel de desempleo rural y a favorecer la migración campociudad, así como a incrementar las tensiones sociales en el sector. por otro lado, existen tipos de innovación tecnológica que promueven la generación de requerimientos de mano de obra, como es el caso del riego y sus practicas de manejo. para cada uno de los diversos sistemas de cultivos predominantes en el área del distrito, quizás el factor más relevante a tener en cuenta en el incremento del empleo en la zona del proyecto de riego, lo cual tiene que ver con el proceso de reconversión de la producción pecuaria extensiva a un modelo agrícola diversificado e intensivo. ello se ilustra en la tabla 2, que toma en consideración la demanda de mano de obra (número de jornales/ha) que requiere cada uno de los renglones de producción agrícola de mayor predomino en el distrito por ciclo productivo. indudablemente se hace necesario, no sólo analizar los efectos de las nuevas tecnologías a nivel de predio o agroempresa, sino también su impacto en el conjunto de la región donde tiene asiento el proyecto, tanto a corto como a largo plazo. en el corto plazo, el cambio tecnológico agrícola puede aumentabla 2. requerimientos de mano de obra por ciclo de producción de los sistemas de cultivos predominantes en el distrito de riego del alto chicamocha, 2002. sistema de cultivo no. de jornales/ha por ciclo de producción arveja 65 papa 120 cebolla cabezona 120 lechuga 100 brócoli 50 coliflor 50 fuente: encuesta a usuarios del proyecto de riego. diciembre 2002. tar el empleo regional, ya que los nuevos sistemas de cultivos con paquetes tecnológicos biológico-químico-manejo demandan más mano de obra y capital en ciertas épocas criticas de su ciclo productivo, como ocurre con la siembra directa o el transplante y en la cosecha. más aún, la oportunidad de poder adelantar más de un ciclo de un sistema productivo agrícola al año como beneficio de disponer de riego lleva a incrementos en el uso de la mano de obra, cuya intensidad va a depender de factores tales como el sistema de cultivo desarrollado, las faenas a realizar, el tipo de maquinaria utilizada, etc. por otra parte, el pasar de un sistema de producción de pastos para el sostenimiento de vacunos a sistemas de cultivos hortícolas intensivos, también implica un incremento en el requerimiento del factor mano de obra. en lo que respecta al largo plazo, es posible que en el futuro en el área del distrito, y dadas las condiciones topográficas favorables para la implementación de innovaciones mecánicas, que son definitivamente ahorradoras de mano de obra, se tienda a presentar alguna reducción en el requerimiento de mano de obra por hectárea para los sistemas de cultivos que en los actuales momentos muestran un importante predominio en la zona del proyecto. las principales conclusiones derivadas del análisis de la información y los resultados de la presente investigación que tuvo como objetivo general el estudio del cambio tecnológico generado por el proyecto de riego por aspersión en el distrito de riego del alto chicamocha, se presentan a continuación: el distrito de riego del alto chicamocha es una obra de riego altamente tecnificada, en la cual se realizó una apreciable inversión para el aprovechamiento agrícola de unas 7.000 ha, en donde se observa que el proceso de reconversión de la producción de ganadería semi-intensiva a agricultura intensiva (producción hortícola) es todavía lento. los productores del distrito de riego del alto chicamocha no han asumido plenamente y con compromiso la cultura de la producción programada a partir de las siembras escalonadas que rompen con el carácter estacional de la producción, situación que ha implicado todavía la carencia de una oferta permanente de productos hortícolas. agronomía colombiana 230 vol. 21 · no. 3 los productores del distrito de riego del alto chicamocha han mostrado un alto grado de receptibilidad y aceptación hacia la oferta tecnológica referente al riego por aspersión a pesar de las limitantes derivados de las fluctuaciones del mercado, especialmente en lo que respecta a los precios y volúmenes de los productos hortícolas que son los que se han venido posesionando en la zona en el marco del proceso de reconversión tecnológica que se pretende lograr con el proyecto de riego por aspersión. en el proceso de producción agrícola del distrito de riego del alto chicamocha, se registra un cambio tecnológico, pese a existir deficiencias en sus mecanismos de apoyo como el crédito, la asistencia técnica y la organización de la comercialización, aspectos que no se han implementado apropiadamente en relación con las tendencias previstas con carácter indicativo al momento de la formulación del proyecto de riego por aspersión el cambio tecnológico en el distrito de riego del alto chicamocha se ha venido manifestando en los incrementos de la productividad, la rentabilidad, área sembrada y, desde luego, en la producción global de los cultivos hortícolas, lo que ha permitido la consolidación de segmentos de productores progresistas, predispuestos a la adopción de tecnología aún en condiciones de costos de producción crecientes y precios del producto final decreciente en términos reales. bibliografía agudelo, l.f. y r. tascón. 1990. adopción de tecnologías mejoradas y sus sesgos en el uso de factores en áreas de pequeños productores en colombia. universidad javeriana. ica. boletín no. 74. bogotá. agudelo, l.f. y r. tascón. 1990. adopción de las innovaciones tecnológicas en los países en desarrollo, cambio técnico, concetos y efectos. ica programa de economía agraria. tibaitatá. ardila, j. 1992. cambio técnico en el sector de pequeños productores campesinos de colombia. el caso de rionegro antioquia. iica-protal. bogotá. balcazar, a. y otros. 1980. cambio técnico en la producción de arroz en colombia 1950-1979. iica. bogotá. brown, m. 1986. on the theory and measurement of technological change. cambridge university press. londres. corporación colombia internacional. 2000. bases para la organización de una promotora de desarrollo regional. cci. bogotá. heertje, a. 1984. economía 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gerencia. duitama. fecha de recepción: 18 de febrero de 2010. aceptado para publicación: 28 de julio de 2010 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá (colombia). 2 autor de correspondencia. lerodriguezmo@unal.edu.co; lpmorenof@unal.edu.co agronomía colombiana 28(2), 189-197, 2010 namiento son menores, debido a que la oferta del producto es permanente todo el año. según lang et al. (1987), durante el ciclo de vida los tubérculos de la papa pueden presentar tres tipos de dormancia: endodormancia, paradormancia y ecodormancia. inmediatamente después de la formación del tubérculo, y por un periodo de tiempo determinado después de la cosecha, los meristemos de las yemas presentan endodormancia y no brotan. durante un almacenamiento prolongado, los factores y mecanismos relacionados con la dormancia en tubérculos de papa. una revisión factors and mechanisms related to tuber dormancy in potato: an overview luis ernesto rodríguez1, 2 y liz patricia moreno1 introducción a diferencia de otros productos vegetales, la papa (solanum tuberosum l.) se almacena completamente hidratada, característica que dificulta su transporte y la convierte en un producto altamente perecedero. las pérdidas anuales de estos tubérculos en poscosecha fluctúan entre el 10 y 15%, siendo la brotación prematura uno de los factores más limitantes (firman y allen, 2007). en los países andinos, los problemas asociados con pérdidas durante el almaceresumen abstract los tubérculos de la papa (solanum tuberosum l.), al momento de la cosecha y por un tiempo determinado, se encuentran en estado dormante. la dormancia se induce con el inicio de la tuberización y se define como un período en el cual no ocurre ningún crecimiento visible de los brotes. las hormonas vegetales están involucradas en todas las fases de progresión de la dormancia. si bien el ácido abscísico (aba) y el etileno son necesarios para su inducción, sólo el primero se requiere para su mantenimiento. los niveles de aba se incrementan durante la formación de los tubérculos, se mantienen constantes durante la dormancia y disminuyen con el crecimiento activo de los brotes. un incremento en los niveles del ácido giberélico (ag) es necesario para inducir la formación del tubérculo, mientras que una sensibilidad mayor a las citoquininas es determinante para la pérdida de la dormancia. cambios en los contenidos de ácido indol acético (aia) y ag, están relacionados con la regulación del crecimiento del brote una vez se rompe la dormancia. se ha comprobado que un factor importante, que contribuye tanto a la inducción de la tuberización como a la pérdida de la dormancia, es el flujo simplástico que controla la asignación de azúcares, el cual se inicia con un meristemo apical dormante aislado simplásticamente. la pérdida de dormancia se asocia con la conexión simplástica del meristemo del brote con la red de floema del tubérculo, y con una descarga simplástica en la región de la yema, todo lo cual favorece el crecimiento activo de los nuevos brotes. at harvest, and for a definite period, potato tubers (solanum tuberosum l.) remain dormant. defined as a period in which there is no visible bud growth, this condition is induced at the beginning of tuberization. plant hormones are involved in all phases of dormancy. although abscisic acid (aba) and ethylene are necessary for its induction, only the former is needed for its maintenance. the levels of this hormone increase during tuber formation, remain steady during dormancy, and go down with active bud growth. the first of these processes depends on high levels of gibberellic acid (ga), while the interruption of dormancy is determined by an enhanced sensitivity to cytokinins. once dormancy has been stopped, bud growth regulation is related to changes in indole acetic acid (iaa) and ga levels. starting from a symplastically isolated, dormant apical meristem, the (symplastic) flow that controls sugar allocation has been observed to contribute to both tuber induction and dormancy breakdown. the latter is associated to the symplastic connection between the apical meristem and the tuber's floem, and to a symplastic unloading into the bud region, all of which favors the active growth of the new buds. palabras clave: hormonas, poscosecha, dormancia, propagación. key words: hormones, postharvest, tuber, dormancy, propagation. revagronomiacol 28(2).indb 189 27/11/2010 12:23:27 p.m. 190 agron. colomb. 28(2) 2010 tubérculos pierden la endodormancia e inician la brotación. por lo general, el brote apical se torna dominante e inhibe el crecimiento de los otros brotes, los cuales continúan en estado paradormante. cuando los tubérculos son almacenados a temperaturas inferiores a 3°c no brotan, independientemente del grado de avance fisiológico de la dormancia, presentando un estado de ecodormancia (suttle, 2007). a pesar de los enormes progresos realizados en la última década, el conocimiento primario de los procesos que controlan la dormancia de este tubérculo es incipiente. se ha generado conocimiento reciente acerca de los efectos del estado de dormancia del tubérculo sobre la expresión de genes, niveles de proteína, actividad enzimática y contenido hormonal. sin embargo, los procesos fundamentales que controlan la transición entre la detención del ciclo celular (depresión metabólica) y la reanudación del crecimiento de los meristemos y su actividad metabólica continúan sin conocerse por completo (suttle, 2007). en colombia, el nombre de papa criolla (solanum tuberosum grupo phureja) corresponde a los morfotípos que presentan tubérculos con color de piel y carne amarillo (fenotipo yema de huevo) (rodríguez et al., 2009). aunque ocupa un lugar privilegiado por su aceptación y características organolépticas, la ausencia de un periodo de dormancia limita su uso a nivel doméstico e industrial, debido a la alta perecibilidad que resulta de una rápida brotación. a su vez, esto determina que la comercialización y el procesamiento se deban realizar en el menor tiempo posible (bonilla et al., 2009). las investigaciones que permitan comprender algunos de los factores relacionados con la ausencia de dormancia en los tubérculos de la papa criolla son de gran importancia para fitomejoradores y productores de papa para consumo en fresco, procesada y como semilla, en la medida en que constituyen herramientas para mejorar la competitividad y generar nuevas opciones para el desarrollo del sector agrícola de colombia. en este artículo se revisan algunos mecanismos relacionados con el periodo de dormancia de los tubérculos de la papa y los factores asociados que hasta ahora se han relacionado con su inducción o finalización. entre estos factores se mencionan las hormonas, que desempeñan un papel esencial en la regulación de la dormancia, especialmente en las fases de inducción y progresión. finalmente se revisa el papel del metabolismo de los azúcares, tanto en la inducción de la formación de los tubérculos, como en el progreso y la pérdida de la dormancia. características generales de la dormancia en la papa, los procesos de tuberización y dormancia tienen una estrecha vinculación biológica (claassens, 2002, lulai, 2004; vreugdenil, 2004). la inducción y el mantenimiento de la dormancia inician con la tuberización (claassens, 2002; nambara y marion-poll, 2005; hancock et al., 2008) y se pierden gradualmente después de la cosecha, durante el almacenamiento (suttle, 2007; campbell et al., 2008; suttle y destefano-beltrán, 2008). el periodo de dormancia está regulado por una red compleja de reacciones metabólicas que ocurren en el citosol y en los plastidios, con evidencias que sugieren que la regulación de la síntesis está determinada por el estado metabólico celular, factores genéticos y ambientales (baguma et al., 2003; mukerjea y robyt, 2005). se considera que el fenómeno de dormancia o detención del metabolismo (desarrollo) es una estrategia que favorece la supervivencia del tubérculo en condiciones de estrés ambiental (suttle, 2007). la dormancia del tubérculo está definida como la ausencia de crecimiento visible de los brotes (suttle, 2007). la dormancia total se induce con la tuberización y se prolonga hasta el inicio de la brotación, aunque, comúnmente y para fines prácticos, se utiliza el término dormancia en poscosecha, la cual empieza en el momento de la separación del tubérculo de la planta madre (malagamba, 1997). en muchos estudios la duración del periodo de dormancia del tubérculo se ha medido utilizando la fecha de cosecha como punto de inicio. sin embargo, en condiciones de campo, la fecha de cosecha puede variar de acuerdo con otros parámetros no relacionados, como fecha de siembra, clima y condiciones de campo (suttle, 2007). la tuberización se induce por señales ambientales como días cortos, bajas temperaturas y mayor contenido de humedad en el suelo (lulai, 2004; cenzano et al., 2007). las fluctuaciones en la longitud del día se perciben en las hojas y determinan la floración, y mediante señales a los estolones vía floema (yu et al., 2007), inducen la formación de los tubérculos (rodríguez-falcón et al., 2007). la señal para la inducción de la tuberización se produce en las hojas a través del fitocromo. a raíz de esto, el ácido giberélico (ag) activa una señal transmisible a la región subapical del estolón, la cual cambia la orientación de la división celular, para producir expansión radial en lugar de crecimiento longitudinal (hannapel et al., 2004; viola et al., 2007; cenzano et al., 2007), mediante transporte apoplástico hacia el meristemo apical y la región subapical (hancock et al., 2008). seguidamente se presenta una descarga de fotoasimilados en las células del parénquima lateral, que revagronomiacol 28(2).indb 190 27/11/2010 12:23:27 p.m. 1912010 rodríguez y moreno: factores y mecanismos relacionados con la dormancia en tubérculos de papa... causa un ensanchamiento de la región subapical por la acumulación de proteínas y carbohidratos que son transformados en almidones permitiendo el desarrollo de los tubérculos (shewry, 2003; cenzano et al., 2007; hancock et al., 2008). viola et al. (2007) demostraron que la inducción de la tuberización y la elongación del estolón están asociadas con un cambio en la descarga del floema (de apoplástica a simplástica) en la región subapical anterior al meristemo. así, la elongación del estolón se asocia con un meristemo apical activo que recibe un flujo simplástico continuo de metabolitos, y la tuberización con un meristemo apical dormante aislado simplásticamente hasta el inicio de la brotación (hancock et al., 2008). una vez se induce la formación del tubérculo no hay división celular en el meristemo apical, permaneciendo las yemas inactivas, aunque las condiciones de humedad, temperatura y oxígeno en el medio sean óptimas (claassens, 2002; prat, 2004; suttle y mornet, 2005; destefano-beltrán et al., 2006; destefano beltrán et al., 2006a; viola et al., 2007; campbell et al., 2008). luego de la separación del tubérculo de la planta, el floema del tubérculo acumula sacarosa vía apoplástica y hay transporte activo de asimilados por toda la red de floema (hancock et al., 2008), dando como resultado la pérdida gradual de la dormancia (claassens, 2002; law y suttle, 2005; suttle y mornet 2005; suttle et al., 2005; destefano-beltrán et al., 2005; destefanobeltrán et al., 2006a). así, el tubérculo cumple una doble función al desempeñarse como órgano de almacenamiento y de propagación (agrawal et al., 2008). una vez se interrumpe la dormancia, las señales de iniciación del crecimiento del brote inducen división celular y alargamiento, a semejanza de lo que ocurre en el estolón antes de la tuberización (lulai, 2004). como los solutos están disponibles nuevamente, la conexión simplástica del tubérculo se restablece (hancock et al., 2008), trayendo consigo un flujo simplástico de metabolitos y moléculas de señalización que se difunden libremente en la zona meristemática (viola et al., 2007; hancock et al., 2008). teniendo en cuenta la regulación hormonal, la expresión de los genes y el metabolismo de los carbohidratos, vreugdenil (2004) plantea que los mecanismos operativos que regulan la tuberización y el crecimiento de los brotes después de la dormancia son similares y no deben considerarse como procesos opuestos e individuales. generalmente se considera que la dormancia se pierde cuando un tubérculo contiene uno o más brotes con una longitud mayor de dos milímetros (viola et al., 2007). sin embargo, no es evidente si el crecimiento está controlado dentro de los brotes (endodormancia) o por el resto del tubérculo (paradormancia) (viola et al., 2007). la longitud del periodo de dormancia depende del genotipo, las condiciones ambientales pre y poscosecha, la madurez del tubérculo al momento de la cosecha y los daños mecánicos presentados durante el crecimiento y el almacenamiento (malagamba, 1997; sonnewald, 2001; destefano-beltrán et al., 2006; destefano-beltrán et al., 2006a). en precosecha, los principales factores asociados a la reducción del periodo de dormancia son de naturaleza edáfica y corresponden a: temperaturas altas, bajo contenido de humedad y baja fertilidad. en poscosecha dichos factores son: temperatura de almacenamiento (mayor a 10°c), cantidad y tipo de luz, sanidad y manejo de los tubérculos (destefano-beltrán et al., 2006). la regulación de estos procesos es importante para mantener tubérculos de buena calidad y brotes vigorosos en los tubérculos-semilla (lulai, 2004), debido a que los productores de papa para semilla requieren métodos seguros y eficaces para terminar la dormancia del tubérculo y estimular prematuramente el establecimiento de nuevos cultivos (suttle, 2004a; alexopoulos et al., 2007). la pérdida de la dormancia y el inicio del crecimiento del brote están acompañados por numerosos cambios bioquímicos, muchos de los cuales son perjudiciales para la calidad nutricional y el procesamiento de la papa (claassens, 2002; suttle, 2004b; suttle y mornet, 2005) y generan pérdidas económicas considerables para productores y procesadores (destefano-beltrán et al., 2006; destefanobeltrán et al., 2006a; campbell et al., 2008; suttle, 2009). control hormonal de la dormancia en estos tubérculos, las hormonas endógenas desempeñan un papel esencial en la regulación de la dormancia, especialmente en las fases de inducción y progresión (suttle, 2004b; suttle y destefano-beltrán, 2008; suttle y destefano-beltrán, 2009; sorce et al., 2009). el periodo de dormancia del tubérculo está regulado por las concentraciones relativas de inhibidores y promotores de crecimiento, lo cual hace compleja la interpretación de la interacción hormonal. a esto se suma el hecho de que los tejidos de los tubérculos presentan sensibilidad diferencial a las hormonas, la cual además cambia según la edad fisiológica y el tiempo transcurrido después de la cosecha (viola et al., 2007; suttle, 2007). auxinas, giberelinas (ga), citoquininas, ácido abscísico (aba), etileno y jasmonato han sido relacionados con el ciclo de vida del tubérculo (hannapel et al., 2004). revagronomiacol 28(2).indb 191 27/11/2010 12:23:27 p.m. 192 agron. colomb. 28(2) 2010 el aba y el etileno se consideran inhibidores del crecimiento, mientras las giberelinas y las citoquininas actúan como promotoras del desarrollo de los brotes (sonnewald, 2001). el aba es necesario para la iniciación y el mantenimiento de la dormancia, mientras que las citoquininas están implicadas en el cese de la misma (suttle, 2003; suttle, 2004b; destefano-beltrán y suttle, 2004; suttle y destefano-beltrán, 2008). ácido abscísico el aba es la hormona que regula el desarrollo y la supervivencia de las plantas en condiciones de estrés (lee et al., 2006) y se considera el principal regulador del inicio y mantenimiento de la dormancia en tubérculos de papa (destefano-beltrán et al., 2006; suttle y destefano-beltrán, 2009). sin embargo, los mecanismos que regulan el contenido de aba durante la dormancia, así como los lugares de síntesis y catabolismo aún son desconocidos (suttle et al., 2005; destefano-beltrán et al., 2005; destefano-beltrán et al., 2006a; suttle y destefano-beltrán, 2009). el aba se mueve vía apoplasto, por el xilema, desde la raíz hasta las hojas, donde su movimiento se da únicamente por vía simplástica (hartung et al., 2002). para el mantenimiento de la dormancia se requiere la presencia continua de aba, la cual resulta de un equilibrio dinámico entre su biosíntesis y degradación. la intensificación de esta última favorece progresivamente la pérdida de la dormancia (destefano-beltrán et al., 2006a). el aba es un sesquiterpeno que determina una serie de eventos fisiológicos durante la formación de los tubérculos-semilla, como la acumulación de compuestos de reserva, la prevención de la brotación precoz, la tolerancia a la deshidratación y la inducción y el desarrollo de la dormancia (kermode, 2005; jiménez et al., 2006). ortiz y flórez (2008) encontraron que en variedades del grupo andígena, el aba participa en el proceso de tuberización, inhibiendo el crecimiento de las yemas y retardando la formación de estolones. aunque en el tubérculo, el contenido de aba disminuye progresivamente durante el almacenamiento, no se conoce una concentración mínima que induzca la pérdida de la dormancia, lo que sugiere que otros reguladores de crecimiento están involucrados en su control (alexopoulus et al., 2007). sonnewald (2001) y suttle et al. (2005) encontraron que el aba se metaboliza activamente en los tejidos del tubérculo, alcanza su nivel máximo después de cosecha, y disminuye progresivamente durante el almacenamiento hasta la pérdida de la dormancia (biemelt et al., 2002; destefano-beltrán et al., 2005). lulai y suttle (2005) y destefano-beltrán et al. (2006a) hallaron que en tubérculos almacenados las concentraciones de aba aumentan después de la cosecha, y se mantienen durante el almacenamiento. estas concentraciones basales de aba pueden ser importantes en la regulación de procesos fisiológicos como la dormancia y la suberización de heridas en tubérculos de papa (suttle et al., 2006; destefano-beltrán et al., 2006a; lulai et al., 2008). estos resultados sugieren que el contenido de aba durante la dormancia del tubérculo está controlado por un equilibrio entre su síntesis y degradación. la identificación de genes que regulan el metabolismo del aba ha mostrado que estos, a su vez, están regulados tanto a nivel transcripcional como pos-transcripcional. citoquininas evidencias recientes sugieren que un incremento en el contenido de citoquininas está asociado a la finalización de la dormancia, mientras que un incremento en el contenido de giberelinas es importante para la iniciación del crecimiento de los brotes (suttle, 2003). las citoquininas son conocidas por su capacidad para estimular la división celular, y se ha observado que su concentración disminuye en tejidos vegetales que están saliendo de la fase g-1 del ciclo celular (francis y sorrell, 2001). la inhibición del crecimiento de los meristemos en tubérculos dormantes se asocia a la detención del proceso de división de las células meristemáticas del brote en la fase g-1 del ciclo celular (campbell et al., 2005). los niveles endógenos de citoquininas son relativamente bajos en tubérculos altamente dormantes, los cuales además no responden a su aplicación exógena (suttle, 2004b). el aumento en el contenido y la sensibilidad a las citoquininas puede ser el factor principal que conduce a la pérdida de la dormancia, mientras que cambios en el contenido de ácido indolacetico (aia) y ag pueden influir directamente en la regulación del crecimiento del brote (suttle, 2004b). las citoquininas endógenas son agentes naturales de rompimiento de la dormancia en tubérculos de papa (suttle, 2004b). están presentes en todo el tubérculo y se distribuyen uniformemente entre el tejido apical, lateral e internodal en estado de dormancia. la pérdida de la dormancia coincide con un aumento leve en los niveles basales libres de citoquininas en los brotes apicales y el tejido adyacente. además de un incremento en el contenido de citoquinina, la progresión de la dormancia se caracteriza por una sensibilidad creciente del tubérculo dormante a las citoquininas. inmediatamente después de la cosecha, y durante el almacenamiento temprano en poscosecha, los tubérculos son insensibles a las citoquininas exógenas revagronomiacol 28(2).indb 192 27/11/2010 12:23:28 p.m. 1932010 rodríguez y moreno: factores y mecanismos relacionados con la dormancia en tubérculos de papa... (turnbull y hanke, 1985; suttle, 2002). ortiz y flórez (2008) encontraron en s. tuberosum grupo andígena cultivar criolla colombia, que concentraciones bajas de aba y altas de citoquinina pueden favorecer la ausencia del periodo de dormancia en este cultivar diploide. el crecimiento de los brotes está acompañado por incrementos endógenos tanto de aia como de ga. así, aunque la progresión de la dormancia del tubérculo y el crecimiento del brote requieren la síntesis y la acción concertada de muchas hormonas, el aba y las citoquininas parecen ser las principales en la regulación de la dormancia (suttle, 2004b). auxinas las auxinas naturales y sintéticas, como es el caso del aia y su derivado sintético, inhiben el crecimiento de los brotes en tubérculos dormantes (suttle, 2004a), aunque la evidencia sobre su papel es controvertida. sorce et al. (2009) encontraron que en yemas dormantes de tubérculos recién cosechados, el aia libre se acumula principalmente en el meristemo apical, hojas y primordios de yemas laterales, al igual que en los tejidos vasculares que rodean el meristemo apical, mientras que al final del periodo de almacenamiento, únicamente el primordio de las yemas axilares en crecimiento presentó niveles apreciables de auxinas. esto indica que el aia no es directamente responsable de la inhibición de la brotación, aunque las auxinas podrían acortar el periodo de dormancia. los datos reportados no apoyan el efecto del aia y de otras auxinas endógenas en el control de la dormancia del tubérculo, pero sugieren su papel en el crecimiento del brote. esto es consistente con la hipótesis de que las auxinas son reguladores esenciales de la progresión del ciclo celular en todos los tejidos de la planta (francis y sorrell, 2001). como tal, se requeriría un umbral de concentración de aia para el crecimiento del brote, pero no para la iniciación del crecimiento (suttle, 2004b). el aia está relacionado con la inducción de los brotes, pues su concentración aumenta en las yemas de los tubérculos durante la pérdida de la dormancia, contrastando con lo observado para aba (sorce et al., 2005). de acuerdo con evidencias recientes, hormonas como el aia, que induce la brotación, tienen un papel decisivo en el control de la dormancia del tubérculo, a pesar de que las hipótesis clásicas atribuyen mayor importancia al equilibrio entre reguladores que promueven la dormancia y promotores que regulan la brotación (sorce et al., 2009). giberelinas el papel de las ga endógenas en la regulación de la dormancia en tubérculos de papa está relacionado con cambios en los niveles endógenos durante la progresión natural de la dormancia (suttle, 2004a). el incremento en el contenido endógeno de ga solo es evidente una vez se inicia el crecimiento de los brotes (coleman et al., 2001; suttle, 2004b). las giberelinas parecen tener poca importancia en la pérdida de la dormancia, pero desempeñan un papel fundamental sobre el control del crecimiento del brote (viola et al., 2007). la pérdida de la dormancia se puede acelerar mediante la aplicación de ga durante el crecimiento de los tubérculos en la planta madre; sin embargo, la eficacia depende del grado de desarrollo de la planta y de la madurez de los tubérculos en el momento de la aplicación (alexopoulos et al., 2006). etileno los tubérculos de la papa, al igual que otros órganos de almacenamiento, producen cantidades limitadas de etileno (suttle, 2003). la producción de etileno se incrementa inmediatamente después de la cosecha y posteriormente baja (cvikrova et al., 1994). no es evidente si esta elevación transitoria en la producción de etileno está relacionada con la dormancia de los tubérculos o con el estrés causado por la cosecha (suttle, 2004b). el efecto del etileno en la brotación de los tubérculos de papa se ha estudiado extensivamente. rylski et al. (1974) y suttle (2004b) demostraron que un tratamiento breve con etileno puede determinar la finalización prematura del periodo de dormancia del tubérculo, mientras que un tratamiento continuo causa la inhibición del crecimiento del brote, con la acumulación indeseable de los azúcares reductores (prange et al., 1998). sin embargo, el efecto del etileno sobre la dormancia depende del momento y la duración de la aplicación (alexoupulus et al., 2007). el etileno y el aba son conocidos por su acción sinérgica y antagónica en numerosos procesos de desarrollo. en tubérculos de papa aún no se han caracterizado la naturaleza ni el grado de interacción entre estas dos hormonas que promueven la dormancia (de bruxelles y roberts, 2001). la producción de etileno aumenta cuando los tubérculos salen de la dormancia e inician la brotación. el significado fisiológico de este aumento no es claro, aunque se atribuye a un incremento en la respiración. en ciertas condiciones se ha encontrado que el etileno acelera la salida de la dormancia. su aumento puede estar relacionado con el papel del etileno endógeno en la terminación de la dormancia, o con otros acontecimientos asociados al crecimiento temprano de los brotes (suttle, 2003; suttle, 2004b). jasmonatos y brasinosteroides el desarrollo del tubérculo es un proceso complejo que requiere la interacción de factores ambientales, bioquímicos revagronomiacol 28(2).indb 193 27/11/2010 12:23:28 p.m. 194 agron. colomb. 28(2) 2010 y genéticos. la evidencia de la acción de los jasmonatos en el desarrollo del tubérculo tiene que ver con incrementos en las concentraciones internas, observados durante la formación de los estolones (cenzano et al., 2007). los jasmonatos están asociados con el inicio de la tuberización (suttle, 2004b). la aplicación de ácido jasmónico (ja) incrementa el grosor del meristemo y reduce la longitud del primordio de la hoja en el ápice del estolón, cuando está en forma de gancho. en estolones hinchados, el tratamiento con ja causa una diferenciación temprana del tejido vascular, especialmente de los elementos del xilema, y un alargamiento de los meristemos. el contenido endógeno de ácido jasmónico se ha medido en tubérculos en desarrollo y en brotes elongados (abdala et al., 2000), sin embargo, su papel en la dormancia aún no ha sido determinado (suttle, 2004b). los brasinosteroides (bs) son hormonas asociadas al crecimiento de las plantas, con un amplio espectro de actividad biológica, incluyendo la promoción e inhibición del crecimiento (clouse y sasse, 1998). recientemente se ha demostrado que actúan sinérgicamente con las auxinas (prat, 2004). no obstante, aunque el tratamiento con brassinolide suprime la brotación de los tubérculos, tanto el efecto de las concentraciones internas de bs sobre la dormancia de los tubérculos, como su posible efecto sobre el control de la misma son todavía desconocidos (suttle, 2007). otros compuestos los compuestos fenólicos son una clase diversa de productos naturales, muchos de los cuales tienen una actividad que inhibe el crecimiento. el peridermo de la papa es una fuente rica de fenoles. estudios recientes han demostrado que la pérdida de dormancia del tubérculo está acompañada por una reducción en el contenido de ácido fenólico y un incremento en los niveles de fenoles conjugados (cvikrová et al., 1994). aunque estos resultados sugieren que los compuestos fenólicos cumplen un papel en la regulación de la dormancia del tubérculo, no prueban su participación en este proceso (suttle, 2004b). dormancia y metabolismo de azúcares el almidón es el principal carbohidrato de reserva de la papa. se sintetiza durante la formación del tubérculo y se degrada para proveer los carbohidratos necesarios para el crecimiento de los brotes (claassens, 2002). durante el ciclo de vida, el tubérculo experimenta una transición funcional de vertedero acumulador de asimilados a fuente de asimilados para el desarrollo de los brotes (viola et al., 2007). en el desarrollo del tubérculo, el parénquima de almacenamiento convierte activamente asimilados solubles (sacarosa y aminoácidos) en reservas poliméricas (almidón y proteína) (fernie y willmitzer, 2001). la tuberización se caracteriza por la inducción de descarga simplástica en la región hinchada del estolón, mientras que el brote apical constituye un dominio discreto de células aisladas simplásticamente del resto del tubérculo. el cese del aislamiento simplástico del brote apical trae como consecuencia el inicio del crecimiento del mismo. este cambio fisiológico está relacionado con la acumulación de carbohidratos y el posterior crecimiento del brote (viola et al., 2007). en la madurez, más del 70% de los carbohidratos de reserva del tubérculo son almacenados como almidón, convirtiéndose en solutos compatibles que son transportados para el sostenimiento de los brotes (viola et al., 2007). la movilización y el transporte de carbohidratos y otros nutrientes, desde el parénquima de almacenamiento hacia los brotes en crecimiento, es indispensable para la transición vertedero-fuente sufrida por el tubérculo (viola et al., 2007), la cual puede estar antecedida de la activación del vertedero (crecimiento del brote). sin embargo, la pérdida total de la dormancia se puede definir como el establecimiento de la relación fuente-vertedero entre el brote (vertedero) y el parénquima del almacenamiento (fuente). en los días siguientes a la separación del tubérculo de la planta madre, dentro del mismo se presenta un cambio en el metabolismo de almacenamiento (síntesis de almidón) y la movilización de las reservas, sugiriendo una transición fuente-vertedero que favorece el crecimiento de los brotes, los cuales inicialmente se encontraban aislados simplásticamente (viola et al., 2007). al evaluar el metabolismo de los carbohidratos durante el periodo de dormancia y brotación, claassens (2002) encontró que durante la iniciación de la primera hay síntesis de almidón, mientras que al final de la misma predomina el desdoblamiento de esta molécula hacia sus monómeros constituyentes, en este caso la sacarosa (suttle, 2007). se asume que este cambio funcional permite la difusión de sacarosa en el apoplasto de tubérculos fuente, haciendo que quede disponible para la absorción en el floema y el transporte hacia los brotes (viola et al., 2007). se puede concluir que los brotes de los tubérculos dormantes son metabólicamente activos, aunque su crecimiento se ve limitado por el sustrato debido al aislamiento simplástico en que se encuentran, y por tanto favorecido por la reconexión simplástica. esta reconexión se da por cambios en la descarga del floema, de la vía apoplástica a la simplástica, durante el desarrollo del tubérculo. de allí la importancia revagronomiacol 28(2).indb 194 27/11/2010 12:23:28 p.m. 1952010 rodríguez y moreno: factores y mecanismos relacionados con la dormancia en tubérculos de papa... del flujo plasmodesmatal en el ciclo de vida del tubérculo de la papa. perspectivas futuras es necesario profundizar en el conocimiento de los factores asociados a la inducción de la tuberización, el desarrollo de los tubérculos, el periodo de dormancia y la brotación, el metabolismo de los azúcares y el almidón, teniendo en cuenta su interacción compleja con las condiciones ambientales y la diversidad de mecanismos hormonales, enzimáticos y moleculares que regulan este sistema en la zona ecuatorial. en papa criolla es importante identificar los procesos bioquímicos que regulan la biosíntesis y la actividad de las hormonas durante la inducción y el desarrollo de los tubérculos, para conocer los mecanismos responsables de esta actividad y poder explicar la razón de la ausencia del periodo de dormancia. es posible que en tubérculos de papa criolla esta característica esté relacionada con un desbalance en el equilibrio aba-citoquininas, debido a que en la fase final del desarrollo del follaje se sintetizan en mayor cantidad los inductores de la dormancia y la cosecha se realiza con el follaje verde antes de alcanzar su senescencia. adicionalmente, la ausencia de dormancia en los tubérculos de la papa criolla podría estar asociada a la ausencia de aislamiento simplástico en el brote apical, lo que permite una rápida conversión de carbohidratos almacenados en azúcares disponibles para el inicio de la brotación, incluso antes de la senescencia del follaje, y esto trae como consecuencia la conectividad del floema, facilitando una rápida brotación. en la papa criolla aún no se ha determinado si existe conectividad funcional entre floema y transporte simplástico durante el desarrollo de los brotes; tampoco se han establecido los mecanismos implicados en la regulación de la descarga del floema. este conocimiento permitiría comprender los mecanismos asociados con el desarrollo y la madurez fisiológica de los tubérculos en una planta con follaje fotosintéticamente activo. el desafío en el futuro es determinar cuáles factores ambientales, genéticos y hormonales controlan la tuberización y la progresión de la dormancia en los tubérculos de la papa criolla, por ser un cultivo de interés estratégico para colombia que, por efecto del termo-fotoperiodo, solo tuberiza en las condiciones de las montañas alto-andinas. literatura citada abdala, g., g. castro, o. miersch y d. pearce. 2000. changes in jasmonate and gibberellins levels during development of potato plants (solanum tuberosum). plant growth regul. 36, 121-126. agrawal, l., s. chakraborty, d.k. jaiswal, s. gupta, a. datta y n. chakraborty. 2008. comparative proteomics of tuber induction, development and maturation reveal the complexity of tuberization process in potato (solanum tuberosum l.). j. proteome res. 7(9), 3803-3817. alexopoulos, a.a., k.a. akoumianakis y h.c. passam. 2006. effect of plant growth regulators on the tuberisation and physiological age of potato (solanum tuberosum l.) tubers grown from true potato seed. can. j. plant sci. 86, 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del desarrollo floral. solidago × luteus (m. l. greene) brouillet y semple (= × solidaster hybridus, × s. luteus) responde a los días largos (dl) para la inducción floral y a los días cortos (dc) para el desarrollo de la flor. en este trabajo se recolectaron muestras de hojas y botones florales de plantas de s. × luteus crecidas en diferentes condiciones fotoperiódicas: dc (8 h) y dl (18 h). a través de diferentes bioensayos, se detectó la actividad promotora e inhibidora de sustancias presentes en la fracción ácida de los extractos vegetales. posteriormente, las concentraciones de aia y de aba presentes en los extractos se determinaron a través de cromatografía líquida de alta eficiencia. los resultados mostraron la ausencia de actividad giberelínica en los tratamientos estudiados; entretanto, se constató una mayor concentración de aia en hojas y botones florales en plantas en condiciones de dl, en comparación con plantas de dc, lo que podría estar relacionado con la mayor velocidad de antesis floral en plantas en dc. las mayores concentraciones de aba, con relación al inicio de los tratamientos fotoperiódicos, ocurrieron en hojas y botones florales de plantas en dc; así, en el balance aia:aba, éstos se encontrarían en concentraciones opuestas, principalmente en el botón floral en dc, en el que se observó la mayor cantidad de aba y la ausencia de aia. palabras clave: solidaster, giberelinas, ácido indol-3-acético, ácido abscísico, clae. the floral development consists of many sequential steps, each one with specific requirements affected directly by the chemical and environmental conditions. the light plays a central role in the initiation of floral development. in solidago × luteus (m. l. greene) brouillet & semple (= × solidaster hybridus, × s. luteus), the response are given to the long days (ld) for floral induction and those to the short days (sd) for flower development. samples of leaves and floral buds of s. × luteus plants grown under different photoperiodic conditions (sd (8 h) and ld (18 h)) were collected. performing different bioassays allowed detecting both promotory and inhibitory activity of substances present in the acid phase of the extracts. further more, the concentrations of iaa and aba presented in the extracts were determined through high performance liquid chromatography. in any treatment, the activity of gibberellin-like substances was not detected. in ld (18 h) plants, it was observed a higher concentration of iaa in leaves and floral buds than that in sd (8 h) plants suggesting that it may be related to more rapid anthesis in plants kept in short days. in extracts from leaves and flower buds in sd plants, the higher levels of aba were found in relation to the beginning of the photoperiodic treatments. therefore, in the balance of iaa:aba, they seem to exist in opposite concentrations, mainly in the flower buds under 8 h, where the higher amount of aba and absence of iaa were observed. key words: solidaster, gibberellins, indole-3-acetic acid, abscisic acid, hplc. introducción solidago × luteus (m. l. greene) brouillet y semple (= × solidaster hybridus, × s. luteus) es un híbrido interespecífico entre solidago ptarmicoides (= aster ptarmicoides) y solidago canadensis (brouillet y semple, 1981) que tiene su floración influenciada por citoquininas (flórez-roncancio y pereira, 1995). en trabajos anteriores se constató que s. × luteus es una planta de respuesta fotoperiódica cuantitativa a días largos (dl) para la inducción floral (flórez-roncancio et al., 1996) y a días cortos (dc) para el desarrollo de la flor (flórez-roncancio y pereira, 1994). de la misma forma que la planta usa señales ambientales y sustancias químicas para la inducción floral, también mantiene un complejo sistema para garantizar el desarrollo de agronomia 26-2 -profe194).indd 237 06/10/2008 19:40:28 238 agron. colomb. 26(2) 2008 la estructura floral hasta la antesis y la posterior formación de frutos y semillas. el contenido de auxina aumenta durante el crecimiento activo de las estructuras reproductivas, probablemente como resultado de la síntesis en los órganos sexuales, en especial en el ovario. las anteras serían la fuente principal de auxina en los primeros estadios del desarrollo del botón floral, mientras que en estadios posteriores el ovario sería el principal productor de esta fitohormona (lang, 1961, citado por kinet et al., 1985; aloni et al., 2006). la tasa máxima de crecimiento del tallo floral en papaver está asociada con una alta concentración de auxina (katunskij, 1936, citado por kinet et al., 1985). la producción de auxina en fritillaria meleagris aumenta antes de la antesis, diminuyendo en seguida y aumentando nuevamente en el cuajado del fruto (kaldewey, 1957, citado por kinet et al., 1985). durante el desarrollo del botón floral se han sugerido dos posibles acciones de las auxinas: el aia (ácido indol-3-acético) libre producido por los órganos florales promueve su propio crecimiento y diferenciación, pero restringe la actividad y el crecimiento de órganos adyacentes (aloni et al., 2006). el aba (ácido abscísico) se ha detectado en botones florales de algunas plantas. en vicia está localizado principalmente en el gineceo, con altas concentraciones en la antesis (dathe y sembdner, 1980). las concentraciones de aba también aumentan en botones florales de café pocos días antes de la antesis (browning, 1973, citado por kinet et al., 1985). las concentraciones de aba son mayores en las hojas y botones de phaseolus p47 cultivadas en condiciones de dl, que favorecen el aborto floral, que en las plantas cultivadas en condiciones de dc, en las que se estimula el desarrollo floral. las concentraciones mayores de aba libre y conjugado están en los botones abortados (bentley et al., 1975). en rosas, la concentración del inhibidor es mayor en las hojas de los tallos no florales que en las de tallos florales, en particular después de la iniciación de los órganos florales (zieslin y halevy, 1976). es difícil establecer la acción exacta de las giberelinas (ga) durante el proceso de floración, a causa de las respuestas diferentes de las especies. sin embargo, a través del análisis de varios mutantes de arabidopsis thaliana con alteraciones en las enzimas responsables por la síntesis de ga o con insensibilidad a éstas, se ha demostrado su participación en el proceso de la iniciación floral (wilson et al., 1992). además, en especies que responden a las ga, como lolium temulentum, una planta de dl, las ga exógenas aparentemente estimulan la producción de una señal en las hojas que posteriormente induce la iniciación floral (mcdaniel y hartnett, 1996). en esta investigación se correlacionaron sustancias endógenas presentes en la fracción ácida de extractos de la parte aérea de la planta de solidago × luteus con su desarrollo floral, en condiciones fotoperiódicas de dl de 18 h y de dc de 8 h. material y métodos material vegetal esquejes con raíz de solidago × luteus crecieron en materas con capacidad de 2 l y una mezcla de partes equivalentes de suelo, arena y compuesto orgánico, en condiciones de invernadero. las plantas se fertirrigaron quincenalmente con solución de hoagland (hoagland y arnon, 1938) y se mantuvieron en fotoperiodo de 18 h hasta el estadio de formación del botón floral (botones florales con 1,5 0,12 mm de diámetro y 736 159,5 botones florales por gramo). en este estadio, un lote de plantas se mantuvo en este mismo fotoperiodo y otro lote se transfirió a la condición de dc (8 h). los dc (8 h) se obtuvieron cubriendo los bancos en donde estaban acondicionadas las materas con una cortina de tejido negro, mientras que las condiciones de dl (18 h) se alcanzaron completando el fotoperiodo natural con iluminación artificial suministrada por lámparas incandescentes (53 w m-2). las muestras de hojas y botones florales se recolectaron de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos y 15 2,3 d después, en condiciones de dl y dc. extracción de fitohormonas para la extracción y fraccionamiento de los extractos se colectaron 3 g de hojas o botones florales, para luego macerarlos en una solución acuosa de metanol al 80%, guardando la relación 1 g/10 ml. después de 24 h se hizo un primer filtrado y el residuo se puso en una nueva solución para hacer un segundo filtrado 24 h más tarde; el extracto total fue el producto de los dos filtrados. después de remover el metanol en evaporador rotativo bajo presión reducida a temperatura de 30-35 °c, se procedió al fraccionamiento del extracto acuoso para la obtención de las fracciones ácida y básica, de acuerdo con la técnica descrita por felippe et al. (1985) modificada. la fracción ácida obtenida por el método descrito fue corrida sobre placa de vidrio de 0,20 x 0,20 m cubierta con una capa de 0,5 mm de suspensión de gel de sílice y agua en la proporción de 1/2 (g de sílice/ml de agua destilada), con activación de 30 min a 105 °c antes del uso. las placas cromatográficas se desarrollaron en una longitud de 15 cm con benceno : n-butanol : ácido acético (14 : 5 : agronomia 26-2 -profe194).indd 238 06/10/2008 19:40:28 flórez y pereira. concentraciones opuestas de aia-aba aceleran el desarrollo... 239 1). los patrones de aia y aba se desarrollaron en placa de gel de sílice (pf254 merck) con benceno : n-butanol : ácido acético (14 : 5 : 1) y se revelaron bajo luz ultravioleta (uv) luego de pulverización de una solución de salkowski (fecl3 1,5 m : h2o : h2so4 , en proporción 3 : 100 : 60) y con anisaldehído modificado (anisaldehído : etanol : ácido sulfúrico : ácido acético glacial, en proporción 0,5 : 9 : 0,5 : 0,1), seguida de calentamiento a 70 °c por 5-10 min aproximadamente (merck, 1971). la fracción ácida de extractos de hojas y botones florales de plantas mantenidas en dl también se corrió sobre papel de cromatografía whatman 3 mm. la cromatografía en papel se desarrolló en forma ascendente en una longitud de 15 cm en cámara cromatográfica de vidrio, usando como fase móvil el sistema de solventes isopropanol : amoniaco : agua (10:1:1). los cromatogramas de los bioensayos se dividieron en partes iguales: 10 horizontalmente y 4 verticalmente, para un total de 40 fracciones, además de una fracción de control compuesta de gel de sílice, en la que se corrió solo el juego de solventes. en el caso de la cromatografía en papel, cada una de las repeticiones se recortó y distribuyó de forma homogénea en una caja de petri de 50 mm de diámetro cubierta con una hoja de papel de filtro y se adicionaron 2 ml de agua destilada. como control se utilizó papel recortado proveniente de un cromatograma recorrido solamente por el solvente. bioensayos el bioensayo de elongación del hipocótilo de lechuga para la detección de sustancias giberelínicas fue realizado de acuerdo con frankland y wareing (1960). se emplearon semillas de lechuga del cv. ‘grand rapids’, que germinaron durante 24 h en cajas de petri a 25 °c bajo luz blanca continua. después de este período, las plántulas se seleccionaron por la homogeneidad de la longitud de la radícula y se colocaron en grupos de 4 en las cubetas para hielo, donde estaban distribuidas cada una de las repeticiones de gel de sílice correspondientes a los rangos de rf del cromatograma en estudio. como patrón se utilizó una solución de ácido giberélico (ga3) 10 -3 m. las cubetas se pusieron en bandejas con papel de filtro humedecido y se recubrieron con película de polipropileno transparente. este sistema se mantuvo en cámara de crecimiento a 25 °c con luz blanca continua (18,2 mol m-2 s-1) por 72 h. los hipocótilos de las plántulas se midieron y los resultados se expresaron como porcentaje del control. para la detección del posible inhibidor, el extracto obtenido se probó a través del bioensayo de inhibición de germinación de semillas de lechuga (webb y wareing, 1972). para ello, semillas del cv ‘grand rapids’ se pusieron a germinar en cajas de petri con el papel correspondiente a una repetición de cada franja de rf, papel de filtro y agua destilada. se hicieron 4 repeticiones con 20 semillas por caja. las placas se colocaron en bandejas, como se describió arriba, y después de 24 y 48 h se contó el número de semillas germinadas. cromatografía líquida de alta eficiencia para el análisis por cromatografía líquida de alta eficiencia (clae), se utilizaron las fitohormonas patrón sigma: ácido indol-3-acético (aia) y mezcla de isómeros de ácido abscísico (aba), a una concentración de 100 m, mezcladas en proporción 2:1 y eluidas en gradiente de 5% a 100% de solvente b en 55 min. como solvente a se empleó agua milliq acidificada con 0,5% de ácido acético y como solvente b, metanol; flujo, 0,8 ml min-1; atenuación de 32; área mínima, 10.000; 1, 254 nm y 2, 280 nm (durley et al., 1978). se empleó un cromatógrafo para clae (pharmacia lkb) constituido por controlador de sistema, dos bombas de pistón doble con mezclador de alta presión estático, detector de uv-vis e integrador, y una columna analítica sephasil c18 (5 m, 4 x 250 mm, pharmacia lkb), con flujo de 0,8 ml min-1 y como fase móvil los solventes a y b. después de la evaporación del acetato de etilo del último paso de la extracción de la fracción ácida, ésta se resuspendió en 500 l de agua milliq esterilizada más 0,5% de ácido acético. después de la filtración del extracto por filtro millipore 0,22 m, se inyectó la totalidad de la muestra en el cromatógrafo y se recogieron las fracciones correspondientes a los tiempos de retención de los patrones de aia y aba, previamente corridos. las fracciones recolectadas correspondientes a aia y aba se concentraron por separado en un rotavapor a una temperatura inferior a 40 oc; el residuo se resuspendió en 2 ml de agua milliq esterilizada más 0,02% de nan3. para efectos de cuantificación, en las condiciones previamente descritas se eluyeron los patrones con la siguiente secuencia: 10 l de la mezcla de patrones de aia y aba (2:1); 100 l de la fracción ácida correspondiente a cada uno de los tratamientos, con 50 l de la fracción correspondiente a aia y 50 l de la fracción correspondiente a aba, y 100 l de la misma fracción ácida más 5 l de la mezcla de patrones aia y aba. las medidas obtenidas en la integración por el cálculo de las áreas de los picos se relacionaron con la concentración agronomia 26-2 -profe194).indd 239 06/10/2008 19:40:29 240 agron. colomb. 26(2) 2008 de las sustancias reguladoras de crecimiento en la muestra, comparando las áreas obtenidas en el cromatograma de la muestra con las obtenidas en el cromatograma de los patrones, de acuerdo con los respectivos tiempos de retención. análisis estadístico se usó el diseño experimental completamente al azar. posterior al análisis de varianza, las medidas de los tratamientos se compararon por medio de la prueba de tukey (p<0,05). los datos de germinación se transformaron en , donde p corresponde a la proporción de semillas germinadas. estos valores se emplearon en el análisis estadístico posterior . resultados y discusión presencia de giberelinas no se detectó actividad giberelínica en la fracción ácida de los extractos de hojas y botones fl orales de las plantas de solidago en los tratamientos estudiados (fi guras 1 y 2); por el contrario, en el extracto de hojas de plantas en dl (fi gura 1b) se verifi có una inhibición signifi cativa de la elongación del hipocótilo de lechuga, en el rango del rf 0,9-1,0. de igual manera, los extractos de botones fl orales de plantas en condiciones de dl y dc inhibieron signifi cativamente la elongación del hipocótilo de lechuga; para el extracto de botones fl orales de plantas en dl entre los rf 0,3-0,6 y 0,7-1,0 (fi gura 2b) y para el extracto de botones fl orales de plantas en dc entre el rf 0,9-1,0 (fi gura 2c). la sustancia presente en la fracción ácida responsable de inhibir la elongación del hipocótilo de lechuga no debe ser de naturaleza fenólica, ya que durante el proceso de extracción se uso polivinilpirrolidona (pvp) para conjugar y eliminar los compuestos fenólicos (andersen y sowers, 1968). presencia de aia y aba con la fi nalidad de identifi car los rf de las fi tohormonas patrón aia y aba y así poder asociarlos con el fenómeno valor angular arco seno= p figura 1. sustancias de crecimiento detectadas en la fracción ácida, por el bioensayo de elongación del hipocótilo de lechuga, de extractos de 3 g de masa fresca de hojas de plantas de solidago × luteus. a) extracto de hojas de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos; b) extracto de hojas de plantas en dl (días largos de 18 h) y c) extracto de hojas de plantas en dc (días cortos de 8 h). agronomia 26-2 -profe194).indd 240 06/10/2008 19:40:30 flórez y pereira. concentraciones opuestas de aia-aba aceleran el desarrollo... 241 figura 2. sustancias de crecimiento detectadas en la fracción ácida, por el bioensayo de elongación del hipocótilo de lechuga, de extractos de 3 g de masa fresca de botones florales de plantas de solidago × luteus. a) extracto de botones florales de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos 18 h; b) extracto de botones florales de plantas en dl (días largos de 18 h) y c) extracto de botones florales de plantas en dc (días cortos de 8 h). tabla 1. factores de retención (rf) correspondientes a los patrones de aia y aba cromatografiados en gel de sílice, con sistema de solventes benceno : n-butanol : ácido acético (14:5:1), revelados con ultravioleta, solución de salkowski y anisaldehído modificado. sustancias reveladores rf uv (254 nm) solución de salkowski anisaldehído modificado aia oscuro anaranjado marrón 0,8 aba oscuro amarillo-limón verde-oliva 0,8 uv, ultravioleta; aia, ácido indol-3-acético; aba, ácido abscísico; rf, factor de retención agronomia 26-2 -profe194).indd 241 06/10/2008 19:40:32 242 agron. colomb. 26(2) 2008 en estudio, se hizo una cromatografía de capa fi na de gel de sílice, utilizando como sistema de solventes benceno : nbutanol : ácido acético (14:5:1). en la tabla 1 se muestran los rf correspondientes a las fi tohormonas patrón aia y aba, una vez revelados con uv a 254 nm, con solución de salkowski y anisaldehído modifi cado; se verifi có un rf de 0,8, tanto para aia como para aba. no se detectó efecto promotor signifi cativo en la germinación de semillas de lechuga en los extractos foliares y de botones fl orales de plantas crecidas en dl (fi guras 3a y b). entretanto, el extracto foliar produjo la inhibición signifi cativa de la germinación de semillas de lechuga en el rango del rf 0,8-0,9 (fi gura 3a), que está próximo al valor medio de rf de 0,75 para el aba patrón cromatografi ado en papel con isopropanol : amoniaco : agua (10:1:1) (rudnicki y antoszewski, 1968, citado por kefeli, 1978). cuando los patrones aia y aba se cromatografi aron con benceno : n-butanol : ácido acético (14:5:1), el mismo sistema de solventes usado en los cromatogramas de los extractos en el bioensayo del hipocótilo de lechuga, presentaron rf de 0,8 (tabla 1), indicando que el inhibidor presente en la fracción ácida podría ser aba, aia o ambos. cromatografía líquida de alta eficiencia los extractos de la fracción ácida provenientes de hojas y de botones fl orales de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos, de plantas en dl (18 h) y de plantas en dc (8 h) se analizaron por clae con el objetivo de detectar aia y aba y establecer su posible participación en el control del desarrollo del botón fl oral hasta antesis. se observó que el pico de absorción de aba en el uv fue mayor a 254 nm que a 280 nm, pues, de acuerdo con milborrow (1974), el espectro de absorción máximo ocurre en torno a 262 nm en condiciones ácidas; mientras que la absorción en el uv para aia fue mayor a 280 nm que a 254 nm por causa de la estructura indólica del compuesto, cuyo espectro de absorción máxima en metanol está en torno a 282 nm (harborne, 1984). en función de esto, el análisis de los extractos para aba se hizo a 254 nm y para aia, a 280 nm. la tabla 2 presenta los resultados de las cuantifi caciones de aia y aba, referentes a los extractos de la fracción ácida de tejido fresco de hojas y de botones fl orales de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos, en dl (18 h) y en dc (8 h), obtenidos comparando las áreas de los cromatogramas de las muestras con los cromatogramas patrón. en comparación con las hojas de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos, la concentración de aia aumentó en hojas de plantas en dl y disminuyó en hojas de plantas bajo dc. por otro lado, mientras que en los extractos de botones fl orales el contenido de aia disminuyó a 1/7 para plantas en condiciones de dl, en botones de plantas en condiciones de dc no fue detectable; esto en relación con los botones fl orales de las plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (tabla 2). en los extractos de hojas de plantas en dl y de plantas en dc con relación a las hojas de plantas en el inicio de los tratamientos fotoperiódicos, las concentraciones de aba permanecieron constantes; entretanto, hubo una mayor concentración de aba en botones fl orales de plantas en figura 3. actividad inhibidora detectada en la fracción ácida, por el bioensayo de germinación de semillas de lechuga, de extractos de 3 g de masa fresca de hojas y botones florales de plantas de solidago × luteus. a) extracto de hojas de plantas en dl (días largos de 18 h) y b) extracto de botones florales de plantas en dl (días largos de 18 h). agronomia 26-2 -profe194).indd 242 06/10/2008 19:40:33 flórez y pereira. concentraciones opuestas de aia-aba aceleran el desarrollo... 243 dc, con relación al extracto de botones florales al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (tabla 2). de forma general, las auxinas inhiben el florecimiento en pdc (plantas de día corto) (jacobs, 1985), no existiendo efecto, o quizá, promoviendo el florecimiento en pdl (plantas de día largo). los datos reflejan un ajuste general de la concentración de auxina a la longitud del día, en lugar de cambios debidos a la inducción floral (krekule et al., 1985). el estudio de las concentraciones endógenas de aia, usando cromatografía gaseosa acoplada al espectrómetro de masas (gc-ms), no se correlacionó con el gradiente floral in vitro presente en los tejidos de tallo de tabaco (noma et al., 1984), mientras que en tabaco cv. ‘maryland mammoth’ (pdc) y en nicotiana silvestris (pdl) la disminución de las concentraciones de aia después de 10 d inductivos está de acuerdo con la hipótesis aceptada de que una concentración baja de aia es prerrequisito para la inducción floral en pdc. después de 20 d inductivos, las plantas están parcialmente inducidas y niveles más altos de auxina serían esenciales para estimular el crecimiento de los botones florales. el desarrollo posterior de botones florales y órganos requiere probablemente reducciones en los niveles de aia (lozhnikova et al., 1990). a pesar de existir discrepancias en la literatura con respecto al sitio primario de acción de las auxinas, que podría ser en los cotiledones y las hojas de plantas de chenopodium rubrum (pdc) y de c. murale (pdl) (krekule et al., 1985) o en el meristemo apical en c. rubrum (krekule y privratsky, 1974; seidlová y khatoon, 1976), hay evidencias de que el aia tendría su función, no solamente en la inducción floral en los cotiledones, sino también en eventos posteriores de desarrollo floral y de diferenciación en el ápice en pharbitis nil (kulikowska-gulewska et al., 1995). según wardell y skoog (1969), es necesario al menos 1 mm de aia para el desarrollo de flores normales y de semillas maduras en cultivo in vitro de tejidos de tallo aislados de plantas florecidas de tabaco. en rosas ‘baccara’ el contenido de auxina alcanzó un pico en tallos florales y no florales de hasta 0,16 m de longitud. en longitudes mayores, el contenido de auxina permaneció constante en los tallos florales, aunque cayó considerablemente en los no florales (zieslin y halevy, 1976). de acuerdo con seidlová y khatoon (1976), en c. rubrum el aia tendría una doble acción, inhibiendo o estimulando la floración en diferentes estadios de desarrollo del ápice, de forma independiente a la inducción fotoperiódica. la auxina aplicada antes de la ramificación del meristemo inhibe el inicio de la diferenciación floral; sin embargo, aplicada en estadios más tardíos, inhibe los primordios de los botones axilares ya formados, permitiendo una rápida y completa diferenciación de la flor terminal. una mayor concentración de aia en hojas y botones florales de plantas de solidago × luteus en dl podría estar relacionada con una menor velocidad de antesis floral en dl; contrariamente, la disminución de aia en las hojas y su ausencia en los botones florales en plantas bajo condiciones de dc podría estar relacionada con la mayor velocidad de antesis floral en dc. con relación al inicio de los tratamientos fotoperiódicos, las mayores concentraciones de aba se detectaron en hojas y botones florales de plantas en dc; así, en el balance aiaaba, estarían en concentraciones opuestas, principalmente en el botón floral en dc, en el que se observó la mayor cantidad de aba y la ausencia de aia. los bioensayos de extractos foliares de varias especies leñosas indicaron que las hojas contenían mayores concentraciones del ‘inhibidor ’ en dc que en dl. las explicaciones posibles para las discrepancias en las observaciones de wareing y saunders (1971) fueron: los dc podrían reducir la concentración de promotores de crecimiento –por ejemplo, de giberelinas– que antagonizarían el aba en el bioensayo, porque en cromatografía en papel con isopropanol:amoniaco:agua como fase móvil no se obtiene una buena separación entre aba y varias giberelinas; de otro lado, los dc aumentarían el transporte de aba de las hojas al ápice. la falta de control del estrés hídrico en las plantas experimentales llevaría a variaciones significativas en las concentraciones de aba, que enmascararían la influencia de las condiciones fotoperiódicas sobre las concentraciones de la fitohormona. tabla 2. análisis de aia a 280 nm y de aba a 254 nm separadas por clae de los extractos de hojas de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (hit), en días largos (hdl) y en días cortos (hdc), así como de los extractos de botones florales de plantas al inicio de los tratamientos fotoperiódicos (bit), en días largos (bdl) y en días cortos (bdc). tratamiento aia aba (nmoles g-1 de tejido fresco) hit 968,3 540,5 hdl 1385,7 416,9 hdc 730,5 559,1 bit 5263,8 389,2 bdl 798,4 343,3 bdc nd 2196,3 aia, ácido indol-3-acético; aba, ácido abscísico; nd, no detectado agronomia 26-2 -profe194).indd 243 06/10/2008 19:40:33 244 agron. colomb. 26(2) 2008 zehni y morgan (1976) sustentan la hipótesis de que en fotoperiodos largos se forman más sustancias inhibidoras del crecimiento en las hojas, incluyendo aba, que se acumularían en los botones florales de las plantas de phaseolus p47, de la misma forma que se acumulan sustancias promotoras, incluyendo giberelinas, las cuales promueven el crecimiento de tallo y peciolo. bentley et al. (1975) encontraron en la misma variedad las mayores concentraciones de aba en botones florales inhibidos en dl (18 h), en los que también se observaron cantidades considerables de aba conjugado, en comparación con los botones florales de las plantas en dc (8 h), en los que el desarrollo floral fue normal. en hojas maduras de ricinus communis, el aba se sintetiza y metaboliza y, junto con sus metabolitos, es transportado vía floema para los ápices de la parte aérea (vertederos), donde, no siendo acumulado en gran cantidad, es metabolizado rápidamente, vía ácido faseico, a ácido dihidrofaseico; éste se acumula en los vertederos metabólicos como producto final de la vía metabólica (zeevaart, 1977). las hojas maduras o senescentes de lupinus luteus también acumulan concentraciones elevadas de aba conjugado (weiler, 1980). para pilate et al. (1990), en pseudotsuga menziesii las concentraciones de aba fueron dos veces mayores en los brotes axilares tratados con ga4/7 más aia (tratamiento que aumentó la iniciación floral) que en los brotes control. las variaciones en las concentraciones de aba-glucosil éster sugieren que este metabolito podría regular las concentraciones de aba libre. de acuerdo con brenner (1987), en soya el aba es transportado de las hojas a las vainas en proceso de llenado. el aba también sería transportado de las hojas hacia las raíces a través del floema y reciclado vía flujo xilemático para otros vertederos metabólicos. maldiney et al. (1986) cuantificaron aia, aba y el ribósido de zeatina por elisa, luego de la separación por clea, a partir de 100 mg de masa fresca de muestras de tomate y observaron también una situación opuesta entre aia e aba. teniendo como referencia valores de masa fresca, se verificó que en la base del hipocótilo había 175 ng g-1 de aia y 4 ng g-1 de aba, mientras que en el ápice había 67 y 443 ng g-1 de aia y de aba, respectivamente. con base en los resultados obtenidos se puede proponer que las giberelinas y los compuestos fenólicos no estarían involucradas en el proceso de desarrollo floral, mientras que aia y aba estarían presentes y en concentraciones opuestas, principalmente en el botón floral en dc, en donde se observó la mayor cantidad de aba y la ausencia de aia, posibilitando quizás una velocidad mayor de antesis floral en las plantas de solidago × luteus en dc. literatura citada aloni r., e aloni., m langhans y c.i. ullrich, 2006. role of auxin in regulating arabidopsis flower development. planta 223, 315-328. andersen, r.a. y j.a. sowers. 1968. optimum conditions for bonding of plant phenols to insoluble polyvinylpyrrolidone. phytochemistry 7, 293-301. bentley, b., c.b. morgan, d.g. morgan y f.a. saad. 1975. plant growth substances and effects of photoperiod on flower bud development in phaseolus vulgaris. nature 256,121-122. brenner, m.l. 1987. the role of hormones in photosynthate partitioning and seed filling. pp. 474-514. en: davies, p.j. 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investigación y de estudios avanzados del instituto politécnico nacional (cinvestav).mexico df (mexico). 4 corresponding author. clauhaj@yahoo.com agronomía colombiana 29(2), 213-220, 2011 effect of pre-sowing electromagnetic treatment on seed germination and seedling growth in maize (zea mays l.) efecto pre-siembra del tratamiento electromagnético sobre la germinación de semillas y el crecimiento de plántulas de maíz (zea mays l.) elizabeth isaac a.1, claudia hernández a.2, arturo domínguez p.2, and alfredo cruz o.3 abstract resumen the application of magnetic fields appears to produce changes in some physiological processes of plants, including encouraging their development. this study reports the effects of different intensities of electromagnetic fields generated by a solenoid with a variable horizontal magnetic field on the germination and growth of maize seeds. we worked with the experimental seed hybrid san jose, which was exposed to electromagnetic fields of 0, 2, 4 and 6 mt for 3 min, using a completely randomized design with two seed conditions: imbibed and non-imbibed. analysis of variance was performed for the variables germination and growth, with a level of significance of 95%; increases were observed in germination, vigor index i, vigor index ii and root length, 3, 20, 34 and 23% respectively, compared to the control seeds (untreated) on the eighth day. similarly, the presence of chlorophyll pigments and carotenoids was assessed and an increase was found in the concentration of chlorophyll a, chlorophyll b and carotene in corn seedlings grown from electromagnetically treated seeds. the response varied depending on the magnetic induction, without any particular trend, the best treatment was 4 μt for 3 min of exposure. the improvement of the evaluated functional variables suggests that the seeds may perform better with an electromagnetic field treatment. la aplicación de campos magnéticos, parece producir modificaciones de algunos procesos fisiológicos de las plantas entre ellos estimular su desarrollo. este estudio reporta el efecto de diferentes intensidades de campo electromagnético generadas por un solenoide con campo magnético horizontal variable sobre la germinación y el crecimiento de semillas de maíz. se trabajó con semillas del híbrido experimental san josé, las cuales se expusieron a un campo electromagnético de 0, 2, 4 y 6 mt, durante 3 min, bajo un diseño experimental completamente al azar en dos condiciones de semillas: imbibidas y sin embeber. se realizó el análisis de varianza en las variables de germinación y crecimiento, con un nivel de significancia de 95%, y se observó un incremento en la germinación, el índice de vigor i, el índice de vigor ii y la longitud de las raíces, de 3, 20, 34 y 23%, respectivamente, en comparación con las semillas testigo (sin tratar) al octavo día. de igual forma, se evaluó la presencia de pigmentos clorofílicos y carotenos, encontrándose un incremento en la concentración de clorofila a, clorofila b y carotenos en las plántulas de maíz obtenidas a partir de semillas tratadas electromagnéticamente. la respuesta varió en dependencia de la inducción magnética, sin ninguna tendencia particular; el mejor tratamiento fue el de 4µt, durante 3 min de exposición. el mejoramiento de las variables funcionales evaluadas sugiere que las semillas pueden funcionar mejor bajo la acción de un campo electromagnético. key words: germination rate, vigor, magnetic induction, physiology. palabras clave: velocidad de germinación, vigor, inducción magnética, fisiología. introduction corn is grown in latin america and constitutes, together with beans, a major staple in central america. in this region, the fao has indicated a shortfall in production areas and a need that must be addressed: the increase of maize production, which demands great efforts, but it is one of the few crops with commercial seed production (laynezgarsaball et al., 2007). the growing need for organic products, along with the increase of plant materials for food production, has led scientists to search for systemic factors to increase production, considering not only crop development by traditional methods, such as the use of fertilizers and agrochemicals which to some extent cause environmental damage, but also with the use of physical methods, such as the use of lasers, ultraviolet radiation, electromagnetic fields and electricity (moon and chung, 2000; galland and pazur, 214 agron. colomb. 29(2) 2011 2005; hernández et al., 2006; hernández et al., 2009; domínguez et al., 2010). these physical methods are safe for the environment and frequently change the course of some physiological and biochemical processes in the seeds, which translates into increased vigor and improved plant development at later stages (carbonell et al., 2000; garcía et al., 2002). the effects of low frequency electromagnetic fields on plant growth are not yet clear and may be different depending on magnetic frequency, shape and intensity of the waves or the biological species in question. for example, many studies have explored the influence of exposure to sinusoidal magnetic fields 50/60 hz on organisms (smith et al., 1993; yano et al., 2004; dattilo et al., 2005). the effect of different exposure times (podleśny, 2005) and flux densities have also been evaluated (carbonell et al., 2000; flórez et al., 2007; vashisth and nagarajan, 2008). today, it is known that the application of magnetic fields of extremely low frequencies positively affects some characteristics of plants and processes, such as seed germination, shoot development, plant length, fresh weight, fruit production and mean fruit weight (danilov et al., 1994; namba et al., 1995; aladjadjıyan, 2002; esitken, 2003; rochalska and orzeszko-rywka, 2005; de souza et al., 2006; nimmi and madhu, 2009; cakmak et al., 2010). the positive effects of magnetic fields have also been shown in the biosynthesis of proteins, cell production, photochemical activity, respiration rate, enzyme activity and nucleic acid content (lebedev et al., 1975; phirke et al., 1996; levin and ernst, 1997; stange et al., 2002). in maize, a decrease in the physiological potential of seeds has been observed due to natural aging, which gradually decreases the germination capacity and rate of early seedling growth and tolerance to adverse conditions (gutíerrez-hernández et al., 2007). however, the use of electromagnetic fields can significantly counteract this phenomenon, because its effect on seeds can change the course of some physiological processes and stimulate plant development (phirke et al., 1996; pietruszewski, 1999; pittman, 1977; podleśny et al., 2005). therefore, when the rational use of agricultural production space is promoted, pre-treatment of seeds with physical factors becomes more important (phirke et al., 1996; pietruszewski, 1993; podlesny, 2001). for these reasons, this study was designed to determine the influence of pre-sowing electromagnetic seed treatment on the corn hybrid “san jose” considering emergence, growth and development of plants under germination tests. materials and methods maize seeds of (zea mays l.) the san jose variety were used, from the department of fitotecnia, universidad autónoma chapingo, they were in good phytosanitary conditions, without apparent defects, insect damage or malformations. the seeds were homogenized by size, with an average weight of 0.289 g/seed, as measured with an analytical balance, adventure (ohaus). in march and april 2010, the germination tests were carried out at the laboratories of cinvestav-ipn and esime-ipn, mexico df. there were two conditions for the seeds before receiving the pre-germination magnetic field treatment: a first group of 100 seeds, with three replicates, was soaked in distilled water at a rate of 1 ml of water / seed for 24 h at a temperature of 23±2ºc; a second group of 100 seeds, with three replicates, which did not receive imbibition. to apply the electromagnetic treatment, the study used a 40 cm long magnetizer solenoid which consisted of a 16 gauge copper wire (1.1 mm), with a total of 363 turns. the intensity of the magnetic field was horizontally variable, changing from the ends toward the center. the values of the magnetic induction (b) applied to the seeds were b1 = 2, b2 = 4 and b3 = 6 μt, during a fixed exposure time of 3 min (tab. 1). the samples were placed randomly in a dielectric container and placed within the magnetic field at the ends and center of the solenoid, in a homogeneous space. table 1. electromagnetic treatments applied to the corn seed for a constant time. imbibition control b1 b2 b3 seeds without imbition 0 2 µt* 4 µt 6 µt seeds with imbition 0 2 µt 4 µt 6 µt * magnetic induction (b), t = seed exposure time, 3min the flux density was measured with a digital gaussmeter (magnet-physics, dutch, model fh 54) in units tesla (t) (1t = 1 v s m-2 = 1 kg s−2 a−1). germination tests for germination of the maize seeds, three replicates of 100 seeds each were placed on moistened filter paper in petri dishes (11.0 x 1.5 cm), then placed in an incubation chamber at 20ºc. 215isaac a., hernández a., domínguez p., and cruz o.: effect of pre-sowing electromagnetic treatment on seed germination and seedling growth in maize (zea mays l.) after 8 d, the percentage of germination was evaluated. the 25 seeds were randomly selected from each replicate per treatment, to assess the length of the root and coleoptile. the seed vigor was calculated following the formula of abdul-baki and anderson (1973) (equation 1). vigor index i = germination% x shoot length (radicle and coleoptile) (1) to calculate the speed of germination (x), the number of germinated seeds was counted every day until day 8, when there were no more germinated seeds (equation 2). x = no. germinated seeds/1st day of the count + .... + no. germinated seeds/last day of count (2) growth tests two replicates were set up with 30 plants for each treatment, which were germinated on paper and subsequently planted in plastic containers with a depth of 9 cm containing 100 g of compost (mixture 1: 1: 1 v/v organic soil, humus, perlite sand, and agricultural lime). at 15 d, 10 seedlings from each replicate were dried for 4 h in an oven at 104°c, and the dry weight of the shoots was determined. with these values, we calculated the vigor index ii, according to equation 3. vigor index ii = germination% x shoot dry weight (root and stem) (3) determination of chlorophyll pigments concentration all the leaves were taken from 10 seedlings to obtain chlorophyll extract in each of the treatments, using 70% alcohol, the absorbance of the extracts was measured at 663, 645 and 472 nm with a uv-vis spectrophotometer (perkin elmer, mod. lambda 25), according to meyer-berthenrath’s modified method (equation 4, 5 and 6). chla – 12.3e(663) – 0.86e(645) v (4) 1000dw chlb – 19.3e(645) – 3.6e(663) v (5) 1000dw t.c – 10e(472) v (6) 2485dw where: chla / b, content of chlorophyll a and b (mg g-1); t.c, total content of carotenoids (mg g-1); e (l), wavelength; d, cell width (1 cm); v, volume 70% ethanol extract (ml); w, tissue weight (g) statistical analysis the study used a completely randomized design and the results were analyzed with spss 13.0, comparing the values obtained for each of the treatments. a simple classification anova was conducted (one-way anova), considering results obtained with confidence levels of 95% as significant, corresponding to significant differences (p≤0.05) and the differences between treatments that were significant were calculated using the dms test (least significant difference). results and discussion analysis of variance of the results showed that for seeds without imbibition there were no significant differences between treatments and the control for the variables tested, except for the 2 μt treatment, with inferior results compared to the control, while for the seeds with imbibition, inferior results were obtained with significant differences compared to the control, for treatments 4 and 6 μt concerning germination speed. however, there was an improvement in the seeds with imbibition over the control treatment of 3% in germination percentage for the inductions 2 μt and 4 μt, without significant differences compared to the control (tab. 2), with a more uniform growth after sowing in the seeds treated with the magnetic field in comparison with the control. by analyzing the variables for the growth of maize seedlings, in seeds generated with imbibition, an increase was observed in the length of the roots, the total length of the shoots and vigor indexes i and ii, with significant differences from the control for treatments 4 and 6 μt. similarly, the shoot dry weight increased in the 4 μt treatment, with respect to the control, there was an increase from 23 to 30% in the length of roots and in the vigor indexes i and ii, 20 and 34%, respectively. the increase in physiological activity due to increased moisture absorption in the treated seeds could be responsible for a greater length of shoots and vigor indexes. 216 agron. colomb. 29(2) 2011 the seeds without imbibition yielded only an improvement in vigor index ii, otherwise there were no significant differences with respect to the control. these results agree with those shown by penuelas et al. (2004), who examined diamagnetic susceptibility such as the response of root growth when exposed to magnetic fields of two legumes (lens culnaris and glycine soja) and one cereal (triticum aestivum), and observed a reduction in root growth. results similar to those found in this investigation were reported by fischer et al. (2004), who showed that high intensity magnetic fields had no effect on the germination of wheat seeds, but increased the fresh weight of roots and shoots. this may be related to the issues raised by rajendra et al. (2005), who observed a significant increase in the mitotic index, and the incorporation of 3h-tymidina within the dna in seeds of vicia faba that were exposed to a 100 μt electromagnetic field. the results also coincide with those reported by vashisth and nagarajan (2008), for chickpea seeds (cicer arietnum) treated with an intensity of 50 mt. water uptake by the seed is directly influenced by the presence of the seed coat and the permeability thereof. the reserve tissue absorbs water at a medium speed, until complete hydration (moreno et al., 2006). oguntunde and adebawo (1989) determined the individual patterns of water uptake of maize seeds, soaked for 0 and 72 h. the results obtained showed that most water absorption of the seeds occurred within the first 24 h. similarly, paiva et al. (2006) indicated that during imbibition of swietenia macrophylla seeds, the movement of water within the seed is due to the action of diffusion and capillarity. there are no reliable hypotheses about the behavior mechanisms of living things subjected to magnetic fields. magnetic fields penetrate tissues, organelles and cell membranes, which have different electromagnetic properties, and act on biochemical reactions and more than a couple of unpaired electrons (reiter 1993; atak et al., 2007). however, reina et al. (2001) reported in experiments in lettuce seeds, that exposure to static magnetic fields alters water absorption in seeds and explained the changes in germination and growth rates, and that there was a close relationship between the theoretical calculations and the experimental results. these authors state that the magnetic field interacts with the ionic currents in the cell membrane by changing the conductivity of the membrane and thus the concentration and osmotic pressure on both sides of the membrane and that these changes alter the mechanisms of imbibition of seeds. furthermore, podlesny et al. (2005) reported a positive effect of magnetic fields (30-100 mt) on germination and emergence in two cultivars of the pea (pisum sativum), while martinez et al. (2002) observed that the magnetic field increased the length and weight of barley seeds (hordeum vulgare) and the extent of this effect is a function of the duration of exposure. flórez et al. (2007) found that the accumulation of the dry weight of 10-day-old corn shoots exposed to 125 mt table 2. effects of pre-germination exposure to different flux densities of a low frequency electromagnetic field on corn seed. treatment germination (%) speed of germination dry weight (g) shoot length vigor index coleoptile radicle total i ii ssi control 78 38.17 0.96 4.00 5.76 9.77 762.21 61.53 2 µt 56* 29.02* 0.62* 4.13 ns 4.16* 8.29* 464.35* 14.84* 4 µt 69 ns 34.43 ns 1.38 ns 4.08 ns 4.12* 8.20* 566.90* 77.33 ns 6 µt 72 ns 38.12 ns 0.38* 4.05 ns 5.06 ns 9.10 ns 655.48* 11.85* es (5%) 3.04 2.07 0.65 0.23 0.88 0.86 11.26 5.74 sei control 72 41.13 0.41 4.26 6.28 10.54 759.17 12.80 2 µt 74 ns 40.97 ns 0.39 ns 4.52 ns 6.97 ns 10.88 ns 805.71 ns 11.64 ns 4 µt 75 ns 36.42* 0.58* 4.47 ns 7.76* 12.22* 916.80* 17.26* 6 µt 66* 34.05* 0.33 ns 4.86* 8.22* 13.07* 863.02* 7.80* es (5%) 2.00 1.86 0.32 0.49 0.99 1.08 8.27 1.97 ssi, seeds without imbibition, sei, seeds with imbibition. * significant differences p≤0.05. ns, not significant. 217isaac a., hernández a., domínguez p., and cruz o.: effect of pre-sowing electromagnetic treatment on seed germination and seedling growth in maize (zea mays l.) increased logarithmically with the field strength. in their studies, the seeds had imbibition in water before exposure to magnetic fields. others have suggested that magnetic treatment does not affect the percentage of emergence in corn seed, even though there is an increased rate of emergence of the seeds (carbonell et al., 2000; flórez et al., 2007; vashisth and nagarajan, 2008). in analyzing the results of the concentration of chlorophylls and carotenoids, significant differences were found for the concentration of chlorophyll a and b, with respect to the control, in the case of seeds without imbibition, the highest concentration occurred in the 4 μt treatment, followed by treatments 6 and 2 μt. in the case of seeds with imbibition, significant differences with respect to the control were found, with the best treatment being 6 μt, followed by 4 and 2μt (fig. 1). by analyzing the concentration of carotenoids, no significant differences were found with respect to the control in the seeds with imbibition, but for the other treatments there were, although in both cases the results were higher in the treated seeds (fig. 2). ursache et al. (2009) obtained an increase in the concentration of chlorophyll pigments in corn plants treated with figure 1. effect of electromagnetic field on the concentration of chlorophyll a and b, in seedlings grown from maize seeds with imbibition (ci) and without imbibition (si) (95% significance level). the bars on the columns indicate standard error. 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 control ci 2 t 4 t 6 t control 2 t 4 t 6 t c hl or op hy ll a an d b (m g g1 ) chlorophyll a chlorophyll b 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 control ci 2 t 4 t 6 t control 2 t 4 t 6 t c hl or op hy ll a an d b (m g g1 ) figure 2. effect of electromagnetic field on the concentration of carotenoids in seedlings grown from maize seeds with imbibition (ci) and without imbibition (si). the bars on the columns indicate standard error. 218 agron. colomb. 29(2) 2011 high-frequency electromagnetic waves without significant differences with respect to the control, which is consistent with the results obtained in this study. there have been numerous hypotheses to explain, from the physical standpoint, the cellular changes of biological organisms caused by exposure to magnetic fields, however, one should consider that the cyclotron resonance and paramagnetic resonance, which are the main effects of electromagnetic fields, are probably due to the alteration of the membrane associated with the transport of the calcium ion (galland and pazur, 2005). the search for other methods, cleaning techniques, and non-contaminates to help increase the survival rate of seedlings, seed quality and yield of crops, has established relationships with other sciences, as in the case of physics, within which electromagnetics has played an important role. this has become one of the current alternatives to stimulate plant growth and increase the physiological and sanitary quality associated with better agronomic performance. the data from this research shows that electromagnetic fields could become a useful tool for better plant growth in the early stages of development. conclusions • in the germination process of zea mays, the best results were obtained from electromagnetic induction at the 4 μt level at 3 min of exposure. • seeds with imbibition exposed to magnetic treatment, showed an improvement of 2-3% in the germination percentage and a 23-30% increase in root length and increases in vigor indexes i and ii of 20 and 34%, respectively. • in maize seeds that only received pre-germination magnetic treatment, there was an increase of fresh weight and dry weight of shoots of 39 and 43% respectively, as compared to the control. • an increase in the concentration of chlorophyll a, chlorophyll b and carotene in corn seedlings obtained from seeds treated electromagnetically was recorded. acknowledgements thanks to the support of the secretaría de relaciones exteriores de méxico; esime-zacatenco-instituto politécnico nacional, the department of physics, cinvestav (laboratory photothermal techniques) and the technical assistance of patricia rodriguez and esther ayala. cited literature abdul-baki, a.a. and j.d. anderson. 1973. vigour determination in soybean by multiple criteria. crop sci. 10, 31-34. aladjadjıyan, a. 2002. study of the influence of magnetic field on some biological characteristics of zea mays. j. cent. eur. agri. 3, 89-94. atak, c.̧ c. ölik, a. olgun, s. alikamanoğlu, and a. rzakoulieva. 2007. effect of magnetic field on peroxidase activities of soybean tissue culture. biotechnol. biotech. eq. 21, 166-171. bewley, j.d. and m. black. 1983. physiology and biochemistry of seeds in relations to germination. vol. 1. development, germination and growth. 2nd ed. springer-verlag, berlin. cakmak, t., r. dumlupinar, and s. erdal. 2010. acceleration of germination and early growth of wheat and bean seedlings grown under various magnetic field and osmotic conditions. bioelectromagnetics 31, 120-129. carbonell, m.v., e. martínez, and j.m. amaya. 2000. 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(coleoptera: curculionidae) in tomato (solanum lycopersicum l.) plantations in the state of espirito santo, brazil, was confirmed through field observations carried out between april 2006 and march 2008. larvae of faustinus sp. bore the stems of tomato plants, whereas adults feed on the leaves. bored stems are then easily broken by the wind, by manual handling or by plant weight itself. crop rotation and removal of crop residues may help reduce pest population levels. se constató la aparición de faustinus sp. (coleoptera: curculionidae) atacando hojas y tallos de tomate (solanum lycopersicum l.) en el estado de espíritu santo, en el sureste del brasil, entre los meses de abril de 2006 y marzo de 2008. las larvas de faustinus sp. perforan los tallos de la planta, mientras que los adultos se alimentan del follaje. los tallos perforados se quiebran fácilmente con el viento, la manipulación, o el propio peso de la planta. la rotación de cultivos y eliminación de residuos de cosecha pueden ayudar a reducir el nivel poblacional de la plaga. key words: solanum lycopersicum, curculionidae, broca del tallo. palabras clave: solanum lycopersicum, curculionidae, stem borer. received for publication: 13 february, 2009. accepted for publication: 2 november, 2009. 1 department of biology, universidade federal de viçosa, viçosa, mg (brazil). 2 department of entomology, universidade federal de viçosa, viçosa, mg (brazil). 3 department of plant production, centro de ciências agrárias, universidade federal do espírito santo, alegre, es (brazil). 4 department of fitotechnics, universidade federal de viçosa, viçosa, mg (brazil). 5 corresponding author. gdalmeida.ufv@hotmail.com agronomía colombiana 27(3), 417-419, 2009 (paniagua et al., 2004). though not abundant in brazil, faustinus sp. (coleoptera: curculionidae), reduces crop yield by boring tomato stems, sometimes causing plant death. in addition, since larvae live inside the stems and adults hide in the leaves (gallo et al., 2002), they hinder control methods, which stresses the importance of developing management strategies to deal with this pest. frequent incidence of faustinus sp. damaging tomato plants was confirmed in an organic tomato plantation in the north of espirito santo, southeastern brazil (18°40’ s; 40°50’ w, altitude between 150 and 240 m). the adult is a 5-6 mm long beetle with distinct and quite narrow pronotum, elongated head and rostrum curved downwards. regarding color, head and pronotum are dark, while the legs are light. abdomen and rear parts of elytra show longitudinal furrows with short bristly hairs and irregular dark stains. the insect possesses nocturnal nota científica occurrence of faustinus sp. (coleoptera: curculionidae) in southeastern brazil tomato crops ocurrencia de faustinus sp. (coleoptera: curculionidae) en tomate en el sureste del brasil gustavo dias de almeida1, 5, gilberto santos andrade2, victor bernardo vicentini3, wagner faria barbosa4, fabio moreira sobreira1 and dirceu pratissoli3 introduction tomato (solanum lycopersicum l.) is one of the most important crops of brazil, which stands among the ten largest world producers (almeida et al., 2009). however, a number of insects can reduce crop yield (maluf et al., 2007), including coleoptera species such as agathomerus sellatus (chrysomelidae) (bavaresco and pilati, 2005), trichobaris championi (curculionidae) (paniagua et al., 2004), epicauta atomaria (meloidae) (netto and guilhem, 2000) faustinus cubae, f. apicalis and f. rhombifer (curculionidae). these species have been described in several solanaceae, mainly in argentina, colombia and venezuela (davis, 1996; ohashi and urdampilleta, 2003). knowledge on the occurrence of insects that are potentially harmful to tomato crops is important as they can become a significant problem in the future. such is the case of t. championi, which has turned into one of the most important pests of mexican tomato crops since the 1990s 418 agron. colomb. 27(3) 2009 habits and hides under the leaves during the day. using the rostrum, females make a hole in the plant stems and lay their eggs isolated or in groups. after some days, the larvae are born and start making galleries inside the stem, finally reaching the root of the plant. larvae are apode, curved, lacteous-white and have chitinized dark head. in the last instar, the larvae reach a 4 mm average length and turn into 5 mm long pupas in a pupal chamber constructed inside the galleries at the base of the stems. after 3 months in average, the insect completes its cycle (fig. 1). the bored stems are easily broken in the wind, by handling or because of plant weight. stem boring also causes remarkable withering during the warmest hours of the day. thus, even without breaking the stem, borers can cause plant death, thus reducing crop yield. infestation and damage caused by faustinus sp. can be reduced through crop rotation, making sure to avoid successive cultivation of solanaceae in the same areas. diversifying the production system and removing crop residues can also contribute to keep the insect’s population at non-harmful levels. figure 1. adult (a, b) and last larval instar of faustinus sp. (coleoptera: curculionidae) (c), galleries within the main stem of a tomato plant (d). a b c d 4192009 dias de almeida, andrade, vicentini, barbosa, sobreira and pratissoli: occurrence of faustinus sp. (coleoptera: curculionidae)... acknowledgements the authors want to thank “conselho nacional de desenvolvimento científico e tecnológico (cnpq), coordenação de aperfeiçoamento de pessoal de nível superior (capes), and fundação de amparo à pesquisa do estado de minas gerais (fapemig)”. literature cited almeida, g.d., d. pratissoli, j.c. zanuncio, v.b. vicentini, a.m. holtz, and j.e. serrão. 2009. calcium silicate and organic mineral fertilizer increase the resistance of tomato plants to frankliniella schultzei. phytoparasitica 37, 225-230. davis, r. 1996. neotropical tineidae, vi: prosetomorpha falcata, a new genus and species of setomorphinae (lepidoptera: tineoidea) from colombia associated with curculionid galleries in stems of solanum. proc. entomol. soc. wash. 98(2), 173-187. gallo, d., o. nakano, s. silveira n., r.p.l. carvalho, g.c. baptista, e. berti f., j.r.p. parra, r.a. zucchi, s.b. alves, j.d. vendramim, l.c. marchini, j.r.s. lopes, and c. omoto. 2002. manual de entomologia agrícola. fealq, piracicaba, brazil. maluf, w.r., l.f. inoue, r.p.p. ferreira, l.a.a. gomes, e.m. castro, and m.g. cardoso. 2007. higher glandular trichome density in tomato leaflets and repellence to spider mites. pesq. agropec. bras. 42, 1227-1235. netto, s.m.r. and d.j. guilhem. 2000. epicauta atomaria (germ.) 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los frutos con estas características se marcaron con el fin de realizar dos cosechas por semana. desde el cuajamiento hasta la maduración, se evaluaron variables físicas, fisiológicas y químicas en los estados verde, madurez fisiológica y maduro. los frutos del material cs-032 (c. annuum l.) tomaron 46 días para alcanzar su estado de madurez mientras que los otros materiales lo alcanzaron a los 35 y 38 días. los frutos de la mayoría de los materiales evaluados presenta ron un comportamiento no climatérico, excepto los frutos del material cs-170 (c. baccatum l.), los cuales presumiblemente presentan un comportamiento climatérico. palabras clave: características físicas, madurez, accesión. abstract: the capsicum genus represents a potentially wide-ranging genetic supply of vegetal material, combining the characteristics of pungency, precocity, high-profitable and commercial demand, leading to its inclusion in national and international markets, making them promising products in production systems. this paper has evaluated growth and determined harvest indexes for four chilli pepper accessions forming part of instituto sinchi’s ex situ germplasm bank (472 items selected for their adaptability and productivity). the study began by identifying recently set fruit whose ovaries had still not passed the apex of the calyx, having a white pistil or some necrosis; fruit having such characteristics were marked for being harvested twice per week. fruit was evaluated according to physical characteristics (from coagulation to maturation); their physiological and chemical variables were evaluated during the next stages: unripe, physiologic maturity and maturity. fruit from accession cs-032 (c. annuum l.) needed 46 days to reach maturity respecting other accessions which reached it at the end of 35 and 38 days. most accessions’ fruit presented non-climatic behaviour, except fruit from accession cs170 (c. baccatum l.) which probably presented climatic behaviour. key words: physical characteristics, maturation, accession. agronomía colombiana, 2004. 22 (1): 7-17 agronomía colombiana 8 vol. 22 · no. 1 introducción según quintero (2000), el género capsicum juega un importante papel en el sector hortícola del país; en las culturas indígenas se asume como una de las especies de cultivo transitorio esencial en los arreglos de policultivo. además de su uso medicinal, los frutos se utilizan –procesados o en fresco y bajo diferentes formas– para la preparación y aliño de los alimentos. la calidad de los frutos del ají y de sus subproductos depende del color, el aroma y la pungencia (kirschbaum et al., 2002a; y macrae et al., 1993); particularmente el color rojo del capsicum, originado por la presencia de pigmentos carotenoides (popovsky y paran, 2000; mínguez y pérez, 1998), lo hace importante en la industria de especias, siendo la especie c. annuum l. la de mayor distribución. las plantas de ají se adaptan bien en climas templados y cálidos, y resisten épocas de sequía y alta nubosidad; entre las condiciones óptimas para su cultivo se encuentra una temperatura de 18 a 24º c, una precipitación anual entre 600 y 1.250 mm y una humedad relativa entre 70 y 90%. en colombia los cultivos se encuentran desde el nivel del mar hasta 1.600 m.s.n.m. según villachica (1996), la amazonía presenta condiciones favorables para la producción continua de ají durante el año, lo que podría servir para abastecer el mercado de los países con inviernos prolongados. la eficiencia de las plantas cultivadas en cuanto al rendimiento y la producción puede medirse mediante el empleo de índices de crecimiento, los cuales, según archila et al. (1998), indican la eficacia de las plantas para aprovechar los factores ambientales del sitio donde crecen y la forma como las plantas distribuyen sus asimilados. el objetivo de este trabajo de investigación fue determinar el patrón de crecimiento de los frutos de cuatro (4) accesiones de ají amazónico mediante la descripción del comportamiento de variables físicas, químicas y fisiológicas con el fin de establecer el estado óptimo para la cosecha. a tal fin se realizó un análisis de crecimiento, método que describe apropiadamente las condiciones morfofisiológicas de la planta en diferentes intervalos de tiempo, y que refleja la dinámica de la producción fotosintética a través de la acumulación de materia seca. se utilizó la tasa relativa de crecimiento, parámetro que permite conocer los mecanismos a través de los cuales la materia orgánica que se produce es translocada a los diferentes órganos de la planta. materiales y métodos el trabajo se realizó en predios del instituto amazónico de investigaciones científicas –sinchi– ubicado en leticia, departamento del amazonas, a una altitud de 96 m.s.n.m., y una temperatura promedio anual de 29º c. en el ensayo se utilizaron como tratamientos cuatro materiales, sembrados cada uno en camas o parcelas de 5 m de largo por 1m de ancho; las plantas se establecieron en surcos dobles distanciados 0,6 m dejando 0,4 m entre plantas, para un total de 20 plantas por parcela. el experimento inició con la identificación de los frutos recién cuajados que se caracterizan por la abscisión de los pétalos, el estigma con necrosis y por el inicio de la expansión del ovario. se marcaron 300 frutos con estas características porcada material; el tamaño de muestra fue de 10 frutos, los cuales se recolectaron con una periodicidad de tres a cuatro días. inicialmente, a los frutos se les evaluaron las variables físicas: volumen, diámetro transversal, diámetro longitudinal, peso fresco y peso seco. la evaluación del carácter morfológico, la forma del fruto, se realizó con base en los descriptores propuestos por el ipgri (1995) para el género capsicum. para describir el color en los diferentes estados de desarrollo se utilizó la carta de colores hrs (the royal horticultural society colour chart). el material vegetal usado corresponde a las introducciones cs-003 (c. chinense jacq.), cs-032 (c. annuum l.), cs-049 (c. annuum l.) y cs-170 (c. baccatum l.), las cuales fueron colectadas en la región amazónica y fueron seleccionadas teniendo en cuenta características como la pungencia, la adaptación y la productividad. la tasa relativa de crecimiento (trc) se midió por la diferencia en el logaritmo natural de los pesos secos con respecto al tiempo en dos periodos continuos con intervalos de tres a cuatro días. para la medición de la intensidad respiratoria se utilizó el método de warburg con base en la metodología propuesta por chaparro y orozco (1995) con algunas modificaciones de gallo (1996) (tabla 1). las variables químicas se determinaron así: • el ph se analizó sobre una muestra de jugo de ají representativa (20 ml) obtenida mediante macerado y filtrado en un tamiz; se introdujo el poro del potenciómetro de manera que quedara totalmente sumergido. méndez et al.: evaluación del crecimiento... 92004 • la acidez total titulable (att) se determinó por el método de titulación potenciométrica y se expresó como porcentaje de ácido cítrico; esta determinación se realizó mediante un procedimiento de neutralización de la acidez libre total con una solución de na(oh) 0,1 n. • el porcentaje de acidez se expresó en gramos del ácido predominante por 100 g de fruto. • los sólidos solubles (ss) se obtuvieron macerando los frutos de ají hasta obtener gotas de jugo, se vertió una gota en el refractómetro y se ajustó hasta obtener los dos horizontes del espectro; posteriormente se tomó la lectura de porcentaje de grados (º) brix. los datos de las variables químicas y fisiológicas se obtuvieron a partir de tres estados de desarrollo del fruto para cada accesión (verde, madurez fisiológica y maduro). se realizó un análisis de componentes principales a las variables físicas con el fin de identificar las de mayor importancia y con mayor aporte para el análisis; también para describir las relaciones entre las variables evaluadas y establecer la magnitud de la variabilidad entre y dentro de las características medidas. finalmente se realizó un análisis de varianza y la respectiva prueba de turkey para identificar las diferencias entre colectas y entre estados de maduración. resultados y discusión variables físicas la velocidad de desarrollo del fruto, definida como el tiempo que se demora el fruto en crecer después de la antesis hasta su maduración (gómez, 2000), fue diferente para casi todos los materiales evaluados; los más precoces fueron la accesión cs-170 y la cs-003 con 35 días, seguidas de cs-049 y cs-032 con 38 y 46 días, respectivamente. este resultado es debido a que el crecimiento y el tamaño del fruto están determinados por el tamaño del ovario que, a su vez, está influido por factores genéticos y por las condiciones ambientales que ocurren durante la formación de la flor y el ovario (azcón-bieto y talón, 1993), como las fluctuaciones de temperatura diaria, el clima, la duración del día, la incidencia de luz solar, la carga, el estado de desarrollo del fruto, la edad de la planta, la disponibilidad de carbohidratos y la densidad (guzmán, 1988). la forma de los frutos de las colectas cs-003 y cs-032 es acampanulada. respecto del color, durante el estado inmaduro presentaron color verde (green group 137 a, hrs) y amarillo en el estado de completa madurez (yellow orange 14 a, hrs); alcanzaron un diámetro longitudinal de 2,21 cm, un diámetro transversal de 2,68 cm, y un peso tabla 1. variables físicas, fisiológicas y químicas que se evaluaron en cuatro accesiones de ají (capsicum spp.) y métodos de cuantificación usados. leticia (colombia, 2002 b). variable abreviatura material método / fórmula características físicas peso fresco (g) pf balanza analítica (0.001 g) diámetro longitudinal (cm) dl calibrador de vernier diámetro transversal (cm) dt calibrador de vernier volumen (ml) vol probeta método arquímedes peso seco (g) ps estufa a 90º c / 6 h porcentaje de humedad (%) %h (pf-ps)*100 / pf características fisiológicas tasa de crecimiento (diámetro, volumen, peso fresco) tc ln d 2 ln d 1 / t 2 t 1 tasa relativa de crecimiento trc ln ps 2 ln ps 1 / t 2 t 1 velocidad de crecimiento vc d 2 d 1 / t 2 t 1 velocidad relativa de crecimiento vrc ps 2 ps 1 / t 2 t 1 intensidad respiratoria (mg co 2 ·kg fruta·h-1) ir pipeta aforada, bureta, koh, ba (oh) 2 0.1n, ácido oxálico, fenolftaleína 0.1% en solución alcohólica respirómetro de warburg características químicas ph potenciómetro porcentaje de acidez (%) % acidez pipeta, bureta, potenciómetro, naoh titulación potenciométrica sólidos solubles (%) ss refractómetro atago relación de madurez rm ss / % acidez agronomía colombiana 10 vol. 22 · no. 1 promedio de 4,25 g, siendo estos frutos los de mayor peso en comparación con las otras introducciones. por su parte, los frutos de la introducción cs-032 presentaron dos colores durante sus primeros estados de desarrollo: verde (yellow green group 145, hrs) y morado (greyed purple n186 c, hrs); así mismo, cuando estuvieron completamente maduros presentaron dos tonalidades: morado (greyed purple group 183 a) y rojo. el ápice del fruto fue, por lo general, hundido y puntudo (ipgri, 1995); alcanzaron un peso fresco de 1,16 g, diámetro longitudinal de 1,53 cm y diámetro transversal de 1,52 cm. los frutos de las colectas cs-049 y cs-170 fueron de forma acampanulada y en bloque; el ápice de la cs-049 presentó una cavidad de aproximadamente 10 mm de longitud. los frutos de color verde en estado inmaduro (yellow-green group 144 a) y rojo en estado maduro (greyed-red group n30 b), con un peso promedio de 3,01 g, diámetro transversal de 1,5 cm y diámetro longitudinal de 4,34 cm. los frutos de la colecta cs-170 presentaron el ápice hundido, color rojo (orange-red n30 b) cuando maduros y verdes (yellow-green group 144 a) en sus primeros estados de desarrollo. en promedio alcanzaron un peso fresco de 1,61 g, diámetro longitudinal de 1,93 cm y transversal de 1,41 cm. la capa media o el mesocarpio de la pared del fruto es la responsable del color de los frutos verdes y maduros. las células del mesocarpio contienen plastidios, los cuales en los frutos inmaduros usualmente contienen clorofila (macrae et al., 1993). cuando el fruto alcanza el estado de madurez fisiológica o intermedio, la clorofila y la antocianina se degradan, debido al cambio de ph ocasionado por los ácidos orgánicos de la vacuola (gonzález et al., 2001), los sistemas oxidativos y las clorofilazas. los cloroplastos se transforman en cromoplastos que contienen los pigmentos carotenoides responsables de su color final. los diferentes colores del fruto maduro dependen de la calidad y cantidad de los pigmentos carotenoides presentes (macrae et al., 1993). el análisis de los componentes principales (tabla 2) mostró que las variables en orden de importancia fueron: el peso fresco del fruto con y sin pedúnculo, el volumen, el peso seco del fruto con y sin pedúnculo y el diámetro transversal, hacen parte del primer componente principal el cual explica el 71,2% de la variabilidad. al considerar los vectores característicos del componente principal se pudo establecer que el porcentaje de humedad fue el de mayor peso para el segundo componente, el cual explica el 10,7% de la variabilidad. el análisis de varianza (tabla 3) presentó diferencias altamente significativas para todas tabla 2. análisis de componentes principales para las variables físicas evaluadas en cuatro accesiones de ají (capsicum spp.). leticia (colombia, 2002 b). componente valor característico proporción acumulado 1 7.124 0.712 0.712 2 1.072 0.107 0.819 3 0.722 0.072 0.891 4 0.439 0.044 0.935 5 0.374 0.037 0.973 6 0.163 0.016 0.989 7 0.090 0.009 0.998 8 0.107 0.002 1.000 9 0.000 0.000 1.000 10 0.000 0.000 1.000 tabla 3. análisis de varianza para las variables físicas que hacen parte del primer y segundo componente principal. leticia (colombia, 2002 b). f v gl cm pfcp pfsp ps cp pssp vol dt %h accesión 3 31.199 ** 29.471 ** 0.222 ** 0.210 ** 79.24 ** 6.411 ** 181.895 ** estado 13 39.950 ** 37.951** 0.577 ** 0.522 ** 94.195 ** 13.112 ** 125.072 ** acc*estado 31 5.730 ** 5.413 ** 0.053 ** 0.052 ** 14.157 ** 1.291 ** 55.212 ** error 432 0.121 0.113 0.003 0.003 0.378 0.018 20.401 promedio 1.213 1.157 0.137 0.127 1.812 1.121 88.278 c.v. 28.70 29.103 38.514 40.91 33.961 11.928 5.116 ** significativo al 1%. fv: fuentes de variación gl: grados de libertad. cm: cuadrados medios. pfcp: peso fresco del fruto con pedúnculo. pfsp: peso fresco del fruto sin pedúnculo. pscp: peso seco del fruto con pedúnculo. pssp: peso seco del fruto sin pedúnculo. dt: diámetro transversal. vol: volumen. %h: porcentaje de humedad (%h). cv: coeficiente de variación (%). méndez et al.: evaluación del crecimiento... 112004 tabla 4. prueba de tukey para las variables físicas evaluadas en cuatro accesiones de ají (capsicum spp.). leticia (colombia, 2002 b). acc pfcp pfsp pscp pssp dt vol %h cs-003 1.8113 a 1.7464 a 0.18680 a 0.17793 a 1.3782 a 2.8400 a 89.245 a cs-032 0.8427 c 0.7904 c 0.09328 d 0.08443 d 1.2457 b 1.2064 c 89.143 a cs-049 1.5210 b 1.4471 b 0.16164 b 0.1486 b 0.9725 c 2.2038 b 87.964 ab cs-170 0.794 c 0.7171 c 0.11518 c 0.10878 c 0.8664 d 1.1264 c 86.555 b tratamientos con la misma letra son estadísticamente similares. acc:, accesión evaluada. pfcp: peso fresco del fruto con pedúnculo. pfsp: peso fresco del fruto sin pedúnculo. pscp: peso seco del fruto con pedúnculo. pssp: peso seco del fruto sin pedúnculo. dt:, diámetro transversal. vol: volumen. %h: porcentaje de humedad. las fuentes de variación y para las variables que hacen parte del primero y segundo componente principal. al realizar la prueba de tukey (tabla 4), se encontraron diferencias significativas entre los cuatro materiales evaluados para las variables peso seco total (pscp), peso seco del fruto sin pedúnculo (pssp) y diámetro transversal (dt), con los mayores promedios en la colecta cs-003, lo cual significa que en esta accesión ocurrió una alta acumulación de sintetizados de reserva (hernández et al., 2002) reflejado en su mayor tamaño. el peso fresco del fruto de los materiales evaluados presentó un comportamiento de tipo sigmoidal (figura 1), el cual se ha reportado también en otros frutos tropicales como annonaceae (annona sp.), mangos (mangifera indica), arazá (eugenia stipitata) (hernández et al., 2002) y copoazú (theobroma grandiflorum) (gonzález et al., 2001). se encuentra una primera fase de crecimiento que dura 15 días, caracterizada por un ligero aumento de tamafigura 1. comportamiento del peso fresco del fruto de cuatro introducciones de ají. ño derivado de la división celular. la segunda fase tiene una duración promedio de nueve días y en este período se presenta un rápido crecimiento del fruto provocado por un aumento del tamaño de las células, el tamaño de las vacuolas intracitoplasmáticas aumenta extraordinariamente y comienzan a acumularse almidón, ácidos orgánicos, azúcares y otros componentes, siendo esta fase la de mayor velocidad de crecimiento. la tercera fase es de crecimiento lento y duró siete días para las introducciones cs-003 y cs-170, 10 días para la introducción cs-049 y 18 días para la cs-032; en esta fase el incremento de peso fue pequeño aunque fueron evidentes los cambios característicos de la maduración, que incluyen una serie de eventos bioquímicos coordinados dirigidos a la degradación de polisacáridos de la pared celular y la lamela media (gómez, 2000; perdue et al., 1998). según kirschbaum et al. (2002b) los capsaicinoides se van acumulando a una tasa máxima cuando el fruto se aproxima al final de la fase de desarrollo; esta acumulación continúa incrementándose después de que la longitud del fruto alcanza un valor máximo (estrada et al., 2002). para la variable peso fresco de la introducción cs003, la tasa máxima de crecimiento (tc) y la velocidad máxima de crecimiento (vc) se presentaron en la segunda fase de crecimiento, a los 17 y 24 días respectivamente después del cuajado; similares resultados se presentaron para las variables peso seco, volumen y diámetro transversal (figura 2a). después del día 17, la tc para el peso fresco presentó un descenso. el máximo valor del peso fresco se presentó en la tercera fase de crecimiento a los 31 días después de cuajado. la tc de la introducción cs-032 (figura 2b) fue negativa con excepción de los rangos comprendidos entre los días 4 a 7, 28 a 32, 35 a 39, y 42 a 46, en donde agronomía colombiana 12 vol. 22 · no. 1 se presentó una mayor acumulación de asimilados; el mayor incremento en el porcentaje de peso fresco se presentó, al igual que para la introducción cs-049, en la primera semana de desarrollo; la vc máxima se presentó entre los días 11 y 14. la tc del peso fresco de la introducción cs-049 (figura 2c) fue negativa, con excepción de los rangos comprendidos entre los días 14 a 17, 21 a 24, y 35 a 38; el período de mayor vc se presentó entre los días 24 a 28. los frutos de la introducción cs-170 presentaron un aumento rápido de tamaño desde el día 14 hasta el día 24 (figura 1). las tc y vc máximas se presentaron entre los 14 y 17 días de desarrollo (figura 2d). según pineda (2000), el tamaño final del fruto está estrechamente correlacionado con el número de semillas y de lóculos; también se ve influido por la cantidad de asimilados provenientes de las hojas, la temperatura ambiental, la temperatura interna del fruto y la luminosidad. las diferencias en el peso de los frutos se atribuyen a la composición genética y al ambiente, pues el componente varietal tiene una gran influencia sobre la velocidad de crecimiento, el tamaño final y la forma del fruto (azcón-bieto y talón, 1993; arjona et al., 1992). en los datos de crecimiento, expresados en términos de peso seco, existe un periodo inicial de 10 días para la introducción cs-003 donde el crecimiento es lento, seguido de una fase central de rápido aumento de tamaño que dura 10 días y va del día 14 al 24, finalmente se presenta una reducción en la acumulación de materia seca o crecimiento lento. el máximo valor de la tasa relativa de crecimiento (trc) se presentó entre los 14 y 17 días después del cuajado; la máxima vrc del peso seco se presentó al igual que para las demás variables físicas a los 24 días después de cuajado, este aumento de la velocidad de crecimiento es según pantastico (1979) un indicador del inicio de la madurez del fruto. la tasa de acumulación de materia seca, o trc, para la introducción cs-032 presentó el mayor incremento en el día 7, lo que coincidió con el aumento de figura 2. tasa de crecimiento (tc) para las variables peso fresco (pf, g∙g-1∙d-1); diámetro transversal (dt, cm∙cm-1∙d-1) y volumen (vol, ml∙ml-1∙d-1); tasa relativa de crecimiento (trc) para la variable peso seco (ps, g∙g-1∙d-1); velocidad de crecimiento (vc) para las variables peso fresco (pf, g∙d-1), diámetro transversal (dt, cm∙d-1) y volumen (vol, ml∙d-1); velocidad relativa de crecimiento (vrc) para el peso seco (g∙d-1) de los frutos de las introducciones de ají cs-003 (a), cs-032 (b), cs-049 (c) y cs-170 (d). méndez et al.: evaluación del crecimiento... 132004 peso fresco; la máxima velocidad relativa de crecimiento (vrc) se presentó en el día 18. el descenso de la trc del día 7 al día 28 es ocasionado por las diferencias entre la tasa de división y el crecimiento celular (hernández et al., 2002), sin embargo, durante los primeros 17 días se presentó una mayor eficiencia en cuanto conversión a materia seca, en comparación con los días siguientes de desarrollo del fruto. caso contrario se evidenció para los frutos de la introducción cs-049, en los cuales el peso seco mostró una tasa de crecimiento negativa para el período inicial de crecimiento, la mayor vrc se presentó en el día 28, al igual que para la introducción cs-170, cuya trc fue ascendente a excepción de los rangos comprendidos entre 17 a 21 días y 28 a 31 días. la máxima trc se alcanzó en el día 17 para las introducciones cs-003 y cs-170 con valores cercanos a 0,5 g/g-día, siendo más precoces, productivas y eficientes en la conversión de materia seca. a diferencia de las demás introducciones, la cs-049 presentó una alta trc durante los primeros tres días de desarrollo, indicando que en ese momento la planta había acumulado 0,3 g por cada gramo de materia seca del fruto. el aumento del diámetro transversal de los frutos de las cuatro introducciones de ají presentó un comportamiento de tipo sigmoidal simple identificándose tres etapas de crecimiento: 1) división celular, 2) máximo crecimiento correspondiente a la expansión celular y 3) final de estabilización del crecimiento. la máxima tc del diámetro transversal se presentó en la segunda fase de crecimiento, entre 14 y 17 días para las introducciones cs-003 y cs-170, y en la primera fase de crecimiento, para las introducciones cs-032 y cs-049. la velocidad de crecimiento para la introducción cs-003 fue mayor entre 21 y 24 días. la tc para la introducción cs-032 fue generalmente decreciente a excepción del periodo entre los días 4 a 7, 25 a 28 días, 32 a 39 días, y 42 a 46 días; la vc fue mayor entre los días 7 y 11. el diámetro transversal de la introducción cs-049 presenta una mayor tc a los 3 días de desarrollo; la mayor vc se presentó a los 28 días. el máximo crecimiento de los frutos en diámetro transversal, ocurre en la segunda fase de crecimiento, como resultado de la elongación celular y de la acumulación de sintetizados de reserva, principalmente de sacarosa. el aumento final del diámetro transversal de los frutos de ají en la tercera fase de crecimiento puede estar asociado a un llenado final en el fruto como resultado del aumento de la síntesis de algunos compuestos de reserva (hernández et al., 2002). en esta etapa también se completa el proceso de maduración del fruto y el inicio de la senescencia. variables fisiológicas en la matriz de correlación (tabla 5) se observa que la concentración de sólidos solubles presenta una correlación positiva con las variables ph y acidez. la intensidad respiratoria está correlacionada positivamente con la concentración de sólidos solubles y el ph, porque la concentración de azúcares en la mayoría de los frutos está, por lo general, en exceso cuando se les considera como substrato respiratorio (azcón-bieto y talón, 1993). tabla 5. matriz de correlación para las variables químicas y fisiológicas. ph acidez ss rm ir ph 1.00 0.233 0.631** 0.076 0.551** acidez 1.00 0.525** -0.635** 0.254 ss 1.00 -0.305 0.687** rm 1.00 -0.047 ir 1.00 ** significativo al 1%. ss: sólidos solubles. rm: relación de madurez. ir: intensidad respiratoria. el ají y el pimentón se clasifican como frutos no climatéricos, que no continúan con su proceso de maduración después de su desprendimiento de la planta y porque suas patrones de respiración cambian lentamente después de cosechados (villavicencio et al., 2001). los frutos maduros de las introducciones cs-003, cs032 y cs-049 presentaron un comportamiento no climatérico, con una intensidad respiratoria de 4,51; 35,81 y 21,73 mg co 2 ∙kg-1∙h-1, respectivamente (figura 3). no obstante, los frutos de la introducción cs-170 presentaron un aumento de su intensidad respiratoria en estado maduro que alcanzó valores de 95 mg co 2 ∙kg-1∙h-1, mientras en el estado verde la intensidad respiratoria fue muy similar a la de las otras introducciones; sin embargo, ésta fue ascendiendo a medida que el fruto fue madurando, diferenciándose del patrón respiratorio de las demás introducciones. la afirmación de nuez et al. (1996) que los pimientos de fruto pequeño, más primitivos, son climatéricos mienagronomía colombiana 14 vol. 22 · no. 1 tras que los pimientos de carne gruesa no lo son, difiere de lo hallado en estas accesiones, puesto que la introducción cs-032, además de presentar el fruto de menor tamaño y tener características que la podrían identificar como la más silvestre, no presentó un comportamiento climatérico. en general, cada introducción presenta un patrón particular de producción de co 2 durante la maduración, particularmente en los estados intermedio y maduro, lo que concuerda con villavicencio et al. (2001). según azcón-bieto y talón (1993), los cambios en la respiración que tienen lugar en los frutos no climatéricos son menos drásticos y exhiben un decrecimiento lento desde la antesis, quizá con un ligero incremento al final de la maduración o en la posmaduración, como se evidencia en los frutos de las entradas cs-049 y cs-032. variables químicas el análisis de varianza (tabla 6) presentó diferencias altamente significativas entre las introducciones, el estado y la interacción introducción × estado para las variables ph, % acidez y sólidos solubles (ss). según la prueba de tukey (tabla 7), no se presentaron diferencias significativas para las variables químicas entre las introducciones cs-003 y cs-049. la introducción cs-170 presentó diferencias significativas con las demás introducciones para las variables ph, acidez y sólidos solubles. los frutos de los materiales evaluados tuvieron un ph ácido (entre 5,5 y 6,2) que presentó un comportamiento descendente hasta llegar al estado de madurez fisiológica. las introducciones cs-003 y cs-032 aumentaron su ph en estado maduro (figura 4a). se presentaron diferencias significativas entre el estado verde y los estados de madurez fisiológica y maduro, pero entre estos dos últimos estados no se presentaron diferencias significativas (tabla 8). estos cambios de ph son ocasionados por la salida de ácidos orgánicos de la vacuola, lo cual se relaciona con el cambio en la coloración del fruto (gonzález et al., 2001) y se presenta en el estado intermedio o de madurez fisiológica. según azcón-bieto y talón (1993), la acidez titulable (proporción de acidez no combinada con cationes) es un parámetro bastante objetivo de la percepción detectada por los consumidores. el porcentaje de acidez, tabla 6. análisis de varianza para las características químicas y fisiológicas. fv gl ph acidez † ss rm ir † acc 3 0.472** 0.502** 13.242** 1172.510 ** 3698.035 ** estado 2 0.073** 0.465 ** 5.702** 746.536* 108.556 acc* estado 6 0.037** 0.349** 2.120** 796.683 ** 848.339 error 24 0.003 0.037 0.092 144.47 518.486 promedio 5.847 0.346 6.317 31.938 38.891 c.v. 1.023 20.498 4.793 37.635 26.562 *significativo al 5%. ** significativo al 1%. cv: coeficiente de variación (%). rm: relación de madurez. ir: intensidad respiratoria. † variables transformadas con (arcoseno √x) / 100. tabla 7. prueba de tukey para las variables químicas y fisiológicas. acc ph acidez † ss rm ir † cs-003 5.668 c 0.207 bc 5.533 b 27.078 b 23.44 b cs-032 5.903 b 0.133 c 5.900 b 48.505 a 37.78 ab cs-049 5.669 c 0.378 b 5.711 b 29.564 b 26.48 b cs-170 6.148 a 0.665 a 8.122 a 22.605 b 67.85 a tratamientos con la misma letra son estadísticamente similares. ss: sólidos solubles. rm: relación de madurez. ir: intensidad respiratoria. † variables transformadas con (arcoseno √x) / 100. figura 3. intensidad respiratoria de los frutos de cuatro introducciones de ají. méndez et al.: evaluación del crecimiento... 152004 expresado como porcentaje de ácido cítrico presentó el mayor valor en el estado de madurez fisiológica (1,42%) para la accesión cs-170 (figura 4b); posteriormente se presentó un descenso rápido debido a que los ácidos orgánicos son respirados y se reducen sus contenidos (gallo, 1996). las diferencias altamente significativas que presentó el análisis de variancia entre introducciones y estados de desarrollo para los sólidos solubles (ss) se pueden explicar dado que el contenido de azúcares depende de la especie, el estado de nutrición, la cantidad de frutos y el estado de desarrollo (azcón-bieto y talón, 1993). la concentración de ss para la mayoría de los materiales presentó un comportamiento ascendente a medida que el fruto maduraba (figura 4c); en este estado los azúcares totales y reductores se encuentran tabla 8. prueba de tukey para las variables químicas y fisiológicas según el estado de desarrollo. estado ph acidez † ss rm ir † verde 5.933 a 0.158 b 5.658 c 39.654 a 37.215 a intermedio 5.781 b 0.551 a 6.258 b 23.890 b 37.094 a maduro 5.827 b 0.329 a 7.033 a 39.654 a 42.363 a tratamientos con la misma letra son estadísticamente similares. ss: sólidos solubles. rm: relación de madurez. ir: intensidad respiratoria. † variables transformadas con (arcoseno √x) / 100. figura 4. comportamiento de los frutos de cuatro introducciones de ají en tres estados de desarrollo para las variables (a) ph, (b) acidez, (c) concentración de sólidos solubles y (d) relación de madurez. agronomía colombiana 16 vol. 22 · no. 1 en su máximo nivel (osuna et al., 1998). la introducción cs-170 presentó una concentración de 9,83% siendo la más alta en comparación con las otras introducciones, lo cual tuvo lugar por cuanto presentó mayor translocación de productos fotosintéticos, principalmente sacarosa, desde las hojas hacia los frutos durante el período de cosecha y por una mayor acumulación de azúcares sencillos originados por hidrólisis a partir de polímeros de reserva de cadena larga. la acumulación de azúcares en frutos no climatéricos está asociada con el desarrollo de la calidad óptima de consumo, aunque el azúcar puede derivarse de la savia importada por el fruto antes que del rompimiento de las reservas de almidón (wills et al., 1998). en la variable relación de madurez, el análisis de varianza (tabla 6) presentó diferencias altamente significativas entre introducciones y para la interacción estados × introducción. así mismo, se presentaron diferencias significativas entre estados. la prueba de tukey (tabla 7) indicó que la introducción cs-032 presentó diferencias significativas con las otras introducciones y tuvo una relación de madurez en estado maduro de 64,94%, siendo a su vez la más alta entre todas las introducciones, lo que indicaría una mayor palatabilidad por parte de los consumidores, ya que la relación sólidos solubles (ss): acidez total titulable (att) refleja el balance dulce/ácido de los frutos y es usado como un criterio para evaluar la calidad de los frutos (gonzález et al., 2001). el aumento de la relación de madurez (rm) en el estado maduro para las introducciones cs-032 y cs-170 (figura 4d) es el resultado de un importante conjunto de procesos que dan el sabor característico del fruto maduro, la mayoría asociados con hidrólisis enzimáticas. así, se produce la degradación hidrolítica del almidón y las pectinas aumentando el sabor dulce (nuez et al., 1996) el cual es ocasionado por el aumento de sólidos solubles y azúcares, y por el descenso del contenido de ácidos durante la maduración. la introducción cs-049 presentó un comportamiento ascendente con la maduración del fruto principalmente para el porcentaje de acidez. conclusiones la velocidad de desarrollo de los frutos depende del genotipo y así, se logró identificar que los frutos de las introducciones cs-003 (c. chinense jacq.) y cs-170 (c. baccatum l.) fueron las de mayor velocidad de desarrollo, mientras que la accesión cs-032 (c. annuum l.) fue la de menor velocidad de desarrollo. el cambio de color es el índice de recolección mas apropiado para los frutos de ají de las introducciones evaluadas, aún en frutos que no presentan cambios de coloración observables a simple vista, como los de la introducción cs-032 (c. annuum l.), para los cuales mínimas modificaciones en la coloración del ápice del fruto constituyen un apropiado indicador para la recolección. aún cuando la mayoría de las introducciones presentan un comportamiento no climatérico, la introducción cs170 (c. baccatum l.) probablemente presenta un comportamiento climatérico debido a los datos de su intensidad respiratoria y de las demás variables químicas evaluadas;, sin embargo, se recomienda realizar evaluaciones con mayor periodicidad y mediciones de la concentración de etileno para confirmar lo expuesto. bibliografía archila, p.; 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por su parte, las semillas que toleran la deshidratación entre 10% y 12,5% de contenido de humedad se consideran intermedias y las que toleran la deshidratación entre 15% y 50% de humedad se denominan recalcitrantes (farrant et al., 1993; gentil, 2001). la principal característica fisiológica de las semillas ortodoxas es su gran tolerancia a la deshidratación. su fase final de maduración está acompañada por deshidratación celular, la cual inicia con la pérdida de agua del suministro vascular de la planta madre a la semilla, como resultado de la separación de funículos entre 40 y 50 días después de la polinización (bewley y black, 1994). en este período las semillas adquieren la tolerancia para ceder a la deshidratación, característica que mejora su viabilidad y el potencial de almacenamiento (nkang, 2002; hoekstra et al., 1994). las semillas recalcitrantes no experimentan deshidratación en la planta madre y, sin detener su desarrollo, pasan directamente a la germinación (farrant et al., 1993), aun cuando ocurren algunos casos de latencia (berjak y pammenter, 2004). al contrario de las semillas ortodoxas, las semillas recalcitrantes se diseminan en una condición húmeda y metabólicamente activa (leprince et al., 1993; kainer et al., 1999), perdiendo rápidamente su capacidad de germinación al quedar expuestas a condiciones de baja humedad (kermode y finch-savage, 2002). el nivel de humedad al momento de la diseminación en semillas recalcitrantes de los árboles tropicales varía entre 23% en cocura (pourouma cecropiifolia mart.) (sánchez et al., 2005) y 25% en la nuez del brasil (bertholletia excelsa humb. bonpl.) (kainer et agronomía colombiana 25(1), 96-103, 2007 magnitskiy y plaza: fisiología de semillas recalcitrantes... 97 2007 al., 1999), hasta 46-51% en palma euterpe espiritosantensis fernand. (martins et al., 1999) y 47-53% en cagaita (eugenia dysenterica d.c.) (andrade et al., 2003). adicionalmente, muchas semillas recalcitrantes de origen tropical son sensibles al frío y no pueden ser almacenadas a temperaturas inferiores a 15°c. la sensibilidad a la deshidratación y a temperaturas bajas prolongadas implica limitaciones graves para el almacenamiento comercial a largo plazo de las semilla recalcitrantes (floriano, 2004). el tiempo de almacenamiento es corto, si bien presenta variación en periodos de días (farnsworth, 2000) o meses (gomes et al., 2006) (tabla 1). algunas especies, como la palma datilera silvestre phoenix reclinata (berjack y pammenter, 2004) o especies arbóreas del género citrus (villegas-monter y andraderodríguez, 2005) producen semillas con características intermedias entre ortodoxas y recalcitrantes (leprince et al., 1993). la habilidad para germinar de estas semillas depende del grado de tolerancia a la pérdida de agua, al tiempo y las condiciones de almacenamiento (berjak y pammenter, 2004). por ejemplo, las semillas de ginkgo (ginkgo biloba l.) pierden su viabilidad en aproximadamente seis meses cuando se mantienen a 25° c (tomassi et al., 2006) quedando viables por un tiempo mucho más prolongado en comparación con la mayoría de especies recalcitrantes. sin embargo, las semillas de ginkgo no son sensibles al frio (tomassi et al., 2006) y no presentan alta tolerancia a la deshidratación, como se espera de las especies ortodoxas; de acuerdo con algunos autores las semillas ginkgo constituyen una clase intermedia de semillas (liang y sun, 2002). en especies no forestales, un cultivo indicativo con semillas que pueden presentar conducta de almacenamiento intermedio es coffea sp. (dussert et al., 1998; eira et al., 2006). el contenido de humedad mínimo que toleran las semillas de c. arabica, c. canephora y c. liberica sin reducir su viabilidad, es de aproximadamente 9, 11, y 24% respectivamente (gentil, 2001; eira et al., 2006) con reducción en la viabilidad a bajas temperaturas (gentil, 2001) a diferencia de las semillas de c. costatifructa, c. racemosa y c. sessiliflora las cuales mostraron un nivel crítico de humedad de semilla de 19, 30 y 30%, respectivamente (dussert et al., 1998). en general, la variación en la tolerancia a la deshidratación de semillas puede ser atribuida a características intrínsecas de la planta y condiciones ambientales (bajo condiciones de estrés la planta madre puede producir semillas con un menor grado de recalcitrancia); por consiguiente, las necesidades en investigación se deben ubicar en estas dos líneas. muchas preguntas quedan aún con respecto a la longevidad de semillas recalcitrantes de especies forestales y los procesos que ocurren durante la pérdida su viabilidad. las condiciones óptimas para el almacenamiento de las semillas a largo plazo son poco conocidas (fonseca y freire, 2003) teniendo tabla 1. viabilidad de semillas recalcitrantes de algunas especies de árboles tropicales a condiciones y tiempo de almacenamiento. especie condiciones (tº, hr y otros) tiempo (meses) viabilidad % referencias nuez de brasil (bertholletia excelsa humb. bonpl.) 22-26 0c arena húmeda 5,5 kainer et al., 1999 modificado caoba (swietenia macrophylla king.) 3-5 0c 12-14% hr contenedores de metal 7 gómez et al., 2006 modificado araucaria (araucaria angustifolia bertol.) 4-6 0c 38-42% hr empaque plástico 9 chaves et al., 1999 modificado fruta dorada (virola surinamensis (rol.) warb.) 25 0c vermiculita húmeda 1,5 piña-rodrigues y figliolia, 2006 modificado sandalwood (osyris lanceolata hochst. steud.) 3-5 0c 20% hr 9 60 mwang’ingo et al., 2004 palma (euterpe espiritosantensis fernand.) 10 0c 20-25% hr empaque plástico 1 martins et al., 1999 modificado roble (quercus rugosa née) 5-7 0c agrolita húmeda empaque plástico sellado 11 34 zavala-chávez, 2004 maitén (maytenus boaria molina) 3-5 0c arena húmeda empaque plástico 1,5 cabello y camelio, 1996 modificado agron. colomb. 25(1), 2007 98 en cuenta que hay una alta variedad en las respuestas fisiológicas en semillas recalcitrantes una vez cosechadas. este conocimiento se requiere para la propagación sexual de especies forestales tropicales con fines como el abastecimiento de viveros, conservación de germoplasma de especies en peligro de extinción o la reforestación de comunidades perturbadas. la presente revisión resume los datos teóricos y prácticos existentes sobre la tolerancia a la deshidratación y viabilidad de semillas recalcitrantes de especies forestales tropicales. ecofisiología de semillas recalcitrantes en especies forestales tropicales la recalcitrancia de las semillas es frecuente tanto en angiospermas como en gimnospermas. los árboles que producen semillas recalcitrantes se restringen típicamente a ambientes tropicales acuáticos y semiacuáticos (tweddle et al., 2003; mata y moreno-casasola, 2005) donde el establecimiento de las plántulas puede ser continuo a través del año (kainer et al., 1999), condiciones que favorecen menores requerimientos en latencia si se comparan con las semillas ortodoxas (baskin y baskin, 2000; tweddle et al., 2003; mata y morenocasasola, 2005). estas condiciones dan al ecosistema tropical una dinámica muy específica de regeneración. por ejemplo, las nueces de la palma geonoma brevispatha barb-rodr. no germinan en condiciones de anoxia, permaneciendo viables sumergidas en agua por lo menos por dos meses después de la diseminación (gomes et al., 2006), germinando posteriormente como respuesta al incremento en la concentración de oxígeno al disminuir el nivel de agua (gomes et al., 2006). esta estrategia se presenta en otras especies tales como jagua (genipa americana l.) cuyas semillas se mantuvieron viables durante cuatro meses sumergidas en agua (scarano et al., 1992) y rayo (parkia pendula (willd.) walp.) cuyas semillas permanecieron viables en condiciones anóxicas por mas de siete meses (souza et al., 2004). el efecto de la flotación induce el estado de latencia en semillas de andiroba (carapa guianensis aubl.), árbol del amazonas brasileño que produce plántulas en ambas circunstancias, secano (libre de inundación) y bosques propensos a la inundación (scarano et al., 2003). de todas formas la dinámica de la pérdida de la viabilidad de las semillas, así como la interacción de los factores externos e internos de la semilla que regulan su longevidad en el piso del bosque, son desconocidas para muchas especies forestales. una característica de las semillas recalcitrantes de árboles tropicales es su tamaño relativamente grande (mata y moreno-casasola, 2005), logrando exceder en algunos casos los cuatro centimetros de largo (farnsworth, 2000). cerca del 75% de estas especies poseen embriones que ocupan más de la mitad del volumen de la semilla y poco o inexistente endospermo (farnsworth, 2000), característica que permite su germinación en áreas sombreadas y en ambientes de sucesión maduros (foster, 1986). el gran tamaño y la recalcitrancia puede ser ventajosa para reducir el período de exposición a los depredadores y una baja inversión en medios físicos de defensa permitiendo a las semillas recalcitrantes, mayor velocidad de germinación y ser un recurso más eficiente en la propagación de plantas (daws et al., 2005). de otro lado, aquellas semillas recalcitrantes de gran tamaño y grosor de la testa pueden relacionarse con alta sensibilidad a la deshidratación pudiendo usarse estas características como parámetros para predecir la respuesta a la misma y a las condiciones de almacenamiento (daws et al., 2006). por su parte vertucci y farrant (1995) comentan lo inadecuado de usar en semillas recalcitrantes la masa seca máxima y el contenido relativo de humedad como parámetros de madurez fisiológica. las semillas recalcitrantes de algunas especies, por ejemplo guilfoylia monostylis (benth.) f. muell., acumulan materia seca de manera continua hasta el momento del desprendimiento de la planta (nkang, 2002). adicionalmente, los embriones de las semillas recalcitrantes pueden ser inmaduros a altos niveles en el contenido de humedad (55-80%) (farrant et al., 1993) presentándose casos de estado latente, los cuales sen atribuyen a inmadurez del embrión, como sucede por ejemplo en el anón de agua (annona glabra l.) (mata y moreno-casasola, 2005) y la fruta dorada (virola surinamensis (rol.) warb.) (piña-rodrigues y figliolia, 2005). mecanismos bioquímicos y fisiológicos implicados en la sensibilidad a la deshidratación y viabilidad en semillas recalcitrantes azúcares y otras soluciones compatibles. la habilidad de las semillas para sobrevivir a la deshidratación depende de una serie de mecanismos de adaptación que previenen el deterioro celular durante la pérdida de agua. en semillas ortodoxas, la maduración y la adquisición de tolerancia a la deshidratación pueden estar relacionadas con la acumulación celular de sacáridos y otras soluciones compatibles (blackman et al., 1992), aunque algunos investigadores no informan correlación (hoekstra et al., 1994). disacáridos (trehalosa y sacarosa) y oligosacáridos (rafinosa) han sido implimagnitskiy y plaza: fisiología de semillas recalcitrantes... 99 2007 cados en la estabilización de membranas (buitink et al., 2000) y formación de vidrio (vitrificación) en las células de las semillas durante el secado (blackman et al., 1992; sun et al., 1994). altas concentraciones de oligosacáridos y la formación de la fase vítrea viscosa demora la cristalización de solutos, inhibe la movilidad molecular y restringe las reacciones bioquímicas (koster, 1991) previniendo así el deterioro de estructuras macromoleculares durante la deshidratación. según crowe et al. (1998), los azúcares también pueden contribuir a estabilizar las estructuras de las proteínas al formarse enlaces de hidrógeno entre grupos de hidroxilo de carbohidratos y residuos polares en proteínas de membrana. por su parte, en semillas recalcitrantes se ha documentado dependencia de la tolerancia a la deshidratación bajo concentraciones de azúcares solubles (leprince et al., 1993). la sensibilidad a la deshidratación puede ser explicada por el déficit de ciertos oligosacáridos (blackman et al., 1992) o su proporción en los tejidos de la semilla, especialmente en el eje embrionario (kermode y finch-savage, 2002). sin embargo, las medidas directas no muestran que el déficit de oligosacáridos ocurra en todas las semillas recalcitrantes (farnsworth, 2000). los niveles de rafinosa en el eje embrionario de semillas recalcitrantes de las diferentes especies pueden ser similares o exceder (farrant et al., 1993) los de semillas ortodoxas. la evidencia del reemplazo de agua entre membranas y vitrificación se ha demostrado también en semillas recalcitrantes (vertucci y farrant, 1995). adicionalmente, la sensibilidad a la deshidratación no puede ser causada necesariamente por ausencia a bajas concentraciones de estos azúcares (hoekstra et al., 1994), así como la vitrificación por sí sola es incapaz de proteger las semillas contra la deshidratación (sun et al., 1994; sun, 1999). al mismo tiempo, el metabolismo de carbohidratos en semillas de especies tropicales forestales ha sido poco estudiado. nkang (2002) sugiere la existencia de azúcares desconocidos en las semillas de árboles tropicales, los cuales pueden ayudar a explicar los mecanismos de recalcitrancia en estas especies. trabajos recientes sugieren la intervención, además de azúcares, de otras moléculas las cuales juegan un papel importante en la formación intracelular del vidrio, entre las que se encuentran varias proteínas (buitink et al., 2000) como las dehidrinas (kermode y finch-savage, 2002). la presencia de proteínas oleosinas, que estabilizan los cuerpos grasos en semillas, pueden aumentar la recalcitrancia de semillas que tienen bajo (guilloteau et al., 2003) o ningún nivel de oleosinas (leprince et al., 1998). por ejemplo, la fusión de cuerpos grasos sumada a una pérdida en la integridad celular durante la imbibición de semillas de cacao (theobroma cacao l.) fue causada por la ausencia de oleosinas (leprince et al., 1998) que posiblemente contribuyó en las propiedades recalcitrantes de las semillas. del mismo modo puede ser que los niveles excepcionalmente altos de proteinasa aspártica en semillas de cacao y caucho (hevea brasiliensis muell. arg.) (voigt et al., 1997) causen la degradación masiva de proteínas en la semilla después de su diseminación y aumenten el nivel de recalcitrancia de éstas. una de las explicaciones del daño celular durante la deshidratación de las semillas recalcitrantes puede ser el alto porcentaje de saturación de los ácidos grasos de los fosfolípidos de las membranas (32-36%), un porcentaje considerablemente alto si es comparado con el de semillas ortodoxas (16-27%) (blanche et al., 1991). aunque las membranas de muchas semillas recalcitrantes se caracterizan por contenidos significativos del insaturado ácido linolénico en fosfolípidos (liu et al., 2006), también se conoce que el alto grado de la saturación de los ácidos grasos facilita la pérdida de estabilidad de la membrana durante de la deshidratación (nkang et al., 2003). así, altos contenidos de ácidos grasos saturados agilizan el proceso de deterioro de las semillas recalcitrantes durante su almacenamiento en roble americano (quercus rubra l.) (sun et al., 1999) y caoba (swietenia macrophylla king.) (gómez et al., 2006). el estrés oxidativo. es uno de los factores importantes en la pérdida de viabilidad de las semillas durante la maduración y el almacenamiento (kermode y finch-savage, 2002; pukacka y ratajczak, 2005; dussert et al., 2006). los sistemas antioxidantes de la ruta del acido ascórbicoglutatión tienen un papel importante en la disminución del daño celular durante el desarrollo y germinación de las semillas ortodoxas (vertucci y farrant, 1995; tomassi et al., 2006) eliminando los radicales libres de oxigeno (rlo) generados en estas condiciones. según tommasi et al. (1999), al comparar semillas ortodoxas con semillas recalcitrantes, éstas se caracterizan por un mayor contenido de ácido ascórbico y mayor actividad de las enzimas de la ruta de acido ascórbicoglutatión, e incluso de la peroxidasa del ácido ascórbico y la reductasa del dehidroascorbato. directamente después de la diseminación de las semillas recalcitrantes, la producción de rlo es controlada por el metabolismo de la semilla (berjak y pammenter, 2004), pero la deshidratación de éstas causa la rápida disminución de la agron. colomb. 25(1), 2007 100 eficiencia de los sistemas antioxidantes al compararlas con semillas ortodoxas (chaitanya et al., 2000). la disminución en las actividades de las enzimas antioxidantes está directamente asociada con la pérdida de viabilidad en semillas de carvallo (quercus robur l.) (hendry et al., 1992) y otras árboles (tommasi et al., 1999) donde el nivel del ácido ascórbico por si solo es incapaz de prevenir o retrasar el daño oxidativo inducido por la deshidratación. esto tiene como resultado la peroxidación de lípidos de la membrana, seguido por la desintegración y muerte celular (hendry et al., 1992; leprince et al., 1999) como fue observado en semillas recalcitrantes de té (camellia sinensis l.kuntze), cacao (theobroma cacao l.), jaka (artocarpus heterophyllus lam.) (pence, 1991; sun, 1999) y arce del azúcar (acer saccharinum l.) (pukacka y ratajczak, 2005). el eje embrionario de las semillas de arce del azúcar (acer saccharinum l.) está protegido por antioxidantes del sistema del ácido ascórbico-glutatión; no obstante, una deshidratación del eje embrionario por debajo del 43% de humedad debilita el equilibrio metabólico generando una sobreproducción incontrolable de rlo en los cotiledones (pukacka y ratajczak, 2005). observaciones similares se reportan para semillas recalcitrantes de robles, cuando la deshidratación tuvo como resultado generación de las ros y peroxidación de lípidos, precedido por oscurecimiento de los tejidos de la semilla (sun, 1999), aumento en los lixiviados celulares y caída de la viabilidad (finch-savage et al., 1996). la alta actividad de antioxidantes se ha documentado también en semillas intermedias de ginkgo (ginkgo biloba l.) las cuales, a diferencia de las semillas ortodoxas, contienen gran cantidad de ácido ascórbico (tommasi et al., 1999). los embriones de ginkgo están más equipados con sistemas antioxidantes que endospermo, pero éstos no son capaces de contrarrestar el daño oxidativo que ocurre durante el almacenamiento (tomassi et al., 2006). ácido abscísico. durante el desarrollo de semillas el ácido abscísico (aba) influye en la síntesis de varias clases de proteínas implicadas en la adquisición del estado latente y la tolerancia a la deshidratación (bewley y black, 1994; berjak y pammenter, 2004). así, las semillas con contenidos bajos de aba desarrollarán testas delgadas (bewley and black, 1994) que hacen las semillas más susceptibles a la deshidratación. el ejemplo más típico de la regulación de genes modulados por aba son los genes lea, los cuales se expresan en algunas plantas como respuesta a diferentes tipos de estrés ambientales (farnsworth, 2000). las proteínas lea así como las dehidrinas confieren resistencia a la deshidratación en semillas ortodoxas al reducir la desnaturalización de proteínas de membrana, lo que permite preservar la configuración fija de membrana durante la pérdida de agua (leprince et al., 1993). diferentes investigadores sugieren que el aba es necesario para la adquisición de la tolerancia a la deshidratación, pero éste por si solo no es suficiente para conferir dicha tolerancia en semillas recalcitrantes (finch-savage et al., 1996; kermode y finch-savage, 2002). por ejemplo, las dehidrinas están ausentes en algunas semillas recalcitrantes y algunas semillas vivíparas (germinación precoz) (farnsworth, 2000). su presencia en especies recalcitrantes, incluso en semillas del género quercus, sugiere que las dehidrinas no son el único factor para lograr la tolerancia a la deshidratación en este tipo de semillas (farnsworth, 2000). en general, la recalcitrancia puede ser en parte atribuida a bajos niveles o a falta de aba en las semillas (finch-savage et al., 1996) las cuales muestran baja sensibilidad a los efectos inhibitorios de aba en la germinación (gonzález y fischer, 1997). asimismo, vertucci y farrant (1995), trabajando con mutantes insensibles al aba, muestran la intolerancia las semillas a la deshidratación. desde el punto de vista ecológico, un aumento en la tolerancia a la deshidratación y el consecuente estado latente de la semilla puede ocurrir por el cambio de un ambiente semi-acuático a ambientes más secos (farnsworth, 2000). a bajos niveles de estrés (ambiente semi-acuático), se espera menos aba producido en tejido vegetativo y acumulado en semillas (bewley and black, 1994). un aumento en la producción de aba en la planta como respuesta al cambio de ambiente (en ambientes más áridos) aumenta la habilidad de sobrevivir (leprince et al., 1993) reduciendo el nivel de recalcitrancia de las semillas en los ambientes secos. algunos mangles presentan niveles de aba de intermedios a altos en tejidos vegetativos o tejidos maternos de la fruta, pero muy bajos niveles de aba en el embrión de la semilla (farnsworth, 2000) lo que afecta la regulación de la acumulación de aba en diferentes partes de la planta y a la adquisición de la recalcitrancia en semillas. las cubiertas de la semilla. las cubiertas de la semilla (testa) y el fruto (pericarpio) son importantes en la prevención de la deshidratación después de la dispersión de las semillas, funcionando como barreras mecánicas que evitan la deshidratación en (chacón y bustamante, 2001; moreno et al., 2006). testas duras se presentan en más del 40% de las especies que producen magnitskiy y plaza: fisiología de semillas recalcitrantes... 101 2007 semillas recalcitrantes, mientras los tejidos carnosos que rodean la semilla son a veces suaves y tienen alto contenido de agua (farnsworth, 2000). la tasa de pérdida de agua se relaciona con el grosor de las cubiertas de la semilla (chacón y bustamante, 2001) de modo que semillas recalcitrantes con cubiertas rotas se desecan más rápidamente y en un porcentaje más alto (mwang’ingo et al., 2004). por otra parte, la testa gruesa de las semillas de cryptocarya floribunda nees. (thapliyal et al., 2004) o del árbol de sándalo (osyris lanceolata hochst. steud.) (mwang’ingo et al., 2004) restringen la imbibición e intercambio gaseoso en sus semillas, imponiendo así el estado de latencia física. este tipo de latencia se demostró de igual forma para las semillas de caucho (hevea brasiliensis muell. arg.) (moreno et al., 2006), nuez de brasil (bertholletia excelsa humb. bonpl.) (kainer et al., 1999) y las semillas de maitén (maytenus boaria (molina) (cabello y camelio, 1996). semillas recalcitrantes rodeadas por pericarpio y testa delgadas, como el arce del azúcar (acer saccharinum l.), se desecan en un tiempo relativamente corto cuando son colocadas en condiciones de baja humedad (pukacka y ratajczak, 2005). los cambios en la composición bioquímica de las cubiertas de semillas, por ejemplo los producidos por la oxidación de compuestos fenólicos, pueden contribuir aún más a su impermeabilidad (bewley y black, 1994). por lo tanto, la impermeabilidad de las cubiertas de la semilla contra el agua y los gases gobierna el equilibrio entre los niveles de latencia física y la viabilidad de las semillas recalcitrantes: embriones encapsulados en cubiertas gruesas de baja impermeabilidad tienen un grado más alto de latencia pero, por otro lado, son menos susceptibles a la deshidratación. los inhibidores de la germinación en las testas imponen la latencia fisiológica de las semillas colocándolas en un estado de baja actividad metabólica menos susceptible al deterioro (kainer et al., 1999; baskin y baskin, 2000). la extracción o degradación de los inhibidores de la germinación por un factor químico (luz, temperatura) contribuyen a la liberación de semillas del estado inactivo. mientras se reporta la presencia de sustancias inhibidoras en semillas recalcitrantes, tal como en la nuez de brasil (bertholletia excelsa humb. bonpl.) (vazquez-yanes y orozco-segovia, 1993), la información acerca de la presencia de inhibidores en el embrión así como para los tejidos que rodean el embrión (endospermo y perispermo) es escasa para muchas especies arbóreas (vasquezyanes y orozco-segovia. 1993; kainer et al., 1999); estos tejidos pueden prevenir la germinación actuando como barreras mecánicas para restringir el crecimiento del eje embrionario (bewley y black, 1994). implicaciones prácticas el almacenamiento de las semillas de especies forestales del trópico húmedo es, a menudo, difícil a causa de la sensibilidad de las semillas a la deshidratación y las bajas temperaturas, condiciones tradicionalmente consideradas necesarias para el almacenamiento a largo plazo de semillas (kainer et al., 1999). el desafío principal en el almacenamiento de semillas recalcitrantes a largo plazo es evitar de la pérdida de viabilidad, lo cual requiere conocer a profundidad las condiciones óptimas de almacenamiento, terreno aún por explorar mediante investigación práctica. evitar la deshidratación de las semillas recalcitrantes durante el almacenamiento puede lograrse implementando ambientes húmedos. el polietileno glicol (bewley y black, 1994), la arena húmeda (kainer et al., 1999), el suelo húmedo (mata y moreno-casasola, 2005), agua (mata y moreno-casasola, 2005; gomes et al., 2006), carbón (bewley y black, 1994) o atmósferas modificadas (uso de empaques plásticos sellados o perforados) (chaves et al., 1999; zavala, 2004) pueden ser útiles para el almacenamiento de estas semillas (ver tabla 1). se han establecido las condiciones de humedad óptimas basándose en la medición del contenido de la humedad de la semilla inmediatamente después de la diseminación; sin embargo, el nivel de humedad en el embrión, y en particular en el eje embrionario, puede ser el mejor indicador de la viabilidad de la semilla comparado con el nivel de humedad de la semilla entera, tal como sucede en el cacao (theobroma cacao l.) (liang y sun, 2002). en semillas recalcitrantes, la finalización del almacenamiento en condiciones de bajas temperaturas, así como un alto nivel de humedad, las hace susceptibles al ataque de patógenos, principalmente de los hongos típicos de las condiciones de almacenamiento, pero también de hongos endémicos de las semillas (fonseca y freire, 2003; calistru et al., 2000); por ello se recomienda un tratamiento pre-almacenamiento con fungicidas (villegas-monter y andrade-rodríguez, 2005). temperaturas que oscilan entre 3 y 5ºc son convenientes para almacenar semillas recalcitrantes del bosque templado, mientras que el rango de 7 a 17ºc es el apropiado para almacenar semillas recalcitrantes del bosque tropical (hong y ellis, 2003 citado por floriano, 2004). se ha reagron. colomb. 25(1), 2007 102 portado un almacenamiento exitoso, durante largo plazo y con temperaturas bajas (2 a 6°c), para muchas especies recalcitrantes del bosque tropical, entre ellas, andiroba (carapa guianensis) (ferraz y sampaio, 1996), araucaria (araucaria angustifolia bert. o. kuntze) (chaves et al., 1999; floriano, 2004) y los encinos (roble sp.) (zavala chávez, 2004). la ventaja de utilizar temperaturas bajas durante el almacenamiento de las semillas, es la reducción del metabolismo y la tasa de respiración, que reducen la susceptibilidad al deterioro. una pregunta aún sin respuesta es: ¿se pueden usar en la práctica los tratamientos que disminuyen el nivel metabólico en semillas para prevenir el deterioro de las semillas recalcitrantes durante el periodo de almacenamiento? (magnitskiy et al., 2005). es importante considerar la exploración de nuevas medidas prácticas para la elaboración de protocolos de almacenamiento de semillas recalcitrantes. agradecimientos los autores expresan sus agradecimientos a edna constanza ricaurte beltrán, por su excelente asesoría y valioso apoyo en la corrección del artículo e idioma. literatura citada andrade, a.c.s., r. cunha, a.f. souza, r.b. reis y k.j. almeida. 2003. physiological and morphological aspects of seed viability of a neotropical savannah tree eugenia dysenterica dc. seed sci. tech. 31, 125-137. baskin, c.c. y j.m. baskin. 2000. ecology and evolution of specialized seed dispersal, dormancy and germination strategies. plant spec. biol. 2, 95-96. berjak, p. y n. pammenter. 2004. recalcitrant seeds. pp. 305-345. en: benech-arnold, r. y r. sánchez (eds.). handbook of seed physiology. food products press, new york. bewley, j.d. y m. black. 1994. seeds: physiology of development and germination. plenum press, new york. 445 pp. blackman, s.a., r. obendorf y a.c. leopold. 1992. maturation proteins and sugars in desiccation tolerance of developing soybean seeds. plant physiol. 100, 225-230. blanche, c.a., j.d. hodges, a.e. gómez y e. gonzález. 1991. seed chemistry of the tropical tree vochysia hondurensis sprague. forest sci. 37(3), 949-952. buitink, j., m. hemminga y f. hoekstra. 2000. is there a role for oligosaccharides in seed longevity? 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(egypt). 3 national gene bank, agricultural research center, giza (egypt). * corresponding author: ehab.mahdy@arc.sci.eg agronomía colombiana 40(2), 186-197, 2022 abstract resumen inter-varietal hybridization is a powerful tool for genetic improvement and production of new genotypes for a trait of interest. four parents of faba beans (vicia faba l.) were hybridized using agromorphological and molecular characterization to obtain genotypes resistant to the chocolate spot disease. the study was done at the nubaria research station, giza, egypt. eight traits including resistance to chocolate spot, days to f lowering, plant height (cm), number of branches/ plant, number of pods/plant, number of seeds/plant, 100-seed weight (g), and seed yield/plant were estimated during the three growth seasons of 2016/2017, 2017/2018, and 2018/2019. genetic parameters revealed by rapd and issr markers assessed the genetic variation of genotypes with their generations. crosses 1 (p1 “nubaria-1” x p2 “sakha-1”), 2 (p1 “nubaria-1” x p3 “tw”), and 3 (p1 “nubaria-1” x p4 “camolina”) revealed high resistance to disease with high yield. markers patterned specific loci of resistant parents at a length of 360, 470, 450, 660, and 140 bp in rapd and 1100, 810, 650, 700, 480 bp in issr. inter-varietal hybridization between the resistant and susceptible genotypes is considered one of the most promising methods to obtain germplasm with resistance and high yield. la hibridación intervarietal es una herramienta poderosa para el mejoramiento genético y la producción de nuevos genotipos prometedores para un rasgo de interés. cuatro progenitores de haba (vicia faba l.) fueron cruzados para obtener genotipos resistentes a la enfermedad de la mancha chocolate mediante caracterización agromorfológica y molecular. el estudio de campo se llevó a cabo en la granja experimental de la estación de investigación de nubaria, giza, egipto. se estimaron ocho características, incluidas el grado de resistencia a la mancha chocolate, los días a f loración, la altura de planta (cm), el número de ramas/planta, el número de vainas/planta, el número de semillas/planta, el peso de 100 semillas (g) y el rendimiento de semillas/planta, durante las tres temporadas de crecimiento de 2016/2017, 2017/2018 y 2018/2019. los parámetros genéticos se estimaron mediante marcadores rapd e issr para evaluar la variación genética de los genotipos con sus generaciones. los cruces 1 (p1 “nubaria-1” x p2 “sakha-1”), 2 (p1 “nubaria-1” x p3 “tw”) y 3 (p1 “nubaria-1” x p4 “camolina”) revelaron alta resistencia a la enfermedad de la mancha chocolate con alto rendimiento. los marcadores modelaron loci específicos de padres resistentes a una longitud de 360, 470, 450, 660 y 140 pb en rapd y 1100, 810, 650, 700, 480 pb en issr. la hibridación intervarietal entre los genotipos resistentes y susceptibles es considerada uno de los métodos más promisorios para obtener germoplasma con resistencia y alto rendimiento. key words: hybridization, issr, genetic resistance, plant breeding, rapd, yield components. palabras clave: hibridación, issr, resistencia genética, fitomejoramiento, rapd, componentes de rendimiento. genetic improvement of faba bean (vicia faba l.) genotypes selected for resistance to chocolate spot disease mejoramiento genético de genotipos de haba (vicia faba l.) seleccionados con resistencia a la enfermedad de la mancha chocolate hany elsayed heiba1, elsayed mahgoub2, ahmed mahmoud2, mostafa ibrahim1, and ehab mawad badr mahdy3* introduction faba beans (vicia faba l.; 2n=12) are one of the most common field pulses in egypt (bakry et al., 2011; mohamed et al., 2012) and one of the oldest crops cultivated worldwide (link et al., 1995; zong et al., 2009). they belong to the fabaceae family, the subfamily of papilionoideae, and the tribe of viceae (duc, 1997). faba beans are consumed for their green pods and dried seeds (duc et al., 2010). they are considered a main source of cheap protein and energy in africa and some parts of asia and latin america, where many people cannot afford a meat source of protein (duc, 1997; alghamdi, 2009). https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n2.102128 mailto:ehab.mahdy@arc.sci.eg 187heiba, mahgoub, mahmoud, ibrahim, and badr mahdy: genetic improvement of faba bean (vicia faba l.) genotypes selected for resistance to chocolate spot disease a fungal disease called chocolate spot, caused mainly by botrytis fabae (sardina) and by b. cinerea (pers.), is one of the most damaging diseases to this plant (harrison, 1988; el-komy et al., 2015; haile et al., 2016; aguilar-luna et al., 2021). symptoms oscillate from some spots on leaves to complete covering of the plant. under severe conditions, the disease spreads from affected leaves into stems, f lowers, and pods, causing damages (bernier et al., 1993; rahman et al., 2002; villegas-fernández et al., 2012; haile et al., 2016). various approaches are employed to control the disease, including genetic improvement (wilson, 1937; sahile et al., 2008; abou-zeid & hassanein, 2000; aguilarluna et al., 2021). quantitative trait loci (qtl) utilizes our knowledge of the effect of genetic control tools for selection in crop breeding programs. various approaches are used for selecting promising traits, especially those for adapting to the local environment (mahdy & el-sharabasy, 2021). phenotypicrevealed markers assess genetic diversity and performance of germplasm versus the attribute (mahdy, 2012). these markers are based on visual observations (el-sharabasy et al., 2021; mahdy & el-sharabasy, 2021) and screen the quantitative traits to increase field crop production. pcr (polymerase chain reaction) based markers are applied for genetic improvement and breeding, genetic diversity, and genetic relationships (chen et al., 2008; tomás et al., 2016). pcr is fast, reproducible, simple, and low-cost procedure. pcr-based markers are very practical in multi-disciplines, including genetic diversity and genetic improvement programs (gonzález et al., 2005). various pcr-based markers were applied on crops, i.e., random amplified polymorphic dna (rapd) (link et al., 1995), inter-simple sequence repeats (issr) (terzopoulos & bebeli, 2008; aguilera et al., 2011; abdel-razzak et al., 2012; mahdy, 2012; asfaw et al., 2018) on jew’s mallow, restriction fragment length polymorphism (rflp) (torres et al., 1993), start codon target (scot) (mahdy et al., 2021) on cowpea, and conserved dna-derived polymorphism (cddp) (ghazzawy et al., 2021) on date palm. we chose four faba bean parents for (1) improving genetic resistance against the chocolate spot, (2) determining the genetic variations, (3) evaluating the performance under the infection of chocolate spot, (4) measuring genetic distance, and (5) generating a molecular profile using agromorphological traits and rapd markers. materials and methods faba bean materials, planting, and field experiment four parents, as shown in table 1, were sown on the experimental farm at the nubaria research station, agricultural research center (arc), egypt, during the seasons of 2016/2017, 2017/2018, 2018/2019, to evaluate their performance via the measurement of agromorphological traits. there is a high incidence of chocolate spot disease in nubaria; moreover the disease is spread widely in the northern region of the nile delta of egypt, with low temperatures and high relative humidity (khalil et al., 1993). four parents were hybridized in 2016/2017 to secure f1 hybrid seeds in the 2016/2017 season. in the 2017/2018 season, parents were re-hybridized; their f1 hybrids were grown in a randomized complete block design with three replicates under insect-free cages. in the 2018/2019 season, parents with f1 and f2 generations were artificially inoculated with botrytis fabae fungus, under insect-free cages, then purified and identified according to morgan (1971). each plot comprised six rows 3 m long, with 0.60 m distance between rows, and 0.2 m between mounds with two seeds in each. measurement of agromorphological traits eight traits were measured: plant height (cm), number of branches/plant, days to f lowering, seed number per plant, pod number per plant, seed yield per plant (g), 100-seed weight (g), and reaction to chocolate spot disease. an assessment scale of response to chocolate spot disease was estimated using a quantitative scale of 0-5, where 0 (very highly resistance) indicates no visible chocolate spot, 1 (high resistance) indicates a few chocolate spots, 2 (resistance) indicates increased and scattered spots, 3 (moderately resistance) indicates larger spots , 4 (susceptible) indicates necrotic spots reaching half of the leaf, 5 (highly susceptible) indicates majority of necrotic spots and leaf abscission (icarda, 2005). homogeneity of the table 1. pedigree and origin of four parents. id parents origin pedigree botanical group foliar disease reaction p1 nubaria1 egypt single plant selection form giza blanka large resistant p2 sakha1 egypt 620/283/85x716/724/88 medium resistant p3 tw sudan sudan medium susceptible p4 camolina spain imported from spain small susceptible https://bnrc.springeropen.com/articles/10.1186/s42269-019-0145-3#tab1 188 agron. colomb. 40(2) 2022 variance across environments was tested according to the bartlett test (steel & torrie, 1980). parents and their f1 and f2 hybrids were evaluated for the experiment traits and measurements without reciprocal. molecular analysis dna extraction dna was extracted from twenty samples of the faba beans (4 parents + 6 hybrids f1+ 10 hybrids f2) using the dneasy plant kit (qiagen, germany). nanodrop was used to determine the dna concentration and quality. pcr analysis six rapd primers and five issr primers were used to detect the polymorphism among the twenty samples, which were synthesized by metabion corp., germany (tab. 2). the amplification reaction was done in 25 μl reaction volume containing 12.5 μl master mix (sigma), 2.5 μl primer (10 pcmol), 3 μl template dna (10 ng), and 7 μl dh2o, according to ibrahim et al. (2019). the pcr was processed with a perkin-elmer/geneamp® pcr system 9700 (pe applied biosystems, usa) adjusted to fulfill 40 cycles. the initial denaturation cycle was for 5 min/94ºc. each was at 94ºc in 45 s for the denaturation step and 72ºc in 60 s for the elongation step. the annealing temperature was adjusted as in table 2 for 50 s. the extension was adjusted at 72ºc in 7 min in the final cycle. the amplified products were run in a 1.5% agarose gel containing ethidium bromide (0.5 µg ml-1) in 1x tbe buffer at 95 v. a 100 bp dna ladder (promega, usa) was standardized to determine the pcr product sizes. gel images were visualized using a uv transilluminator and photographed using a gel documentation system (bio-rad 2000, usa). a binary matrix as present (1) or absent (0) was scored for the pcr products. the final data sets included both polymorphic and monomorphic bands. statistical analysis a randomized complete block design (rcbd) with three replicates was used according to gómez and gómez (1984) and analyzed using mstatc computer software. average values and analysis of variance were conducted for all studied traits of 20 faba bean genotypes (four parents: (1) p1, (2) p2, (3) p3, (4) p4, six f1 generation: (5) p1xp2, (6) p1xp3, (7) p1xp4, (8) p2xp3, (9) p2xp4, (10) p3xp4, and ten f2 generation: (11) p1xp2, (12) p1xp3(r), (13) p1xp3(s) (14) p1xp4(r), (15) p1xp4(s) (16) p2xp3(r), (17) p2xp3(s), (18) p2xp4(r), (19) p2xp4(s) and (20) p3xp4 (s×s)) in each generation according to steel et al. (1997). the least significance difference (lsd) test (p≤0.05) was calculated (steel & torrie, 1980). we calculated the number of total bands, unique bands, polymorphic bands, and the percent of polymorphism. we also estimated some genetic parameters. shannon information index was calculated {i = -1 × (p × ln (p) + q × ln(q))} according to shannon (1948). the observed number of alleles (na), effective number of alleles {ne = 1 / (p 2 + q2)}, nei genetic diversity {h = 1 – σ (p2 + q2)}, and unbiased diversity {uh = (n / (n 1)) × h)}; where p = band frequency and q = 1 – p estimated according to hartl and clark (1997) and liu and muse (2005). nei’s genetic identity and distance used nei (1972) and nei (1978). nei’s genetic identity was calculated with the following formula: neii = jxy √jxjy , where jxy = ∑i=1k pi xpiy, jx = ∑i=1k pi x 2 , jy = ∑i=1k piy 2 . nei genetic distance was estimated with the formula neid = −lni, where i is the genetic identity. f-test was determined trait-marker associations. power marker software v3.0 was fed. the association analysis selected markers with a high p-value (p>0.01). results and discussion phenotype-based traits the average values of the agromorphological traits were calculated (tab. 3). the results showed broad significance, as evidenced by the characteristic ranges for chocolate spot disease (1.30 to 5.63, resistant to susceptible, respectively), days to f lowering (40.80 to 63.66), plant height (93.30 to 131.66 cm), number of branches per plant (3.10 to 10.80), number of pods per plant (25.46 to 111.36), number of seeds per plant (83.13 to 295.83), 100 seed weight (47.30 to 137.20 g), and seed yield per plant (56.37 to 199.96). table 2. list of primers and their nucleotide sequence. no name sequence temperature, oc 1 opa-07 5’-gaaacgggtg-3’ 36 2 opa-10 5’-gtgatcgcag-3’ 36 3 opa-17 5’-gaccgcttgt-3’ 36 4 opb-05 5’-tgcgcccttc-3’ 36 5 opg-19 5’-gtcagggcaa-3’ 36 6 opg-20 5’-tctccctcag-3’ 45 7 issr-1 5’-agagagagagagagagtc-3’ 45 8 issr-2 5’-agagagagagagagagtg-3’ 45 9 issr-3 5’-acacacacacacacacat-3’ 45 10 issr-4 5’-acacacacacacacactg-3’ 45 11 issr-5 5’-gtgtgtgtgtgtgtgtag-3’ 45 189heiba, mahgoub, mahmoud, ibrahim, and badr mahdy: genetic improvement of faba bean (vicia faba l.) genotypes selected for resistance to chocolate spot disease as shown in table 3, nubaria 1 recorded the highest mean values of 100-seed weight, seed yield/plant, and plant height (cm). meanwhile, camolina recorded a higher number of pods/plant, seed/plant, and branches/plant than the other parents. on the other hand, tw recorded the lowest mean values of the number of pods and seeds per plant. the two parents, nubaria 1 and sakha 1, gave the highest mean values of plant height. the parents, nubaria 1 and sakha 1, were considered highly resistant; their estimated mean values were (1.30 and 1.80) for chocolate spot infection. the parents tw and camolina had the highest susceptible values (5.63 and 5.40) for the chocolate spot. f1 generation the mean values of the sex-tested hybrids were calculated (tab. 3). results indicated that the cross (p1xp2) had the highest mean value of 100-seed weight (137.20 g). the two crosses, p1xp3 and p1xp4, produced the last cross. for plant height, the crosses, p1xp3 and p2xp4, had the highest mean values (127.47 cm and 126.10 cm, respectively) of plant height and the lowest value (103.83 cm) obtained from the cross (p3xp4). the genotypes camolina, sakha1, and tw were the parents which f lowered quickest. also, cross p1xp2 (41.90 d) was the cross which flowered quickest, followed by the cross p3xp4 with a mean value of 42.06 d. concerning the number of branches/plant, the results showed that three crosses (p1xp4), (p2xp4), and (p1xp2) had the highest values. concerning the number of pods per plant, the parental variety camolina (p4) showed the highest mean value (46.56), whereas cross (p1xp2) gave the lowest number of pods/plant. for the number of seeds per plant, the cross p2xp4 gave the highest mean value (295.83), followed by the two crosses p3xp4 (265.96) and p1xp4 (250.86). the two crosses (p1xp2) with 137.20 g and (p1xp3) with 93.26 g had the highest mean of 100-seed weight and highest seed yield per plant. the highest seed yield per plant could be attributed to the high number of seeds and seed weight/plant. the two mentioned crosses were the most promising for yielding ability and tended to combine high seed yield and its components. table 3. performance of growth and yield characteristics. genotypes chocolate spot days to flowering plant height (cm) no. of branches/plant no. of pods/plant no. of seeds/plant 100-seed weight (g) seed yield/plant parents p1 1.30 63.66 130.80 10.80 44.50 152.33 129.30 187.16 p2 1.87 42.93 112.20 4.50 42.33 131.73 100.36 132.70 p3 5.63 42.56 102.63 3.10 38.73 104.03 55.20 56.73 p4 5.40 40.80 102.17 5.10 46.56 137.80 47.30 64.93 f1 generation p1×p2 1.86 41.90 125.80 6.53 40.73 119.00 137.20 155.66 p1×p3 2.73 51.83 127.47 5.63 44.33 132.13 93.26 129.00 p1×p4 2.20 44.96 126.10 7.56 82.46 250.86 78.10 199.96 p2×p3 2.30 46.63 119.13 5.90 67.46 205.20 71.83 147.96 p2×p4 2.86 44.63 111.90 6.96 98.50 295.83 62.53 181.20 p3×p4 3.86 42.06 103.83 5.53 111.36 265.96 54.53 134.06 lsd 0.05 1.18 3.33 5.35 1.03 9.27 35.34 7.61 30.35 f2 generation p1×p2 (r×r) 1.73 50.20 131.66 6.90 47.40 147.30 132.13 172.36 p1×p3 (r) 2.44 49.63 125.38 5.42 44.33 132.13 93.26 129.00 p1×p3 (s) 3.53 47.00 122.20 4.20 25.46 83.13 76.40 62.60 p1×p4 (r) 2.22 49.43 136.18 7.56 73.58 242.08 78.16 169.88 p1×p4 (s) 3.53 48.63 132.43 6.56 53.86 175.73 76.40 123.06 p2×p3 (r) 2.34 45.83 117.73 5.92 65.77 203.82 71.93 149.76 p2×p3 (s) 3.40 42.93 116.63 4.46 55.86 173.13 70.46 119.80 p2×p4 (r) 2.48 45.13 113.82 5.87 91.73 276.91 61.84 171.68 p2×p4 (s) 4.50 42.86 111.06 4.60 73.06 158.90 60.03 95.76 p3×p4 (s×s) 5.20 43.33 93.30 5.36 61.40 181.70 51.90 93.50 lsd0.05 1.01 4.10 6.13 1.44 8.07 32.92 6.52 29.82 190 agron. colomb. 40(2) 2022 f2 generation the cross (p1xp2) gave the highest mean values of the number of seeds per plant, seed yield per plant, and 100-seed weight and gave the lowest infection value for chocolate spot (1.73) (tab. 3). the cross (p1xp3) had the lowest mean values for number of pods per plant and number of seeds per plant and the highest infection value of the cross p1xp2 (3.53). the cross (p3xp4) had a low mean value for 100-seed weight, and the reaction for chocolate spot gave the highest susceptible value (5.20). three crosses, p2xp3, p2xp4, and p3xp4, were the earliest crosses for the f lowering date. the cross (p2xp4) gave the highest number of pods per plant, number of seeds per plant, and the highest susceptible value for reaction chocolate spot (4.50). the lowest values were scored by the two crosses, p1xp4 and p2xp3, which also gave the lowest value for chocolate spot infection (3.53 and 3.40, respectively). those genotypes considered promising for chocolate spot resistance and the best performing f1 crosses had mean values slightly better than those of f2 crosses in most of the studied traits. significant differences among faba bean genotypes in all studied traits were considerable evidence for the existence of a suitable amount of genetic diversity valid for further assessments (ahmed et al., 2016; abdalla et al., 2017; hamza & khalifa, 2017; abou-zaid & el-gendy, 2019; el-abssi et al., 2019). the results suggest that these genotypes carry genes for resistance to chocolate spot disease, coming from their parents according to their pedigree (tab. 1). similar results have been reported for faba bean yield traits and components, as well as for disease resistance traits (abid et al., 2015; zakaria et al., 2015; beyene et al., 2016; eldemery et al., 2016; belal et al., 2018; el-rodeny et al., 2020). polymorphism revealed via rapd markers performance among twenty faba bean genotypes was analyzed by pcr-based markers, rapd and issr (figs. 1-2). table 4 summarizes the data resulting from all analyzed loci that resulted from 148 amplified fragments ranging from 60 for issr and 88 for rapd. the rapd markers ranged from 130-2000 bp while the issr markers oscillated from 160-1500 bp. the polymorphism averaged a score of 74%, oscillating from 57% for issr to 74% for rapd. rapd markers revealed a high percentage of polymorphism compared with issr. the rapd markers scored four positive unique bands by the primer opa-07. unique bands were at 1350 and 140 bp for p1xp2 (f1), 920 and 130 bp for p1xp4 s and p1xp3 s (f2), respectively. on the contrary, the issr revealed negative unique bands across the f2 generation. the primer issr-1 scored a negative unique band at a distance of 160 bp (p1xp4 r); issr-3 scored at 650 bp (p2xp4 r), 360 (p1xp3 s), and 250 bp (p2xp3 r); and issr-5 scored 529 bp (p2xp4 r). table 4. polymorphism revealed by issr and rapd markers. primers mw (bp) total (af) mb ub+ ubpb p (%) rapd opa-07 130 -1350 19 5 4 0 14 74 opa-10 160 1500 14 3 0 0 11 79 opa-17 140 860 14 5 0 0 9 64 opb-05 140 820 10 3 0 0 7 7 opg-19 160 2000 15 2 0 0 13 87 opg-20 180-1800 16 5 0 0 11 69 total rapd 130-2000 88 23 4 0 65 74 issr issr-1 1530 -1100 14 4 0 1 10 71 issr-2 170 800 12 6 0 0 6 5 issr-3 200 1500 14 4 0 3 10 71 issr-4 160 530 11 8 0 0 3 27 issr-5 239 950 9 4 0 1 5 56 total issr 160 1500 60 26 0 5 34 57 total 148 49 4 5 99 67 mw=molecular weight, af=amplified fragment, mb=monomorphic bands, ub+=positive unique bands, ub-=negative unique bands, pb=polymorphic bands, p=polymorphism percentage. 191heiba, mahgoub, mahmoud, ibrahim, and badr mahdy: genetic improvement of faba bean (vicia faba l.) genotypes selected for resistance to chocolate spot disease table 5 summarizes specific loci in parents segregated during subsequent generations. these loci can be used directly for the breeding program for resistance to chocolate spot disease. rapd markers patterned specific loci of resistant parents at a length of 360 bp for opa-07, 470 bp (p2), and 450 bp (p1 and p2) for opa-17, 660 and 140 bp (p1 and p2) for opb-05. primers, opa-10, opg-19, and opg-20, patterned specific loci of susceptible p4 except the primer opa-17 owing to a specific locus for susceptible parent (p3) at a distance of 400 bp. issr patterned resistant specific loci at a length of 1100 & 810 bp by issr-1, 650 bp by issr2, and 700 & 480 bp by issr-3 for parents 1 and 2. the primers issr-2 and issr-5 patterned susceptible specific loci at 800 & 170 bp for p3 and p4 and 390, 281 and 239 bp, respectively. the primer issr-1 characterized p3 only at a length of 200 bp. we found the rapd markers showed higher polymorphism than the issr, in contrast to other results detected in wheat (nagaoka & ogihara, 1997) and vigna beans (ajibade et al., 2000). terzopoulos and bebeli (2008) found 68% opa 17 opb-05 opg-20 opg-19 opa-07 opa-10 m 151413121110987654321 16 20191817 issr-1 issr-2 issr-4 issr-3 issr-5 m 151413121110987654321 16 20191817 figure 1. profiles of twenty faba bean genotypes revealed via rapd. figure 2. profiles of twenty faba bean genotypes revealed via issr. polymorphism between the greek faba bean populations using eleven issr primers. khalaf et al. (2015) found 73% polymorphism between seven faba bean genotypes using fifteen issr primers. genetic parameters, identity, and distance genetic parameters are vital for the efficiency of a marker technique used in discriminatory objects based on polymorphism. the number of genetic parameters was estimated to evaluate the informative and discriminatory power during subsequent faba beans generation, as shown in table 6. heterozygosity (h) averaged 0.18, oscillating from 0.16 to 0.20 for rapd, from 0.15 to 0.23 for issr, and from 0.16 to 0.21 for both markers. h reveals important polymorphism information content (pic), with high informative marker value. the shannon index (i) revealed an average of 0.271 for both markers used. the rapd markers ranged from 0.229 for parents to 0.304 for f1, with an average of 0.275. the issr markers oscillated from 0.23 (f1) to 0.33 (f2), with an average of 0.266. the effective number of alleles (ne) of rapd markers ranged from 1.275 (parents) to 1.311 (f1), while issr revealed the range from 1.26 (f1) to 1.1 (f2), with a grand average of 1.306. 192 agron. colomb. 40(2) 2022 table 5. specific loci related to performance of resistance and susceptible genotypes. primer mw pr ps f1 f2 opa-07 360 p1, p2 p1xp3 p1xp2, p2xp3(r), p2xp3 s, p3xp4 opa-10 1200 --p4 p3xp4 p1xp3s 810 --p4 p1xp4 & p3xp4 p1xp3s & p1xp4s & p2xp4r & p3xp4 opa-17 470 p2 ------p2xp4s & p3xp4 450 p1 & p2 --p1xp4 & p2xp3 & p3xp4 p1xp2 & p1xp3r & p1xp3s & p1xp4r & p2xp4r 400 p3 p1xp2 p1xp3s & p1xp4r & p1xp4s opb-05 660 p1 & p2 --p1xp2 & p2xp3 p2xp4s & p3xp4 140 p1 & p2 --p1xp2 & p2xp3 p1xp2 & p1xp3r & p2xp4s & p3xp4 opg-19 2000 --p4 ----p2xp4r 840 --p4 p2xp4 & p3xp4 p1xp3r & p1xp3s & p2xp4r & p2xp4s 600 --p4 p2xp4 p1xp3s opg-20 1500 --p4 p3xp4 p1xp2 & p2xp4r & p2xp4s 1050 --p4 p3xp4 p2xp4r & p2xp4s & p3xp4 210 --p4 p1xp4 & p3xp4 ----issr-1 1100 p1 & p2 --p1xp2 p1xp4r 810 p1 & p2 --p1xp2 & p2xp4 p1xp2 & p2xp4r & p2xp4s 200 --p3 p1xp3 & p1xp4 & p2xp3 & p2xp4 & p3xp4 p1xp3r & p1xp4s & p2xp3r & p2xp4r & p3xp4 issr-2 800 --p3 & p4 p3xp4 p1xp3r & p1xp3s & p1xp4r & p1xp4s & p2xp3r & p2xp3s & p2xp4r & p2xp4s 650 p1 & p2 --p1xp2 & p2xp4 p1xp2 & p2xp4r & p2xp4s 170 --p3 & p4 p3xp4 p3xp4 issr-3 700 p1 & p2 --p1xp3 & p1xp4 & p2xp3 & p2xp4 & p3xp4 p1xp2 & p1xp3r & p1xp3s & p1xp4r & p1xp4s & p2xp3r & p2xp3s & p2xp4r & p2xp4s 480 p2 --p2xp3 & p2xp4 p1xp2 & p1xp3r & p1xp4r & p2xp3r & p2xp3s & p2xp4s issr-5 390 --p3 & p4 p2xp3 & p3xp4 p1xp3r & p1xp3s & p1xp4r & p1xp4s & p2xp3r & p2xp3s & p2xp4r & p2xp4s & p3xp4 281 --p3 & p4 p2xp4 & p3xp4 p1xp3s & p1xp4s & p2xp3s & p2xp4r & p2xp4s & p3xp4 239 --p3 & p4 p3xp4 p1xp3s & p1xp4s & p2xp3s & p2xp4s & p3xp4 table 6. genetic parameters calculated among parents and their generations. generation na ne i he uhe %p rapd p 1.148 1.275 0.229 0.16 0.178 38 f1 1.568 1.311 0.304 0.20 0.213 64 f2 1.568 1.297 0.292 0.19 0.197 64 total 1.428 1.294 0.275 0.18 0.196 56 issr p 1.33 1.30 0.24 0.17 0.19 0.38 f1 1.38 1.26 0.23 0.15 0.17 0.42 f2 1.57 1.41 0.33 0.23 0.24 0.57 total 1.428 1.324 0.266 0.18 0.199 45.56 grand markers p 1.223 1.286 0.232 0.16 0.183 39.19 f1 1.493 1.291 0.272 0.18 0.194 54.73 f2 1.568 1.342 0.309 0.21 0.216 60.81 total 1.428 1.306 0.271 0.18 0.197 51.58 na=number of alleles, ne=effective number of alleles, i=shannon index, he=expected heterozygosity, uhe=unbiased expected heterozygosity, and %p=percentage of polymorphism. 193heiba, mahgoub, mahmoud, ibrahim, and badr mahdy: genetic improvement of faba bean (vicia faba l.) genotypes selected for resistance to chocolate spot disease duc et al. (2010) reported an enormous genetic variability for faba beans, useful for breeding purposes. the results of h agree with those of suresh et al. (2013), who recorded pic values of 0.45 in faba beans genotypes revealed by developing 55 novel polymorphic cdna–ssr markers. also, oliveira et al. (2016) recorded pic values from 0.07 to 0.66, with an average of 0.33. hemeida (2008) used pic to evaluate the primer efficiency of issr and established the relationships, and successfully discriminated among the genotypes tested. the difference between the mean diversity (h) of both markers and between markers was undoubtedly due to mirror inbreeding or selection method against heterozygotes. the nature of used markers might be due to the level of observed heterozygosity resulting in the non-detection of homozygotes from heterozygotes because of the presence of null alleles. the heterozygosity represents the direct count of heterozygosity in the population and is estimated based on the allele frequency of individuals in that population according to the hardy-weinberg equilibrium. the pic evaluates the informative potential of markers in different germplasm (grativol et al., 2011; mahdy, 2018). the h value of a marker with many amplicons desirable for variation splits into three main classes based on botstein et al. (1980). the pic values are more than 0.5 for highly informative markers, between 0.25-0.5 for reasonably informative markers, and less than 0.25 for slightly informative markers. the shannon information index (i) is one of the most important genetic diversity measurements (sherwin et al., 2006). the effective number of alleles (ne) is a reciprocal of gene homozygosity (hartl & clark, 1997). the ne is used as a corollary to h; when h is high, ne will be the high. table 7 summarizes the estimates of genetic distance and genetic identity between generations and their parents according to the nei coefficient (nei, 1972; nei, 1978). it ref lects the genetic relationships and the direction of the genetic improvement process. results show that the rapd markers revealed high genetic identity and distance values. the highest genetic distance value scored by rapd was 0.089 on parents versus f1, and the lowest value scored 0.028 on f1 versus f2. genetic identity oscillated from 0.914 (parent versus f1) to 0.972 (f1 versus f2), as revealed by rapd. nei genetic identity ranges from 0 to 1. consequently, nei genetic distance ranges from 0 to infinity (nei 1972; nei, 1978). issrs are more efficient markers for polymorphism and potent for intraand inter-genomic diversity than other arbitrary markers like rapds (zietkiewicz et al., 1994). both markers target different portions of the genome. genetic variations in genotypes of interest may be more directly due to polymorphism detected by technique rather than which techniques are employed. cluster analysis and similarity between twenty genotypes cluster analysis derived from both markers based on upgma in accordance with jaccard (1908; fig. 3). the twenty genotypes divided into two main groups at a distance of 0.65. cluster i (right cluster) divided into two subgroups at a distance of 0.668. the first subgroup (left subgroup) consists of p1 and p2 in the sub-sub group and p1xp2 (f1) only in a sub-sub group. the second subgroup (right subgroup) split further into sub-sub groups, which include the genotypes of p1xp2(f2) and p2xp4(f1) grouped in a cluster, p1xp3(f1) only in a group, p2xp3(f1) only in a group, and p2xp3 s(f2) and p2xp3r(f2) together in a group. cluster ii (left cluster) separated into two subgroups at a distance of 0.672. each split further into sub-sub groups. the first sub-sub group (right one) includes p1xp2r(f2) and p2xp4 r(f2) together, p4 and pxp4(f1) in a cluster, and p1xp4 r(f2) and p1xp4 s(f2) in a group. the second one consists of p2xp4 s(f2), p1xp3 s(f2), and p3xp4(f2) in a separated cluster for each and p3 and p3xp4(f1) in a cluster. el-ghadban et al. (2017) and mahdy et al. (2021) reported similar results. the differences in the clustering pattern of genotypes may be due to marker sampling error, the level of polymorphism, or the number of loci and their coverage across the genome (loarce et al., 1996). table 7. genetic and identity distance among generations and parents. parameter p versus f1 p versus f2 f1 versus f2 rapd nei genetic identity 0.924 0.914 0.972 nei unbiased genetic identity 0.947 0.932 0.989 nei genetic distance 0.079 0.089 0.028 nei unbiased genetic distance 0.055 0.070 0.011 issr nei genetic identity 0.951 0.942 0.954 nei unbiased genetic identity 0.973 0.964 0.969 nei genetic distance 0.050 0.059 0.047 nei unbiased genetic distance 0.028 0.037 0.031 all nei genetic identity 0.935 0.925 0.964 nei unbiased genetic identity 0.957 0.945 0.981 nei genetic distance 0.067 0.077 0.036 nei unbiased genetic distance 0.044 0.057 0.020 194 agron. colomb. 40(2) 2022 association analysis trait-marker association was analyzed using a single locus f-test module in power maker software (fig. 4). the results show the property of one trait for one locus characterized. the characterized locus generated by opg-20 was associated uniquely with seed yield per plant. moreover, several traits were associated with one or more than one locus. amplified loci of opa-07 were associated with the different characterized chocolate spots, days to f lowering, the number of branches per plant, and seed yield per plant. previous results have suggested the high potential use of molecular markers in search for genes affecting crop productivity and resistance to chocolate spots. also, defense mechanisms against biotic and abiotic stress factors identified statistical associations between the genetic markers and the traits of interest. marker-trait associations were generally diverse in the amount of genetic variation valid for assessment. the results exhibited that a greater number of primers was possibly involved in controlling traits at resistance to chocolate spot disease. this variation described by identified associations for each trait may be attributed to the role of many minor genes controlling the trait, performance, and reaction of faba bean genotypes to chocolate spot disease, markers exhibiting minor quantitative effect, rare alleles, and complex allelic interactions (yang et al., 2010; debibakas et al., 2014). these results correspond with the findings of lou et al. (2015) and sun et al. (2015). association data can be used for faba beans breeding, especially in terms of its resistance to biotic and abiotic stresses. conclusion the parents nubaria1, sakha1, tw, and camolina could be considered good for crossing for resistance to foliar chocolate spot disease. crosses 1, 2, and 3 (p1xp2 nubaria-1 x sakha-1, p1xp3 nubaria-1 x t.w, p1xp4 nubaria-1 x camolina, respectively) showed resistance to disease during both generations, f1 and f2 with high values for yield and its components, especially date of f lowering and 100-seed weight per plant. both markers exhibited interest specific loci relating to performance of chocolate spot that are 360 bp (opa-07), 450 and 470 bp (opa-17), 140 and 660 bp (opb-05), 810 and 1100 bp (issr-1), 650 bp (issr-2), and 480 and 700 bp (issr-3). the genetic distance valued by rapd was 0.089 on parents versus f1, and the lowest value scored 0.028 on f1 versus f2. genetic identity oscillated from 0.914 (parent versus f1) to 0.972 (f1 versus f2), as revealed by rapd. estimating genetic relationships and differences generated by both markers could be moderately clarified by the product number of pcr, the number of bands, and coverage along the genome with the association of agromorphological traits. the current research could provide information on the morphological and molecular characteristics of faba beans chocolate spot disease. intervarietal hybridization (resistant and susceptible) is still considered one of the most promising methods for obtaining germplasm with resistance and high yield. 19 13 20 3 10 12 18 4 7 14 15 5 1 2 9 11 6 8 16 17 0.650.700.750.800.850.900.951 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0 o pa 764 0 o pa 735 0 o pa 786 0 o pa 730 0 o pa 17 -3 90 o pa 17 -9 20 o pa 17 -4 90 o pa 10 -3 60 o pa 10 -3 10 o pa 783 0 o pg 20 -3 20 o pg 19 -6 50 o pg 19 -7 30 o pg 19 -2 60 is sr 335 0 is sr 329 0 is sr 575 0 is sr 376 0 is sr 373 0 is sr 553 0 log 10 no. of pods per plants no. of seeds per plants 100-seed weight chocolate spot days to flowering plant height figure 3. dendrogram tree constructed using upgma according to jaccard similarity. cluster analysis based on rapd and issr markers; (1)-p1,(2)-p2, (3)-p3, (4)-p4, “six f1” (5)-p1xp2, (6)-p1xp3, (7)-p1xp4, (8)-p2xp3, (9)-p2xp4, (10)-p3xp4, “ten f2” (11)-p1xp2, (12)-p1xp3 (r), (13)-p1xp3 (s) (14)-p1xp4 (r), (15)-p1xp4 (s) (16)-p2xp3 (r), (17)-p2xp3 (s), (18)-p2xp4 (r), (19)-p2xp4 (s) and (20)-p3xp4 (s×s)”. figure 4. association analysis. trait-marker association was achieved through f-test analysis. power marker software v3.0 was used and markers with high p-value (p>0.01) were selected in the association analysis. x and y axes refer to -log p values and the name of primers associated with certain traits. 195heiba, mahgoub, mahmoud, ibrahim, and badr mahdy: genetic improvement of faba bean (vicia faba l.) genotypes selected for resistance to chocolate spot disease acknowledgments we deeply acknowledge dr. mohamed hamdy dawood, professor of genetics, faculty of agriculture, al-azhar university, for help in writing and completing this study. we also express gratitude to dr. shafiq i. darweesh, ageri, assistant professor of genome mapping, agricultural genetic engineering research institute (ageri), agricultural research center (arc), for his help in conducting the molecular section. we acknowledge and appreciate the comments of the reviewers and technical editors of the journal. conflict of interest statement the authors declare that there is no conf lict of interest regarding the publication of this article. author’s contributions em, mi, am, and heh designed the experiments. heh, em, and mi carried out the formal analysis. mi and heh provided all resources. em, mi, and am oversaw and led the research activity and execution. all authors wrote the original draft. em, heh, and embm authorized, edited, and reviewed the manuscript. literature cited abdalla, m. m. f., shafik, m. m., attia, s. m., & ghannam, h. a. 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education, science, and technology of roraima (brazil). 5 national university of agriculture (honduras). * corresponding author: cabanto@iiap.gob.pe agronomía colombiana 40(1), 3-11, 2022 abstract resumen camu-camu (myrciaria dubia), a fruit from the amazon region, has received attention due to its high content of antioxidant compounds such as ascorbic acid and polyphenols. this study’s objective was to select camu-camu clones according to their morphological characteristic using multivariate analyses. we evaluated 56 camu-camu clones distributed in three blocks with two plants per experimental plot. the variables measured were plant height (h), number of basal branches (nbb), number of terminal buds (ntb), basal stem diameter (bsd), chlorophylls a (chl a) and b (chl b), and total chlorophyll (chl a + b). principal component (pca) and multivariate clustering analyses were performed using the average linkage mean and mahalanobis distance algorithms. after 24 months, results showed that the characteristic that least contributed to clone selection was nbb. the plant height (h), number of terminal buds (ntb), basal stem diameter (bsd), chlorophylls a (chl a) and b (chl b), and total chlorophyll (chl a + b) had the most positive contribution towards the initial selection of camu-camu clones at two years of age. the 22 camu-camu clones showed the highest rate of vegetative development or vegetative quality index (vqi) in the transitional savanna/forest area of the northern amazon, brazil, after two years of transplanting. el camu-camu (myrciaria dubia) es una fruta de la región amazónica que ha recibido atención debido a su alto contenido de compuestos antioxidantes, como el ácido ascórbico y los polifenoles. el objetivo del estudio fue seleccionar clones de camu-camu según sus características morfológicas mediante análisis multivariados. se evaluaron 56 clones de camu-camu distribuidos en tres bloques con dos plantas por parcela experimental. las variables medidas fueron altura de la planta (h), número de ramas basales (nrb), número de brotes terminales (nbt), diámetro basal del tallo (dt), clorofila a (chl a) y b (chl b) y clorofila total (chl a + b). los análisis de agrupamiento de componentes principales (pca) y multivariados se realizaron utilizando la media de enlace y los algoritmos de distancia de mahalanobis. después de 24 meses, los resultados mostraron que la característica que menos contribuyó a la selección del clon fue el nrb. la altura de la planta, número de ramas basales (nrb), diámetro basal del tallo (dbt), clorofila a (chl a) y b (chl b) y clorofila total (chl a + b) tuvieron la contribución más positiva hacia la selección inicial de clones de camu-camu a los dos años de edad. veintidós clones de camu-camu presentaron la mayor tasa de desarrollo vegetativo o índice de calidad de la vegetación (icv) en la sabana de transición/área forestal del norte del amazonas, brasil, después de dos años de trasplante. key words: clonal tests, domestication, genetic improvement, camu-camu, native fruit. palabras clave: pruebas clonales, domesticación, mejoramiento genético, camu-camu, fruta nativa. selection of myrciaria dubia clones under conditions of the savanna/ forest transition of roraima through multivariate analysis selección de clones de myrciaria dubia en condiciones de transición sabana/bosque en roraima mediante análisis multivariado roberto tadashi sakazaki1, edvan alves chagas2, carlos abanto-rodríguez3*, pollyana cardoso chagas1, maria da conceição rocha de araujo1, joão luiz lopes monteiro neto1, maria luiza grigio1, luiz guilherme carvalho zborowski1, raphael henrique da silva siqueira4, and jorge zamir erazo amaya5 introduction camu-camu (myrciaria dubia (kunth) mcvaugh) is a perennial species native to the amazon basin that stands out for having high concentrations of vitamin c (7.36 g/100 g of pulp) (chagas et al., 2015) and other antioxidant compounds, such as ellagic acids, ellagitannins, proanthocyanidins, epicatechin, catechin, delphinidin 3-glucoside, cyanidin 3-glucoside, and rutin (chirinos et al., 2010; fracassetti et al., 2013; fidelis et al., 2020). the pulp can be processed into carbonated drinks, concentrated juices, vinegar, ice cream, candies, pills, energy drinks, creams, https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n1.100319 4 agron. colomb. 40(1) 2022 colognes, among others (yuyama et al., 2011; grigio et al., 2021). due to the importance of the species, the brazilian agricultural research corporation, in partnership with the federal university of roraima, has been conducting studies on prospection, selection, collection, cloning, and clonality testing with the purpose of domestication, conservation, and cultivation of the species in ecosystems other than their natural habitat. the search for quality genetic material has been challenging for researchers due to the significant genetic variability of wild populations caused by pollination, with 91% allogamy and 9% autogamy, giving rise to extensive heterogeneity in the agronomic characteristics of interest in production (vásquez, 2000). recommendations suggest working with an adequate number of genetic materials to avoid the reduction of variability that may lead to future problems of vulnerability to pests and diseases. assessing the plant initial developmental characteristics allows us to determine the growth efficiency and the plant ability to adapt to environmental conditions. however, in most cases, selection based on one or a few characteristics may be inadequate since it must be carried out with superior products selected using several morphological characters (costa et al., 2005; faleiro & junqueira, 2011). thus, the isolated evaluation of growth characters cannot be accepted for assigning a quality index or merit selection, confirmation, or recommendation of quality clones. similarly, according to ventura et al. (2012), it is difficult to define which characteristics should be evaluated for the improvement programs. therefore, the authors suggest using multivariate analysis techniques to determine possible correlations and, thus, identify those responsible for most of the total variation observed. these techniques are useful for evaluating individuals in several aspects, providing a holistic view of each genotype (cruz et al., 2012). another technique used is grouping analysis that aims to gather and classify the genotypes in several groups, following some similarity or dissimilarity criteria based on morphological and agronomic characters (araújo et al., 2002; alves et al., 2003; martel et al., 2003). the objective of this research was to select camu-camu clones with superior initial development using multivariate techniques at two years of planting under savanna/forest transition conditions of roraima, northern amazon. materials and methods the research was conducted at the “serra da prata” experimental field of the brazilian agricultural research company, embrapa-rr, located in the municipality of mucajaí, at 60º58’40” w and 2º23’49” n, representative of the savanna/forest transition area of the state of roraima. historically, the site had been fallowed for four years, with a monthly clearing of spontaneous vegetation. according to the köppen classification system, the climate is am type, with a short dry season. the longest rainy season is from may to july, while the shortest is from october to march, with an annual average of 1,844 mm (mourão et al., 2003). we used 56 camu-camu clones from 11 native populations characterized and selected from december 2014 to april 2015 by chagas et al. (2015). the clones were produced by rooting piles in sub-irrigation chambers, following the method described by abanto et al. (2014). after 12 months, when the clones had an average height of 80 cm, they were transplanted to the experimental field (june 2016). the clones used were: 1) ab-04; 2) ab-05; 3) ab-06; 4) ab-07; 5) ab-08; 6) abu-01; 7) abu-02; 8) at-03; 9) at07; 10) at-08; 11) at-10; 12) at-13; 13) bq-03; 14) bq-04; 15) bq-12; 16) bq-18; 17) bq-26; 18) bq-27; 19) bq-28; 20) bq-29; 21) bq-32; 22) ev-06; 23) ev-07; 24) ev-09; 25) ev-10; 26) iab-01; 27) iab-02; 28) iab-04; 29) iab-05; 30) iab-06; 31) iab-07; 32) lm-08; 33) lm-26; 34) lm-27; 35) lm-29; 36) lm-30; 37) lm-31; 38) lm-39; 39) lm-47; 40) lr-03; 41) lr-04; 42) lr-05; 43) lr-11; 44) lr-12; 45) mu-06; 46) mu-11; 47) mu-16; 48) mu-17; 49) rq-04; 50) rq-11; 51) rq-14; 52) rur-01; 53) rur-02; 54) rur-03; 55) rur-04, and 56) rur-05. the area chosen for the clonality test was 5,040 m2. before the crop was established, the area was cleared, plowed, and gridded so that all the vegetal biomass remaining in the superficial layer of the soil was incorporated. the level of soil fertility was very low, with a low sum of basic exchangeable cations (s) ranging from 0.1 to 0.8 cmolc kg -1 of soil; the cation exchange capacity (cec) was lower than 2.1 cmolc kg-1 of soil; the low base saturation ranged from 7% to 46%, and the aluminum saturation was greater than 50% in most profiles (rodrigues et al., 2000). therefore, 1,600 kg ha-1 of dolomitic limestone was applied of which 1,550 kg ha-1 was applied to the set, and 50 kg ha-1 was applied to the pits (150 g/plant). the pits were opened with dimensions of 0.40 m x 0.40 m and received 150 g dolomitic limestone 30 d 5sakazaki, chagas, abanto-rodríguez, chagas, araujo, neto, grigio, zborowski, siqueira, and erazo amaya: selection of myrciaria dubia clones under conditions of the savanna/forest transition of roraima through multivariate analysis before transplanting. at the time of transplanting, 67 g of urea, 110 g of super triple fertilizer, 103 g of kcl, and 10 g of slow release micronutrient (fte br-12®, nutriplant, brazil) were applied per pit. in the second year of cultivation, 111 g of urea, 122 g of super triple, and 121 g of kcl were applied. drip irrigation was used; the emitters had a f low rate of 3.4 l h-1 with a 50 cm spacing. a rain bird® controller (rain bird, azusa, ca, usa) automatically activated the irrigation system. weed control was performed using a brushcutter, manually in the planting rows and attached to a tractor between rows. the camu-camu clones were transplanted at 5 m x 3 m spacing (5 m between rows and 3 m between plants), arranged in a random block delineation with three blocks and two plants per experimental unit. the evaluation of the vegetative characteristics was carried out 12 months after planting. the variables measured were as follow: plant height [h (m)], number of basal branches (nbb), number of terminal buds (ntb), basal stem diameter [bsd (mm)], contents of chlorophyll a (chl a) and b (chl b), and total chlorophyll (chl a + b). chlorophyll a and b were determined with the falker clofilog® chlorophyllometer. the measurement was made on 6 leaves from the middle part of the main branch of all the clones; the measurement was not performed on the leaves of the apical and basal part of the branch. principal component analysis was performed (pca) and conglomerate (cluster) analyses based on mahalanobis genetic distance (d2), both performed using infostat software (di-rienzo, 2008). additionally, the vegetative quality index (vqi) of the camu-camu clones was determined using the joint analysis of h, ntb, bsd, and chl a. the reference parameters were adopted from those reported by abanto et al. (2011) and abanto-rodríguez et al. (2016). for h, 2.96 m was used as a reference; for ntb, a value of 70 was used; 30 mm for bsd; and 37.15 for chl a content. the analysis of vqi was an adaptation of the methods proposed by karlen and stott (1994), islam and weil (2000), melo filho et al. (2007), and freitas et al. (2012) for the determination of the soil quality index (sqi). vqi consists of the differences between the evaluated attributes at initial development compared with the baseline of the quality reference attributes existing in the literature that were then calculated and expressed as the means of the individual value deviations for each attribute. the overall mean of each vegetative development attribute’s deviations represents its deterioration from the reference (freitas et al., 2012). vqi was calculated in two steps, according to equations 1 and 2, qv =  w1–k1  +  w2–k2  +  w3–k3  +  wn–kn  (1)k1 k2 k3 kn n vqi = 1 – (qvq) (2) where qv refers to the mean of the deviation of the indicators of each attribute from the reference attributes present in literature; w refers to the value of the indicator measured in the systems under study; k refers to the value of the indicator measured in the reference system; n is the number of indicators that compose each set of attributes that in this study is 4; and qvq is the mean of the deviations of the morphological characteristics of plants. results and discussion principal component analysis (pca) for the pca, we initially considered the seven characters evaluated for the 56 camu-camu clones. however, after the first analysis, we found that pc1 and pc2 represented 74% of the data total variability. therefore, seeking to improve the value of variability according to the criteria of cliff (1998), we chose to discard variables following the methods described by jolliffe (1972) and mardia et al. (1979). the criterion adopted for character discrimination was based on the correlation input (mardia et al., 1979), where characters with minimal correlation are discarded. thus, the nbb variable was discarded since it was minimally correlated with the other variables and principal components cp1 and cp2 (tab. 1). after discarding nbb, a new pca was performed. table 2 explains the total variance for all the principal components generated. the variance associated with each principal component was different and decreasing. the first principal component (pc1) accounted for 68.0%, while the second component (pc2) accounted for 18.2% of the total variance, with a persistent downward trend until all the variability was distributed among the six principal components generated. thus, cp1 and cp2 represented 86.2% of the total data variability. 6 agron. colomb. 40(1) 2022 figure 1 shows a biplot with the two principal components explaining a significant proportion of the variability of the 56 camu-camu clones recorded data. the clones were scattered, demonstrating variability, although some were of the same origin. the first principal component (pc1) contributed 68.0% of the total variance while the second component (pc2) accounted for 18.2%, bringing the total variability to 86.2%, an acceptable value given that it surpasses the 70% threshold put forward in the criteria of cliff (1998). pc1 associated the clones of the branco river populations [água boinha (ab-07, ab-06), lago da morena (lm-47, lm-29), lago muçum (mu-17), bem querer (bq-04, bq-18, bq-26, bq-29, bq-28), açaí tuba (at-10, at-13, at-03), lago do rei (lr-03, lr-11, lr-05) and estirão do veado (ev-09)); mucajaí river [igarapé água boa (iab-01, iab-02, iab-07)], and quitauaú river [quitauaú (rq14)] with the variables that had the highest correlation coefficients. we infer that all these clones presented desirable results since they positively correlated with all variables associated with pc1. thus, the increase in the height of the camu-camu plant caused an increase in the bsd as well as a greater number of secondary branches, allowing significant development of leaf area and, consequently, greater exposure to light, photosynthetic activity, and vigor, ref lected by the considerable content of chl a, b and chl a + b. accordingly, there were camu-camu clones that showed a differentiated response to the application of nitrogen fertilization, ref lected in the significant gains in chl a and b and chl a + b content. the lack of n absorption and low chl production by some camu-camu clones, possibly, led to inadequate utilization of sunlight for photoassimilate production that may have considerably limited development (larcher, 2004). similar observations were made by colodetti et al. (2014), who reported that the significant genetic variability of coffee (coffea canephora) allowed for the identification of genotypes with a greater capacity to use nutrients under different soil conditions. the principal component pc2 explained 18.2% of the total variance (fig. 1), where ntb and bsd had a significant positive contribution, associating with clones from branco river [lago da morena (lm-26), água boinha (ab-04, ab-05), lago muçum (mu-11, mu-16), lago da morena (lm-39), bem querer (bq-12), açaí tuba (at-13)], and mucajaí river [igarapé água boa (iab-05)]. table 1. correlation matrix of original core variables and principal components of vegetative development of clones from different populations of transplanted camu-camu in the savanna/forest area of the northern amazon, brazil, 2018. variables component cp 1 cp 2 plant height 0.82 0.09 number of basal branches -0.11 0.16 number of terminal buds 0.65 0.65 basal stem diameter 0.79 0.52 chlorophyll a 0.9 -0.22 chlorophyll b 0.83 -0.44 total chlorophyll 0.92 -0.36 % variance 58.00 16.00 cumulative % variance 58.00 74.00 cophenetic correlation=0.92. table 2. core values and proportion of variance explained by pca analysis of vegetative development characters of camu-camu clones of different populations. principal componentes core values the proportion of total variance absolute (%) cumulative (%) 1 4.08 0.68 0.68 2 1.09 0.182 0.862 3 0.43 0.07 0.93 4 0.23 0.04 0.97 5 0.17 0.03 1.00 6 0.00 0.00 1.00 the distribution of coefficients in the principal components (tab. 3) indicated that h, ntb, bsd, chl a and b, and chl a + b had the most positive contribution to cp1 with adequate correlation levels; therefore, these variables were the most responsive to camu-camu clone selection. however, the variables contributing positively to the principal component 2 (pc2) were ntb and bsd. table 3. correlation matrix of the original core variables and principal components of vegetative development of camu-camu clones from different populations transplanted for clonality testing. variables component cp 1 cp 2 plant height 0.82 0.09 number of terminal buds 0.65 0.65 basal stem diameter 0.79 0.52 chlorophyll a 0.90 -0.22 chlorophyll b 0.84 -0.45 total chlorophyll 0.92 -0.37 % variance 68.0 18.0 % cumulative variance 68.0 86.0 cophenetic correlation=0.923. 7sakazaki, chagas, abanto-rodríguez, chagas, araujo, neto, grigio, zborowski, siqueira, and erazo amaya: selection of myrciaria dubia clones under conditions of the savanna/forest transition of roraima through multivariate analysis hierarchical cluster analysis the cluster analysis of the 56 camu-camu clones (fig. 2) distinguished 13 clone groups according to the dissimilarity of the vegetative characteristics assessed during the first two years after transplantation. in this analysis, the dendrogram’s cut-off point was assumed to be a genetic dissimilarity of 1.85 (50%) among all the clones evaluated. thus, using the six characteristics of initial development as dissimilarity patterns, we have the formation of two larger groups, groups g8 and g9. the largest group (g9) comprised 20 clones (from lm-27 to ab-05, not in sequential order), that is, 35.7% of all clones that came from the branco river [lago da morena (lm-07, lm-08, lm-30, and lm-39), bem querer (bq-03, bq-12, and bq-27), estirão veado (ev-06 and ev-10), lago muçum (mu-06), açaí tuba (at-03, at-07, and at-08), água boinha (ab-05 and ab-06), lago do rei (lr-04)]; mucajaí river [igarapé água boa (iab-04 and iab-06)], and urubú river [urubú (rur-03 and rur-04)]. the second group (g8) consisted of 15 clones (from rq11 to ab-06, not in sequential order), representing 26.8% of the clones evaluated, coming from the following rivers and populations: quiatuaú river [quiatuaú (rq-11 and rq-14)], urubú river [urubú (rur-01)], unimirim river [água boa (abu-02)], and branco river [bem querer (bq-04), bq-18, bq-26, bq-28, and bq-29), good water (ab-07 and ab-06), lago do rei (lr-05 and lr-11), lago da morena (lm-31), and lago muçum (mu-17). this group was formed by eleven clones of the branco river population, two clones of the quitauaú river, and one clone of the unimirim and urubú rivers. thus, the g8 and g9 contained 35 of the 56 clones (62.5%). the larger groups represent materials whose dissimilarity could not be identified. group 12 (g12) consisted of six clones from the branco river and the following populations: lago muçum (mu-11 and mu-16), lago da morena (lm-29 and lm-47), lago do rei (lr-03), and açaí tuba (at-13)). group 6 (g6) was formed by three clones from the following rivers and populations: mucajaí river [igarapé água boa (iab-01 and iab-02)], and branco river [açaí tuba (at-10)]. it should be noted that this group had two clones from the mucajaí river and one from the branco river. group 3 (g3) was formed by two clones from the rivers and populations of the urubú [urubú (rur-04)] and branco rivers [lago da morena do rei (lr-12)]. group 4 (g4) was formed by clones from the urubú [urubú (rur05)] and unimirim [agua boa (abu-01)] rivers, and group 13 (g13) by clones from the branco [agua boinha (ab-04)] and mucajaí [igarapé água boa (iab-05)] rivers. finally, groups g1, g2, g5, g7, g10, and g11 were formed in isolation by a clone each from the rivers and populations of the branco river [estirão do veado (ev-07)]; quitauaú river [quitauaú (rq-04)]; branco river [estirão do veado (ev-09)]; branco river [bem querer (bq-32)]; mucajaí river [igarapé água boa (iab-07)] and branco river [lago da morena (lm-26)], respectively. bsd h chl a + b chl a chl b rur-02 rur-05 rur-01 abu-01 at-07 ab-08 ab-04 ab-05 iab-05 lm-26 lr-04 iab-01 iab-06 ab-06 ab-07 lm-27 lm-31 ev-10 ev-07 bq-27 rq-04 rq-11 bq-18 bq-26 bq-29 bq-04 at-13 at-03 at-10 bsd h chl a + b chl a chl b rur-02 rur-05 rur-01 abu-01 at-07 ab-08 ab-04 ab-05 iab-05 lm-26 lr-04 iab-01 iab-06 ab-06 ab-07 lm-27 lm-31 ev-10 ev-07 bq-27 rq-04 rq-11 bq-18 bq-26 bq-29 bq-04 at-13 at-03 at-10 c p 2 ( 18 .2 % ) cp 1 (68.0%) -7.00 -3.50 0.00 3.50 7.00 -8.00 -4.00 4.000.00 8.00 figure 1. distribution of clone variables from different populations of transplanted myrciaria dubia in a clonality trial in the transitional savanna/ forest area of the northern amazon. plant height (h), number of terminal buds (ntb), basal stem diameter (bsd), chlorophylls a (chl a) and b (chl b), and total chlorophyll (chl a + b). 8 agron. colomb. 40(1) 2022 these results confirm the existence of variability in the genotypes evaluated based on all the characteristics evaluated together. similar results were obtained by yokomizo et al. (2017) when determining the genetic diversity among the progeny of açai plants from anajás, pará, brazil. this diversity collection occurs due to obtaining materials from native populations (yokomizo et al., 2017). thus, the presence of genetic variability could be explored in genetic improvement programs to obtain superior genetic combinations and eventually be used in future controlled g4 g3 g1 g2 g6 g7 g8 g9 g1 g1 g1 g1 g5 g4 g3 g1 g2 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g5 0.46 1.16 1.85 2.54 3.23 ev-07 rq-04 rur-02 lr-12 rur-05 abu-01 ev-09 iab-02 iab-01 at-10 bq-32 rq-11 rur-01 abu-02 ab-07 bq-04 rq-14 bq-29 bq-28 ab-06 bq-18 lr-11 bq-26 lm-31 mu-17 lr-05 bq-12 lm-27 lm-30 bq-03 rur-04 rur-03 ev-10 iab-04 bq-27 mu-06 at-08 at-07 ab-08 iab-06 lr-04 at-03 ev-06 lm-39 ab-05 iab-07 lm-26 mu-16 lm-47 lr-03 lm-29 mu-11 at-13 iab-05 ab-04 lm-08 figure 2. classification dendrogram based on the initial development characteristics of the 56 clones of the different myrciaria dubia populations transplanted in a clonality test using the average linkage mean and mahalanobis distance algorithm (cophenetic correlation=0.702). 9sakazaki, chagas, abanto-rodríguez, chagas, araujo, neto, grigio, zborowski, siqueira, and erazo amaya: selection of myrciaria dubia clones under conditions of the savanna/forest transition of roraima through multivariate analysis crossings avoiding the use of clones belonging to the same group. souza et al. (2010) reported that estimating genetic distances between clones is essential; from our results, it is possible to suggest crosses or follow up potential crosses to explore hybrid vigor between progenies. souza et al. (2010) and cruz et al. (2011) highlight that the dissimilarity analysis (distance) allows evaluating possible redundancies in a set of individuals. however, crosses between more distant individuals make it possible to uncover greater segregation in future improvement cycles and, therefore, enrich their genetic basis. the cophenetic correlation in the present study was 0.702, indicating that the groups formed are reliable. alvarado et al. (2016) obtains similar results, working with the agronomic characterization of 95 coffee accesses, and santos et al. (2014), reports a 0.69 cophenetic correlation in a group analysis of cupuaçu plant clones. cruz et al. (2011) indicate that the estimated coefficients range from zero to one, and the higher the value obtained for this coefficient, the higher the representativity of the dendrogram in relation to the genetic distance matrix. vegetative quality indices (vqi) figure 3 shows the clones with the highest vqi, resulting from the joint analysis of the initial development variables evaluated in the first two years of age. in this type of analysis, the position in order of merit can be determined more precisely according to all the evaluated attributes. thus, clones with higher vqi were from the following rivers and populations in descending order: branco river [água boinha (ab-05)]; mucajaí river [igarapé água boa (iab-05)]; branco river [lago muçum (mu-11), bem querer (bq-04), lago da morena (lm-26), açaí tuba (at-10), estirão do veado (ev-06), lago do rei (lr-04), água boinha (ab-06), lago da morena (lm-29), água boinha (ab-04), and açaí tuba [(at-13), (at03)]; lago da morena (lm-39); lago do rei [(lr-03, lr-11, and lr-05)]; lago muçum (mu16); bem querer (bq-12); mucajaí river [igarapé água boa (iab-06)]; branco river [bem querer (bq-29)]; lago da morena (lm-47)]. the clones with the smallest vqi were: rur-05, rur-02 and abu-01, belonging to the rivers and populations of the urubú (urubú) and unimirim rivers (água boa). clone iqv 0.870.750.630.510.39 ab-05 iab-05 mu-11 bq-04 lm-26 at-10 ev-06 lr-04 ab-06 lm-29 ab-04 at-13 at-03 lm-39 lr-03 lr-11 lr-05 mu-16 bq-12 iab-06 bq-29 lm-47 iab-01 lm-27 bq-03 ev-09 iab-07 ev-07 mu-17 bq-32 at-08 iab-02 rq-14 lm-30 bq-26 mu-06 bq-28 bq-27 ab-07 rur-03 bq-18 rq-11 lm-31 abu-02 at-07 iab-04 lm-08 rur-04 lr-12 ab-08 ev-10 rur-01 rq-04 rur-05 abu-01 rur-02 figure 3. vegetative quality index (vqi) of 56 myrciaria dubia clones according to initial developmental characteristics in the first two years of transplanting. 10 agron. colomb. 40(1) 2022 conclusions plant height, number of terminal buds, basal stem diameter, chlorophylls a and b, and total chlorophyll contributed the most to the camu-camu clone selection in the savanna/forest area of the northern amazon, brazil. we verified that 22 clones of camu-camu were better adapted to soil conditions out of the f loodplain. in this sense, this study represents a great advance for the domestication of the species, since there are more clones available to be included in the camu-camu genetic improvement program of the brazilian agricultural research corporation-embrapa roraima. acknowledgments we thank the graduate program in agronomy-posagro at ufrr and the brazilian agricultural research corporation (embrapa) for the logistics for research development and the coordination for the improvement of higher education personnel (capes) for the scholarship of the first author. conflict of interest statement the authors declare that there is no conf lict of interest regarding the publication of this article. author’s contributions rts, eac and pcc formulated the overarching research goals and aims, mcra and mlg carried out activities to annotate draft data and maintain research data for initial use and later re-use. jllmn, rhss and car applied statistical, mathematical, computational, and other formal techniques to analyse study data, lgcz and jzea conducted the research process, specifically performing the experiments or data/evidence collection. all authors reviewed the manuscript. literature cited abanto, c., sánchez choy, j., saldaña, w., paifa, m., & chagas, e. a. 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“b” del sistema nacional de indexación de publicaciones científicas y tecnológicas colombianas –publindex– de colciencias. en efecto, la presente edición pone a disposición de los lectores un fascículo más abundante que incluye 20 artículos, el doble de material de las revistas anteriores. gracias a la labor colectiva del comité editorial, el editor y el asesor editorial respecto de la gestión interna de los artículos, la actualización de los estándares de publicación y las mejoras en el diseño, la revista ha adquirido mayor confiabilidad y rigor, además de un aspecto cada vez más profesional. por otro lado, la puntualidad de su aparición garantiza la actualidad de los resultados publicados, mientras el trabajo concienzudo de los árbitros evaluadores establece un alto nivel en la calidad científica de los artículos. el proceso de optimización que ha experimentado la publicación en los últimos tres fascículos forma parte de un propósito de mejoramiento continuo que implica la búsqueda de una presentación clara y concreta de los textos, las figuras y las tablas. por estas razones, cada vez más investigadores del sector agrario y áreas afines escogen esta revista para publicar el producto final de proyectos de investigación desarrollados en universidades y otras instituciones colombianas en los niveles de maestría y doctorado. aparte del aumento del volumen de este fascículo que, estamos seguros podremos mantener en próximas ediciones, queremos compartir con autores, evaluadores y lectores la buena noticia recibida en junio de 2005 sobre la reclasificación de agronomía colombiana en la categoría “b” del sistema nacional de indexación de publicaciones científicas y tecnológicas colombianas de colciencias, que demuestra el cumplimiento de nuestro compromiso de presentar una revista agrícola de alto nivel científico que cumple con los estándares nacionales e internacionales exigidos para este tipo de publicaciones. además de este importante aval en el orden nacional, los resúmenes de todos los artículos de la revista aparecen en importantes sistemas de documentación e información como cab abstracts y agris (fao). el ascenso al nivel “b” de publindex fue posible gracias a la calidad de los artículos, a las exigentes y oportunas evaluaciones y recomendaciones de los árbitros y, sobre todo, al trabajo eficiente del comité editorial que está compuesto por cinco representantes de entidades externas de la universidad nacional de colombia y cuatro profesores de la facultad de agronomía, sede bogotá. a partir de este fascículo, y debido al mayor número de artículos aprobados, éstos se han ordenado en siete secciones que facilitan al lector encontrar los temas de sus áreas de interés: 1. fitomejoramiento, recursos genéticos y biología molecular, 2. propagación y cultivos de tejidos, 3. fisiología de cultivos, 4. protección de cultivos, 5. fisiología y tecnología poscosecha, 6. suelos, fertilización y manejo de aguas, y 7. economía y desarrollo rural. la sección con el mayor número de los artículos es la de “fitomejoramiento, recursos genéticos y biología molecular”, que refleja la dinámica e importancia de estas áreas temáticas para el desarrollo del conocimiento agrícola colombiano. en los cinco artículos de esta sección predomina el reporte de investigaciones sobre caracterización molecular o morfológica de genotipos de maíz, papa y palma de aceite, que buscan mejores rendimientos agronómicos, industriales o nutritivos. en el apartado de “propagación y cultivos de tejidos” se describe la inducción de organogénesis indirecta en segmentos de hipocotilo de la especie arbórea abarco (cariniana pyriformis) y, en el caso de la uchuva, se caracterizan dos especies desde el punto de vista palinológico y se estudia su viabilidad polínica. la sección de “fisiología de cultivos” se dedica, principalmente, al efecto de diferentes factores agroecológicos sobre las plantas cultivadas; en el caso de la papa criolla se logró estimar la intercepción de la radiación solar en tres diferentes pisos térmicos, encontrando que en altitudes >2.800 m.s.n.m., es posible que la planta se sature rápidamente por efectos lumínicos. dos estudios en invernadero investigaron el crecimiento y la distribución de materia seca bajo crecientes concentraciones de nacl en la fresa y el rajado del fruto de uchuva bajo concentraciones deficientes de calcio y boro. bajo la sección “protección de cultivos” se reportan los resultados del control biológico in vitro de meloidogyne javanica, plaga del cultivo de crisantemo, usando editorial agronomía colombiana, 2005. 23 (1): 6 para ello los hongos arthrobotrys sp. y paecilomyces sp. relacionado con la incidencia de la mosca de la fruta se identificaron y localizaron geográficamente especies del género anastrepha schiner (diptera: tephritidae) en 22 municipios de cundinamarca. así mismo, se evaluó el daño en tubérculo causado por la polilla guatemalteca (tecia solanivora povolny) en 60 genotipos de la especie solanum phureja bajo condiciones de laboratorio. en el área de “fisiología y tecnología poscosecha” se presenta una metodología en la cual aplicaciones de cacl 2 aumentaron la vida en poscosecha de la feijoa ‘quimba’. de los cuatro trabajos del apartado “suelos, fertilización y manejo de aguas”, dos se dedican a los suelos sulfatados ácidos en boyacá: en el primero, a través de enmiendas con 12,5 t· ha-1 de ca(oh) 2 y 10 t· ha-1 de gallinaza, se obtuvieron las mejores respuestas en la recuperación y manejo de estos suelos. en el segundo, se estudió la génesis de los suelos sulfatados ácidos ubicados en el valle fluvio-lacustre de la cuenca alta del río chicamocha, que se determinó mediante la oxidorreducción del hierro y azufre, procesos que promueven la extrema acidificación y modificación de las características fisicoquímicas del medio. en el municipio de caldono (cauca) se caracterizó la calidad de suelos a partir del conocimiento de los agricultores, encontrando como ‘tierra buena’ aquella que presenta mejores condiciones del horizonte superficial. con referencia al mejor sustrato de turba para la propagación de la albahaca, se encontró una menor pérdida de agua en la turba 100% rubia de origen canadiense, mientras que la mejor respuesta en cuanto la germinación, el crecimiento y el desarrollo de plantas, se logró con la turba en mezcla 60% rubia y 40% negra de origen alemán. finalmente, en la sección de “economía y desarrollo rural”, se exploró primero el grado de acogida y aceptación de flores tropicales por parte de algunos mercados seleccionados, con miras a encontrar segmentos que den viabilidad económica a una propuesta de producción de especies ornamentales de clima cálido. en un estudio sobre las características de la pedagogía y la educación virtual en un programa de extensión rural se investiga el papel de la internet como instrumento que posibilita superar condiciones limitantes de tiempo y lugar en la transmisión de conocimientos. esta corta reseña, que informa acerca de los trabajos publicados en este ejemplar de la revista agronomía colombina, muestra el dinamismo y avance científico y tecnológico de los equipos de investigación vinculados a las diferentes universidades y centros de investigación, que constituyen la fuente principal de la producción de excelentes artículos de interés para la comunidad científica y los sectores comprometidos con la innovación agrícola y agroindustrial. gerhard fischer director comité editorial agronomía 22-2 final.indd evaluación de técnicas de aplicación de steinernema carpocapsae (rhabditida: steinernematidae) para el control del barrenador gigante de la palma cyparissius daedalus cramer en los llanos orientales de colombia assessing application techniques of steinernema carpocapsae (rhabditida: steinernematidae) for controlling the giant borer of african palm cyparissius daedalus cramer on colombia’s eastern plains luz dary ayala1, hugo calvache2 y fabio r. leiva3 abstract: cyparisius daedalus has become a pest in african palm (elaeis guinnesis j.) plantations on colombia’s eastern plains. it is currently controlled by releasing s. carpocapsae using a garden wateringcan. although such approach is considered effective in terms of control, it involves lengthy field application and high costs. the effect of jacto super 600, maruyama ms256 and royal cóndor commercial spraying equipment on steinernema carpocapsae nematode mortality was thus compared with using a garden watering-can, measuring nematode mortality in different parts of each type of equipment. a splitplot design was employed, the main plot being for the spraying equipment and the subplot for samples. the garden watering-can caused minimum damage to nematodes (19% mortality) followed by maruyama (44%) and royal cóndor (58%). jacto equipment presented the highest nematode damage (68%) but high s. carpocapsae uniformity in the mixing tank indicating thorough mixing capability. the effectiveness of two field nematode release systems (infected insect larvae and water suspensions) for controlling c. daedalus in an african palm crop were assessed by using a completely randomised design, having 10 replications and 6 types of treatment (control treatment, garden watering-can, jacto super 600, maruyama ms256, royal cóndor and s. carpocapsae infected g. mellonella larvae). statistically significant differences were found between treatments regarding the absolute control. treatments which used sprayers did not reveal significant differences amongst them, which may suggest that the pathogenic ability of s. carporesumen: el barrenador gigante de la palma recientemente ha adquirido importancia económica en los llanos orientales colombianos. para su control se utiliza el nematodo entomoparásito s. carpocapsae, usando una regadera de jardín. este método se considera eficaz, pero el tiempo para la liberación en campo es considerable, elevando los costos de aplicación. consecuentemente, se evaluaron cuatro técnicas de aplicación, usando los equipos jacto súper 600®, maruyama ms256®, royal cóndor® y la regadera de jardín, para establecer la mortalidad de s. carpocapsae en diferentes partes de estos equipos: tanque de mezcla (tm), salida de bomba (sb), antes de boquilla (ab) y después de ésta, y a la salida del equipo (se). se utilizó un diseño de parcelas divididas (parcela principal: equipos; subparcelas: sitios de muestreo). la menor mortalidad del nematodo ocurrió con la regadera (19%), seguida de las encontradas con los equipos maruyama® (44%) y royal cóndor® (58%). por su parte, con el equipo jacto® se produjo el mayor daño (68%). no obstante, las mayores variaciones al comparar la cantidad de s. carpocapsae por muestra dentro de tm con respecto a la concentración inicial se encontraron con royal® y maruyama®, en tanto que las menores variaciones ocurrieron con la regadera de jardín y jacto®, indicando la eficiencia del sistema de agitación de este último y probablemente el efecto del tamaño pequeño del tanque de la regadera. posteriormente, se evaluó la eficacia de dos sistemas de liberación en campo (suspensiones acuosas vs. larvas de insectos infectadas) para controlar c. daedalus, utilizando un diseño completo al azar con 10 repeticiones y 6 tratamientos (testigo absoluto, regadera de jardín, jacto súper 600®, maruyama fecha de recepción: 25 de marzo de 2004. aceptado para publicación: 01 de diciembre de 2004. 1 ingeniera agrónoma, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 investigador, cenipalma, bogotá. 3 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: frleivab@unal.edu.co agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 119-127 ... ... agronomía colombiana 120 vol. 22 · no. 2 capsae was not significantly affected by the equipment and that nematodes remained alive until reaching the palm crown. nematode release using g. mellonella larvae presented the lowest c. daedalus control. the commercial sprayers assessed here showed increased field capacity when compared to the garden watering-can. application method affected nematode mortality and, in turn, control effectiveness. this work forms the basis for further research looking at technology for applying entomopathogenic nematodes when used against pests. key words: biological control, integrated pest management, entomology, mechanisation, plantation crops. ms256®, royal cóndor® y larvas de galleria mellonella infectadas con s. carpocapsae). el control de c. daedalus fue superior con los equipos de aspersión al compararlos con la liberación de larvas de g. mellonela. el estudio mostró que los equipos evaluados permiten reducir considerablemente el tiempo de aplicación por unidad de superficie y que la técnica de aplicación afecta la cantidad de s. carpocapsae vivos que alcanza la corona de la palma y por consiguiente su eficacia como bio-controlador. esta investigación es una referencia básica para estudios que integren control biológico con técnicas de aplicación. palabras clave: control biológico, manejo integrado de plagas, entomología, mecanización, cultivos de plantación. introducción el barrenador gigante de la palma cyparissius daedalus cramer (lepidóptera: castniidae) fue considerado plaga secundaria en las plantaciones de palma del oriente del país; pero a partir de 1998 cobró importancia debido al incremento acelerado de su población y al daño que causa tanto en la calidad y extracción del aceite, como en la producción de los racimos y de las palmas en general (calvache et al., 2000). el insecto barrena las espigas y genera pudriciones, comprometiendo total o parcialmente el racimo de acuerdo con el estado de desarrollo; luego dirige su ataque hacia el interior del estípite, dando como resultado palmas improductivas e incluso destruidas totalmente. por lo anterior, se está utilizando como alternativa de manejo el nematodo entomoparásito steinernema carpocapsae, dado que muestra un buen porcentaje de control en larvas, pupas y prepupas de c. daedalus, tanto en condiciones de laboratorio (7090%) como en campo (50-60%) (higuera, 2002). un limitante importante para el uso comercial de nematodos entomoparásitos es el método de liberación. se ha reportado la utilización de jeringas dosificadoras para s. feltie sobre larvas de tecia solanivora en cultivos de papa, conservando la integridad del nematodo en dosis de aplicación homogénea, pero sólo es recomendable en parcelas experimentales (corredor, 2002). jasson y scott (1994) encontraron alta eficiencia (65-80%) en el control del daño producido por cylas fornicarius en las raíces de la papa dulce, con dos métodos de liberación: suspensiones acuosas del nematodo y larvas de insectos infectadas con éste. así mismo, con una regadera de jardín y vaciando una suspensión de nematodos s. carpocapsae directamente sobre la corona de la palma, higuera (2002) encontró buenos porcentajes de control (50-60%) sobre diferentes estados de c. daedalus. este método, sin embargo, demanda alto uso de mano de obra y puede resultar costoso. a pesar de su importancia, la evaluación de los métodos de aplicación de control biológico de plagas ha recibido poca atención (gan-mor y matthews, 2003). en colombia, estudios conjuntos entre corpoica y la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia confirman la importancia de estas evaluaciones (garzón, 2004; jiménez, 2002). la literatura sobre evaluación de técnicas de aplicación usando nematodos entomoparásitos es particularmente escasa (mccoy et al., 2000; lello et al., 1996) y en nuestro medio resulta prácticamente desconocido el efecto de equipos convencionales para la aspersión de plaguicidas sobre la eficacia bio-controladora de los nematodos entomoparásitos. el presente trabajo se propuso encontrar técnicas eficientes de aplicación de s. carpocapsae para el control de c. daedalus, de relativamente alto rendimiento (ha∙día-1), fácil utilización y bajos costos. las hipótesis de trabajo fueron: i) las características de los equipos de aspersión afectan la población del nematodo entomoparásito; ii) las técnicas de aplicación afectan de manera diferencial la eficacia del nematodo en el control del insecto plaga. ayala et al.: evaluación de técnicas de aplicación... 1212004 materiales y métodos el trabajo se hizo durante el primer semestre del año 2002 en una plantación comercial de palma en el municipio de san martín (meta), llanos orientales de colombia. métodos el trabajo se dividió en tres fases: i) reactivación e incremento en la producción de nematodos; ii) calibración y evaluación de los equipos; iii) efectividad patogénica (aplicación en campo). en la tabla 1, se describen los equipos y materiales utilizados durante el estudio. i. reactivación e incremento en la producción de nematodos: se hicieron infecciones semanales de s. carpocapsae cepa dd136, sobre larvas de último instar de g. mellonella, utilizando cajas de petri con arena de río esterilizada. cada caja contenía 10 larvas de g. mellonella y 1.500 nematodos. la efectividad del nematodo se evaluó con base en la cantidad de larvas muertas después de 48 horas de estar expuestas a éste. tabla 1. equipos y materiales utilizados durante la evaluación de técnicas de aplicación del nematodo entomoparásito steinernema carpocapsae (rhabditida: steinernematidae) para el control del barrenador gigante de la palma. equipos de aplicación características regadera convencional de jardín tanque plástico con capacidad para 3 l; caudal de 69,8 ml·seg-1; sin sistema de agitación. jacto súper 600® nebulizadora neumática accionada por el toma de fuerza (tdf) del tractor; bomba centrífuga con descarga de 150 l·min-1; presión de trabajo 60 psi, tanque de 600 l, sistema de agitación mecánica. maruyama ms256® bomba de pistón accionada por motor a gasolina robin ny 15®; tanque con capacidad para 200 l; presión de trabajo 30 psi; sistema de agitación hidráulica; lanza capri rc-346e adaptada a un aguilón de 2,5 m de longitud; boquilla de cono hueco rc-350a151x. royal cóndor® fumigadora de espalda, con palanca; bomba hidráulica de pistón; presión de trabajo 19 psi; sin sistema de agitación; lanza capri rc-346e adaptada a un aguilón de 2,5 m de longitud; boquilla de cono hueco ref. rc-350a151x. otros materiales y equipos cepa dd-136 de s. carpocapsae perteneciente al centro de investigaciones en palma de aceite (cenipalma), obtenida de la universidad de florida (california). cría de g. mellonella; registros de producción de nematodos y g. mellonella; dietas para cría de g. mellonella las larvas de último instar de g. mellonella son utilizadas para la reproducción del nemátodo. tractor marca fendt no.2 turbo matic 75hp escalera extensible, palines, machetes, cronómetro estereoscopio, cajas de petri plásticas y de vidrio, tubos de ensayo, pipetas (0,5 y 10 ml), estufa y refrigerador, beakers ii. calibración y evaluación de los equipos: para la evaluación de los equipos regadera convencional de jardín, jacto®, maruyama® y royal cóndor®, se llenaron con agua corriente los tanques de mezcla según su capacidad y se estableció el tiempo promedio empleado por cada equipo para descargar 1 litro de agua (tabla 2). previamente, con los equipos jacto® y maruyama® se ajustaron las presiones de trabajo correspondientes. el efecto directo del equipo sobre los nematodos se evaluó mediante un diseño de parcelas divididas (parcelas principales: equipos de aspersión; subparcelas: sitios de muestreo). la mortalidad natural del organismo, antes del tanque de mezcla se establetabla 2. capacidad del tanque, presión de trabajo y tiempo promedio empleado por los equipos de aspersión para descargar 1 litro de suspensión acuosa de s. carpocapsae. equipo capacidad del tanque (l) presión de trabajo (psi) tiempo promedio (seg) regadera de jardín 3 -------14,3 ± 0,01 jacto super 600® 600 30,0 5,9 ± 0,47 maruyama ms256® 100 30,0 59,8 ± 2,49 royal cóndor® 20 18,9 148,9 ± 3,54 ció tomando para cada equipo 50.000 nematodos y adicionándolos en un litro de agua destilada estéril (ade). esta misma concentración se utilizó en los agronomía colombiana 122 vol. 22 · no. 2 tanques de mezcla de los equipos con agua corriente. probablemente el agua corriente utilizada no tuvo efecto letal significativo sobre los nematodos, tal y como se deduce de los resultados (presentados más adelante) al comparar la mortalidad de los nematodos en la muestra testigo con la del tanque de mezcla de la regadera de jardín. para determinar el efecto directo del equipo sobre los nematodos se hicieron dos evaluaciones en diferentes partes de los equipos. en la primera, se compararon las variables: cantidad de nematodos vivos (v), muertos sin daño físico aparente (msdf) y muertos con daño físico (mcdf) en el tanque de mezcla (tm) y a salida de del equipo (se); en la segunda, se compararon las mismas variables con los equipos maruyama® y royal cóndor® en tm, salida de bomba (sb), antes de boquilla (ab) y se. para el efecto, en cada sitio se tomaron 3 muestras de 50 cc cada una de la suspensión de nematodos (tabla 3). para el análisis estadístico, la variable v fue sometida a un análisis de covarianza, con el fin de eliminar el efecto de la covariable mortalidad natural (antes de tm). por su parte, las variables msdf y mcdf se sometieron a un análisis de varianza y prueba de comparación de promedios de bonferroni, utilizando el programa sas versión 8.0 (sas, 2000). esta prueba se usó puesto que permite encontrar diferencias entre pares de medias muy similares. iii. efectividad patogénica (aplicación en campo): con los equipos evaluados en la fase anterior se hizo la aplicación en campo, utilizando 500.000 nematodos por palma (nem∙pal-1) en suspensión acuosa, sobre 60 palmas adultas (edad 18 años) que presentaban síntomas característicos de ataque por c. daedalus. simultáneamente se hizo la liberación de nematodos por medio de larvas de g. mellonella infectadas con s. carpocapsae. se utilizó un diseño completamente al azar (dca) con 10 repeticiones y 6 tratamientos: testigo absoluto (0 nem∙pal-1), regadera de jardín (testigo relativo), jacto súper 600®, maruyama ms256®, royal cóndor ® y larvas de g. mellonella. las variables a evaluar fueron: total de larvas afectadas, total de pupas y prepupas afectadas y porcentaje de eficacia en el control de c. daedalus. la evaluación se hizo 14 días después de la liberación mediante muestreo destructivo de palmas, revisando las bases peciolares e inflorescencias presentes. igualmente, se determinó el número de larvas sanas, enfermas o muertas discriminadas por tamaño, y el número de prepupas y pupas sanas y muertas encontradas en cada uno de los niveles de la palma (tabla 4). tabla 3. sitios de muestreo para la determinación del porcentaje de mortalidad de s. carpocapsae con los equipos evaluados. equipos sitios de muestreo antes tanque de mezcla tanque de mezcla (tm) salida de bomba (sb) antes de boquilla (ab) salida del equipo (se) regadera de jardín x x x jacto súper 600® x x x maruyama ms256® x x x x x royal cóndor® x x x x x tabla 4. parámetros para la determinación del tamaño de larvas y ubicación de los diferentes estados de desarrollo de c. daedalus en la palma. tamaño ubicación pequeñas < 3 cm nivel 1: hojas 17 25 medianas 3 7 cm nivel 2: hojas 25 33 grandes > 7 cm nivel 3: hojas 33 41 la infección de g. mellonella con s. carpocapsae se llevó a cabo en laboratorio, colocándolas dentro de bolsas de tul (dos larvas por bolsa). posteriormente, en cada palma se pusieron 3 bolsas de tul, en la parte baja del pecíolo de las hojas, distribuyéndolas dentro de los niveles 1, 2 y 3 en la corona de la palma. la liberación se hizo ocho días después de la infección, en las horas de la tarde para evitar la desecación de las larvas antes de la emergencia de los nematodos. la evaluación de la eficacia en el control se hizo 14 días después de terminada la emergencia de los nematodos. para las variables total de larvas afectadas y total de pupas y prepupas afectadas se hizo un análisis de covarianza, siendo la covariable el total de larvas, prepupas y pupas encontradas en cada palma al momento de la evaluación. los resultados se sometieron a pruebas de contrastes ortogonales para identificar las diferencias entre tratamientos. para determinar el porcentaje de eficacia (mortalidad) se hizo un análisis de varianza y también pruebas de comparación de contrastes ortogonales. ayala et al.: evaluación de técnicas de aplicación... 1232004 resultados y discusión reactivación e incremento en la producción de nematodos la producción de s. carpocapsae obtenida durante los meses en que se desarrolló el trabajo mostró un aumento abrupto en los últimos meses (figura 1) debido al incremento en el pie de cría del insecto huésped, luego de la adquisición de un nuevo apiario (colmenas de abejas en las cuales galleria mellonella es plaga). el nematodo mostró una alta agresividad (>95%): de las 1.000 larvas de último instar de g. mellonella que fueron expuestas a la infección, 954 larvas fueron infectadas. la producción total alcanzada durante este periodo fue de 159.408.404 nematodos, dando un promedio por larva de 167.000 nematodos. esto indica un rango de producción óptima de nematodos (bustillo, 1976; ortiz et al., 1994; higuera, 2002). calibración y evaluación de equipos • comparación equipos de aspersión vs sitios de muestreo: tanque de mezcla (tm) y salida del equipo (se): en la primera parte de la segunda fase, la única variable que presentó diferencias estadísticas significativas fue la cantidad de nematodos vivos (v). según la prueba de comparación de bonferroni, hubo diferencias altamente significativas entre los equipos jacto® y royal cóndor® con respecto a la regadera de jardín (tabla 5), mostrando esta última los mejores resultados en cuanto a la supervivencia e integridad física de s. carpocapsae (tabla 6). con el equipo jacto®, v se redujo casi en 50% en tm con respecto a lo encontrado antes del tanque, y la mortalidad del entomoparásito se duplicó, indicando un posible efecto directo del sistema de agitación. probablemente la mortalidad de s. carpocapsae aumentó por el choque que estos sufren al ser expulsados contra las paredes del tanque, debido a la fuerza centrífuga generada durante la agitación y por los golpes de las aspas del propio agitador. la cantidad de nematodos vivos continuó disminuyendo en se, pero las mortalidafigura 1. producción de steinernema carpocapsae bajo condiciones de laboratorio, durante el período de ensayo a 25° c y 70% h.r. tabla 5. prueba de comparación de promedios de bonferroni (p<0.06) para la variable de respuesta cantidad de s. carpocapsae vivos (supervivencia) en el ensayo de calibración y evaluación de equipos. comparaciones g.l. valor t pr > t jacto vs maruyama 7 -1.86 0.1046 ns jacto vs regadera 7 -8.19 0.0001** jacto vs royal 7 -0.43 0.6768 ns maruyama vs regadera 7 -2.07 0.0770 ns maruyama vs royal 7 2.31 0.0545* royal vs regadera 7 7.69 0.0001** * diferencias significativas ** altamente significativas ns: no significativas. tabla 6. promedio de nematodos encontrados por sitio de muestreo luego de la evaluación de los equipos de aspersión utilizados para la liberación de s. carpocapsae. variables sitios de muestreo antes de tanque de mezcla tanque de mezcla (tm) salida del equipo (se) equipos v msdf mcdf v msdf mcdf v msdf mcdf regadera 2144 ± 182,3 a 233,3 ± 84,8 ab 0 a 1823 ± 223,4 a 229,3 ± 84,6 a 1 ± 0,80 a 1741 ± 187,8 a 147,8 ± 143,8 a 1,7 ± 1,20 a jacto super 600® 2302 ± 51,7 a 162,2 ± 61,2 b 0 a 1192 ± 59,4 b 405,0 ± 71,5 a 6,7 ± 6,23 a 750 ± 183,7 b 316,8 ± 42,4 a 10 ± 8,16 a maruyama ms256® 1446 ± 64,7 b 368,7 ± 30,2 a 0 a 744 ± 106,9 b 370,3 ± 145,2 a 12 ± 5,88 a 812 ± 10,46 b 297,6 ± 141,5 a 18 ± 3,55 a royal cóndor 1989 ± 183,7 a 228,7 ± 19,2 ab 0 a 727 ± 267,9 b 218,3 ± 218,3 a 10 ± 2,16 a 834 ± 229,47 b 368,4 ± 121,9 a 18,7 ± 9,17 a v: vivos. msdf: nemátodos muertos sin daño físico. mcdf: nemátodos muertos con daño físico. la comparación de promedios se hizo a nivel de columnas. promedios seguidos por la misma letra no presentan diferencias significativas, según prueba de bonferroni, α= 0.06. agronomía colombiana 124 vol. 22 · no. 2 des no aumentaron. es posible que los nematodos que resultaron muertos en tm hayan sido destruidos totalmente dentro del equipo de aspersión en su recorrido desde el tanque hacia la corona de la palma, y las muertes registradas en se hayan ocurrido en la última fase del recorrido por efecto del choque que sufre la mezcla al entrar en contacto con la corriente de aire o bien por pérdidas presentadas en el trayecto hasta alcanzar los niveles foliares. con respecto a lo observado antes de tm, los equipos maruyama® y royal® también presentaron una reducción de aproximadamente 50% en v, pero no se presentó un aumento significativo en las mortalidades del entomoparásito en tm. este resultado podría mostrar una distribución heterogénea de s. carpocapsae dentro del volumen de agua debido a la escasa agitación observada con estos equipos. la cantidad de s. carpocapsae por muestra encontrada dentro de tm de los equipos de aspersión, con respecto a la concentración inicial (2.500 nem∙50 ml-1), mostró las mayores variaciones con royal® y maruyama® (figura 2). en contraste, la regadera de jardín y jacto® alcanzaron una mayor homogeneidad de los nematodos dentro del volumen de agua. estos resultados pueden indicar la eficiencia del sistema de agitación para el caso de jacto®, mientras que en la regadera, el tamaño pequeño del tanque de mezcla pudo facilitar este comportamiento. en términos generales, la regadera de jardín presentó los mejores resultados para la supervivencia de s. carpocapsae y homogenización de la mezcla. por su parte, jacto® mantuvo una mezcla homogénea, pero con daño considerable al nematodo. el equipo maruyama® se destacó por generar bajo efecto nocivo sobre los nematodos, pero la agitación fue insuficiente para mantener una mezcla homogénea. una posible ayuda para la homogenización, sin afectar la integridad física de s. carpocapsae, es el uso de un coadyuvante como tween 20 al 2% (corredor, 2002). • comparación entre maruyama® y royal cóndor® en todos los sitios de muestreo: en la segunda parte de la segunda fase, en la cual se compararon las variables v, msdf y mcdf con los equipos maruyama® y royal cóndor® en tm, sb, ab y se, el análisis estadístico mostró que no existieron diferencias significativas para ninguna de las variables evaluadas. las mortalidades en tm en maruyama® probablemente fueron provocadas por su sistema de agitación hidráulico, dado que para trabajar con el equipo a presiones reducidas, como en este caso a 30 psi, se requiere un retorno considerable, el cual pudo generar daños letales a s. carpocapsae; en el caso de royal cóndor®, la mortalidad pudo ser provocada durante la succión del líquido y el recorrido a través de la cámara de presión y la manguera de descarga. efectividad patogénica (aplicación en campo) en esta tercera fase, el análisis estadístico mostró diferencias altamente significativas (f = 44.27; gl=1; 54 p<0.01) para la variable total de larvas afectadas entre los tratamientos que contenían s. carpocapsae con relación al testigo absoluto (0 nem∙pal-1) y al tratamiento liberación de larvas de g. mellonella. las comparaciones entre los demás tratamientos no fueron significativas (tabla 7). se encontró una alta variabilidad en la cantidad de larvas por palma a pesar de que las plantas tomadas para la evaluación eran similares (tabla 8), destacándose la presencia de diferentes instares larvales dentro de las palmas, con un alto número de larvas medianas afectadas por el nematodo. sin embargo, debe tenerse tabla 7. prueba de comparación de promedios mediante contrastes ortogonales (p<0.05) para la variable de respuesta total de larvas afectadas en el ensayo efectividad patogénica. comparaciones valor t pr > t testigo vs resto 7.03 0.0001** regadera vs resto -0.01 0.9926 ns larvas g. mellonella vs equipos -3.66 0.0006** jacto vs resto 1.11 0.2734 ns maruyama vs royal 0.07 0.9443 ns * diferencias significativas ** altamente significativas ns: no significativas. figura 2. concentración de steinernema carpocapsae en el tanque de mezcla de los equipos de aspersión evaluados frente a la concentración inicial. ayala et al.: evaluación de técnicas de aplicación... 1252004 en cuenta que una porción importante de las larvas pequeñas atacadas por el entomoparásito se degradan fácilmente o pueden ser devoradas por algún insecto depredador, dificultando su hallazgo (higuera, 2002); así la cantidad de larvas de este tamaño afectadas pudo ser considerablemente mayor al reportado en el cuadro mencionado. el total de pupas y prepupas afectadas mostró diferencias significativas (f=5.72; gl=5; 54 p<0.01) entre la liberación hecha mediante la regadera de jardín y el resto de tratamientos (tabla 9). el mayor porcentaje de control lo reportó la regadera de jardín (tabla 10). probablemente esto ocurre puesto que la regadera permite ubicar el nematodo estratégicamente cerca de los estados de pupa y prepupa en la corona de la palma, los cuales son estados inmóviles del insecto. es posible que esta característica sea la responsable del menor control obtenido con los demás tratamientos, resultando un mayor número de pupas y prepupas no afectadas por s. carpocapsae, puesto que al no localizarse adecuadamente el entomoparásito se reduce la probabilidad de infección sobre el insecto. tabla 9. prueba de comparación de promedios mediante contrastes ortogonales (p<0.05) para la variable de respuesta total de pupas y prepupas afectadas en el ensayo efectividad patogénica. comparaciones valor t pr > t testigo vs resto 1.41 0.1631 ns regadera vs resto -2.13 0.0381* larvas g. mellonella vs equipos 0.09 0.9249 ns jacto vs resto -0.26 0.7931 ns * diferencias significativas ** altamente significativas ns: no significativas. tabla 10. población de pupas y prepupas de c. daedalus encontradas 14 días después de la liberación de s. carpocapsae en campo, utilizando diferentes técnicas de aplicación. tratamiento número de pupas y prepupas sanas promedio afectadas promedio testigo regadera de jardín 5 0,5+/-0,37 a 12 1,2+/-1,10 a jacto súper 600® 11 1,1+/-0,76 a 9 0,9+/-0,46 a maruyama ms256® 9 0,9+/-0,53 a 7 0,7+/-0,56 a royal cóndor ® 5 0,5+/-0,46 a 3 0,3+/-0,40 a larvas g. mellonela 7 0,7+/-0,62 a 5 0,5+/-0,46 a promedios seguidos por la misma letra no presentan diferencias significativas, según prueba de tukey, α = 0.05. tabla 8. población de larvas de c. daedalus encontradas 14 días después de la liberación de s. carpocapsae en campo utilizando diferentes técnicas de aplicación. tratamientos número de larvas sanas (por instar) número de larvas afectadas (por instar) pequeña mediana grande promedio pequeña mediana grande promedio testigo 35 28 13 7,6 ± 1,26 a 0 0 0 0,0 ± 0,00 a regadera de jardín 15 8 6 2,9 ± 0,63 a 10 21 1 3,2 ± 0,82 ab jacto super 600® 23 39 8 7,0 ± 1,37 a 4 66 7 7,7 ± 1,71 b maruyama ms256® 27 50 20 9,7 ± 1,68 a 7 66 11 8,4 ± 1,98 b royal cóndor ® 14 6 9 2,9 ± 0,59 a 22 14 0 3,6 ± 0,77 ab larvas de g. mellonella 22 20 12 5,4 ± 0,06 a 14 8 0 2,2 ± 0,50 a promedios seguidos por la misma letra no presentan diferencias significativas, según prueba de tukey, α = 0.05. la comparación de promedios se hizo a nivel de columnas. la variable de respuesta porcentaje de mortalidad mostró diferencias altamente significativas (f=22.51; gl=5; 54 p<0.01) entre los tratamientos que usaron nematodos con respecto al testigo absoluto y entre los equipos de aspersión y la liberación de larvas de g. mellonella infectadas con s. carpocapsae. la regadera de jardín y royal® mostraron los mayores promedios de eficacia en el control de insecto (figura 3). jacto® y maruyama® presentaron controles similares entre sí y ligeramente inferiores al reportado con la regadera. la liberación de larvas de g. mellonella infectadas con el nematodo alcanzó un porcentaje de control relativamente importante, pero mostró un comportamiento inferior al reportado con los equipos de aspersión y la regadera. con relación a la mortalidad de larvas de c. daedalus por efecto de s. carpocapsae en cada nivel foliar de la palma, no existieron diferencias significativas (f=1.38; gl=4; 10 p<0.01) entre tratamientos. sin embargo, con jacto® agronomía colombiana 126 vol. 22 · no. 2 tabla 11. población de larvas de c. daedalus distribuidas por niveles foliares, encontradas 14 días después de la liberación en campo de s. carpocapsae utilizando diferentes técnicas de aplicación. larvas nivel foliar 1 nivel foliar 2 nivel foliar 3 promedio sanas afectadas sanas afectadas sanas afectadas tratamiento testigo 0,8+/-1,03 a 0,0+/-0,00 a 2,8+/-2,48 ab 0,0+/-0,00 a 4,0+/-2,57 ab 0,0+/-0,00 a 7,6 regadera de jardín 0,5+/-0,70 a 0,1+/-0,31 ac 0,9+/-0,99 ab 0,9+/-0,73 a 1,1+/-1,56 ab 2,6+/-1,22 abc 6,1 jacto súper 600® 1,0+/-1,56 a 1,3+/-1,70 c 2,7+/-2,66 ab 3,4+/-3,33 c 3,3+/-4,66 ab 3,0+/-2,78 bc 14,7 maruyama ms256® 0,7+/-1,05 a 1,0+/-1,56 ac 4,5+/-3,80 a 3,0+/-1,63 bc 4,5+/-6,65 a 4,4+/-4,35 c 18,1 royal cóndor ® 0,4+/-0,69 a 0,1+/-0,31 ac 1,0+/-0,81 b 1,4+/-0,51 abc 1,4+/-1,24 b 2,2+/-1,39 abc 6,2 larvas de g. mellonella 0,7+/-1,88 a 0,0+/-0,00 a 2,2+/-1,75 b 1,0+/-1,05 ab 2,5+/-2,02 b 1,2+/-1,13 ab 7,6 la comparación de promedios se realizó a nivel de filas. promedios seguidos por la misma letra no presentan diferencias significativas, según prueba de tukey, α = 0.05. y maruyama® se obtuvo una mejor distribución de la mezcla de nematodos en los diferentes niveles foliares de la planta (tabla 11). el efecto de la corriente de aire en el caso del primer equipo, y la combinación boquilla de cono – presión, en el caso del segundo, probablemente favorecieron una mejor distribución de esa mezcla hacia el interior de las bases peciolares. la distribución que se logra con la regadera de jardín muestra un mayor control en los niveles dos y tres, puesto que la mezcla sale en forma de chorro permitiendo que escurra hacia niveles inferiores. royal® presentó un comportamiento similar al encontrado con la regadera. la liberación con larvas de g. mellonella presentó el menor control en los diferentes niveles foliares; probablemente debido a que las larvas en la corona de la palma quedan muy expuestas a condiciones ambientales adversas reduciéndose la cantidad de juveniles infectivos de s. carpocapsae. en general, la presente investigación mostró que la liberación de s. carpocapsae con suspensiones acuosas ejerció un mayor control sobre los diferentes estados de desarrollo de c. daedalus, que el encontrado con larvas infectadas de g. mellonella (figura 4). esto sugiere que con suspensiones acuosas se le brindan mejores condiciones al nematodo para que sobreviva y se adapte fácilmente a su nuevo hábitat, garantizando que una parte importante de la dosis aplicada llegue al insecto. así, se comprueba que las características de los equipos y las técnicas de aplicación afectan directamente la población del entofigura 3. eficacia de control expresada como mortalidad promedio (%) sobre las poblaciones de c. daedalus, 14 días después de la liberación en campo de s. carpocapsae utilizando diferentes sistemas de aplicación. figura 4. eficacia de control sobre c. daedalus obtenida con dos sistemas de liberación en campo de s. carpocapsae. ayala et al.: evaluación de técnicas de aplicación... 1272004 tabla 12. rendimiento diario de aplicacion del nemátodo s. carpocapsae en campo con los equipos de aspersión utilizados para el ensayo de efectividad patogénica. equipos rendimiento (h·ha-1) (ha·día-1) regadera 10 0,8 royal cóndor® 6 1,0 maruyama ms256® 2,5 2,4 jacto super 600® 0,2 24 moparásito, modificando la dosis de nematodos efectivamente aplicada por palma y por consiguiente su eficacia bio-controladora. de otro lado, se evidenció que los equipos de aspersión utilizados en el estudio proporcionaron un mejor rendimiento, en términos de tiempo por unidad de superficie, al encontrado con la forma convencional de liberación de los nematodos entomoparásitos (regadera de jardín) (tabla 12). se concluye, que las técnicas alternativas de aplicación evaluadas permiten hacer aplicaciones oportunas para el control sanitario de c. daedalus, con reducción de costos. de otro lado, se recomienda profundizar en estas investigaciones sobre técnicas de aplicación de nematodos, así como desarrollar mejores sistemas de agitación para el manejo de suspensiones acuosas de estos entomoparásitos. bibliografía bustillo, a. 1976. patogenicidad de nematodo neoplectana carpocapsae en larvas, prepupas y pupas de oxydia trychiata. revista colombiana de entomología 2(4), 139-144. calvache, h.; p. franco; j. aladana y r. aldana. 2000. plagas de la palma de aceite en colombia. bogotá. 90 p. corredor, l. 2002. procedimientos básicos para el control de tecia 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system. institute inc. in the usa and other countries for windows® release 8.0 (ts2mo). resumen abstract el gusano cogollero spodoptera frugiperda es una de las plagas que más afectan los cultivos en la región de sumapaz (cundinamarca, colombia). en la actualidad se controla principalmente aplicando productos de síntesis química, sin embargo la aplicación de extractos vegetales surge como una alternativa de menor impacto sobre el ambiente. este control se emplea debido a que las plantas contienen metabolitos secundarios que pueden inhibir el desarrollo de los insectos. por tal motivo, la presente investigación evaluó el efecto insecticida y antialimentario de extractos vegetales de barbasco polygonum hydropiperoides (polygonaceae), carbonero calliandra pittieri (mimosaceae) y hierba mora solanum nigrum (solanaceae) sobre larvas de s. frugiperda biotipo maíz. se estableció una cría masiva del insecto en el laboratorio utilizando una dieta natural con hojas de maíz. posteriormente se obtuvieron extractos vegetales utilizando solventes de alta polaridad (agua y etanol) y media polaridad (diclorometano) los cuales se aplicaron sobre las larvas de segundo instar. los resultados más destacados se presentaron con extractos de p. hydropiperoides, obtenidos con diclorometano en sus diferentes dosis, con los cuales se alcanzó una mortalidad de 100% 12 días después de la aplicación y un efecto antialimentario representado por un consumo de follaje de maíz inferior al 4%, efectos similares a los del testigo comercial (clorpiriphos). spodoptera frugiperda is a one of the pest that affects the crops of sumapaz region (cundinamarca, colombia). traditionally, applying synthetic chemical products controls it, however the application of vegetable extracts is emerging as an environmental friendly alternative. this control is used because plants contain allelochemicals that inhibit the development of insects. for this reason, the present research evaluated the insecticide and antifeeding effects of plant extracts of polygonum hydropiperoides (polygonaceae), calliandra pittieri (mimosaceae) and solanum nigrum (solanaceae) in s. frugiperda larvae. to evaluate these effects a massive breeding of the insect was carried out using a natural corn leaf diet. subsequently, plant extracts were obtained using high-polarity solvents (water and ethanol) and medium polarity (dichloromethane) that were applied on the second instar larvae. the highlighted results were presented with p. hydropiperoides extracts, obtained with dichloromethane in different doses, that reached mortality rate of 100% 12 days after the application, and an antifeeding effect represented by a foliage consumption below 4%, similar to the effect of the application of clorpiriphos. key words: biological action, insecticide effect, antifeeding effect. palabras clave: acción biológica, efecto insecticida, efecto antialimentario. fecha de recepción: 17 de octubre de 2007. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 1 programa de maestría de agrobiología ambiental, facultad de ciencia y tecnología, universidad del país vasco, bilbao (españa). inglizarazo@yahoo.com 2 docente-investigadora. oficina del sistema de investigación, universidad de cundinamarca, fusagasugá (colombia). cmendozaf@yahoo.com 3 programa de especialización en cultivos perennes tropicales, universidad nacional de colombia-unillanos, villavicencio (colombia). rochicarrero@yahoo.es agronomía colombiana 26(3), 427-434, 2008 efecto de extractos vegetales de polygonum hydropiperoides, solanum nigrum y calliandra pittieri sobre el gusano cogollero (spodoptera frugiperda) effect of plant extracts of polygonum hydropiperoides, solanum nigrum and calliandra pittieri in spodoptera frugiperda karol lizarazo h.1, cristina mendoza f.2 y rocío carrero s.3 introducción hoy en día la producción agrícola utiliza pesticidas de síntesis química para combatir una gran variedad de arvenses, plagas y enfermedades. algunos de estos pesticidas son considerados como generadores de toxicidad tanto para humanos como para el ambiente. por tal motivo los pesticidas son uno de los principales problemas de salubridad que preocupan a los consumidores, quienes esperan ingerir alimentos libres de estos productos (singh y upadhyay, 1993; philogene et al., 2004; celis et al., 2008). por tal motivo la tendencia de los mercados se enfoca hacia la producción más limpia. es decir que se requiere que las explotaciones agrícolas se acoplen a otros modelos de producción y disminuir el impacto ambiental que ejercen los productos agroquímicos sobre los ecosistemas; de esta manera el consumidor va a obtener mejores productos (beltrán et al., 2005). 428 agron. colomb. 26(3) 2008 antes del descubrimiento de pesticidas sintéticos como el ddt (dicloro-difenil-tricloroetano) los biopesticidas derivados de plantas eran de utilización masiva (philogene et al., 2004). a pesar de su potencia los productos de síntesis química tienen desventajas debido a sus altos costos, su residualidad tóxica, la contaminación de alimentos y la generación de resistencia en las plagas. estos inconvenientes han llevado a que se retome el interés por la utilización de pesticidas derivados de plantas (singh y upadhyay, 1993). teniendo en cuenta que las plantas sintetizan metabolitos para defenderse del ataque de herbívoros (harbone, 1997), se ha demostrado que la aplicación de extractos obtenidos a partir de ellas tiene la capacidad de ocasionar algún efecto inhibitorio sobre una gran variedad de insectos plaga (grainge y ahmeds, 1988; philogene et al., 2004). estos extractos se pueden obtener utilizando solventes orgánicos de diferente polaridad, con el objeto de extraer una mayor cantidad de metabolitos de las plantas y de esta manera potenciar los efectos repelente, antialimentario, ovicida o insecticida de los extractos sobre las plagas a controlar (mejía, 1995; auger y thibout, 2004; ducrot, 2004). a escala mundial se han descubierto muchas familias de plantas (euphorbiaceae, fabaceae, lamiaceae, meliaceae) que contienen metabolitos secundarios capaces de repeler y en general causar algún efecto negativo sobre s. frugiperda (grainge y ahmeds, 1988; cuadros y vergara, 1993; gallego, 1997). muchas de las plantas de estas familias no son comunes en la provincia del sumapaz, por tal motivo en esta investigación se utilizaron especies vegetales presentes en la región, a las cuales se les ha encontrado actividad biológica en plagas como el liberalito (schyzomia sp.) controlado con polygonum hydropiperoides, la mosca blanca (trialeurodes vaporarorium) controlada con piper eriopodon y piper aduncun, el gusano cogollero (s. frugiperda) controlado con flores de calliandra pittieri y de piper eriopodon (cuadros y vergara, 1993; delgado et al., 2007; celis et al., 2008; murcia y bermúdez, 2008; torres y pachón, 2008). las anteriores razones llevaron a buscar en esta investigación alternativas para el control del gusano cogollero (spodoptera frugiperda), evaluando la actividad antialimentaria e insecticida de extractos vegetales obtenidos a partir de tres especies en las que se ha encontrado algún grado de actividad insecticida (grainge y ahmeds, 1988): barbasco (polygonum hydropiperoides polygonaceae), hierba mora (solanum nigrum solanaceae) y carbonero (calliandra pittieri mimosaceae), las cuales se encuentran presentes en la provincia del sumapaz (cundinamarca). materiales y métodos se estableció un cultivo de maíz (zea mays) variedad ráquira, ubicado en la vereda usatama bajo, fusagasugá (n 04° 23’ 03,8”; w 74° 23’ 23,3”; a 1.427 msnm), al cual no se realizó ningún tipo de aplicación de productos plaguicidas. en el cultivo se hizo la recolección de larvas para posteriormente, en condiciones controladas, realizar la cría del insecto. cría masiva del insecto las larvas de s. frugiperda colectadas en la parcela de maíz se colocaron individualmente en vasos plásticos de siete onzas, cada uno de los cuales tenía papel absorbente húmedo en el fondo; como dieta se les suministró hojas de maíz variedad ráquira. una vez el insecto llegó al estado de pupa se pusieron varias en frascos de vidrio de 30 cm de altura y un diámetro de 15 cm con el fin de lograr la cópula en los adultos y obtener posturas. las posturas se pasaron a vasos plásticos similares a los utilizados para la cría de larvas. las larvas (f1) se s epararon cuatro días después de la eclosión y se situaron en vasos plásticos individuales debido al canibalismo de esta especie. a cada larva se le suministró alimento (hojas de maíz frescas) hasta que alcanzó el segundo instar, momento de la aplicación de los respectivos extractos vegetales. se les siguió suministrando la dieta natural (hojas de maíz frescas) sin ningún tipo de aplicación. esta cría se realizó bajo condiciones controladas a una temperatura promedio de 20 ºc y una humedad relativa del 80%. obtención de extractos vegetales y método de aplicación se recolectaron plantas de barbasco (polygonum hydropiperoides), hierba mora (solanum nigrum) y carbonero (calliandra pittieri) en el bosque secundario de la granja experimental la esperanza de la universidad de cundinamarca, ubicada en la vereda guavio bajo, fusagasugá (n 04° 17’ 34,83”; w 74° 24’ 8,75” a 1.450 msnm), y se enviaron al herbario nacional colombiano para su determinación. los extractos se obtuvieron de las hojas de cada una de las especies nombradas en estado vegetativo y floración. estas se secaron durante 72 horas a 40 °c, luego se pulverizaron en un molino eléctrico. para la extracción se utilizaron solventes en un gradiente de polaridad (alta polaridad: agua destilada y etanol al 70% y polaridad media: diclorometano) con el fin de obtener en cada uno de los extractos metabolitos secundarios diferentes de acuerdo con este gradiente (cortés, 2008). a cada 100 g de hojas secas se agregaron 500 ml del solvente respectivo y se dejaron en 4292008 lizarazo h., mendoza f. y carrero s.: efecto de extractos vegetales de polygonum hydropiperoides, solanum nigrum y calliandra pittieri... oscuridad por 96 horas. después se filtraron los solventes en gasa estéril para eliminar los restos de material vegetal. luego en una plancha calefactora agitadora se evaporaron los solventes en sus respectivos puntos de ebullición, con lo cual se obtuvieron los extractos vegetales crudos sin contenido de solvente de extracción. posteriormente se prepararon las dosis correspondientes para aplicarlas a las larvas (1.000 mg·l-1, 2.500 mg·l-1 y 5.000 mg·l-1 y agua como testigo absoluto). a estas soluciones se les agregó coadyuvante (2 ml·l-1) con el fin de lograr una máxima adherencia de cada una de las soluciones con las hojas donde se encontraban las larvas. para la aplicación de los extractos se puso papel absorbente humedecido al fondo de cada uno de los vasos plásticos, junto con las hojas de maíz con su respectiva larva en segundo instar. a cada larva se le asperjaron 2 ml del tratamiento correspondiente. se aplicaron un total de 37 tratamientos (tres especies utilizadas, tres solventes de extracción, cuatro dosis y el testigo comercial: clorpiriphos). observación y toma de datos para conocer el efecto de la aplicación de cada uno de los extractos se realizó toma de datos de mortalidad y efecto antialimentario cada tres días, a la misma hora de la aplicación, durante 18 días hasta que los insectos entraran en estado de pupa. parámetros evaluados en el ensayo se evaluaron el efecto insecticida por medio del porcentaje de mortalidad (larvas vivas vs. larvas muertas) y el efecto antialimentario (a cada larva se le suministró 270 cm2 de hojas de maíz asperjadas con el respectivo extracto), a partir del momento de la aplicación hasta 18 días después, tiempo en el cual las larvas entran en estado de pupa. diseño experimental y análisis estadístico para la evaluación de los efectos antialimentario e insecticida de los extractos vegetales se utilizó un diseño de medidas repetidas en el que los tratamientos consistieron en combinaciones de dos factores (especie vegetal y solvente utilizado para la extracción con cuatro dosis anidadas dentro de la interacción especie vegetal * solvente). la estructura de diseño correspondió a bloques incompletos (martínez y martínez, 1997; steel y torrie, 1988). las diferencias estadísticas se evaluaron con la prueba de rango múltiple de duncan (prmd). la unidad experimental consistió en cuatro larvas. las lecturas se realizaron a los 3, 6, 9, 12, 15 y 18 días después de la aplicación de los tratamientos en condiciones controladas. la metodología analítica incluyó los procedimientos glm (repeated measures analysis of variance), mixed y probit (sasv6e, 1987), como modelo de regresión logística para evaluar los efectos insecticida y antialimentario. resultados y discusión los mayores efectos insecticida (alto porcentaje de mortalidad) y antialimentario (bajo porcentaje de alimentación) se presentaron con extractos de barbasco (p. hydropiperoides) obtenidos con el solvente diclorometano (figuras 1 y 2). estos efectos se debieron a la relación planta-solvente de extracción, la cual mostró diferencias significativas con respecto al testigo absoluto (tablas 1 y 2). esta relación potenció el poder insecticida y antialimentario sobre las larvas de s. frugiperda en las tres dosis utilizadas: 1.000 mg·l-1, 2.500 mg·l-1 y 5.000 mg·l-1, comparadas contra el testigo absoluto (aplicación de agua) el cual no mostró efecto insecticida y antialimentario. así mismo, la mortalidad y la alimentación de las larvas de s. frugiperda presentaron variaciones con el transcurso del tiempo en cada uno de los tratamientos aplicados (figuras 1 y 2). la aplicación de estos extractos generó en las larvas un efecto antialimentario (provocado por sustancias en la comida) con valores similares a la aplicación del testigo comercial, tratamiento en el cual las larvas no se alimentaron por el efecto insecticida fulminante. el efecto insecticida con la concentración baja (1.000 mg·l-1) tuvo valores cercanos al testigo comercial, mientras que como antialimentario la concentración más alta (5.000 mg·l-1) tuvo valores más cercanos al testigo comercial. resultados similares se obtuvieron en condiciones controladas, con p. hydropiperoides para el control de larvas de primer instar de schyzomia sp. que atacan el tomate de árbol (torres y pachón, 2008). aunque las tres dosis de este tipo de extractos generaron un efecto insecticida y antialimentario sobre las larvas, el comportamiento más estable en el tiempo se obtuvo con la dosis media (2.500 mg·l-1) por lo cual se podría considerar como una dosis adecuada de aplicación para controlar larvas de s. frugiperda en segundo instar. los efectos insecticida y antialimentario presentados con la aplicación de extractos de p. hydropiperoides obtenidos con diclorometano se deben a la actividad insecticida de ciertos compuestos de polaridad media que se encuentran en esta planta, como los rotenoides, principalmente la rotenona (grainge y ahmeds, 1988), la cual logra ser extraída por la afinidad en polaridad con el solvente (gordon y headrick, 2001). esta molécula tiene un alto poder insecticida debido a que actúa sobre el sistema nervioso y sobre 430 agron. colomb. 26(3) 2008 0 3 6 9 12 15 18 % m or ta lid ad 0 20 40 60 80 100 r² = 0,8056 (t. comercial)y = –0,1748x4 + 4,7786x3 – 45,629x2 + 176,69x – 127,27 r² = 0,9077 r² = 0,8751 r² = 0,835 (2.500 mg·l-1)y = –1,9076x2 + 29,485x – 4,2258 (5.000 mg·l-1)y = –1,9231x2 + 30,122x – 8,75 (1.000 mg·l-1)y = –1,8065x2 + 28,042x + 0,0758 t. absoluto t. comercial 1.000 mg·l-1 5.000 mg·l-1 2.500 mg·l-1 días figura 1. porcentaje de mortalidad de larvas de s. frugiperda tras la aplicación de extractos de p. hydropiperoides obtenidos a partir de diclorometano. r² = 0,91 0 3 6 9 12 15 20 0 20 40 60 80 100 % a lim en ta ci ón : t es tig o 1 0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 (2.500 mg·l-1)y = 0,1181x3 – 1,5089x2 + 5,3373x – 3,6964 (t. absoluto) = –4,0918x3 + 43,061x2 111,04x + 78,15 r² = 0,8485r² = 0,94 r² = 0,7903 (1.000 mg·l-1)y = 0,1362x3 – 1,777x2 + 6,4557x – 4,6667 (5.000 mg·l-1)y = 0,112x3 – 1,4266x2 + 5,0166x – 3,4013 1.000 mg·l-1 2.500 mg·l-1 5.000 mg·l-1 días % a lim en ta ci ón : d os is mg·l-1 18 t. absoluto figura 2. porcentaje de alimentación de larvas de s. frugiperda tras la aplicación de extractos de p. hydropiperoides obtenidos a partir de diclorometano. 4312008 lizarazo h., mendoza f. y carrero s.: efecto de extractos vegetales de polygonum hydropiperoides, solanum nigrum y calliandra pittieri... los mecanismos de la respiración celular de los insectos y en general sobre animales de sangre fría (philogene et al., 2004). así mismo compuestos como la rotenona pueden ejercer un efecto antialimentario y a su vez llegar a afectar actividades biológicas o alteraciones hormonales hasta llevar a la muerte a los insectos (ducrot, 2004). sería necesario identificar y aislar por diversos métodos analíticos las moléculas que componen este tipo de extracto, para determinar cuál o cuáles son los que generan los efectos insecticida-antialimentario y si la acción se debe a un efecto sinérgico entre los metabolitos presentes en el extracto (ducrot, 2004). de manera general los extractos acuosos de las tres especies presentaron el más bajo efecto insecticida y antialimentario, debido a que el agua extrae solo compuestos de alta polaridad, como glucósidos (cortés, 2008), la mayoría de los cuales tienen una baja actividad biológica (ducrot, 2004). por otra parte, con los extractos vegetales de hierba mora (s. nigrum) y carbonero (c. pittieri) el porcentaje de mortalidad fue menor de 60%, por lo tanto no tienen un alto poder insecticida. consecuentemente, la alimentación de las larvas con estos tratamientos fue superior al 30% (área foliar consumida) (tablas 3 y 4). con los extractos de estas plantas no se presentó efecto insecticida o antialimentario importante en ninguna relación dosis-solvente. el bajo efecto producido pudo deberse a que los principios activos se encontraban en una baja concentración en las hojas a diferencia de otros órganos de la planta como flores o frutos (cuadros y vergara, 1993). en s. nigrum los principales componentes activos son alcaloides de los cuales se destacan las saponinas, solaninas, solanigrina, que tienen un mayor efecto como repelente que como insecticida o antialimentario; además, estos componentes pueden presentar especificidad por algunos insectos como los dípteros y las hormigas (grainge y ahmeds, 1988). tabla 3. efecto antialimentario (en porcentaje de alimentación) en larvas de s. frugiperda tras la aplicación de extractos de s. nigrum obtenidos a partir de tres solventes (agua, etanol y diclorometano). descripción tratamiento n media testigo absoluto 176 32,58 a 1.000 mg∙l-1 agua 176 21,79 fg 5.000 mg∙l-1 agua 176 21,78 fg 5.000 mg∙l-1 etanol 176 21,35 fg 1.000 mg∙l-1 etanol 176 17,15 h 2.500 mg∙l-1 etanol 176 16,81 h 2.500 mg∙l-1 diclorometano 176 11,55 ji 5.000 mg∙l-1 diclorometano 176 9,56 jk 2.500 mg∙l-1 agua 176 20,02 g 1.000 mg∙l-1 diclorometano 176 12,99 i producto comercial (clorpiriphos) 176 0,00 m promedios con letras distintas indican diferencias significativas según prueba de duncan (p<0,05). tabla 4. efecto antialimentario (en porcentaje de alimentación) en larvas de s. frugiperda tras la aplicación de extractos de c. pittieri obtenidos a partir de tres solventes (agua, etanol y diclorometano). descripción tratamiento n media testigo absoluto 176 32,59 a 1.000 mg∙l-1 etanol 176 31,00 ba 2.500 mg∙l-1 agua 176 29,23 bc 1.000 mg∙l-1 agua 176 27,22 dc 5.000 mg∙l-1 agua 176 27,11 dc 5.000 mg∙l-1 etanol 176 25,65 de 1.000 mg∙l-1 diclorometano 176 24,92 de 2.500 mg∙l-1 etanol 176 24,49 de 5.000 mg∙l-1 diclorometano 176 23,30 fe 2.500 mg∙l-1 diclorometano 176 20,38 g producto comercial (clorpiriphos) 176 0,00 m promedios con letras distintas indican diferencias significativas según prueba de duncan (p<0,05). tabla 1. efecto insecticida (en porcentaje de mortalidad) de extracto de barbasco (p. hydropiperoides) obtenido con diclorometano, comparado con los testigos absoluto y comercial. descripción tratamiento n promedio producto comercial (clorpiriphos) 176 95,909 a 1.000 mg∙l-1 176 85,227 b 2.500 mg∙l-1 176 84,659 b 5.000 mg∙l-1 176 83,523 b testigo absoluto 176 0 m promedios con letras distintas indican diferencias significativas según prueba de duncan (p<0,05). tabla 2. efecto antialimentario (en porcentaje de alimentación) de extracto de barbasco (p. hydropiperoides) obtenido con diclorometano, comparado con los testigos absoluto y comercial. descripción tratamiento n media producto comercial (clorpiriphos) 176 0,000 m 5.000 mg∙l-1 176 0,429 m 2.500 mg∙l-1 176 0,443 m 1.000 mg∙l-1 176 0,548 m testigo absoluto 176 97,8 a promedios con letras distintas indican diferencias significativas según prueba de duncan (p<0,05). 432 agron. colomb. 26(3) 2008 conclusiones las larvas en segundo instar de s. frugiperda, mantenidas bajo condiciones controladas, presentaron mortalidad y/o inhibición de la alimentación tras la aplicación de extractos vegetales obtenidos a partir de barbasco (polygonum hydropiperoides), hierba mora (solanum nigrum) y carbonero (calliandra pittieri). la diferencia en el nivel de respuesta se debió a la especie vegetal y a los solventes utilizados para la extracción. los mayores porcentajes de mortalidad (superiores al 80%) en los tratamientos de p. hydropiperoides se obtuvieron con el solvente diclorometano. esto sugiere que los efectos insecticida y antialimentario se deben a que de p. hydropiperoides se extrajeron con diclorometano compuestos de media polaridad los cuales generan este tipo de efecto sobre las larvas de s. frugiperda. hay que tener en cuenta que los solventes se eliminan por evaporación en el proceso de obtención de los extractos. aunque con las tres dosis de extractos vegetales de p. hydropiperoides obtenidos a partir de diclorometano se consiguió un alto porcentaje de mortalidad y uno bajo de alimentación, la dosis de 2.500 mg·l-1 mantuvo un comportamiento homogéneo debido a que gradualmente en el tiempo se iba incrementando el porcentaje de mortalidad y disminuyendo el porcentaje de alimentación. la aplicación de extractos de las especies s. nigrum y c. pittieri indujo a la muerte en algunos casos o a la baja alimentación en otros. sin embargo su efecto no mostró significancia estadística, hecho que se puede atribuir a la generación de otros efectos como la repelencia, a la especificidad de acción sobre otros insectos a dosis muy bajas. en la presente investigación se demostró que la aplicación de los extractos vegetales puede llegar a controlar insectos plaga utilizando plantas que se encuentran dentro de la provincia del sumapaz. por tal motivo el estudio de la acción biológica de más especies vegetales en diferentes plagas agrícolas puede ser una herramienta en el futuro para disminuir la aplicación de insumos de síntesis química. agradecimientos a los profesores álvaro celis de la universidad de cundinamarca y wilman antonio delgado de la universidad nacional de colombia, por sus aportes para el desarrollo de esta investigación. igualmente al señor fernando carvajal medina, propietario de la finca el zaguán, donde se desarrolló gran parte de este trabajo. literatura citada auger j. y e. thibout. 2004. sustancias azufradas de los allium y de las crucíferas: potencial fitosanitario. en: regnault-roger, c., b.j.r. philogene y c. vincent (eds.). biopesticidas de origen vegetal. ediciones mundi-prensa, madrid. 337 p. beltrán, t., m. lozano, h. tello, d. moreno y v. fischersworring. 2005. buenas prácticas agrícolas. cartilla. sena, sociedad de agricultores de colombia y ministerio de agricultura y desarrollo rural. produmedios, bogotá. 72 p. cortés, d. 2008. curso “estructuras de moléculas naturales de interés terapéutico”. facultad de farmacología, universidad de valencia, españa. 12 p. cuadros m. y r. vergara. 1993. estudios sobre la efectividad insecticida de extractos florales de calliandra sp. sobre larvas de spodoptera frugiperda. tesis especialista en docencia de la biología. facultad de la educación, universidad del tolima, ibagué. 120 p. delgado w., m. e. pachón, a. celis, c. mendoza, j.o. cardona, m. bustamante, m. daza y l.e. cuca. 2007. segundo informe técnico de avance proyecto “bioprospección participativa de comunidades vegetales asociadas a la familia piperaceae en la región del sumapaz medio y bajo occidental (código 110105-17783) colciencias”. universidad nacional de colombia universidad de cundinamarca. 55 p. ducrot, p.h. 2004. contribución de la química al conocimiento de la actividad biopesticida de los productos naturales de origen vegetal. en: regnault-roger, c., b.j.r. philogene y c. vincent (eds.). biopesticidas de origen vegetal. ediciones mundiprensa, madrid. 337 p. gallejo, g. 1997. evaluación de la actividad insecticida de extractos acuosos y etanólicos in vitro de ricinus communis sobre larvas de spodoptera frugiperda. tesis especialista en docencia de la biología, facultad de ciencias básicas, universidad del tolima, ibagué. 128 p. gordon, g. y d.h.a. headrick. 2001. dictionary of entomology cab international. cab publishing, nueva york. 1032 p. grainge m. y a. ahmeds. 1988. handbook of plant with pest control properties. john wiley and sons, nueva york. 470 p. harborne, j. 1997. biochemical plant ecology. en: dey, p. y j. harborne (eds.). plant biochemistry. academic press, california. 337 p. martínez, r. y n. martínez. 1997. diseño de experimentos, análisis de datos estándar y no estándar. editora guadalupe, bogotá. 479 p. mejía, j. 2005. manual de alelopatía básica y productos botánicos. kingraf editores, bogotá. 72 p. murcia, a.m. y h. bermúdez. 2008. evaluación de la actividad insecticida de extractos vegetales de la familia piperaceae, sobre spodoptera frugiperda smith, en condiciones 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en cultivo de tomate de árbol (cyphomandra betaceae send) en condiciones de laboratorio. trabajo de grado. facultad de ciencias agropecuarias, universidad de cundinamarca, fusagasugá. 80 p. 434 agron. colomb. 26(3) 2008 resumen abstract la mosca blanca de los invernaderos, trialeurodes vaporariorum (westwood) (homoptera: aleyrodidae) es una de las plagas más importantes de cultivos de tomate bajo invernadero en la sabana de bogotá. para su control tradicionalmente se acude a la aplicación de insecticidas. sin embargo, también son contempladas liberaciones del parasitoide encarsia formosa (gahan) (hymenoptera: aphelinidae). para estandarizar el proceso de cría masiva de e. formosa, se evaluaron tres densidades diferentes de liberación de las avispas (6, 12 y 18 avispas/planta) en tres frecuencias de liberación (1, 2 y 3 veces/semana), sobre plantas de tomate de ocho semanas de edad con tres niveles de infestación (15, 30 y 45 ninfas de mosca blanca/hoja, susceptibles de ser parasitadas). el mayor porcentaje de parasitismo (70%) en ninfas de tercer instar se logró cuando se liberaron seis avispas por planta, dosificadas en tres momentos diferentes en la misma semana. el menor porcentaje de parasitismo (50%), se obtuvo cuando se realizó una sola liberación de 6, 12 o 18 avispas. los resultados anteriores permiten concluir que se puede lograr un porcentaje de parasitismo en torno a un 70% de la infestación de mosca blanca (hasta 45 ninfas/hoja) en plantas de tomate con pocas avispas de e. formosa (seis) cuando se liberan en tres momentos diferentes. t he g re e n hou s e w h it e f l y, tr i a l e u ro d e s va p o ra r i o r u m (westwood) (homoptera: aleyrodidae) is one of the most important pests of tomato greenhouse cultures in bogotá plateau. this pest has been traditionally controlled using insecticides, however, the releases of wasp parasitoid encarsia formosa (gahan) (hymenoptera: aphenilidae) have already been contemplating. in order to standardize the mass rearing process of e. formosa, three different wasp densities (6, 12 and 18 wasp/plant) at three release frequencies (1, 2 and 3 times/ week) on eight week old tomato plants with three different infestation levels (15, 30 and 45 nymphs of whitefly susceptible to parasitation/leaf) were evaluated. the highest parasitism percentage (70%) was obtained when six wasps per plant were released three different times during the same week. the minor parasitism percentage (50%) was obtained when 6, 12 or 18 wasps were released on a weekly basis. these results indicated that it might be possible to obtain a 70% level of parasitism of whitefly infestation (hovered to 45 nymphs/leaf) in tomato plants with a small amount of e. formosa (six) when these are released three times per week. key words: biological control, parasitoids, release requencies, tomato, mass rearing. palabras clave: control biológico, parasitoides, frecuencia de liberación, tomate, cría masiva. agronomía colombiana 25(2), 314-319, 2007 1 asistente de investigación, universidad militar nueva granada, bogotá. paola.tello@umng.edu.co / ecologia@umng.edu.co 2 docentes, universidad militar nueva granada, bogotá. fcantor@umng.edu.co / daniel.rodriguez@umng.edu.co / jrcure@umng.edu.co introducción la plaga más importante del cultivo de tomate bajo invernadero en la sabana de bogotá es la mosca blanca de los invernaderos t. vaporariorum westwood (cooman, 2002). el control tradicional de esta plaga se realiza utilizando insecticidas químicos, por ventajas como la facilidad de aplicación y su efecto rápido. sin embargo, estos insecticidas químicos causan efectos negativos, entre otros, en la generación de resistencia sobre las plagas. por esta razón se ha buscado implementar el control biológico en cultivo de tomate bajo invernadero (de vis, 2001). t. vaporariorum es considerada una plaga de amplia distribución mundial que ha tenido especial importancia en tomate cultivado en invernaderos de la sabana de bogotá. densidades y frecuencias de liberación de encarsia formosa (hymenoptera: aphelinidae) sobre trialeurodes vaporariorum (homoptera: aleyrodidae) en tomate release densities and frequencies of encarsia formosa (hymenoptera: aphelinidae) on trialeurodes vaporariorum (homoptera: aleyrodidae) in tomato paola tello1, fernando cantor2, daniel rodríguez2 y josé ricardo cure2 fecha de recepción: noviembre 21 de 2006. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 315 se han reportado casos exitosos en el control de t. vaporariorum utilizando el parasitoide e. formosa (español y corredor, 1988; van lenteren et al., 1997a), especialmente en el cultivo de tomate (de vis, 2001). por tanto, el uso del parasitoide e. formosa se recomienda para el control biológico de la mosca blanca (nell et al, 1976; van lenteren et al., 1976a, 1976b; vet et al., 1980; kajita y van lenteren, 1982; noldus et al., 1986a, 1986b; van vianen y van lenteren, 1986; rumei et al., 1988, 1989; parrella et al., 1991; rumei, 1991). sin embargo, hay que tener en cuenta que la eficiencia de los parasitoides varía dependiendo de la frecuencia, cantidad y lugar donde estos son liberados (hoddle et al., 2000; li et al., 2006). la implementación de un programa de control biológico para mosca blanca depende de varios aspectos entre los cuales se debe considerar la producción constante de avispas de e. formosa. para asegurar esta producción constante se debe aplicar un proceso de liberación de parasitoides efectivo dentro del método de cría (hoddle et al., 1998). el éxito en dicho método depende también de la eficiencia o nivel de parasitación de las avispas. se han registrado diferentes métodos de cría de e. formosa desde 1927 (hoddle et al., 1998; herad et al., 1980). con este trabajo se quiere suministrar bases para la estandarización de un método de cría de avispas e. formosa teniendo en cuenta dosis y frecuencias de liberación del parasitoide. por consiguiente, se quiere encontrar la cantidad de avispas de e. formosa y la frecuencia de liberación con las que se logre los mayores índices de parasitación y así una mayor producción en diferentes niveles de infestación. metodología establecimiento de una colonia de la avispa e. formosa dentro del proceso de mantenimiento de una cría constante de la avispa fue necesario iniciar y mantener con anterioridad una producción constante de: a) plantas limpias para infestación y b) ninfas de mosca blanca en tercer estado. producción constante de plantas limpias de tomate se sembraron semanalmente semillas de tomate variedad chonto sobre turba y se mantuvieron en una incubadora a 25 ºc durante dos semanas. al cabo de este tiempo se llevaron las plántulas a condiciones de invernadero cubiertas con polisombra por un periodo de dos semanas. luego, las plántulas fueron transplantadas a materas y se mantuvieron en invernadero durante cuatro semanas. estas plántulas fueron regadas diariamente y fertilizadas cada semana hasta completar ocho semanas de edad. producción constante del tercer estadio ninfal de mosca blanca plantas de tomate con edad aproximada de ocho semanas fueron transferidas a jaulas entomológicas para su infestación. estas jaulas eran estructuras de aluminio de 100 cm de alto, 80 cm de profundidad y 60 cm de ancho con todos sus lados forrados en velo suizo y puertas de vidrio. dentro de cada jaula entomológica se liberaron adultos de mosca blanca en cantidad suficiente para garantizar una alta infestación de plantas de tomate. se permitió un periodo de infestación de 24 horas. al finalizar este tiempo se removieron todos los adultos de mosca blanca y las plantas se trasladaron a un nuevo lugar bajo invernadero denominado “área de desarrollo ninfal de la mosca blanca”. las plantas infestadas se mantuvieron en esta nueva área durante 25 días hasta observar la presencia de ninfas de tercer instar. las condiciones aproximadas de temperatura y de humedad relativa de esta área fueron de 22,8 °c y 61,5%, respectivamente. producción constante de e. formosa las plantas de tomate infestadas con ninfas de tercer instar de mosca blanca fueron transferidas a las jaulas entomológicas ya descritas, dentro de las que se liberaron avispas de e. formosa. después de 24 horas, las plantas fueron retiradas de las jaulas y trasladadas a un sector del invernadero con las mismas condiciones denominado “área de desarrollo de inmaduros de la avispa”. las plantas con ninfas parasitadas permanecieron allí por un periodo aproximado de ocho días hasta observar la formación de pupas de la avispa, lo cual se podía identificar cuando las ninfas parasitadas presentaban una coloración negra, razón por la cual se les conoce comúnmente como “momias negras”. la recolección de avispas de e. formosa, próximas a emerger, se realizó cortando las hojas de tomate que presentaban momias negras y ubicándolas dentro de cajas plásticas con cierre hermético y una rejilla de ventilación, estas cámaras se mantenían bajo las mismas condiciones de invernadero. la recolección de las avispas emergidas dentro de esas cámaras se realizó con la ayuda de un aspirador bucal para luego liberarlas en la jaula de parasitación. evaluación de la densidad y frecuencia de liberación de avispas más apropiada para un nivel de infestación determinado el ensayo se realizó empleando un diseño completamente al azar con estructura de tratamientos factorial 3x3x3, para un total de 27 tratamientos (tabla 1). cada tratamiento se llevó a cabo en una jaula entomológica y en todos los casos se utilizaron tres plantas dentro de cada jaula. los 2007 tello, cantor, rodríguez y cure: densidades y frecuencias de liberación de encarsia formosa... 316 agron. colomb. 25(2) 2007 tres factores evaluados fueron: a) densidad de infestación de las plantas con ninfas de mosca blanca, para el cual se emplearon tres niveles (300, 600 y 900 ninfas/planta); b) cantidad de avispas a liberar, para el cual también se emplearon tres niveles (6, 12 y 18 avispas); y, c) número de liberaciones por semana, con tres niveles (1, 2 y 3 liberaciones/semana). el montaje de cada ensayos se realizó llevando plantas de tomate sanas de ocho semanas a una jaula donde fueron infestadas con individuos adultos de mosca blanca recién emergidos. se liberó una alta población de adultos de mosca blanca sobre todas las plantas. luego, se llevaron al área de desarrollo de inmaduros hasta permitir el desarrollo de ninfas de tercer instar con el fin de conseguir los niveles de infestación requeridos para cada uno de los tratamientos. con la ayuda de un alfiler entomológico se eliminaron todas las ninfas que excedían las 300, 600 y 900 por planta. después de lograr esos niveles de infestación se liberó la cantidad de avispas a evaluar teniendo en cuenta la estructura de los tratamientos. el ensayo se realizó en tres montajes diferentes utilizando hembras de e. formosa. en un primer montaje se evaluaron los tratamientos en los que se dosificaba tres veces la liberación de las avispas. en el segundo montaje se evaluaron aquellos tratamientos en los que las avispas se dosificaban en dos momentos. en ninguno de los casos anteriores el tiempo transcurrido entre las frecuencias de liberación fue superior a una semana, con el fin de liberar siempre las avispas cuando las ninfas de mosca blanca se encontraban en edad susceptible de ser parasitadas (tercer instar). finalmente, en un tercer montaje se evaluó la acción de las avispas cuando se liberaban en un único momento. registro y análisis de variables se registró el número de ninfas/hoja de t. vaporariorum parasitadas y no parasitadas, en cinco hojas por planta escogidas al azar. esta evaluación se inició una semana después de las liberaciones de la avispa. el registro se realizó dos veces por semana y tuvo una duración de dos semanas para cada ensayo. se estimó el porcentaje de parasitación por hoja y por planta. al comprobarse que los datos no presentaban una distribución normal se utilizó la transformación y = x7/5. se realizó análisis de varianza (anova) para evaluar el efecto de los factores simples y las correspondientes interacciones, y la prueba de comparación múltiple de tukey con el fin de analizar las diferencias entre tratamientos. resultados y discusión los índices de parasitación variaron respecto a la cantidad de avispas liberadas (p = 0,0005; f = 8,76) y a la frecuencia de liberación (p < 0,0001; f = 88,31). no hubo diferencias entre los tres niveles de infestación (p = 0,9669; f = 0,03). se observó que la efectividad de los parasitoides expresada a en el índice de parasitación, varió de acuerdo con la dosificación de las liberaciones (figura 1). la efectividad de e. formosa disminuye en la medida que la avispa es aplicada en una única liberación. esta tendencia se puede explicar por el fenómeno de interferencia entre parasitoides (godfray, 1994). en otros trabajos se ha reportado que la interferencia afecta la eficiencia de parasitoides (li et al., 2006; hoddle et al., 2000). el fenómeno de interferencia es evidente al comparar los índices de parasitismo por avispa cuando se liberan en diferentes cantidades (figura 2). para las dosis de liberación que involucraban 12 y 18 avispas, se obtuvieron menores porcentajes de parasitismo / avispa que cuando se liberaron 6 avispas. al realizar una sola liberación de 6 avispas se obtuvo menor porcentaje de parasitismo/avispa que cuando el mismo número de avispas se distribuyó en dos o tres liberaciones. con estos resultados se podría sugerir que la efectividad de e. formosa es mayor cuando se liberan 6 avispas en dos tabla 1. descripción de los tratamientos evaluados para determinar la frecuencia y cantidad de liberación de e. formosa (hymenoptera: aphelinidae) sobre diferentes niveles de infestación por ninfas de mosca blanca en tercer instar. número de avispas liberadas por planta 6 12 18 frecuencia de liberación frecuencia de liberación frecuencia de liberación 6/ una vez 3/ dos veces 2/ tres veces 12/ una vez 6/ dos veces 4/ tres veces 18/ una vez 9/ dos veces 6/ tres veces número de ninfas de mosca blanca por planta 300 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 600 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18 900 t19 t20 t21 t22 t23 t24 t25 t26 t27 3172007 tello, cantor, rodríguez y cure: densidades y frecuencias de liberación de encarsia formosa... o tres momentos diferentes; así, es posible incrementar los índices de parasitación de t. vaporariorum en un sistema de cría del parasitoide. los índices de parasitación obtenidos se pueden comparar también con los obtenidos por soto (2000), quien encontró un alto porcentaje de parasitación (mayor a 50%) en ninfas de mosca blanca al liberar dos avispas por cada foliolo. se puede observar también el efecto de las tres densidades de avispas en el parasitismo (figura 3). el índice de parasitación es mayor cuando se liberan 12 y 18 avispas que cuando se liberan 6. sin embargo, al liberar 12 o 18, no varía el índice de parasitación, con lo cual se puede decir que la efectividad/avispa es mayor cuando de liberan 12 que cuando se liberan 18 avispas. también se observa que el índice de parasitismo de ninfas de t. vaporariorum es constante aunque varíe la densidad de infestación entre 15 y 45 ninfas/hoja (figura 4) y que, por tanto, el número de ninfas parasitadas aumenta con el nivel de infestación. esto es equivalente a un incremento constante en el número de individuos atacados que se presenta en la fase lineal o de incremento de una curva de respuesta funcional de tipo ii (gutiérrez, 1996). estos resultados también evidencian que aun en altos niveles de infestación, liberando 6 avispas dosificadamente se obtienen los mismos índices de parasitación que con bajos niveles de infestación. por consiguiente, se puede decir que con niveles de infestación altos (45 ninfas/hoja) se observa mayor efectividad en términos de ninfas parasitadas por avispa que en niveles de infestación bajos (15 ninfas/hoja). finalmente, al analizar el efecto de las interacciones entre los factores evaluados (figura 5), se puede deducir que utilizar 6, 12 o 18 avispas es igual de efectivo cuando se liberaron dosificadamente (dos o tres veces por semana). el efecto de la cantidad de avispas liberadas se pudo evidenciar sólo cuando la frecuencia de liberación fue de una vez por semana. en este caso al aumentar la cantidad de avispas liberadas se incrementó el índice de parasitación. figura 1. índices de parasitación de encarsia formosa (hymenoptera: aphelinidae) para las tres frecuencias de liberación, 1, 2 y 3 veces por semana. figura 2. índices de parasitación/avispa de encarsia formosa (hymenoptera: aphelinidae) cuando varía el número de liberaciones con las tres cantidades de liberación. figura 3. índices de parasitación de encarsia formosa (hymenoptera: aphelinidae) para tres densidades de liberación de avispas. 318 agron. colomb. 25(2) 2007 conclusiones se determinó que liberando seis avispas de e. formosa tres veces por semana sobre plantas de tomate con niveles de infestación entre 15 y 45 ninfas/hoja se alcanzan niveles de parasitación hasta del 70%. estos resultados pueden proporcionar criterios para la estandarización de sistemas de cría de e. formosa, si se tienen en cuenta aspectos como dosis y frecuencia de liberación con el fin de lograr mayores índices de producción de la avispa. agradecimientos a la vicerrectoría de investigaciones de la universidad militar nueva granada por el apoyo financiero para la realización del presente proyecto registrado bajo el código pbi-cias-2003-002. literatura citada cooman, a. 2002. chapter 1: general introduction. pp. 15-23. en: cooman, a. 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los frutos de pitaya. se efectuaron tres tipos de almacenamiento, donde en el primero, los frutos se almacenaron a 18°c durante dos semanas; en el segundo, los frutos fueron precalentados a 25°c durante 24 horas y luego almacenados a 2°c durante dos semanas; finalmente los frutos fueron transferidos a 18°c. en el tercer tratamiento los frutos fueron tratados en forma similar al segundo lote, excepto que no hubo choque térmico. cada tres días se midió la acidez titulable, los sólidos solubles, la firmeza y pérdida de peso. la calidad de los frutos almacenados a temperatura ambiente se deterioró marcadamente luego de dos semanas de almacenamiento. los frutos refrigerados presentaron pardeamiento, necrosis y pérdida de firmeza tras 15 días a 2°c, pero estos síntomas se evidenciaron en menor medida en los frutos al haber sido tratados con un choque térmico a 25°c durante 24 horas previamente. el choque térmico antes del almacenamiento a 2°c puede ser una técnica adecuada que permita extender la vida útil de los frutos de pitaya amarilla, dado que se retardan las pérdidas de peso, y el fenómeno de ablandamiento se reduce notoriamente asociándose este último con el parámetro de la firmeza o resistencia al rompimiento de la corteza. adicionalmente, con el choque térmico previo a la refrigeración, las características relacionadas con color y apariencia física de los frutos de pitaya amarilla se conservan por tiempos más prolongados. yellow pitaya is an exotic fruit produced in colombia. due to its flavor and digestive seeds, it is highly valued in foreign markets. however, this climateric fruit has a short shelf life and presents chilling injuries when stored at temperatures below 12°c. with the aim of evaluating the effect of heat on chilling injury tolerance, the present work tested three different storage modes. in the first one the fruit was stored at 18°c for two weeks. in the second one the fruit was preheated at 25°c for 24 hours, and then stored at 2°c for 14 days. after this treatment, the samples were stored at 18°c. in the last one the fruit was directly stored at 2°c during two weeks, and then stored at 18°c. titratable acidity, soluble solids, firmness and weight loss were measured every three days. the results show that the quality of the fruit stored at 18°c diminished sharply after two weeks of storage. the rind of refrigerated non-heat-shocked samples presented browning, necrosis and loss of firmness after 15 days of storage. heat shock at 25°c during 24 hours was shown to provide significant protection from chilling injury. heat shock before storing at 2°c can be a good technique for extending shelf life of yellow pitaya, in terms of delaying weight loss, maintaining color and general appearance for longer periods and reducing softening. the latter is closely associated to rind ripping resistance. key words: acanthocereus pitajaya, shelf life, chilling injury, softening, firmness, weight loss. palabras clave: acanthocereus pitajaya, vida útil, daño por frío, ablandamiento, firmeza, pérdida de peso. fecha de recepción: 4 de junio de 2008. aceptado para publicación:19 de febrero de 2009 1 departamento de nutrición y bioquímica, facultad de ciencias, pontificia universidad javeriana, bogotá (colombia). 2 departamento de química, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, bogotá. 3 autor de correspondencia. cenarvaezc@unal.edu.co agronomía colombiana 27(1), 105-110, 2009 introducción la pitaya amarilla (acanthocereus pitajaya sensu croizat), fruta tropical climatérica, tiene un tiempo de vida útil relativamente corto, por lo que para su consumo en fresco o procesado se exige el desarrollo de tecnologías que ofrezcan alternativas de conservación para una calidad óptima de cara al consumidor. se destaca de la pitaya su sabor, aroma y su efecto laxante. colombia exportó 150 t fisiología y tecnología de poscosecha el choque térmico mejora la aptitud al almacenamiento refrigerado de pitaya amarilla heat shock improves refrigerated storage performance of yellow pitaya yenny maritza dueñas g.1, carlos eduardo narváez c.2, 3 y luz patricia restrepo s.2 106 agron. colomb. 27(1) 2009 en el año 2007, con destino a países de la unión europea como francia y holanda (ica, 2008). una vez los frutos se cosechan, la actividad metabólica continúa con la maduración a mayor velocidad en frutos climatéricos, debido al incremento en la tasa de respiración después de la cosecha. se han encontrado resultados contradictorios sobre el comportamiento no climatérico (nerd y mizrahi, 1999) o climatérico de la pitaya (arenas y camero, 1995; camargo y moya, 1995; baquero et al., 2005). el almacenamiento a bajas temperaturas, entre 2 y 8°c, prolonga el tiempo de vida útil de la pitaya, pero con el riesgo de los daños por frío (rodríguez et al., 2005). la aparición de los daños por frío en pitaya pueden reducirse con pretratamientos como la aplicación de choque térmico (25°c durante 24 h) o la exposición a 15% co2 y 2% o2 durante 48 h. de esta manera la vida útil de la pitaya se aumenta en 5 o 10 d, respectivamente, en relación con los frutos almacenados a 18°c (arenas y camero, 1995; camargo y moya, 1995). en los daños por frío los síntomas externos más notorios son la aparición de manchas necróticas y ablandamiento irregular, incapacidad para continuar con el proceso normal de maduración, pérdida de turgencia (wang, 1990), así como también la anormalidad en el comportamiento de la intensidad respiratoria, pérdida del aroma de los frutos (wang, 1990; kondo et al., 2005) y alteración en la actividad de algunas enzimas antioxidantes (sala y lafuente, 2000). con el uso del choque térmico se activa la síntesis de enzimas antioxidantes, se sintetizan proteínas de choque térmico, se aumenta el contenido en sólidos solubles totales (sst) y se incrementa la síntesis de poliaminas (lurie y klein, 1991; paull y jung, 2000), por lo que se confiere tolerancia al frío. para pitaya amarilla el choque térmico inhibe el pardeamiento y la necrosis de la corteza de frutos refrigerados a 2°c. en estos ensayos se reporta que la enzima catalasa está en relación directa con la vida útil de los frutos, en tanto que la actividad de polifenoloxidasa guarda estrecha relación con el pardeamiento de su corteza y no se obtuvieron datos concluyentes en relación con la peroxidasa y el pardeamiento (dueñas et al., 2008). el objetivo de este trabajo es mostrar las bondades del choque térmico a 25°c durante 24 h en mantener parámetros de calidad importantes para la comercialización de pitaya amarilla, que incluyen el control de la pérdida de peso, del pardeamiento y ablandamiento excesivos. materiales y métodos material vegetal. los frutos de pitaya amarilla (acanthocereus pitajaya sensu croizat) se recolectaron en estado verde pintón (90% verde 10% amarilla), provenientes del municipio de miraflores, boyacá, ubicado en la región andina colombiana. los frutos sanos y sin defectos de importancia, se desinfectaron con hipoclorito de sodio al 1% (v/v) y se dividieron en tres grupos para su almacenamiento. cada lote estaba constituído por aproximadamente 120 frutos, con tamaños entre 9 y 12 cm (diámetro longitudinal) y entre 6 y 8 cm (diámetro transversal). almacenamiento. un primer lote de frutos se almacenó a temperatura ambiente de bogotá (temperatura promedio interior 18°c y 85% hr) durante 21 d. en el segundo grupo, los frutos se refrigeraron a 2°c durante 15 d, con posterior almacenamiento a temperatura ambiente durante 15 d más. por último, en el tercer grupo denominado choque térmico, los frutos se almacenaron en una cámara a 25°c durante 24 h, tiempo después del cual se llevaron a refrigeración (2°c) durante 15 d, con posterior maduración a temperatura ambiente durante otros 15 d. comportamiento fisiológico y de atributos de calidad. cada 3 d se efectuaron sobre los mismos frutos, en su orden, las medidas de pérdida de peso y dureza de los frutos enteros. también se midieron la acidez y los sólidos solubles en la pulpa. igualmente se llevó un registro fotográfico de los frutos. acidez total titulable. se determinó volumétricamente por neutralización de una muestra de pulpa, con solución de naoh 0,1 n. los resultados se expresaron como g de ácido cítrico/100 g pulpa (aoac, 1990). sólidos solubles totales. se midieron en el jugo extraído de la pulpa empleando un refractómetro atago®, a una temperatura promedio de 18°c. los resultados se expresaron en °brix (aoac, 1990). pérdida de peso. se midieron por pesada en balanza semianalítica y se expresaron en porcentaje respecto al peso inicial de los frutos. firmeza. se midió sobre el fruto entero con un penetrómetro fruit pressure tester®, modelo ft 327 y émbolo de 7,9 mm de diámetro. los resultados se expresaron como lb/pulg.2. análisis estadístico. para cada variable de respuesta se efectuaron nueve réplicas, en las que se calcularon los promedios y las desviaciones estándar. se realizaron los anova 1072009 dueñas g., narváez c. y restrepo s.: el choque térmico mejora la aptitud al almacenamiento refrigerado de pitaya... de un factor para el diseño planteado para comprobar si hubo alguna diferencia entre las medidas, y se compararon las diferencias entre los niveles de cada parámetro por la prueba de fisher (p≤0,05). resultados y discusión registro fotográfico y comparación con la intensidad respiratoria. de acuerdo con el comportamiento en la intensidad respiratoria reportada en un artículo para la misma variedad de pitaya amarilla (dueñas et al., 2008), el fruto mostró un comportamiento climatérico a 18°c que no sucedió en los frutos refrigerados. las diferencias encontradas con relación al tiempo necesario para llegar al máximo climatérico con otros trabajos se pueden atribuir al estado de madurez con el que se inició el ensayo de almacenamiento de la fruta y la temperatura manejada. por ejemplo, en frutos de pitaya almacenados a 24°c, el pico climatérico se presentó tras 6 d (baquero et al., 2005) y en otros experimentos a los 14 d (camargo y moya, 1995; rodríguez et al., 2005), mientras que a 18°c se ha presentado hasta después de 16 d de almacenamiento (garnica y quintero, 1994). tras alcanzar este pico climatérico, se evidenciaron en la corteza de los frutos los síntomas asociados a la senescencia con ataque de microorganismos. la refrigeración, con y sin choque térmico previo, disminuyó la respiración de los frutos, manifestando un gran aumento en la producción de co2 a la salida de refrigeración. en los frutos refrigerados que no recibieron choque térmico previo empezaron a aparecer manchas necróticas, pardeamiento, síntomas típicos de los daños por frío (fig. 1), ablandamiento excesivo y crecimiento de microorganismos en la corteza, especialmente hacia el final del almacenamiento, ocasionando pudrición del fruto. en este periodo complementario no se observa claramente un climaterio, salvo en frutos con choque térmico, posiblemente por las diferencias en incidencia y desarrollo de daños por frío (fig. 1). efecto del choque térmico sobre la calidad de los frutos. los efectos que ejerció el choque térmico sobre los frutos almacenados a 2°c, que sin ningún tratamiento extra conduciría a las lesiones por frío, se manifiestan en una disminución de la pérdida de peso, del ablandamiento, del pardeamiento y un control del crecimiento de microorganismos, con lo que se prolongó la vida útil de los frutos. acidez total titulable (att). en los frutos almacenados a 18°c hubo una tendencia hacia la disminución en la att, bastante pronunciada durante los primeros tres días de almacenamiento (fig. 2). el mayor cambio durante los primeros días está relacionado con la alta respiración que manifiestan este tipo de frutos (dueñas et al., 2008) y con el rápido desarrollo de las características sensoriales. en los frutos refrigerados a 2°c, con y sin choque térmico previo, la acidez aumentó durante los primeros días, como una posible respuesta al estrés sufrido a la disminución de temperatura al cual fueron sometidos; durante la segunda semana no hubo grandes cambios, en tanto que, cuando los frutos salieron a maduración complementaria, hubo un descenso en este atributo, como posible resultado de la activación del metabolismo. sin embargo, no se aprecian grandes diferencias entre el tratamiento que recurre al choque térmico previo a la refrigeración y el que no, por lo que este parámetro no permite evidenciar las bondades del choque térmico frente a la inhibición de los daños a causa de la exposición al frío. sólidos solubles totales (sst). los frutos almacenados a temperatura ambiente tuvieron un máximo valor de sst tras tres días de almacenamiento (fig. 3), lo que coincidió con el pico climatérico (dueñas et al., 2008), para disminuir y variar de forma errática posteriormente. los sst se mantuvieron a niveles inferiores cuando los frutos refrigerados no tuvieron choque térmico a lo largo de toda la experiencia. uno de los mecanismos de la tolerancia a los daños por frío es el incremento en los sst (narváez y restrepo, 2002). pérdida de peso. los frutos almacenados a temperatura ambiente mostraron una mayor pérdida de peso con respecto a los frutos refrigerados, con o sin choque térmico. sin embargo, cuando los frutos refrigerado se sometieron a maduración complementaria se aceleró su pérdida de peso (fig. 4), como respuesta a los cambios bruscos de temperatura que permitieron continuar con el desarrollo normal del proceso fisiológico. la pérdida de peso durante el desarrollo del fruto es una respuesta normal a la respiración, por lo cual es importante minimizar estas pérdidas para controlar no sólo la calidad sino también el valor comercial. firmeza. el ablandamiento en los frutos almacenados a temperatura ambiente fue moderado durante los seis primeros días, como se observa en la fig. 5, pero después aumentó su velocidad hasta alcanzar un valor prácticamente asintótico a los 15 d. la firmeza permaneció prácticamente invariable durante el almacenamiento refrigerado tanto en los frutos no tratados, como en los tratados con choque térmico. durante el almacenamiento complementario en los frutos que no habían recibido choque térmico la firmeza disminuyó a una mayor velocidad con relación que 108 agron. colomb. 27(1) 2009 en los frutos que habían recibido el tratamiento de choque. la firmeza en los frutos que se almacenaron a temperatura ambiente (3 d) fue similar a la obtenida en los frutos que se trataron con choque térmico (21 d) luego de su maduración complementaria. los resultados permiten ver que la pérdida de firmeza está asociada a la pérdida de agua durante el almacenamiento, porque se disminuye la presión osmótica celular dando lugar a una plasmólisis de las células que ayudan al reblandecimiento de los frutos (valbuena y castro, 1993). aunque no se investigó en este trabajo, también podría estar relacionada, en diferente medida, con la actividad de enzimas que degradan los componentes de la pared celular. en este sentido, enzimas como xilanasa, celulasa, poligalacturonasa, pectinestearasa han sido relacionadas con el ablandamiento de tejidos vegetales (paull y jung, 2000; abu-bark y bashir, 2003; ali et al., 2004). en conclusión, el pretratamiento de choque térmico a 25°c durante 24 h permitió postergar el deterioro en el color y la apariencia externa de los frutos de pitaya amarilla con relación a los frutos almacenados a temperatura ambiente y los refrigerados sin choque térmico. este mismo tratamiento redujo la pérdida de peso y el ablandamiento, así como la aparición de zonas necróticas y pardeamiento en la corteza. agradecimientos los autores agradecen a la universidad nacional de colombia por su apoyo económico a través de la dirección de investigaciones dib. figura 1. apariencia externa y color de la corteza de frutos de pitaya amarilla almacenados a a) 18°c durante 21 d, b) sin choque térmico previo, refrigerados durante 15 d con posterior almacenamiento a 18°c y c) con choque térmico previo, refrigerados durante 15 d con posterior almacenamiento a 18°c. día 0 día 3 día 16 día 21 día 24 día 30 a b c 1092009 dueñas g., narváez c. y restrepo s.: el choque térmico mejora la aptitud al almacenamiento refrigerado de pitaya... figura 4. pérdida de peso de frutos de pitaya amarilla (n=9) almacenados a tres condiciones diferentes. temperatura ambiente, refrigeración y choque térmico. la barra de error indica la desviación estándar. la línea vertical discontinua indica el momento en que los frutos salieron del almacenamiento refrigerado a 2°c y pasaron a 18°c. 5 10 15 20 25 30 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 días de almacenamiento d ur ez a (l b/ pu lg .2 ) 0 10 20 30 40 50 60 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 días de almacenamiento p ér di da d e pe so ( % ) figura 2. acidez total titulable de frutos de pitaya amarilla (n=9) almacenados a tres condiciones diferentes. temperatura ambiente, refrigeración y choque térmico. la barra de error indica la desviación estándar. la línea vertical discontinua indica el momento en que los frutos salieron del almacenamiento refrigerado a 2°c y pasaron a 18°c. figura 3. sólidos solubles totales de frutos de pitaya amarilla (n=9) almacenados a tres condiciones diferentes. temperatura ambiente, refrigeración y choque térmico. la barra de error indica la desviación estándar. la línea vertical discontinua indica el momento en que los frutos salieron del almacenamiento refrigerado a 2°c y pasaron a 18°c. figura. 5. firmeza de frutos de pitaya amarilla (n=9) almacenados a tres condiciones diferentes. temperatura ambiente, refrigeración y choque térmico. la barra de error indica la desviación estándar. la línea vertical discontinua indica el momento en que los frutos salieron del almacenamiento refrigerado a 2°c y pasaron a 18°c. 14 16 18 20 22 24 26 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 días de almacenamiento s s t 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 at t (% ) días de almacenamiento 110 agron. colomb. 27(1) 2009 literatura citada abu-bark, a.-b.a. y h.a. bashir. 2003. changes in pectic enzymes and cellulase activity during guava fruit ripening. food chem. 83, 213-218. ali, z., l. chin y h. lazan. 2004. a comparative study on wall degrading enzymes, pectin modifications and softening during ripening of selected tropical fruits. plant sci. 167, 317-327. aoac. 1990. official methods of analysis of aoac. 15th ed. association of official analytical chemists inc., arlington, va. arenas, c. y l.f. camero. 1995. influencia del dióxido de carbono en la inhibición de los daños por frío de la pitaya amarilla (acanthocereus pitajaya). trabajo de grado. departamento de química, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, bogotá. baquero, e., j. castro y c. narváez. 2005. catalasa, peroxidasa y polifenoloxidasa en pitaya amarilla (acanthocereus pitajaya): maduración y senescencia. acta biol. colomb. 10, 49-60. camargo, a. y o. moya. 1995. estudio 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universidad nacional de colombia, bogotá, por su apoyo permanente y, de manera especial, tanto a los autores, por el nivel de sus contribuciones, como a los evaluadores, quienes con sus aportes han fortalecido la calidad científica de la información entregada. también, reconocemos la valiosa participación de los miembros salientes del comité editorial, los profesoresinvestigadores helena velásquez y edison valencia, y damos la bienvenida a sus dos nuevos integrantes: maría isabel chacón, profesora-investigadora de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia y paulo césar tavares de melo, profesor-investigador de la universidade de são paulo, en piracicaba, brasil. en esta ocasión, agronomía colombiana entrega su segundo número del año, cumpliendo así con la periodicidad de tres entregas anuales proyectada para 2008, pero sin reducir la cantidad de artículos publicados en él. por esta razón, y siguiendo pautas de revistas internacionales, el comité editorial determinó que en adelante la extensión de los artículos no exceda las 5.200 palabras, equivalentes a 20 páginas a doble espacio, en las que se incluyen tablas, figuras y gráficos, para ampliar así el número de contribuciones publicadas en cada revista y favorecer a los autores-investigadores interesados en difundir sus trabajos a través de ella. de otra parte, reconocemos la valiosa participación de los miembros salientes del comité editorial de los profesoresinvestigadores helena velásquez y edison valencia, y les damos la bienvenida a sus dos nuevos integrantes: maría isabel chacón, profesora-investigadora de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia y paulo cesar tavares de melo, profesor-investigador de la universidad de são paulo, piracicaba, brasil. en este número publicamos un total de 20 artículos. en la sección fisiología de cultivos se incluyen diferentes perspectivas sobre el tema, como es el efecto de los campos magnéticos sobre la germinación de semillas de trigo y tomate y los estudios que discriminan factores limitantes en el rendimiento y establecimiento de las plantas. otra disertación informa sobre la dinámica de los nutrientes en fase vegetativa de lulo expuesto a concentraciones de cloruro de sodio, tema importante por causa del aumento en el país de suelos con problemas de salinidad. dentro del contexto del estrés, otro estudio examina el déficit hídrico en el transplante de tomate, en la búsqueda de una mayor sobrevivencia en campo. entre las interrogantes sobre la producción de plantas figura su comportamiento frente a la carencia de algún nutriente esencial para el crecimiento, y este tema se refleja en el artículo dedicado a la menta (mentha spicata l.), un cultivo promisorio dentro de las exportaciones del país, al igual que en el artículo sobre el efecto de deficiencias nutricionales en plántulas de curuba. también mostramos la importancia de diferentes sustancias, en el marco de agroquímicos, ya sean hormonas o fertilizantes foliares, entre otras, en el caso del cuajamiento de frutos de feijoa (acca sellowiana [o. berg] burret), así como en dos investigaciones de estudio básico que muestran a solidago x luteus como una planta de flor de corte para la que son indispensables las hormonas en el desarrollo floral. en la sección protección de cultivos se profundiza en el daño causado por el hongo mycospharella fijiensis en la fisiología de la planta de banano y, dentro bajo la misma familia musa, se explora la caracterización de un protexvirus hasta ahora no reportado, función importante de la investigación en el manejo de nuevas fitopatógenos para el sector bananero colombiano y global. además, como aporte al conocimiento de trialeurodes vaporariorum, una importante plaga en muchas solanáceas, publicamos dos trabajos sobre el muestreo directo y control con encarsia formosa en el cultivo de tomate, la hortaliza más consumida en el mundo. como aporte al conocimiento del tomate presentamos además, dentro de la sección fisiología y tecnología poscosecha, un trabajo dedicado al momento oportuno de agronomia 26-2 -profe194).indd 175 06/10/2008 19:39:52 176 agron. colomb. 26(2) 2008 para esta sección se cuenta con un artículo de revisión sobre el reuso de aguas residuales en agricultura. en la sección economía y desarrollo rural, se analiza el estado económico de la granja universitaria tunguavita de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), en paipa (boyacá), como mecanismo para encontrar soluciones que mejoren su rentabilidad. el número de agronomía colombiana que hoy entregamos a nuestros lectores recoge nuevamente el trabajo científico, tecnológico e investigativo de diferentes entidades que contribuyen al conocimiento y al manejo de la agricultura y sus áreas afines, lo que convierte a la revista en un enlace efectivo entre la comunidad científica y las empresas productoras, en busca de la solución de los problemas del agro. gerhard fischer director comité editorial cosecha para reducir las pérdidas de esta fruta y, en el caso del maracuyá, otro orientado hacia la búsqueda de un muestreo para correlacionar las propiedades física y químicas del fruto con las de su jugo. el número mayor de artículos en la sección suelos, fertilización y manejo de agua que presentamos en esta entrega, trata sobre los avances en el uso de recientes tecnologías, como es el caso de la fertilización por sitio específico en maíz, realizado en el centro agropecuario marengo, en mosquera (cundinamarca), y de otras alternativas de manejo encaminadas a la asociación de diferentes especies de plantas, como la asociación maíz-pasto para los suelos del piedemonte llanero colombiano; de nabo forrajero, avena y vicia para zona de cundinamarca y boyacá o simplemente por la adición de abono orgánico, en el cultivo papa criolla en la zona de nariño. todos estos trabajos encaminados a la búsqueda de una mayor respuesta de las plantas. también agronomia 26-2 -profe194).indd 176 06/10/2008 19:39:53 received for publication: 6 november, 2009. accepted for publication: 2 november, 2011. 1 institute of biotechnology, universidad nacional de colombia. bogota (colombia). 2 institute of biotechnology and faculty of science, universidad nacional de colombia. bogotá (colombia). 3 corresponding author. ibonne@gmail.com agronomía colombiana 29(3), 359-366, 2011 identification in silico of ssr markers for genotyping hevea sp. clone gardens in colombia identificación in silico de marcadores ssr para genotipificar jardines clonales de hevea sp. de colombia ibonne aydee garcía r.1, 3, sandra milena gonzález s.1, dolly montoya c.1, and fabio aristizabal2 abstract resumen the rubber crops profitability depends largely on genotypes established in plantations, meaning that clone identity must be ascertained. this work was aimed at identifying commercial clones hevea sp. by microsatellites. primers were designed from sequences reported in genbank using primer3, primerquest and olgoperfect software for pcr amplification of microsatellites. the primers so obtained were thermodynamically analysed by oligo analyzer 3.1 software and experimentally evaluated on 12 hevea sp. clones. the 15 of the 561 microsatellite markers were selected; they had 2and 3-bp repeat motifs and 11to 23-bp repeat extension ranges. the most informative ones were microsatellites amplified with ssrh103, ssrh134, ssrh510 and ssrh516 primers with seven alleles and ssrh403 primers with eight alleles. four microsatellite markers were sufficient for discriminating 10 of the 12 clones. clustering analysis involved all the markers on the clones evaluated here, showing brazilian clones’ narrow genetic base compared to asiatic ones. the current work provides new markers and joins work published by other authors for identifying and diversity studies of natural rubber clone. la rentabilidad del cultivo de caucho depende en gran medida de los genotipos establecidos en plantación, por lo tanto es necesario asegurar la identidad de los clones. este trabajo tuvo como objetivo identificar clones comerciales de hevea sp. mediante microsatélites. se diseñaron primers a partir de secuencias reportadas en el genbank con los programas primer3, primerquestsm y olgoperfectsm para amplificación por pcr de microsatélites. los primers obtenidos se analizaron termodinámicamente mediante el programa oligo analizer 3.1 y se evaluaron experimentalmente sobre 12 clones de hevea sp. se seleccionaron 15 de 561 marcadores microsatélites con motivos de repetición de 2 y 3 pb y rangos de extensión entre 11 y 23 repeticiones. los más informativos fueron: con siete alelos los microsatélites amplificados con lo primers ssrh103, ssrh134, ssrh510 y ssrh516, con ocho alelos los primers ssrh403. cuatro marcadores microsatélites fueron suficientes para discriminar diez de los 12 clones. el análisis de agrupamiento realizado con la totalidad de los marcadores sobre los clones evaluados, evidencia la estrecha base genética de los clones brasileños respecto a los asiáticos. este trabajo aporta nuevos marcadores y se suma a los publicados por otros autores, para la identificación y estudios de diversidad de clones de caucho natural. key words: poly mor ph ism, molecu la r ma rkers, he vea brasiliensis, ssr, clone, pcr, natural rubber. palabras clave: polimorfismo, marcadores moleculares, hevea brasiliensis, ssr, clon, pcr, caucho natural. introduction natural rubber (hevea sp.) crops have its origin in amazon region; it belongs to the euphorbiáceae family grouping several characteristic genera for latex production. hevea brasiliensis is the most important specie from this genus due to high natural rubber production and the excellent physical-chemical properties which synthetic rubber cannot provide (polhamus, 1962; mooibroek and cornish, 2000; cornish, 2001). asia has the greatest planted area of natural rubber; this continent pioneered worldwide latex marketing. around 7,000,000 ha have been established in indonesia, thailand and malaysia, such production representing 70% of the world market for this biopolymer. latin-america represents just 3% of such production (365,000 ha planted) despite being the center of origin of this species (irsg, 2010). colombia currently has 29,917 ha planted with rubber (madr, 2010); it is hoped to broaden this to supply natural rubber needs by promoting new seeding programs, 889,674 ha 360 agron. colomb. 29(3) 2011 being available which have favourable climatic conditions for the crop (candelo and motta, 1996). establishing new plantations has show that existing clone gardens usually do not have clear historical records concerning the origin of their vegetal material. sanitary control and certification techniques must be implemented to overcome such limitation within the legal framework provided by ica resolution 001478/2006 stating the need for follow-up, sanitary surveillance and genetic identification in natural rubber propagation nurseries to guarantee the vegetal material’s source and quality, preventing low yields in adult plantations and the introduction and dissemination of diseases. vegetal material destined for this specie’s propagation is currently identified by the isoenzyme technique (chevallier, 1988) which has limitations related to specificity and costs. the limited number of alleles which can be detected this type of marker is one of its main disadvantages (i.e. poor discrimination power) (vera et al., 1999; belleti et al., 1992). this technique is linked to gene expression phenotypes which could be influenced by environmental factors and the crop’s development stages, meaning that it is hardly reproducible. recently dna-based molecular markers have been widely used due to their sensitivity and rapidity in varietal identification in different vegetal species (raina et al., 2001; vera et al., 1999; prince et al., 1995), as well as leading to discriminating individuals having closely-related genotypes (ilbi, 2003). such markers are classified into two large groups: hybridisation-based molecular markers and the pcr-based molecular markers. the latter are more used due to the low dna concentration required for their development, their ability to amplify genome sequences from preserved tissue and being methodologically accessible by small laboratories regarding equipment, ease of use and cost. rapd, ssr or microsatellites, ap-pcr and aflps are some of the currently available pcr-based markers (semagn, 2006). microsatellites or simple sequence repeats (ssr) are amongst the most efficient molecular markers due to their co-dominant multi-allele nature and their broad random distribution throughout the whole genome, thereby making them a highly polymorphic marker. ssr have been successfully used in plants in genetic diversity studies, constructing genetic maps (lespinasse et al., 2000) assisted improvement by molecular markers and genotype identification studies (okogbenin et al., 2006; rajeev et al., 2005). rapd molecular markers have been used for genotyping natural rubber clones (varghese et al., 1997; hernández et al., 2006; nakkanong et al., 2008); however, this is not an efficient methodology for mass evaluation of clones due to the technique’s inherent characteristics such as low reproducibility, low discrimination power and difficulty with profile analysis. studies have been developed using microsatellite markers. lekawipat et al. (2003) reported the ssr m574 marker as being highly polymorphic after evaluating 108 hevea brasiliensis accessions and obtaining 21 alleles. saha et al. (2005) reported four markers (hmac4, hmac5, hmct1 and hmct5) for discriminating 27 hevea sp. clones. studies by saha et al. (2007) reported that the hmgr marker was useful for studying genetic variability in wild hevea brasiliensis material. feng et al. (2009) have recently published a set of markers designed from est sequences stored in genbank for evaluating genetic diversity and ssr transferability between hevea species. four ssr markers proposed by saha et al. (2005) were used in preliminary assays in six hevea sp. clones having commercial interest for colombia; these assays showed that all of them could only be discriminated by the hmct5 marker. however, a clear and reproducible banding pattern could not be obtained, even when modifying annealing temperatures (tm) and using pcr adjuvants. the above work also reports an evaluation of the est-ssr markers proposed by feng et al. (2009) on 67 rubber clones and by saha et al., (2007) on six clones respectively, obtained low polymorphism. the present work was aimed at identifying new microsatellite markers having greater discrimination power for genotyping hevea sp. clones from genome sequences reported in genbank databases for experimentally designing and evaluating primers leading to easy amplification and reading. methodology prior evaluation. the 12 clones evaluated (tab. 1) in this study had been previously analysed with the hmct1, hmct5, hmac1 and hmac4 microsatellites described for identifying asian natural rubber genotypes (saha et al., 2005). these pcr and allele visualisation conditions were performed as proposed by the authors. oligo design. sequences found in genbank were manually analysed using the search word “hevea brasiliensis microsatellite sequence”. sequences were initially chosen which presented two and three repeat motifs (minimum 11 and 4 repeats from the motif, respectively). it was also was verified whether there had been any redundancy in 361garcía r., gonzález s., montoya c., and aristizabal: identification in silico of ssr markers for genotyping hevea sp. clone gardens in colombia the selected sequences by using alignment with the bl2seq algorithm (altschul et al., 1990). these sequences were used for designing primers with oligoperfect (http:// tools.invitrogen.com/content.cfm?pageid=9716), primer3 (rozen and skaletsky, 2000) and primerquest (http://www. idtdna.com/scitools/applications/primerquest/default. aspx) software, taking the following criteria into account: 18 to 24 base pair (bp) primer size, 180 to 300 bp expected fragment size, 55 to 62°c fusion tm and 45 to 55% gc. idt oligoanalyzer 3.1 software (http://www.idtdna.com/ scitools/scitools.aspx) was used for evaluating the primers’ thermodynamics. maximum 3 bp complementariety was taken into account to avoid branch formation; homodimer and heterodimer formation was then determined (maximum 6 bp complementariety) (montoya, 2009). ncbi blast (altschul et al., 1990) was then used for alignments to ensure specificity and homology between primers and target sequence. vegetal material: 12 hevea brasiliensis clones or their hevea benthamiana hybrids were analysed to ascertain designed primer polymorphism (tab. 2) using three individuals per clone. foliar material were collected from mavalle (remolinos, meta department), vorágine (medellín, antioquia department) and rincón llanero (puerto gaitán, meta department) clone gardens which had clear vegetal material source records. four leaflets from each clone were stored in sealed hermetic bags with silica gel as preservative and then taken to the laboratory for total dna extraction. nucleic acid extraction. genomic dna was extracted from each sample using the method proposed by varghese et al. (1997). the dna so obtained was visualised on 0.8% agarose gel and quantified by fluorometry (quant-it ds br assay kit, invitrogen). pcr amplification and microsatellite analysis. the pcr reaction was carried out for 25 µl final volume containing 25 ng genomic dna, 0.4 µm of each oligo, 1.5 mm mgcl2, 200 mm dntps and 1 taq polymerase unit. the master mix was placed in a mycycler (biorad) thermocycler using the following amplification programme: 94°c initial denaturing for 3 min, followed by 35 denaturing cycles at table 1. primer sets selected using oligoaalyzer 3.1 software after analysing hevea sp. microsatellite-containing sequences deposited in genbank. genbank id denomination microsatellites primers (5 à́ 3’) expected size (bp) t° annealing no. of alleles ay486867 ssrh102 (ga) 20 ccaagccaatcatcaggaat (f) agcagcccatgatacaactg (r) 290 54°c 6 ay486866 ssrh103 (ct) 21 tcctctcctcgtca acatcc (f) tgtcat tcga actccgtca a(r) 251 55°c 7 fj160574 ssrh132 (ctt) 11 ctgccttgtcttcctcatcc (f) ctcggagacctgtccctgta (r) 232 55°c 2 ay486835 ssrh134 (ct) 15 gcatgtcttgctgcagaatc (f) ggaaaccaagccctcaatct (r) 251 55°c 7 fj160571 ssrh135* (gtt) 4 ttgggtaggaacag g gtcag (f) caa cgctctcatcacgaaaa (r) 226 55°c non-specific fj160570 ssrh136* (ctt) 17 tatggagaggaggggcttttat (f) gagtttgagggggaggac (r) 204 55°c non-specific ay486832 ssrh137 (tc) 26tt (ctt) 6 tccggtgttatggtgttctg (f) aggaagaaagggaagaaa (r) 247 55°c 3 ay486754 ssrh358 (ga) 20 tccgctctagcttcttcctg (f) gccgcataagagtgaacga (r) 226 57°c 5 ay486708 ssrh402 (ct)16 ccatctttcctctcgctcag (f) gttcgtctgctgggcatagt (r) 265 55°c 2 ay486707 ssrh403 (ga) 16 tgccatcctgcagttatcag (f) gcacatatg aggaagccaca (r) 242 57°c 8 ay486694 ssrh416 (ct) 22 gttcccaactactcgctttc (f) ggcatgtgctacagcattgt (r) 222 55°c 4 ay486599 ssrh508 (ga) 16 tgcagtaggcctctgtgatg (f) gctggacccatcttaggtg a (r) 253 55°c non-specific ay486597 ssrh510 (ct) 23 tcagggcttcaggatgattc (f) ggatgaagcgcttatggaga (r) 251 55°c 7 ay486589 ssrh516 (ga) 16 cccaattgtgcagta acac g (f) ccctccttgtctgaacctca (r) 183 55°c 7 ay439314 ssrh548 (ga) 4 ca (ga) 7 tgagcaacggaggagagaa (f) ccaaacacccaaacccaattc 250 57°c 5 * these pairs of oligos did not fulfil all the selection parameters; however, they were evaluated due to the presence of ssrs having domains containing three nucleotides. 362 agron. colomb. 29(3) 2011 94°c for 15 s, annealing for 1 min (temperatures reported in tab. 1 for each set of primers), extension at 72°c for 15 s and a final 7 min extension step at 72°c. the amplimers obtained were run on 7% polyacrylamide gels and visualised by silver staining (bassam et al., 1991). the sizes of the alleles obtained by microsatellite were determined using 10 bp molecular weight ladder (invitrogen) as reference. data analysis: the number of alleles detected for each microsatellite so amplified was estimated in the 12 clones evaluated. the degree of polymorphism was calculated from expected heterozygosity (he) by applying the formula he= 1σ pi2 where p was the frequency of the ith allele in the genotypes examined. observed heterozygosity (ho) was calculated using the ratio between the number of heterozygotes regarding the amount of total genotypes analysed using genalex 6 software (peakall and smouse, 2000). polymorphism information content (pic) was calculated using the pic= 1σ fi2 i = 1 equation where fi2 was the frequency of the ith allele (anderson et al., 1993). similarity was analysed using ntsys-pc 2.1 software (rohlf, 2006); the dice index was used for generating a similarity matrix, followed by a dendrogram using the upgma algorithm. results and discussion only two of the 12 clones evaluated in this study (asian clones gt 1 and pb 235) had been analysed by saha et al. (2005) whose results were confirmed for 3 of the microsatellites (hmct1, hmac4 and hmct5), unlike the results obtained with microsatellite hmac5. the authors reported two alleles for gt 1 (270/272 bp) and pb 235 (272/274 bp) with this microsatellite; a single 265 bp allele was observed in this work for both clones. it was also found that the clones being studied (fx 3899, fx 3864, ian 873, ian 713, gu 191 and avros 1981) were not discriminated using the four reported microsatellites as a set (data not shown). it is thus recommended using these microsatellites for identifying some asian clones present in colombian clone gardens; however, additional markers must be included for american clones to allow them to be differentiated. the 120 of the 604 sequences found in the search for microsatellite regions contained in the h. brasiliensis genome in genbank using the search word “h. brasiliensis microsatellite sequence” were selected for designing primers; bearing in mind repeat motifs’ greater sizes and the greater number of repeats, work on other vegetal species such as capsicum annuun have reported increased polymorphism in ssr sequences having the aforementioned characteristics (yi et al., 2006). the search did not include microsatellites present in h. brasiliensis expressed sequence tag (est) libraries (okogbenin et al., 2006), due to them usually being more conserved between individuals from the same specie and related species in contrast to genomic ssrs, thereby implying less polymorphism (eujay et al., 2002), such characteristic not being useful in this work given that vegetal material having table 2. size (in base pairs) of the alleles obtained for each of the 7 microsatellites having the greatest number of alleles in the 12 clones evaluated here, and values calculated regarding observed heterozygosity (ho), expected heterozygosity (he) and pic. clone ssrh548 ssrh358 ssrh134 ssrh403 ssrh516 ssrh102 ssrh103 allele size (bp) allele 1 allele 2 allele 1 allele 2 allele 1 allele 2 allele 1 allele 2 allele 1 allele 2 allele 1 allele 2 allele 1 allele 1 gt1 240 250 220 236 230 240 224 248 185 185 280 280 255 270 rrim 600 230 243 238 238 236 236 239 248 185 210 280 280 255 250 pb 260 243 243 240 240 225 236 238 252 197 205 278 279 250 282 pb 235 227 250 235 235 238 240 224 238 185 185 280 280 265 270 ian 710 243 250 220 238 225 236 224 248 185 185 280 280 270 270 ian 873 243 243 222 238 230 240 224 250 185 188 279 281 255 270 ian 713 243 243 222 238 230 240 224 250 185 188 279 281 255 270 fx 3864 243 243 222 238 230 240 224 250 185 188 282 282 255 270 fx 3899 243 247 222 238 228 238 224 250 185 188 282 282 255 270 gu 198 243 247 227 238 240 248 232 239 238 238 290 290 260 260 avros 1581 243 247 227 238 240 248 232 239 238 238 290 290 268 270 avros 2037 243 247 238 238 240 248 239 255 232 232 280 280 268 270 ssrh548 ssrh358 ssrh134 ssrh403 ssrh516 ssrh102 ssrh103 ho 0.667 0.667 0.917 1 0.5 0.25 0.75 he 0.611 0.733 0.792 0.826 0.722 0.747 0.729 pic 0.77 0.76 0.78 0.83 0.83 0.81 0.72 363garcía r., gonzález s., montoya c., and aristizabal: identification in silico of ssr markers for genotyping hevea sp. clone gardens in colombia a reduced genetic base had to be discriminated, such as the american clones from the ian and fx series. the information found in genbank for some of the selected sequences included some primer sets, together with their amplification conditions, which were not included due to them not fitting the selection criteria for the primers used in this work (lower tm and shorter length) since using primers having low annealing tm and short size increases the probability of non-specific amplimers (abd-elsalam et al., 2003). the 560 pairs of primers were obtained from the selected sequences (i.e. four or five per sequence); 15 pairs were selected after analysis with oligoanalyzer 3.1 software was they fulfilled the thermodynamic criteria descried in the methodology and were sent to be synthesised. two of these primer sets led to amplifying microsatellites having three bp repeat domains in spite of not fulfilling all previously established criteria (tab. 1); this parameter allowed better differentiation of the fragments obtained. prior knowledge of tm obtained with the design programmes led to a better approach to establishing the pcr cycle, specific amplimers being thereby obtained for all the primers. these parameters avoided having to apply formulae for finding tm and these values’ discrepancy with pcr components, as well as using empirical thermocycling assays with touchdown (don et al., 1991; roux, 2009). pcr was optimised regarding mgcl2, dntp, primer and template dna concentrations; hybridisation temperature based on the lower limit of the range selected for designing primers was also standardised (54 to 59°c experimental hybridisation tm) (tab. 1). as specific, easily interpreted amplifications were obtained with 10 of the 13 primer sets, this showed that the selection criteria defined for their design were sound. it was found that 3 of the 15 primer sets evaluated in the 12 hevea clones had non-specific band patterns (ssrh136, ssrh135 and ssrh508). two of the markers only generated two alleles (ssrh132 and ssrh 402); the ssrh137 and ssrh416 markers generated three and four alleles, respectively and seven had 5 to 8 alleles (tab. 2). the sizes obtained ranged from 222 to 290 bp, these being congruent with size predicted by primer design programmes (fig. 1, tab. 2). these diversity and polymorphism measurements calculated for microsatellites which generated more than 5 alleles ranged from 0.66 to 0.82 for he, 0.25 to 1.00 for ho and 0.72 to 0.83 for pic (tab. 2). the ssrh403 microsatellite (he=1.000, ho=0.826 and pic=0.830) amplified the greatest number of alleles (8) and could discriminate the 12 clones into eight different groups. the pb260 clone was differentiated from the other asian clones with 7 of the 11 markers evaluated, this being the most divergent clone (both asian and american). the ssrh548, ssrh358, ssrh134 and ssrh403 microsatellites discriminated asian clones pb 235, rrim 600 and gt-1 (ho=0.667-1.000, he=0.611-0.826 and pic 0.76-0.87). the gu-191 (from guatemala) and avros-1981 (asian) clones were only differentiated with microsatellite ssrh103 (ho=0.750, he=0.729 and pic=0.720). the american clones obtained in brazilian genetic improvement programmes (fx 3899, fx 3864, ian 873, ian 710 and ian 713) were discriminated by fewer microsatellites grouped together with most markers. the fx clones could only be differentiated with the ssrh134 microsatellite. ian 713 and ian 873 clones were not differentiated with any of the 10 microsatellites. the minimum number of microsatellites allowing 10 of the 12 clones to be differentiated was four (i.e. ssrh403, ssrh548, ssrh358 and ssrh103). tab. 3 summarises the foregoing, showing the different genotypes obtained for all the clones. similarity analysis with the 10 most polymorphic microsatellites differentiated 10 of the 12 clones evaluated; a group clustering the five american clones (brazilian) included in the study (0.48 similarity) was also observed, figure 1. electrophoretic profiles obtained for the 12 clones evaluated with microsatellite ssrh 103 (6 alleles). 364 agron. colomb. 29(3) 2011 table 3. genotypes obtained for each of the 7 microsatellites having the greatest number of alleles in the 12 clones evaluated here. clone genotype allele size (bp) ssrh548 ssrh358 ssrh134 ssrh403 ssrh516 ssrh102 ssrh103 gt1 cf ae cf ae aa cc ae rrim 600 bd ff dd de ae cc aa pb 260 dd aa ad cg cd ab af pb 235 af dd ef ac aa cc ce ian 710 df af ad ae ab cc ee ian 873 dd bf cf af ab bd ae ian 713 dd bf cf af ab bd ae fx 3864 dd bf cf af ab ee ae fx 3899 de bf be af ab ee ae gu 198 de cf fg bd gg ff bb avros 1581 de cf fg bd gg ff de avros 2037 de ff fg dh ff cc de similaridad 0.31 0.48 0.65 0.83 1.00 gt1 rrim600 pb235 gu198 avros1581 avros2037 pb260 ian710 ian873 ian713 fx3864 fx3899 figure 2. clustering was analysed with gt1, rrim-600, pb-260, pb-235, ian-710, ian-873, ian-713, fx-3864, fx-3899, gu-198, avros-1581 and avros-2037 clones using the selected ssrh548, ssrh510, ssrh358, ssrh416, ssrh134, ssrh137, ssrh403, ssrh516, ssrh102 and ssrh103 microsatellites. a similarity matrix was constructed using the dice similarity index; the upgma algorithm was then used to produce a dendrogram with ntsys pc. 2.02i software. thus confirming this group’s reduced gene base (fig. 2). similar results were obtained by hernández et al. (2006) who evaluated asian and brazilian clones using rapd markers. the foregoing could explain the three commercial clones from the ian series which, together with the fx 3864 clone, share the maternal parent (pb 86). the gu 198 clone was grouped with asian avros clones (0.71 similarity), avros 1581 (0.48) and avros 2087 (0.34), 365garcía r., gonzález s., montoya c., and aristizabal: identification in silico of ssr markers for genotyping hevea sp. clone gardens in colombia thereby agreeing with the results obtained by hernández et al. (2006) who concluded that this clone was produced by crossing asian parental clones; however, it is known that one of its parental clones corresponded to the american fx 16 clone. the rrim 600, gt 1 and pb 235 clones were grouped at a 0.49 genetic distance and the pb 260 clone was grouped at 0.31 genetic distance. the ian 873 and ian 713 clones could not be differentiated with any of the 10 microsatellites. it is thus considered that evaluation of microsatellite markers should be considered as this leads to discriminating genotypes of clones present in colombian clone gardens. recent work has offered other useful markers in this field, such as that reported by souza et al. (2009) who produced 30 microsatellites which were then applied to studying the genetic diversity of 30 different h. brasiliensis genotypes, including genotypes from other hevea species; the loci analysed presented observed and expected heterozygosity ranging from 0.13 to 0.88 and 0 to 0.89, respectively. work by le guen et al. (2009) reported 15 microsatellites applied to studying the genetic diversity of natural rubber germplasm collections established in french guyana, peru and brazil, all having high polymorphism. it is worth stressing that the study presented here was not aimed at analysing the genetic diversity of the clones included in it; however, the results have led to us suggesting using the microsatellites evaluated here for this type of study. this work has contributed towards identifying hevea sp. clones for organising clone gardens which are the commercial source of vegetal material distribution for establishing plantations, since suitable selection of clones to be planted in a determined region will greatly ensure latex performance and thus increase producers’ economic benefits. prior identification of clones is needed as they perform differently according to a particular region’s characteristics. it is clear that when a plantation’s genetic base can be controlled then better profitability can be expected, bearing in mind that natural rubber is a late performance crop thereby involving high management costs. conclusions the preliminary evaluation of the 12 clones being studied with microsatellites reported in the pertinent literature for identifying some asian rubber genotypes showed that they were unable to differentiate american clones present in colombian clone gardens. this study made advances in characterising four clones which could not be differentiated by the microsatellites reported by saha et al. (2005). implementing thermodynamic analysis programmes has led to establishing parameters for selecting and designing oligos, thereby simplifying standardising pcr amplification the conditions in the laboratory. sets of oligos have thus been obtained which have allowed microsatellite amplification, in turn, managing to differentiate 10 of the 12 hevea sp. clones evaluated in this study with a minimum number of four of these markers, thereby abbreviating identification of the 12 clones. analysis of clustering the clones characterised in this work has revealed the need for continuing to apply molecular tools leading to the discrimination of all the clones present in colombia so that they can be used in varietal identification and genetic variability studies. acknowledgements we would like to acknowledge the project entitled, towards certifying hevea brasiliensis commercial material of interest for colombia by using molecular techniques (contribución a la certificación por técnicas moleculares de material comercial de hevea brasiliensis de interés para colombia) co-financed by madr and carried out in the instituto de biotecnología de la universidad nacional covered by an agreement with the instituto amazónico de investigaciones científicas sinchi. literature cited abd-elsalam, k.a. 2003. bioinformatic tools and guideline for pcr primer design. afr. j. biotechnol. 2(5), 91-95. altschul, s.f., w. gish, w. miller, e.w. myers, and d.j. lipman. 1990. basic local alignment search tool. j. mol. biol. 215, 403-410. anderson, j., a.g.a. churchill, j.e. sutrique, s.d. tanksley, and m.e. sorrthes. 1993. optimizing parental selection for genetic linkage maps. genome 36, 181-186. bassam, b.j., g. caetano-anolles, and p.m. gresshoff. 1991. fast and sensitive silver staining of dna in polyacryelmide geles. anal. biochem. 196, 80-83. belletti, p., s. lanteri, f. and saracco. 1992. allozyme variability in capsicum. pp. 221-226. in: proceedings of the eighth meeting on genetics 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una pradera degradada. los minerales aplicados 45 días antes de la siembra fueron: ca, 555 kg ha-1; mg, 88 kg ha-1; p, 35 kg ha-1 y s, 45 kg ha-1, utilizando como fuente cal dolomítica, roca fosfórica y yeso agrícola; al momento de la siembra se aplicaron: 31 kg ha-1 de p, 27 de n (fuente fosfato diamónico); 37,5 de k (fuente cloruro de potasio); 3 de zn; 0,1 de cu; 0,5 de b y 1,2 de s (fuente borozinco). a los 15 después de la siembra (dds) se aplicaron 37,5 kg ha-1 de k. la aplicación de n se fraccionó en dosis de 100 y 200 kg ha-1 a los 15 y 35 dds, respectivamente. los análisis de suelos realizados después de la cosecha del maíz demostraron un mejoramiento de la fertilidad, ya que la saturación de bases aumentó de 24% inicial a 47%, el p disponible pasó de 2 ppm a 11,8 ppm, el s aumentó de 3 ppm a 6 ppm. en el momento de la cosecha, la mayor extracción de n fue la hicieron el grano de maíz y los pastos (43 y 45 kg ha-1, respectivamente), mientras que el p se presentó en mayor concentración en el grano de maíz (12,7 kg ha-1). los pastos y la soca de maíz (tallos y hojas después de la cosecha) se caracterizaron por un mayor contenido de k (40 y 27 kg ha-1, respectivamente). el ca, mg y s fueron más extraídos por los pastos (9; 8 y 6 kg ha-1, respectivamente); los minerales extraídos en mayor cantidad por el maíz y los pastos fueron n (91%), p (57%) y k (58%), mientras que los de menor extracción fueron ca (2,2%) y mg (16%). palabras clave: cultivos asociados, minerales, forraje, producción, pradera degradada. introducción los oxisoles ocupan los paisajes fisiográficos de mayor extensión en la región colombiana de llanos orientales y tienen gran importancia actual y futura para el desarrollo de su economía. en las últimas décadas estos suelos han sido objeto de estudio, lo que ha contribuido al conocimiento de su génesis y de sus características para dar un in an oxisol of the research center la libertad of corpoica located at 17 km of villavicencio, the corn association with grass b. decumbens, ‘mulato 1’, and average ‘toledo’ was established for recovering the productivity of degraded grassland. the minerals applied in kg ha-1 at 45 day before sowing time by hectare were 55 ca, 88 mg, 35 p, and 45 s using as a source dolomite lime, phosphoric rock and agricultural gypsum. at the sowing time, it was applied 31 p, 27 n (source diamonic phosphate), 37.5 k (source potassium chloride), 3 zn; 0,1 cu; 0,5 b and 1,2 s (source boronzinc). up to the 15 day after sowing time (das) it was applied 37,5 k. nitrogen was applied in dose of 100 and 200 kg ha-1 at 15 and 35 das. the soil analyses realized after the crop of corn demonstrated an improvement of fertility because the saturation of bases increased from 24% initial to 47%, available phosphorus increased from 2 to 11.8 ppm and sulfur increased from 3 to 6 ppm. in the moment of harvest, the highest extraction of n was carried out by corn grain and grass with 43 and 45 kg ha-1 respectively, whereas p appeared in highest concentration in corn grain with 12.7 kg ha-1. the grass and soca of corn (stems and leaves after the harvest) were characterized having the highest content of k with 40 and 27 kg.ha-1, respectively. ca, mg and s were more extracted by the grass with 9, 8 and 6 kg ha-1, respectively. the highest extraction of minerals by the corn and grass were the n, p and k with 91, 57 and 58%, respectively, whereas those of smaller extraction were ca with 2.2% and mg with 16%. key words: associated cultures, minerals, forage, production, degraded grassland. mejor manejo y optimizar su productividad (mejía, 1996; botero et al., 1982) las praderas introducidas en los llanos están constituidas principalmente por la gramínea brachiaria decumbens, que ha contribuido al desarrollo de una ganadería más productiva; no obstante, en la actualidad la producción animal es baja, como consecuencia de la degradación de agronomia 26-2 -profe194).indd 322 06/10/2008 19:41:26 rincón y ligarreto. fertilidad y extracción de nutrientes en la asociación maíz-pastos... 323 praderas ocasionada por varios factores, entre los que sobresale la falta de fertilización en el establecimiento y el mantenimiento de las praderas (rincón, 2006). en los llanos orientales colombianos se estima que, de 1’800.000 ha en pastos introducidos, 1’000.000 ha se encuentran en proceso de degradación; en donde se están dejando de producir 154.000 t de carne al año, que equivalen a 342.000 novillos con un peso promedio de 450 kg por animal (rincón, 2006). la integración de la agricultura y la ganadería trae beneficios económicos al productor con el aumento de la productividad de los cultivos y el establecimiento de praderas en óptimas condiciones para la producción de carne y/o leche (corpoica, 2005; pereira et al., 2003). el pasto se beneficia de la utilización de fertilizantes y correctivos en las actividades agrícolas; los residuos de los nutrientes utilizados podrán permanecer en el suelo, contribuyendo al mejoramiento de su fertilidad, cuyos efectos en el aumento de la producción de forraje se aprecian sólo en los primeros años de pastoreo. por tal razón, es necesario determinar la capacidad de extracción de minerales por parte del cultivo de maíz y de los pastos y el flujo de nutrientes entre suelo y planta, para determinar la residualidad de los minerales que beneficiará la productividad de las pasturas después de cosechado el maíz, tema del que trata el presente trabajo. materiales y métodos el experimento se desarrolló entre agosto y diciembre de 2004 en un oxisol de terraza media del centro de investigaciones la libertad, de la corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), ubicado en el municipio de villavicencio (meta, colombia) y localizado a 9° 6’ de latitud norte y 73° 34’ de longitud oeste y a 330 msnm; la precipitación anual promedia ha sido de 2.900 mm, el promedio de temperatura es de 26 °c y la humedad relativa de 85% en la época lluviosa y de 65% en la época seca. los suelos son muy fuertemente ácidos (ph 4,4), como lo evidenció el sitio donde se estableció el experimento con una saturación de aluminio (al) de 71,7%, mientras que la saturación de bases fue 24,7% (tabla 1). los nutrientes más deficientes fueron el fósforo (p), calcio (ca), magnesio (mg) y azufre (s). la materia orgánica de 2,2%, teóricamente aportaría 57 kg ha-1 año-1 de nitrógeno (n) para la nutrición de las plantas, teniendo en cuenta una densidad aparente del suelo de 1,3 g ml-1. en una pradera degradada se estableció en forma simultánea el cultivo de maíz híbrido ‘master’ en asociación con los pastos híbrido de brachiaria cv. ‘mulato 1’, b. brizantha cv. ‘toledo’ y b. decumbens. los tratamientos que se evaluaron fueron: maíz en asocio con el híbrido de brachiaria cv. ‘mulato 1’ + 100 kg de n; maíz en asocio con el híbrido de brachiaria cv. ‘mulato 1’ + 200 kg de n; maíz en asocio con el híbrido de b. brizantha cv. ‘toledo’ + 100 kg de n; maíz en asocio con el híbrido de b. brizantha cv. ‘toledo’ + 200 kg de n; maíz en asocio con b. decumbens + 100 kg de n; maíz en asocio con b. decumbens + 200 kg de n. estos tratamientos se distribuyeron en bloques completos al azar en arreglo de parcelas divididas con tres repeticiones, donde la parcela principal fue la gramínea forrajera (área de 3 ha) y la subparcela, los niveles de n (1 ha). la labranza se inició con cincel rígido y posteriormente se aplicó una mezcla de cal dolomítica, roca fosfórica (30% ca y 10% mg) y yeso agrícola (25% ca y 15% s) por medio de una encaladora y luego se incorporó con un pase de rastra (45 días antes de la siembra), para reducir la saturación de al y corregir las deficiencias de estos suelos en ca, p, mg y s. las cantidades de enmiendas y fertilizantes utilizados estuvieron de acuerdo con el análisis de suelos y los requerimientos de bases intercambiables del maíz (50%) para obtener un buen desarrollo y producción de grano. tabla 1. características químicas del suelo en el sitio experimental en el piedemonte llanero. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). parámetro valor ph 4,4 mo (%) 2,2 p (ppm) 1,0 ca (meq 100 g-1) 0,37 mg (meq 100 g-1) 0,11 k (meq 100 g-1) 0,10 na (meq 100 g-1) 0,26 al (meq 100 g-1) 2,1 fe (ppm) 126 b (ppm) 0,15 cu (ppm) 0,8 zn (ppm) 0,5 cic efectiva (meq 100 g-1) 3,44 saturación de bases 24,7 saturación de al 71,7 saturación de ca 12,5 saturación de mg 3,7 saturación de k 3,36 mo, materia orgánica; cic, capacidad de intercambio catiónico agronomia 26-2 -profe194).indd 323 06/10/2008 19:41:26 324 agron. colomb. 26(2) 2008 se aplicaron 1.500 kg ha-1 de cal dolomítica, 400 kg ha-1 de roca fosfórica, 300 kg ha-1 de yeso agrícola, 150 kg ha-1 de fosfato diamónico (dap), 150 kg ha-1 de cloruro de potasio y 20 kg ha-1 de borozinco, como fuente de zinc, cobre y boro. la única fuente de variación en fertilidad fue el nivel de n aplicado (100 y 200 kg ha-1). la fertilización nitrogenada se aplicó en forma fraccionada a los 15 y 35 dds, en partes iguales. en el momento de la siembra se les aplicó a todos los tratamientos 27 kg ha-1 de n contenidos en los 150 kg ha-1 de dap. el maíz se estableció con una densidad de siembra de 22 kg ha-1, en surcos separados 80 cm, con 5-6 plantas por metro lineal, con ayuda de una máquina sembradora-abonadora que depositó la semilla a una profundidad promedia de 3 cm y el fertilizante de establecimiento (n + p + k + zn + cu + b) en el mismo surco del maíz, a una profundidad promedia de 5 cm. las gramíneas forrajeras se sembraron inmediatamente después de realizada la siembra del maíz, con otra sembradora, en surcos separados a 50 cm con una densidad de siembra de 4 kg ha-1, en sentido perpendicular a la siembra del maíz. se realizaron evaluaciones de características químicas de los suelos antes de iniciar los tratamientos y al momento de la cosecha del maíz, evaluándose además por espectrofotometría el contenido de minerales en el grano, en la soca del maíz y en el forraje de los pastos. la determinación de la acidez intercambiable se realizó por extracción con kcl 1 n, titulación con hcl y naoh 0,01n por el método de yuan; la materia orgánica por el método de walkley-black; el p en el suelo por bray ii; el ca, mg y k por extracción con acetato de amonio y determinación por absorción atómica; el fe, mn, zn, cu y b por extracción con doble ácido (h2s04, hcl) y determinación por el método de carolina del norte y el p, k, ca, mg y s en forraje por espectrofotometría. la información obtenida fse analizó con el paquete estadístico sas. los resultados se sometieron a análisis de varianza para determinar la signifi cancia, y la comparación de medias se determinó mediante la prueba de tukey. resultados y discusión características químicas de los suelos después de la cosecha del maíz las características químicas de los suelos (tabla 2) incluyen los contenidos de elementos mayores y menores en el suelo inmediatamente después de cosechado el maíz (5 meses después de la siembra), bajo los diferentes tratamientos en la asociación de maíz con los pastos b. decumbens, ‘mulato 1’ y ‘toledo’ y con 100 y 200 kg ha-1 de n. los datos obtenidos revelan que al momento de la cosecha del maíz no se presentaron diferencias signifi cativas (p>0,05) en los contenidos de minerales de los suelos en los que se establecieron las asociaciones con los tres pastos ni en los niveles de n aplicados. en 100 g de suelo, el contenido de al fl uctuó entre 1,10 y 1,40 meq, el de ca estuvo en un promedio de 1,14 meq, el de mg en 0,22 meq y el de k en 0,08 meq. el contenido de na fue superior al de k en todos los tratamientos, en tanto que la materia orgánica presentó un incremento al pasar de 2,2% a 2,6%. al hacer un análisis comparativo del contenido de cationes del suelo sin intervenir (antes de la siembra de las asociaciones del maíz con los pastos) con el contenido al momento de la cosecha del maíz, se pueden ver los cambios sucedidos durante este tiempo con el establecimiento de la asociación maíz-pastos. el contenido de al en el suelo presentó una reducción importante por efecto de las enmiendas aplicadas antes de la siembra, al pasar de 2,13 meq a 1,25 meq en el momento de la cosecha del maíz (fi gura 1); esta reducción del al en el suelo se debió posiblemente a la acción del ca de la roca fosfórica y del yeso agrícola que desplazó al al de los sitios de intercambio catiónico de las arcillas, para luego formar compuestos con el fosfato y el sulfato que se movilizan a capas profundas del suelo (plaster, 2005; potash and phosphate institute, 1997; guerrero, 1993). el ca, que antes de aplicar las enmiendas presentó un contenido de 0,37 meq 100 g-1 de suelo, aumentó a 1,14 meq después de la cosecha del maíz. en las enmiendas aplicadas antes de la siembra, se suministro al suelo 555 kg ha-1 de ca, entrando una porción a formar parte de los cationes en el complejo de cambio de las arcillas y otra a formar tal vez compuestos con aniones que van a las capas más profundas del suelo. de acuerdo a los análisis, después de la cosecha del maíz en el suelo se encontraron 0,77 meq 100 g-1 de ca figura 1. contenido de bases intercambiables y aluminio antes de la siembra y al momento de la cosecha del maíz en suelos establecidos con la asociación maíz-pastos. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). agronomia 26-2 -profe194).indd 324 06/10/2008 19:41:27 rincón y ligarreto. fertilidad y extracción de nutrientes en la asociación maíz-pastos... 325 tabla 2. características químicas de los suelos establecidos con la asociación maíz-pastos al momento de la cosecha del maíz. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). pasto asociado ph mo c p aci al ca mg k na cic s fe b cu mn zn % ppm meq 100 g-1 de suelo ppm b. decumbens 4,7 2,60 1,53 8,60 1,88 1,40 1,05 0,25 0,07 0,14 3,40 6,00 70,80 0,29 0,58 6,10 1,00 ‘mulato 1’ 4,8 2,70 1,55 12,50 1,80 1,26 1,15 0,19 0,10 0,11 3,30 6,50 65,10 0,35 0,53 6,00 1,28 ‘toledo’ 4,8 2,50 1,46 14,50 1,50 1,10 1,21 0,22 0,07 0,12 3,10 5,60 70,80 0,31 0,63 7,30 1,60 promedio 4,77 2,60 1,51 11,87 1,73 1,25 1,14 0,22 0,08 0,12 3,27 6,03 68,90 0,32 0,58 6,47 1,29 nitrógeno adicionado 100 kg .ha-1 4,7 2,60 1,52 11,5 1,75 1,26 1,12 0,22 0,08 0,13 3,3 6 71,2 0,31 0,6 7 1,38 200 kg ha-1 4,8 2,58 1,51 12,2 1,7 1,24 1,15 0,22 0,08 0,13 3,3 6,1 66,6 0,32 0,56 6 1,23 significancia ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns promedio 4,75 2,59 1,51 11,85 1,73 1,25 1,14 0,22 0,08 0,13 3,3 6,05 68,9 0,315 0,58 6,5 1,30 cv (% ) 1,9 14,6 13,6 23,7 17,5 17,3 22,8 26,7 17,0 25,1 5,3 18,2 18,3 39,0 22,1 25,1 34,0 mo, materia orgánica; aci, acidez intercambiable; cic, capacidad de intercambio catiónico, cv, coeficiente de variación; ns, diferencias no significativas, según la prueba de tukey (p >0,05). en el suelo, más de lo que originalmente se encontró antes de aplicar las enmiendas 308 kg ha-1). el mg en el suelo era de 0,11 meq 100 g-1 de suelo y se duplicó con las enmiendas aplicadas antes de la siembra, pues se aumentó a 0,22 meq al momento de la cosecha del maíz. el mg aplicado como cal dolomítica fue de 88 kg ha-1; sin embargo, por la menor fuerza relativa de enlace y menor número de iones de mg en el suelo con respecto al ca (plaster, 2005), la disponibilidad de mg en el suelo después de la cosecha de maíz fue de 53 kg ha-1. el k fue el mineral que más disminuyó en el suelo, ya que antes de iniciarse el establecimiento del experimento se encontraba en 0,10 meq y al momento de la cosecha del maíz se redujo a 0,08 meq. en la fertilización se aplicaron 75 kg ha-1 de k, con cloruro de k como fuente. el na, mineral considerado como no esencial en el desarrollo de las plantas, también presentó una reducción alta en el suelo, ya que de 0,26 meq pasó a 0,12 meq. el k y na son cationes que se retienen en las arcillas con menos fuerza que el ca y el mg, y, debido a la cantidad de cal aplicada, estos últimos pudieron desplazar a los primeros (mendes et al., 2004). de acuerdo con estos cambios en la concentración de cationes en el suelo, la saturación de bases se aumentó de 24,7% antes de aplicar las enmiendas a 55,5% al momento de la cosecha del maíz, mientras que la saturación de al se redujo de 71,7% a 44,5%, la de ca se aumentó en más de tres veces y la de mg se duplicó (tabla 3), brindando las condiciones de saturación de bases adecuadas para el desarrollo de pastos exigentes como el ‘mulato 1’ y el ‘toledo’, con excepción del k, nutriente que es necesario suministrar con la fertilización de mantenimiento. el k fue el único nutriente que no aumentó su contenido en el suelo con el establecimiento de la asociación maíz-pastos, sin embargo es conocida la buena capacidad de restitución de k en los suelos de los llanos orientales por su presencia en las arcillas vermiculita e illita, que lo liberan en forma aprovechable por las plantas (dávila et al., 1998). esto hace que aun las pequeñas cantidades presentes en estas arcillas tengan un efecto relevante en la dinámica del elemento y que en muchos casos las respuestas erráticas a la fertilización potásica de varias especies agrícolas de los llanos orientales y del piedemonte llanero tengan tal vez respuestas de este tipo de mecanismo, lo que obliga a redefinir cuáles son las mejores temporadas estacionales de aplicación de este nutriente, su dosis y forma de aplicación, de modo que la fijación no sea tan alta (dávila et al., 1998). la capacidad de restitución de k por estos suelos también fue comprobada por salamanca et al. (1999) al no obtener respuesta a la aplicación de k en el cultivo de soya, a pesar de su bajo contenido en el suelo (0,10 meq): la producción de grano de soya no se incrementó, aunque el contenido de agronomia 26-2 -profe194).indd 325 06/10/2008 19:41:28 326 agron. colomb. 26(2) 2008 este elemento en el grano aumentó entre 1,9% y 3,4% con la aplicación de 25 y 50 kg ha-1, respectivamente. el p fue uno de los minerales con mayor incremento, al pasar de 1 ppm antes de la siembra a 11,9 ppm después de la cosecha del maíz. los fertilizantes fosfatados que se utilizaron en el cultivo fueron dap y roca fosfórica, más efectiva cuando los suelos presentan alta acidez y bajos contenidos de p y ca. sin embargo, se ha comprobado la mayor efectividad de fertilizantes solubles fosfatados, como el dap y el superfosfato triple, en el cultivo de maíz (hammond, 1982). a diferencia de los nutrimentos móviles, el p permanece disponible por largos periodos de tiempo cerca del sitio donde se aplicó, de modo que los pastos establecidos en asociación con maíz tendrán el p requerido después de su establecimiento (ciat, 1986). como ocurre en la mayoría de oxisoles, el hierro (fe) fue el micronutriente que presentó mayor contenido a los 5 meses (68,9 ppm), sin embargo, el contenido se redujo con respecto al contenido inicial, que fue de 126 ppm. el b, cu y zn continuaron siendo deficientes después de la cosecha del maíz, con 0,32; 0,58 y 1,29 ppm, respectivamente (figura 2), considerando que los contenidos adecuados en estos suelos debe ser, respectivamente, de 0,6; 3,0 y 4,0 ppm. el manganeso (mn), con un promedio de 6,5 ppm a los 5 meses, se encontró en un nivel cercano al normal, que es de 10 ppm, y el s, que es un nutriente importante para la síntesis de algunas proteínas, se encontró en un nivel de 6,0 ppm antes del pastoreo, valor inferior al requerimiento de las plantas, que es de 15 ppm (salinas, 1989). contenido de minerales en el grano de maíz en los análisis realizados no se presentaron diferencias significativas en el contenido de minerales en el grano de maíz, cuando este cultivo estuvo asociado con los tres tipos de pastos ni entre los dos niveles de n evaluados (tabla 4). el grano de maíz presentó mayor contenido de n (1,1%) con respecto a los otros minerales analizados, seguido por el k (0,54%) y el p (0,31%). el ca fue el elemento de menor contenido en el grano, con sólo 0,021% seguido por el mg y s, con 0,11% y 0,12%, respectivamente. contenido de minerales en la soca de maíz en la soca del maíz (tallos y hojas de la planta después de cosechado el grano), el contenido de k fue de 0,81% en el tratamiento en el que este cultivo estuvo asociado con b. decumbens, seguido por la asociación con pasto ‘toledo’ y pasto ‘mulato 1’, con 0,73% y 0,66%, respectivamente. de todos los minerales evaluados, el k fue el de mayor contenido en las socas del maíz, con un promedio de 0,73%, en tanto que el p se presentó en cantidades muy bajas, con sólo 0,017%. el ca, mg y s tampoco presentaron diferencias significativas, lo que los promedios obtenidos fueron de 0,14%, 0,15% y 0,097%, respectivamente. el n presente en estas socas fue el 50%, con relación al encontrado en el grano de maíz (tabla 5). con respecto a los tratamientos con 100 y 200 kg ha-1 de n, no se presentaron diferencias significativas (p>0,05), con excepción del contenido de k a favor obtenido con el tratamiento en el que se aplicaron 200 kg ha-1 de n, que fue de 0,79%. contenido de minerales en los pastos en el pasto ‘mulato 1’ el contenido foliar de ca y s fue superior significativamente (p<0,05), con 0,29% y 0,16%, respectivamente. respecto a los otros minerales, el contenido fue similar en los tres pastos, con promedios de 1,08%, 0,13%, 0,95% y 0,19% para n, p, k y mg, respectivamente. en las dosis de 100 y 200 kg ha-1 de n aplicadas al maíz no se presentaron diferencias significativas (p>0,05) en el contenido de este elemento en las hojas del pasto, lo mismo que en los demás minerales, con excepción del ca y s que, a la dosis de 200 kg ha-1 de n, se presentaron en una proporción superior significativamente (p<0,05), con 0,24% y 0,15%, respectivamente (tabla 6). en la figura 3 se presenta en forma comparativa la proporción de cada mineral en los componentes de la asociación maíz-pastos en el momento de la cosecha del maíz. el contenido de n en el grano de maíz y en las hojas del pasto fue de 1,10% y 1,08%, respectivamente; este valor, expresado en proteína cruda tanto en el grano como en el forraje, equivale a un 6,9%, aunque en la soca del maíz este nutrimento se presentó en concentraciones más bajas, de 0,49%. en cuanto al p, su contenido en la soca del maíz fue tabla 3. saturación de bases intercambiables en el suelo antes de la labranza y al momento de la cosecha del maíz. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). característica saturación de bases intercambiables (%) antes de labranza después de cosecha de maíz cic 3,44 3,27 saturación de bases 24,7 55,5 saturación de al 71,7 44,5 saturación de ca 12,5 40,6 saturación de mg 3,7 7,8 saturación de k 3,36 2,8 cic, capacidad de intercambio catiónico agronomia 26-2 -profe194).indd 326 06/10/2008 19:41:28 rincón y ligarreto. fertilidad y extracción de nutrientes en la asociación maíz-pastos... 327 de sólo 0,02%, en cambio en el grano del maíz fue de 0,36% y en el pasto de 0,14%. el mayor contenido de k se presentó en las hojas del pasto, con un promedio de 0,95%, seguido por la soca del maíz (0,73%) y por el grano de maíz (0,54%). en el mismo orden, el ca fue mayor en el pasto (0,21%), seguido por la soca del maíz (0,14%) y el grano (0,021%). en las hojas de pasto también se presentó un mayor contenido de mg, seguido por la soca y por el grano del maíz, cuyos valores fueron de 0,19%, 0,15% y 0,11%, respectivamente. el contenido de s fue mayor en el pasto y en el grano de maíz, con 0,14% y 0,12%, respectivamente, mientras que en la soca del maíz fue de 0,097%. extracción de minerales por el maíz y los pastos la extracción de nutrientes del suelo por los pastos presentó algunas diferencias condicionadas a la especie y a la producción de biomasa. en el momento de la cosecha del maíz, la acumulación de masa seca de los pastos fue 4.463, 4.431 y 3.762 kg ha-1 en pasto ‘toledo’, pasto ‘mulato 1’ y b. decumbens, respectivamente. de acuerdo con esta producción de forraje y el contenido de minerales en las hojas, en la tabla 7 se presenta la cantidad de nutrientes extraídos por cada especie de pasto. los pastos ‘mulato 1’ y ‘toledo’, considerados como de mejor calidad y producción de forraje, fueron los de mayor extracción de nutrientes del suelo, especialmente el ‘mulato 1’ que acumuló en sus hojas más ca, mg y s, con 12,8; 10,6 y 7 kg ha-1, respectivamente. este pasto extrajo 50% más de ca, 40% más de mg y 25% más de s, con relación a lo extraído por el b. decumbens, especie bien adaptada a los suelos ácidos, que se caracterizó por la menor extracción de todos los nutrientes evaluados. por su parte, el pasto ‘toledo’ extrajo mayor cantidad de k y n, con 45 y 48 kg ha-1, respectivamente. en general, los nutrientes extraídos en mayor cantidad por los pastos fueron n y k, mientras los de menor extracción fueron p y s. en la tabla 8 se hace un balance de los minerales en el sistema, teniendo en cuenta su contenido en el suelo y la extracción realizada por el maíz y los pastos. la disponibilidad total de n en el suelo para el desarrollo de la asociación maíz-pastos fue de 117 kg ha-1 provenientes de la mineralización del 2,2% de la materia orgánica, que aportó 57 kg ha-1 de n, y de la fertilización nitrogenada, que aportó 60 kg ha-1, considerando que con la dosis de 100 kg ha-1 de n el 60% es aprovechado por la planta y otro 40% se pierde por volatilización o lixiviación (salisbury y ross, 1992; orozco, 1999); con la dosis de 200 kg ha-1 de n, la disponibilidad de este elemento fue de 120 kg ha-1. con una producción promedia de 4.000 kg ha-1 de grano de maíz, la extracción de n en el grano cosechado fue de 43,6 kg ha-1, y en los 3.782 kg ha-1 de la soca del maíz fue de 17,5 kg ha-1, mientras que los pastos, con una producción promedia de 4.218 kg ha-1 de forraje seco, obtuvieron del suelo 45,5 kg ha-1 de n; de este modo, la extracción total de n por el maíz y por los pastos fue de 106 kg ha-1, cantidad que estaba disponible en el suelo y que fue aprovechada en su totalidad por los cultivos cuando fueron fertilizados con 100 kg ha-1 de n. con la dosis de 200 kg ha-1, las plantas dispusieron de más cantidad de n (164 kg ha-1), pero no fue aprovechado por ellas, como se pudo constatar al no existir diferencias signifi cativas entre los contenidos de n en el grano y la soca de maíz y en los pastos. las pérdidas de n son mayores cuando los niveles de fertilización son más altos, como lo pudieron comprobar barbieri y echeverría (2003), quienes determinaron las pérdidas de n-nh3 al fertilizar una pastura de th inopirum ponticum con 0; 90 y 180 kg ha-1 de n utilizando como fuente la urea. las pérdidas de n-nh3 por volatilización fueron de 3; 14 y 63 kg ha-1, respectivamente, y ocurrieron en mayor proporción durante los primeros 7 días después de la fertilización. un factor que favoreció la volatilización del n-nh3 fue la alta humedad del suelo en el momento de la fertilización y la temperatura superior a 22 °c. la diferencia entre el n disponible en el suelo y el n extraído por el maíz y el pasto fue de 10 kg ha-1; sin embargo, en el análisis de suelos hecho después de cosechado el maíz se encontró un contenido de materia orgánica de 2,6%, la que permitiría una disponibilidad anual de n de 67,6 kg ha-1 para la nutrición de los pastos bajo pastoreo. la extracción total de p por el maíz y el pasto fue de 18,4 kg ha-1, de los cuales 70% fue tomado por el cultivo del maíz. el p disponible en el suelo para ser aprovechado por las plantas fue suministrado en la fertilización hecha al momento de la siembra con 150 kg de fosfato diamónico (dap), que aportó 30 kg ha-1 de p; además, el suelo en su fertilidad natural disponía de 2 kg ha-1 de este nutriente. antes de la siembra, también se aplicaron 50 kg ha-1 de p, figura 2. contenido de microelementos antes de la siembra y al momento de la cosecha del maíz en suelos establecidos con la asociación maíz-pastos. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). agronomia 26-2 -profe194).indd 327 06/10/2008 19:41:29 328 agron. colomb. 26(2) 2008 tabla 4. contenido de minerales en el grano de maíz cultivado en asociación con tres pastos y dos niveles de nitrógeno. centro de investigaciones la liber tad, corpoica, villavicencio (colombia). pasto asociado n p k ca mg s % b. decumbens 1,11 0,32 0,55 0,02 0,12 0,14 ‘mulato 1’ 1,04 0,27 0,54 0,021 0,11 0,11 ‘toledo’ 1,12 0,33 0,52 0,023 0,1 0,12 significancia ns ns ns ns ns ns promedio 1,09 0,31 0,54 0,021 0,11 0,12 nitrógeno adicionado 100 kg ha-1 1,07 0,29 0,52 0,021 0,11 0,12 200 kg ha-1 1,1 0,32 0,56 0,022 0,12 0,13 significancia ns ns ns ns ns ns promedio 1,08 0,30 0,54 0,021 0,115 0,12 cv (%) 6,2 15,4 5,2 26,6 21,2 8,4 cv, coeficiente de variación; ns, diferencias no significativas, según la prueba de tukey (p>0,05). tabla 5. contenido de minerales en la soca del maíz establecido en asociación con tres pastos y dos niveles de nitrógeno. centro de investigaciones la liber tad, corpoica, villavicencio (colombia). pasto asociado n p k ca mg s % b. decumbens 0,43b* 0,020a 0,81a 0,14a 0,15a 0,096a ‘mulato 1’ 0,43b 0,018a 0,66b 0,16a 0,15a 0,100a ‘toledo’ 0,53a 0,015a 0,73ab 0,13a 0,15a 0,095a nitrógeno adicionado 100 kg ha-1 0,46a 0,017a 0,67b 0,14a 0,15a 0,09a 200 kg ha-1 0,47a 0,017a 0,79a 0,14a 0,15a 0,10a cv (%) 5,08 35,9 3,4 4,3 3,4 12,2 cv, coeficiente de variación *promedios con letras diferentes en la misma columna, difieren significativamente (p<0,05) según la prueba de tukey. tabla 6. contenido de minerales en las hojas de pastos establecidos en asociación con maíz, en el momento de la cosecha de éste. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). pasto asociado n p k ca mg s % b. decumbens 1,07a* 0,12a 0,96a 0,17b 0,17a 0,14ab ‘mulato 1’ 1,08a 0,14a 0,87a 0,29a 0,24a 0,16a ‘toledo’ 1,09a 0,13a 1,02a 0,19b 0,18a 0,13b nitrógeno adicionado 100 kg ha-1 1,08a 0,13a 1,02a 0,20b 0,18a 0,14b 200 kg ha-1 1,08a 0,13a 0,87a 0,24a 0,22a 0,15a cv (%) 9,5 24,2 21,0 15,0 29,8 5,3 cv, coeficiente de variación *promedios con letras diferentes en la misma columna, difieren significativamente (p<0,05) según la prueba de tukey. agronomia 26-2 -profe194).indd 328 06/10/2008 19:41:30 rincón y ligarreto. fertilidad y extracción de nutrientes en la asociación maíz-pastos... 329 utilizando como fuente la roca fosfórica, que por su lenta liberación del p no pudo ser aprovechada por el maíz, pero es una fuente importante para la nutrición del pasto. de esta manera, en el suelo se tenía una disponibilidad de p de 32 kg ha-1, de los cuales el maíz y el pasto absorbieron el 57%. la diferencia entre el p disponible en el suelo y el p extraído por el maíz y el pasto fue de 14 kg ha-1 y, según el análisis de suelos hecho después de cosechado el maíz, se encontraron 23,8 kg ha-1 de p disponibles para el buen desarrollo de los pastos después de cosechado el maíz. la disponibilidad natural de k en el suelo de 78 kg ha-1 se aumentó con otros 75 kg ha-1 aplicados al maíz en la fertilización con 150 kg ha-1 de kcl; de este modo, la disponibilidad total de k para las plantas fue de 153 kg ha-1. el k extraído fue de 89,3 kg ha-1, de los cuales un 45% fue absorbido por el pasto. el k que quedó después de descontada la extracción hecha por los cultivos fue de 63,7 kg ha-1, cantidad similar a la encontrada en el análisis de suelos (62,4 kg ha-1). considerando que este elemento es uno de los que más extraen los pastos, hay que considerar una fertilización de mantenimiento para evitar defi ciencias que pueden afectar la producción de forraje. el ca fue el elemento de mayor contenido en el suelo, con 703 kg ha-1; gran parte de este mineral fue suministrado por la fertilización con cal dolomítica, roca fosfórica y yeso agrícola (555 kg ha-1), mientras que el suelo aportó otros 148 kg ha-1. sin embargo, el ca extraído por las plantas fue de sólo 15,5 kg ha-1, quedando una buena disponibilidad en el suelo para asegurar la producción de forraje. el mg presentó una disponibilidad en el suelo de 114 kg ha-1, de los cuales 76% fue suministrado por la cal dolomítica. las plantas de maíz absorbieron 10 kg ha-1 y el pasto, 8,3 kg ha-1, para una extracción total de mg de 18,4 kg ha-1. la diferencia entre el mg inicialmente disponible en el suelo y el mg extraído por los cultivos fue de 96 kg ha-1, que difi ere bastante del valor encontrado en el análisis de suelos realizado después de cosechado en maíz (52,8 kg ha-1). el s aplicado con el yeso agrícola permitió una disponibilidad de 43 kg ha-1 y el suelo aportó 6 kg ha-1; de este s disponible, las plantas extrajeron 14,7 kg ha-1, de modo que la diferencia entre el s disponible al inicio y el extraído por los cultivos fue de 34,3 kg ha-1, mientras que el s encontrado en el análisis de suelos fue de 12 kg ha-1. las diferencias encontradas con ca, mg y s entre lo que debería existir teóricamente en el suelo (diferencia entre disponibilidad y extracción) y lo que se encontró realmente según el análisis de suelos, puede ser explicado por la formación de compuestos de sulfato de ca y mg que tienen mayor movilidad en el perfi l del suelo, llegando a capas más profundas, así como también por el anión sulfato del yeso agrícola que pudo movilizarse en el perfi l del suelo (gomes et al., 2001, monteiro et al., 2004; kaiser e isselstein, 2005). conclusiones con el establecimiento de la asociación maíz-pastos para la renovación de praderas se mejoró la fertilidad de los suelos, brindándoles buenas condiciones de fertilidad para una buena producción de biomasa de pastos. en el momento de la cosecha, la mayor extracción de n fue realizada por el grano de maíz y los pastos, mientras que el p se presentó en mayor concentración en el grano de maíz. los pastos y la soca de maíz se caracterizaron por un mayor contenido de k, en tanto que el ca, mg y s fueron más extraídos por los pastos. de los tres pastos evaluados, el ‘mulato 1’ fue el que presentó un mayor contenido de minerales en las hojas, figura 3. contenido de minerales en el momento de la cosecha del maíz, en los componentes de la asociación maíz-pastos. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). tabla 7. extracción de minerales en los pastos establecidos en asociación con maíz. centro de investigaciones la libertad, corpoica, villavicencio (colombia). pasto asociado n p k ca mg s kg .ha-1 b. decumbens 40,3 4,5 36,1 6,4 6,4 5,3 ‘mulato 1’ 47,9 6,2 38,5 12,8 10,6 7,1 ‘toledo’ 48,6 5,8 45,5 8,5 8,0 5,8 agronomia 26-2 -profe194).indd 329 06/10/2008 19:41:31 330 agron. colomb. 26(2) 2008 siendo por consiguiente el que extrajo las cantidades más altas de p, ca, mg, k y s al momento de la cosecha del maíz. agradecimientos un agradecimiento especial al instituto colombiano para el desarrollo de la ciencia y la tecnología francisco josé de caldas (colciencias) por la financiación de este trabajo de investigación, en el marco del proyecto “potencial productivo y aspectos fisiológicos de los pastos tropicales bajo condiciones de manejo intensivo, como alternativa para recuperar praderas en suelos ácidos del piedemonte llanero”. literatura citada barbieri, p.a. y h.e. echeverría. 2003. evolución de las pérdidas de amoniaco desde la urea aplicada en otoño y primavera a una pastura de agropiro alargado (thinopyrum ponticum). ria 32(1), 17-29. botero, p.j. y d. lópez. 1982. los suelos de los llanos orientales. (una visión general sintetizada). suelos ecuatoriales 12(2), 18-29. ciat [centro internacional de agricultura tropical]. 1986. manejo de la fertilización fosfatada de pastos tropicales en suelos ácidos de américa latina. guía de estudio para ser usada como complemento de la unidad audiotutorial sobre el mismo tema. salinas j.g. y león l.a. 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disponibilidad en el suelo y extracción 10,3 14,0 63,7 687,5 96,0 34,3 minerales en el suelo después de cosecha de maíz (análisis de suelos) 67,6 23,8 62,4 456,0 52,8 12,0 1 los cálculos se realizaron con el tratamiento en el que se aplicaron 100 kg ha-1 de n. 2 se tuvo en cuenta el p de rápida disponibilidad contenido en el fosfato diamónico; no se tuvo en cuenta el p aportado por la roca fosfórica, de lenta solubilidad y que sólo estaría disponible para los pastos. 3 el ca correspondió a: 399 kg ha-1 provenientes de la cal dolomítica, 99,6 kg ha-1 de la roca fosfórica y 55,5 kg ha-1 del yeso agrícola. este ca, además de nutrir a la planta, tiene como función principal neutralizar al al y mejorar la saturación de bases del suelo. 4 el mg es aportado por la cal dolomítica aplicada. 5 el s es aportado por el yeso agrícola aplicado. 6 de los 100 kg ha-1 de n aplicados, se estima que 60% queda disponible para la planta. agronomia 26-2 -profe194).indd 330 06/10/2008 19:41:31 rincón y ligarreto. fertilidad y extracción de nutrientes en la asociación maíz-pastos... 331 mendes, e.l., a.r. da silva, f.a. monteiro y l.r. de andrade. 2004. adubaçao potássica em forrajes. pp. 219-278. en: silveira, c.g., j.c. de moura y v.p. de faria (eds.). fertilidade do solo para pastagens productivas. anais do 21° simposio sobre manejo da pastagens. fundación de estudios agrarios luiz de queirozfealq, piracicaba (brasil). monteiro, f.a., m.t. colozza y j.c. werner. 204. enxofre e micronutrientes em pastagens. pp. 279-302. en: silveira, c.g., j.c. de moura y v.p. de faria (eds.). fertilidade do solo para pastagens productivas. anais do 21° simposio sobre manejo da pastagens. fundación de estudios agrarios luiz de queiroz-fealq, piracicaba (brasil). orozco, f.h. 1999. biología del nitrógeno, conceptos básicos sobre sus transformaciones biológicas. universidad nacional de colombia, medellín. 231 p. pereira de oliveira, i. e y.l. pacheco. 2003. implantaçao e conducto do sistema barreirao. 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total). la esporulación se vio favorecida por fotoperiodos de 8 a 16 horas a 560 lux, y presentó un alto desempeño con periodos de 12 horas a 790 lux. la exposición continua a la luz demostró tener un efecto inhibidor sobre la esporulación de p. sparsa. así mismo, determinó la producción de esporangios con características atípicas, como bajo contenido citoplasmático y menor tamaño. downy mildew, caused by peronospora sparsa, is one of the most restrictive and costly diseases in colombian rose plantations. the close relation of the disease to climatic conditions determines the need to study the parasite under controlled microclimatic conditions. the objective of the present research was to improve the understanding of the biology of peronospora sparsa, in terms of the effect of photoperiod and light intensity on the sporulation of the parasite, which was grown on rose leaves under controlled environmental conditions in moist chamber. the evaluated photoperiods were: 24 hours under a light intensity of 1,000 lx; 8, 12 and 24 hours at 790 lx; 8, 16 and 24 hours – 560 lx; 12 hours – 120 lx, and finally complete darkness. sporulation was favored by 8 to 16 hour photoperiods at 560 lx, and strongly enhanced by 12 hour periods at 790 lx. permanent light exposure not only showed an inhibitory effect on sporulation, but also determined the production of atypical sporangia (little cytoplasm and small size). key words: downy mildew, rose, peronosporales.palabras clave: mildeo velloso, rosa, peronosporales. fecha de recepción: 17 de marzo de 2009. aceptado para publicación: 2 de julio de 2009 1 biología aplicada, facultad de ciencias, universidad militar nueva granada, bogotá (colombia). 2 autor de correspondencia. jfilgdu@gmail.com agronomía colombiana 27(2), 245-251, 2009 efecto del fotoperiodo y la intensidad lumínica sobre la esporulación de peronospora sparsa berkeley, bajo condiciones controladas effect of photoperiod and light intensity on the sporulation of peronospora sparsa berkeley under controlled environmental conditions johana carolina soto s.1 y juan josé filgueira d.1, 2 introducción el mildeo velloso de la rosa, causado por el patógeno peronospora sparsa berkeley, es una enfermedad que en los últimos años ha venido causando grandes pérdidas económicas en los cultivos de rosa comercial de la sabana de bogotá, convirtiéndose en el principal problema sanitario de este cultivo (arbeláez, 1999; gómez y arbeláez, 2005). el primer registro de esta enfermedad en la rosa lo hizo m.j. berkeley (horst, 1983) en 1882 en un invernadero de inglaterra, quien describió al agente causal tal como hoy en día se conoce. el parásito produce síntomas en hojas, tallos, pedúnculos, cálices y pétalos, aunque la infección generalmente se limita a tejidos jóvenes. es frecuente observar el desarrollo de manchas irregulares de color rojizo púrpura a pardo-oscuro, rodeadas de un halo clorótico en el haz de las hojas y sobre el envés micelio de color marrón claro con abundante producción de esporangióforos y esporangios (ayala et al., 2008). el desarrollo de la enfermedad es favorecido por humedades relativas altas y temperaturas bajas (wheeler, 1981). los parásitos que producen los mildeos vellosos son fitopatógenos muy importantes en varios cultivos en todo el mundo. a mediados de los años noventa del siglo pasado se dio una gran expansión geográfica de especies como el mildeo velloso, y con esto se aumentaron las investigaciones en el tema del patógeno y estudios para su control. los trabajos comenzaron con peronospora destructor en cebolla, 246 agron. colomb. 27(2) 2009 peronospora tabacina en tabaco y peronospora viticola en uva (virnnot-bourgin, 1981). la enfermedad presenta una estrecha relación entre el comportamiento biológico del patógeno y las variables climáticas; sin embargo, como este parásito no se presenta en invernaderos climatizados, las investigaciones realizadas en países nórdicos y la información que hasta hace unos años se conocía sobre la biología del patógeno es escasa (de vis, 1999). en colombia la investigación con el mildeo velloso de la rosa se ha venido desarrollando desde hace algunos años a través de universidades y centros de investigación (gómez, 2004; gómez y arbeláez, 2004; urrea y arbeláez, 2004; gómez y arbeláez, 2005), pero el conocimiento sobre la relación del patógeno y las condiciones ambientales aún es limitado (gómez y arbeláez, 2005); de allí que la necesidad apremiante del sector floricultor es conocer mejor al patógeno y su biología, para así llegar a tener un manejo más eficiente de la enfermedad, integrando la manipulación de variables climáticas y demás prácticas culturales. en el mildeo velloso de la cebolla se ha estudiado el papel de la luz, conjugado con la temperatura y la humedad; observa que existe una dependencia de periodos de luz y oscuridad en la esporulación de peronospora destructor: el patógeno esporula cuando hojas de cebollas infectadas han sido expuestas a periodos de luz seguido de periodos de oscuridad (hildebran y sutton, 1984). para el estudio de patologías como el mildeo velloso, que presentan una estrecha relación con condiciones microclimáticas, es de gran utilidad el montaje de sistemas en donde sea posible generar y controlar un ambiente uniforme, reproducible y con una mayor precisión que en otras locaciones de investigación, para así observar y evaluar respuestas diferenciales en el patógeno ante variaciones climáticas. así, el presente trabajo pretende profundizar en el conocimiento del comportamiento biológico del agente causante del mildeo velloso de la rosa, evaluando el efecto del fotoperiodo y de la intensidad lumínica en la esporulación de peronospora sparsa en foliolos de rosa en cámara húmeda, en condiciones ambientales controladas y reproducibles. materiales y métodos sistema de condiciones ambientales controladas esta investigación se desarrolló en el laboratorio de fitopatología de la facultad de ciencias de la universidad militar nueva granada en el campus universitario ubicado en cajicá, cundinamarca, en donde se construyó un sistema de condiciones ambientales controladas, el cual consta de un cuarto climatizado con dimensiones de 288,5 cm de ancho, 190 cm de largo y 250,5 cm de alto, en cuyo interior hay una cámara de acrílico de 100 cm de ancho, 150 cm de largo y 100 cm de alto (fig. 1). como fuentes de luz, se tienen seis lámparas situadas en una base móvil ascendente y descendente de luz fluorescente de 40 w, todas conectadas a un temporizador para permitir la manipulación de fotoperiodo (fig. 1). las paredes del cuarto están totalmente cubiertas con láminas de icopor de 2,5 cm de ancho, recubiertas con duralfoil®. la temperatura puede ser regulada con un sistema de aire acondicionado, o bien aumentando la temperatura con un calentador de ambiente. la puerta de acceso al cuarto es completamente hermética. la humedad relativa dentro de las cámaras es controlada por un sistema de humidificación por ultrasonido conectado al interior de la cámara de acrílico grande por medio de una flauta con escapes cada 10 cm, que cuenta con válvulas para la regulación de la micronebulización (fig. 1). para la medición de las variables de temperatura y porcentaje de humedad relativa se cuenta con un data logger watchdog modelo 450 (plainfiled, il), un higrotermógrafo oakton modelo 08368-41 (vernon hills, il) con registro para una semana e higrotermómetros de medición instantánea, máximas y mínimas fisher modelo 11-661-7d (sindelfingen, alemania). figura 1. cuarto climatizado con cámaras de acrílico y ambiente controlado. foto: i. monroy. 2472009 soto s. y filgueira d.: efecto del fotoperiodo y la intensidad lumínica sobre la esporulación de peronospora sparsa... la temperatura dentro del cuarto y de las cámaras puede manejarse desde temperaturas bajas, 5°c, hasta un máximo de 33°c; la humedad relativa dentro de las cámaras puede ser regulada desde 40% hasta el 99%, alcanzando niveles de saturación para mantener una película de agua sobre superficies foliares, si así se requiere; humedades relativas por debajo del 55% se alcanzan por deshumidificación con silicagel. en cuanto al fotoperiodo (h luz por día), este puede programarse para cualquier duración de minutos, horas o bien luz continua. la intensidad lumínica puede ser medida a través de un exposímetro de luz, y esta varía dentro de las cámaras, dependiendo de la distancia en la que se ubique la base móvil de las lámparas y del número de estas encendidas. los niveles de iluminación, medidos en lux (lumen/m2; lx), se pueden establecer en la cámara externa desde 0,7 lx hasta 1.000 lx y en la cámara interna desde 0,7 lx hasta 970 lx. producción y mantenimiento de inóculo en cámara húmeda el inóculo inicial provino de folíolos infectados en campo, de plantas de rosa de la variedad charlotte. se obtuvieron esporangios de estas esporulaciones por barrido con un pincel estéril, el cual fue lavado en un vaso de precipitado en 20 ml de agua destilada estéril (ade); posteriormente se filtró la suspensión obtenida empleando velo suizo estéril, y mediante un hemocitómetro se cuantificó el número de esporangios/ml. para el mantenimiento del inóculo inicial y posterior uso en los diferentes ensayos, cada semana se recolectaron folíolos sanos y tiernos de aproximadamente 15 d de edad del tercio superior de plantas de la variedad charlotte, susceptible a mildeo velloso. los folíolos fueron sometidos a los siguientes lavados: el primero con agua destilada estéril (ade) más hipoclorito de sodio al 5%, durante 3 min; el segundo lavado con ade más tween 80 al 0,1% durante 3 min; por último, tres lavados con ade. posteriormente los folíolos fueron secados con toallas absorbentes estériles y se colocaron cuatro por caja de petri, con el envés expuesto sobre hojas de papel filtro estéril completamente húmedas en 3 ml de ade en cámara húmeda. en cada folíolo y a cada lado de la vena central se depositaron cuatro gotas de la suspensión de esporangios en una concentración de 20.000 esporangios/ml. transcurridas 24 h, se secaron los folíolos y se dejaron en cámara húmeda en condiciones de temperatura y luminosidad ambiente durante 120 h aproximadamente, tiempo en el cual se observan las manchas típicas de mildeo velloso y la esporulación (fig. 2). estudio del efecto del fotoperiodo e intensidad lumínica dentro de la cámara de acrílico se ubicaron cinco cajas de petri con montaje de cámara húmeda para producción de mildeo velloso, como se describió anteriormente. el aire acondicionado estuvo encendido en funcionamiento automático y distribución uniforme del aire, manteniendo una temperatura entre 19±1°c dentro de la cámara para todos los ensayos realizados. para los ensayos de variación de fotoperiodo, la base móvil de lámparas estuvo ubicada a la distancia mínima sobre la cámara externa, a una distancia de 12 cm, con las seis lámparas encendidas, dando una intensidad lumínica de 1.000 lx, evaluando la producción de esporangios en fotoperiodo de 24 h luz d. se realizaron tres ensayos de intensidad lumínica a 790 lx en donde solo las seis lámparas estuvieron encendidas y ubicadas a la altura mínima, evaluando fotoperiodos de 8, 12 y 24 h luz. para las evaluaciones de fotoperiodo 8, 16 y 24 h luz a intensidad lumínica de 560 lx, la base móvil de las lámparas se mantuvo a la distancia mínima sobre la cámara externa y con tres lámparas encendidas. se realizaron ensayos para evaluar la intensidad lumínica mínima, en los que la base móvil de lámparas estuvo ubicada a la distancia máxima de 77 cm sobre la cámara externa con una de las seis lámparas encendidas, dando una intensidad lumínica de 120 lx, con fotoperiodo 12 h luz. por último se evaluó la respuesta de p. sparsa ante oscuridad total. simultáneamente, a cada uno de los ensayos se montó un control de cinco cajas de petri con montaje de cámara húmeda para producción de mildeo velloso en condiciones de salón, estos ensayos se realizaron tres veces para corroborar los datos. la comparación y evaluación del efecto se realizaron a las 120 h del ensayo, recolectando los esporangios producidos durante este tiempo del total de los folíolos de las cajas de petri, por barrido con pincel en 20 ml de ade, tanto para el ensayo como para el control, de acuerdo con la concentración del inóculo, medido con hemocitómetro, germinación de esporangios en condiciones de salón, medido en porcentaje de viabilidad, y por último, observación microscópica de la morfología. dentro de este último parámetro fueron tomados como morfología típica esporangios ovalados, con contenido celular completo, con paredes enteras y de tamaño normal, dimensiones entre 17-22 μm x 14-18 μm, tal como lo describe wheeler (1981). por otro lado, una morfología atípica fue tomada como esporangios pequeños (ep), con bajo contenido citoplasmático (bcc) o paredes arrugadas (pa). el porcentaje de 248 agron. colomb. 27(2) 2009 viabilidad se midió a través de pruebas de germinación en agar agua 15 g l-1, colocando una capa delgada de agar en un portaobjetos de vidrio, en donde se distribuyeron 300 μl de la suspensión de esporangios, ajustada a la misma concentración de esporangios/ml. los portaobjetos se dejaron en condiciones de salón durante 24 h en cámara húmeda. transcurrido este tiempo, se realizaron observaciones en el microscopio, determinando el porcentaje de germinación. se consideró un esporangio germinado a aquel cuya longitud del tubo germinal fuera el doble del diámetro del esporangio (fig. 3). tanto los montajes dentro de la cámara de acrílico como los controles fueron realizados por duplicado y en muchos casos por triplicado para corroborar el resultado, tomando el mismo inóculo y concentración inicial de 20.000 esporangios/ml, el mismo número de folíolos, así como su tamaño y edad. resultados y discusión la esporulación de p. sparsa se presentó tanto en los ensayos bajo oscuridad total, fotoperiodo y luz constante, de manera diferencial, mostrando que la duración de la luz tiene un efecto estimulante o inhibidor, según el caso, en el desarrollo y la esporulación de p. sparsa. el sistema climatizado diseñado e implementado en esta investigación permitió generar y controlar un ambiente uniforme, reproducible y con alta precisión, en donde fue posible observar y evaluar respuestas diferenciales en las esporulaciones obtenidas en los ensayos planteados. la esporulación en condiciones de oscuridad total (fotoperiodo 0 h luz) produjo una de las concentraciones de esporangios más bajas obtenidas en las diferentes evaluaciones; además, fue muy similar, en términos de concentración de esporulación y porcentaje de viabilidad, a la presentada en los ensayos de baja intensidad lumínica a 120 lx con fotoperíodo 12 h, mostrando que para la esporulación tiene mayor importancia la cantidad de luz, medida en intensidad lumínica presente, que el tiempo de duración de la misma. en cuanto a la morfología, en este ensayo se observaron esporangios con tamaños inferiores a las dimensiones registradas para p. sparsa (fig. 4b). la concentración de esporangios producida ante exposición de 120 lx y fotoperiodo de 12 h luz presentó una disminución considerable de la concentración de esporangios, en comparación con la obtenida con el mismo fotoperíodo pero con intensidad lumínica de 790 lx; sin embargo, el porcentaje de viabilidad fue mayor (fig. 5b). la morfología de los esporangios obtenidos en el ensayo fue típica (fig. 4a). estos resultados muestran que para el caso de p. sparsa que ataca la rosa en colombia, la luz de baja intensidad no inhibe la esporulación. figura 3. esporangio germinado de peronospora sparsa en agar agua para prueba de viabilidad. se observa el vaciado del cuerpo del esporangio, la formación de apresorio (a) y tubo germinal (tg) 500x. figura 4. vista al microcopio de suspensiones de esporangios. a, vista 1.000x de esporangios en suspensión con morfología y tamaño típico (et), tinción con azul de lactofenol. b, vista 400x de esporangios pequeños, morfología registrada como atípica ep, observados en esporulación en ensayos de luz constante. figura 2. síntomas típicos de mildeo velloso en folíolos de rosa inoculados. a, manchas típicas de mildeo velloso y b, esporulación de mildeo velloso en folíolo, transcurrida una semana de la inoculación en cámara húmeda. a b 2492009 soto s. y filgueira d.: efecto del fotoperiodo y la intensidad lumínica sobre la esporulación de peronospora sparsa... el efecto de la luz y otras condiciones medioambientales en la esporulación y desarrollo de los mildeos vellosos han sido anteriormente estudiados, en un comienzo por weston (1923, 1924) y posteriormente por yarwood (1937), quienes fueron los primeros en registrar que la esporulación de los agentes causantes de mildeos vellosos ocurre bajo condiciones de oscuridad y humedad, seguidas de períodos de luz, y que en condiciones de luz, oscuridad o alta humedad, la esporulación es muy poca, o no se presenta (populer, 1981). así mismo, en p. destructor en cebolla se ha registrado que existe un efecto en ciclos de luz y oscuridad en la esporulación del patógeno (hildebran y sutton, 1984). en las evaluaciones de intensidad lumínica 560 lx, al incrementarse el fotoperiodo, h luz día, la esporulación de p. sparsa aumentó, presentándose la máxima concentración de esporangios/ml con respecto al control en el ensayo de fotoperiodo 16 h luz, seguida del ensayo de 8 h luz. la menor concentración de esporangios/ml se presentó ante exposición de luz constante (fotoperiodo 24 h luz). así mismo, el mayor porcentaje de germinación de los esporangios se presentó en el ensayo 16 h luz. la concentración de la esporulación de los ensayos control se mantuvo constante, alrededor de 20.000 esporangios/ml (fig. 5a y 5b). la morfología de los esporangios fue típica en todos los controles y en los ensayos de fotoperiodo 8 y 16 h luz (fig. 4a); sin embargo, en alrededor del 10% de los esporangios, se observaron características atípicas como bajo contenido citoplasmático y esporangios pequeños en las suspensiones provenientes del ensayo 24 h luz (fig. 4b). ante intensidad lumínica 790 lx, las mayores concentraciones de esporangios se obtuvieron con fotoperiodo 12 h luz; no obstante, la concentración fue inferior a la alcanzada con fotoperiodo 16 h luz e intensidad lumínica a 560 lx. ante exposición de luz constante, se observó una disminución significativa en la concentración de esporangios/ml. este resultado muestra que se necesita intensidad de luz por encima de 790 lx o una duración de luz mayor a 16 h para reducir la esporulación de p. sparsa en folíolos de rosa. la esporulación obtenida en el ensayo de fotoperiodo 8 h luz día e intensidad lumínica 790 lx presentó un comportamiento intermedio entre las esporulaciones ante 12 y 24 h luz día con la misma intensidad lumínica. el mayor porcentaje de germinación en la prueba de viabilidad se presentó en fotoperiodo 8 h luz (fig. 5b). la morfología de los esporangios obtenidos de los ensayos 8 y 12 h luz fue típica, pero ante luz constante (fotoperiodo 24 h luz) fue atípica, tal como se presentó con intensidad lumínica de 560 lx (fig. 4b). estudios en pseudoperonospora cubensis muestran que el potencial de esporulación es directamente proporcional a la intensidad lumínica, y es dependiente de la temperatura, exhibiendo un comportamiento similar al encontrado en este estudio. así, el incremento relativo de producción de esporangios por unidad de área foliar a 15 y 20°c es superior que a 25 y 30°c; además, fotoperiodos largos fueron asociados a un mejor desarrollo del patógeno. sin embargo, con iluminación continua, el potencial de esporulación fue menor que el obtenido en fotoperiodos de 20 h luz (cohen y rotem, 1971). en el ensayo de intensidad lumínica de 1.000 lx y fotoperiodo 24 h luz se evaluó la condición máxima, tanto en fotoperiodo como en intensidad lumínica. estas condiciones redujeron la esporulación en los folíolos infectados. la exposición de luz constante de igual manera afectó, disminuyendo la esporulación en los ensayos de intensidad lumínica 560 lx y 790 lx, presentando esporulaciones menores o iguales a 6.000 esporangios/ml. la exposición de luz continua ha mostrado ser inhibitoria, parcial o totalmente, para la producción de esporangios en especies como peronospora tabacina (cruickshank, 1963), peronospora pisi (pegg y mence, 1970), peronosclerospora sorghi (schmitt y freytag, 1974) y bremia lactuceae (raffray y sequeiro, 1971). los resultados obtenidos aquí también han sido observados en el mildeo velloso de las cucurbitáceas, en donde se describió el efecto de la intensidad lumínica y del fotoperiodo en el desarrollo del patógeno, que el desarrollo de la enfermedad a 20°c, medido en porcentaje de área foliar infectada, aumenta al ser incrementada la intensidad lumínica durante la incubación. además, bajas intensidades lumínicas reducen tanto el número como el tamaño de las lesiones (cohen, 1981). tal como se evaluó la viabilidad en este estudio, medir la germinación de esporangios de p. sparsa en superficie de agar es una práctica recurrente (cruickshank, 1961). la viabilidad medida en porcentaje de germinación de los ensayos de fotoperiodo e intensidad lumínica fue, en su mayoría, superior en las suspensiones de esporangios provenientes de los controles, exceptuando aquellos provenientes del ensayo de fotoperiodo 16 h luz día a 560 lx, el cual estuvo por encima del control en promedio tan solo un 4%. por otro lado, la viabilidad de los esporangios obtenidos en el ensayo de fotoperiodo 24 h luz día a 560 lx tuvo el menor 250 agron. colomb. 27(2) 2009 comportamiento de los fotoperiodos evaluados, con respecto a su control (fig. 5b). giraldo et al. (2002) registraron que la iluminación es un factor fundamental en el desarrollo de la infección de p. sparsa, que estimula o inhibe su esporulación, y que al igual que la temperatura, el fotoperiodo y 20°c estimulan la esporulación del parasito. por tanto, los resultados obtenidos en esta investigación indican que un fotoperiodo de 16 h a 560 lx en las condiciones de temperatura entre 18 y 20°c y humedad relativa presentadas dentro de la cámara de acrílico del sistema climatizado garantiza un incremento importante en la esporulación de p. sparsa en folíolos de rosa. el efecto de la luz sobre la morfología de los esporangios se ha observado en otros parásitos causantes de mildeos vellosos, como es el caso de p. destructor, en donde se concluyó que la luz afecta el desarrollo de los esporangios, cuando está presente en estados tempranos de la esporulación, produciendo deformidades en esporangios jóvenes (hildelbrand y sutton, 1984). figura 5. concentraciones de esporangios y porcentajes de germinación de p. sparsa ante cambios de fotoperiodo e intensidad lumínica. las barras sobre las columnas indican la desviación estándar. 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 0 12 8 16 24 8 12 24 24fotoperiodo (h) 0 120 560 790 1.000 es po ra ng io s/ m l 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 12 8 16 24 8 12 24 24 ensayo control 0 120 560 790 1.000 g er m in ac ió n de e sp or an gi os ( % ) fotoperiodo (h) intensidad lumínica (lx) intensidad lumínica (lx) ensayo control 2512009 soto s. y filgueira d.: efecto del fotoperiodo y la intensidad lumínica sobre la esporulación de peronospora sparsa... el hecho de que en presencia de luz constante se produzcan, además de baja concentración, esporangios con morfología atípica, de menor tamaño, bajo contenido citoplasmático y baja viabilidad, indica que la presencia de luz, además de desempeñar un papel importante dentro del proceso reproductivo de p. sparsa, puede afectar el desarrollo de esporangios y muy seguramente su capacidad de infección. conclusiones según los resultados de estos ensayos, el fotoperiodo y la intensidad lumínica son factores esenciales en el desarrollo de p. sparsa, viéndose favorecida la esporulación del parásito por 8 a 16 h de exposición a luz, con un alto desempeño a 12 h de luz, e intensidades lumínicas iguales o mayores a 560 lx, condiciones lumínicas encontradas de un invernadero típico y comercial de rosa. este hecho, sumado a las condiciones de temperatura y humedad presentadas en nuestros invernaderos, hacen que los cultivos de rosa de la sabana de bogotá sean vulnerables al ataque por mildeo velloso. finalmente, de acuerdo con lo anterior se recomienda iluminar los invernaderos durante las noches que tienen las más bajas temperaturas en conjunto con la más alta humedad relativa, condiciones óptimas para la esporulación del parásito, con luz que tenga intensidades medibles en la parte baja de la planta de rosa de no menos de 560 lux en los cultivos comerciales de rosa. agradecimientos a la universidad militar nueva granada y al instituto colombiano de ciencia y desarrollo francisco josé de caldas, (colciencias), por la financiación de la investigación a través del proyecto cias 065 y del programa de jóvenes investigadores e innovadores 2006-2007. literatura citada arbeláez, g. 1999. el mildeo velloso del rosal ocasionado por peronospora sparsa berkeley. acopaflor 6, 37-39. ayala, m., l. argel, s. jaramillo y m. marín. 2008. diversidad genética de peronospora sparsa (peronosporaceae) en cultivos de rosa de colombia. acta biol. colomb. 13, 79-94. cohen, y. y j. rotem. 1971. field and growth chamber approach to epidemiology of pseudoperonospora cubensis on cucumbers. phytopathol. 61, 736-737. cohen, y. 1981. capítulo 16: downy mildew of cucurbits. pp. 345348. en: spencer, d.m. 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(ed.). the downy mildews. academic press, london. weston, w. 1923. production and dispersal of conidia in the philippine. sclerosporas of maize. j. agr. res. 23, 239-277. weston, w. 1924. nocturnal production of conidia by sclerospora graminicola. j. agr. res. 27, 771-784. wheeler, b. 1981. capítulo 22: downy mildew of ornamentals. pp. 476-477. en: spencer, d.m. 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(2008) reportan que en colombia los estudios dedicados a la propagación de la uchuva son poco conocidos. así mismo, las investigaciones se deben enfocar en asegurar un alto porcentaje de enraizamiento que genere plantas de uchuva con alto vigor, mediante técnicas como la aplicación de fitohormonas y sustratos apropiados de propagación. propagación y cultivo de tejidos propagación asexual de uchuva (physalis peruviana l.) en diferentes sustratos y a distintos niveles de auxina asexual propagation of cape gooseberry (physalis peruviana l.) using different substrates and auxin levels nelson hernán moreno1, javier giovanni álvarez-herrera1, 3, helber enrique balaguera-lópez1 y gerhard fischer2 introducción la uchuva (physalis peruviana l.) se propaga comercialmente por vía sexual mediante semillas; no obstante, este tipo de reproducción origina plantas con alta variabilidad genética. sandhu et al. (1989) mencionan que uchuvas propagadas por semillas varían en crecimiento, vigor, rendimiento y calidad del fruto. según angarita y santana (1997), p. peruviana, por ser una planta alógama y de propagación sexual, muestra gran variabilidad fenotípica en la población, por lo que en las plantas obtenidas, el crecimiento, la calidad de los frutos y la productividad son muy variables. de este modo, la propagación asexual mediante esquejes se convierte en una alternativa viable con el propósito de obtener material homogéneo de cultivares con características deseables en la 342 agron. colomb. 27(3) 2009 la propagación de esquejes es un método muy utilizado en diversos cultivos, teniendo en cuenta que a pesar de su delicadeza, las estacas de tallo son de enraizamiento fácil y rápido (campana y ochoa, 2007). en muchas especies herbáceas y semileñosas, los esquejes de la parte apical han mostrado un mejor enraizamiento que los de otras partes de la planta (da silva y mendes, 2004; lópez et al., 2008.). su viabilidad depende de la capacidad de formación de raíces, calidad del sistema radicular formado y posterior desarrollo de la planta en el área de producción (fachinello et al., 1994). para el enraizamiento es necesario un balance hormonal entre promotores e inhibidores de iniciación radicular (pasqual et al., 2001), lo cual se puede lograr con la aplicación exógena de promotores como ácido indolbutírico (aib) que elevan la concentración de auxinas en el tejido (hinojosa, 2000), en este caso, del esqueje. las auxinas son importantes reguladores en la formación de raíces laterales (öpik y rolfe, 2005). así, en la propagación por esquejes, las auxinas son esenciales para la formación de raíces adventicias, sobre todo en su fase juvenil, por lo que tratamientos con auxinas pueden aumentar la tasa de iniciación radical y el número y la masa de raíces formadas (hackett, 1988). el aib es la auxina más utilizada para promover el enraizamiento, principalmente porque no es tóxico, en un amplio rango de concentraciones, para un gran número de especies, y es más estable químicamente que el ácido indol acético (aia), al contacto con el sustrato de propagación (hartmann et al., 2002). además, es una sustancia fotoestable, de acción localizada y menos sensible a la degradación biológica en comparación a las demás auxinas sintéticas (fachinello et al., 1995). el sustrato puede influir en la calidad de las raíces formadas y en el porcentaje de enraizamiento (fachinello et al., 1994). un buen sustrato debe estar acorde con las exigencias de nutrientes, agua y aire de la especie por enraizar, y así garantizar un buen soporte a las plantas, suministrar humedad y aireación adecuadas, ser de bajo costo, fácil obtención y que no libere sustancias tóxicas (hartmann et al., 2002). por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto del ácido indolbutírico en el enraizamiento de estacas apicales de uchuva sembradas en dos sustratos, con el fin de implementar la propagación asexual de esta especie como alternativa para aumentar la precocidad, producción y calidad de los frutos del ecotipo colombia. materiales y métodos el experimento se realizó en la casa de mallas de la facultad de ciencias agropecuarias de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, en la ciudad de tunja (boyacá), que se encuentra a una altura de 2.690 msnm. durante el experimento se presentó una humedad relativa del 75% y una temperatura promedio de 18°c. se utilizó un diseño completamente al azar con un factorial de 5 x 2, para un total de 10 tratamientos. el primer factor correspondió a la aplicación de auxinas (ácido indol 3-butírico, aib) en diferentes concentraciones (0, 200, 400, 600, tabla 1. propiedades fisicoquímicas del suelo y la turba utilizados en la propagación asexual de uchuva bajo aib y dos sustratos. propiedad suelo negro turba canadiense unidades densidad real 2,30 g cm-3 densidad aparente 1,20 0,08 g cm-3 porosidad 48,00 90,00 % g (cc) 35,00 60,00 % ph 4,80 6,70 escala mo 4,80 85,00 % ca 1,58 6,40 cmol kg-1 de suelo mg 0,27 4,30 cmol kg-1 de suelo k 0,16 3,50 cmol kg-1 de suelo na 0,88 11,00 cmol kg-1 de suelo p 9,25 mg kg-1 de suelo g (cc), contenido de humedad gravimétrico a capacidad de campo. 3432009 moreno, álvarez-herrera, balaguera-lópez y fischer: propagación asexual de uchuva (physalis peruviana l.)... 800 mg l-1) y el segundo factor fue turba canadiense y la mezcla de cascarilla de arroz con suelo negro (relación 1:1 en volumen), cuyas propiedades fisicoquímicas se reportan en la tab. 1. se utilizaron seis repeticiones por tratamiento, cada una compuesta por 10 esquejes de uchuva. se emplearon esquejes de 25 cm de longitud tomados de la parte apical de plantas adultas del ecotipo colombia con alto vigor y de aproximadamente 13 meses de edad, de la finca las violetas, vereda bosigas norte, del municipio de sotaquirá (boyacá). a los esquejes se les dejó un par de hojas, ya que desde las hojas se traslocan auxinas y carbohidratos hasta la base de las estacas (hartmann y kester, 1998), siendo la presencia de yemas y de hojas en las estacas de tallo determinantes para la rizogénesis (campana y ochoa, 2007). los esquejes fueron sometidos a inmersión en las soluciones de auxinas durante 5 min y luego fueron sembrados en bolsas de polietileno con capacidad para 2 l de sustrato. las variables de respuesta medidas al cabo de 90 d después de la siembra (dds) fueron: porcentaje de enraizamiento, expresado como el cociente entre los esquejes enraizados y los esquejes sembrados multiplicado por 100; masa fresca de raíz (mediante balanza electrónica de precisión 0,01); masa seca de raíz (se secaron en mufla a 85°c durante 48 h); longitud de raíz (se midió la longitud de la raíz más larga mediante flexómetro); área foliar (medidor de área foliar li-cor 3000a (li-cor, lincoln, ne). los datos fueron sometidos a un análisis de varianza y a prueba de comparación de promedios de tukey al 5%. los análisis se realizaron con el software estadístico sas® v. 8.1e (sas institute inc., cary, nc). resultados y discusión el enraizamiento de esquejes de uchuva presentó diferencias significativas entre tratamientos. se observó un mayor prendimiento con la inmersión de los esquejes en 600 y 800 mg l-1 de aib y posteriormente sembrados en el sustrato turba (tab. 2). respecto al factor auxinas, hubo un aumento lineal del prendimiento de esquejes a medida que se incrementó la concentración de aib (p≤0,01) (fig. 1). entre sustratos, la turba tuvo mejor comportamiento que el sustrato mezcla, aunque sin diferencias estadísticas (tab. 3). los tratamientos sin aplicación de auxinas no promovieron la emisión de raíces (tab. 2), confirmando que las auxinas son las principales fitohormonas promotoras de la formación de raíces adventicias en muchas especies (campana y ochoa, 2007). tabla 2. efecto de diferentes niveles de auxina y sustratos sobre variables fisiológicas en la propagación asexual de uchuva tratamiento enraizamiento (%) longitud de raíz principal (cm) masa fresca de raíz (g) masa seca de raíz (g) número de hojas área foliar (cm2) turba aib 0 mg l-1 0 b 0 d 0 b 0 b 0 c 0 b turba aib 200 mg l-1 33,33 ab 3,5 cd 0,03 b 0,004 b 63 c 32,61 b turba aib 400 mg l-1 66,66 ab 17,33 abcd 3,90 b 0,37 b 127 abc 224,46 ab turba aib 600 mg l-1 100,00 a 36,16 ab 6,98 ab 0,83 ab 180 a 487,65 a turba aib 800 mg l-1 100,00 a 37,38 a 12,98 a 1,30 a 207 a 599,80 a suelo + cascarilla de arroz aib 0 mg l-1 0 b 0 d 0 b 0 b 0 c 0 b suelo + cascarilla de arroz aib 200 mg l-1 33,33 ab 10,5 cd 0,45 b 0,13 b 36 c 19,69 b suelo + cascarilla de arroz aib 400 mg l-1 83,33 a 13,83 bcd 0,60 b 0,15 b 26 c 12,26 b suelo + cascarilla de arroz aib 600 mg l-1 83,33 a 26,38 abc 1,166 b 0,3 b 43 c 23,20 b suelo + cascarilla de arroz aib 800 mg l-1 83,33 a 28,16 ab 1,133 b 0,85 b 51 c 48,70 b promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p 344 agron. colomb. 27(3) 2009 figura 1. efecto de diferentes concentraciones de aib sobre el porcentaje de enraizamiento de esquejes de uchuva. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p en la propagación por esquejes solo es necesario que se forme un nuevo sistema de raíces adventicias, ya que existe un sistema caulinar en potencia y una yema (lópez et al., 2008). según hartmann et al. (2002), la capacidad para regenerar la estructura entera de la planta depende de dos características: la primera es la totipotencia celular y la segunda es la desdiferenciación celular. aunque la iniciación de raíces no requiere la producción actual de fotoasimilados, sí necesita de las reservas almacenadas y de una acumulación de hormonas de enraizamiento, transportadas de forma basípeta (ryugo, 1993), por lo cual se deduce que las estacas de uchuva presentaron baja cantidad de auxinas endógenas, y que sin la aplicación exógena no se genera emisión de raíces adventicias. además, considerables concentraciones de aib generan muy buena respuesta en las raíces de uchuva, pues según davies (2004), las auxinas cumplen importante función sobre la promoción de raíces. en vista de que no se formaron raíces sin la aplicación del promotor, se puede clasificar la uchuva según su capacidad de enraizamiento en el grupo de las plantas en el que se presenta suficiencia de cofactores, pero la auxina es limitante, manifestando una fuerte respuesta a la aplicación del regulador (hartmann et al., 2002). en estacas de agraz (vaccinium meridionales) con las auxinas aia, aib y ana, se estableció que el aib y el aia aumentaron la viabilidad de las estacas, obteniendo con 200 mg l-1 de aib el mayor porcentaje de enraizamiento después de dos meses (castrillón et al., 2008). resultados diferentes a los encontrados en uchuva reportaron lemes et al. (2001) en esquejes de romero, en los cuales concentraciones de 0, 50 y 100 mg l-1 de aia, aib y ana no mostraron respuesta a estos reguladores de crecimiento. en la fig. 2 se observa que hubo un incremento lineal de la longitud de raíz conforme la concentración de aib aumentó (p≤0,01). los sustratos generaron una respuesta estadísticamente similar en el crecimiento de la raíz, a pesar de esto, la turba fue levemente superior (tab. 3). en tratamientos se presentaron diferencias significativas; con la inmersión de los esquejes en 800 mg l-1 de aib y la siembra en turba se obtuvo la mayor longitud de raíz principal (tab. 2). santelices (2007) encontró mayor enraizamiento en estacas de nothofagus glauca a medida que aumentó la concentración de aib de 0,5 a 1,5%; sin embargo, no se apreció un efecto claro de la auxina en la longitud de las raíces. este último resultado difiere con lo encontrado para uchuva. tabla 3. efecto del sustrato utilizado sobre variables fisiológicas en la propagación asexual de uchuva. sustrato enraizamiento (%) longitud de raíz principal (cm) masa fresca de raíz (g) masa seca de raíz (g) número de hojas área foliar (cm2) turba 60,00 a 18,87 a 4,78 a 0,50 a 20,30 a 274,28 a suelo + cascarilla de arroz 56,66 a 15,77 a 0,67 b 0,28 b 5,26 b 20,96 b promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 en ra iz am ie nt o (% ) 0 concentración de aib (mg l-1) b ab ab a a 200 400 600 800 110 120 130 y = 0,1369x r2 = 0,878 a a b bc 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 200 400 600 800 lo ng itu d ra íz ( cm ) concentración de aib (mg l-1) y = 0,0438x r2 = 0,9562 c figura 2. efecto de diferentes concentraciones de aib sobre la longitud de raíz principal de plantas de uchuva propagadas mediante esquejes. promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p 3452009 moreno, álvarez-herrera, balaguera-lópez y fischer: propagación asexual de uchuva (physalis peruviana l.)... de otro lado, sandhu et al. (1989) utilizaron esquejes de uchuva de dos a cinco yemas, con aplicación de auxinas, y midieron que la mayor longitud de raíz a los tres meses fue de 6,52 cm con una concentración de 250 mg l-1 de aib frente al testigo (máximo 5,18 cm), valores similares a los encontrados en este experimento para 200 mg l-1 de aib; sin embargo, los esquejes de uchuva siguen respondiendo de forma lineal a mayores aplicaciones de aib alcanzando valores cercanos a 35 cm con 800 mg l-1 de aib (fig. 2). de otra parte, lópez et al. (2008) encontraron que se obtiene mayor longitud de raíz con esquejes de uchuva procedentes del tercio superior, respecto a los procedentes del tercio medio o bajo, sin aplicación de fitohormonas, pero la longitud de raíz encontrada fue inferior a 4 cm. pese a lo observado, se puede inferir que la aplicación de aib es una práctica adecuada para generar la emisión de raíces y aumentar su longitud. debido a esto, se resalta la importancia de la aplicación exógena de las auxinas sobre el crecimiento y desarrollo vegetal, con la estimulación del enraizamiento adventicio de estacas, lo cual ha sido constatado por hartmann et al. (2002). el efecto que causa la aplicación de auxinas en la formación de un sistema radical es mayor cuando los esquejes de uchuva son sembrados en el sustrato turba, pues este le proporciona una mayor aireación a las raíces para que aumenten su crecimiento; además, la captación de agua y nutrientes es mayor y el crecimiento de toda la planta se ve favorecido, lo que conlleva a la formación de nuevos tejidos y a la biosíntesis de auxinas que van a promover mayor crecimiento de las plantas de uchuva. según taiz y zeiger (2006), las auxinas se sintetizan en los meristemos; de allí que la acción conjunta del sustrato turba y el aib generará un mayor sistema radicular. resultados similares fueron hallados por westervelt (2003) en la propagación de esquejes de romero con los mejores resultados en cuanto a la masa seca cuando se utilizó la turba como sustrato. sin embargo, los resultados encontrados en otros estudios son diversos, pues al evaluar el efecto de los sustratos arena, suelo y cascarilla de arroz y la mezcla de los anteriores en la propagación de uchuva mediante esquejes, lópez et al. (2008) observaron diferencias estadísticas en la longitud de raíz, donde el sustrato arena permitió el mayor crecimiento de ésta. en otro estudio, donde se evaluó la propagación asexual de gulupa (passiflora edulis sims.), forero y becerra (2008) encontraron diferencias entre sustratos, siendo suelo:cascarilla de arroz (1:1 v/v) el mejor sustrato. la acumulación de masa fresca y seca de raíces de esquejes de uchuva aumentó con la aplicación de aib (p≤0,01) (fig. 3), comportamiento representado con una función lineal, que demuestra que con las mayores dosis de aib, la acumulación de masa es mayor. la turba fue el sustrato más favorable al generar mayor ganancia de masa fresca y seca (tab. 3). los tratamientos presentaron diferencias significativas (p≤0,01), tanto en la masa fresca como en la seca; el mejor efecto se debió al tratamiento de turba y 800 mg l-1 de aib (tab. 2). figura 3. efecto de diferentes concentraciones de aib sobre la masa fresca y seca de raíces de plantas de uchuva propagadas mediante esquejes. promedios con letras distintas en la misma serie indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p masa seca = 0,0013x 0,1353 ab a bc 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 100 200 300 400 500 600 700 800 concentración auxinas (mg l-1) m as a (g ) masa fresca masa seca masa fresca y = 0,0075x r2 = 0,8999 masa fresca y = 0,0011x r2 = 0,8687 ab a bc b b c b 346 agron. colomb. 27(3) 2009 una mayor acumulación de masa fresca en la raíces depende, entre otros factores, de un sistema radical de gran tamaño (mayor número y longitud de raíces) capaz de acumular reservas y agua en mayor proporción, respuesta encontrada con el sustrato turba y la aplicación de 800 mg l-1 de aib. con un mayor contenido de auxinas en las plantas de uchuva se aumenta la elongación celular, la cual se da porque las auxinas acidifican la pared celular, lo que genera la pérdida de rigidez por acción de las expansinas, proteínas que provocan la distensión de las paredes celulares por debilitamiento de los puentes de hidrógeno entre los polisacáridos y los componentes de la pared celular; posteriormente la célula se expande por la entrada de agua (taiz y zeiger, 2006), lo cual se traduce en mayor contenido hídrico de la planta y también en mayor masa fresca. según hartmann et al. (2002), las auxinas son consideradas las sustancias más importantes en el proceso de enraizamiento de estacas. entre las principales funciones biológicas se destaca el crecimiento de órganos, principalmente raíces por división y elongación celular. por esta razón, con la aplicación de aib hubo mayor acumulación de masa seca de raíces en los esquejes de uchuva; además, esta respuesta es aún mayor con la utilización del sustrato turba, porque este garantiza que las propiedades fisicoquímicas (nutrientes, agua y aire) sean favorables para un desarrollo radical adecuado. en la propagación asexual de uchuva estudiada por lópez et al. (2008) no se encontraron diferencias significativas entre los sustratos para la masa fresca de raíz; sin embargo, el sustrato arena:suelo:cascarilla (1:1:1 v/v/v) permitió mayor acumulación de masa fresca frente a los sustratos arena y la mezcla de suelo:cascarilla (1:1 v/v). de otra parte, en la propagación sexual de pino bajo seis sustratos, se determinó que con los sustratos a base de turba se logró una mayor masa fresca total, masa seca de la parte radical y masa seca de las raíces secundarias, pero su combinación con vermiculita generó plantas más vigorosas (olivo y buduba, 2006). en la propagación de plantas de romero por esquejes, la turba fue un medio favorable para la producción de masa fresca, lo que atribuyeron álvarez-herrera et al. (2007) a un alto contenido inicial de nutrientes, alta retención de humedad y una adecuada aireación y porosidad de este sustrato, lo que concuerda con lo encontrado para uchuva. respecto a la formación de masa de raíces, zietemann y roberto (2007) hallaron en estacas enraizadas de guayaba ‘paluma’ y ‘século xxi’ mayor masa seca radical con la aplicación de 800 mg l-1 de aib respecto a dosis menores. igual tendencia observaron castillo et al. (2005) en el enraizamiento de estacas de malpighia glabra, aunque la mayor masa seca radical se logró con 2.800 mg l-1 de aib, mientras que en acodos de murraya paniculata se obtuvo mayor masa seca, fresca y longitud total de raíces con solo 4 mg l-1 de aib, lo que ratifica la importancia biológica de la aplicación exógena de aib en la propagación asexual de diferentes especies, aunque los requerimientos sean distintos. figura 4. efecto de diferentes concentraciones de aib sobre el número de hojas y área foliar de plantas de uchuva propagadas mediante esquejes. promedios con letras distintas en la misma serie indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p b abc c no. de hojas y = 0,0238x + 3,25 r2 = 0,9914 área foliar y = 0,3877x r2 = 0,9358 0 50 100 150 200 250 300 350 0 200 400 600 800 concentración auxinas (mg l-1) á re a fo lia r (c m 2 ) 0 5 10 15 20 25 n úm er o de h oj as número de hojasárea foliar a a ab b bc ab ab 3472009 moreno, álvarez-herrera, balaguera-lópez y fischer: propagación asexual de uchuva (physalis peruviana l.)... la turba ejerció mayor acumulación de fotoasimilados y, por ende, mayor masa fresca y seca en las raíces debido a que este sustrato presenta un efecto estimulador sobre el crecimiento y desarrollo vegetal, lo cual, según abad et al. (2004), fue atribuido a la presencia de activadores del crecimiento. además, la turba genera buenos resultados gracias a sus características físicas, tales como alta porosidad, gran aireación y alta retención de humedad, lo que favorece la emisión de raíces. la mezcla de suelo y cascarilla de arroz mostró menor respuesta debido posiblemente a que el suelo utilizado tuvo una baja concentración de nutrientes necesarios para el crecimiento de raíces, como por ejemplo p y ca y un ph ácido que limita la disponibilidad de estos elementos (tab. 1). además, las propiedades físicas no son adecuadas, ya que al ser un suelo disturbado, su estructura es incipiente, y, por tanto, la aireación, la retención y el movimiento del agua son limitados. así mismo, la cascarilla de arroz, aunque favorece la aireación, no retiene la humedad necesaria para el enraizamiento y crecimiento de las plantas de uchuva. se presentaron diferencias altamente significativas entre tratamientos y entre factores de forma independiente respecto al área foliar y número de hojas. se obtuvo mayor respuesta en los dos casos con la aplicación de 800 mg l-1 de aib y la siembra en turba (tab. 2). así mismo, el área foliar y número de hojas se incrementó de manera lineal en función del contenido de auxinas (fig. 4). el sustrato turba se encargó de producir plantas de uchuva con mayor follaje, dado tanto por la cantidad de hojas como por el área foliar (tab. 3), lo que resalta la importancia de la presencia de raíces en la formación de nuevas hojas (campana y ochoa, 2007). se encontraron resultados opuestos con la aplicación de aib en ficus carica, donde 2.000 mg l-1 de aib generaron menor número de hojas respecto al testigo sin aplicación (pio et al., 2006). esto indica que las especies presentan diferentes contenidos endógenos de auxinas, lo que hace que los requerimientos exógenos de aib varíen. la mayor cantidad de área foliar se debió directamente a la formación de un mayor número de hojas. no obstante, la mayor presencia de hojas fue producto de un elevado crecimiento del tallo con más cantidad de entrenudos que permitió la generación de un alto número de hojas, procesos que fueron favorecidos tanto por la acción de las concentraciones más altas de aib como por el sustrato turba. también en la obtención de plántulas de papaya, gil y miranda (2007) obtuvieron el mayor desarrollo foliar en el sustrato turba, debido a que ofreció características físicas y químicas que permitieron un buen desarrollo de las raíces. de otra parte, con el sustrato de mezcla, posiblemente se restringió el crecimiento de la raíz de las plantas de uchuva, lo cual pudo generar acumulación de carbohidratos en las hojas, resultando en una respuesta inhibitoria de la fotosíntesis (schaffer et al., 1996) y en una menor área foliar. además, al incrementarse el área foliar, se presentó aumento en la transpiración y en la posibilidad de que los esquejes se deshidraten; también se incrementa la respiración de mantenimiento. de esta manera, se necesita más eficiencia de los sistemas fotosintético y radical para enviar los fotoasimilados y nutrientes hacia los vertederos (schaffer et al., 1996), procesos que pueden ser más eficientes en las uchuvas propagadas en el sustrato turba. conclusiones la aplicación del ácido indol 3-butírico favorece la propagación asexual de uchuva mediante esquejes. a medida que la concentración de aib aumenta hasta 800 mg l-1, se incrementa la rizogénesis, expresada en porcentaje de enraizamiento, longitud, masa fresca y seca de la raíz, lo que, a su vez, fomenta el crecimiento del tallo con una inserción de un mayor número de hojas y formación de área foliar. el mejor sustrato de propagación para los esquejes de uchuva fue la turba; además, este optimiza el efecto de las auxinas. literatura citada abad, m., p. noguera y c. carrión. 2004. los sustratos en los cultivos sin suelo. pp. 13-158. en: urrestarazu, m. 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thus, worsening the inequity. these notes do not refer to contemporary approaches on rural development; rather, we seek to synthesize the most important experiences on this theme, taking as a reference the colombian case, which is similar to that of many latin american countries, except for the existence of the internal conflict that has its greatest expressions in rural areas. this reflection makes sense for the new generations and the public technocrats to become aware of the experiences the country has undergone, and to recover positive aspects and avoid repeating errors in new programs. the historical process of rural development, the ird experience during the last sixty years, we have gone through several experiences that somehow sought to transform the agricultural structures and societies, and it must be stated, without much success. starting with the so-called community development applied during the 1950s and 1960s that appealed to the potential forces of the most depressed communities, which with the aid of the techniques would identify individual and collective needs and would plan how to address their problems. jordán and other authors indicated in 1989 that this was a psycho-social approach of development, which conceived the rural communities as homogeneous social units free of conflicts and internal divisions (jordán et al., 1989). this vision stemmed from international entities and aimed to identify leaders who could serve as agents of change. in 1965, the united states stopped supporting this strategy. then, as of the 1960s, came the agrarian reform, also as a strategy promoted by the united states to help governments contain revolutionary movements that would follow the cuban example (delgado, 1965). the agrarian structures 438 agron. colomb. 28(3) 2010 were considered an obstacle in developing the rest of sectors of the economy. these were types of development programs inasmuch as that to treatment of land ownership problems there were also actions in credit, technical assistance, training, and supply of some public goods. it is well known in latin america and in colombia why the agrarian reforms failed, particularly because of resistance to change by the landlord classes and the exercise of political power by the traditional rural elite, as well as the weakness of public entities to manage a complex process that implied transformations in production systems, in power relations, in rural ways of life, in the distribution of wealth, and in the social organization (sampaio, 1993; ramos, 2001). many countries, among them colombia, missed the opportunity of progressing in the transformation of their agrarian structures within a structure like the one from the 1960s, when there was international support and the internal conditions were given to generate processes of change. these reforms only managed to become sectorial conceptions and did not consider the necessary links of the urban and rural societies to have obtained political support from the urban communities for the rural transformations (machado, 2009a). the agrarian reforms were somehow a wager for a more balanced rural society, with greater equity and democracy, and with a productive strut that would guarantee the permanence of agricultural peasant economies next to business developments, with an adequate use of natural resources. overcoming backwardness and poverty was behind this proposal, as well as the resolution of ancestral conflicts among peasants, landlords, and the state. since the mid 1970s, arose the proposal of comprehensive rural development, known as the ird, which had several ramifications and lasted longer than the agrarian reform, inasmuch as it was decision aimed at productively modernizing the agricultural peasant economies to improve living conditions with important state support in services and infrastructure. the ird program in latin america stemmed from the proposal by the president of the world bank made in nairobi in 1975. a foreign idea was imported, and because it had an offer of external resources it was quickly incorporated onto the development plans and extended to where the lending banks maintained an interest in supporting the governments with those initiatives. the irds were never a threat for the power factors in that they were unfolding over a rigid agrarian structure and without stating the land access problems. the elites, the landlord classes, and the politicians supported the irds and allowed them to progress what they could, given that these did not affect the established social order in the countryside. these programs were generally conceived with a comprehensive concept that, however, did not reach a holistic approach as suggested by the theory for rural development. there was much important progress in institutional development generated around these to support sectorial policies. these programs, in their most traditional version of rural development, were made viable within the context of a model of centralist and interventionist development by the state, and progressed in decentralization processes amid many political difficulties (lópez-cordovez, 1991). during their evolution, the irds began acquiring regional and decentralization visions, which opened new perspectives in the relationships of the regions, locations, and communities with the state. however, changes in macro-economic policies, especially economic aperture and intensification of globalization, changed the emphasis in rural development as a priority in development. state deregulation and the concept that markets best regulate the relationships among agents and define access to the productive factors, trashed the irds, which perished at the hands of neoliberal ideology and production wagers of competitiveness and efficiency (machado, 2003). during the 1990s, in general, there was inf lection in diverse modalities of rural development (the pnr [plan nacional de rehabilitación] and the ird fund in colombia, complemented by the subsidized land market). few nations maintained consistent programs tending to small producers aimed at strengthening their capacities to gain access to resources and the market. in other instances, social solidarity funds were developed for the poor who arrived in the rural sector with higher or lower intensities. in other cases, attention has centered on food safety and the struggle against rural poverty as in the brazilian case. the persistence of poverty in rural areas has led to, not to rural development programs, but rather to projects for the poorest, many of them still with an “assistance” sense; others with focus seeking to remove restrictions to emerge from the trap of poverty. a program that was a bit removed from such in colombia was the pnr (pnr, 1994). meanwhile, there is conceptual progress like that of rural territorial development that seeks a more regional view of 4392010 machado: lessons on rural development, challenges and approaches development and of urban and rural integration with the new rural concepts (pérez and sumpsi, 2001). the colombian experience of ird colombia, like most latin american nations, has had two major stages during its rural development. the first began in 1975 and went until 1992 when the ird fund became a co-financing fund, and it is characterized by centralism and protectionism where the ird was the policy of rural development. since 1992, a second stage was established where decentralization and participation set the standard within the postulates of the new constitution of 1991, which sought to transfer leadership to communities and civil society rather than to public workers. during this stage, the ird stops being the policy to become an instrument of a sectorial and national policy, operating as a piece within a national co-financing system. policies were defined outside the ird fund and were guided by decentralization and co-financing; changing the form and content of rural development (ministerio de agricultura, 1996). furthermore, the ird appears as a substitute for the agrarian reform that had been suspended in 1973 as an option of rural policy (machado, 2009a). from 1975 to 1992, two phases stand out: from 1975 to 1988 and from 1988 to 1992 (programa de desarrollo integral campesino pdic). the first phase is aimed at agricultural peasantry landlords in the andean zone, preferably tending to middle class or rich agricultural peasantry seeking to turn them into small entrepreneurs in food production. the ird was a complementary program for the national food and nutrition plan (plan nacional de alimentación y nutrición pan) until 1982 when the ird and the pan were united. in 1983, the ird is transferred from national planning to the ministry of agriculture and in 1985 it was institutionalized with the creation of the comprehensive rural development fund (legislation 47 of 1985), which is supported by decree 77 of 1987 on decentralization that grants the ird fund the quality of a public establishment. the beneficiary agricultural peasantry received individualized attention (technical assistance and credit) and active community participation and by local authorities were not a special concern for the program in phase i (until 1985). the program focused on a group of municipalities from the andean zone, which was broadened to other departments. the main instruments were the project execution contracts with public institutions and ngos, along with credit and technical assistance granted (vargas del valle, 1999). the second phase opened with the peasantry comprehensive development program (programa de desarrollo integral campesino pdic) de 1988-1992. rural development became a municipal responsibility and the ird fund gained importance in co-financing said responsibility (decree 77 of 1987). in 1988, the conpes (consejo nacional de política económica y social) approved the pdic and broadened coverage from 350 to 620 municipalities (according to the peasant economy index). identifying development problems and prioritizing investments took place at the countryside (rural) and municipal levels (municipal ird committee) and from there, the projects were presented to the ird fund for co-financing according to a co-financing matrix. the pdic was conceived as a longterm program. the fund complemented fiscal efforts by the municipality receiving sales tax transfers. credit was centralized in finagro (fondo para el financiamiento del sector agropecuario) and technical assistance was transferred to the municipalities through the umatas (unidades municipales de apoyo técnico agropecuario), given that efforts concentrated on components of greater impact: technology, technical assistance, commercialization, roadways, rural aqueducts, organization and training, small-scale irrigation, among others. regional ird offices were strengthened to channel the demand for projects from the communities and passed the filter by the municipal and departmental committees of the ird fund. free concurrence of executing agencies was introduced to carry out services and construction works. the pdic can be considered a transition phase between the traditional scheme of the centralized ird and the national co-financing system that operates with decentralization. the ird fund concentrates its strategy on the productive development, commercialization, and access to markets and the supply of drinking water, agreeing with the scheme of economic aperture and the leading role of the markets, while tending to a more production-based vision of development established as of 1990. the instrument continues being the co-financing matrix and operational guidelines and co-financing agreements with the municipalities (vargas del valle, 1999). the pdic operated amid two contradictory forces: the constitution of 1991 and the imposition of neo-liberalism upon public policy. it unfolds within an uncertain context and without much clarity on the viability of the agricultural peasant economies and within a policy of modernization of the state guided by efficiency and free of bureaucracy criteria, or of engineering by institutions. incora (instituto colombiano de la reforma agraria), ird, and pnr still subsist 440 agron. colomb. 28(3) 2010 amid this contradiction; and it could be said that such grinds at these entities against their scant resistance in the transition phase and against the difficulty of institutional adjustment and the lack of political will to promote rural development. the national co-financing system (decree 2132 of 1992) gave rise to the co-financing fund for rural development. the new ird version, as a support instrument for the territorial entities for rural development, maintains the idea that municipalities assume responsibility for that development, and the department is incorporated as a new player with intermediation functions among the ird fund, the municipalities, and the communities. due to this, the ird regional offices were substituted by the udecos (unidades departamentales de cofinanciación). the regional political element started to act and claim spaces. negotiation instances like the municipal committees for rural development (ley 101 de 1993) were created in the municipalities. when rural development was subjected to the demand by the municipalities and departments, comprehensiveness was gradually lost. the ird fund, within this co-financing scheme, no longer defined policies or promoted rural development; it was a policy instrument by the ministry of agriculture and the national planning department. investments focused on the poorest municipalities and those with a higher rural index. as of 1994-95, public policy abandoned the idea of the agricultural peasantry specializing in food production, letting their competitive capacity guide them toward products that can improve their income, and where the markets respond; activities outside the farm surged as alternatives for rural inhabitants (reardon et al., 2001). the illusion of a 4th phase of the ird and the announced setback the final act of the process came in 1996 with the preliminary suggestion for the 4th phase of the ird fund for the 1997-2000 period based on an evaluation underway from the 3rd phase (1991-1996) and on a more holistic vision of development under the los paradigms of competitiveness, equity, and sustainability (vargas, 1996); a revision of the rural concept, or of the rural society, and emphasis on development being led by the municipalities and locations with more autonomy and decentralization. the limitations imposed by the conflict in the countryside and the need to solve such in a peaceful and civilized manner were kept in mind, as well as having a vision of the type of society we sought to construct. significant progress had been made in the conception of rural development. responsibilities and competencies were defined, thus: a) the municipality administrates and leads the process, that is, manages it. b) the department coordinates and integrates regional development from municipal initiatives. c) the nation formulates policies and norms, technical support, subsidy support, general guidance for the process, and inter-institutional articulation. it was proposed that the nation transfer resources to territorial entities (te) only to complement their scarce resources in areas and themes of rural development important in the execution of the policies contained within the national development plan. this implied very precise regional focalization (municipal and departmental indicative quotas). it was suggested that the nation could use mechanisms to transfer resources via two modalities: a) co-financing and b) through direct transfer; and the creation of the departmental co-financing funds was suggested. emphasis centered on strengthening and institutional development of municipalities and departments. the program would concentrate on three components or subprograms: institutional development (improve skills to manage development), investments for rural development (improve amount and quality of assets), and support services (technical assistance, education, health, and organization and community training) (vargas del valle, 1999). due to political reasons and because of the context, this proposal only reached the initiation phase; it did not manage discussion or presentation with international organizations during president samper’s mandate. thereafter, we evidenced the definite setback of the rural development programs. the following governments devalued those programs and ended up suppressing the entities in charge of introducing a new paradigm: rural production development compatible with competitiveness and development of markets, complemented by the granting of subsidies to rural inhabitants, displaced or not, without tending to the development of their skills. that is, productive emphasis in the policies and paternalism and patronage with state resources. the story is well known: since the late 1990s there was the dismantling and elimination of entities like the ird fund, idema (instituto de mercadeo agropecuario), and caja agraria and what remained was gather under one poorly designed and conceived entity like incoder (instituto colombiano para el desarrollo rural), which was quickly 4412010 machado: lessons on rural development, challenges and approaches trapped by web of patronage, corruption and cooptation in some regions by political groups allied with illegal armed groups. to save that entity, the national government promoted a so-called statute for rural development (ley 1152 de 2007), which was quickly declared unconstitutional by the constitutional court because of procedural irregularities and because it did not recognize the rights of the indigenous and afro-descendant communities. with this legislation, instead of overcoming public partitioning, it was accentuated upon distributing the functions of rural development into several entities that had no capacity or interest in assuming matters that were foreign to them. this led to an institutional void for rural development, which has not been overcome and reflects clear political intentionality: development is with the entrepreneurs not with the agricultural peasants considered socially handicapped and players without social and political recognition. the priority is set on tending to the consequences of the conflict and the rural crisis, which is the forced displacement of the population, instead of tending to the causal elements of said phenomena (machado, 2009b). the political context and the weakness of the rural social organization permitted such a setback when it was most urgent to have a policy of rural development to overcome the conflict and the rural social crisis. reflections based on the colombian experience colombia closed the book on rural development programs without creating an autonomous development process run by the communities. likewise, it closed the possibilities of agrarian reform without having accomplished a minimum transformation in agrarian structures. that is why we have rural societies in crisis and amid serious difficulties to progress in processes of change required by the new contexts. those two milestones and the armed conflict left the agricultural peasant societies trapped, in general, in underdevelopment. in colombia, with the end of the pdic (programa de desarrollo integral campesino), as well as with the close of the pnr, which were economic and institutional proposals for long-term stabilization of rural societies, the nation missed a political opportunity to consolidate democracy in the countryside. that decision implied a high political cost at a time when experience had been gained to manage and organize rural development programs that could have significant impact in the countryside. the three most significant rural development programs carried out by colombia during the last 50 years ended up truncated, left behind. some like the pdic (ird), when they were merely reaching their maturity, were abandoned without possibilities of recovery. different circumstances led to that, but the most important were the changes in the rural development model, mounted from abroad and accepted without much thought by elite running the colombian state. the political cost was even higher during the juncture of the intensification of the conflict in the sector when the destructuring of the rural society during the 1990s reached its climax. new social orders were established by illegal armed groups with game rules imposed by individuals and private groups, but not by the state; and where illegality and informality were imposed upon society. furthermore, old orders that resisted change were sustained by the violent situation and even strengthened through political power. it is not difficult to consider those processes as a tragedy for the nation, and especially for the rural society. the nation dismounted the institutionalism it had created for rural development in the mid 1990s during the worst juncture of the armed conflict, during the least opportune historical moment, it also dismantled the agrarian reform during the early 1970s when it had opportunities to change the agrarian structure in many regions of the nation, which would have reported substantial political dividends in the process of handling the conflict. the ird program, in its pdic version, was on the verge of taking a significant step during the 1990s when a proposal was made, which unfortunately was not accepted. it sought to co-finance municipal rural development programs instead of projects and components. this proposal required strong development and institutional enhancement during a difficult context of the conflict. it was closet o taking a qualitative leap when the concept of rural territorial development had still not taken flight. placing rural development as a priority in the municipalities, reflected in the reorientation of investments and decisions of the communities was at that moment great progress. but the context was not suitable, municipalities, programs and investments were co-opted by illegal armed groups in much of the municipalities where agricultural peasant economies predominated. colombia quickly lost the institutional memory of rural development. the experiences were not institutionalized 442 agron. colomb. 28(3) 2010 or systematized, and the new public workers and the new technocracy, generally do not recognize it, or have no interest in those experiences. the task is still pending to construct an institutional historical memory on rural development. those experiences must be evaluated in light of new contexts, which raise questions on the efficiency of decentralization during a situation of conflict, or great local and regional institutional weakness, and where drug trade permeates all public spheres. the only evaluation of the ird experience in colombia is perhaps that conducted by ricardo vargas (vargas, 1996). the evaluations show the need to consider cultural and political variables. what is evaluated is the demand for a local political culture and the validity of the legal social state. due to this, vargas understandably states that “prior to physical bridges or roadways, what needs to be constructed and developed are bridges and roadways of transformation of the political culture”. the ird ends up being a menu of options, which the communities must freely and transparently access. but an ird requires gaining political will; it cannot be done outside the power circles, requiring negotiation with them, even of the power structures are not affected. was that the failure of the irds? most likely what was gained was the sympathy and conviction of some technocrats and personnel, but not from the political spheres. and this is what may have trashed the program when patronage entered full-handedly into the distribution of the resources for the regions according to political quotas. politics appeared in the ird and the pdic through the back door to control resources based on electoral interests, which helped to terminate the program. in an appreciation on this theme, in 1996 we stated: “the appearance of parliamentary subsidies disguised within the snc (sistema nacional de competitividad), through specific destinations to projects approved in congress and incorporated in the national budget, introduces a factor of uncertainty to the system, to the extent that it distorted the co-financing and interferes in the power of the municipalities and communities to define the projects in which they should invest their resources. the attitude of the governors to support projects in the codecos (comités departamentales de cofinanciación) without following technical criteria and assignment per the demands of the municipalities, acceding to political favoritism, increases doubts on the permanence of the co-financing system, such as it was designed” (machado, 1996). another one of the interesting aspects mentioned by vargas in his evaluation is that it was not generalized to find careful consensus work regarding the type of rural society that was to be constructed in the short and mid-term. therein lies a relevant question: is it possible to – in the short and mid-term – to tend to problems of poverty, inequity, low productivity, scarce social capital, institutional weakness, access to markets and factors, and creation of employment and income opportunities, without even thinking of the type of rural society we want to construct, or of the social order we want to set up in the long term? the answer cannot be absolutely affirmative and depends much on the capacities of very society and its institutions to gain long-term awareness for the processes undertaken. the challenge of rural development in our societies remains as it did 60 years ago: how to achieve stable and balanced rural societies with social and political recognition of the rural inhabitants within a project of society based on the construction and development of democracy? or, also: how to eliminate poverty, inequity, and exclusion and leverage our capacities for present and future challenges? we should have gone from theory to action long ago and from certain political ingenuity to reality for rural development to become part of our wager for a better society. rural development is not a technical and financial problem, but rather a political problem, a matter of the model of general and agrarian development and of the political model adopted by our societies. literature cited delgado, o. 1965. reformas agrarias en la américa latina. procesos y perspectivas. fondo de cultura económica, mexico df. jordán, f., c. miranda, w. reuben, and s. sepúlveda. 1989. la economía campesina en la reactivación y el desarrollo agropecuario. pp. 207-290. in: jordán, f. (ed.). la economía campesina: crisis, reactivación y desarrollo. iica, san josé de costa rica. lópez-cordovez, l. 1991. lineamientos conceptuales para el desarrollo rural sostenible y equitativo. iica; gtz, santiago. machado, a. 1996. el desarrollo rural y su contexto. colombia 1975 1995. fondo dri 1976-1996. pp. 340-366. in: seminario 20 años de desarrollo rural en colombia y sus perspectivas. fondo dri, ministerio de agricultura, bogota. machado, a. 2003. la cuestión agraria frente al neoliberalismo. pp. 269-282. in: restrepo, d.i. (ed.). la falacia neoliberal. crítica y alternativas. universidad nacional de colombia, bogota. machado, a. 2009a. propuesta de elementos para una política de tierras en medio del conflicto. pp. 11-29. in: desplazamiento forzado. ¿hasta cuando un estado de cosas inconstitucional? tome ii. codhes, bogota. 4432010 machado: lessons on rural development, challenges and approaches machado, a. 2009b. la reforma rural. una deuda social y política. cid, universidad nacional de colombia, bogota. ministerio de agricultura. 1996. 20 años de desarrollo rural en colombia y sus perspectivas. fondo dri, bogota. pérez, e. and j.m. sumpsi. 2001. políticas, instrumentos y experiencias de desarrollo rural en américa latina y europa. ministerio de agricultura, pesca y alimentación, madrid. pnr, plan nacional de rehabilitación. 1994. memorias del pnr 1982-1994. bogota. ramos, b.m. 2001. reforma agraria: un repaso a la historia. pp. 94153. in: colombia tierra y paz: experiencias y caminos para la reforma agraria alternativas para el siglo xxi 1961-2001. instituto colombiano de la reforma agraria – incora, bogota. reardon, t., j. berdegué, and g. escobar. 2001. rural nonfarm employment and incomes in latin america: overview and policy implications. world development 29(3), 395-409. sampaio, p. 1993. la crisis latinoamericana y el problema agrario. pnud; 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a directly proportional relationship was shown with planting density. the best planting arrangement was obtained with a 2:1 furrow to site ratio for the same population density. two linear models were established for estimating production variables regarding density and planting arrangement. key words: growth, production, linear models. resumen: la densidad de población en el cultivo del plátano está condicionada por la distancia entre surcos y por el número de plantas en cada sitio de producción, y es un parámetro que influye positiva o negativamente sobre los rendimientos. en el centro de investigación “el agrado”, localizado en montenegro, quindío, a 1.310 m.s.n.m. y con 1.985 mm de precipitación anual, se evaluaron 21 arreglos de siembra basados en la relación de distancias entre surcos y sitios, bajo el diseño experimental de bloques completos al azar, con 21 tratamientos, tres repeticiones y 12 plantas por repetición. las densidades de 1.500 a 3.000 plantas∙ha-1 no afectaron el crecimiento y desarrollo del cultivo en el primer ciclo de producción; tampoco se presentaron diferencias estadísticas significativas entre las densidades para los períodos de siembra a floración, floración a cosecha, y siembra a cosecha. en los arreglos con densidades de 1.500 a 2.500 plantas∙ha-1 se obtuvieron racimos con pesos comercialmente aceptables, mientras que en densidades superiores a 2.750 plantas∙ha-1 el peso promedio de los racimos se redujo drásticamente (22%). el rendimiento real, calculado con base en el porcentaje de cosecha, registró una relación directamente proporcional con la densidad de siembra. para una misma densidad poblacional, el arreglo de siembra más productivo se obtuvo con una relación de distancias entre surcos y sitios de 2:1. se establecieron dos modelos lineales para estimar las variables de producción en función de las densidades y arreglos de siembra. palabras clave: crecimiento, rendimiento, modelos lineales. fecha de recepción: 23 de febrero de 2004. aceptado para publicación: 27 de mayo de 2004. 1 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-amil: dgcayons@unal.edu.co 2 investigadores, corporación colombiana de investigación agropecuaria –corpoica–, armenia. agronomía colombiana, 2004. 22 (1): 18-22 introducción la densidad de los cultivos ejerce una gran influencia sobre el crecimiento y desarrollo de cada planta debido a la competencia por luz que se genera dentro de la comunidad (cayón, 1992). el manejo de la densidad poblacional es un método básico para controlar la cantidad de luz que reciben los cultivos; ésta puede ser modificacayón et al.: desarrollo y producción del plátano... 192004 da mediante arreglos de siembra en cuadro o triángulo, así como por el manejo de las distancias entre plantas e hileras. en general, se obtienen producciones altas por unidad de área como consecuencia del uso eficiente de la luz durante las etapas iniciales del crecimiento de los cultivos; no obstante, con densidades altas, el rendimiento puede disminuir por la competencia de luz, la pérdida excesiva de agua por transpiración y ataques severos de plagas y enfermedades (cayón, 1992). la densidad de población en el cultivo del plátano está condicionada por la distancia entre surcos y el número de plantas por cada sitio de producción, e influye de manera positiva o negativa en las fases de desarrollo y producción del cultivo. varios estudios han demostrado que la densidad de población en el cultivo del plátano puede incrementarse hasta 3.333 plantas/ha sin que se afecten el rendimiento y la calidad del producto, lo que contribuye a mejorar substancialmente la rentabilidad; por otra parte, a medida que se incrementa la densidad, la vida útil de las plantaciones se reduce en forma marcada (belalcázar et al., 1994). los objetivos del estudio fueron evaluar el efecto de las distancias entre surcos y sitios sobre el desarrollo de la planta, definir los mejores arreglos de siembra del plátano en monocultivo y establecer la densidad de población apropiada para obtener rendimientos altos que contribuyan a mejorar substancialmente la rentabilidad del sistema de producción. materiales y métodos el experimento se realizó en el centro experimental “el agrado”, situado en el municipio de montenegro, departamento del quindío, localizado a 4º 28’ de latitud norte y 75º 49’ de longitud oeste, con altitud de 1.310 m.s.n.m., temperatura media anual de 21º c, precipitación anual de 1.985 mm y humedad relativa media del 80%, condiciones que corresponden al bosque muy húmedo subtropical (bmh-st). el suelo del campo experimental presentó textura franco-arenosa, ph 6,0 y 5,7% de materia orgánica. se evaluaron 21 arreglos de siembra basados en la relación de distancias entre surcos y sitios, donde el área de las parcelas experimentales y el número de plantas por parcela variaron de acuerdo con la distancia empleada (tabla 1). se utilizó el diseño experimental de bloques completos al azar, con 21 tratamientos, tres repeticiones y 12 plantas por repetición. al momento de la emisión de la inflorescencia, se determinó el crecimiento en altura de la planta, el perímetro del pseudotallo, el número de hojas presentes, y la duración de los períodos de siembra a floración (s–f), siembra a cosecha (s–c) y llenado de los frutos (f–c); en la cosecha se registró el peso del racimo y el número de dedos. con los datos de producción generados se estimaron los rendimientos potencial y real por hectárea; además, se definió una variable para analizar el efecto integral de la densidad poblacional y del arreglo espacial de siembra, para lo cual se estableció, en cada tratamiento, la superficie (s) y el perímetro (p) correspondiente a cada arreglo de siembra y se calculó la relación superficie/perímetro (s/p) (tabla 1). los datos fueron sometidos a análisis de varianza y las medias se compararon mediante la prueba de rango múltiple de duncan (p<0,05). se analizaron los modelos más apropiados según la relación s/p y los rendimientos potencial y real, a fin de estimar el rendimiento del cultivo en función de las densidades y arreglos de siembra. tabla 1. densidades de población y arreglos de siembra en parcelas experimentales de plátano dominico-hartón. tratamientos densidad (plantas∙ha-1) distancias (m) (surcos : sitio) relación distancias (surcos : sitio) relación s/p 1 1.500 2,6 : 2,6 1,0 : 1,0 0,65 2 3,2 : 2,1 1,5 : 1,0 0,63 3 3,7 : 1,8 2,0 : 1,0 0,61 4 1.750 2,4 : 2,4 1,0 : 1,0 0,60 5 3,0 : 2,0 1,5 : 1,0 0,60 6 3,4 : 1,7 2,0 : 1,0 0,57 7 2.000 2,2 : 2,2 1,0 : 1,0 0,55 8 2,7 : 1,8 1,5 : 1,0 0,54 9 3,2 : 1,6 2,0 : 1,0 0,53 10 2.250 2,1 : 2,1 1,0 : 1,0 0,53 11 2,6 : 1,7 1,5 : 1,0 0,51 12 3,0 : 1,5 2,0 : 1,0 0,50 13 2.500 2,0 : 2,0 1,0 : 1,0 0,50 14 2,5 : 1,6 1,5 : 1,0 0,49 15 2,8 : 1,4 2,0 : 1,0 0,47 16 2.750 1,9 : 1,9 1,0 : 1,0 0,48 17 2,3 : 1,6 1,5 : 1,0 0,47 18 2,7 : 1,4 2,0 : 1,0 0,46 19 3.000 1,8 : 1,8 1,0 : 1,0 0,45 20 2,3 : 1,5 1,5 : 1,0 0,45 21 2,6 : 1,3 2,0 : 1,0 0,43 s = superficie de la parcela (m2). p = perímetro de la parcela (m). s/p = relación superficie/perímetro. agronomía colombiana 20 vol. 22 · no. 1 resultados y discusión en la evaluación de densidades y arreglos de siembra, que cubrieron un rango de 1.500 a 3.000 plantas∙ha-1, (tabla 2), no se observaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos para las variables de crecimiento (altura de la planta y perímetro del pseudotallo al momento de floración) y desarrollo (períodos de siembra a floración, siembra a cosecha y llenado del racimo). los resultados correspondientes al efecto de la interacción densidad y arreglo espacial sobre la producción (tabla 3) indican que las densidades entre 1.500 y 2.500 plantas∙ha-1 permiten obtener racimos de buen peso y calidad, observándose que las densidades superiores a 2.750 plantas∙ha-1 presentaron los menores pesos de racimos, en contraste con lo registrado en las parcelas de densidades menores. esto concuerda con varios estudios en plátano, los cuales demostraron que el incremento de la densidad de plantas por unidad de superficie, al acortar las distancias entre surcos y entre sitios, ocasiona una reducción en el peso del racimo y el porcentaje de plantas cosechadas, y una prolongación de los ciclos vegetativo y reproductivo de las plantas (añez et al., 1989; nava y sosa, 1984; belalcázar et al., 1994; echeverry y garcía, 1981; cayón et al., 1995). la estimación de los rendimientos potencial y real en t∙ha-1 mostró que existe un incremento significativo a medida que aumentó la densidad de población del cultivo de plátano (tabla 3). este comportamiento del rendimiento estimado del cultivo confirma lo observado en trabajos previos con plátano y banano, en los que tabla 2. influencia de la densidad de población y distancias de siembra sobre el crecimiento y desarrollo del plátano dominico-hartón. tratamientos densidad (plantas∙ha-1) distancias (m) (surcos : sitio) altura planta (m) perímetro pseudotallo (m) períodos (meses) s–f f–c s–c 1 1.500 2,6 x 2,6 3,2 0,6 11,9 3,9 15,8 2 3,2 x 2,1 3,2 0,5 11,9 4,1 16,0 3 3,7 x 1,8 3,2 0,6 11,7 4,2 15,9 4 1.750 2,4 x 2,4 3,2 0,6 11,8 4,2 14,9 5 3,0 x 2,0 3,2 0,5 11,4 4,5 15,9 6 3,4 x 1,7 3,2 0,6 11,5 4,1 14,5 7 2.000 2,2 x 2,2 3,3 0,6 12,0 3,4 15,4 8 2,7 x 1,8 3,3 0,5 10,6 4,5 15,7 9 3,2 x 1,6 3,2 0,5 10,8 4,3 15,5 10 2.250 2,1 x 2,1 3,3 0,5 11,2 4,3 15,5 11 2,6 x 1,7 3,3 0,6 11,2 4,6 15,8 12 3,0 x 1,5 3,3 0,5 11,6 4,3 15,5 13 2.500 2,0 x 2,0 3,1 0,5 11,0 4,7 15,6 14 2,5 x 1,6 3,2 0,5 11,5 4,3 15,7 15 2,8 x 1,4 3,3 0,6 10,9 4,2 15,2 16 2.750 1,9 x 1,9 3,4 0,5 10,7 4,6 15,3 17 2,3 x 1,6 3,3 0,6 11,7 4,2 16,0 18 2,7 x 1,4 3,3 0,5 12,2 3,9 16,0 19 3.000 1,8 x 1,8 3,3 0,6 12,3 4,2 16,5 20 2,3 x 1,5 3,3 0,6 11,8 4,0 15,8 21 2,6 x 1,3 3,4 0,5 11,7 4,1 15,8 c.v. (%) 4,2 8,2 7,6 9,8 5,6 f (tratamientos) n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. s–f: siembra a floración; f–c: floración a cosecha; s–c: siembra a cosecha. n.s.: prueba f no significativa (p<0,05). cayón et al.: desarrollo y producción del plátano... 212004 densidades bajas indujeron la producción de racimos más grandes y pesados; no obstante, al incrementarse la población, aumentaron los rendimientos en términos absolutos aunque se redujo el tamaño del racimo (simmonds, 1973; añez et al., 1989; robinson y singh, 1974; irizarry et al., 1975). cuando se consideraron, de manera individual, la influencia de la densidad y el arreglo de siembra sobre las variables de producción (tabla 4), se observó que el peso promedio del racimo no se vió afectado por el aumento de la densidad hasta 3.000 plantas∙ha-1, lo cual muestra el enorme potencial productivo de los sistemas de densidades altas sin reducción del peso del racimo. los rendimientos potencial y real (t∙ha-1) mostraron una respuesta tabla 3. influencia de la interacción densidad–arreglo de siembra sobre la producción del plátano dominico-hartón. densidad (plantas∙ha-1) distancias (m) (surcos : sitio) relación s/p peso racimo (kg) rendimiento (t∙ha-1) potencial real 1.500 2,6 x 2,6 0,65 14,6 ab 21,7 ef 5,9 g 3,2 x 2,1 0,63 12,4 bc 18,6 f 15,5 f 3,7 x 1,8 0,61 13,7 ab 20,6 ef 15,8 f 1.750 2,4 x 2,4 0,60 13,5 ab 23,6 e 16,5 f 3,0 x 2,0 0,60 12,0 bc 21,1 ef 15,6 f 3,4 x 1,7 0,57 14,0 ab 24,6 e 20,2 ef 2.000 2,2 x 2,2 0,55 14,7 ab 29,4 de 20,1 ef 2,7 x 1,8 0,54 14,6 ab 29,3 de 26,3 e 3,2 x 1,6 0,53 13,4 ab 26,9 e 25,2 e 2.250 2,1 x 2,1 0,53 12,7 bc 28,5 e 23,8 e 2,6 x 1,7 0,51 14,0 ab 31,4 de 24,0 e 3,0 x 1,5 0,50 15,9 a 35,9 b 30,5 d 2.500 2,0 x 2,0 0,50 14,0 ab 35,2 bc 31,6 cd 2,5 x 1,6 0,49 12,4 bc 31,1 de 30,1 d 2,8 x 1,4 0,47 13,7 ab 34,3 cd 34,3 b 2.750 1,9 x 1,9 0,48 11,9 bc 32,9 cd 32,9 cd 2,3 x 1,6 0,47 11,4 c 31,4 de 30,4 d 2,7 x 1,4 0,46 13,2 b 36,4 b 32,5 c 3.000 1,8 x 1,8 0,45 13,1 bc 39,4 a 35,6 a 2,3 x 1,5 0,45 14,2 ab 42,8 a 41,4 a 2,6 x 1,3 0,43 11,8 bc 35,3 bc 34,0 b c.v. (%) 11,0 10,6 15,5 f (densidades) * * * s/p: relación superficie/perímetro. * prueba f significativa (p<0,05). datos con letras distintas son significativamente diferentes según la prueba de duncan (p< 0,05). tabla 4. influencia de la densidad de población y el arreglo de siembra sobre la producción del plátano dominico-hartón. densidad (plantas∙ha-1) peso racimo (kg) rendimiento (t∙ha-1) potencial real 1.500 13,5 20,3 c 15,7 c 1.750 13,2 23,1 c 17,5 c 2.000 14,3 28,5 bc 23,9 bc 2.250 14,2 31,9 b 26,1 b 2.500 13,4 33,5 b 32,0 ab 2.750 12,2 33,6 b 31,9 ab 3.000 13,0 39,1 a 37,0 a c.v. (%) 10,6 10,4 15,3 f (densidades) n.s. ** ** relación distancias (surcos : sitio) 1 : 1 13,5 30,1 25,2 1,5 : 1 13,0 29,4 26,2 2 : 1 13,7 30,5 27,5 f (densidades) n.s. n.s. n.s. ** prueba f significativa (p<0,01). n.s.: prueba f no significativa. datos con letras distintas son significativamente diferentes según la prueba de duncan (p< 0,05) directa y proporcional a la densidad utilizada, registrándose diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos. la mayor producción se alcanzó en la densidad de 3.000 plantas∙ha-1, seguida por la producción en el rango de densidades entre 2.000 y 2.750 plantas∙ha-1. los rendimientos más bajos se obtuvieron en las menores densidades evaluadas. al establecer el efecto del arreglo de siembra sobre el peso promedio del racimo y el rendimiento potencial y real, no se observaron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos, lo cual indica que el arreglo espacial, por sí solo, no tiene un efecto diferencial sobre estas variables. las figuras 1 y 2 presentan los modelos de regresión lineal obtenidos entre el índice s/p y los rendimientos potencial y real estimados, los cuales demuestran la correlación inversa, altamente significativa, entre estas variables; ello indica que se puede esperar un aumento notable del potencial productivo del plátano a medida que se incrementa la densidad poblacional del cultivo y se utilizan arreglos de siembra caracterizados por distancias amplias entre surcos y cortas entre sitios de siembra. además, estos modelos permiten calcular el rendimiento del cultivo en función de la densidad de agronomía colombiana 22 vol. 22 · no. 1 población y el arreglo de siembra del cultivo cuando, por características de la zona de producción, sea necesario variar las prácticas tradicionales de establecimiento del cultivo de plátano dominico-hartón. y duración de las unidades productivas en las plantaciones comerciales de plátano. bibliografía añez, b.; e. tavira y j.a. salas. 1989. efecto de la distancia entre hileras sobre la producción de plátano. en: añez, b.; c. nava; l. sosa y r. jaramillo (eds.), acorbat memorias ix reunión de la asociación para la cooperación en investigación de banano en el caribe y en américa tropical (ene. 1989, mérida). maracaibo, venezuela. pp. 457-471. belalcázar, s.; j.a. valencia y m.i. arcila. 1994. estudio sobre densidades de población en plátano clon domicohartón (musa aab, simmonds) en colombia. en: contreras, m.a.; j.a. guzmán y l.r. carrasco. (eds.), acorbat memorias x reunión de la asociación para la cooperación en investigación de banano en el caribe y en américa tropical (oct. 1991, tabasco, méxico). corbana, san josé, costa rica. pp. 535-548. cayón, g. 1992. fotosíntesis y productividad de cultivos. revista comalfi 19 (2), 23-31. cayón, d.g.; j.e. lozada y s. belalcázar. 1995. respuestas fisiológicas del plátano dominico-hartón (musa aab simmonds) en densidades altas de siembra. en: vicky morales soto (ed.), acorbat memorias xi reunión de la asociación para la cooperación en investigación de banano en el caribe y en américa tropical (nov. 1994, san josé). acorbat. san josé, costa rica. pp. 687-699. echeverry, l.m. y r.f. garcía. 1981. influencia del número de colinos por sitio en el momento de la siembra sobre la producción de plátano. revista cenicafé 32 (4), 114-121. irizarry, h.; j.j. green e i. hernández. 1975. effect of density on yields and other quantitative characters of maricongo plantain (musa acuminata aaa x musa balbisiana aab). journal of agriculture of the university of puerto rico 59 (4), 245-254. nava, c. y l. sosa. 1984. efecto de la densidad de siembra en la producción de plátanos. jornadas agronómicas, universidad del zulia, venezuela. 84 (11), 23-28. robinson, j.b.d. y j.m. singh. 1974. effect of spacing on banana yield in fidji. research división department of agriculture, fidji. agricultural journal 36 (1), 1-5. simmonds, n.w. 1973. los plátanos. esteban rimban (trad.). editorial blume, barcelona. 539 p. figura 1. asociación entre el índice s/p y el rendimiento potencial. figura 2. asociación entre el índice s/p y el rendimiento real. con base en estos resultados, se recomienda que, en estudios futuros con materiales nuevos y promisorios de plátano o con sistemas de producción asociados e intercalados con otros cultivos, se evalúe el comportamiento productivo, considerando como factores la densidad poblacional, el arreglo espacial y el efecto de la interacción densidad–arreglo de siembra, mediante el índice s/p. también, sería de gran utilidad práctica analizar el efecto de las densidades y arreglos de siembra sobre la secuencia de los ciclos de producción agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen debido a su alto potencial agrícola y nutritivo, el interés por la quinua se ha incrementado en los últimos años, convirtiéndola en alternativa de diversificación para la región andina. sin embargo, se han detectado necesidades limitantes, así como buenas posibilidades de mejoramiento genético, aún escasamente exploradas. en la presente investigación, llevada a cabo en la vereda san francisco del municipio de iles, nariño, se evaluaron 16 líneas de quinua dulce. una parte de ellas fueron selecciones provenientes de los genotipos sl47, piartal y tunkahuan. el resto consistió en cuatro testigos comerciales (sl47, piartal, tunkahuan y blanca de jericó). el estudio fue conducido bajo un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones, a través del cual se evaluaron algunos componentes de rendimiento (altura de la planta, longitud de panoja, peso de 1.000 granos, y rendimiento), la reacción al mildeo velloso y las características fenológicas. posteriormente todas las variables fueron sometidas a análisis de varianza, prueba de tukey (5%) y evaluación del grado de asociación por medio del análisis de correlaciones de pearson. los resultados mostraron la precocidad del grupo sl47 (128,75 a 135 días a madurez fisiológica). al comparar las líneas con sus testigos, se observa que el grupo tunkahuan (s20, s39, s44) obtuvo ganancia genética en rendimiento (2.635,25 a 2.699,83 kg ha-1). el análisis de correlación mostró que hay asociación significativa entre las variables altura de la planta y longitud de panoja (0,739) por una parte, y por otra entre rendimiento y peso de 1.000 granos (0,647). sl47 testigo alcanzó el mayor índice de selección (0,960), mostrándose superior a las demás líneas. due to its nutritious and agricultural potential, interest on quinoa has increased lately, turning it into a diversification alternative for the andean region. however, the detection of relevant needs and unexplored breeding possibilities has led to the present research study, which consisted in the evaluation of 16 lines of sweet quinoa. part of them were accessions obtained from genotypes sl47, piartal and tunkahuan, and the rest were four commercial controls (sl47, piartal, tunkahuan and blanca de jerico). the study was conducted at the locality of san francisco in the municipality of iles (nariño, colombia), under a random block experimental design with four repetitions, evaluating some yield components such as plant height, panicle length, 1,000 grain weight and yield, reaction to downy mildew, and certain phenological traits. an analysis of variance was applied to the obtained data, together with a tukey test (5%) and a pearson correlation analysis. the results showed the precocity of sl47 (128.75 to 135 days at physiological maturity). in comparing the lines to the controls, the tunkahuan group (s20, s39 and s44) exhibited genetic improvement regarding yield (2,635.25 to 2,699.83 kg ha-1). the correlation analysis revealed significant associations between plant height and panicle length, on the one hand, and between yield and 1,000 grain weight, on the other hand. having attained the best selection index, control sl47 proved to be the best of all the evaluated lines. key words: genetic improvement, selection index, precocious, mildew. palabras clave: ganancia genética, índice de selección, precocidad, mildeo. fecha de recepción: 25 de septiembre de 2008. aprobado para publicación: 2 de julio de 2009 1 departamento de producción y sanidad vegetal, facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto (colombia). 2 autor de correspondencia. cbet70@yahoo.com agronomía colombiana 27(2), 159-167, 2009 evaluación de 16 genotipos de quinua dulce (chenopodium quinoa willd.) en el municipio de iles, nariño (colombia) evaluation of 16 genotypes of sweet quinoa (chenopodium quinoa willd.) in the municipality of iles, nariño (colombia) adriana i. delgado p.1, jaime h. palacios c.1 y carlos betancourt g.1, 2 introducción la quinua (chenopodium quinoa willd.) es una especie originaria de los andes, domesticada y cultivada por distintas culturas indígenas desde tiempos inmemorables. en la actualidad se presenta como una opción alimentaria importante, especialmente en la nutrición de la población infantil (sañudo et al., 2005). según ayala et al. (2001), la calidad nutricional del grano de quinua es considerable por su contenido y cantidad proteínica, siendo rico en los aminoácidos lisina y azufrados, mientras que, por el contrario, los cereales son deficientes en estos aminoácidos. la quinua se cultiva tradicionalmente y en pequeña escala en el sur del departamento de nariño, siendo de mayor 160 agron. colomb. 27(2) 2009 arraigo indígena, en donde se establece generalmente en arreglos intercalados con haba, chocho y la asociación de maíz con fríjol (sañudo y arteaga, 2002). para cerón (2002), la quinua es una nueva especie para incorporar a la producción en la región andina que pretende competir en calidad, cantidad, precios y tecnología con el propósito fundamental de conseguir y sostener los mercados nacional e internacional que buscan esta fuente de sana y equilibrada alimentación. la quinua tiene una capacidad grande para adaptarse a condiciones ecológicas muy diferentes. en comparación con otros cereales, la quinua no ha sido objeto de un mejoramiento genético sistemático y exhibe una gran variedad de entradas con las características más diversas (wahli, 1990). el mildeo es la enfermedad de la quinua que causa mayores daños a la planta. existen variedades que sufren infecciones escalonadas o sistémicas; otras evidencian un alto grado de tolerancia o resistencia. la enfermedad se presenta en la mayoría de los lugares donde se cultiva la quinua, por la gran diversidad genética del patógeno y su amplio rango de adaptabilidad. en condiciones de alta presión de enfermedad, reduce los rendimientos de 33 a 58% (danielsen et al., 2000). la quinua es una alternativa valiosa de diversificación para las regiones cerealeras. los materiales cultivados son tardíos, de porte alto, muy ramificados y de grano amargo (delgado y benavides, 2000). se han desarrollado materiales con bajos contenidos de saponina, denominados quinuas dulces, y con variabilidad evidenciada en porte, coloración, ramificación y ciclo de vida, que sirven de base para programas de mejoramiento por selección, en busca de líneas precoces para lograr óptimas condiciones en el establecimiento de monocultivo con altas densidades de población (sañudo et al., 2005). como germoplasma de quinua dulce se destacan las variedades: ‘tunkahuan’: originaria de ecuador, 144 cm de altura en promedio, semitardía (180 d de período vegetativo), planta púrpura y panoja amarillo anaranjada, glomerulada, grano blanco, tamaño de grano de 1,7 a 2,1 mm, contenido de saponina de 0,06 y 15,73% de proteína, tolerante a ligeramente susceptible al mildeo, con rendimiento de 2.200 kg ha-1 en promedio, ligeramente susceptible a la sequía y heladas, tolerante al exceso de humedad y a la granizada, y susceptible al viento (nieto et al., 1992). ‘blanca de jericó’: procedente de boyacá (colombia), es de porte alto, semitardía, con ramificación abierta desde la base y panoja de color blanco rosado (sañudo et al., 2005). ‘piartal’: es originaria del norte de ecuador. planta de color púrpura, 240 cm de altura y presenta susceptibilidad al mildeo. el grano es blanco opaco, de aproximadamente 2 mm de diámetro (álvarez y von rutte, 1990). ‘sl47’: cultivar seleccionado por la facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño. es una variedad precoz, de porte bajo, ramas comprimidas y panoja de color blanco rosado (sañudo et al., 2005). los objetivos del mejoramiento en quinua están centrados en encontrar materiales con alto rendimiento, libre de saponinas, grano grande, resistencia a plagas y enfermedades, plantas uniformes, erectas y cortas, de panoja única terminal y glomérulos concentrados (bonifacio et al., 2001). sañudo y betancourt (2005) determinaron que al encontrar plantas sobresalientes en poblaciones heterogéneas y en un solo ambiente, se hacen selecciones individuales, para hacer su multiplicación y evaluación en distintos ambientes, con la posibilidad de encontrar un individuo superior. la facultad de ciencias agrícolas de la universidad de nariño ha venido trabajando en el mejoramiento de la quinua dulce, siendo de gran interés encontrar por medio de evaluación distintos genotipos que puedan formar parte de sistemas productivos en la región. con base en este criterio, el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar 16 líneas de quinua dulce y cuatro testigos comerciales, determinando las características fenológicas, componentes de rendimiento y reacción al mildeo velloso (peronospora farinosa). materiales y métodos la investigación se realizó en la vereda san francisco del municipio de iles, departamento de nariño (colombia), localizado a una altura de 2.985 msnm, con una temperatura media anual de 11ºc y una precipitación promedio de 850 mm anuales. el grupo de materiales estuvo compuesto por 16 líneas de quinua dulce procedentes de las líneas sl47, piartal y tunkahuan, coleccionadas por la facultad de ciencias agrícolas de la universidad de nariño y cuatro testigos comerciales (‘sl47’, ‘piartal’, ‘tunkahuan’ y ‘blanca de jericó’), las cuales se listan en la tab. 1. 1612009 delgado p., palacios c. y betancourt g.: evaluación de 16 genotipos de quinua dulce (chenopodium quinoa willd.)... el lote experimental para el ensayo fue de 9,4 m x 67 m para un área total de 629,8 m2 dividido en cuatro bloques de 9,4 m x 16 m para un área de bloque de 150,4 m2, con una distancia entre bloques de 1 m, cada bloque compuesto por 20 parcelas de 2,4 m x 1,6 m, separado a 1 m entre calles. la parcela útil ocupó un área de 2,10 m x 0,8 m para un total de 1,68 m2. en cada parcela se trazaron cuatro surcos de 2,4 m separados a 0,40 m; en cada surco se dispusieron siete sitios a una distancia de 0,30 m para colocar el fertilizante n, p y k (13-26-6) en dosis de 100 kg ha-1, tapando ligeramente y depositando la semilla 0,1 g/sitio, a razón de 8 kg ha-1. en la emergencia se aplicó propamocarb hidrocloruro en dosis de 40 cm3 i.a. por 20 l para el control de damping off (rhizoctonia solani, pythium sp.). la primera desyerba se realizó un mes después de la siembra, de forma manual, y una segunda desyerba y aporque a los dos meses. tabla 1. dieciséis genotipos de quinua dulce y cuatro testigos evaluados, iles, nariño. genotipo parental color de panoja lugar de colección s16 piartal rosada ipiales s20 tunkahuan morada pasto s36 piartal blanca córdoba s39 tunkahuan morada aldana s44 tunkahuan morada aldana s48 piartal morada ipiales s50 piartal morada ipiales s51 piartal morada ipiales s81 piartal morada córdoba s90 sl47 blanca pasto s95 sl47 blanca pasto s100 sl47 blanca pasto s105 sl47 blanca sapuyes s112 sl47 blanca sapuyes s133 sl47 blanca sapuyes s164 sl47 blanca sapuyes testigos blanca de jericó blanca boyacá tunkahuan morada carchi piartal morada carchi sl47 blanca pasto variables evaluadas características fenológicas se evaluaron en forma descriptiva con las siguientes variables: días a emergencia (desde la siembra hasta cuando más del 50% de las plantas emergieron), días a panojamiento (desde la siembra hasta cuando más del 50% de las plantas formaron panoja), días a floración (desde la siembra hasta cuando más del 50% de las plantas tenían florecidas las panojas), días a grano formado (desde la siembra hasta cuando más del 50% de las plantas presentaban granos con cierta resistencia) y días a madurez de cosecha (desde la siembra hasta cuando más del 50% de las plantas presentaban el grano harinoso). según wahli (1990), los materiales de quinua se pueden clasificar por madurez fisiológica de la siguiente manera: materiales tardíos >180 d, materiales semitardíos, 150 y 180 d, materiales semiprecoces, 130 y 150 d, y materiales precoces <130 d. componentes de rendimiento se evaluaron las variables: altura de plantas, longitud de panoja central, número de ramas secundarias, peso de granos por panoja, peso de 1.000 granos y rendimiento de grano seco por hectárea, determinadas con la siguiente fórmula: 2 210.000 mútilparcelaárea mútilparcelapeso kg ha-1 × = (1) evaluación de mildeo velloso se tomaron diez plantas al azar en época de floración de cada tratamiento, y se evaluó la severidad del ataque midiendo el porcentaje de tejido afectado de cada planta teniendo en cuenta la escala propuesta por inguilan y pantoja (2007) fig. 1. figura 1. escala gráfica del ataque de mildeo velloso a hojas de quinua, según inguilan y pantoja (2007). grado 0 (0%) inmune grado 1 (1-10%) resistente grado 2 (11-25%) tolerante grado 3 (26-50%) moderadamente susceptible grado 4 (51-70%) susceptible grado 5 (71-100%) altamente susceptible 162 agron. colomb. 27(2) 2009 diseño estadístico se trabajó en un diseño de bloques al azar con 16 selecciones (tab. 1) y cuatro testigos comerciales en cuatro repeticiones. los datos para los componentes de rendimiento y reacción a mildeo velloso se interpretaron estadísticamente por medio de análisis de varianza y la prueba de significancia de tukey al 5% para comparar los promedios de los tratamientos. además se realizó un análisis de correlación de pearson para los componentes de rendimiento altura de plantas, longitud de panoja, peso de granos por panoja y rendimiento. los datos obtenidos en porcentaje se transformaron con la fórmula: porcentajeenoarcos (2) selección de genotipos promisorios se realizó mediante la ecuación índice de selección (is) utilizando las variables altura de plantas, precocidad, rendimiento y reacción a mildeo velloso. is = rendimiento (0,45) – altura (0,20) – precocidad (0,20) – reacción a mildeo (0,15) (3) donde: is, índice de selección; rendimiento, expresado en kg ha-1; altura, expresada en centímetros; precocidad, expresada en días a madurez fisiológica; reacción a mildeo, expresado en porcentaje. las variables altura, precocidad y reacción a mildeo se expresan en forma negativa, puesto que se buscan aquellos genotipos de menor altura, más precoces y más tolerantes. los promedios de significancia de tukey fueron estandarizados utilizando la fórmula: generalxxdato estandarizado (4) donde: x , promedio de los datos obtenidos en una línea para una variable, x general, promedio de los promedios en una variable; δ, desviación de los promedios de cada línea en una variable. resultados y discusión características fenológicas los resultados de las 16 líneas de quinua dulce y de los 4 testigos comerciales (tab. 2), en referencia al ciclo de vida, oscilaron entre 128,75 y 187,75 d, siendo la línea más precoz sl47 s133 con 128,75 d, seguida por las otras líneas y el testigo del mismo grupo (fig. 2). del grupo piartal, se destacó la selección s36 con 133 d a madurez fisiológica. considerando el criterio de wahli (1990), sl47 s133 se clasifica como material precoz (<130 d), materiales semiprecoces (130-150 d) para piartal s36 y el grupo sl47, materiales semitardíos (150-180 d) el grupo tunkahuan y el grupo piartal, y como material tardío (>180 d) ‘blanca de jericó’ (t). delgado y benavides (2000) en la variedad piartal clasificaron siete de ellas como semitardías (150-180 d) y tres tardías con promedios mayores a 180 d. chávez tabla 2. caracteres fenológicos para 16 genotipos y cuatro testigos comerciales (t) de quinua dulce, iles, nariño. genotipos días a emergencia días a panojamiento días a floración días a grano formado días a madurez de cosecha piartal s16 8,00 72,00 84,00 140,00 165,75 piartal s36 5,00 60,00 72,00 112,50 133,00 piartal s48 8,50 64,00 78,00 136,00 155,25 piartal s50 6,75 64,50 78,00 136,00 150,25 piartal s51 6,25 63,50 78,00 130,25 150,50 piartal s81 8,00 70,00 82,00 130,25 170,00 tunkahuan s20 6,75 64,25 78,00 130,00 150,25 tunkahuan s39 6,75 70,00 84,00 142,25 160,50 tunkahuan s44 8,00 67,50 83,00 142,50 166,00 sl47 s90 5,00 58,00 71,50 108,25 130,50 sl47 s95 5,00 55,50 70,00 108,00 130,00 sl47 s100 5,00 58,00 70,75 108,00 130,25 sl47 s105 5,00 56,25 70,25 107,25 130,00 sl47 s112 5,00 54,75 71,50 107,50 135,00 sl47 s133 5,00 54,00 68,00 104,75 128,75 sl47 s164 5,00 55,50 70,25 108,25 132,75 sl47 (t) 5,00 55,75 68,50 108,00 130,00 piartal (t) 7,75 64,00 75,00 137,00 166,00 blanca jericó (t) 8,50 77,50 93,25 154,25 187,75 tunkahuan (t) 7,75 72,00 83,50 150,25 176,25 (t), testigo 1632009 delgado p., palacios c. y betancourt g.: evaluación de 16 genotipos de quinua dulce (chenopodium quinoa willd.)... figura 2. características fenológicas para 16 genotipos y cuatro testigos comerciales (t) de quinua dulce, iles, nariño (colombia). 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 d ía s días a emergencia días a panojamiento días a floración días a grano formado días a madurez de cosecha pia rta l s 16 pia rta l s 36 pia rta l s 48 pia rta l s 50 pia rta l s 51 pia rta l s 81 tu nk ah ua n s 20 tu nk ah ua n s 39 sl 47 s9 5 sl 47 s9 0 tu nk ah ua n s 44 sl 47 s1 00 sl 47 s1 05 sl 47 s1 12 sl 47 s1 33 sl 47 s1 64 sl 47 (t ) pia rta l ( t) bla nc a d e j eri có (t ) tu nk ah ua n ( t) y pérez (1996) clasificaron como material semitardío a la variedad tunkahuan con 171,25 d a madurez de cosecha. inguilán y pantoja (2007), quienes evaluaron los mismos materiales en el municipio de córdoba a 2.800 msnm con una temperatura de 12ºc, reportan un ciclo de vida entre 116-185 d similar a los encontrados en este estudio. componentes de rendimiento el análisis de varianza (tab. 3) mostró diferencias significativas para los componentes evaluados a excepción del número de ramas secundarias. altura de plantas la prueba de tukey (tab. 4) mostró alturas entre 111,23 y 176,65 cm. los mayores valores los presentaron ‘blanca de jericó’ (t), piartal s81, ‘piartal’ (t), piartal s16, tunkahuan s20 (entre 160,3 y 176,65 cm), superando estadísticamente tabla 3. análisis de varianza para componentes de rendimiento y ataque de mildeo velloso de 16 genotipos y cuatro testigos comerciales de quinua dulce, iles, nariño. cuadrados medios fuentes de variación gl altura de plantas (cm) longitud de panoja (cm) no. de ramas secundarias peso de granos por panoja (g) peso de 1.000 granos (g) rendimiento (kg ha-1) ataque de mildeo velloso (%) genotipos 19 1.874,85* 72,81* 21,54 ns 11,41* 0,32* 312.751,98* 428,59* error 57 46,76 7,18 12,41 1,45 0,03 36.518,90 17,46 cv 4,99 9,13 10,96 6,54 6,83 8,16 17,40 r2 0,93 0,78 0,40 0,73 0,59 0,74 0,89 gl, grados de libertad; cv, coeficiente de variación; r2, coeficiente de determinación; *, diferencia significativa (5%); ns, no significativo. al grupo formado por sl47 s90, s95, s100, s105, s112, s164, y sl47 (t) y piartal s36 con promedios entre 111,23 y 118,85 cm de altura. inguilan y pantoja (2007) evaluaron los mismos materiales en el municipio de córdoba (nariño), registraron alturas de plantas entre 107,17 y 170,85 cm, siendo similares a los encontrados. los resultados del grupo tunkahuan s20, s39, s44 y del parental fueron similares con los reportados por nieto et al. (1992) con una altura de 144 cm en promedio. el grupo piartal y su testigo parental mostraron resultados parecidos a los reportados por delgado y benavides (2000). el testigo ‘blanca de jericó’ presentó la mayor altura con 176,650 cm, siendo corroborado por sañudo et al. (2005), que reporta este material como de porte alto. en el grupo sl47, las selecciones presentaron mayor altura que el testigo parental sin diferencia significativa, por lo que no se reconoce ganancia genética para este componente de rendimiento según los 164 agron. colomb. 27(2) 2009 propósitos de esta investigación. los resultados de este grupo se ajustan a los publicados por la universidad de nariño (2007) en el lanzamiento de facianar aurora con alturas de 85-130 cm. longitud de panoja los promedios de tukey (tab. 4) muestran valores entre 23,40 y 37,25 cm. ‘blanca de jericó’ (t), piartal s51, ‘tunkahuan’ (t), tunkahuan s20, tunkahuan s44, piartal s48, piartal s81 y tunkahuan s39 fueron de mayor longitud y sin diferencias significativas. sin embargo, este grupo superó a sl47 s105 que presentó la menor longitud. piartal s51 y sl47 s112 presentaron mayor promedio referente a su testigo y no muestran diferencia estadística; por tanto se determina que la selección para esta característica no fue exitosa para todos los grupos. la correlación de pearson (tab. 5) de esta variable con relación a altura de planta es positiva (0,739) lo cual indica que el aumento en altura de planta contribuye al incremento de longitud de panoja. delgado y benavides (2000) reportan longitudes de panoja entre 22 y 40 cm, y relacionan este componente con la altura de las plantas: a mayor altura de planta, mayor longitud de panoja. los resultados reportados por morillo (2002) presentan promedios entre 39,32 y 40,32 cm para ‘sl47’, los cuales difieren de los obtenidos en este estudio. peso de granos por panoja los promedios obtenidos se encuentran entre 15,18 y 21,48 g/panoja. la prueba de tukey (tab. 4) muestra un grupo con mayor peso formado por tunkahuan s44, tunkahuan s20, tunkahuan s39, ‘sl47’ (t), sl47 s100, piartal s50, sl47 s133, sl47 s90, piartal s16 y sl47 s105, y no presenta diferencias estadísticas. además, fueron superiores a los genotipos ‘blanca de jericó’ (t) y piartal s36. las selecciones del grupo tunkahuan superaron estadísticamente al testigo, encontrando ganancia genética para esta característica a diferencia de los otros grupos. los datos anteriores concuerdan con los obtenidos por chávez y pérez (1996), de 17,8 a 19,05 g en la variedad tunkahuan, y con los obtenidos por inguilan y pantoja (2007). peso de 1.000 granos los promedios (tab. 4) se encuentran entre 2,52 y 3,45 g. según wahli (1990), los materiales evaluados se clasifican así: grano grande (>3 g) ‘piartal’ (t), piartal s51, sl47 s95, piartal s50, sl47 s105, piartal s16, piartal s81, sl47 s90, ‘sl47’ (t), tunkahuan s39 y ‘blanca de jericó’ (t); grano mediano (2,5 y 3 g) piartal s36, tunkahuan s20, tunkahuan s44, sl47 s100, piartal s48, sl47 s133, sl47 s112, sl47 s164 y ‘tunkahuan’ (t). al comparar las selecciones con sus testigos no se encontraron diferencias tabla 4. componentes de rendimiento y ataque de mildeo velloso para 16 genotipos y cuatro testigos comerciales (t) de quinua dulce en iles, nariño. genotipos altura de plantas (cm) longitud de panoja (cm) peso de granos por panoja (g) peso de 1.000 granos (g) rendimiento (kg ha-1) ataque de mildeo velloso (%) blanca de jericó (t) 176,65 a 37,25 a 15,40 f 3,01 abcd 1.901,75 de 45,00 a piartal s81 164,00 ab 31,80 abcde 17,75 bcdef 3,07 abc 2.262,93 abcd 35,32 abcd piartal (t) 160,98 abc 33,50 abc 17,70 bcdef 3,45 a 2.360,83 abcd 39,00 abc piartal s16 160,65 abc 29,23 bcdefg 18,70 abcde 3,08 abc 2.563,08 abc 28,20 cdef tunkahuan s20 160,30 abc 33,00 abc 20,78 ab 2,92 abcd 2.699,83 a 22,44 efghi piartal s51 155,48 bcd 35,33 ab 18,08 bcdef 3,37 ab 2.324,23 abcd 41,12 ab tunkahuan (t) 152,85 bcd 34,10 ab 17,40 cdef 2,52 d 2.090,83 cde 33,29 bcde piartal s50 144,90 cd 29,80 bcdefg 19,48 abcde 3,12 abc 2.432,88 abc 29,28 cde tunkahuan s39 142,18 d 30,83 abcdef 20,40 abc 3,01 abcd 2.678,05 a 17,41 fghi piartal s48 142,08 de 32,23 abcd 17,53 cdef 2,87 bcd 2.246,20 abcd 27,66 defg tunkahuan s44 138,98 de 32,83 abc 21,48 a 2,88 bcd 2.635,25 ab 26,30 defgh piartal s36 124,20 ef 26,50 cdefg 15,18 f 2,99 abcd 1.705,20 e 17,20 ghi sl47 s105 118,85 f 23,40 g 18,58 abcde 3,12 abc 2.436,68 abc 13,25 i sl47 s133 117,40 f 25,33 defg 19,45 abcde 2,87 bcd 2.408,13 abc 13,15 i sl47 s100 114,98 f 25,10 efg 19,73 abcde 2,87 bcd 2.335,18 abcd 13,79 i sl47 s95 113,78 f 25,03 efg 17,98 bcdef 3,14 abc 2.527,20 abc 17,16 ghi sl47 s112 113,78 f 27,05 cdefg 16,58 ef 2,85 bcd 1.875,18 de 12,89 i sl47 s164 113,50 f 24,73 fg 17,10 def 2,64 cd 2.157,68 bcde 16,03 hi sl47 s90 113,43 f 24,05 fg 19,43 abcde 3,07 abc 2.578,85 abc 14,67 i sl47 (t) 111,23 f 25,53 defg 20,00 abcde 3,06 abc 2.601,40 ab 17,12 ghi dms 17,98 7,044 3,17 0,54 502,49 10,99 promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). 1652009 delgado p., palacios c. y betancourt g.: evaluación de 16 genotipos de quinua dulce (chenopodium quinoa willd.)... significativas por consiguiente no hubo ganancia genética en esta variable. resultados similares fueron obtenidos por inguilan y pantoja (2007) y benavides y rodríguez (2007), quienes evaluaron estos materiales en córdoba y pasto a una altura de 2.800 msnm y 2.710 msnm, respectivamente. rendimiento de grano seco por hectárea los promedios de tukey (tab. 4) mostraron valores entre 1.705,2 y 2.699,83 kg ha-1, encontrando mayores promedios en el grupo tunkahuan (s20, s39, s44) con diferencia significativa respecto a su testigo. además, s20 y s39 presentaron diferencias estadísticas con los genotipos sl47 s164, ‘tunkahuan’ (t), ‘blanca de jericó’ (t), sl47 y piartal s36 con menores rendimientos. alpala (1997) halló un rendimiento de 2.175 kg ha-1. para tunkahuan, resultado similar al obtenido en este estudio para el testigo ‘tunkahuan’ con 2.090,83 kg ha-1. delgado y benavides (2000) en la evaluación de piartal obtuvieron producciones entre 1.376 y 2.456 kg ha-1. las selecciones del grupo sl47 tuvieron un comportamiento similar al reportado por la universidad de nariño (2007), entre 1.800-2.400 kg ha-1. los rendimientos están muy relacionados con el nivel de fertilidad del suelo, el uso de abonos químicos, la época de siembra, la variedad empleada, el control de enfermedades y plagas, y la presencia de heladas y granizadas (tapia, 1990). la correlación de pearson mostró una relación significativa entre esta variable y el peso de granos por panoja (tab. 5) con un coeficiente de 0,647; un incremento en el peso de granos por panoja se reflejará en una mayor producción. con relación al peso de 1.000 granos, se presenta un coeficiente positivo, pero la relación no es significativa debido a la variación del tamaño de grano para cada selección. en las selecciones individuales que se realizaron en sl47 no se observaron diferencias estadísticas positivas en cuanto a mayor capacidad productiva, debido posiblemente a que se colectaron plantas con una variación influida mayormente por las condiciones ambientales que por factores genéticos. según bonifacio et al. (2001), el rendimiento es el resultado de las componentes de tipo genético, ambiental y la interacción genético-ambiental, donde la parte genética, que es heredable, es importante desde el punto de vista del mejoramiento. evaluación de mildeo velloso el análisis de varianza (tab. 3) mostró diferencias significativas para esta variable. según los promedios de tukey (tab. 4), el ataque de mildeo estuvo entre 12,88 y 45%; se destacó el grupo sl47 con menor porcentaje con diferencias no significativas respecto a su testigo; en este grupo se encuentran también la selección piartal s36 con 17,20% y la selección tunkahuan s39 con 17,41%; presentaron diferencias significativas respecto a sus testigos con 39,00 y 33,29%, respectivamente, determinando que hubo ganancia. según la escala de calificación, se encontraron como selecciones tolerantes s112, s133, s105, s100, s90, s164, ‘sl47’ (t), s95, s36, s39 y s20 con porcentajes de ataque entre 22,44 a 12,89%; moderadamente susceptibles, s44, s48, s16, s50, ‘tunkahuan’ (t), s81, ‘piartal’ (t), s51 y ‘blanca de jericó’ (t). la tolerancia al ataque de mildeo velloso del grupo sl47 es una característica agronómica importante, ya que en épocas prolongadas de lluvia este patógeno puede llegar a elevar los costos de producción y a bajar el rendimiento. resultados similares fueron reportados por benavides y rodríguez (2007) con clasificaciones tolerantes y moderadamente susceptibles para los materiales evaluados. selección de genotipos se realizó teniendo en cuenta las variables: rendimiento, altura, días a madurez de cosecha y reacción a mildeo velloso. el is (fig. 3) calculado muestra valores comprendidos entre 0,960 para ‘sl47’ (t) y –1,793 para ‘blanca de jericó’ (t). las selecciones ‘sl47’ (t), s90, s95, s105, s133 y s100 presentaron un alto is superando a las variedades comerciales piartal, tunkahuan y blanca de jericó debido a su tabla 5. correlación de pearson entre componentes de rendimiento para 16 genotipos y cuatro testigos comerciales (t) de quinua dulce. altura de plantas longitud de panoja peso de granos por panoja peso de 1.000 granos rendimiento altura de plantas 1 0,739** -0,102 ns 0,189 ns 0,004 ns <0,0001 0,366 0,092 0,974 longitud de panoja 1 -0,079 ns 0,022 ns -0,089 ns 0,489 0,846 0,435 peso de granos por panoja 1 0,071 ns 0,647 ** 0,534 <0,0001 peso de 1.000 granos 1 0,230 ns 0,040 rendimiento 1 ns, no significativo; **, significativo. 166 agron. colomb. 27(2) 2009 precocidad, homogeneidad, porte bajo, tolerancia al ataque de mildeo y buen rendimiento. estos is son similares a los resultados obtenidos por inguilán y pantoja (2007) en el municipio de córdoba, con valores que oscilan entre -2,038 y 0,809; además, benavides y rodríguez (2007) en el municipio de pasto reportan un is entre -1,418 y 0,988 quienes evaluaron estos mismos materiales, demostrando una amplia adaptabilidad a diferentes ambientes. no se detectó ganancia genética significativa en las selecciones realizadas a partir del material original ‘sl47’ y ‘piartal’, lo cual indica que la selección inicial estuvo influida por factores ambientales y no por factores genéticos, catalogándolas como líneas puras. sañudo y betancourth (2005) mencionan que un genotipo puede ser superior a los otros genotipos en todos los ambientes de evaluación o hay comportamiento variable de los genotipos en relación con el ambiente, observándose diferentes formas de estabilidad. según ramírez y egaña (2003) la variabilidad fenotípica expresada en la mayor parte de los caracteres cuantitativos tiene un componente ambiental relativamente grande en comparación con el componente genético correspondiente. la teoría de la línea pura de johannsen en el año 1903 estableció que la variabilidad que aparece en cada línea no tiene una causa genética, sino que se debe a la distinta influencia que ejerce el ambiente sobre cada línea. conclusiones el material más sobresaliente en cuanto a rendimiento, precocidad, altura de planta y tolerancia al mildeo es ‘sl47’ (t) por presentar el mayor índice de selección (0,960). además su amplia adaptabilidad lo convierte en una valiosa alternativa de diversificación para la región andina. se comprobó que los materiales ‘piartal’ y ‘sl47’ son líneas puras debido a que las selecciones realizadas de ellos tuvieron el mismo comportamiento que sus testigos en las variables evaluadas. se encontró que las selecciones tunkahuan s20, s39 y s44 sobresalieron en las diferentes formas de evaluación con respecto al material original, lo que amerita seguir realizando investigaciones para estas selecciones. literatura citada alpala, f. 1997. comportamiento de doce variedades de quinua dulce (chenopodium quinoa willd.) en dos municipios del departamento de nariño. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto, colombia. álvarez, m. y s. von rutte. 1990. genética. p. 37. en: wahli, c. (ed.). quinua hacia su cultivo comercial. editorial latinreco, quito. ayala, g., l. ortega y c. morón. 2001. valor nutritivo y usos de la quinua. en: fao. quinua (chenopodium quinoa willd.) ancestral cultivo andino, alimento del presente y futuro, http:// 0, 96 0 0, 93 3 0, 81 6 0, 68 0 0, 66 3 0, 54 2 0, 46 6 0, 37 1 0, 23 9 0, 21 1 -0 ,0 16 -0 ,1 02 -0 ,2 24 -0 ,3 20 -0 ,4 62 -0 ,5 90 -0 ,6 36 -0 ,7 65 -0 ,9 76 -1 ,7 93 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 1,5 sl 47 (t ) sl 47 s 90 sl 47 s 95 sl 47 s 10 5 sl 47 s 13 3 sl 47 s 10 0 tu nk ah ua n s3 9 tu nk ah ua n s2 0 tu nk ah ua n s4 4 sl 47 s 16 4 pi ar ta l s 50 pi ar ta l s 16 sl 47 s 11 2 pi ar ta l s 48 pi ar ta l s l5 1 pi ar ta l ( t) pi ar ta l s 36 pi ar ta l s 81 tu nk ah ua n (t ) bl an ca d e je ric ó (t ) ín di ce d e se le cc ió n figura 3. selección de 16 genotipos y cuatro testigos comerciales (t) de quinua dulce por la ecuación índice de selección en iles, nariño. 1672009 delgado p., palacios c. y betancourt g.: evaluación de 16 genotipos de quinua dulce (chenopodium quinoa willd.)... w w w.rlc.fao.org/es/agricultura/produ/cdrom/contenido/ libro03/cap8_1.htm#top; consulta: julio 2009. benavides, a. y m. rodríguez. 2007. evaluación y selección de 16 selecciones promisorias de quinua dulce (chenopodium quinua willd.) en el municipio de pasto, departamento de nariño. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto, colombia. bonifacio, a., a. mujica, a. álvarez y w. roca. 2001. mejoramiento genético, germoplasma y producción de semilla. en: fao, quinua (chenopodium quinoa willd.). ancestral cultivo andino, alimento del presente y futuro, http://www.rlc.fao.org/ es/agricultura/produ/cdrom/contenido/libro03/cap6.htm#top; consulta: julio de 2009. cerón, e. 2002. la quinua, un cultivo para el desarrollo de la zona andina. unigraf, pasto, colombia. chávez, j. y l. pérez. 1996. evaluación del comportamiento agronómico de cuatro materiales genéticos de quinua (chenopodium quinoa willd.) en tres zonas agroecológicas de nariño. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto, colombia. danielsen, s., s.-e. jacobsen y a. mujica. 2000. susceptibilidad al mildeo (peronospora farinosa) y pérdida de rendimiento en ocho cultivares de quinua (chenopodium quinoa willd.). p. 59. en: resumen ii congreso internacional de agricultura en zonas áridas, universidad arturo prat, 18 al 21 de octubre. iquique, chile. delgado, m. y c. benavides. 2000. comportamiento de diez selecciones de grano dulce de quinua en los municipios de pasto y córdoba, departamento de nariño. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto, colombia. inguilán, j. y c. pantoja. 2007. evaluación y selección de 16 selecciones promisorias de quinua dulce (chenopodium quinua willd.) en el municipio de córdoba, departamento de nariño. tesis de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto, colombia. morillo, h. 2002. evaluación del abonamiento orgánico en el cultivo de la quinua (chenopodium quinoa willd.) en el municipio de pasto, nariño. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto, colombia. nieto, c., c. vimos, c. monteros, c. caicedo y m. rivera. 1992. iniap ingapirca e iniap tunkahuan: dos variedades de quinua de bajo contenido de saponina. programa de cultivos andinos, estación experimental santa catalina, iniap. bol. divul. 228. quito. ramírez, l. y b. egaña. 2003. guía de conceptos de genética cuantitativa. en: departamento de producción agraria, universidad pública de navarra, http://www.unavarra.es/genmic/genetica%20y%20mejora/genetica%20cuantitativa/geneticacuantitativa.htm; consulta: julio de 2009. sañudo, b. y g. arteaga. 2002. manejo técnico del cultivo de quinua dulce. pp. 55-68. en: cerón, e. (ed.). la quinua, un cultivo para el desarrollo de la zona andina. unigraf, pasto, colombia. sañudo, b. y c. betancourth. 2005. fundamentos de fitomejoramiento. editorial universitaria, pasto, colombia. sañudo, b., g. arteaga, c. betancourth, j. zambrano y j. burbano. 2005. perspectivas de la quinua dulce para la región andina de nariño. unigraf, pasto, colombia. tapia, m. 1997. cultivos andinos subexplotados y su aporte a la alimentación. 2a ed. fao, santiago. universidad de nariño. 2007. facianar aurora: variedad mejorada de quinua dulce para la región andina del departamento de nariño. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto, colombia. wahli, c. 1990. quinua hacia su cultivo comercial. latinreco, quito. agronomía colombiana 25-1-2007.pdf agron. colomb. 25(1), 2007 16 propuesta de un sistema de transformación de plantas de papa (solanum tuberosum sp. andigena var. pastusa suprema) mediado por agrobacterium tumefaciens a system for transformation potato plants (solanum tuberosum sp. andigena var. pastusa suprema) mediated through agrobacterium tumefaciens alfredo lópez 1 y alejandro chaparro 2 1 microbiólogo, grupo de ingeniería genética de plantas, departamento de biología, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: alopezmo@unal.edu.co 2 profesor asistente, grupo de ingeniería genética de plantas, departamento de biología, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: achaparro@unal.edu.co resumen: se ha demostrado que la transformación de papa (solanum tuberosum) mediada por agrobacterium tumefaciens es dependiente del genotipo y que la mayoría de protocolos de transformación reportados son ineficientes al aplicarlos en la subespecie andigena. en esta propuesta se manejaron los procesos iniciales de mejoramiento genético de la nueva variedad colombiana de papa pastusa suprema (solanum tuberosum sp. andigena) que es altamente androestéril, característica de gran importancia para los organismos modificados genéticamente. esta variedad resultó de la hibridación interespecífica de tres especies de papa (solanum stoloniferum, solanum phureja var. yema de huevo y solanum tuberosum sp. andigena var. parda pastusa). se transformaron explantes internodales mediante el vector pcambia2301 que posee un gen reportero de la -glucoronidasa y un gen de resistencia a la kanamicina. se obtuvo un porcentaje de transformación inicial de 31 ± 2,5%, que se expresó mediante formación de callo sobre medios de selección y una frecuencia final con base en el ensayo gus de 30%. este es el primer reporte de transformación de un híbrido interespecífico de tres especies diferentes. palabras clave: híbrido interespecífico, transformación, genotipo, kanamicina, gus. abstract: it has been demonstrated that agrobacterium tumefaciens mediated-transformation of potato (solanum tuberosum) was depended upon the genotype. in addition, most of the proposed protocols were inefficient to transform the andigena subspecies. in this proposal, the initial processes of genetic improvement of the new colombian variety pastusa suprema, which highly andro-sterile characteristic is of great importance for genetically modified organisms, were handled. this variety was produced across the inter-specific hybridization of three different species of potato (solanum stoloniferum, solanum phureja var. yema de huevo y solanum tuberosum sp. andigena var. parda pastusa). stem explants was transformed using the vector pcambia 2301, which has the gene reporter of -glucoronidase and the gene of resistance to kanamycin. percentage initial transformation was expressed as formation of callus on a selection medium of 31 ± 2.5% with a final 30% frequency using gus assay. it is the first report of a transformation process of an inter-specific hybrid derived from three different species. key words: inter-specific hybrid, transformation, genotype, kanamycin, gus. introducción la papa es uno de los cultivos alimenticios más importantes del mundo (estrada, 2000). es el cuarto cultivo en el mundo después del trigo, el arroz y el maíz, con una producción anual aproximada de 300 millones de toneladas (banerjee et al., 2006). colombia produjo 2.834.820 t en el año 2002 en un área sembrada de 163.841 ha (cevipapa, 2006). la producción de papa se ve fuertemente reducida esencialmente por la presencia de enfermedades y atafecha recepción: 02 de agosto de 2006 aceptado para publicación: 06 de junio de 2007 agronomía colombiana 25(1), 16-25, 2007 lópez y chaparro: avances hacia la obtención de un sistema... 17 2007 ques de insectos plaga. en colombia, las principales pérdidas económicas se deben al ataque de la polilla guatemalteca (tecia solanivora lepidoptera: gelechiidae). esta plaga se presenta en más del 80% de las zonas cultivadas del país y genera una disminución de los rendimientos superior al 30%. este insecto no sólo está presente en américa latina, sino también en áfrica, asia y en el sureste de europa, y fue reportado en colombia por primera vez en 1985 (arévalo, 2003). para su control, los agricultores acuden al uso de una gran cantidad de plaguicidas químicos que se aplican con demasiada frecuencia. este hecho, además de incrementar sustancialmente los costos de producción, origina una serie de problemas secundarios, entre ellos el desarrollo de resistencia a los plaguicidas (sánchez et al., 2000). en el contexto de las múltiples estrategias agrupadas bajo el concepto de manejo integrado de plagas (mip) se propone la obtención de variedades de plantas que posean resistencia a los insectos plaga. una tecnología que se viene explorando recientemente, y que puede servir como complemento al mip para ofrecer soluciones parciales al problema, es la utilización de plantas transformadas con genes que confieren resistencia a los insectos plaga (chaparro et al., 2003). en el transcurso de los últimos 15 años se han obtenido cultivares transgénicos de papa con resistencia a diferentes factores bióticos (virus, bacterias, hongos, nematodos e insectos) y abióticos (estrés fisiológico, sequía, salinidad, frío), y con modificaciones en algunos procesos de desarrollo (crecimiento, floración, tuberización) (ritter, 2000), aunque un gran porcentaje de estos trabajos se han realizado casi exclusivamente con variedades de solanum tuberosum sp. tuberosum. existen algunos pocos reportes sobre trabajos en especies de solanum tuberosum sp. andigena, cultivo que se limita a los países de la región andina de suramérica (banerjee et al., 2006). en cuanto a las variedades colombianas los trabajos de trasformación son escasos; actualmente la universidad nacional de colombia sede bogotá y la corporación para investigaciones biológicas (cib) –en convenio con la universidad nacional sede medellín–, se encuentran investigando en esta área; estos últimos reportaron en 2001 transformación mediante genes reporteros en algunas de las principales variedades comerciales de papa cultivadas en colombia: ‘diacol capiro’ y ‘parda pastusa’ (trujillo et al., 2001). la mayoría de métodos reportados para la obtención de plantas transformadas de papa (solanum tuberosum sp. tuberosum) han mostrado ser ineficientes en las transformaciones de la subespecie andigena debido, entre otras causas, a la baja regeneración de brotes sobre el medio usado (trujillo et al., 2001). en el año 2002 se liberaron comercialmente tres nuevas variedades de papa subespecie andigena desarrolladas por un equipo de investigadores de la universidad nacional de colombia sede bogotá, entre las que se destaca la variedad pastusa suprema resultado de la hibridación de un clon interespecífico (solanum stoloniferum 230490 × solanum phureja var. yema de huevo) como parental materno con solanum tuberosum sp. andigena var. parda pastusa como parental paterno (ñústez, 2005). esta nueva variedad posee cierta resistencia a phytophora infestans agente causal de la enfermedad de la gota y se considera como la de mayor potencial comercial en los mercados colombianos dado que tiene características fenotípicas similares a las de ‘parda pastusa’, la más importante variedad a nivel nacional (perfetti et al., 2003). ensayos realizados en campo con esta variedad han mostrado propiedades de androesterilidad, característica importante para la bioseguridad de los organismos genéticamente modificados en relación con el flujo de genes (ñústez, 2005). aunque existen algunos autores que proponen que los sistemas de transformación son independientes del genotipo (kumari et al., 1995; de block, 1988), hay suficiente evidencia que señala que el método de transformación a utilizar está condicionado por el genotipo de la variedad que se esté trabajando (dale y harnpson, 1995; trujillo et al., 2001; heeres et al., 2002). por tanto, es necesario evaluar la capacidad de transformación de la nueva variedad pastusa suprema empleando genes reporteros y marcadores de selección para obtener protocolos estándar que permitan en el próximo futuro la introducción de genes de resistencia a insectos plaga y/o a condiciones bióticas y abióticas adversas, como la sensibilidad a heladas (navia, 2005). materiales y métodos material biológico las plántulas de papa in vitro de la variedad ‘pastusa suprema’ fueron provistas por el profesor carlos ñústez de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia sede bogotá. el mantenimiento in vitro del material vegetal se realizó utilizando el medio murashige y skog (ms) suplementado con tiamina (0,4 mg· l-1), ácido d-pantoténico (2 mg· l-1), inositol (100 agron. colomb. 25(1), 2007 18 mg· l-1) y sacarosa (20 g· l-1) (trujillo et al., 2001). se adicionó además ácido giberélico, ag3 (0,1 mg· l -1) con el fin de estimular la elongación de los tallos y una concentración de phytagel (sigma-aldrich) de 2,5 g· l-1. las plántulas fueron subcultivadas transfiriendo las porciones caulinares apicales a medio fresco cada cinco semanas; por su parte, los explantes sometidos al proceso de transformación se subcultivaron cada dos semanas. el crecimiento del material vegetal se llevó a cabo a una temperatura promedio 20 3°c con un fotoperíodo de 10 horas. las bacterias utilizadas en la replicación del plásmido y su transferencia al genoma vegetal, escherichia coli cepa dh5 y agrobacterium tumefaciens cepa lba4404, fueron cedidas por el centro internacional de agricultura tropical (ciat) y la corporación para investigaciones biológicas (cib), respectivamente. transformación bacteriana y vegetal el vector pcambia 2301 que contiene el gen marcador nptii y el gen reportero gus, se introdujo a e. coli y a. tumefaciens mediante choque térmico con base en los protocolos descritos por lima (1998) y lacorte y romano (1998). una vez fue transformada a. tumefaciens se cultivó en 20 ml de medio líquido luria bertani suplementado con antibióticos (estreptomicina y kanamicina, 50 mg· l-1 de cada uno), se incubó a 28°c y se centrifugó a 180 rpm hasta obtener una lectura od600 de 0,8-1,0. el proceso de transformación vegetal se realizó usando la metodología propuesta por ghislan (2003) con algunas variaciones basadas en las experiencias del grupo de ingeniería genética de plantas de la universidad nacional de colombia (igp-un) y en bibliografía obtenida sobre transformaciones genéticas de papa (solanum sp. tuberosum y andigena), así: se inició tomando como explantes segmentos internodales de aproximadamente 0,4 a 0,8 cm provenientes de plantas micropropagadas de tres a cuatro semanas de edad (jiménez, 2006). para este ensayo se utilizaron 150 explantes derivados de plántulas cultivadas in vitro durante cuatro semanas a los cuales se les practicó un pequeño corte longitudinal para exponer las zonas internas del explante a la infección por parte de las bacterias (beaujean et al., 1998). se tomaron grupos de 50 explantes y se colocaron en el medio de cocultivo que consistía de medio ms líquido + vitaminas + 20 mg· l-1 de acetosiringona (dale y harpson, 1995). los explantes se pusieron en contacto con la suspensión bacteriana en una proporción 1:50 y se agitaron manualmente durante 30 minutos (yaya, 2006). se tomó como control un grupo de 50 explantes a los cuales no se les sometió a cocultivo y se trasladaron directamente a medio de cultivo sólido (ms sin hormonas). por su parte, los explantes cocultivados se retiraron y se pusieron a secar en papel absorbente estéril y posteriormente se trasladaron a cajas de petri que contenían medio de cocultivo sólido. las cajas con los explantes cocultivados y los controles se incubaron en oscuridad a una temperatura de 20±3°c por un período de 48 horas. posteriormente, los explantes se transfirieron a un medio de regeneración que consistía en medio ms sólido + vitaminas + hormonas (3,0 mg· l-1 de zeatina ribósido, zr; 1,0 mg· l-1 de ácido giberélico, ag3 y 0,02 mg· l-1 de ácido naftalenacético, ana) (jiménez, 2006) suplementado con 250 mg· l-1 de cefatoxime por siete días (visser et al., 1989). transcurrida una semana, los explantes se trasladaron al mismo medio pero suplementado con 50 mg· l-1 de kanamicina (andersson et al., 2003). se hicieron réplicas de 10 explantes cada una para los cocultivados y cinco réplicas de 10 explantes cada una para los controles. el cambio a medio fresco se realizó cada dos semanas. se evaluaron las condiciones durante el proceso de transformación en cuanto al porcentaje de callogénesis, regeneración, oxidación y/o clorosis. se evaluaron las diferencias estadísticas entre los tratamientos (con cocultivo y sin cocultivo) mediante la prueba w de mann whitney. se utilizó el programa stat graphics versión 4.0 y para todos los análisis se asumió un nivel de confiabilidad de 95%. ensayo histoquímico gus la actividad del gen gus se evidenció por medio del ensayo histoquímico gus modificado por lacorte (1998). se tomaron aleatóriamente el 50% de los explantes viables en proceso de callogénesis de 3 a 4 semanas de edad provenientes de los explantes control y cocultivados para realizar el ensayo. la preparación de 400 µl de la solución de x-gluc 50 mg· ml-1 se realizó pesando 20 mg de x-gluc y disolviéndolo en 0,4 ml de dmso (dimetilsulfóxido). la solución se adicionó a 40 ml de tampón de reacción compuesto por nah2po4. h2o 100 mm, na2edta.2h2o 10 mm, triton x-100 0,1%, x-gluc 50 mg· ml-1 1 mm, aforando a 40 ml con agua destilada estéril. los callos se retiraron del medio de regeneración y se enjuagaron con agua destilada estéril para retirar los restos de medio que quedan adheridos, se colocaron a lópez y chaparro: avances hacia la obtención de un sistema... 19 2007 secar sobre papel absorbente y se depositaron en tubos eppendorf estériles de 1,5 ml de volumen; a continuación se les adicionó el tampón de reacción citado en un volumen suficiente para cubrir la muestra. posteriormente se incubaron en oscuridad a una temperatura de 37ºc por 17 horas aproximadamente. el tampón de reacción se retiró y se adicionó etanol al 70% para interrumpir la reacción y retirar la clorofila. después de 17 horas se lavaron las muestras en agua destilada y se transfirieron a glicerol 50% en una caja de petri. finalmente las muestras se visualizaron en estereoscopio. extracción de dna vegetal se ensayaron diferentes protocolos de extracción de dna (edwards et al., 1991; romano, 1998; herrera et al., 2000). la escogencia del mejor protocolo se basó en la calidad de la extracción del dna genómico de plantas micropropagadas analizada por electroforesis en geles de agarosa y se comprobó por la ausencia de inhibidores interferentes por digestión con la enzima hindiii y por amplificación de segmentos al azar utilizando iniciadores tipo rapd. análisis molecular por pcr se llevaron a cabo tres tipos de reacciones de pcr durante el proceso de transformación con los objetivos de evaluar la calidad del dna extraído y detectar la presencia del gen endógeno y del transgen. la primera reacción de amplificación corresponde a la efectuada con los primers tipo rapd de 10 oligonucleótidos de secuencias aleatorias (operon biotechnologies, inc.) la secuencia del primer utilizado fue: 5’aggtgaccgt3’. las reacciones de pcr de 25 µl contenían 200 ng de dna genómico de plántulas micropropagadas, buffer 1x (50 mm kcl, 10 mm tris hcl, ph 8,3), 1,0 mm de mgcl2, 0,1 µm de dntps, 1,0 µm de cada primer y 1,25 u de taq-polimerasa. la segunda reacción de amplificación corresponde a la que se realizó sobre el material transformado y el grupo control para amplificar un fragmento del gen nptll. se utilizaron las mismas condiciones de la mezcla de la primera reacción. la tercera reacción corresponde a la que se hizo para amplificar el gen mitocondrial cox que codifica para la citocromo oxidasa en los explantes control y los explantes transformados, así como en plantas micropropagadas para evaluar calidad de la extracción. los primers utilizados fueron cox1 5’cgtcgcattccagattatcca3’ y cox2 5’caactacggatatataaagccaaaa ctg 3’ (weller et al., 2000) que definen un fragmento de 96 pb. esta reacción en explantes control y cocultivados se realizó paralelamente a la amplificación del transgen y sirvió como un control interno de la pcr. como control negativo se utilizaron muestras provenientes de los materiales no sometidos a cocultivo y como control de la contaminación se usó como muestra agua destilada estéril. todas las reacciones de amplificación fueron realizadas utilizando el kit tucantaq (corpogen) y llevadas a cabo en un termociclador (biorad ), programado para un ciclo de 94°c/1 min, 38 ciclos de 94°c/1 min, 59°c/1 min y 72°c/2 min cada uno, con una extensión final de 72°c durante 7 min para la amplificación del transgen y del gen endógeno; y de un ciclo de 94°c/5 min, 35 ciclos de 94°c/30 seg, 36°c/1 min y 72°c por 1 min 30 seg cada uno, con una extensión final de 72°c durante 5 min para los primers tipo rapd. los productos de pcr provenientes de la amplificación de los genes nptii y cox se analizaron en un gel de agarosa al 2%, teñido con bromuro de etidio, usando el buffer 1x tris borato edta como buffer de corrida. para la reacción con los primers tipo rapd se usaron las mismas condiciones pero utilizando un gel de agarosa al 1%. transformación bacteriana y vegetal se obtuvieron cepas transformadas de e. coli y a. tumefaciens con el vector pcambia2301 utilizando el protocolo de choque térmico, las cuales fueron confirmadas por la extracción del dna plasmídico y la posterior amplificación del gen nptii (datos no mostrados). el protocolo de transformación vegetal utilizado en este ensayo, que se basó en el propuesto por ghislan (2003) con algunas modificaciones, avanzó en el camino de obtener un sistema de transformación para la nueva variedad de papa pastusa suprema. estas modificaciones se basaron en reportes de transformación de papa (visser et al., 1989; dale y harnpson, 1995; beaujean et al., 1998; trujillo et al., 2001; andersson et al., 2003). el medio de regeneración y el tipo de explante procedente de entrenudos utilizados fue el propuesto por jiménez (2006). se ha reportado que trabajar con entrenudos facilita las primeras etapas del proceso debido a que son menos susceptibles a sufrir lesiones durante los diferentes pasos de manipulación (beaujean et al., 1998). a los explantes sometidos a transformación se les practicó un pequeño corte para estimular la actividad agron. colomb. 25(1), 2007 20 de transferencia de a. tumefaciens debido a la exudación de compuestos fenólicos que actúan como quimio-atrayentes; se reportó el inició de formación de una pequeña capa de callo en los sitios de corte y la aparición de pequeños brotes (visser et al., 1989). por otro lado, el corte puede permitir que la bacteria infecte las células internas del explante, como se pudo visualizar en los cortes internos de los callos gus positivo (datos no mostrados). sin embargo, el corte también puede inducir efectos deletéreos en los explantes más pequeños. la concentración de la suspensión bacteriana se tomó con base en el trabajo de trujillo et al. (2001), en el cual se evaluaron dos concentraciones (1:50 y 1:10) en la transformación de dos variedades de papa subespecie andigena, obteniendo mejores resultados para una variedad con la concentración 1:50, y para otra variedad con la concentración 1:10. ambas concentraciones fueron válidas, pero para este ensayo se descartó la concentración 1:10 dado que, en una experiencia previa con la variedad ‘diacol capiro’ utilizando esa concentración, se comprobó sobreinfección en los explantes (yaya, 2006). después del proceso de cocultivo los 150 explantes se colocaron en medios sin selección por una semana. en el transcurso de este tiempo más del 90% de los explantes cocultivados y control empezaron a presentar un ensanchamiento en uno o en ambos extremos mostrando indicios de callogénesis; sólo el 10% de los explantes control presentaron procesos de oxidación leves. no hubo procesos de clorosis. investigaciones realizadas por visser et al. (1989) con transformaciones de solanum tuberosum sp. tuberosum, partiendo de segmentos foliares o de entrenudos, en las cuales se evaluó la transferencia directa del cocultivo al medio de selección o dejando una semana en medio de regeneración sin antibióticos, obtuvieron mejores porcentajes de transformación cuando dejaban los explantes una semana sin presión de selección ya que se comenzaba a presentar división celular en los explantes sin estrés por la ausencia del antibiótico (visser et al., 1989). en este ensayo se observó un hecho similar ya que los explantes empezaron a presentar procesos de división celular e indicios de callogénesis. sin embargo, en este espacio de tiempo se pudo presentar proliferación de algunas células no transformadas y haber contribuido a la presencia de escapes (explantes no transformados con resistencia natural). para un próximo ensayo se podría evaluar la variante de disminuir el número de días sin presión de selección o pasar directamente a los medios de selección (trujillo, 2001; banerjee, 2006). después de la primera semana sin selección los explantes se trasladaron a medios con selección por parte del antibiótico kanamicina a una concentración de 50 mg· l-1. se escogió debido a que varios reportes citan que dicha concentración es óptima para la obtención de una alta frecuencia de brotes de papa transgénica en combinación con un alto número de brotes regenerados por explante (ooms, 1987; tavazza, 1988; wenzler, 1989; higgins, 1992, citados por andersson et al., 2003). en la segunda semana de transformación muchos explantes sufrieron la presencia del antibiótico, lo cual se hizo evidente por la presencia de procesos de oxidación y de clorosis. se presentaron mayores impactos sobre los explantes cocultivados los cuales tuvieron una drástica disminución en su viabilidad (figura 1). este comportamiento puede describirse mejor basado en los resultados del análisis de más de 20 variedades de papa obtenidos por dale y harnpson (1995) en los que la variación observada en la respuesta de regeneración fue atribuida en un 35 % a la variedad como tal; sin embargo, ello también indica que el 65% restante puede atribuirse a variaciones fisiológicas y otras fuentes de variación, como podría ser la presencia del antibiótico y/o sus diferentes concentraciones o el momento del cocultivo con la cepa de a. tumefaciens, ya que este ataque puede causar un efectos deletéreos en el genoma vegetal en el momento de la infección que pueda interferir con los procesos regenerativos (tzfira y citovsky, 2006). en la tercera semana de transformación continuaron los efectos del antibiótico sobre algunos de los explantes control y los sometidos a transformación, pues aparecieron procesos de oxidación y pérdida de viabilidad. sin embargo, como se observa en la figura 1, los explantes control y cocultivados no mostraban hasta ese figura 1. viabilidad de los explantes a través del tiempo. número de semanas % d e l n ú m e ro p ro m e d io d e e x p la n te s lópez y chaparro: avances hacia la obtención de un sistema... 21 2007 momento diferencias sustanciales entre ellos (3,4 3,01 vs. 4,2 3,1). por esta razón se decidió aumentar levemente la concentración del antibiótico a 75 mg· l-1 para poder detener el crecimiento en los controles de los escapes, explantes que presentan una tolerancia natural frente a algunos antibióticos, sin llegar a afectar el crecimiento de los explantes transformados. en la cuarta semana de transformación la callogénesis en los explantes viables fue más visible (figura 2). en la quinta semana de transformación se hicieron más notorios los efectos del aumento del antibiótico sobre los callos cocultivados debido a que empezaron a perder viabilidad, descartando de esta forma los callos que podrían ser escapes; posiblemente por esta razón 2% de los callos transformados que permanecieron viables comenzaron a mostrar indicios de regeneración (figura 3). a pesar del aumento en la concentración del antibiótico no se observó ningún cambio en los explantes de las réplicas control que permanecieron viables desde la tercera semana; aparentemente en estos callos (6%) no se afectó su tolerancia natural y también empezaron a manifestar indicios de regeneración (figura 4). en las siguientes semanas del proceso de transformación no se presentó ningún cambio, manteniéndose constante el número de regenerantes y, por tanto, el porcentaje de regeneración. los regenerantes que se presentaron, tanto en los callos control como en los callos transformados, permanecieron viables pero no siguieron creciendo en las dos semanas siguientes. sin embargo, como se observó en las figuras 1 y 2, los callos sin proceso de regeneración empezaron a presentar procesos de oxidación y perdieron viabilidad. al final los porcentajes de viabilidad (p = 0,654) y callogénesis (p = 0,947) en controles y cocultivados no mostraron diferencias estadísticamente significativas, demostrando posiblemente que la concentración de antibiótico usada para esta variedad no permitió una selección adecuada. durante el proceso de transformación utilizado en este ensayo se reportaron porcentajes de callogénesis de 31 2,52% y de regeneración del 2 0,77%. comparando los resultados obtenidos en el presente trabajo con otros reportes de transformación en papa (tabla 1), resulta que los porcentajes de regeneración obtenidos son relativamente bajos, pero similares a los obtenidos por dale y harnpson (1995) con la variedad pentland dell. es importante señalar que la variedad pastusa suprema, a la que corresponde el presente trabajo, pertenece a la subespecie andigena, mientras la variedad pentland dell es de la subespecie tuberosum. por otro lado, se obtuvieron porcentajes de callogénesis similares a los reportados por valderrama (2004) para ‘parda pastusa’ y ‘diacol capiro’. ensayo gus el ensayo gus fue aplicado entre la tercera y cuarta semana de cultivo a los explantes con procesos de callogenésis para analizar si el gene foráneo fue transferido, figura 2. comportamiento de la callogénesis a través del tiempo. figura 3. callos cocultivados en la quinta semana de transformación con principios de regeneración. a b figura 4. callos control en la quinta semana de transformación con principios de regeneración: a) callo con un solo regenerante; b) callo con dos regenerantes. agron. colomb. 25(1), 2007 22 trascrito y traducido, y se hallaba codificando la enzima necesaria para metabolizar el sustrato. la presencia del intron de la catalasa ubicado en el medio de los exones gus, asegura que el gen sólo se pueda expresar en un ambiente eucariota, puesto que en plantas el intron en el gen gus es eficientemente procesado, transcribiendo un rna mensajero maduro y traduciendo la proteína gus (gilissen et al., 1998). de los 13 callos cocultivados y evaluados, cuatro fueron positivos para la prueba gus (figura 5); esto da como resultado una frecuencia de expresión gus del 30%. la presencia de la coloración azul indicó que el sustrato había sido metabolizado y, por lo menos, el gen gus llegó al ambiente cromosómico del genoma de la papa. por otra parte, si el gen no hubiese sido integrado en el genoma nuclear, después de más de tres semanas de constante división, habría sido eliminado del ambiente cromosómico. extracción del dna vegetal con las tres metodologías ensayadas se logró obtener dna, a partir del cual se consiguió realizar digestión con la enzima hind iii (datos no mostrados); además, la amplificación con los primers tipo rapd fue positiva para todas. sin embargo, como se observa en la figura 6, se observó un mejor patrón de bandas con el procedimiento propuesto por herrera et al. (2000). por esta razón se escogió este protocolo para realizar la extracción de dna de los callos potencialmente transformados. por otro lado, este protocolo elimina impurezas que puedan interferir con la pcr tales como polifenoles, proteínas, restos de detergentes y sales (acetato de amonio o acetato de sodio) (innis y gelfand, 1990). tabla 1. porcentajes de callogénesis, regeneración y transformación reportados para las subespecies de solanum tuberosum y diferentes variedades de papa utilizando kanamicina como marcador de selección. especie solanum variedad explante % callogénesis % regeneración % transformación referencia andigena parda hoja 80 34 0-15 gus (+) (trujillo et al., 2001) diacol hoja 47 28 47-58 gus (+) andigena linea 7540 hoja 86.2 +/4.3 58 +/7.5 sobre callo: 86.2 sobre reg: 35.6 +/4.8 (banerjee et al., 2006) andigena diacol hoja 33 33 40 pcr (+) (valderrama, 2004) parda hoja 29 29 42.8 pcr (+) pan az hoja 42 42 72 pcr (+) purace hoja 34 34 9 pcr (+) tuberosum desiree hoja 88.7+/-3.7 6.8 brotes sobre callo: 88.7 +/3.7 (beaujean et al., 1998)binje hoja 95.2 +/2.8 9.3 brotes sobre callo: 95.2 +/2.8 kapta vandel hoja 74.7 +/3.4 8.2 brotes sobre callo: 74.7 +/3.4 tuberosum desiree hoja/entrenudo no reportado 3.3/9.0 65-100 % gus(+) (dale et al., 1995) p. dell hoja/entrenudo no reportado 22/43 0 p. crown hoja/entrenudo no reportado 3.5/0 65-100 % gus(+) record y mari pipe hoja/entrenudo no reportado 0/0 0 tuberosum beroline entrenudo 100 100 100 (pcr+) (de block, 1988) bintje entrenudo 100 100 99 (pcr+) desiree entrenudo 100 100 100 (pcr+) r.burbank entrenudo 100 100 100 (pcr+) andigena pastusa suprema entrenudo 31+/2.52 2+/0.77 sobrecallo 31+/2.5 30 (gus +) lópez, 2006 figura 5. callos utilizados en ensayo gus: a) callo control que no expresa el gen gus; b) callo cocultivado que expresa el gen gus. a b lópez y chaparro: avances hacia la obtención de un sistema... 23 2007 análisis molecular por pcr en primer lugar se realizó la amplificación del gen endógeno cox a partir de dna aislado con cada uno de los protocolos la amplificación se llevó a cabo bajo las mismas condiciones de la amplificación del gen nptii para que sirviera como control interno de la amplificación del gen de interés. se observó amplificación el gen endógeno (figura 7) a partir del dna aislado con cada uno de los protocolos. la extracción de dna (herrera et al., 2000) se realizó a partir de callos derivados de explantes cocultivados en medios de selección, así como de callos derivados de explantes sin cocultivo en medios sin selección. estas extracciones de dna se utilizaron para realizar la amplificación del gen endógeno cox y del gen nptii (figura 8). como se puede observar en la figura 8 se obtuvo la amplificación del gen cox a partir de todas las muestras analizadas, pero no del gen nptii. para eliminar cualquier artefacto del resultado en los ensayos de amplificación del gen nptii se hicieron algunas modificaciones: variación de la concentración de dna entre 50-400 ng, reamplificaciones a partir del los productos de la primera amplificación, empleo de estimulantes de la reacción como diferentes concentraciones de dmso (innis figura 6. amplificación por pcr utilizando primers tipo rapd: carril 1) marcador de peso molecular 50-2000pb; carril 2) control absoluto (agua); carril 3) amplificación del dna (herrera et al., 2000); carril 4) amplificación del dna (romano, 1998); carril 5) amplificación del dna (edwards et al., 1991). figura 7. amplificación del gen cox por pcr: carril 1) amplificación del cox en dna cip; carril 2) amplificación del gen cox en dna (romano, 1998); carril 3) amplificación del gen cox en dna edwards et al., 1991); carril 4) control absoluto; carril 5) marcador de peso molecular de pcr. figura 8. análisis por pcr de los callos con índice de regeneración: carril 1) control absoluto; carriles 2 a 7) amplificación del gen cox en todas las muestras de dna analizadas; carril 8) amplificación del gen nptii a partir de pdna; carriles 9 a 15) reacciones negativas para el gen nptii en todas las muestras de dna analizadas. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 agron. colomb. 25(1), 2007 24 y gelfand, 1990). sin embargo hasta el momento no se ha logrado obtener ninguna amplificación (datos no mostrados). una posible explicación de este hecho, reportado también por ming-tsair (1996), es que el gen se haya perdido por efecto de replicación y reparación del casette de expresión, debido a eventos previos a la integración en el genoma hospedero o a que se haya presentado una delección parcial del t-dna (vriesuijtewaal et al., 1989). conclusiones aunque algunos autores afirmen que los procesos de transformación son independientes del genotipo (de block, 1988; kumari et al., 1995), los valores obtenidos en este ensayo y los reportados para otros estudios de transformación en papa aportan mayor evidencia que los procesos de transformación son dependientes del genotipo, es decir de la variedad que se va a trabajar. cada componente del proceso (tipo de explante, concentración de la bacteria, medio de cocultivo y tiempo de contacto, componentes del medio de selección y tiempos en general) dependen tanto de la especie, como de la subespecie o variedad que se vaya a trabajar (figueira et al.,1994; dale y harnpson, 1995; trujillo et al., 2001; heeres et al., 2002). con base en estos resultados es recomendable, en el momento de aplicar cualquier protocolo de transformación en papa, realizar las respectivas modificaciones para ser adaptado a la variedad que se vaya a trabajar. finalmente, se avanzó hacia la obtención de un sistema de transformación para la variedad ‘pastusa suprema’ a pesar de las características particulares del material biológico: a) pool genético complejo resultante de una doble hibridación, siendo uno de los parentales un híbrido interespecífico; b) es una variedad muy nueva, sin protocolos de cultivo de tejidos ni de transformación genética; c) probabilidad que sea un genotipo recalcitrante para transformación como han sido reportadas algunas variedades de papa: ‘aracy’ y ‘baronesa’ (figueira et al., 1994), ‘record’ y ‘maris piper’ (dale y harnpson, 1995). debido a los problemas de enfermedades producidas por virus, bacterias y hongos (estrada, 2000), el ataque de insectos plaga y las consecuencias económicas que conllevan (sánchez et al., 2000), este trabajo abre perspectivas para obtener plantas transgénicas de la variedad pastusa suprema con genes de interés agronómico. en colombia son de interés aquellos genes que confieran resistencia a insectos lepidópteros, en especial a t. solanivora, así como a condiciones de estrés de tipo abiótico que es una de las mayores limitantes económicas (martínez et al., 2003). para el caso de ‘pastusa suprema’ es relevante transferir genes que aporten resistencia a heladas, característica negativa de esta variedad (navia, 2005). literatura citada andersson, m., a. trifonova, a. andersson, m. johansson, l. bulow y p. 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author. jfboshellv@unal.edu.co agronomía colombiana 29(2), 275-285, 2011 trend analysis to determine hazards related to climate change in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyacá análisis de tendencias para determinar amenazas relacionadas con el cambio del clima en zonas agrícolas altoandinas de cundinamarca y boyacá andrés j. peña q.1, blanca a. arce b.2, j. francisco boshell v.3, 6, maría j. paternina q.4, miguel a. ayarza m.5, and edwin o. rojas b.5 abstract resumen recognizing the threat from climate change that is facing and will face agroecosystems is the first step in determining adaptation to climate change. one way is through global climate models (gcms), but their spatial resolution is not best suited for making decisions locally, further reducing scale, seen as a way to resolve the resolution problem, has not yielded the expected results. this study puts forth an exercise in which we study the climatic time series of precipitation and temperature to determine if there are effects of climate change on one of the most important national agricultural areas, using the mann-kendall analysis to determine the existence of statistically significant trends, i.e. signs of change in the variables analyzed. it was found that the variable that presents the most significant trends is the average maximum temperature, while precipitation and average minimum temperature do not. reconocer la amenaza climática a la que se enfrentan y se enfrentaran los agroecosistemas es el primer paso para determinar las medidas de adaptación frente al cambio climático. una forma de hacerlo es a través de los modelos climáticos globales (mcg), sin embargo la resolución espacial de éstos no es la más indicada para tomar decisiones a escala local; además, la reducción de escala, vista como una forma de mejorar el problema de resolución, no ha dado los resultados esperados. se plantea un ejercicio en el que se estudian las series de tiempo climáticas de precipitación y temperatura para determinar si hay efectos del cambio climático en una de las zonas agropecuarias de mayor importancia a nivel nacional. se plantea el análisis de mann-kendall para determinar la existencia de tendencias estadísticamente significativas, es decir señales de cambio en las variables analizadas. se encontró que la variable que presenta tendencias más significativas es la temperatura máxima media, mientras que la precipitación y la temperatura mínima media no. key words: mathematical models, climate obser vations, temperature, mountain farming. palabras clave: modelos matemáticos, observaciones del clima, temperatura, agricultura de montaña. introduction according to the ipcc (2007), climate change is the variation (statistically significant) in average climatic conditions or in its variability over an extended period, typically decades or longer. dry seasons becoming more frequent, higher temperatures than usual, very short rainy season in previous dry periods, droughts, floods, among other consequences, attributed to climate change, are considered the main threat to human development in our generation (undp, 2007). in addition to natural climate change, related to changes in obliquity, eccentricity and precession (hays et al., 1976; imbrie et al., 1984; herbert and fischer, 1986), more frequent cyclical phenomena (pavia et al., 2009) and changes in vegetation cover (mcgregor and nieuwolt, 1998), the emission of greenhouse gases (ghgs), the product of human economic activity and its accumulation in the atmosphere have increased the radiative force (ipcc, 2007) impacting the current climate. furthermore, as the atmosphere has no limits or southern zone, ghgs are significant, determinative factors for the global climate and its effects can be modeled at the global level through global climate models (gcms), which can generate future climate scenarios, based on previously determined emission scenarios (ipcc, 1997). however, 276 agron. colomb. 29(2) 2011 their low resolution (molina et al., 2000) combined with methodological and operational difficulties arising from the reduction of scale (and statistics) has led to a need for assessing the presence of trends within the time series of climatic variables to understand what is happening locally and determine the level of threat and future climate risk. this work takes into account the following five aspects: 1) current climate (2001-2008) measured at some stations located in the colombian andes is different to past climae (1970-1980) and the changes could modify the irrigation (pena et al., 2008; pena et al., 2010), or accelerate life cycles of poikilothermic organisms, such as insects, weeds and crops, or determine cultivated species altitudinal migration in response to the search for optimal soil and climate (jarvis and ramirez, 2009). 2) because the study area is a region of horticultural and livestock (dairy) importance (madrid, 2006; itc, 2009), the effect of climate change on the highlands of cundinamarca and boyacá can affect the country’s food security. 3) the mcg have very low resolution and therefore do not detect local variations and/or the regional level. 4) adaptation strategies to climate change should be prioritized by areas and production systems at regional and local levels. 5) it is important and necessary to review the time series of regional-scale climate variables to determine any trends in them. those areas that recorded the most significant trends represent a major threat to agricultural production activities; therefore, there should be prioritized actions and strategies of adaptation. it is worth noting that, although in this paper we propose a qualitative scenario, as the product of an empirical (statistical) analysis, this does not ensure a reduction in uncertainty regarding the mcg, but because local settings are an important factor for decision makers (alcamo et al., 2006) and can improve the identification of adaptation measures against these threats primarily by farmers. materials and methods study area we analyzed the time series of the weather elements measured at weather stations located in the cordillera oriental, in the departments of cundinamarca and boyaca (fig. 1). figure 1. location of weather stations in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyacá (colombia). 277peña q., arce b., boshell v., paternina q., ayarza m., and rojas b.: trend analysis to determine hazards related to climate change in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyaca most of these are in the highlands of cundinamarca and boyaca, which comprises a set of high-altitude basins, along with the upper parts of the rivers chicamocha, bogota and suarez (valencia, 2002). the plateau of this area is comprised of a set of mesas that are located between 2,500 and 2,600 m a.s.l., surrounded by mountains up to 4,000 m. climatically, it is considered a dry island, compared with its surroundings; the precipitation has a strong spatial variation, since the annual rainfall ranges from 600 to 1,500 mm. the temperatures are determined by the height above sea level (valencia, 2002). in this region, intra-annual temporal variation in precipitation and temperature is marked by the double pass of intertropical convergence zone (itcz). the first three months of the year are dry (january-march), forming the first dry season of the year (fdsy), the three subsequent months are rainy (april-june), especially in april and may, the first rainy season of the year (frsy). july, august and september are dry, but in september, depending on the area can be characterized as a transitional month and comprise the second dry season of the year (sdsy), whereas the last three months of the year are rainy and form the second rainy season (srs) (boshell, 2009). according to boshell, during the sdsy and fdsy average temperature tends to decrease as the result of radiative loss, associated with clear skies at night, while in the frsy and srs it tends to increase for the opposite reason. climatic time series information for average annual maximum temperature (tmax) and minimum temperature (tmin) and the cumulative annual rainfall (prec) was used from 31 meteorological stations located in the andean highlands in the departments of cundinamarca and boyacá, for a total of 87 time series (tab. 1), with a minimum length of 23 years. table 1. time series used in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyacá (colombia). no. code municipality department m a.s.l. longitude latitude tmax tmin precipitation initial final initial final initial final 1 509503 cuítiva boyacá 3000 -72.943 5.572 1983 2008 1978 2008 1971 2008 2 403513 tunja boyacá 2690 -73.355 5.553 1979 2008 1979 2008 1969 2008 3 401522 samacá boyacá 2600 -73.495 5.511 1978 2008 1978 2008 1969 2008 4 508502 rondón boyacá 2120 -73.203 5.358 1978 2008 1978 2008 1971 2008 5 508504 miraflores boyacá 1640 -73.144 5.192 1984 2008 1984 2008 2008 6 401530 v. de leyva boyacá 2215 -73.543 5.655 1980 2008 1980 2008 1978 2008 7 403517 paipa boyacá 1470 -73.116 5.745 1978 2008 1980 2008 1969 2008 8 403534 sogamoso boyacá 2500 -72.967 5.676 1983 2008 1983 2008 1982 2008 9 523501 socotá boyacá 3590 -72.529 6.011 1978 2008 1978 2008 1974 2008 10 703501 cubará boyacá 370 -72.115 7.006 1979 2007 1978 2006 1972 2005 11 403501 la uvita boyacá 2950 -72.545 6.245 1986 2008 1986 2008 12 403524 guicán boyacá 3716 -72.731 6.407 1978 2008 1978 2008 1974 2008 13 403525 chita boyacá 2888 -72.466 6.188 1980 2008 1980 2008 1972 2008 14 403531 chiscas boyacá 2350 -72.504 6.549 1978 2008 1978 2008 1974 2008 15 403533 boavita boyacá 2150 -72.578 6.326 1983 2008 1981 2008 1978 2008 16 403515 nobsa boyacá 2530 -72.890 5.778 1977 2008 1969 2008 17 403532 sativanorte boyacá 2594 -72.704 6.133 1975 2008 18 507501 nuevo colón boyacá 2438 -73.456 5.353 1978 2008 1978 2008 1971 2008 19 507502 satatenza boyacá 1930 -73.449 5.022 1978 2008 1970 2008 20 507504 macanal boyacá 1300 -73.316 4.941 1986 2008 1982 2008 21 120567 anolaima cundinamarca 1915 -74.437 4.770 1979 2008 1979 2008 1971 2008 22 119507 pasca cundinamarca 2256 -74.311 4.310 1980 2008 1979 2008 1969 2008 23 120542 mosquera cundinamarca 2543 -74.209 4.691 1978 2008 1978 2008 1970 2008 24 120570 guasca cundinamarca 2750 -73.868 4.879 1978 2008 1978 2008 1974 2008 25 120572 soacha cundinamarca 2900 -74.189 4.505 1978 2008 1978 2008 1973 2008 26 120574 chocontá cundinamarca 2709 -73.701 5.117 1976 2008 1976 2008 1974 2008 27 120579 bogotá cundinamarca 2547 -74.150 4.705 1977 2008 1977 2008 1972 2008 28 120598 tenjo cundinamarca 2560 -74.200 4.792 1986 2008 1986 2008 1983 2008 29 306512 pacho cundinamarca 2000 -74.139 5.141 1978 2008 1978 2008 1974 2008 30 401512 fúquene cundinamarca 2580 -73.734 5.467 1978 2008 1978 2008 1970 2008 31 506501 gachetá cundinamarca 1752 -73.646 4.830 1980 2008 1980 2008 1972 2008 278 agron. colomb. 29(2) 2011 each variable was analyzed on a multi-year time scale, for which annual series were satisfi ed with the average values (temperatures) and cumulative values (rain) for each season (fdsy, frsy, sdsy, srs). trend analysis for the analysis we used the mann kendall nonparametric test that is considered one of the most robust for determining the existence of seasonal trends in series (hamed, 2008) of length equal to or greater than 10 data, even with missing data (buff oni et al., 1999). according to hamed (2008), test results may be erroneous in auto-correlated series, so this study uses annual data and multi-annual seasons. th e statistical basis of this test was proposed by mann in 1945 and as the null hypothesis (h0) proposes that the data series come from a population where the measurements are independent and identically distributed (hipel and mcleod, 2005). th e alternative hypothesis (h1) is that the data follow a trend, “monotonic” in time. given h0, the mann-kendall statistic (s) is: where while, j and k are two positions in the time series, where j is antecedent of k for any following position, satisfying j < k, so that the greatest diff erence (k j) is equal to n-1, where n is the size of time series. in that sense, when the value of s is positive an increasing trend is indicated, meaning that the variable takes on higher values over time, on the contrary, when it has a negative value, negative trends. for example, assume the following hypothetical series of annual average temperature: 23.8, 23.5, 22.7, 22.9, 22.4, calculation of s (s mann kendall) determines whether the trend is incremental or decremental as shown in tab. 2. in 1975, kendall showed that the distribution of s was normal and found a fi x for when there are “ties” (xj = xk) (hipel and mcleod, 2005), so you can determine if the trend of the series is signifi cant and accept the null hypothesis or the alternative based on the probability of z (onoz and bayazit, 2003). to perform this analysis in the present study, we used the “mannkendall trend test {kendall}” in the statistical program “r” (r development core team, 2008). results average maximum temperature (tmax) most tmax annual series have a positive trend (fig. 2), specifi cally, with 95% confi dence we can say that over 65% of these have a positive trend, with 99% confi dence we can say that 55% of the 28 series have an incremental tendency. about 20% of the annual series analyzed had no trend, table 2. example of calculation of the trend of a series using mann-kendall. year 1 2 3 4 5 + dates 23.8 23.5 22.7 22.9 22.4 . . -0.3 -1.1 -0.9 -1.4 0 4 . . . -0.8 -0.6 -1.1 0 3 . . . . 0.2 -0.5 1 1 . . . . . -0.5 0 1 sum . . . . . 1 9 value s -8 figure 2. trends in annual maximum temperature (significant p≤0.05) in areas of cundinamarca and boyacá (colombia). 279peña q., arce b., boshell v., paternina q., ayarza m., and rojas b.: trend analysis to determine hazards related to climate change in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyaca while only 10% of the series under analysis have a negative trend (99% confidence) (tab. 3). in this study, unlike that found by pavia et al. (2009) in mexico, usually when there is a significant trend in the annual values of mean maximum temperature, there is a tendency in the same direction (same direction of the slope) and similar degree of significance in the multi-year series of seasons, i.e. if the annual tmax values are highly significant negative trends, it is expected that each year, each of the seasons weather (fdsy, frsy, sdsy, srs) will have lower tmax values. in turn, when there is no significant trend in the annual series of the climate element, multi-year trends in the seasonal series are not expected (tab. 3). table 3. trend of the average maximum temperature, annual and multi-year in areas of cundinamarca and boyacá (colombia). no. code municipality significance and slope p-value year fdsy frsy sdsy srs year fdsy frsy sdsy srs 1 509503 cuítiva +++ --+++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2 403513 tunja +++ . +++ +++ +++ 0.00 0.23 0.00 0.00 0.00 3 401522 samacá ++ . --+++ + 0.05 0.37 0.00 0.00 0.10 4 508502 rondón . . . . +++ 0.21 0.39 0.95 0.18 0.00 5 508504 miraflores +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6 401530 v. de leyva . +++ +++ +++ +++ 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 7 403517 paipa ++ ++ +++ +++ ++++ 0.03 0.01 0.00 0.00 0.00 8 403534 sogamoso +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 9 523501 socotá +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10 703501 cubará +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 11 403501 la uvita 12 403524 guicán +++ ++ +++ +++ +++ 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 13 403525 chita +++ + +++ +++ +++ 0.00 0.07 0.00 0.00 0.00 14 403531 chiscas . . . . . 0.28 0.66 0.56 0.13 0.34 15 403533 boavita ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16 403515 nobsa 17 403532 sativanorte 18 507501 nuevo colón . . . . . 0.28 0.52 0.47 0.20 0.91 19 507502 satatenza +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.21 0.00 0.00 20 507504 macanal ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 21 120567 anolaima +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 22 119507 pasca +++ ++ +++ +++ ++ 0.00 0.02 0.00 0.00 0.02 23 120542 mosquera +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00 24 120570 guasca +++ +++ +++ +++ ++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.03 25 120572 soacha ++ . . +++ +++ 0.00 0.64 0.38 0.00 0.00 26 120574 chocontá +++ . +++ +++ +++ 0.00 0.62 0.00 0.00 0.00 27 120579 bogotá . . . . . 0.48 0.32 0.58 0.97 0.37 28 120598 tenjo +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 29 306512 pacho . . . . . 0.45 0.33 0.36 0.15 0.59 30 401512 fúquene ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 31 506501 gachetá ++ . +++ +++ +++ 0.04 0.38 0.00 0.00 0.00 fdsy, first dry season of the year; frsy, first rainy season of the year; sdsy, second dry season of the year; srs, second rainy season. + + + positive trend (increase) highly significant (99% confidence), + + positive trend (increase) significant (95% confidence), + positive trend (increase) not significant (90% confidence), . without trend, --negative trend (decrease) highly significant, negative trend (decrease) significant, negative trend (decrease) insignificant. 280 agron. colomb. 29(2) 2011 table 4. trend of the average minimum temperature, annual and multi-year in areas of cundinamarca and boyacá (colombia). no. code municipality significance and slope p-value year fdsy frsy sdsy srs year fdsy frsy sdsy srs 1 509503 cuítiva --------0.03 0.00 0.00 0.00 0.01 2 403513 tunja + . +++ +++ . 0.09 0.15 0.00 0.00 0.10 3 401522 samacá . . ------0.95 0.53 0.00 0.00 0.00 4 508502 rondón -. . -0.07 0.05 0.50 0.67 0.03 5 508504 miraflores ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6 401530 v. de leyva ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7 403517 paipa --. ------0.00 0.46 0.00 0.00 0.00 8 403534 sogamoso +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 9 523501 socotá -. ----. 0.03 0.23 0.01 0.00 0.15 10 703501 cubará +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 11 403501 la uvita +++ ----+++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 12 403524 guicán ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 13 403525 chita . -+++ +++ +++ 0.13 0.50 0.00 0.00 0.00 14 403531 chiscas . . . . . 0.32 0.25 0.27 0.77 0.64 15 403533 boavita ------+++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16 403515 nobsa . . . . . 0.31 0.36 0.28 0.14 0.14 17 403532 sativanorte 18 507501 nuevo colón . . . + + 0.44 0.27 0.81 0.09 0.14 19 507502 satatenza 20 507504 macanal 21 120567 anolaima ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 22 119507 pasca ----------0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 23 120542 mosquera +++ . +++ +++ +++ 0.00 0.13 0.01 0.00 0.00 24 120570 guasca --------0.00 0.00 0.00 0.03 0.01 25 120572 soacha + . . +++ +++ 0.06 0.39 0.22 0.00 0.04 26 120574 chocontá . ++ . . 0.18 0.04 0.41 0.07 0.78 27 120579 bogotá +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 28 120598 tenjo +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 29 306512 pacho . . --0.28 0.43 0.03 0.08 0.02 30 401512 fúquene . . . . . 0.31 0.75 0.08 0.31 0.14 31 506501 gachetá +++ +++ +++ +++ +++ 0.78 0.84 0.00 0.00 0.00 fdsy, first dry season of the year; frsy, first rainy season of the year; sdsy, second dry season of the year; srs, second rainy season. + + + positive trend (increase) highly significant (99% confidence), + + positive trend (increase) significant (95% confidence), + positive trend (increase) not significant (90% confidence), . without trend, --negative trend (decrease) highly significant, negative trend (decrease) significant, negative trend (decrease) insignificant. average minimum temperature (tmin) unlike what happens with the tmax, this variable is not as widespread on the behavior of the trend (tab. 4, fig. 3), 28% of the annual series of tmin under analysis have a significant positive trend (90% confidence) 32% do not have any trend and about 40% a decremental tend (90% confidence). the temporal multi-year behavior is equal to t max. accumulated precipitation (prec) over 70% of the analyzed seasons have no trend in annual rainfall accumulated values, however, 29% have a tendency with some degree of significance, predominantly positive (20%), i.e. sites in which each year it is raining more, as reported by peña et al. (2010) for the station of el espinal, located in the magdalena valley, meanwhile 281peña q., arce b., boshell v., paternina q., ayarza m., and rojas b.: trend analysis to determine hazards related to climate change in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyaca figure 3. trends in annual minimum temperature (significant p≤0.05) in areas of cundinamarca and boyacá (colombia). table 5. trend of precipitation , annual and multi-year in areas of cundinamarca and boyacá (colombia). no. code municipality significance and slope p-value year fdsy frsy sdsy srs year fdsy frsy sdsy srs 1 509503 cuítiva . + . . . 0.52 0.06 0.88 0.17 0.34 2 403513 tunja . . . . . 0.81 0.49 0.87 0.68 0.46 3 401522 samacá . . . . . 0.84 0.23 0.17 0.48 0.88 4 508502 rondón . . . . . 0.73 0.41 0.65 0.70 0.21 5 508504 miraflores 6 401530 v. de leyva +++ --+++ . ++ 0.00 0.00 0.00 0.62 0.02 7 403517 paipa . . . . . 0.47 0.94 0.38 0.74 0.38 8 403534 sogamoso +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 9 523501 socotá . . . . 0.12 0.27 0.16 0.32 0.91 10 703501 cubará . . . + . 0.84 0.25 0.61 0.11 0.99 11 403501 la uvita ----+++ ----0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 12 403524 guicán . . --++ 0.00 0.37 0.00 0.05 0.11 13 403525 chita . . . ++ . 0.31 0.43 0.63 0.04 0.80 14 403531 chiscas . + . . . 0.51 0.03 0.58 0.39 0.53 15 403533 boavita . . . . 0.41 0.23 0.10 0.50 0.50 16 403515 nobsa . . . . . 0.22 0.33 0.42 0.41 0.79 17 403532 sativanorte -. . 0.02 0.30 0.12 0.13 0.18 18 507501 nuevo colón . . . . . 0.35 0.61 1.00 0.44 0.51 19 507502 satatenza +++ + ++ ++ . 0.00 0.10 0.02 0.01 0.48 20 507504 macanal +++ +++ +++ --+++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 21 120567 anolaima . . . . . 0.78 0.48 0.25 0.61 0.98 22 119507 pasca . . . . . 0.25 0.83 0.87 0.90 0.55 23 120542 mosquera . . . . . 0.81 0.50 0.17 0.56 0.68 continues in a few stations there tends to be less rain (tab. 5 and fig. 4). the temporal behavior of rainfall is similar to the annual scale, which means that if there are trends in annual rainfall values, neither in the series will have multi-year periods (tab. 5). discussion temperatures (tmax and tmin) according to the outputs of the gcms (ipcc, 2007), in the region which is located in the study area, the main effect of climate change is the increase of temperature. the trends analyzed in this study show a general increase in tmax, but not in tmin, because the latter is less sensitive to the overall effect and long term is more related to local conditions and daily cycles. at the station in the municipality of bogota (27), annual mean maximum temperatures showed no trend, but a significant increase in the average minimum temperature from year to year is seen, which could be linked to the increased presence of gases like co2 in the layer closest to the ground, reducing terrestrial radiation (ir) that escapes at night to the upper layers of the 282 agron. colomb. 29(2) 2011 continues table 5. trend of precipitation , annual and multi-year in areas of cundinamarca and boyacá (colombia). no. code municipality significance and slope p-value year fdsy frsy sdsy srs year fdsy frsy sdsy srs 24 120570 guasca . . . . . 0.30 0.85 0.37 0.30 0.19 25 120572 soacha . + . . . 0.82 0.07 0.86 0.18 0.36 26 120574 chocontá . . . . + 0.24 0.23 0.28 0.73 0.15 27 120579 bogotá . . . . . 0.20 0.33 0.18 1.00 0.62 28 120598 tenjo +++ +++ +++ +++ +++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 29 306512 pacho . . . . . 0.86 0.99 0.68 0.79 0.91 30 401512 fúquene . . . . + 0.80 0.21 0.45 0.53 0.13 31 506501 gachetá ++ + . . ++ 0.03 0.11 0.33 0.41 0.01 fdsy, first dry season of the year; frsy, first rainy season of the year; sdsy, second dry season of the year; srs, second rainy season. + + + positive trend (increase) highly significant (99% confidence), + + positive trend (increase) significant (95% confidence), + positive trend (increase) not significant (90% confidence), . without trend, --negative trend (decrease) highly significant, negative trend (decrease) significant, negative trend (decrease) insignificant. figure 4. trends in annual precipitation (significant p≤0.05) in areas of cundinamarca and boyacá (colombia). atmosphere and thus generates increases in temperature at night. as raised by yunling and yiping (2005), climate change has regional peculiarities that are not consistent with the patterns found on a global scale, especially in mountainous regions, where the topography means greater influence of local circulation. in fact, as found by pavia et al. (2009) in mexico, very few stations show significant increases in both temperature variables analyzed, which does not mean that this area is outside the global warming effect, but that the threats must be detected locally. for example, if the gcms were used to identify the threats of climate change on economic activities in the region, one would think that frost would not be a problem for crops grown in the highlands of cundinamarca and boyaca, when indeed, in some places, the decremental trend of tmin may result in a higher incidence of frost, causing great losses to farmers. although some stations have a trend in which tmax is positive and tmin is negative, this should not be confused with a compensatory effect to indicate that the average temperature is not growing. the methodology used in this study determined the threat in a qualitative way, using a nonparametric statistical analysis that determines the existence of trends, so that in these localities, the threat is determined by a higher probability of occurrence of frost at higher altitudes a general increase in evaporation and insect pests, an increase in the number of cohorts (egg-adult cycle) by increasing daytime temperatures. on the other hand, although several authors have determined that these effects (tmax increasing and tmin decreasing) are related to deforestation and land use change (gross, 1987; gash et al., 1996; giambelluca, 1996; mcgregor and nieuwolt, 1998; adams, 2007), they cannot be attributed solely to this factor, to determine the change, you must think about the wider effect of increasing greenhouse gases in the atmosphere and climate variability over long and medium periods (tourre et al., 2001; pavia et al., 2009). precipitation most series analyzed showed no rain trend, possibly because in mountainous regions, precipitation is a local type phenomenon, related to circulation systems on a scale of a few kilometers, catalyzed by processes on a larger scale (montoya and palomino, 2005), where the main factor involved in rainfall-genesis is the terrain, so the phenomena in these regions induces variability and climate change ap283peña q., arce b., boshell v., paternina q., ayarza m., and rojas b.: trend analysis to determine hazards related to climate change in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyaca pears to have less effect than on sites free of the orographic effect (peña, 2000). the stations that show a marked tendency to increased precipitation also show a marked increase in the maximum temperature, however, in those places where positive trends in maximum temperature are found do not always record an incremental annual accumulated rainfall, and which the incremental effect cannot be attributed to increased evaporation and/or evapotranspiration, caused by the increase in maximum temperature. in addition, station 12 (guice), where there is a tendency to reduce the amount of annual rainfall, a highly significant increase in tmax is also present. these results are consistent with those reported by poveda et al. (1998), who noted that even without significant changes in precipitation amounts; the changes that occur in the temperature can affect the water balance. in this regard, peña et al. (2008) found that in the high plains of colombia, the response of field water to possible climate change depended on the type of soil, showing the importance of the local approach when defining measures for adaptation to climate change. conclusions • there is a widespread climate threat in the andean highlands of cundinamarca and boyaca, and in most stations evaporative and evapotranspiration rates of crops are expected to increase annually due to increasing t max. in turn, this increase in tmax is widespread throughout the year, i.e., the effect is not concentrated in some seasons, as in other parts of the world, which could result in an increase in the number of insect cohorts (tab. 6). table 6. related climate threat of climate change in each season in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyacá (colombia). no. threat 1 further increase evaporation increased risk of frost 2 further increase evaporation 3 further increase evaporation 4 further increase evaporation 5 further increase evaporation 6 further increase evaporation increased risk of frost further increase humidity 7 further increase evaporation increased risk of frost 8 further increase evaporation further increase humidity 9 further increase evaporation increased risk of frost further increase humidity 10 further increase evaporation 11 further increase evaporation 12 further increase evaporation increased risk of frost less precipitation 13 further increase evaporation 14 further increase evaporation 15 increased risk of frost 16 17 less precipitation 18 further increase evaporation 19 further increase evaporation 20 further increase humidity 21 further increase evaporation 22 further increase evaporation increased risk of frost 23 further increase evaporation 24 further increase evaporation increased risk of frost 25 further increase evaporation 26 further increase evaporation 27 further increase evaporation 28 further increase evaporation further increase humidity 29 further increase evaporation 30 31 further increase evaporation further increase humidity 284 agron. colomb. 29(2) 2011 • stations with significant trends of increasing tmax do not necessarily show an increase in tmin, as opposed to middle and high latitudes, the absolute minimum and average minimum annual temperature in the tropics are more related to the daily cycle, cold nights and warm days, and not with the annual cycle; also local conditions (topography, land cover) have a great influence on minimum temperatures. several authors have found that increasing the difference between tmax and tmin is related to changes in land use, which must be taken into account, not to mention the overall effects. this condition is important in higher areas, because this means that even with a warming, we must continue to anticipate frost affecting crops in the driest seasons of the year. • no significant trend was found in the annual accumulated precipitation data from most stations analyzed. some stations have an increasing trend, however, it cannot be assured that the cause of this are the increases in evaporation or evapotranspiration, associated with positive trends in the tmax. also, there are cases in which the precipitation trend is negative, showing that precipitation is a variable difficult to predict. • unlike parametric tests for analysis of trends in time series (eg. regression analysis), whose effect is reduced when the series comes from data with skewed distribution, statistical tests that do not depend on distribution (nonparametric) have the advantage that their effect and significance are not affected by the current distribution of the data. cited literature adams, j. 2007. vegetation-climate interaction: how vegetation makes the global environment. springer praxis books in environmental sciences, chichester, uk. alcamo, j., k. kok, g. busch, j. priess, b. eickhout, m. rounsevell, d. rothman, and m. heistermann. 2006. searching for the future of land: scenarios from the local to global scale. pp. 137-155. in: lambin, h.g. 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climate change in the andean agricultural areas of cundinamarca and boyaca pavia, e., f. graef, and j. reyes. 2009. annual and seasonal surface air temperature trends in mexico. intl. j. climatol. 29, 1324-1329. peña, a. 2000. incidencia de los fenómenos “el niño” y “la niña” sobre las condiciones climáticas en el valle del río cauca. undergraduate thesis. faculty of agricultural sciences, universidad nacional de colombia, palmira, colombia. peña, a., y. rubiano, and j. bernal. 2008. estudio de la variabilidad espacial de la capacidad de retención de humedad del suelo como medida de adaptación al cambio climático. estudio de caso: typic haplustox, puerto lópez, meta (colombia). in: xiv congreso de la sociedad colombiana de las ciencias del suelo, villavicencio, colombia. peña, a., b. arce, m. ayarza, and c. lascano. 2010. simulación de los requerimientos hídricos de pasturas en un escenario de cambios climáticos generados con análisis espectral singular. acta agron. 59(1), 1-9. undp, united nations development programme. 2007. informe sobre desarrollo humano 2007/2008: la lucha contra el cambio climático: solidaridad frente a un mundo dividido. mundiprensa, méxico. poveda, g., c. perez, o. mesa, l. carvajal, and a. ochoa. 1998. evidencias de cambio climático en colombia: tendencias y cambios de fase y amplitud de los ciclos anual y semianual. bull. inst. fr. etudes andines 27(3), 537-546. r development core team. 2008. r: a language and environment for statistical computing. r foundation for statistical computing, vienna, austria. tourre, y., b. rajagopalan, y. kushnir, m. barlow, and w. white. 2001. patterns of coherent decadal and interdecadal climate signals in the pacific basin during the 20th century. geoph. res. lett. 28, 2069-2072. valencia, i.d. 2002. modelo de hábitat y distribución geográfica de la alondra eremophila alpestris peregrina en el altiplano cundiboyacense, colombia. undergraduate thesis. department of geography, universidad nacional de colombia. bogota. yunling, h. and z. yiping. 2005. climate change from 1960 to 2000 in the lancang river valley, china. mount. res. dev. 25, 341-348. protección de cultivos resumen abstract la gota de la papa causada por phytophthora infestans es la enfermedad más limitante de este cultivo en colombia, donde la mayor parte de regiones productoras presentan condiciones óptimas para su desarrollo epidémico. esta situación conduce a los agricultores a la utilización excesiva de diferentes fungicidas, lo que además de representar cerca del 10% de los costos de producción, causa un grave deterioro ambiental y de salud pública. esta investigación pretende apoyar los programas de m.i.e. a partir del monitoreo de los niveles de sensibilidad de 15 aislamientos de p. infestans obtenidos en antioquia, cundinamarca y boyacá a los fungicidas ridomil® gold, curzate® m-8, previcur® n sl y mildex® 711 wg, como una herramienta de análisis de riesgos que permita ofrecer a los agricultores de papa recomendaciones técnicas basadas en la generación de líneas de sensibilidad. las evaluaciones se realizaron utilizando la metodología de inmersión de discos de hoja con siete dosis de producto comercial. los resultados indican que la población estudiada presenta altos niveles de sensibilidad a los cuatro fungicidas. para el caso del curzate® m-8, se alcanzaron valores promedio de ec50 de 0,28 mg·l-1, mientras que la ec50 para previcur® n sl fue de 0,71 mg·l-1. para los fungicidas ridomil® gold y mildex® 711 wg estos valores alcanzaron 0,62 y 0,54 mg·l-1, respectivamente. por otra parte, la producción de esporangios se redujo de 41.181 esporangios/ml obtenidos como promedio de todos los aislamientos en el tratamiento control, a menos de 500 esporangios/ml cuando se evaluaron las dosis máximas de los cuatro fungicidas. potato late blight caused by phytophthora infestans is the most restrictive disease of this crop in colombia, where environmental conditions are optimal conditions for its epidemic development. this situation leads to an excessive use of fungicides by farmers, which besides representing near 10% of production costs, causes a serious damage of environment and public health. this research pretends to support ipm programs by monitoring the sensitivity levels of 15 isolates of p. infestans obtained from crops in antioquia, cundinamarca and boyacá, to fungicides ridomil® gold, curzate® m-8, previcur® n sl and mildex® 711 wg as a tool of the risk analysis that permit to offer to the farmers the technical recommendations based on the generation of sensitivity lines. evaluations of sensitivity were carried out using the immersion of leaf discs methodology with seven doses of each commercial product. results show that the studied population presents high levels of sensitivity to these fungicides. in the case of curzate® m-8, the average ec50 value was 0.28 mg·l-1, while the ec50 for previcur® n sl reached 0.71 mg·l-1. in tests with fungicides ridomil® gold and mildex® 711 wg, these values were 0.62 and 0.54 mg·l-1, respectively. finally, sporangia production decreased from an average of 41,181 sporangia/ml in control treatment to less than 500 sporangia/ml when the maximum doses of four fungicides were evaluated. key words: cymoxanil, ec50, fenamidone, metalaxyl, potato, propamocarb. palabras clave: cymoxanil, ec50, fenamidone, metalaxyl, papa, propamocarb. fecha de recepción: septiembre 27 de 2007. aceptado para publicación: abril 9 de 2008 1 ingeniero agrónomo, auxiliar de investigación, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. hggarcia@unalmed.edu.co 2 profesor asistente, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, medellín. mamarinm@unalmed.edu.co 3 profesora asociada, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. sjaramal@unalmed.edu.co 4 profesor asistente, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. jmcotes@unalmed.edu.co introducción la enfermedad más limitante del cultivo de la papa (solanum tuberosum l.) es la gota o tizón tardío, causada por el oomycete phytophthora infestans (mont.) de bary (erwin y ribeiro, 1996). su efecto sobre la agricultura mundial se estima en 5.000 millones de dólares perdidos al año (duncan, 1999). en colombia es especialmente importante debido a la ubicación de los cultivos en regiones con condiciones climáticas favorables para el desarrollo del patógeno y a la siembra de materiales altamente susceptibles, como las variedades diacol capiro, parda pastusa, sensibilidad de aislamientos colombianos de phytophthora infestans a cuatro fungicidas sistémicos sensitivity to four systemic fungicides of colombian isolates of phytophthora infestans hibert giovani garcía1, mauricio marín2, sonia jaramillo3 y josé miguel cotes4 agronomía colombiana 26(1), 47-57, 2008 48 agron. colomb. 26(1) 2008 ica nevada y tuquerreña. así por ejemplo, bajo las condiciones del oriente antioqueño, los agricultores de papa realizan hasta 18 aspersiones de fungicidas protectantes y sistémicos para controlar la gota en cada ciclo de cultivo, lo cual representa un costo que oscila entre el 10% y el 30% del valor total de la producción de los cultivos de papa en el país (jaramillo, 2004). la resistencia genética varietal ha sido uno de los principales métodos empleados para el manejo de la gota. la generación de variedades con resistencia raza-específica obtenidas a partir de especies de solanáceas no cultivadas como s. demissum probó ser efectiva en algunos países. sin embargo, la alta variabilidad del patógeno ha sobrepasado las barreras genéticas que presentaban dichas variedades, lo que ha llevado a la desaparición comercial de estos materiales. esta situación condujo al desarrollo de materiales con resistencia general (poligénica), algunos de los cuales están disponibles en diferentes países del mundo (erwin y ribeiro, 1996). en colombia, la variedad monserrate, un cruce entre cultivares de s. tuberosum y s. andigena (estrada y guzmán, 1969), es uno de los casos más representativos del potencial que ofrece la resistencia poligénica como método de manejo del tizón tardío de la papa. la utilización de fungicidas de síntesis química es el otro gran pilar sobre el cual ha recaído el control de p. infestans. hasta 1970, los fungicidas más utilizados incluían el caldo bordelés y otros productos cúpricos, además de las ftalimidas y los ditiocarbamatos (rich, 1983). posteriormente, el control se basó en la utilización de fungicidas sistémicos, en especial del grupo fenilamidas, cianoacetamida-oximas, carbamatos e inhibidores de qoi; entre los cuales se destacan los i.a. metalaxyl, cymoxanil, propamocarb y fenamidone. el metalaxyl es un fungicida sistémico con acción protectante, curativa y erradicante usado exclusivamente para el control de oomycetes, ya que no presenta acción sobre hongos verdaderos (erwin y ribeiro, 1996). inhibe la síntesis de arn ribosomal a nivel de la incorporación de uridina por parte de la arn polimerasa i (davidse, 1995) y hace parte del grupo de las fenilaminas en conjunto con oxadixyl, benalaxyl y ofurace (gisi y cohen, 1996). por su parte, el cymoxanil es una molécula fungicida perteneciente a la familia química de las cianoacetamidaoximas. su movimiento en la planta es translaminar, no tiene movimiento acropétalo, su persistencia en la planta está limitada a unos pocos días y posee un modo de acción multisitio que incluye la inhibición de la síntesis de adn, arn, aminoácidos y lípidos, además de afectar la respiración celular y la permeabilidad de la membrana celular (leroux, 1993). recientemente, se encontró que esta molécula también actúa como un inductor de las defensas naturales de las plantas, que reaccionan mediante respuestas de hipersensibilidad y aumento en el espesor de las paredes celulares deteniendo el crecimiento miceliar del oomycete (howard et al., 2000). el propamocarb pertenece al grupo de los carbamatos. es un fungicida básicamente translaminar que actúa sobre el micelio joven, afectando la permeabilidad de la membrana celular, y poco efectivo cuando el micelio está completamente desarrollado (papavizas et al., 1978). adicionalmente a su acción foliar, puede ser absorbido por las raíces, razón por la cual es utilizado en aplicaciones tipo drench para el control de oomycetes del suelo (efsa, 2006). el fungicida fenamidone proviene de un nuevo grupo de moléculas derivadas de la química de la imidazolinona. su rango de acción incluye un gran número de patógenos de la clase oomycetes, aunque también controla algunos hongos verdaderos pertenecientes a la clase ascomycetes (por ejemplo mycosphaerella spp.) y a los hongos mitospóricos (por ejemplo alternaria spp.) (mercer y latorse, 2003). esta molécula actúa inhibiendo la respiración mitocondrial, al bloquear el transporte de electrones a nivel de la ubihidroquinona en el complejo iii (citocromo c oxidorreductasa), también llamado complejo bc1. dicho modo de acción es similar al que presentan las estrobilurinas y el famoxadone, por lo que estos compuestos se han agrupado por parte de la fungicide resistance action committee (frac) dentro del grupo de resistencia cruzada qoi (quinone outside inhibitors) (frac, 2006). la efectividad de algunos de estos productos en diversas regiones del mundo se ha venido reduciendo gradualmente como resultado de la aparición de resistencia en las poblaciones del patógeno, debido a la alta presión de selección ejercida por el uso continuo de dichas moléculas. se ha demostrado que la presencia de mutaciones puntuales en los genes que codifican para las proteínas blanco de la acción fungicida y de ciertas secuencias de nucleótidos ubicadas en las regiones promotoras de dichos genes se encuentran asociadas con la ocurrencia de varios fitopatógenos con genotipos resistentes a diversas moléculas químicas. la frecuencia de aparición de dichos cambios genéticos está directamente asociada con la tasa de recombinación en los ciclos sexuales y parasexuales que presentan los hongos y oomycetes (damicone, 2004; frac, 2006). un hecho preocupante derivado de las investigaciones realizadas en colombia sobre p. infestans son los bajos niveles de agronom comment on text en letra redonda 49 sensibilidad que han presentado algunos de los aislamientos al fungicida sistémico metalaxyl, el más comúnmente empleado para su control. así por ejemplo, en el año 2001 se determinó que cerca del 75% de los aislamientos colectados en el departamento de antioquia resultó insensible al metalaxyl (jaramillo et al., 2002; jaramillo, 2004), mientras que los resultados de sensibilidad al cymoxanil han resultado variables (jaramillo et al., 2002; ochoa, 2004), por lo que es importante continuar con su evaluación. esta situación ha conducido a la necesidad de emplear otros fungicidas sistémicos para controlar el patógeno en los cultivos de papa del país, siendo los fungicidas propamocarb y fenamidone alternativas disponibles en el mercado, que requieren evaluación y monitoreo constante. estas evaluaciones son especialmente críticas para mejorar la competitividad de la cadena productiva de la papa, por cuanto la utilización de pesticidas en este cultivo es especialmente alta, al representar cerca del 14% del total de los costos de producción. adicionalmente, el proceso de toma de decisiones por parte de los agricultores para la utilización de estos productos carece en gran medida de criterios técnicos y se basa en recomendaciones tradicionales. de acuerdo con el madr (2006), la sobredosificación de insumos químicos representa un problema grave en el cultivo de la papa en colombia y cerca del 50% de los costos relativos al uso de estos productos. el objetivo de la presente investigación fue analizar el nivel de sensibilidad de 15 aislamientos de p. infestans a cuatro de los fungicidas sistémicos utilizados en colombia para el control de p. infestans, con el fin de establecer acciones de monitoreo que apoyen la toma de decisiones relacionadas con el uso de fungicidas de síntesis química en el cultivo de la papa en colombia. materiales y métodos esta investigación se desarrolló en los laboratorios de estudios moleculares y de biología celular y molecular de la universidad nacional de colombia, sede medellín. las plantas empleadas para la obtención de los folíolos fueron sembradas en el centro experimental paysandú (medellín, bh-mb, 2550 msnm, temperatura media 14 °c y precipitación promedio anual de 2000 mm). aislamientos de phytophthora infestans se utilizaron 15 aislamientos colectados durante los dos semestres del año 2006, en cultivos de papa de los departamentos de antioquia, cundinamarca y boyacá (tabla 1). el proceso de aislamiento del patógeno consistió en la ubicación de los tejidos vegetales con síntomas de gota sobre rodajas de papa variedad tuquerreña (sin genes mayores de resistencia a p. infestans) y en la siembra del micelio desarrollado sobre medio agar centeno (18 g de harina de centeno, 18 g de agar, 18 g de azúcar, 1 l de agua destilada), purificándose por transferencia continua a nuevas cajas de aislamiento hospedante localidad severidad (%) esporulación (esporangio/ml) 3b var. pastusa la primavera, boyacá 94,53 17.250 8b var. pastusa páramo la saima, boyacá 83,33 41.000 19b var. tuquerreña el cabadal, boyacá 87,5 40.500 25b var. pastusa albarracín, boyacá 83,33 29.750 6b var. tuquerreña alto chorrero, boyacá 87,5 15.500 4c criolla el corzo, cundinamarca 75 64.500 35c var. pastusa nemoconcito, cundinamarca 89,58 86.500 38c var. pastusa chasques, cundinamarca 83,85 59.500 6c var. pastusa los arrayanes, cundinamarca 89,58 67.750 12c var. pastusa palermo, cundinamarca 79,16 23.750 18u var. puracé pantalio, antioquia 73,95 36.500 15u criolla las peñas, antioquia 79,16 26.000 14u var. puracé las peñas, antioquia 91,66 40.500 30u var. capiro teherán, antioquia 85,41 30.750 13u var. puracé vallejuelito, antioquia 81,25 58.250 tabla 1. aislamientos de phytophthora infestans utilizados en este estudio, en el que se indica su nivel de esporulación promedio y patogenicidad sobre discos de hoja de papa variedad capiro en ausencia de fungicidas químicos. 2008 garcía, marín, jaramillo y cotes: sensibilidad de aislamientos colombianos de phytophthora infestans... agronom comment on text poner punto: 2.000 agronom comment on text poner punto: 2.550 50 agron. colomb. 26(1) 2008 petri. previamente a la realización de las evaluaciones, se activaron los aislamientos a partir de la inoculación de suspensiones de esporangios en tubérculos de papa variedad tuquerreña, desinfectados por 15 minutos en hipoclorito de sodio al 2% y etanol al 96% por 1 minuto, y se incubaron en cámara húmeda durante 4-6 días. sensibilidad de phytophthora infestans a cuatro fungicidas sistémicos los aislamientos fueron evaluados por su nivel de sensibilidad a los fungicidas ridomil® gold mz 68 wp (metalaxyl-m 4% y mancozeb 64%), curzate® m-8 (cymoxanil 8% y mancozeb 64%), previcur® n sl (hidrocloruro de propamocarb 700 g·l-1+) y mildex® 711 wg (44,4 g·kg-1 de i.a. fenamidone y 667 g·kg-1 de fosetyl-al) bajo condiciones in vitro, mediante la utilización de discos de hoja de 14 mm obtenidos a partir de plantas de papa variedad diacol capiro. las dosis utilizadas de cada fungicida se calcularon siguiendo una escala exponencial y fueron seleccionadas con base en los trabajos previos de sujkowsky et al. (1993), power et al. (1995), latorse y gonzález-hilt (2003), argel et al. (2004) y ochoa (2004), de la siguiente forma: ridomil® gold mz 68 wp 0; 1; 2,5; 6,3; 16; 40 y 100 mg·l-1, curzate® m-8: 0; 0,1; 0,3; 0,7; 1,8; 4,6 y 12 mg·l-1 , previcur® n sl: 0; 0,1; 0,3; 0,7; 2,5 y 13 mg·l-1 y mildex® 711 wg: 0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,3; 3 y 7 mg·l-1. la evaluación se realizó a partir de la inmersión de los discos de hoja en la respectiva solución durante 1 minuto. los discos así tratados, se localizaron en cajas de petri con medio de sobrevivencia (1,5% agar + 2 mg·l-1 de kinetina) y se incubaron por 24 horas a 18 °c y 12 horas de luz. transcurrido el periodo de incubación, cada disco de hoja se inoculó por el envés con una gota de 10 ul de una suspensión de 10.000 esporangios/ml, previamente preparada a partir de conteos en un hematocitómetro. las cajas de petri fueron ubicadas durante cinco días bajo las condiciones antes descritas, tiempo después del cual se evaluó sobre cada disco el porcentaje de área foliar necrosada siguiendo una escala 0-5, en donde cero se refiere a la ausencia de síntomas y cinco a un porcentaje de área foliar afectada superior al 50%. para cada dosis se utilizaron tres cajas de petri con cuatro discos y el experimento completo se repitió dos veces en el tiempo. en la evaluación de la dosis 0 mg·l-1 (tratamiento control) se sumergieron los discos de hoja en agua destilada estéril y se inocularon con el patógeno en forma similar a los demás tratamientos. adicionalmente, se determinó la concentración promedio de esporangios generados bajo cada una de las dosis evaluadas del fungicida para cada aislamiento. para esto, se depositaron los discos de hoja correspondientes a cada tratamiento en tubos con 10 ml de agua destilada, agitándose mediante vortéx para proceder a realizar los conteos respectivos. para el análisis estadístico del experimento se procedió a transformar los valores discretos de la escala de severidad en una escala de porcentaje en donde 0-1 corresponde a valores de 0% -12,5%; 1-2, 12,5% -25%); 2-3, 25% -37,5%; 3-4,37,5% -50%; 4-5, 50% -100%. la información generada fue analizada mediante análisis probit y de esta forma se calcularon los valores de ec50 para cada aislamiento, utilizando el programa sas v. 9.1.3. resultados la virulencia sobre papa de los 15 aislamientos de p. infestans evaluados en este estudio quedó demostrada por los altos niveles de enfermedad que causaron sobre discos de hoja sin tratamiento químico, alcanzándose niveles de severidad entre un 70% y un 100% y en su capacidad de esporular, con un promedio de 41.181 esporangios/ml. en los experimentos se evidenció un nivel de variación entre las respuestas de los diferentes aislamientos evaluados, situación que era de esperarse debido a su procedencia heterogénea (tabla 1). la acción fungicida de los cuatro productos evaluados fue evidente en los dos experimentos realizados, puesto que se redujeron los niveles de enfermedad y la producción de esporangios con el aumento de las dosis de cada uno de los aislamientos. el fungicida ridomil® gold causó una reducción promedio de los niveles de enfermedad de 49% con la primera dosis evaluada (1 mg·l-1), mientras que este efecto alcanzó el 74% y 98% de reducción de enfermedad cuando se utilizaron las dosis 6,3 mg·l-1 y 100 mg·l-1, respectivamente (figura 1a). la acción antiesporulante de este fungicida fue especialmente alta, al reducirse la producción promedio de esporangios en un 96% cuando se utilizó la dosis de 16 mg·l-1 y al inhibir completamente la esporulación en 14 de los 15 aislamientos bajo estudio, cuando se utilizó la dosis máxima de 100 mg·l-1 (figura 2a). con respecto a los valores de ec50 calculados, se encontró que estos variaron desde niveles tan bajos como 0,045 mg·l-1 en el aislamiento 8b hasta 4,86 mg·l-1 en el aislamiento 38c, con un promedio de 0,62 mg·l-1 ± (0,59 0,66) (figura 3a). con relación al fungicida curzate® m-8, se destaca el hecho de que la primera dosis evaluada de 0,1 mg·l-1 causó una reducción promedio del 24,5% en la severidad de la agronom comment on text sustituir por: min agronom highlight agronom comment on text sustituir por: h agronom highlight agronom comment on text eliminar paréntesis 51 enfermedad con respecto al control, y algunos aislamientos presentaron una alta sensibilidad a este producto, pues bajo dicha dosis tan solo causaron el 58% (aislamiento 30u) y 38% (aislamiento 3b) de severidad. cuando se evaluó la dosis de 1,8 mg·l-1, los niveles de enfermedad presentaron un promedio de 27% de severidad, mientras que la dosis máxima evaluada (12 mg·l-1) generó una reducción promedio de enfermedad del 95%. sin embargo, bajo esta dosis, los aislamientos 35c y 38c causaron enfermedad en niveles del 24% y 13% en la escala porcentual, respectivamente (figura 1b). la acción antiesporulante de este fungicida se evidenció por la reducción en la producción promedio de esporangios (54% con la dosis de 0,7 mg·l-1) y en la inhibición de la producción de esporangios en 11 de los 15 aislamientos con la dosis máxima evaluada. los aislamientos 6c, 35c, 38c y 13u alcanzaron niveles de esporulación superiores a 1.000 esporangios/ml (figura 2b). los valores de ec50 calculados correspondieron a valores inferiores a 1 mg·l-1 en trece de los aislamientos, algunos de los cuales presentaron valores tan bajos como 0,02 mg·l-1 (aislamiento 6b), mientras que los aislamientos 35c y 38c alcanzaron una ec50 de 2,3 y 1,3 mg·l-1, respectivamente. el promedio general de ec50 para este fungicida fue de 0,29 mg·l-1 ± (0,27 0,30) (figura 3b). en la evaluación del fungicida previcur® n sl se evidenció el alto nivel de sensibilidad de 14 de los 15 aislamientos estudiados a su único ingrediente activo propamocarb, ya que con dosis tan bajas como 0,3 mg·l-1 se obtuvo una reducción promedio de severidad del 26%. la excepción correspondió al aislamiento 4c que prácticamente bajo esta dosis generó los mismos niveles de enfermedad que el figura 1. evaluación de la sensibilidad a cuatro fungicidas sistémicos de 15 aislamientos de phytophthora infestans procedentes de cultivos de papa de los departamentos de antioquia, cundinamarca y boyacá. a) ridomil® gold mz 68 wp; b) curzate® m-8; c) previcur® n sl y d) mildex® 711 wg. a b c d 2008 garcía, marín, jaramillo y cotes: sensibilidad de aislamientos colombianos de phytophthora infestans... 52 agron. colomb. 26(1) 2008 tratamiento control. este comportamiento fue consistente en las demás dosis evaluadas, al punto que, bajo la dosis máxima de 13 mg·l-1, los 14 aislamientos no causaron niveles de enfermedad superiores al 6%, mientras que el aislamiento 4c alcanzó un valor del 25% (figura 1c). la efectividad como antiesporulante del previcur® n sl fue comprobada, al encontrarse que este producto inhibió completamente la generación de esporangios en 11 de los 15 aislamientos bajo la dosis máxima evaluada, mientras que los cuatro aislamientos restantes no generaron más de 2.000 esporangios/ml (figura 2c). el cálculo de los valores de ec50 arrojó un promedio general de 0,71 mg·l-1 ± (0,69 0,73) para todos los aislamientos, aunque se presentaron variaciones individuales con aislamientos extremadamente sensibles al propamocarb como el 3b, 12c, 14u y 30u que tuvieron valores de ec50 inferiores a 0,4 mg·l-1 y otros con mayores niveles de tolerancia, como los aislamientos 4c (2,1 mg·l-1) y 38c (1,8 mg·l-1) (figura 3c). el fungicida mildex® 711 wg fue altamente efectivo, puesto que redujo los niveles de enfermedad en todos los aislamientos evaluados; alcanzó valores promedio de reducción de enfermedad del 58% cuando se evaluó la dosis de 1,3 mg·l-1. algunos aislamientos fueron altamente sensibles, ya que, bajo la dosis de 0,5 mg·l-1, se redujeron sus niveles de enfermedad con respecto al control en valores superiores al 36%. con excepción de los aislamientos 35c y 3b, que fueron los únicos que alcanzaron valores en la escala de severidad del 12,5% -25% cuando se sometieron a la dosis máxima evaluada de 7 mg·l-1, los demás aislamientos no superaron niveles del 6% (figura 1d). al igual que los demás fungicidas evaluados, la acción antiesporulante del figura 2. concentración promedio de esporangios en discos de hoja para 15 aislamientos de phytophthora infestans procedentes de cultivos de papa de los departamentos de antioquia, cundinamarca y boyacá, tratados con a) ridomil® gold mz 68 wp; b) curzate® m-8; c) previcur® n sl y d) mildex® 711 wg. a b c d 53 mildex® 711 wg fue comprobada al reducirse en un 49% el número promedio de esporangios generados por los aislamientos bajo la dosis de 0,5 mg·l-1, niveles que llegaron al 100% de inhibición en diez de los aislamientos, cuando se sometieron a la dosis máxima evaluada de 7 mg·l-1 (figura 2d). los cinco aislamientos restantes generaron niveles de esporulación inferiores a 1.500 esporangios/ml. al calcular los valores de ec50, se encontró un promedio general de 0,54 mg·l-1 ± (0,53 0,55) (figura 3d). discusión en este estudio se evaluó el nivel de sensibilidad de 15 aislamientos de p. infestans a cuatro fungicidas comerciales utilizados para el control de este patógeno en las regiones cultivadoras de papa de colombia, y se encontró una alta eficiencia de todos ellos, tanto para reducir el nivel de enfermedad como para inhibir la producción de esporangios del patógeno. es de resaltar que en el trabajo no se figura 3. valores estimados de concentración efectiva 50 (ec50) y su intervalo de confianza al 95%, para 15 aislamientos de phytophthora infestans procedentes de cultivos de papa de los departamentos de antioquia, cundinamarca y boyacá. a) ridomil® gold mz 68 wp; b) curzate® m-8 (cymoxanil 8% y mancozeb 64%); c) previcur® n sl (hidrocloruro de propamocarb 66,5%) y d) mildex® 711 wg. a b c d 2008 garcía, marín, jaramillo y cotes: sensibilidad de aislamientos colombianos de phytophthora infestans... 54 agron. colomb. 26(1) 2008 encontró ningún aislamiento que pudiera calificarse como resistente a alguna de las moléculas químicas involucradas en este estudio. la utilización de estos productos en su formulación comercial, que, con excepción del previcur® n sl, incluyen una molécula principal con características sistémicas y un fungicida acompañante, puede conducir a un efecto de enmascaramiento que dificulta la lectura de la acción directa de los fungicidas sistémicos. sin embargo, el empleo del producto comercial en estos estudios ofrece la ventaja de permitir una mejor aproximación a las condiciones reales bajo las cuales estos se utilizan en el campo, en comparación con estudios en los que se emplea el i.a. en grado técnico. para el análisis de los resultados de este trabajo, es importante tener en cuenta que técnicamente no es posible realizar comparaciones entre los efectos de dosis similares a partir de diferentes fungicidas, debido a que cada uno de ellos presenta diferentes modos de acción y a que su formulación varía en las concentraciones de i.a. así por ejemplo, mientras que el ridomil® gold incluye un 4% de i.a. metalaxyl-m y 64% de mancozeb, el curzate® m-8 es formulado como una mezcla de cymoxanil (8%) y mancozeb (64%); el metalaxyl-m actúa sobre la síntesis de arn ribosomal y el cymoxanil es un fungicida con acción multisitio (gisi y cohen, 1996; gullino et al., 1997). los valores de ec50 encontrados para el ridomil® gold fueron muy bajos, pues en promedio, para los 15 aislamientos evaluados, alcanzaron un nivel de 0,62 mg·l-1, lo cual dista mucho del límite de 100 mg·l-1 definido por sujkowsky et al. (1993) y gisi y cohen (1996) para calificar una cepa como resistente a moléculas fungicidas del grupo químico de las fenilaminas. el máximo valor de ec50 encontrado en este trabajo correspondió a 4,86 mg·l-1 para el aislamiento 8b, ubicándose en el nivel intermedio de sensibilidad de la escala propuesta por sujkowsky et al. (1993). la diferencia es aún mayor cuando se comparan los resultados de esta investigación con los reportados en otros trabajos realizados con este patógeno en colombia. así por ejemplo, jaramillo et al. (2002) determinaron que cerca del 75% de los aislamientos colectados en el departamento de antioquia en el 2001 resultaron insensibles al i.a. metalaxyl; mientras que lagos (2002), al evaluar 63 aislamientos procedentes del departamento de nariño, encontró que el 24% de estos presentaban reacciones de resistencia en sus diferentes niveles (baja, alta, total). sin embargo, estas comparaciones deben ser analizadas con detalle, ya que las metodologías de evaluación utilizadas y la fuente de la molécula química empleada fueron diferentes a las utilizadas en la presente investigación, pues en dichos trabajos se usó i.a. de la mezcla racémica de metalaxyl (enantiomeros r y s) y lectura de la inhibición del crecimiento del oomycete en medio de cultivo, mientras que en este estudio la fuente correspondió a una formulación comercial que incluye sólo el isómero puro r, comercialmente denominado metalaxyl m y, además, contiene el fungicida protectante mancozeb. cuando se hace la comparación de los resultados obtenidos en esta investigación con relación a los niveles de sensibilidad de p. infestans al metalaxyl con estudios desarrollados en otros países como costa rica (páez et al., 2001), inglaterra (gisi et al., 2002) y estados unidos (deahl et al., 1995) —donde los niveles de resistencia oscilan entre el 40% y el 60% de los aislamientos evaluados—, se encuentra una gran diferencia, que posiblemente está asociada a las variaciones en las poblaciones del patógeno presente en dichas zonas caracterizadas por la ocurrencia de ambos tipos de apareamiento (a1 y a2), lo cual constituye un alto factor de riesgo de distribución del gen dominante asociado a la resistencia a fenilaminas en oomycetes vía reproducción sexual (shattock, 1988). los bajos niveles de sensibilidad al ridomil® gold encontrados en la población de p. infestans evaluada en este estudio conducen a redoblar los esfuerzos para mantener este fungicida como herramienta de apoyo en los programas de manejo integrado de la gota de la papa en colombia y, muy especialmente, a implementar las estrategias antirresistencia recomendadas por frac (2006) para el manejo de estos fungicidas, resumidas por damicone (2004) en los siguientes aspectos: a) reducir la presión de selección mediante la utilización de prácticas culturales de control; b) utilizar mezclas de tanque o mezclas comerciales que incluyan fungicidas del tipo fenilaminas con productos protectantes multisitio en proporciones superiores al 75%; c) limitar el uso de estos fungicidas a 2-4 aplicaciones por ciclo de cultivo e intervalos mínimos de catorce días; d) utilizar fungicidas protectantes entre aplicaciones de fenilamidas; e) evitar el uso curativo o erradicante de dichos fungicidas, y f) no usar aplicaciones al suelo de fenilamidas dirigidas a patógenos aéreos. con respecto a la evaluación del curzate® m-8, se observó un alto nivel de sensibilidad de la mayoría de aislamientos evaluados a este fungicida, nivel que incluso fue observable en dosis tan bajas como 0,1 y 0,3 mg·l-1. esto se reflejó en los bajos valores de ec50 calculados para toda la población (promedio de 0,29 mg·l-1). sin embargo, dos de los aislamientos (35c y 38c) demostraron cierta tolerancia a este 55 producto, produciendo 1.500 y 2.500 esporangios/ml y niveles de enfermedad del 24% y del 13%, respectivamente, aún bajo la dosis máxima evaluada de 12 mg·l-1. cuando se comparan estos resultados con otros estudios realizados en el país, se encuentra que es frecuente este comportamiento de alta sensibilidad en aislamientos de p. infestans al cymoxanil. así, lagos (2002) encontró que de 64 aislamientos de p. infestans colectados en nariño, el 83% resultó sensible al i.a. cymoxanil y ninguno alcanzó el nivel de calificación de resistentes (ec50 ≥10 mg·l-1). de igual forma, ochoa (2004), al evaluar la sensibilidad de 50 aislamientos de p. infestans obtenidos en diferentes regiones de colombia, encontró que ninguno de ellos tuvo la capacidad de crecer en medios de cultivo cuando se adicionó a este una concentración de i.a. de cymoxanil de 0,8 mg·l-1. al comparar la efectividad antiesporulante de este producto con reportes de la literatura de otros países, no es posible encontrar referencias relacionadas con p. infestans, aunque sí con el oomycete plasmopara viticola, para el cual gullino et al. (1997) encontraron que una alta proporción de los aislamientos italianos evaluados presentaba mic superiores a 100 mg·l-1 de i.a. y que algunas poblaciones conservaron su capacidad de esporulación, aun bajo concentraciones de 250 mg·l-1, con lo cual fueron calificadas como resistentes a esta molécula química. este reporte alerta sobre la posibilidad real de ocurrencia de poblaciones resistentes de oomycetes al i.a. cymoxanil, a pesar de que dicha molécula es calificada por la frac (2006) con un nivel de riesgo bajo. el que dos aislamientos evaluados en este trabajo presenten valores de ec50 superiores hasta ocho veces con respecto a la media encontrada en el resto de la población es un indicativo de la necesidad de continuar con el monitoreo y especialmente de establecer medidas que eviten la aparición de aislamientos con resistencia a este producto, reduciendo la utilización del curzate® m-8 como un producto erradicante y alternando su aplicación con otros fungicidas sistémicos que presentan diferentes modos de acción (gullino et al., 1997). el fungicida previcur® n sl resultó altamente efectivo para reducir los niveles de enfermedad y esporulación de los aislamientos evaluados, calculándose una media de ec50 de 0,71 mg·l-1 y observándose la inhibición completa de la esporulación en el 73,3% de los aislamientos con la dosis máxima (13 mg·l-1). el previcur® n sl es un fungicida comúnmente utilizado para el control de patógenos oomycetes del suelo y para el tratamiento de semilla y de material de propagación vegetativo en diversos cultivos de campo abierto e invernadero. su utilización para el control de p. infestans en papa y tomate se viene incrementando en diferentes regiones del mundo, debido a la reducción en la efectividad de los fungicidas sistémicos tradicionalmente utilizados. en colombia es frecuente que los agricultores de papa recurran a su uso sólo cuando se presentan altos niveles de enfermedad y como última alternativa para el control del patógeno, de manera que su utilización se realiza como curativo y erradicante, lo que a mediano plazo puede conducir a un alto riesgo de selección de variantes resistentes a su i.a. propamocarb. esta situación ya se ha reportado en varias especies del oomycete pythium (moorman et al., 2004), donde se encontraron aislamientos que exhibían niveles de ec50 que superaban los 1.000 mg·l-1, en comparación con las líneas base de sensibilidad que presentaban rangos de 0,5 a 10 mg·l-1 (papavizas et al., 1978; moorman et al., 2004), por lo que es importante ajustar las recomendaciones y mantener el monitoreo constante de las poblaciones a este fungicida. con referencia a lo encontrado en la evaluación del fungicida mildex® 711 wg, se confirmó el potencial que presenta este producto como una herramienta de apoyo a los programas de manejo integrado de la gota de la papa, pues los valores de ec50 encontrados promediaron 0,54 mg·l-1 para los 15 aislamientos, con un estrecho rango de variación de 0,26 a 1,3 mg·l-1. este fungicida fue también efectivo como antiesporulante, al inhibir completamente la germinación de 10 de los aislamientos bajo la dosis máxima evaluada (7 mg·l-1). al comparar los resultados aquí obtenidos con trabajos anteriores de nuestro grupo de investigación con aislamientos colectados de diferentes procedencias geográficas y años de colección, se encuentra una gran similitud en los niveles de ec50. así, por ejemplo, argel et al. (2004) establecieron una línea base de sensibilidad al fenamidone utilizando 31 aislamientos de p. infestans de todo el país y encontraron valores de ec50 que oscilaron entre 0,14 y 3,51 mg·l-1, con una media de 1,83 mg·l-1; mientras que escudero (2005), al evaluar cuatro aislamientos de p. infestans de tres municipios de antioquia, encontraron que los rangos de ec50 oscilaron entre 0,13 y 2,03 mg·l-1 y de 0,07 a 2,9 mg·l-1 cuando se empleó el i.a. fenamidone en grado técnico y en su formulación comercial, respectivamente. es importante destacar que los resultados de estos trabajos contrastan drásticamente con aquellos definidos para p. infestans en europa, que en promedio alcanzan valores de 9 mg·l-1 en holanda (mercer y latorse, 2003) a 15 mg·l-1 en francia, alemania y reino unido (latorse y gonzález-hilt, 2003) y se ubican a una distancia apreciable de la dosis de fenamidone establecida como el límite para 2008 garcía, marín, jaramillo y cotes: sensibilidad de aislamientos colombianos de phytophthora infestans... 56 agron. colomb. 26(1) 2008 calificar a los oomycetes con resistencia a dicho fungicida (50 mg·l-1) (sirven y beffa, 2003). sin embargo, también vale la pena mencionar que la utilización masiva de este fungicida para el control de p. infestans en colombia debe ser cuidadosamente analizada, ya que el fenamidone, al hacer parte del grupo de fungicidas qoi, es una de las moléculas definidas por frac (2006) como de alto riesgo a seleccionar poblaciones de hongos y oomycetes resistentes, debido a su modo de acción único y a la ocurrencia del fenómeno de resistencia cruzada con las estrobilurinas (gisi et al., 2002). el efecto detrimental que ocasiona el fenómeno de resistencia a fungicidas en el ambiente, la salud pública y la economía de las regiones agrícolas trasciende el ámbito de las compañías productoras de agroquímicos y constituye un problema social con profundos efectos tanto sobre las poblaciones rurales más vulnerables como sobre los consumidores concentrados en los centros urbanos, por lo cual se requiere la cooperación de entidades de investigación y organismos de control del estado para el diseño de estrategias que eviten la selección de poblaciones resistentes. esta investigación es un aporte a la implementación de sistemas de monitoreo continuo de los niveles de sensibilidad de las poblaciones de p. infestans a los principales productos fungicidas utilizados para su control. la metodología empleada ha sido probada en diferentes patosistemas (frac, 2007) y, aunque sus resultados pueden diferir con la ocurrencia de la resistencia en campo, son un indicativo del comportamiento que presentan las poblaciones de hongos y oomycetes ante un fungicida en particular, lo que puede servir de sistema de alarma para conducir evaluaciones más certeras que identifiquen en forma temprana la presencia de aislamientos de p. infestans con pérdida de sensibilidad a fungicidas. agradecimientos esta investigación se realizó gracias al apoyo económico de la vicerrectoría de investigaciones de la universidad nacional de colombia, a través del proyecto quipú 20101005571. para las colecciones de aislamientos se contó con el apoyo del personal técnico de fedepapa, en los departamentos de antioquia, boyacá y cundinamarca. literatura citada argel, l.e., s. jaramillo, j.g. morales, b. jacqmin y e. guzmán. 2004. línea base de sensibilidad de phytophthora infestans al fenamidone en colombia. en: memorias xxi congreso de la asociación latinoamericana de la papa (alap). 7-12 marzo de 2004. valdivia. damicone, j. 2004. fungicide resistance management. en: http:// pearl.agcomm.okstate.edu plantdiseases/f-766.htm; consulta: junio de 2007. davidse, l.c. 1995. phenylamide fungicides: biochemical action and resistance. pp. 347-354. en: lyr, h. 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nuclear dna content, mating type distribution and response to metalaxyl. j. phytopathol. 139, 68–80. 2008 garcía, marín, jaramillo y cotes: sensibilidad de aislamientos colombianos de phytophthora infestans... abstractresumen en el trópico, la precipitación pluvial es el principal factor climático que determina el crecimiento y desarrollo de los cítricos, mientras que en el subtrópico lo son las modificaciones estacionales de la temperatura media. el registro detallado de los sucesivos estadios que determinan las fases fenológicas de los cítricos, tales como la brotación, la floración y el desarrollo de los frutos, permite estudiar la relación entre las variables climáticas de una región determinada y las respuestas fisiológicas de las plantas. con el objetivo de documentar las respuestas del crecimiento y desarrollo de la mandarina ‘arrayana’ en las condiciones climáticas del piedemonte del meta, se realizó un estudio sobre la fenología de esta variedad en un cultivo ubicado en el c.i. la libertad, villavicencio (4°03’ n, 73°29 w; 336 msnm). en árboles de mandarina ‘arrayana’ de 7 años de edad, se evaluó el estadio fenológico de las ramas terminales, y se correlacionó con la precipitación mensual durante un año. las plantas presentaron tres picos de brotación (marzo-abril, julio-agosto y septiembre-octubre). la principal floración anual acompañó la primera brotación, la cual inició 2-3 semanas después del comienzo de la época lluviosa, pero también se presentaron flores en los meses lluviosos en ausencia de estrés hídrico. under tropical conditions the main climatic driver of citrus plant growth and development is rain precipitation, whereas in the subtropics it corresponds to seasonal average tempe rature variation. thus, the detailed observation and recor ding of the main phenological stages of citrus trees, namely budding, flowering and fruit development, allows studying the existing relation between climatic variables and plant eco-physiological responses. the present study was conducted at research center ‘la libertad’, villavicencio (4°03’ n, 73°29’ w; 336 m a.s.l.), located in the eastern piedmont of the department of meta, colombia. in a 7 year old ‘arrayana’ mandarin orchard, the relation between phenological stage of trees and monthly precipitation pattern was evaluated. the citrus trees displayed three major budding peaks (march-april, july-august and september-october). starting 2-3 weeks after the beginning of the rainy season, the main annual flowering accompanied the sprouting of the first buds. notwithstanding, the trees also flowered during the rainy season, when they were not under water stress. key words: citrus reticulata, ecophysiology, water stress, flower induc tion, lowland tropics. palabras clave: citrus reticulata, ecofisiología, estrés hídrico, inducción floral, trópico bajo. fecha de recepción: 21 de septiembre de 2009. aceptado para publicación: 5 de marzo de 2010 1 centro de investigación la libertad, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), villavicencio (colombia). 2 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá (colombia). 3 autor de correspondencia. jorduz@corpoica.org.co agronomía colombiana 28(1), 63-70, 2010 publicados acerca de esta variedad han analizado su comportamiento como injerto sobre diferentes patrones (orduz et al., 2006), su rendimiento durante un periodo de doce años en la región del ariari (orduz et al., 2007) y la influencia del estrés hídrico en la inducción floral (orduz y fischer, 2007). en el piedemonte del meta esta variedad presenta una sola floración al inicio del ciclo de lluvias, y una alta concentración de cosecha al finalizar el año (noviembre a enero), lo que ocasiona una fuerte disminución de precios comportamiento fenológico de la mandarina ‘arrayana’ en el piedemonte del meta, colombia phenological behavior of ‘arrayana’ mandarin in the piedmont of the meta department, colombia javier orlando orduz-rodríguez1, 3, hernán javier monroy2 y gerhard fischer2 introducción la ‘arrayana’ es la principal variedad de mandarina (citrus reticulata blanco) cultivada en colombia y en la región de los llanos orientales, donde existen alrededor de 1.000 ha ubicadas casi en su totalidad en el piedemonte del meta. la ‘arrayana’ desarrolla un fruto grande, cuyo peso oscila entre 160 y 190 g, con semillas y de fácil pelado (orduz, 2007). es una variedad de entrada tardía con alternancia de cosechas inducida por el comportamiento de precipitaciones extemporáneas durante la época seca. los estudios 64 agron. colomb. 28(1) 2010 para los productores y desabastecimiento de fruta para las ciudades de la región durante los restantes meses del año. en cítricos, el crecimiento y desarrollo del mandarino están determinados por la dotación genética de la planta injertada, por su interacción con el patrón utilizado y por las condiciones climáticas de la zona de cultivo (agustí, 2003). siendo los cítricos plantas de día neutro (davies y albrigo, 1994), la brotación y el crecimiento de los tallos son procesos que dependen de las condiciones ambientales (jackson, 1999). específicamente, las bajas temperaturas y el estrés hídrico constituyen los factores inductivos primarios de los cítricos (agustí, 2003). es así que en el subtrópico el inicio de estos procesos está regulado por el incremento de la temperatura (>12,5°c), que se presenta al comienzo de la primavera, mientras que en el trópico depende de la disponibilidad de agua (cassin et al., 1969). en efecto, allí el principal factor de inducción de la floración es el estrés hídrico, el cual determina el momento y la intensidad, así como la duración y distribución de la floración (cassin et al., 1969; reuther, 1973; davenport, 1990). en un cultivo de naranja ‘valencia’ en são paulo, brasil, prado (2006) reporta una floración intensa cuando, durante la fase de inducción de la misma, la disminución de la temperatura se presentó acompañada por un momento de estrés hídrico (prado, 2006). tanto la elongación estacional de los tallos, como la acumulación de materia seca, suelen ser mayores en el trópico bajo húmedo, donde hay días de brillo solar constante durante todo el año, acompañados de temperaturas altas, tanto diurnas como nocturnas (davies y albrigo, 1994). los mismos autores consideran que en estas regiones se cultivan las plantas de mayor tamaño de todas las regiones citrícolas del mundo. el meristemo vegetativo de la yema apical del brote de los cítricos forma hojas, yemas axilares y espinas a intervalos regulares. los puntos donde se forman estas estructuras son los nudos. los tallos, al elongarse, hacen que los nudos se alejen entre sí, contando para esto con un meristemo intercalar en la base de cada nudo. las yemas axilares dan origen a las brotaciones regulares (tadeo et al., 2003). en condiciones subtropicales, la brotación y elongación de los tallos de los cítricos presenta de dos a cinco picos de crecimiento anual, mientras que en condiciones tropicales estos ocurren con diferente intensidad y a intervalos variables, dependiendo del régimen de lluvias y del manejo del cultivo, en especial de la fertilización con nitrógeno. en el mediterráneo español (hemisferio n), la mandarina presenta tres brotaciones importantes en el año: una en primavera, entre marzo y abril, otra en el verano, entre junio y julio, y la final en el otoño, entre septiembre y octubre (tadeo et al., 2003). en estas condiciones, la brotación principal (dada su importancia comercial) tiene lugar en primavera, produciéndose muchos brotes con entrenudos cortos, mientras que en verano y otoño los brotes son largos y tienen pocos puntos de crecimiento (tadeo et al., 2003). el estudio de los eventos periódicos naturales involucrados en la vida de las plantas se conoce como fenología (volpe, 1992). las observaciones fenológicas proporcionan información básica sobre el comportamiento de las distintas especies de plantas en las regiones específicas en que se desarrollan (azkue, 2009). el registro pormenorizado de los estadios sucesivos que detallan las fases fenológicas de los cítricos (brotación, floración y desarrollo de los frutos), permite analizar la relación entre el clima y la respuesta de la planta frente a las condiciones locales. con el fin de contribuir al conocimiento de los principales eventos fenológicos de la mandarina ‘arrayana’ en las condiciones climáticas del piedemonte del meta, estos fueron cuantificados durante un ciclo anual, describiéndose además su relación con la precipitación. paralelamente se adaptó una metodología para la descripción de procesos fenológicos en condiciones tropicales. esta información es de interés para estudios de epidemiología, nutrición mineral, riego, fisiología del crecimiento y desarrollo de la variedad ‘arrayana’ en la región, al tiempo que proporciona elementos para comprender el crecimiento y desarrollo de los cítricos en condiciones tropicales. materiales y métodos el estudio se inició en el mes de enero de 2004, y continuó hasta enero del año siguiente. durante este periodo se cumplió un ciclo de brotaciones que comprendió desde el reposo de la época seca durante la transición 2003-2004, hasta la siguiente época seca entre 2004-2005. las condiciones climáticas registradas durante el ciclo de cultivo se presentan en la tab. 1. el estudio se realizó en el centro de investigación la libertad de corpoica, en villavicencio (meta), ubicado a 4°03’ n, 73°29 w, a una altitud de 336 msnm, en un cultivo de mandarina ‘arrayana’ de 7 años de edad, injertado sobre mandarino ‘cleopatra’, con una distancia de plantación de 8 x 5 m. 652010 orduz-rodríguez, monroy y fischer: comportamiento fenológico de la mandarina ‘arrayana’ en el piedemonte del meta... el tipo de suelo del área experimental se clasifica como typic haplustox, de textura franco arenosa (fa). en la clasificación regional estos suelos se incluyen en la clase iv (terrazas altas), la cual es recomendada para cítricos en la zona (orduz y baquero, 2003). en la cosecha inmediatamente anterior a la realización del estudio (2003-2004) el cultivo presentó un rendimiento de 8 t ha-1, que, dado el patrón en que está injertada, se considera moderado pero apropiado para la variedad. en cada lectura se evaluaron cuatro árboles seleccionados al azar, siguiendo la escala y la metodología propuestas por garrán et al. (1993). en cada árbol se escogieron aleatoriamente diez ramas de cada uno de los cuatro puntos cardinales. en cada rama las observaciones se realizaron en un segmento de 30 cm medidos a partir del ápice. allí, de acuerdo con las categorías definidas en la tab. 2. se registró el estadio fenológico predominante entre los brotes vegetativos y entre los brotes reproductivos. este proceso se repitió cada dos semanas, desde el 16-01-2004 hasta el 12-01-2005, con excepción de la segunda semana de marzo, en que no se llevó a cabo. para el cálculo del requerimiento hídrico del cultivo (etc) se utilizó la metodología propuesta por la fao (2006), a través de la siguiente fórmula: etc = et0 x kc (1) donde kc es 0,75 para los meses lluviosos y 0,80 para los meses secos (fao, 2006). los promedios de evaporación mensual correspondientes al periodo comprendido entre octubre de 2003 y abril de 2005 se tomaron de la estación climatológica del ideam, ubicada en el c.i. la libertad. el tratamiento estadístico de los datos se llevó a cabo por medio de procedimientos descriptivos. se realizaron 17 evaluaciones a lo largo del año, en cada una de las cuales, tras la toma de información en campo a partir de las ramas muestreadas, se totalizó el número de ramas en las que predominaba cada uno de los distintos estadios, y con base en ello se calculó su porcentaje correspondiente. así, en cada lectura se obtuvieron dos series de porcentajes, una para los estadios de los brotes vegetativos y otra para los estadios de los brotes reproductivos. posteriormente se agruparon todos los estadios en una sola escala de categorías fenológicas que condensan la información acerca de los brotes vegetativos y reproductivos (tab. 2), con el fin de representarla gráficamente de forma cronológica. finalmente, se estableció una relación descriptiva entre el comportamiento de la precipitación a lo largo del año y el ciclo fenológico del cultivo. resultados y discusión balance hídrico el requerimiento hídrico anual de los cítricos en el piedemonte del meta oscila alrededor de 1.046 mm al año (orduz y fischer, 2007). en la fig. 1 se presenta el requerimiento hídrico del cultivo estudiado en el presente trabajo durante el año de su realización. a finales de 2003 se presentó un déficit hídrico de más de dos meses, mientras que en 2004 hubo un exceso de precipitación (desde el punto de vista tabla 1. precipitación, evapotranspiración, temperatura, humedad relativa, brillo solar y velocidad del viento en el c.i. la libertad, villavicencio, 2004. mes precip. (mm mes-1) evapotransp. (mm) temp. máx. (°c) temp. mín. (°c) temp. media (°c) humedad rel. (%) brillo solar (h d-1) viento (km h-1) enero 40,6 143,34 32,4 22,6 27,5 73,9 7,1 2,22 febrero 199,7 166,72 33,6 22,6 28,1 70,9 7,2 2,86 marzo 177,6 124,54 31,5 22,7 27,0 76,5 5,2 1,94 abril 332,5 97,21 30,8 22,2 26,3 85,0 4,7 1,94 mayo 446,3 91,46 29,4 22,7 25,5 87,8 4,1 1,82 junio 616,5 73,38 28,9 21,2 24,7 86,5 4,7 1,76 julio 367,1 90,04 29,1 22,0 24,4 87,0 5,4 1,75 agosto 170,1 111,46 30,9 21,6 25,4 83,0 5,9 2,01 septiembre 328,3 87,58 31,0 21,5 25,7 82,9 5,1 1,86 octubre 322,8 113,71 31,0 21,9 25,8 83,7 5,6 1,98 noviembre 298,5 106,84 31,0 21,4 25,4 80,8 6,0 1,87 diciembre 193,3 117,58 31,1 22,5 26,3 82,4 5,7 1,88 total/año 3.493,3 1.323,9 370,8 265,0 312,1 promedio/mes 291,1 110,3 30,9 22,1 26,0 81,7 5,56 1,99 66 agron. colomb. 28(1) 2010 bravdo (1983) reportan que las hojas nuevas son importadoras de carbono durante un periodo de 4 a 6 semanas después de la floración (madurez de las hojas). durante esta etapa se presenta una competencia por fotoasimilados entre las hojas en desarrollo (fig. 2) y los frutos que se encuentran en la fase i (fig. 3), durante la cual se lleva a cabo la proliferación celular en los diferentes tejidos del fruto. después de la maduración de las hojas se evidencia un incremento en la asimilación de co2 por parte de estas durante los seis meses siguientes, la cual permanece estable en la madurez y declina en la vejez. la duración de las hojas oscila entre dos y tres años, dependiendo del vigor de la planta y de sus problemas fitosanitarios (davies y albrigo, 1994). la información de la fig. 2 indica que durante la época lluviosa las plantas presentan una abundante producción de brotes, que disminuye con la llegada de la época seca. en la fig. 3 se observa que en el año de estudio el cultivo desarrolló brotes vegetativos durante un periodo de nueve meses. la menor brotación ocurrió en enero, mientras que en marzo, después del inicio de la temporada lluviosa, más del 90% de las ramas evaluadas presentaron brotes. durante los meses de mayo y junio quedaron suspendidas las brotaciones, para reactivarse en julio, agosto, septiembre y octubre, con porcentajes mensuales de ramas en brotación del 54, 13, 13 y 32%, respectivamente. en la fig. 3 se advierte que las plantas presentaron tres picos de brotación en el transcurso del año, lo cual está relacionado con el comportamiento monomodal de la precipitación en el piedemonte del meta. el comportamiento de la brotación vegetativa es parecido al que presentan los cítricos en condiciones subtropicales, en tabla 2. estadios fenológicos de brotación y floración en cítricos, y su agrupación sintética. modificada a partir de garrán et al. (1993). estadio brotación 0 ruptura de yema y alargamiento inicial del brote 1 crecimiento en longitud del brote 2 fin de alargamiento del brote; comienzo de alargamiento y expansión de láminas foliares 3-4 plena expansión de láminas foliares 4 fin de desarrollo de lámina foliar y comienzo de la maduración 5 maduración de la hoja y del brote; coloración verde más intensa 6 hojas adultas; tamaño, grosor y color final 7 hojas senescentes floración 0 botones florales, flores o frutos cuajados ausentes 1 botones florales presentes 2 botones florales hinchados 3 flores abriéndose 4 flores en plena floración 5 flores en caída de pétalos 6 flores sin pétalos 7 frutitos cuajados agrupación de los estadios 1-2 alargamiento 3-4 expansión de hojas 5 maduración de hojas 6-7 hojas adultas 1-2 botones florales 3-4 flores abiertas 5-6 caída de pétalos figura 1. balance hídrico de los cultivos de mandarina ‘arrayana’ del c.i. la libertad, villavicencio, desde octubre de 2003 hasta enero de 2005. 0 100 200 300 400 500 600 700 precipitación lá m in a de a gu a (m m ) requerimientos hídricos oct nov dic ene feb mar abr may jun jul ago sept oct nov dic ene 2003 2004 2005 del abastecimiento del cultivo) que se prolongó por varios meses, desde febrero hasta diciembre. el estrés ocasionado por el periodo de déficit hídrico es el principal factor de inducción de la floración, la cual, para esta variedad, y dadas las condiciones del estudio, se presenta 15 días después del inicio de las lluvias (orduz y fischer, 2007). la floración como respuesta de la planta ante el déficit hídrico estaría internamente regulada por la disminución de los niveles de giberelinas y su transporte hacia la copa, lo cual es resultado de la detención del crecimiento de la raíz, que, junto con el fruto, son los principales órganos de síntesis de esta hormona (monselise, 1985; agustí, 2003). brotación y crecimiento vegetativo el principal momento de brotación del cultivo estudiado se dio al inicio de la temporada de lluvias, momento en el cual todas las ramas evaluadas (100%) presentaron al menos un brote. en relación con el origen de los fotoasimilados utilizados en la brotación y elongación, erner y 672010 orduz-rodríguez, monroy y fischer: comportamiento fenológico de la mandarina ‘arrayana’ en el piedemonte del meta... las cuales se obtienen de tres a cuatro picos de crecimiento (davenport, 1990; spiegel-roy y goldschmidt, 1996; agustí, 2003; tadeo et al., 2003). este comportamiento contradice el reporte de mendel (1969), quien menciona que el crecimiento de los cítricos en el trópico presenta una producción de brotes permanente durante todo el año. es probable que tanto la brotación como su intensidad cambien con los diferentes regímenes de precipitación en las diversas regiones citrícolas del país, en especial las de tipo bimodal. floración y cuajado el análisis de la floración a lo largo del ciclo anual estudiado permite observar cómo el estrés hídrico es el principal inductor de este proceso en cítricos en condiciones tropicales, coincidiendo con reportes anteriores (reuther, figura 2. evolución del desarrollo de brotes y hojas en árboles de mandarina ‘arrayana’ en el c.i. la libertad, villavicencio, 2004. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ene 16 feb 05 feb 18 mar 05 abr 04 abr 15 may 21 jun 17 jul 07 jul 23 ago 08 sep 15 oct 05 oct 22 n ov 11 dic 17 ene 12 r am as e va lu ad as ( % ) alargamiento del brote expansión de hojas madurez de hojas 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic r am as c on b ro te s (% ) 0 100 200 300 400 500 600 700 p re ci pi ta ci ón ( m m ) brotación precipitación figura 3. brotación mensual en ramas de árboles de mandarina ‘arrayana’ y su relación con la precipitación en el piedemonte del meta, villavicencio, 2004. 68 agron. colomb. 28(1) 2010 1973; davenport, 1990; davies, 1997), y como también lo documentan orduz y fischer (2007) para la mandarina ‘arrayana’ en el piedemonte llanero. para las plantas en estudio, el estrés hídrico se inició a finales del mes de noviembre, y se prolongó hasta la primera semana de febrero. así, la brotación de la primera semana de marzo constituyó la principal floración del año, mientras que las últimas flores abiertas y el final de la antesis se registraron en la primera semana de abril (fig. 4). este comportamiento floral coincide con lo reportado por stover et al. (2002), quienes afirman que los cítricos en las zonas tropicales florecen después de un periodo seco seguido por la presencia de lluvia o aplicación de riego. adicionalmente, se presentaron floraciones de menor intensidad durante el invierno, acompañando las brotaciones de julio y agosto (con un 6% de las ramas evaluadas y en octubre con un 3%). como se puede observar, ello ocurrió en ausencia de estrés hídrico (el principal promotor de la floración) y de frutos en maduración (que han sido reportados por guardiola [1997] como inhibidores de la floración). si bien se desconocen los factores relacionados con la inducción de estas yemas extemporáneas, su producción inicial pudo haber sido determinada durante el periodo de estrés hídrico de la época seca, pero su brotación habría sido inhibida por la presencia de otras yemas o de frutos en desarrollo. alternativamente, cabe pensar que la inducción de estas yemas florales ocurrió en ausencia de estrés hídrico. en tal caso, el proceso podría estar regulado por otros factores endógenos relacionados con el balance de hormonas en las ramas con flores extemporáneas. existe evidencia de que los brotes jóvenes, los frutos en desarrollo y los ápices radicales son eficientes productores de giberelinas (gil, 2000). de otra parte, aplicaciones exógenas de este fitorregulador han inhibido el proceso de inducción floral (davenport, 1990; guardiola, 1997). en zonas subtropicales, plantas de mandarina sometidas a estrés hídrico severo (-1,5 a -2,0 mpa) durante el otoño, redujeron el número de nudos florales simultáneamente con un aumento de la concentración de ag3 (koshita y takahara, 2004). tal y como se ha estudiado en condiciones subtropicales, es probable que en el caso del trópico las giberelinas también ocupen un papel central en el proceso de inducción de este tipo de floración, teniendo incidencia únicamente sobre las ramas o partes de estas que presentan floraciones extemporáneas. los cultivares de cítricos de mayor importancia comercial presentan una floración abundante. se han contabilizado de 100 a 200 mil flores en un árbol adulto. sin embargo, menos del 1 a 2% de estas flores llegará a fruta madura (erickson y brannaman, 1960). en la fig. 4 se observa cómo cerca del 40% de las ramas evaluadas presentaron flores en la primera semana de marzo, mientras que el porcentaje de ramas con estructuras reproductivas decrece en las lecturas siguientes, evidenciando la disminución de estructuras reproductivas en el transcurso del tiempo. el fruto de los cítricos presenta tres periodos bien diferenciados, conocidos como fases. la fase i, o periodo de crecimiento exponencial, va desde el final de la antesis hasta la caída fisiológica de los frutos. a continuación se inicia la fase ii, que se caracteriza por la marcada expansión de figura 4. evolución de las fases reproductivas en árboles de mandarina ‘arrayana’, en condiciones del piedemonte del meta, villavicencio, 2004. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 mar 05 abr 01 abr 15 may 21 jun 17 jul 04 jul 23 aug 09 oct 05 oct 22 r am as e va lu ad as ( % ) botones florales flores abiertas abscisión de pétalos frutos 692010 orduz-rodríguez, monroy y fischer: comportamiento fenológico de la mandarina ‘arrayana’ en el piedemonte del meta... los tejidos, y por la elongación celular. finalmente, en la fase iii, que comprende todos los cambios relacionados con la maduración, el fruto presenta una reducida tasa de crecimiento (agustí, 2003). en el caso que nos ocupa, la duración de la fase i fue de 5 semanas a partir del final de la antesis (orduz et al., 2009). esto indica que la caída fisiológica se presentó alrededor de la tercera semana de mayo, situación que no se evidencia en las lecturas realizadas, ya que estas muestran un aumento en la proporción de ramas con frutos en los meses de mayo y junio. esto implica que la metodología utilizada en el presente trabajo tiene limitaciones para el estudio de procesos puntuales, y debe ser complementada con otros procedimientos. conclusiones las plantas de mandarina ‘arrayana’ analizadas en el presente estudio presentaron tres picos de brotación anual, correspondientes a marzo-abril, julio-agosto y septiembre-octubre. este comportamiento se asemeja al obtenido en regiones subtropicales, y está relacionado con el comportamiento monomodal de la precipitación en el piedemonte del meta. la principal floración del cultivo acompañó la brotación de marzo (dos a tres semanas después del inicio de las lluvias). este comportamiento confirma al estrés hídrico como el principal factor de inducción floral en condiciones tropicales. además de la floración inicial, se observaron flores extemporáneas durante los meses de lluvia (en ausencia de estrés hídrico). se desconoce qué factores endógenos inducen la floración en estas condiciones climáticas. la metodología de garran et al. (1993) presentó una buena adaptación para estudios fenológicos tropicales, ya que cuantifica las modificaciones que experimentan las plantas por influencia de las variables climáticas, en especial de la precipitación. la metodología utilizada no es sensible a fenómenos puntuales, tales como la caída fisiológica. por tal razón debe ser complementada con otras metodologías desarrolladas para estudios que tengan esas características. agradecimientos por la colaboración prestada en la realización de este trabajo, los autores agradecen a los señores heberth velásquez, capitolino ciprian, alfredo pardo y ricardo quevedo; de la misma forma, al personal directivo y administrativo y a los compañeros investigadores del c.i. la libertad de corpoica. literatura citada agustí, m. 2003. citricultura. ediciones mundi-prensa, madrid. azkue, m. 2009. la fenología como herramienta en la agroclimatología. en: http://www.infoagro.com/frutas/fenologia.htm; consulta: junio de 2009. cassin, j., j. bourdeaut, j. fougue, v. furan, j.p. galliard, j. lebourdelles, g. montagut y c. moreuil. 1969. the influence of climate upon the blooming of citrus in tropical areas. pp. 315-323. en: proc. first intl. citrus symp., riverside, ca. davenport, t.l. 1990. citrus flowering. hort. rev. 12, 349-408. davies, f.s. 1997. an overview of climatic effects on citrus flowering and fruit quality in various parts of the world. pp. 1-4. en: proc. citrus flowering and fruit short course. ifas, citrus research and education center, university of florida, lake alfred, fl. davies, f.s. y l.g. albrigo. 1994. citrus. cab international, wallingford, uk. erickson, l.c. y b.l. brannaman. 1960. abscission of reproductive structures and leaves of orange trees. proc. amer. soc. hort. sci. 75, 222-229. erner, y. y b. bravdo. 1983. the importance of inflorescence leaves in fruit setting of shamouti orange. acta hort. 139, 109-113. fao. 2006. evapotranspiración del cultivo. guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. bol. no. 56. roma. garrán, s.m., m. ragone y d. vázquez. 1993. observaciones fenológicas en plantas cítricas. p. 171. en: resúmenes xvi congreso sociedad argentina de horticultura, corrientes, argentina. gil, g.f. 2000. fruticultura: la producción de fruta. ediciones universidad católica de chile, santiago. guardiola, j.l. 1997. overview of flower bud induction, flowering and fruit set. pp. 5-21. en: proc. citrus flowering and fruit short course. ifas, citrus research and education center, university of florida, lake alfred, fl. jackson, l.k. 1999. citrus cultivation. pp. 17-27. en: timmer, l.w. y l.w. duncan (eds.). citrus health management. university of florida, gainesville, fl. koshita, y. y t. takahara. 2004. effect of water stress on flower-bud formation and plant hormone content of ‘satsuma’ mandarin (citrus unshiu marc.). scientia hort. 99, 301-307. monselise, s.p. 1985. citrus and related species. pp. 275-294. en: halevy, a.h. 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aceptado para publicación: 27 de mayo de 2004. resumen: para conocer la densidad poblacional óptima y obtener el mayor rendimiento en el cultivo del tomate en el valle del sinú medio, se hizo una investigación mediante diseño completamente al azar con cuatro tratamientos (densidades poblacionales de 20.000, 25.000, 33.333 y 50.000 plantas∙ha-1) y tres repeticiones. se tomaron las medidas directas: altura de planta, número de hojas, área foliar, número de frutos y rendimiento. también se calcularon los índices de crecimiento: tasa de crecimiento del cultivo (tcc), tasa de asimilación neta (tan), tasa relativa de crecimiento (trc), índice de área foliar (iaf) y duración del área foliar (daf). con la población de 50.000 plantas∙ha-1 se obtuvo mayor altura de planta, con un promedio de 240,33 cm a los 120 días después del trasplante; mayor número de hojas, con un promedio de 196,7 a los 120 días, mayor área foliar, con un promedio de 8.109,73 cm2, a los 105 días, y el mayor rendimiento de frutos por planta, con un promedio de 1.699,27 g. este mismo tratamiento (50.000 plantas∙ha-1) presentó los más altos valores medios de (a) tcc (40,88 g∙m-2∙día-1 a los 105 días después del trasplante), (b) tan (0,00343 g∙cm-2∙día-1 a los 75 días), (c) trc (0,1532 g∙g-1∙día-1, a los 45 días), (d) iaf (4,04824 a los 105 días), y (e) daf (56,37075 días, a los 120 días). palabras clave: desarrollo, materia seca, rendimiento, densidad poblacional, área foliar. abstract: a totally randomised design employing four treatments (20,000, 25,000, 33,333 and 50,000 plants∙ha-1 population density) and three repetitions was used for ascertaining optimum population density and obtaining the highest yield in tomato crops grown in the middle sinu valley. direct measurements taken included: plant height, number of leaves, leaf area, fruit number and yield. growth indexes were also calculated: crop growth rate (cgr), net assimilation rate (nar), relative growth rate (rgr), leaf area index (lai) and leaf area duration (lad). the 50,000 plants∙ha-1 population obtained the highest plant height (240.33 cm average after 120 days following being transplanted), highest leaf number (196.7 at 120 days), highest leaf area (8,109.73 cm2 at 105 days) and highest fruit yield per plant (1,699.27 g). the same treatment (50,000 plants∙ha-1) presented the highest cgr (40.88 g∙m-2∙day-1 after 105 days following being transplanted), nar (0.00343 g∙cm2∙day-1 at 75 days), rgr (0.1532 g∙g-1∙day-1after 45 days), lai (4.04824 at 105 days) and lad (56.37075 days after 120 days following being transplanted) mean values. key words: development, dry matter, yield, population density, leaf area. agronomía colombiana, 2004. 22 (1): 81-90 introducción actualmente en colombia, el tomate es uno de los cultivos hortícolas de mayor importancia. se siembra en casi todas las regiones del país, tanto en plantaciones comerciales como en huertos de tipo familiar, siendo los principales productores: valle del cauca, cundinamarca, huila, antioquia, santander, boyacá y atlántico (lobo y jaramillo, s.f.). entre las principales ventajas y beneficios que representa su cultivo, se pueden mencionar las siguientes: produce en corto tiempo (100-110 días); no se necesita una gran extensión de terreno; se adapta a diferentes tipos de suelos; su fruto es objeto de una gran demanda en el mercado, tanto para el consumo directo como para la industria; puede producir buenas ganancias y su agronomía colombiana 82 vol. 22 · no. 1 consumo en la alimentación familiar es indispensable (consejo de bienestar rural, 1962). la mayoría de los cultivos en el país se hacen en pequeñas áreas y con una gran dispersión de los productores, desde unas pocas plantas en el huerto casero hasta 80 ha como sucede en el valle del cauca. además se emplea una amplia gama de metodología para su producción, desde técnicas avanzadas (invernaderos) hasta las más rudimentarias, como los materiales postrados que se siembran en el departamento del atlántico (lobo y jaramillo, s.f.). la existencia de zonas productoras diferentes justifica la necesidad de ensayar nuevas variedades y técnicas de cultivo adaptadas al suelo, clima y demás requisitos de crecimiento, ya que en la mayoría de los casos, los agricultores por no contar con asesoría y orientación técnica, no tienen una visión panorámica del cultivo ni de los adelantos en materia de investigación que se han venido dando a nivel mundial, sobre todo en el desarrollo de nuevos genotipos de alto rendimiento, tolerancia a plagas y enfermedades, entre otros (lobo y jaramillo, s.f.). la zona del valle del sinú medio ofrece condiciones climáticas y de suelos aptas para la siembra de tomate tanto a pequeño como a mediano y grande nivel. en general los horticultores siembran pequeñas áreas de tomate, ya que es preocupante el desconocimiento del manejo y ciclo biológico del cultivo. en este sentido, no se tiene información local sobre el proceso de crecimiento que sigue el cultivo como población y los rendimientos alcanzados. por lo anterior, el presente trabajo busca resolver esta problemática mediante el estudio básico del crecimiento del cultivo del tomate, que constituye la base para la solución de otros problemas paralelos al proceso productivo como son aspectos relacionados con plagas, enfermedades, variedades, poscosecha, control de malezas y comercialización, entre otros (barraza, 2000a). el crecimiento vegetal, entendido como un aumento irreversible en tamaño de los organismos, implica a nivel fisiológico una serie de cambios y reacciones de tipo bioquímico, de las cuales dependerá finalmente el comportamiento agronómico y el rendimiento potencial de los diferentes genotipos. generalmente, el crecimiento se determina mediante medidas directas (altura de la planta, diámetro del tallo, número de hojas, área foliar, masa seca) e indirectas como la tasa de asimilación neta, tasa de crecimiento del cultivo, tasa relativa de crecimiento, etc. cabe anotar que el crecimiento está ligado a factores ambientales como luz, temperatura y humedad, entre otros (salisbury y ross, 1994). el crecimiento de la planta se constituye en un fiel reflejo de que en ella tienen lugar una serie de cambios estructurales de tamaño, peso y forma específicos, que ocurren de acuerdo con los patrones de división celular y diferenciación, los cuales no pueden considerarse fuera del contexto ambiental. en efecto, la densidad de población, que afecta en los agroecosistemas la intercepción de radiación solar y el suministro de agua y nutrientes, es un aspecto de importante estudio en los cultivos, debido a que se encuentra directamente relacionado con eventos fisiológicos que afectan la producción y acumulación de materia seca entre los diferentes órganos (rodríguez, 2000). por lo anterior, el conocimiento del proceso de crecimiento de un cultivo en un determinado ambiente representa una ventaja para su manejo agronómico. en consecuencia, la presente investigación se planteó el objetivo de caracterizar el proceso de crecimiento y desarrollo del cultivo de tomate en el sinú medio bajo cuatro densidades de población, determinando la época de mayor crecimiento del cultivo, la densidad de población más apropiada para su siembra y manejo, y el rendimiento. materiales y métodos la investigación se llevó a cabo en el campo de producción de hortalizas de la universidad de córdoba, ubicada geográficamente entre los 8° 31’ de latitud norte y 75° 58’ de longitud oeste del meridiano de greenwich, a una altura de 13 msnm, con temperatura promedia de 28°c, humedad relativa promedia del 80% y precipitación promedia anual de 1.200 mm. según la clasificación de holdridge, corresponde a una zona de transición entre bosque seco tropical y bosque húmedo tropical. se sembró el genotipo de tomate chonto santa cruz kada, utilizando un diseño experimental completamente al azar, con 4 tratamientos (densidades de población) y 3 repeticiones, así: t1: 20.000 plantas∙ha-1 (1 m entre surcos por 0,50 m entre plantas, testigo), t2: 25.000 plantas∙ha-1 (1 m entre surcos por 0,40 m entre planbarraza et al.: estudio del proceso de crecimiento... 832004 tas), t3: 33.333 plantas∙ha-1 (1 m entre surcos por 0,30 m entre plantas) y t4: 50.000 plantas∙ha-1 (1 m entre surcos por 0,20 m entre plantas). las unidades experimentales estuvieron constituidas por parcelas de 4 m de ancho y 5 m de largo. el área experimental fue de 240 m2. el manejo agronómico de las unidades experimentales en cuanto a fertilización se hizo teniendo en cuenta los resultados del análisis de suelos, aportando las cantidades de nutrientes por el cultivo para una alta productividad. el manejo de plagas y enfermedades se llevó a cabo de manera preventiva utilizando mezclas de fungicidas e insecticidas. el control de malezas se hizo manualmente con machete durante todo el ciclo del cultivo. los requerimientos hídricos se atendieron con un sistema de riego por aspersión. las variables estudiadas fueron las siguientes: altura de planta (medida desde la base de la misma hasta el ápice), diámetro del tallo principal (medido con un nonio a 1 cm de la base de la planta), número de hojas (se contó el número de hojas por planta), número de frutos por planta (se hizo el conteo, durante todos los estadios de producción del cultivo, del número de frutos con madurez fisiológica por planta). la toma sucesiva de todas estas medidas directas (excepto el área foliar), se efectuó desde los 15 días hasta los 120 días posteriores al trasplante, cada 15 días, tomando el dato promedio sobre tres plantas seleccionadas al azar y marcadas en los dos surcos centrales de cada unidad experimental. para el caso de la medición del área foliar (cm2) se efectuó sobre tres plantas seleccionadas al azar de los dos surcos centrales de cada unidad experimental, aplicando el método gravimétrico. el rendimiento, en t∙ha-1, se calculó con base al rendimiento por unidad experimental. por su parte, los índices de crecimiento (tasa de crecimiento del cultivo, tasa de asimilación neta, tasa relativa de crecimiento, índice de área foliar y duración del área foliar) se estimaron con la misma frecuencia de las medidas directas, utilizando las fórmulas indicadas por gardner et al. (1990), basadas en masa seca, área foliar y tiempo (tabla 1). todas las variables estudiadas se procesaron utilizando el software sas (statistical analytical system for windowstm, release 6.12, copyright 1989-1996) para el análisis de varianza y prueba de separación de medias de tukey, y se graficaron en función del tiempo. resultados y discusión altura de planta entre los 15 y 60 días después del trasplante no hubo diferencias estadísticas entre tratamientos. a los 75, 90, 105 y 120 días después del trasplante, se presentaron diferencias estadísticas altamente significativas entre los tratamientos. por la prueba de tukey se pudo establecer que el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 superó al resto de los tratamientos en grado altamente significativo, alcanzando el mayor valor promedio de altura de planta, de 240,33 cm, a los 120 días posteriores al trasplante (tabla 2). el comportamiento diferencial observado en altura de planta para los tratamientos evaluados pone de manifiesto que los genotipos vegetales responden morfológica y fisiológicamente frente a la densidad de potabla 1. ecuaciones para el cálculo de los valores de los índices de crecimiento (según gardner et al., 1990). índice de crecimiento ecuación unidades tasa de crecimiento del cultivo (tcc) 1/(as)∙[(p 2 -p 1 )/t 2 -t 1 )]z g∙m-2∙día-1 tasa de asimilación neta (tan) [(p 2 -p 1 )/(t 2 -t 1 )]∙[(lnaf 2 -lnaf 1 )/(af 2 -af 1 )]y g∙cm-2∙día-1 tasa relativa de crecimiento (trc) (lnp 2 -lnp 1 )/(t 2 -t 1 ) g∙g-1∙día-1 índice de área foliar (iaf) [(af 2 +af 1 )/2]∙(1/as) sin unidades duración del área foliar (daf) (iaf 1 +iaf 2 )(t 2 -t 1 )/2 días zas = área de suelo, p 2 = peso final, p 1 =peso inicial, t 2 = tiempo final, t 1 = tiempo inicial. yaf 2 = área foliar final, af 1 = área foliar inicial. tabla 2.efecto de cuatro densidades de población sobre la altura de plantas de tomate a los 120 días después del trasplante en el valle del sinú medio. densidades de población altura de planta (cm) 25.000 plantas∙ha-1 201,67 az 20.000 plantas∙ha-1 209,67 b 33.333 plantas∙ha-1 224,33 c 50.000 plantas∙ha-1 240,33 d z medias con la misma letra son estadísticamente iguales (tukey p < 0,01). agronomía colombiana 84 vol. 22 · no. 1 blación. rodríguez (2000) comenta que al incrementar la densidad de población, se producen plantas más largas, mientras favaro y pilatti (1997) opinan que las plantas de tomate sembradas a mayor densidad, originan en sus estratos inferiores una mayor proporción de luz rojo lejano (730 nm). este hecho afecta la actividad del fitocromo que se expresa por un incremento en la longitud de los entrenudos y por consiguiente la altura de la planta. en la figura 1 se puede observar que el crecimiento en altura se inicia con cierta lentitud hasta los 30 días después del trasplante. posteriormente, entre los 60 y 105 días se incrementó de manera notoria hasta alcanzar el máximo valor, de 240,33, a los 120 días después del trasplante. esta dinámica seguida por la curva de crecimiento de altura de planta se asemeja a una s oblicua, denominada curva de crecimiento sigmoide, según lo indicado por fogg (1967) y salisbury y ross (1994) para diferentes cultivos. para todos los tratamientos, las curvas sugieren un crecimiento exponencial a partir de los 30 días después del trasplante. figura 1. comportamiento de la altura de planta del tomate en cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. teniendo en cuenta que el genotipo de tomate utilizado en la presente investigación es de tipo indeterminado, el valor promedio máximo de altura de planta obtenido para el tratamiento 4 (50.000 plantas∙ha-1) se encuentra dentro de lo normal para este tipo de variedades, ya que según petoseed co. inc. (s.f.), se pueden alcanzar hasta 3,5 m de altura o más, hasta donde la planta sea capaz de transportar los nutrientes y soluciones desde el suelo hasta la última hoja. téngase en cuenta que no se controló la dominancia apical. a este respecto comenta chamarro (1995) que en los cultivares indeterminados el tallo principal crece en forma continua con inflorescencias internodales laterales cada 3 hojas, pudiendo crecer hasta 10 m por año. número de hojas entre los 75 y 120 días después del trasplante, se presentaron diferencias estadísticas altamente significativas entre los tratamientos evaluados. aplicada la prueba de tukey, se pudo establecer que el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 superó al resto de los tratamientos en grado altamente significativo entre los 90, 105 y 120 días posteriores al trasplante, alcanzando el mayor número de hojas a los 105 días después del trasplante (tabla 3). tabla 3. efecto de cuatro densidades de población sobre el número de hojas por planta de tomate, a los 105 días después del trasplante, en el valle del sinú medio. densidades de población número de hojas 20.000 plantas∙ha-1 121,33 az 25.000 plantas∙ha-1 186,67 b 33.333 plantas∙ha-1 215,33 c 50.000 plantas∙ha-1 218,33 d z medias con la misma letra son estadísticamente iguales (tukey p < 0,01) la figura 2 muestra que el comportamiento del número de hojas a través del tiempo es de tipo sigmoidal, según lo indican fogg (1967) y salisbury y ross (1994). el mayor número de hojas alcanzado por el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1, es un evento favorable para la producción del cultivo, en vista de que la actividad fofigura 2. comportamiento del número de hojas por planta de tomate bajo cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. barraza et al.: estudio del proceso de crecimiento... 852004 tosintética laminar y el crecimiento están estrechamente relacionados, ya que según lo reportado por fogg (1967), la cantidad de fotosíntesis que una planta realiza depende de la superficie de la hoja u órganos fotosintéticos que posea y de la actividad fotosintética por unidad de área de estos tejidos. al mismo tiempo, el área foliar depende del número de hojas, de su velocidad de crecimiento y de su tamaño final (barraza, 2000b). posiblemente, considerando lo reportado por rodríguez (2000), en los tratamientos de 33.333 y 50.000 plantas∙ha-1, con altas densidades de población, las raíces y el follaje de las plantas compitieron con sus vecinas por los recursos aprovechables (agua, nutrientes y radiación) para los diferentes procesos de desarrollo. al incrementar la densidad de población se eleva la demanda por dichos recursos. a la luz de los resultados obtenidos, uno de los aspectos que adquiere mayor importancia, es el manejo de poblaciones más altas en el cultivo de tomate, que según guzmán (1991), pueden llegar hasta 55.555 plantas∙ha-1, siempre y cuando se tenga en cuenta realizar labores culturales como la poda y deshijado de la planta, ya que su efecto contribuye al control de la luz en el cultivo, factor que se puede modificar para aumentar los rendimientos de los cultivos, y en general, según cayón (1992) se obtienen altas producciones por unidad de superficie, por el uso eficiente de la luz durante las etapas iniciales de crecimiento de los cultivos. área foliar para todos los tratamientos, la mayor valor de área foliar se presentó a los 105 días después del trasplante, época en la que también se observaron los máximos valores en el número de hojas. esta situación es favorable para un mejor crecimiento y desarrollo de la planta, el cual contribuye a obtener más altos rendimientos, ya que según petoseed co. inc. (s.f.), a medida que se desarrolla la planta de tomate, las hojas se vuelven más complejas y por lo tanto más funcionales. entre los 90 y 120 días posteriores al trasplante, el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 superó en área foliar al resto de los tratamientos, en grado altamente significativo, alcanzando el mayor valor promedio a los 105 días después del trasplante (tabla 4). los mayores valores de área foliar obtenidos en el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 sugieren una mayor actividad fotosintética laminar, ya que el comportatabla 4. efecto de cuatro densidades de población sobre el área foliar de plantas de tomate, a los 105 días después del trasplante, en el valle del sinú medio. densidades de población área foliar (cm2) 20.000 plantas∙ha-1 4.728,28 az 25.000 plantas∙ha-1 6.859,80 b 33.333 plantas∙ha-1 7.828,99 c 50.000 plantas∙ha-1 8.109,73 d z medias con la misma letra son estadísticamente iguales (tukey p < 0,01). miento de respuesta de la materia seca a incrementos de densidad de población depende en gran medida del área foliar (rodríguez, 2000), y a su vez, según jarma et al. (1999), las plantas con mayor área foliar y ambiente favorable, son capaces de utilizar mejor la energía solar con una fotosíntesis más eficiente. la figura 3 muestra el comportamiento del área foliar a través del tiempo para los tratamientos estudiados. figura 3. comportamiento del área foliar de plantas de tomate bajo cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. tasa de crecimiento del cultivo (tcc) para todos los tratamientos se observó que entre los 15 y 75 días posteriores al trasplante, la tcc aumentó rápidamente, alcanzando los máximos valores a los 75 días después del trasplante. para esta fecha, el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 superó a los demás tratamientos, con una tcc de 40,88 g∙m-2∙día-1. posteriormente, a los 105 días después del trasplante, esta misma densidad de población superó a las demás, con una tcc de 29,26 g∙m-2∙día-1 (figura 4). estos valores indican que las planagronomía colombiana 86 vol. 22 · no. 1 tas de tomate sometidas a cultivo, con una densidad de población de 50.000 plantas∙ha-1, como una comunidad de individuos, tuvieron más ganancia en peso de materia seca por unidad de superficie de suelo y de tiempo. para todos los tratamientos, luego de alcanzar los máximos valores de la tcc, este índice de crecimiento decreció en forma bastante acelerada, hasta el punto de alcanzar valores negativos, que de acuerdo con charles-edwards et al. (1986) se deben a la pérdida de peso de materia seca como consecuencia de la senescencia y caída de hojas. la mayor tcc alcanzada por el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 indica más eficiencia productiva de biomasa por unidad de superficie de suelo y está en concordancia con lo reportado por hunt (1990) en el sentido de que la tcc es un índice de productividad agrícola cuyos valores más altos se reflejan en mayor producción de los órganos de interés para la cosecha, contribuyendo a un mayor rendimiento. tasa de asimilación neta (tan) los valores máximos para todos los tratamientos estudiados se presentaron a los 75 días después del trasplante, siendo mayor para el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1, con un valor de 0,00343 g∙cm-2∙día-1. posteriormente, a los 105 días después del trasplante, para esta misma densidad de población se alcanzó un valor de 0,00070 g∙cm-2∙día-1, superando al resto de las densidades de población (figura 5). de acuerdo con lo anterior, se puede decir que la densidad de población de 50.000 plantas∙ha-1, que también superó al resto de las densidades de población en número de hojas y área foliar, tuvo una mayor ganancia de materia seca por unidad de tejido asimilatorio y por unidad de tiempo, lo cual de acuerdo con gómez et al. (1999), trabajando en papa, indica una mayor eficiencia fotosintética promedio. al ser la fotosíntesis el proceso responsable de la mayor producción de asimilados y con ello de un mayor rendimiento, la relación que existe entre la mayor tcc de las plantas del tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 y la capacidad de dicha población para absorber mayor cantidad de energía lumínica, depende según barraza (2000b) de la efectividad para absorberla con el área de hojas que las plantas son capaces de sostener. este hecho se reflejó en la mayor área foliar de las plantas del tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 al interactuar positivamente con una mayor captación de luz por unidad de área foliar y de suelo. los valores negativos de la tcc al final del ciclo de cultivo en la densidad de población de 50.000 plantas∙ha-1 se debieron posiblemente a factores como el autosombreamiento de hojas y a su caída. esta situación fue más acusada en este tratamiento, en virtud de que a mayor follaje, necesariamente la planta ha de sufrir mayor autosombreamiento y mayor caída de hojas. al respecto, charles-edwards et al. (1986) comentan que la contribución de las hojas sombreadas a la planta puede ser lenta, sin importancia o nula. en general para todos los tratamientos, entre los 90 y 120 días posteriores al trasplante, se presentó una disminución en la velocidad de asimilación neta de fotoafigura 5. tasa de asimilación neta del cultivo de tomate en cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. figura 4. tasa de crecimiento del cultivo de tomate en cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. barraza et al.: estudio del proceso de crecimiento... 872004 similados, lo cual según barraza (2000b) es un reflejo de que en la medida que se producen más hojas, las inferiores van quedando sombreadas y sus tasas fotosintéticas disminuyen en relación directa a la disponibilidad de radiación solar. tasa relativa de crecimiento (trc) los mayores incrementos en masa seca con relación a una masa seca inicial descritos por la trc se presentaron para todos las densidades de población a los 45, 75 y 105 días posteriores al trasplante (figura 6), siendo mayores en general para el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1. demanda, por la forma en que las sustancias para el crecimiento son traslocadas. así, según fogg (1967), el crecimiento de una parte de la planta consume sustancias nutritivas, y como resultado disminuye su concentración en los canales de suministros adyacentes, estableciéndose un gradiente de concentración que parece producir automáticamente el movimiento de otros materiales desde los órganos que incorporan o fabrican sustancias, o que simplemente las ceden con la edad. cuanto más activo sea el crecimiento de una parte, tanto más irán a parar a ella los materiales disponibles, y tanto más se restringirá el crecimiento en otras partes. índice de área foliar (iaf) en la figura 7 se puede observar que el iaf, para todos los tratamientos, en función del tiempo exhibe curvas crecientes, que alcanzaron los valores más altos a los 105 días después del trasplante, siendo el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 superior a los demás. a los 120 días después del trasplante, para todos las densidades de población, el índice de área foliar disminuyó al término del ciclo vital del cultivo. figura 6. tasa relativa de crecimiento del cultivo de tomate en cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. puede observarse, en concordancia con lo reportado por jarma et al. (1999) que la trc inicialmente presentó valores altos que fueron disminuyendo conforme avanzó el ciclo de vida del cultivo. nótese que hubo una disminución de la trc en el periodo comprendido entre los 45 y 60 días después del trasplante, en el cual se dio el proceso de floración. es posible que esta situación, según barraza (2000b) se deba a que al ocurrir dicho proceso, las hojas inferiores del cánopi entraron en senescencia y no fueron ganando peso en vista de que se convirtieron en fuentes que atendían la demanda de fotoasimilados que requerían las flores para su amarre y posterior cuajado de frutos (75 a 90 días después del trasplante). se vislumbra entonces una correlación entre el proceso de crecimiento y el desarrollo de diversas partes de la planta como flores y frutos, el cual según barraza (2000b) puede explicarse en términos del suministro y figura 7. índice de área foliar del cultivo de tomate en cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. se puede afirmar que el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 aprovechó más la radiación presente para las plantas cultivadas, lo cual se manifiesta fisiológicamente en una mayor tasa de traslocación de fotoasimilados hacia los puntos de demanda, que para el caso del cultivo del tomate son principalmente los frutos. esto se encuentra de acuerdo con lo manifestado por fogg (1967) y gómez et al. (1999) en el sentido de que la cantidad de fotosíntesis que una planta realiza depende, agronomía colombiana 88 vol. 22 · no. 1 además de la superficie de la hoja u otros órganos fotosintéticos que posea, del índice de área foliar, es decir del área de los limbos foliares sobre la unidad de superficie de suelo. si bien el iaf expresa el rendimiento de los cultivos por unidad de área foliar y por unidad de área de suelo ocupada por el cultivo (gómez et al., 1999), hay que aclarar que los valores altos de este índice en algunas ocasiones no están relacionados necesariamente con una mayor cantidad de fotosíntesis, ya que el iaf es un concepto que representa para todo cultivo, un promedio de los estratos de follaje que están expandidos, situación que se ve afectada por el hecho de que las hojas no se despliegan sin dejar de encontrarse unas con otras, sino que lo hacen en diferentes ángulos que varían con la morfología de las especies y con las condiciones ambientales en que estén creciendo (barraza, 2000b). para corroborar esto, hunt (1982) indica que algunos valores altos del iaf pueden ocurrir cuando el follaje del cultivo no cubre toda la superficie del suelo. cayón (1992) afirma que la tasa de incremento de la productividad en una comunidad de plantas aumenta con el iaf hasta un valor óptimo, debido a una captación más efectiva de la radiación. valores por encima de este óptimo, hacen caer la productividad por el excesivo gasto energético que demanda la respiración y por la utilización ineficiente de la luz por parte de las hojas inferiores sombreadas, pues éstas no reciben la cantidad suficiente de luz para mantener positivo su balance de carbono. a bajas intensidades luminosas, los valores del iaf no son tan altos como a altas intensidades, en parte porque las hojas inferiores entran en senescencia y mueren más rápido. duración del área foliar (daf) el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 presentó durante todas las fechas posteriores al trasplante mayores valores de daf (figura 8). esto indica que para dicho tratamiento la magnitud del área foliar y su persistencia a través del tiempo, fue mayor. con ello, según hunt (1982) y hubo un mayor aprovechamiento de la radiación solar, lo cual se manifestó en un mayor crecimiento general de las plantas, mayor acumulación de materia seca y mayor rendimiento total. en general, el comportamiento de la daf durante los días posteriores al trasplante es creciente, lo cual cobra figura 8. duración del área foliar del cultivo de tomate en cuatro densidades de población; valle del sinú medio, 2002. importancia al tener en cuenta lo indicado por cayón (1992) en el sentido de que la capacidad para realizar fotosíntesis por parte de las hojas aumenta hasta la madurez, o un poco más, disminuyendo luego con la edad. en efecto, la senescencia reduce la capacidad fotosintética de la hoja, proceso que va acompañado de una aceleración en la degradación de las clorofilas. tal vez, uno de los factores que más contribuye para el envejecimiento de las hojas es que el contenido de nutrimentos se torna limitante y las hojas jóvenes se convierten en depósito preferencial, para donde serán exportados estos nutrimentos (cayón, 1992). rendimiento el rendimiento total por planta alcanzó un valor máximo para el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1, de 1.869,21 g∙planta-1. los tratamientos de 33.333 plantas∙ha-1, 25.000 plantas∙ha-1 y 20.000 plantas∙ha-1 alcanzaron rendimientos totales de 1.699,27 g∙planta-1, 1.546,89 g∙planta-1 y 1.456,60 g∙planta-1, respectivamente (figura 9). el rendimiento total, expresado en ton∙ha-1, de acuerdo con las poblaciones de plantas, se muestra en la tabla 5. nótese que el tratamiento de 50.000 plantas∙ha-1 presenta una mayor población de plantas por unidad de superficie frente a los demás tratamientos. esta alta población, según holle y montes (1982) se traduce en un efecto competitivo entre las plantas sembradas por luz, agua, nutrimentos y espacio físico, tanto sobre la superficie como debajo. de acuerdo con holle y montes (1982), también es importante observar que a mayor densidad de poblabarraza et al.: estudio del proceso de crecimiento... 892004 ción en el cultivo del tomate, se producirá un mayor número de frutos por unidad de superficie sembrada, y por lo tanto, un mayor rendimiento total en peso. según lo anterior, comentan holle y montes (1982), que para una planta hortícola con frutos como el tomate, una alta densidad de población en el cultivo provocará un menor número de frutos por planta, así como el tamaño del fruto será menor. no obstante, en la presente investigación, no hubo concordancia con estas afirmaciones, ya que tanto el tamaño como el número de frutos por planta no presentaron diferencias entre las densidades de población. bibliografía barraza, f.v. 2000a. apuntes sobre hortalizas. impreso universitario. facultad de ciencias agrícolas, universidad de córdoba, montería. 30 p. figura 9. rendimiento total por planta para el cultivo de tomate, sometido a cuatro densidades de población en el valle del sinú medio, 2002. tabla 5. rendimiento total (t∙ha-1) para el cultivo de tomate, sembrado bajo cuatro densidades de población, valle del sinú medio, 2002. densidad de población población (plantas∙ha-1) rendimiento (t∙ha-1) 20.000 plantas∙ha-1 20.000 29,13 az 25.000 plantas∙ha-1 25.000 38,67 b 33.333 plantas∙ha-1 33.333 56.64 c 50.000 plantas∙ha-1 50.000 93,46 d z medias con la misma letra son estadísticamente iguales (tukey p < 0,01). barraza, f.v. 2000b. crecimiento del chile manzano (capsicum pubescens r. y p.) en cuatro soluciones nutritivas bajo invernadero. tesis de maestro en ciencias en horticultura. universidad autónoma de chapingo, méxico. 142 p. cayón, g. 1992. fotosíntesis y productividad de cultivos. revista comalfi 19(2), 23-31. consejo de bienestar rural (cbr). 1962. manual práctico del campesino. cultivo del tomate. caracas. 17 p. chamorro, j. 1995. anatomía y fisiología de la planta de tomate. en: nuez, f. (ed.). el cultivo del tomate. ediciones mundi-prensa, madrid. pp. 43-91. charles-edwards, d.a.; d. doley y g. rimmington. 1986. modelling plant growth and development. academic press, australia. 235 p. favaro, j.c. y r. a. pilati. 1997. cultivo de tomate. en: cultivos bajo invernaderos. centro de publicaciones universidad nacional del litoral y editorial hemisferio sur. segunda edición. buenos aires. pp. 7-33. fogg, g.e. 1967. el crecimiento de las plantas. editorial universitaria de buenos aires (eudeba). 327 p. gardner, f.p., r.b. pearce y r.l. mitchell. 1990. physiology of crop plants. second edition. iowa state press, ames. 327 p. gómez, c., c. buitrago, m. cante y b. huertas. 1999. ecofisiología de papa (solanum tuberosum) utilizada para consumo fresco y para la industria. revista comalfi 26(1-3), 42-55. guzmán, j. 1991. el cultivo del tomate. cuarta edición. espasande, s.r.l. chacaito, caracas. 61 p. holle, m. y a. montes. 1982. manual enseñanza práctica de producción de hortalizas. instituto interamericano de cooperación para la agricultura. serie libros y materiales educativos no.52. san josé. 224 p. hunt, r. 1982. plant growth curves. the functional approach to plant growth analysis. edward arnold publishers ltd., londres. 67 p. hunt, r. 1990. basic growth analysis: plant growth analysis for beginners. unwin hyman ltd., londres. 112 p. jarma, a.; 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iaf máximo a los 61 días: 6,78; la tan a los 24 ddt alcanzó el máximo de 0,00046 g cm-2 día-1; la tcc presentó el máximo a los 35 ddt, con 0,0007 g cm-2 día-1; la afe máxima fue de 497,55 cm2 g-1 al trasplante y la raf alta al trasplante de 483,38 cm2 g-1. la salinidad presente en los suelos del centro agropecuario marengo ocasionó una reducción en los parámetros de crecimiento en lechuga. salinity is a worldwide restriction to horticultural crops, causing growth alterations, low absorption and distribution of nutrients to different organs of the plant, and quality changes. detailed growth analyses of horticultural species such as lettuce had not been carried out yet for crops established in saline soils in the bogota plateau. the present experiment took place in marengo agricultural center, which belongs to universidad nacional de colombia, and is located 12 km from bogota, on the way to mosquera. three plots of 300 m2 each, allowing 8.3 plants/m2, were treated with water from ‘la ramada’ irrigation district, and sampled every week for leaf area and dry weight measurements. growth parameters were estimated with the logistic model and an equation fitted by means of a sas software package. using the functional approach, a series of growth indexes were derived: relative growth rate (rgr), leaf area index (lai), net assimilation rate (nar), crop growth rate (cgr), specific leaf area (sla), and leaf area ratio (lar). rgr was highest (0.1164 g g-1day-1) 10 days after planting (dap). likewise, maximum values were reached by lai (6.78) 61 dap; nar (0.00046 g cm-2day-1) 24 dap; cgr (0.0007 g cm-2day-1) 35 dap; sla (497.55 cm2 g-1) at transplanting, and lar (483.38 cm2 g-1) at transplanting as well. soil salinity at marengo farm was observed to cause reduction in lettuce growth parameters. key words: growth parameters, logistic model, growth rate, salinity. palabras clave: parámetros de crecimiento, modelo logístico, tasas de crecimiento, salinidad. fecha de recepción: 16 de junio de 2008. aceptado para publicación: 19 de febrero de 2009 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 autor de correspondencia. dmirandal@unal.edu.co agronomía colombiana 27(1), 41-48, 2009 análisis del crecimiento de lechuga (lactuca sativa l.) ‘batavia’ cultivada en un suelo salino de la sabana de bogotá growth analysis of ‘batavia’ lettuce (lactuca sativa l.) cultivated in a saline soil of the bogota plateau carlos carranza1, octavio lanchero1, diego miranda1, 2 y bernardo chaves1 introducción la lechuga (lactuca sativa l.) pertenece a la familia compositae. es la hortaliza más cultivada en cundinamarca con un área aproximada de 636 ha con una producción anual de 9.276 t (asohofrucol, 2008). contiene alto porcentaje de agua (90-95%), como también folatos, provitamina a o beta-caroteno y cantidades apreciables de vitamina c, estas dos últimas con acción antioxidante, relacionadas con la prevención de enfermedades cardiovasculares e incluso de cáncer (cci, 2006). en colombia, la agricultura ha experimentado una notable modernización en las zonas de mayor producción y uso intensivo del suelo; si bien esto ha representado un importante incremento de la producción agrícola, también se ha aumentado la tasa de contaminación salina de los suelos en algunas regiones del país, ocasionando en ellas un notable deterioro de los suelos, las aguas y, en general, del 42 agron. colomb. 27(1) 2009 medio ambiente y la productividad de muchos productos agrícolas. estudios realizados en el 2001 por el instituto de hidrología, meteorología y estudios ambientales, ideam (bogotá), suministran información sobre las perspectivas y la degradación de los suelos en cada departamento de colombia. indican que alrededor de 10% del suelo en el país está sujeto a niveles de salinidad de moderados a altos, y 23% a altos o muy altos niveles de erosión. los datos son consistentes en la región norte de colombia donde, por condiciones de salinidad de suelo, entre 45 a 85% de los suelos están afectados. en la sabana de bogotá, una importante fuente de contaminación de los suelos y cultivos ha sido el uso tradicional y continuo de las aguas del río bogotá y sus afluentes con fines de riego, especialmente en las zonas hortícolas (gonzález y mejía, 1995). la alta salinidad en el suelo causa considerables pérdidas en el rendimiento en una amplia variedad de cultivos alrededor del mundo. este problema es más severo en las regiones semiáridas. la salinidad puede inhibir el crecimiento de la planta y reducir la productividad, principalmente por tres factores: el déficit hídrico, la toxicidad por iones y el desbalance nutricional (munns, 2002). el efecto general de la salinidad es reducir la tasa de crecimiento obteniendo hojas más pequeñas, menor altura, y a veces menos hojas. el efecto inicial y primario de la salinidad, especialmente de bajas a moderadas concentraciones, se debe a sus efectos osmóticos (munns y termaat, 1986; jacoby, 1994). otra respuesta fisiológica de las plantas a la salinidad se da disminuyendo la conductancia estomática; de esta forma se reduce la transpiración evitando la sequía fisiológica para mantener la turgencia de las células. la reducción de la conductancia estomática implica el cierre de los estomas y se relaciona, entre otros factores (luz, humedad, co2, temperatura y corrientes de aire), con la disminución del potencial de agua foliar, incluso por encima de la luz intensa. el cierre de los estomas reduce el ingreso de co2 inhibiendo la fotosíntesis, dando como resultado la reducción en la síntesis de fotosintatos. en general, la consecuencia es la disminución en la producción de biomasa, como raíces, hojas, tallos y semillas, relacionados con el área foliar y la longitud de plantas (bernstein, 1961; porta et al., 1994; salisbury y ross, 2000). la lechuga es una especie relativamente sensible a la salinidad, pero tal tolerancia a las sales con frecuencia varía dentro de la misma especie. los valores umbral para las especies de lechuga están en el rango de 1,0 a 1,4 ds m-1, y la pendiente para la disminución del rendimiento, desde 6,2 hasta 8% por ds m-1 (maas, 1986). otros estudios a campo abierto en macetas conducidos por el laboratorio de riverside ca, determinaron que la lechuga es moderadamente sensible a la salinidad, con una conductividad umbral de 1,3 ds m-1 y una pendiente del 13% (ayers et al., 1951). el objetivo de este estudio fue analizar el crecimiento de lechuga, variedad batavia, establecido en un suelo salino, debido a la magnitud del problema de la salinidad en la zona de influencia del rio bogotá. materiales y métodos ubicación y material vegetal el ensayo se realizó en el centro agropecuario marengo de la universidad nacional de colombia, sede bogotá, ubicado en el km 12 vía bogotá-mosquera, a 4° 42' n y 74° 12' w, 2.543 msnm, temperatura anual 12,6°c, precipitación 669,9 mm año-1 y brillo solar 4,2 h diarias. para cada especie se establecieron tres parcelas de 300 m2, con la siembra de plántulas de lechuga ‘batavia’ a una distancia de 40 cm x 30 cm para una densidad de 8,3 plantas/m2. la fertilización se realizó a partir del análisis de suelo (tab. 1), los nutrientes faltantes se suplementaron con fertilizantes químicos edáficos. el suelo presentó una conductividad eléctrica de 2,16 ds m-1 y el agua de riego, 0,95 ds m-1. el manejo agronómico de malezas, plagas y enfermedades se efectuó oportunamente, dependiendo de las poblaciones, niveles y síntomas; finalmente no hubo problemas relevantes que afectaran el ciclo de desarrollo de las plantas. muestreos material vegetal los muestreos se realizaron cada 8 d tomando de cada parcela tres plantas al azar, para un total de 7 muestreos. el área foliar se determinó mediante un acumulador de área tabla 1. resultados del análisis de suelo1. ph co n ca k mg na cic p cu fe mn zn b ar l a textura % meq / 100 g mg kg-1 % 5,59 4,08 0,35 10,5 0,46 3,51 4,94 27,8 48,1 1,04 426 1,49 21,8 0,94 17 47 36 fr 1 laboratorio de suelos y aguas, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 432009 carranza, lanchero, miranda y chaves: análisis del crecimiento de lechuga (lactuca sativa l.) ‘batavia’... foliar licor 3000 (licor inc. lincoln, ne, usa); además, se registraron datos de peso seco mediante su secado en un horno a 60°c durante 72 h. los parámetros de crecimiento se determinaron empleando el enfoque funcional del modelo logístico: la forma del modelo logístico es: donde k > 0 y 0 < y < α. se usa k/α como constante de proporcionalidad debido a que los parámetros se pueden interpretar separadamente. la curva de crecimiento es: donde α, la asintota superior, es el máximo tamaño, es decir, y = α cuando t → ∞ y y = 0 cuando x → -∞ es la asíntota inferior; γ es el tiempo en que se logra la máxima tasa de crecimiento (wm = kα/4) o punto de inflexión, en este punto, y = α/2, y la función es una curva simétrica sigmoidal (flórez et al., 2006). con base en estos coeficientes obtenidos por statistic system analysis (sas), se construyeron las curvas de crecimiento para las plantas establecidas en invernadero y campo. a partir de la información analizada se determinó la eficiencia fisiológica. eficiencia fisiológica para realizar un análisis de la eficiencia fisiológica de una planta en función de sus parámetros de crecimiento se requieren dos operaciones básicas: 1) la cuantificación del material vegetal existente en una planta o cultivo, y 2) la medida del sistema asimilador de esa planta o ese cultivo en intervalos de tiempo sucesivos. de esas operaciones se obtienen medidas directas, como masa seca (w), área foliar total (af), tiempo (t) e índices derivados como la tasa relativa de crecimiento (trc), índice de área foliar (iaf), tasa de asimilación neta (tan), tasa de crecimiento del cultivo (tcc), área foliar específica (afe) y relación de área foliar (raf), que se deben obtener por cálculos del análisis funcional (miranda, 1995) (tab. 2). tasa relativa de crecimiento (trc). es un índice de eficiencia que expresa el crecimiento en términos de una tasa de incremento en tamaño por unidad de tamaño y tiempo (pedroza et al., 1997); representa la eficiencia de la planta como productor de nuevo material y depende de la fotosíntesis total y de la respiración (sivakumar y shaw, 1978); además se propone como una medida que integra el comportamiento fisiológico de las plantas (radford, 1967). es una medida del balance entre la capacidad potencial de fotosíntesis y el costo respiratorio (archila et al., 1998). expresa el incremento en masa seca de la planta en un intervalo de tiempo dado, tomando como referencia el valor inicial de la masa seca producida y acumulada. índice de área foliar (iaf): expresa la superficie de la hoja por unidad de área de superficie ocupada por la planta. aumenta con el crecimiento del cultivo hasta alcanzar un valor máximo en el cual se alcanza la máxima capacidad para interceptar la energía solar, momento en que la tcc es a su vez máxima (hunt, 1982). la reducción del iaf por efecto de salinidad puede ser causado por una disminución en el área foliar especifica (incremento de biomasa por unidad de área foliar) y/o una disminución en la proporción de masa seca acumulada en los tejidos foliares (curtis y läuchli, 1986). tasa de asimilación neta (tan). indica la eficiencia fotosintética promedio, individual o en una comunidad de plantas. la capacidad de la planta para incrementar su masa seca en función del área asimilatoria en periodos cortos a lo largo del ciclo de crecimiento depende del área foliar, de la disposición y edad de las hojas y de los procesos de regulación interna relacionados con la demanda de los asimilados (hunt, 1982). la tan es una medida de la eficiencia promedio de las hojas de la planta o del canopi de un cultivo (brown, 1984), es decir, es una medida indirecta de la ganancia neta de asimilados por unidad de área foliar en una unidad de tiempo; esta no es constante y decrece con la edad de la planta o población. tasa de crecimiento del cultivo (tcc). mide la ganancia de biomasa vegetal en el área de superficie ocupada por la planta. es aplicable a plantas que crecen juntas en cultivos cerrados (hunt, 1982). la máxima tcc ocurre cuando las plantas son suficientemente grandes o densas para explotar todos los factores ambientales en mayor grado. en dy = k y(α-y) dt α y = α 1 + e –k(t–y) tabla 2. componentes de los parámetros de crecimiento determinados en lechuga. índice descripción fórmula unidades trc tasa relativa de crecimiento (1/w )(dw/dt) g g-1 d-1 iaf índice de área foliar la/p adimensional tcc tasa de crecimiento del cultivo (1/p)(dw/dt) g cm-2 d-1 afe área foliar específica la/w cm 2 g-1 raf relación de área foliar la/w cm 2 g-1 tan tasa de asimilación neta (1/la)(dw/dt) g cm -2 d-1 w = materia seca total (g); l a = área foliar; p = área foliar por unidad de superficie de suelo (cm2); lw = materia seca foliar por planta (g); dw/dt = variación de la masa seca en función del tiempo. 44 agron. colomb. 27(1) 2009 ambientes favorables, la máxima tcc ocurre cuando la cobertura de las hojas es completa, y puede representar el máximo potencial de producción de masa seca y de tasas de conversión en un momento dado (brown, 1984). área foliar específica (afe). es una medida de la superficie foliar de la planta en términos de densidad o grosor relativo de la hoja. se define como la relación entre el área total de la hoja y la masa del área foliar de la planta (flórez et al., 2006). relación de área foliar (raf). es un índice de la superficie foliar de la planta con base en la masa seca. se define como la fracción de masa seca total que corresponde a las hojas y sus valores oscilan entre 0 y 1 (flórez et al., 2006). resultados y discusión la conductividad eléctrica observada en el centro agropecuario marengo fue de 2,6 ds m-1, un valor por encima de la tolerancia establecida para la lechuga por maas (1994) y ayers et al. (1951). la lechuga está reportada como una especie moderadamente sensible a la salinidad, presenta un umbral de tolerancia a la salinidad de 1,3 ds m-1 en pasta saturada del suelo, con un porcentaje de reducción de la producción de 13% por cada ds m-1 adicional (maas, 1994). en estudios realizados en condiciones de campo en el laboratorio de salinidad de estados unidos, se determinó que la lechuga es una especie moderadamente sensible a la salinidad, a 1,3 ds m-1 (ayers et al., 1951). en el centro agropecuario marengo se presentó una ce de 2,16 ds m-1, siendo un valor alto y por encima de la tolerancia establecida por estos dos autores. de pascale y barbieri (1995) determinaron que la lechuga puede llegar a bajar su rendimiento hasta en 50% en condiciones de ce de 11,4 ds m-1 en suelo. mizrahi y pasternak (1985) encontraron que en cultivos hortícolas irrigados con aguas a diferentes concentraciones de sal, disminuyen las producciones de los cultivos, pero también aumenta la calidad de los productos a costa de una vida poscosecha más corta. moderados niveles de salinidad pueden ser benéficos para los cultivos por aumentos en la calidad del fruto (petersen et al., 1998; auerswald et al., 1999) y también por la reducción del excesivo vigor vegetativo de los cultivos hortícolas usualmente observados durante los estados de crecimiento (savvas y lenz, 2000). estudios realizados por del amor et al. (1998) para determinar el efecto de la salinidad y calidad del fruto en diferentes estados de crecimiento demostró disminuciones en el área foliar de las plantas tratadas, como la altura, el número total de nudos y la distancia entre nudos. el número de frutos y el peso de los frutos por planta fueron significativamente más bajos en plantas tratadas comparadas con los controles. sin embargo se observó un incremento de los sólidos solubles totales, acidez y contenidos de azúcares en los frutos de las plantas tratadas. pero en el caso específico de la lechuga, disminuye la producción más no aumenta la calidad del producto significativamente. no obstante, en resultados de estudios en campo en israel, el rendimiento y la calidad de la lechuga iceberg no fueron afectados por la irrigación con aguas salinas hasta 4,4 ds m-1 (pasternak et al., 1986). además, se encontró que diferentes tipos de lechuga fueron más significativos a la tolerancia a sales que otros, y que en la lechuga la tolerancia a la salinidad se incrementa con la edad (shannon y grieve, 1999). peso seco y área foliar el peso seco total, foliar y área foliar presentaron un incremento progresivo a través del tiempo hasta alcanzar un máximo de 27,44 g (fig. 1a) y 21,44 g (fig. 1b) para peso total y foliar, respectivamente, y una área foliar máxima de 8.162,45 cm2 (fig. 1c). la tasa de crecimiento de las hojas depende de la masiva e irreversible expansión de células jóvenes, las cuales son producidas por la división celular en los tejidos meristemáticos. de este modo, el suministro subóptimo de nutrientes podría afectar la tasa de crecimiento de las hojas por la inhibición de la tasa de producción y expansión de nuevas hojas (neumann, 1997). la curva modelada tuvo un buen ajuste presentando un r2 de 0,96 para las tres curvas de las cuales se van a derivar los parámetros de crecimiento en lechuga. el crecimiento de las plantas es un resultado directo de la intensiva división y expansión de células meristemáticas. la respuesta primaria a la salinidad está asociada con la tasa de transporte de na+ a los meristemos de los brotes apicales y con otros procesos en la planta que pueden resultar afectados por el incremento en la concentración de sodio dentro del tejido de crecimiento, en especies particularmente sensibles a la salinidad (lazof y bernstein, 1999). la salinidad puede afectar principalmente la elongación foliar, y de ahí el desarrollo del área foliar fotosintética en algunas especies (curtis y läuchli, 1986) y la capacidad fotosintética en otras (cramer et al., 1990). además, la reducción del área foliar por efecto de la salinidad puede ser debida a tres factores: 1) reducción en la tasa de fotosíntesis, 2) reducción en la habilidad para utilizar fotosintatos para el crecimiento, 3) incremento en la utilización de fotosintatos en la respiración (poorter, 1989; cramer et al., 1990). 452009 carranza, lanchero, miranda y chaves: análisis del crecimiento de lechuga (lactuca sativa l.) ‘batavia’... tasa relativa de crecimiento la trc máxima se alcanzó en los primeros 10 d, con 0,1164 g g-1d-1, luego se redujo entre los 20 y 40 ddt (0,06 g g-1d-1) y finalmente al momento de la cosecha 61 ddt presentó un incremento bajo de 0,0053 g g-1 d-1 (fig. 2a). estos resultados se encuentran por debajo a los determinados en estudios realizados en cuatro materiales (dos variedades de lechuga de cabeza: great lakes 118 y climax) de lechuga por archila et al. (1998), quienes encontraron una trc alta de 0,14 g g-1 d-1 a los 21 ddt en todos los materiales, y luego decreció presentando los valores más bajos a los 77 ddt con valores de 0,018 y 0,0057 g g-1 d-1, para los materiales great lakes 118 importada y nacional. los materiales clímax importado y nacional presentaron, en su orden: trc 0,38 y 0,01 g g-1 d-1; generalmente esta reducción es causada por las altas concentraciones salinas en el apoplasto de los tejidos. de igual manera, altas concentraciones de iones en el apoplasto pueden conllevar a la deshidratación de células y tejidos (oertli, 1968). la alta acumulación de iones en el apoplasto es reportada para plantas sensibles a la salinidad, tal como arroz (flowers et al., 1991). índice de área foliar el iaf máximo a los 61 d (6,78) (fig. 2b), fue inferior con respecto a estudios realizados en lechuga por tei et al. (1996) quienes encontraron un valor máximo de 12,7 al momento de la cosecha. archila et al. (1998) reportan valores máximos de iaf de 13,5 a 70 ddt. el efecto del suelo salino sobre el iaf se acentuó por el estrés hídrico que afectó progresivamente la fotosíntesis de las plantas, empezando por la limitación estomática del suministro de co2 cuando el estrés fue suave, terminando en la completa inhibición de los procesos metabólicos relacionados con la fotosíntesis cuando el estrés fue muy severo (medrano y flexas, 2003). tasa de asimilación neta esta tasa fue creciente desde el trasplante hasta alcanzar un valor máximo (0,00046 g cm-2 d-1) a los 24 ddt (fig. 2c) estando por debajo 1,5 veces de los valores máximos obtenidos por archila et al. (1998) a los 33 ddt con los materiales clímax nacional e importado y great lakes 118 importado, con valores de 0,00065, 0,00056 y 0,00086 g cm-2 d-1, respectivamente. esta respuesta se relaciona con el área foliar existente en los primeros d de cultivo, cuyas hojas están más expuestas a la radiación y son más eficientes en la asimilación de co2. la disminución de la tan (0,0000177 g cm-2 d-1) hasta la cosecha, es cinco veces menor a lo reportado por archila et al. (1998) que encontró valores más bajos (0,00009 y 0,000045 g cm-2 d-1) a los 77 ddt para ‘great lakes 118’ nacional e importado, respectivamente. la tan en el desarrollo del cultivo disminuye a través del ciclo de producción. a medida que se forma la cabeza, las hojas externas sobre las internas aumentan el sombreamiento influyendo en la interceptación de la radiación fotosintéticamente activa en los diferentes estratos del canopi afectando las tasas fotosintéticas. tasa de crecimiento del cultivo la tcc se incrementó progresivamente hasta los 35 ddt (0,0007 g cm-2 d-1) (fig. 2d) alcanzando la mayor acumulación de masa seca por unidad de área de suelo ocupada y por d, cifras muy bajas con respecto a las reportadas por archila et al. (1998) donde los valores máximos de la tcc se alcanzaron a los 70 ddt, con 43,1 y 26,71 g cm-2 d-1. en las condiciones de este experimento, la tcc disminuyó a partir de los 35 ddt hasta la cosecha, con valores de a 0 5 10 15 20 25 30 modelado observado w = 28,548/1+e r2 = 0,96 b p es o se co fo lia r (g ) 0 5 10 15 20 25 w = 22,545/1+e r2 = 0,96 c días después del trasplante (ddt) 0 10 20 30 40 50 60 0 2000 4000 6000 8000 w = 12844,1/1+e r2 = 0,96 p es o se co to ta l ( g) á re a fo lia r (c m 2 ) -0,1182*(d-35,141) -0,1103*(d-35,747) -0,0973*(d-56,764) figura 1. compor tamiento del peso seco total, peso seco foliar y área foliar con la modelación ajustada de los puntos observados en lechuga. 46 agron. colomb. 27(1) 2009 ia f tr c ( g g1 dí a1 ) r a f (c m 2 g1 ) ta n ( g cm 2 dí a1 ) 0 1 2 3 4 5 6 7 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 días 0 10 20 30 40 50 60 200 250 300 350 400 450 500 días 0 10 20 30 40 50 60 a b c d f a fe ( cm 2 g1 ) 250 300 350 400 450 500 e tc c ( g cm 2 dí a1 ) 7,0e-4 6,0e-4 5,0e-4 4,0e-4 3,0e-4 2,0e-4 1,0e-4 0 5,0e-4 4,5e-4 4,0e-4 3,5e-4 3,0e-4 2,5e-4 2,0e-4 1,5e-4 1,0e-4 5,0e-5 0 figura 2. parámetros de crecimiento en lechuga. a. tasa relativa de crecimiento (trc); b. índice de área foliar (iaf); c. tasa de asimilación neta (tan); d. tasa de crecimiento de cultivo (tcc); e. área foliar específica (afe); f. relación de área foliar (raf). 0,00012 g cm-2 d-1. esta respuesta está asociada al efecto osmótico de la salinidad que contribuye a reducir la tasa de crecimiento, y que se asocia con cambios en el color de las hojas y modificaciones en parámetros como la relación raíz/brote y la tasa de maduración. por otra parte presenta el efecto iónico que se manifiesta generalmente en daños en hojas y meristemos o como síntomas típicos de desórdenes nutricionales (shannon y grieve, 1999). área foliar específica se presentó una máxima afe de 497,55 cm2 g-1 al momento del trasplante, y una disminución progresiva hasta los 33 ddt (229,79 cm2 g-1) e incremento posterior hasta 383,43 cm2 g-1 a los 61 ddt (fig. 2e). la disminución en el área foliar hasta los 33 ddt se debió posiblemente a la menor expansión celular y transporte de fotoasimilados hacia los puntos de crecimiento. el aumento hasta el final de la cosecha se 472009 carranza, lanchero, miranda y chaves: análisis del crecimiento de lechuga (lactuca sativa l.) ‘batavia’... relaciona con el incremento en el peso seco total de la planta para la formación de la cabeza, aunque con una menor área foliar expuesta. estos resultados concuerdan con los obtenidos por de pascale y barbieri (1995) y maas (1994), quienes aseguran que la calidad de los cultivos hortícolas está influida por la salinidad del suelo, determinando que a mayores niveles de salinidad se reduzca significativamente el área foliar y se incremente tanto el peso específico de la hoja y como el porcentaje de materia seca generando hojas más gruesas y suculentas. de igual manera kalaji y pietkiewicz (1993) mencionan que un cambio morfológico de las plantas expuestas a la salinidad están caracterizadas por la suculencia y el xeromorfismo. fitter y hay (1989) aseguran que la suculencia es importante en la regulación de la temperatura y el balance hídrico, especialmente en periodos calientes y secos del año. dajic (2006) menciona que la suculencia está asociada con la habilidad para compartimentación intracelular proveyendo una mayor capacidad (volumen de vacuolas) para almacenamiento de sales. relación área foliar se presentó una alta raf al momento del trasplante 0 ddt de 483,38 cm2 g-1 y, disminuyó hasta 175,97 cm2 g-1 a los 34 ddt y se incrementó hasta la cosecha 61 ddt obteniendo un valor final de 298,62 97 cm2 g-1 (fig. 2f). la máxima raf obtenida es superior 1,3 veces a la obtenida por archila et al. (1998) de 300 cm2 g-1 a los 35 ddt en los materiales de la variedad clímax nacional e importada y a los 77 ddt donde, en los cuatro materiales, la raf disminuyó hasta 200 cm2 g-1. los valores altos iniciales de la raf pueden ser debidos a que las plantas utilizan sus fotoasimilados en mayor cantidad para el desarrollo y crecimiento de las áreas fotosintéticamente activas, generando gastos energéticos, lo que conlleva a menor peso. cuando la planta se encuentra en el estado de posroseta, continúa la formación de nuevas hojas, las cuales se ubican en el estrato foliar interno de la cabeza y, de esta manera, no reciben suficiente radiación solar, lo cual puede conducir a baja actividad fotosintética, y es posible que este conjunto de hojas actúen como demanda de los fotoasimilados que producen las hojas que conforman los estratos periféricos de la cabeza. también, durante este estado del desarrollo, algunas hojas cesan su expansión mientras que otras entran en senescencia, y así se tienen plantas que acumulan mayor materia seca y disminuyen su área fotosintéticamente activa, y esto lleva a menores valores de la raf (archila et al., 1998). conclusiones la lechuga ‘batavia’ establecida en un suelo moderadamente salino presentó disminuciones en las tasas de crecimiento trc, iaf, tan, tcc y afe. los parámetros de mayor afectación fueron aquellos relacionados con el área foliar y la acumulación de masa seca foliar, lo que demuestra la sensibilidad de esta especie a la salinidad. literatura citada archila, j., u. contreras, h. pinzón, h. laverde y g. corchuelo. 1998. análisis de crecimiento de cuatro materiales de lechuga (lactuca sativa). agron. colomb. 16(1), 68-75. asohofrucol. 2008. lechuga. en: asohofrucol, http://frutasyhortalizas.com.co; consulta: diciembre de 2007. auerswald, h., d. schwarz, c. kornelson, a. krumbein y b. brukner. 1999. sensory analysis, sugar and acid content of tomato at different ec values of the nutrient solution. scientia hort. 82, 227-242. ayers, a.d., c.h. wadleigh y l. bernstein. 1951. salt tolerance of six varieties of lettuce. proc. amer. soc. hort. sci. 57, 237-242. bernstein, l. 1961. osmotic adjustment of plants to saline media i. steady state. amer. j. bot. 48, 909-918. brown, r.h. 1984. growth of the green plant. pp. 153-174. en: physiological basis of crop growth and development. american society of agronomy, madison. cramer, g.r., e. epstein y a. läuchli. 1990. effects of sodium, potassium, and calcium on salt-stressed barley. i. growth analysis. physiol. plant. 80, 83-88. corporación colombia internacional (cci). 2006. entorno nacional. pp. 41-44. en: plan hortícola nacional. corporación colombia internacional, bogotá. curtis, p.s. y a. läuchli. 1986. the role of leaf area development and photosynthetic capacity in determining growth of kenat under moderate salt stress. aust. j. plant physiol. 18, 553-565. dajic, z. 2006. salt stress. pp. 41-99. en: madhava, k.v., a.s. raghavendra y k. janardhan (eds.). physiology and molecular biology of stress tolerance in plants. springer, dordrecht, the netherlands. del amor, f.m., m. carvajal, v. martínez y a. cerdá. 1998. response of muskmelon plants (cucumis melo l.) to irrigation with saline water. acta hort. 456, 263-268. de pascale, s. y g. barbieri. 1995. effects of soil salinity from longterm irrigation with saline-sodic water on yield and quality of winter vegetable crops. scientia hort. 64, 145-157. fitter, a.h. y r.k.m. hay. 1989. environmental physiology of plants. academic press, san diego, ca. flórez, v., d. miranda, b. chaves, l. chaparro, c. cárdenas y a. farías. 2006. parámetros considerados en el análisis de crecimiento en rosa y clavel en los sistemas de cultivo en suelo y en sustrato. en: flórez, v., a. de la c. fernández, d. miranda, b. chaves y j.m. guzmán (eds.). avances sobre fertirriego en la floricultura colombiana. universidad nacional de colombia, bogotá. flowers, t.j., m.a. hajibagheri y a.r. yeo. 1991. ion accumulation in the cell walls of rice plants growing under saline conditions: evidence for the oertli hypothesis. plant cell environ. 14, 319-325. 48 agron. colomb. 27(1) 2009 gonzález, s. y l. mejía. 1995. contaminación con cadmio y arsénico en suelos y hortalizas de un sector de la cuenca del río bogotá. suelos ecuatoriales 25, 51-56. hunt, r. 1982. plant growth curves. the functional approach to plant growth analysis. edward arnold publishers, london. jacoby, b. 1994. mechanisms involved in salt tolerance of plants. pp. 97-123 en: pessarakli m. 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papa precocida enlatada o congelada. 16, 20 y 21 y papa frita en hojuela el cultivar 23. el trabajo se realizó en la corporación colombiana de investigación agropecuaria, corpoica, regional uno, centro de investigación tibaitatá en mosquera. palabras claves: recursos genéticos, variabilidad, papa criolla y solanum phureja. s u m m a r y the objective of this research was to evaluate the industrial characteristics of 50 accessions of creole potato (solanum phureja juz et buk). seventeen variables were included: 10 qualitative and 7 quantitative variables. the qualitative variable defined the tuber morphology and the quantitative ones determined the agronomic behavior of cultivars. the obtained data were subjected to correlation analysis, and the main components to cluster analysis. it was found that the first three main components expressed 85% of the 1 p r o f e s o r a s o c i a d o . f a c u l t a d d e a g r o n o m í a . u n i v e r s i d a d n a c i o n a l d e c o l o m b i a . b o g o t á e . m a i l : g a l i g a r r e t o m @ u n a l . e d u . c o . 2 i n v e s t i g a d o r a . p r o g r a m a n a c i o n a l d e r e c u r s o s g e n é t i c o s y b i o t e c n o l o g í a ve g e t a l . c o r p o i c a , c . i . ti b a i t a t á . total variability, where the characteristics more important are represented by the equatorial diameter 1, equatorial diameter 2, longitudinal diameter, specific gravity and the content of reducing sugars. the cluster analysis showed four groups with subgroups where subgroups 2a and 3d showed the accessions with best industrial characteristics. the genotypes selected for industrial processing were: pickle in brine or vinegar. 16, 20, 21, 68, 79, 80 and 81; canned precooked or frozen potato. 16, 20 and 21. the present research was carried out in the colombian corporation of agricultural research, corpoica), regional one, tibaitatá research center in mosquera. key words: genetics resources, variability, creole potato and solanum phureja. i n t r o d u c c i o n la papa es una especie de reconocida importancia en el mundo. ocupa el cuarto lugar como producto alimenticio agrícola después del arroz, el trigo y el maíz. en colombia es importante como alimento básico de la población y ocupa un área sembrada de 170.000 hectáreas por año (herrera, 2000). colombia es el primer productor de papa criolla (s. phureja) en latinoamérica con un buen mercado interno en los departamentos de antioquia, valle del cauca, boyacá, nariño y cundinamarca. en la actualidad la industria de procesamiento del tubérculo está en crecimiento en las presentaciones de papas fritas y conservas y se ha comenzado a suplir con este producto los mercados europeos, con presentaciones en frito, enlatados y en vidrio (bonilla, 1997). las principales fortalezas de la papa criolla son: el alto valor nutricional, el buen sabor, el ciclo de vida corto, inferiores costos de producción y un alto potencial de exportación como producto exótico procesado. los problemas del producto tienen que ver con el alto grado de mezcla de tubérculos de las variedades nativas y la heterogeneidad en tamaño del mismo y la alta perecebilidad, entre otros (cardona, 2000). mediante la industrialización de productos de las papas nativas se ha reportado que una buena calidad f e c h a d e r e c e p c i ó n 1 3 d e s e p t i e m b r e d e 2 0 0 2 a c e p t a d o p a r a p u b l i c a c i ó n 2 5 d e m a r z o d e 2 0 0 3 agronomía colombiana 84 vol. 21 · nos. 1-2 en fresco, puede presentar características desfavorables para el procesamiento: como alto contenido de azucares, ojos medianos a profundos y piel oscura, que en concepto de los procesadores son limitantes que enfrenta la industria y que se traducen en la ausencia de variedades que reúnan los requisitos específicos que esta requiere (pineda, 1996). la utilización de productos procesados está en aumento debido al cambios de hábitos de consumo, influenciados por varios factores, entre estos: la concentración de la población en las grandes ciudades, la dedicación de menos tiempo a las labores del hogar, el elevado costo de la energía para la preparación de alimentos. la gravedad especifica esta influenciada principalmente por la temperatura y humedad del ambiente cuando se realiza la evaluación, la madurez del tubérculo, los factores climáticos, edafológicos y agronómicos. hernández (1989) citando a shaw y booth declara que el método de la gravedad especifica sirve para estimar el contenido de materia seca y el contenido de almidón, basándose en la existencia de tablas de conversión diseñadas por hougland (1966) y burton (1948) para papa. los altos valores de gravedad especifica de estos materiales evitarían que absorban demasiado aceite durante la fritura del producto entero y un contenido de materia seca superior al 20% sirve para mantener un buen rendimiento (talburt et al, 1959). el contenido de materia seca determina el rendimiento industrial de las chips o papa en hojuela. mientras más rico en almidón sea el tubérculo menos agua contiene y, por consiguiente, el rendimiento industrial es mayor ( 4 5 kg. de papa por 1 kg. de chips). las pérdidas durante el pelado son mayores en tubérculos de calibre pequeño que con las grandes, además, las hojuelas de dimensiones muy grandes se rompen en las bolsas. por esta razón , los tubérculos deben tener dimensiones entre 4 6 cm ; con calibre homogéneo. (guerra, 1989; herrera, 2000). la reacción de maillard entre los azucares reductores y aminoácidos juega un papel importante en el proceso de coloración oscura producido y la disminución del valor nutricional. las investigaciones han demostrado que 2.5 3 mg de azucares reductores por gramo de peso fresco debe ser considerado como el máximo nivel permisible para hojuelas, para tiras el límite es cerca de 5 mg por gramo de peso fresco. (harris, 1992) la papa fresca recién cosechada contiene poco azúcar. los azucares reductores y totales varían de una variedad a otra, esto es, en unas alcanza valores superiores a otras, aunque hayan crecido y fueran cosechadas de la misma manera, difiriendo en su habilidad para convertir el almidón después de su almacenamiento. (guerra, 1989). algunas veces el contenido alto de azucares reductores puede ser encontrado inmediatamente después de la cosecha y en el periodo de curado. en muchos casos sin embargo se desarrolla durante el periodo de almacenamiento. los factores que más afectan el contenido de azucares reductores son: la temperatura proporcionada antes de procesar, la variedad, la composición del suelo, la fertilización, el ambiente y el suministro de agua. (harris, 1992). los tubérculos destinados a la fabricación de papa precocida enlatada o congelada deben ser de bajo calibre (clase 2 y 3) y tener buena consistencia durante la cocción (ausencia de ruptura en el momento del escaldado), su gravedad especifica (ge) superior a 1.080, piel blanca o crema, libre de daños y enfermedades, y textura firme. (guerra, 1989) además, se necesita que estos tubérculos no sean susceptibles al oscurecimiento después de cocinar, según harris (1992) lo que se debe a los contenidos de ácido clorogénico y ácido cítrico presentes en la papa. este tipo de producto puede ser utilizado en microondas, fritura o cocción completa (jaimes et al., 1996, gómez y ramírez, 1999) y empacados al vació en bolsas plásticas. el producto para papa frita en hojuela necesita tubérculos regulares de forma redonda o comprimida, de diámetro superior a 4 cm, piel clara, libre de daños internos y verdeamientos. la gravedad especifica debe ser mayor a 1.080. moreno (2000) y estrada (2000) señalan que los componentes más significativos para la industria de procesamiento son el porcentaje de materia seca y bajo contenido de azucares reductores. otras de las características para uso industrial son la ausencia de pigmentos de antocianinas y ojos superficiales del tubérculo. estudios hechos con anterioridad en esta especie de papa se evidenció la existencia de alta variabilidad genética destacándose las características morfológicas: forma general del tubérculo, formas raras del tubérculo, color primario de piel del tubérculo y color secundario de piel del tubérculo como variables importantes (bonilla, 1997). la colección central colombiana de papa criolla (solanum phureja), posee un valioso recurso genético que hasta ahora solo ha sido caracterizado a nivel morfológico. el objetivo de este estudio fue evaluar 50 accesiones de papa criolla por su comportamiento en el procesamiento de la industria para alimentos. m a t e r i a l e s y m e t o d o s este estudio se realizó en el año 2001 en la corporación colombiana de investigación agropecuaria, corpoica centro de investigación tibaitatá regional uno. en el cuadro 1, se presenta la procedencia de los 50 cultivares de papa solanum phureja de la colección central colombiana (ccc). para evaluar las características industriales del tubérculo se tuvieron en cuenta las variables cuantitativas : peso fresco, diámetro longitudinal, diámetro ecuatorial 1, ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 852003 diámetro ecuatorial 2, gravedad especifica, materia seca y contenidos de azucares reductores, las variables cualitativas: forma general del tubérculo, forma rara, profundidad de ojos, color primario de piel, intensidad del color primario de piel, color secundario de piel, distribución del color secundario de piel, color primario de carne, color secundario de carne, distribución del color secundario de carne fueron evaluadas según los descriptores del centro internacional de la papa, cip (huaman, 1994). las variables en el orden de evaluación fueron:1. peso del tubérculo: se realizó la medición a cinco tubérculos limpios representativos de cada genotipo, 2. diámetro longitudinal: la medida fue tomada teniendo en cuenta el eje del tubérculo que parte del lugar donde estaba sujeto a la planta, 3. diámetro ecuatorial i: se tomó la medida del eje transversal menor del tubérculo, 4. diámetro ecuatorial ii: se realizó la medida tomando el eje transversal mayor del tubérculo, 5. forma general del tubérculo, 6. forma rara del tubérculo, por ser las variables 5 y 6 de tipo cualitativas se evaluó cada genotipo tomando un grupo de tubérculos representativos, 7. profundidad de ojos: se evaluó comparando un grupo de tubérculos representativos de cada genotipo con los descriptores del cip, 8. color primario de piel, 9. intensidad del color primario de piel, 10. color secundario de piel, 11. distribución del color secundario de piel, 12. color primario de carne, 13. color secundario de carne, 14. distribución del color secundario de carne, (huamán, 1994), (cuadro 2), 15. gravedad específica: la medición se realizó siete días después de la cosecha mediante la relación peso en aire dividido por la diferencia de peso en aire con peso en agua, 16. materia seca: se tomó la lectura de su peso en fresco y peso seco en estufa a 65 ºc hasta alcanzar un peso constante (a las 72 horas), 17. azúcares reductores: se peso un gramo de muestra previamente secada y molida a la cual se le aplicó el método cuantitativo para la extracción de azúcares reductores de nelson – somogy, (gutiérrez, 1994). adicionalmente a la descripción por las 17 variables ya mencionadas las accesiones se clasificaron por grupos que cuadro 1. accesiones de solanum phureja juz et. buk. del banco de germoplasma colombiano. corpoica tibaitata linea nombre procedenc. linea nombre procedencia 1. uva nariño 32. algodona nariño 2. chaucha blanca nariño 36. s.n. fdr.3 cip . lima 3. borrega amarilla nariño 37. s.n.fdr.34 cip . lima 4. chaucha colorada nariño 38. s.n.1 sin dato 5. mambera nariño 40. soliman sin dato 6. chaucha ratona nariño 42. criolla rosada boyacá 7. borrega blanca nariño 45. chaucha nariño 8. chaucha mambera nariño 47. chaucha carilla nariño 10.borrega amarilla nariño 49. chaucha negra nariño 11. mambera nariño 52. s.n. sin dato 12. borrega amarilla nariño 53. s.n. u.v.eeuu. 13. chaucha ratona nariño 54. s.n. nariño 14. borrega blanca nariño 63. pepina amarilla santander 16. yema de huevo nariño 65. chaucha ratona nariño 17. ratona nariño 66 chaucha nariño 20. yema de huevo nariño 68 careta cauca 21. algodona nariño 70. s.n. cauca 22. borrega nariño 73. criolla boyacá 23. naranjilla nariño 74. s.n. boyacá 24. ratona roja nariño 75. criolla negra valle 25. borrega blanca nariño 78. chaucha negra cauca 26. uva nariño 79. chaucha ojona cauca 27. ratona chinqueña nariño 80. s.n. cauca 28. chaucha botella amarilla nariño 81. chaucha colorada redonda valle 31. chaucha morada nariño 87.turma de perro quíndio fuente : corpoica, 1994. agronomía colombiana 86 vol. 21 · nos. 1-2 cumplieron con los requerimientos industriales para ser utilizados en el procesamiento de papa entera precocida para productos enlatados y congelados, encurtido fresco y fermentado y papa frita en hojuelas(iica, 1999), (cuadro 3). el análisis estadístico se realizó mediante estadísticas descriptivas como la estimación de correlaciones, promedios y desviaciones estándar y estadísticas multivariadas de componentes principales que permite transformar un cuadro 2. rango de las variables cualitativas evaluadas a 50 accesiones de solanum phureja juz et. buk. variable escala forma general del tubérculo 1. comprimido 8. alargado forma rara del tubérculo 1. aplanado 9. tuberosado profundidad de ojos 1. sobresaliente 9. muy profundo color primario de piel 1. blanco crema 9. negruzco intensidad del color primario de piel 0. ausente 3. oscuro color secundario de piel 0. ausente 9. negruzco distribución del color secundario de piel 1. en los ojos 7. pocos puntos color primario de carne 1. blanco 8. violeta color secundario de carne 0. ausente 9. rosado distribución del color secundario de carne 0. ausente 7. salpicado fuente : huamán, 1994. cuadro 3. variables y parámetros utilizados por la industria para la selección de las variedades de papa criolla. variables encurtidos pre cocido fritos salmuera vinagre enlatado congelado hojuela tiras forma y tamaño (la longitud se mide por la parte ancha) 2.5 cm. redondo y/o comprimido 2.5 cm. redondo y/o comprimido 2.5 cm. redondo y/o comprimido 2.5 cm. redondo y/o comprimido papa pareja 4.0 6.5 cm. primera (semi cero) 6.5 8 cm 5 cm o mas profundidad de ojos sobresalientes y/o superficiales características de rechazo descripción: suma de defectos plagas: tecia, chiza, tiroteador, gusano blanco, babosa trozador máximo 8% daños / microorganismos: alteraciones por bacterias, hongos, etc. máximo 3% daño físico: papa asoleada, magullada, cortada, pardeada, papa hueca. 10% máximo mínimo 3% descripción: internos y externos se clasifican según porcentaje en peso en: leve, intermedio y critico. daños internos: pulpa de color diferente o papa hueca. daños externos: causados por: microorganismos, plagas asoleada, tallada, magullada. no se aceptan con mas del 3% tiroteador, centro café o negro, mezcla de variedades. color color de piel: amarillo intenso equivale en escala internacional a 2.7 como máximo mínimo 5 en escala de colores máximo 3 en escala internacional materia seca 18% mínimo 18% mínimo porcentaje de quemado 15% en línea como máximo 30% máximo fuente: iica, 1999 ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 872003 conjunto de variables a un nuevo grupo de variables no correlacionadas y agrupamientos con representación en un dendograma a partir de la salidas de los componentes principales y de la matriz de distancias euclidianas estandarizada entre las accesiones, el dendograma se construyó mediante el ligamiento promedio (upgma) (pla, 1986). en el procesamiento de los datos se utilizaron los sistemas sas versión 6.10 y ntsys versión 2.0 (sas, 1996, rohlf, 1994). r e s u l t a d o s y d i s c u s i o n descripción varietal el tamaño de los tubérculos de la muestra estudiada de la colección central colombiana se encuentra en su mayoría en las clases 2 (20 a 35 g) y 3 (menor de 25 g), ya que los valores máximos y mínimos de las variables peso fresco, diámetro longitudinal, diámetro ecuatorial uno y diámetro ecuatorial dos se encuentran dentro de un rango reducido para la mayor parte de los genotipos. según el ica (1997) las clases cero y uno presentan peso de tubérculo mayor a 50 g y entre 36 y 50 g, respectivamente. en el cuadro 4, se observa que el 68% de los cultivares tienen forma general (fg) del tubérculo y el 32% restante presenta formas raras (fr), los primeros se caracterizan por presentar tubérculos redondos un 28%, comprimidos 22%, es decir que un 50% tiene la forma de tubérculo requerida por la industria, mientras, que de los tubérculos con formas raras, un 20% es de forma concertinada. el 98% de la muestra posee una profundidad de ojos aceptable para procesar (superficial o medio), que favorecen las operaciones de limpieza y pelado durante el procesamiento. el 46 % de la población estudiada ofrece la posibilidad de enriquecer el mercado con variedades de papa criolla con un color secundario de piel, diversificando la presentación de los productos con papa entera. cuadro 4. estadística descriptiva para las variables cualitativas evaluadas a la muestra de solanum phureja. variable valor mínimo valor máximo moda detalle v5 forma general (fg) 1 7 2 redondo 28%, comprimido 22%, obovado 10%, elíptico 4%, oblongo4% v6 forma rara (fr) 3 8 8 concertinado 20%, fusiforme 8% , falcado 2%, reniforme 2% v7 profundidad de ojos (po) 1 7 3 superficiales 54%, medio 38%, sobresalientes 6%, profundo 2% v8 color principal piel (cpp) 1 8 2 amarillo 50%, rojo 22%, morado 12%, rosado 6%, blanco crema 4% v9 intensidad color principal piel (icpp) 1 3 2 intermedio 50%, oscuro 32%, pálido 18%. v10 color secundario piel (csp) 0 8 0 ausente 54% amarillo 20%, morado 16%, rojo 6%, rosado 4% v11 distribución color secundario piel (dcsp) 0 6 0 ausente 54% manchas salpicadas 18%, como anteojos 10%, manchas dispersas 8%, en los ojos 6%, alrededor de los ojos 2%, en las cejas 2% v12 color principal carne (cpc) 1 5 1 crema 30%, blanco 30%, amarillo 40% v13 color secundario carne (csc) 0 7 3 amarillo 50%, crema 22%, ausente 14%, morado 14%, blanco 4%, rojo 2% v14 distribución color secundario carne (dcsc) 0 5 1 pocas manchas 56%, anillo vascular y medula 16%, ausente 14%, anillo vascular amplio 8%, áreas 6% el 50% de los genotipos presentan tubérculos de piel color amarillo, el 22% tiene piel roja, el 12% piel morada, el 6% rosada y un 6% rojo morada; con una intensidad en el color principal de piel (icpp): intermedia del 50% y oscura el 32% de las accesiones estudiadas. el color secundario de piel (csp) se descartó en el 54% de los casos, pero se presentó el 20% combinado con amarillo y un 16% combinado con morado; la distribución del color secundario de piel (dcsp) en los tubérculos se encontró como manchas salpicadas, como anteojos, manchas dispersas y en las cejas. los promedios y valores máximos de las siete variables cuantitativas mostradas en el cuadro 5, señalan que existe un alto grado de variación en los 50 genotipos de papa criolla estudiados, ya que la característica mas variable es el contenido de azucares reductores con una desviación estándar de 17.22, otra caracterísagronomía colombiana 88 vol. 21 · nos. 1-2 tica con una variación importante fue el peso fresco con 9.97. en contraste y la característica más estable fue la gravedad específica con un valor de desviación estándar de 0.0118. selección de genotipos para uso industrial en el cuadro 6, se presentan los genotipos seleccionados para la fabricación de encurtidos envasados, los cuales sobresalen por su color de piel: en un solo tono oscuro o combinado (rojo, rosado). el 57% de las accesiones posee color de piel distinto al amarillo o combinado con amarillo. el 43% restante son de color amarillo, que es la presentación tradicional de esta especie en el mercado. con respecto al contenido de materia seca todos los genotipos sobresalientes para este tipo de presentación como producto procesado tienen materia seca superior al 20%, lo cual asegura un mayor rendimiento durante el procesamiento. en referencia a las accesiones destinadas a la fabricación de papa precocida, enlatada o congelada que puede ser utilizada en microondas, fritura o cocción completa, las colectas seleccionadas aparecen relacionadas en el cuadro 7 y son de forma comprimida, redonda y de tamaño clase 3, estos tubérculos tiene una masa firme, menos harinosa y se abren menos que los tubérculos de mayor calibre. además, presentan color principal de piel y pulpa amarillo. según porras (2000), en el momento actual este tipo de tubérculos de la especie solanum phureja están siendo impulsados por fedepapa (federación nacional de productores de papa) y cevipapa (centro virtual de la papa) para aumentar el consumo y comercialización del clon 1 seleccionado “yema de huevo” . cuadro 5. estadística descriptiva de las variables cuantitativas evaluadas a la muestra de solanum phureja. variable valor mínimo valor máximo promedio desviación estándar v1 peso fresco (pf) g 7.6 44.49 24.04 9.97 v2 diámetro longitudinal (dl) cm 2.01 10.98 2.9 1.74 v3 diámetro ecuatorial 1 (de 1) cm 1.53 4.07 2.92 0.58 v4 diámetro ecuatorial 2 (de2) cm 1.7 4.27 3.24 0.62 v15 materia seca (ms) % 16.12 27.46 20.84 2.06 v16 azucares reductores (ar) 0.27 62.59 22.2 17.22 v17 gravedad especifica (ge) 1.05020 1.1047 1.077 0.0118 cuadro 6. genotipos aptos para el procesamiento de encurtidos en salmuera o vinagre. gn fg po cpp icpp csp dcsp* cpc %ms ge 16 comprimido superficial amarillo oscuro amarillo 20.5 1.105 20 comprimido superficial amarillo oscuro amarillo 20.46 1.09 21 comprimido media amarillo intermedio crema 24.01 1.087 68 redondo superficial rojo intermedio amarillo mch.dis. blanco 20.54 1.081 79 redondo media rojo oscuro amarillo 22.32 1.087 80 comprimido superficial amarillo pálido rosado mch.sal. amarillo 24.85 1.084 81 comprimido superficial rojo oscuro crema 21.63 1.077 *: mch.sal : manchas salpicadas ; mch.dis. : manchas dispersas ; pf. peso fresco. cuadro 7. genotipos aptos para el procesamiento de productos precocidos enlatados o congelados. gent. fg pf (g) po cpp cpc %ms ge 16 comprimido 10.12 superficial amarillo amarillo 20.5 1.1047 20 comprimido 7.60 superficial amarillo amarillo 20.46 1.0899 21 comprimido 12.78 media amarillo crema 24.01 1.0869 ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 892003 el cuadro 8 muestra la accesión 23, que fue seleccionada para el procesamiento de papa frita en hojuela ya que cumple con el requisito de un diámetro de 4.4 cm , bajo contenido de azucares reductores y color amarillo en la carne del tubérculo. análisis de la variabilidad genética de la colección por parámetros de la industria las correlaciones presentadas en el cuadro 9 muestran alta significancia entre los diámetros ecuatoriales y el peso fresco; entre la gravedad especifica y la materia seca y una correlación inversa entre el contenido de azucares reductores y la gravedad especifica. el valor del coeficiente de correlación entre el contenido de materia seca y la gravedad especifica fue de 0.5401, con alta significancia para la muestra de la especie solanum phureja estudiada, aunque las investigaciones de la especie tuberosum hechas por houghland (1966) revelaron un coeficiente de correlación entre la gravedad especifica y la materia seca de + 0.8083, siendo medidas estas dos variables en papas americanas. así mismo burton (1948), encontró un coeficiente de correlación entre las mismas variables de +0.937 en papas europeas. según houghland (1966) los tubérculos sembrados en américa poseen altos contenidos de materia seca no almidonosa. esta diferencia con los tubérculos europeos aumenta ligeramente la medida de la materia seca. como se encontraron correlaciones altamente significativas entre las variables estudiadas se realizó un análisis multivariado de componentes principales para conocer la relación que existe entre las mismas y como influye el conjunto de las variables en la clasificación de las accesiones (pla, 1986). cuadro 8. genotipo apto para el procesamiento de papa frita en hojuela. gen. fg po cpp csp cpc dl dec2 %ms ar (mg/g pf) ge 23 redonda media amarillo rojo amarillo 4.40 cm 4.21 cm 19.72 1.89 1.0815 cuadro 9. matriz de correlación de las variables cuantitativas evaluadas en la colección. pf dl de1 de2 ms az ge pf 1.0 dl 0.34135* 1.0 de1 0.7231** -.29615* 1.0 de2 0.7455** -.27346 0.9728** 1.0 ms -.36303* -.21956 -.20245 -.24852 1.0 az 0.09648 -.02163 0.22580 0.24063 -.26404 1.0 ge -.27873* -.16225 -.20053 -.24477 0.5401** -.5793** 1.0 ** valor de correlación altamente significativo (0.0001). * valor de correlación significativo (0.05). el cuadro 10, presenta los siete componentes principales obtenidos al evaluar con siete variables cuantitativas las 50 accesiones de solanum phureja. el principio de selección de los componentes principales se basa en tener en cuenta aquellos con valores característicos mayores a 1; es así como los 3 primeros componentes principales expresan el 85.2% de la variabilidad total de los genotipos estudiados. al analizar el cuadro 11, se encuentra que el primer componente principal explica el 43.8% de la variabilidad total de la genotipos, y está compuesto por el diámetro ecuatorial 1 (de1) y el diámetro ecuatorial 2 (de2). los cuales poseen un coeficiente de correlación entre sí de + 0.9728 altamente significativo. estas variables dirigen el tamaño del tubérculo junto con el peso fresco (pf) (pf vs de1 : +0.7231** y pf vs de2 : +0.745**) y el diámetro longitudinal (dl) (dl vs de 1 : -0.296). estos diámetros definen la forma del tubérculo, donde el 66% de los genotipos son de forma general (redonda 28%, comprimida 22%, obovada 10%, elíptica 4% y oblongo un 4%) y un 34% de forma rara (concertinado 20%, fusiforme 8%, falcado 2% y reniforme 2%). el segundo componente principal esta compuesto por el diámetro longitudinal y la gravedad especifica, agronomía colombiana 90 vol. 21 · nos. 1-2 expresando el 24% de la variabilidad genética de las accesiones. el diámetro longitudinal es una característica de la calidad externa del tubérculo referente a su tamaño y forma; gómez (2000) reporta que el tamaño de los tubérculos depende de la variedad, el rendimiento en la cosecha y el número de tubérculos por metro cuadrado. es necesario tener en cuenta que las hojuelas preparadas con papa de baja gravedad especifica (menor a 1.0777) tienden a absorber más grasa y disminuir su rendimiento, que las hojuelas preparadas con papas de alta gravedad especifica (lyman et al, 1961). el tercer componente principal representa el 17.37% de la variabilidad, esta expresado por el diámetro longitudinal y el contenido de azúcares reductores. talburt et al. (1959) afirman que los tubérculos pequeños tienden a acumular mayor contenido de azucares reductores que los tubérculos grandes. en las accesiones evaluadas el 44% de la población pertenece a la clase 2, el 38% a la clase 3 y solo el 8% a la clase 1 no se encuentran tubérculos clase 0. las variedades con baja gravedad especifica tienden a acumular más azucares que las variedades con altos valores de gravedad especifica, esto se confirma al observar el coeficiente de correlación entre la gravedad específica y el contenido de azucares reductores siendo este de -0. 5797 ** (p<0.001); el cual muestra una relación inversa entre las dos variables, así que es posible encontrar genotipos en esta colección con valores altos de gravedad específica y bajos contenidos de azucares reductores o lo contrario. el dendograma de la figura 1 relaciona las accesiones y permite visualizar la variabilidad de la colección por parámetros de calidad para la industria, al cortar a 2.747 unidades de distancia en el dendograma se detectan cuatro grupos constituidos de la siguiente manera : grupo 1. la característica principal de este grupo es la forma concertinada del tubérculo y la profundidad media de sus ojos. los valores de: diámetro longitudinal: 4.06* cm; diámetro ecuatorial i: 2.91* cm ; diámetro ecuatorial ii: 3.26* cm ; gravedad específica: 1.07514*; contenido de azucares reductores 21.23* mg por g de peso fresco ; y la materia seca: 20.08*%. (* promedios), (cuadro 12). subgrupo 1a. lo compone un solo genotipo, 1. uva. es una papa de color amarillo tanto en pulpa como en la piel; su contenido de materia seca fue bajo: 17.60%. así como su valor de la gravedad específica 1.0589, por el contrario el contenido de azucares reductores es demasiado alto 17.65 mg por g de peso fresco (cuadro 12). cuadro 10. valores característicos y proporción de la varianza explicada por siete componentes principales en la evaluación de siete variables cuantitativas. componente valor (*) característico diferencia proporcion varianza explicada proporcion varianza acumulada c.p.1 3.06688 1.38668 0.4381 0.4381 c.p.2 1.68020 0.46446 0.2400 0.6782 c.p.3 1.21574 0.58635 0.1737 0.8518 c.p.4 0.62939 0.30383 0.0899 0.9417 c.p.5 0.32556 0.26857 0.0465 0.9883 c.p.6 0.05699 0.03175 0.0081 0.9964 c.p.7 0.02524 . 0.0036 1.00000 *se seleccionan los valores característicos p=1 cuadro 11. valores característicos de las 7 variables cuantitativas asociados a los 3 componentes principales en 50 accesiones de solanum phureja. variable c.p.1 c.p.2 c.p.3 peso fresco 0.467794 0.0.31791 0.479402 diámetro longitudinal -0.005327 -.513472 0.611665 diámetro ecuatorial 1 0.495853 0.364364 0.007561 diámetro ecuatorial 2 0.510035 0.330680 0.012083 materia seca -.311107 0.416027 -.041084 azucares reductores 0.266907 -.307313 -.556354 gravedad específica -.327274 0.475085 0.290892 ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 912003 cuadro 12. síntesis de los resultados de los grupos cluster. var 1* 2a 2b 2c 3a 3b 3c 3d* 4a 4b* 4c* v1 26.97 21.73 24.79 29.58 27.96 27.09 13.04 10.69 21.75 22.92 21.47 v2 4.06 3.52 7.62 4.96 3.99 3.62 3.1 2.3 2.88 3.18 4.77 v3 2.91 2.88 2.13 3 3.22 3.23 2.54 2.47 3.14 3.48 3.34 v4 3.26 3.18 2.47 3.3 3.63 3.66 2.76 2.78 3.43 3.85 3.58 v5 . 2 . 4 2 2 4 1 1 1 . v6 8 . 4 . . . . . . . 8 v7 5 3 3 1 3 3 3 3 5 5 7 v8 2 2 2 7 6 2 6 2 8 7 8 v9 2 2 2 2 2 2 1 3 3 2 3 v10 8 0 0 0 2 6 5 6 0 0 0 v11 6 0 0 0 5 4 6 4 0 0 0 v12 1 4 2 1 1 2 4 1 4 4 1 v13 3 3 3 2 0 3 7 0 5 5 2 v14 1 1 1 1 0 2 5 0 5 5 3 v15 20.08 21.01 20.21 21.99 20.33 19.5 23.12 27.46 20.79 21.86 21.33 v16 21.23 17.3 20.07 3.93 20.21 30.27 16.72 1.86 31.3 25.59 44.36 v17 1.075 1.078 1.075 1.098 1.076 1.071 1.082 1.084 1.077 1.063 1.081 * grupos representados por un solo genotipo. figura 1. dendograma con 50 accesiones de solanum phureja agronomía colombiana 92 vol. 21 · nos. 1-2 subgrupo 1b. esta conformado por los genotipos: 6. chaucha ratona, 7. borrega blanca, 12. borrega amarilla, 25. borrega blanca, 14. borrega blanca, 36.s.n. fdr 3, 38. s.n, las características de estos tubérculos son un color secundario de su piel morado formando manchas salpicadas y la distribución del color secundario de carne es en forma de manchan dispersas de color blanco, crema o amarillo. grupo 2. se caracteriza en que ninguno de sus genotipos tiene color secundario de piel, su materia seca es de 20.96*% y la gravedad específica es 1.0803. subgrupo 2a. esta constituido por: 2. chaucha blanca, 37. s.n.fdr 34, 16. yema de huevo, 20. yema de huevo, 47. chaucha carilla, 21. algodona,52 s.n., 53. s.n., 63. pepina amarilla, 73. las similitudes de este grupo consisten en que los tubérculos son de forma general: obovado (2), oblongo (37), comprimido (16, 20 y 21) , oblongo alargado (47), redondo (52, 53 y 73) y elíptico ( 63); poseen profundidad media de ojos con un color de piel amarillo o rosado (53 y 52), su color de pulpa puede ser amarillo o crema. su mínimo porcentaje de materia seca es 18.87%. subgrupo 2b. en este grupo se encuentran los genotipos: 3. borrega amarilla, 28. chaucha botella amarilla, 13. chaucha ratona, 10. borrega amarilla, 65. chaucha ratona, 22. borrega. se caracterizan en que sus tubérculos tienen forma rara : fusiforme (3, 28, 13 y 65), falcada (10) y reniforme (22); la profundidad de sus ojos es superficial, su color de piel es amarillo claro y el color de pulpa es crema o amarillo. subgrupo 2c. esta conformado por los genotipos : 17. ratona, 24. ratona roja, 27. ratona chiqueña. sus tubérculos son de forma general obovada y elíptica con ojos superficiales y sobresalientes, color de piel rojo morado (24 y 27) o morado (17) y color de pulpa blanco. el máximo contenido de azucares reductores que poseen fue 10.93 mg por g de peso fresco y un promedio del contenido de materia seca de 21.99% y gravedad específica de 1.09797. grupo 3, subgrupo 3a. en este grupo se encuentran los genotipos: 4. chaucha colorada, 5. mambera, 11. mambera, 68. careta, 26. uva, 75. criolla negra. entre las características comunes que presentan es la forma general del tubérculo redonda aunque el genotipo 26 tiene forma obovada y el genotipo 75 tiene forma rara concertinada, con una profundidad de ojos en su mayoría superficiales y con un color principal de piel el cual puede ser rojo (4, 5, 11, 68 y 75) y rosado (26) y un color secundario de piel amarillo con la forma de anteojos, manchas salpicadas o en los ojos son tubérculos de clase 2 por su tamaño, ya que los valores de los diámetros están entre: peso fresco : 27.96* g, diámetro longitudinal 3.99*cm, diámetro ecuatorial i : 3.22*cm, diámetro ecuatorial ii. 3.63* cm. grupo 3, subgrupo 3b. esta conformado por: 8. chaucha mambera, 40. soliman, 23. naranjilla, 32. algodona. estos genotipos se caracterizan por tener forma general redonda con un color principal de piel amarillo y color secundario de piel rojo (8 y 23), rosado(40) y morado (32) en forma de machas salpicadas o dispersas y como anteojos, con una profundidad de ojos superficial y media un color de pulpa entre blanco y amarillo. su porcentaje promedio de materia seca es 19.5%. grupo 3, subgrupo 3c. solo 2 genotipos lo forman: 78. chaucha negra y 80 s.n. tienen forma de tubérculo general obovada y comprimida , sus ojos tienen una profundidad media. la intensidad de su color principal es pálida ( 78 rojo 80 amarillo) y el amarillo es su color principal de carne. son tubérculos pequeños con un diámetro longitudinal de 2.43cm a 3.76cm, diámetro ecuatorial i. de 2.5 cm, y un diámetro ecuatorial ii. entre 2.6 y 2.9. su gravedad específica es de 1.08 y la materia seca está entre 21.4% y 24.9%. grupo 3, subgrupo 3d. esta conformado por un solo genotipo. 31. chaucha morada, posee las siguientes características: forma general comprimida con una profundidad de ojos media, su color principal de piel es amarillo oscuro y su color secundario de piel es rojo en forma de manchas dispersas, con un color de pulpa blanco. el valor de gravedad específica es 1.0842, materia seca 27.46% y el contenido de azucares reductores es de 1.86 mg por g de peso fresco. su tamaño es de clase 3, por que su diámetro longitudinal es 2.3 cm, el diámetro ecuatorial i. 2.47, y su diámetro ecuatorial ii. es 2.78 cm. grupo 4, subgrupo 4a. está compuesto por: 42. criolla rosada, 79. chaucha ojona, 87. turma de perro, 81. chaucha colorada redonda, 49. chaucha negra, 66. chaucha, 74. s.n y 70. s.n. se destacan por ser tubérculos de forma general comprimidos y redondos con ojos de profundidad media y superficial, su color principal de piel se encuentra entre rojo (42, 79, 87, 81) y morado (49, 66, 74, 70), y algunas variedades tienen color secundario de piel amarillo oscuro (42, 49 y 74) distribuidos en forma de manchas dispersas o como un anillo vascular angosto y su color principal de carne es amarillo ( 42, 79, 87 y 66 ) , crema (81 y 49), y blanco (74 y 70). el diámetro longitudinal: 2.88* cm, diámetro ecuatorial i: 3.14* cm, y el diámetro ecuatorial ii: 3.55* cm. la gravedad específica tiene un valor de 1.0767* con una materia seca de 20.79%. grupo 4, subgrupo 4b. lo conforma un solo genotipo: 54. s.n. es un tubérculo de forma comprimida de clase 2 ya que su peso fresco es de 22.92 g y su diámetro longitudinal es de 3.48 cm, tiene una profundidad de ojos media con un color de piel rojo morado y de pulpa amarillo. posee el contenido de azucares reductores más alto en la muestra ( 62.59 mg por g de peso fresco), con un contenido de materia seca de 21.86%. su diámetro ecuatorial i es 3.48 cm y un diámetro ecuatorial ii es 3.85 cm. grupo 4, subgrupo 4c. constituido por un genotipo, el 45. chaucha, es un tubérculo de clase 2 de forma rara ligarreto y suárez: evaluación del potencial de los recursos... 932003 concertinada con ojos profundos, el color de su piel es morado, el color de su carne es blanco crema. su diámetro longitudinal es de 4.77 cm, el diámetro ecuatorial i. 3.34 cm, y su diámetro ecuatorial ii. 3.58 cm. con una gravedad específica de 1.0814 y un porcentaje de materia seca del 21.3%. el grupo 1 sobresale por estar formado por genotipos de peso fresco alto (36 y 38 g) con forma concertinada. el grupo 2a esta representado por accesiones con buenas características industriales, ya que su color principal del de piel es amarillo, son de forma redonda y tamaño entre clase 2 y 3 ; los genotipos 20 y 21 tienen un contenido de azucares reductores bastante bajo (1.92 y 1.66 mg por g de peso fresco), mientras que los genotipos 37, 16, 20 y 21 poseen los más altos valores de gravedad específica. el grupo 2b se distingue por estar compuesto de los tubérculos con mayor diámetros longitudinal 3, 13, 10, 65 y 22, aunque con formas raras, no utilizadas en las industria por la generación de pérdidas de materia prima. el grupo 3a tiene los diámetros ecuatoriales 2 de mayor de mayor valor ( 4, 5, 11 y 68). son tubérculos de forma redonda y algunos de baja gravedad específica (4, 68 y 26), están exentos de antocianinas. el grupo 3b posee tubérculos con valores en peso fresco y diámetro ecuatorial altos. el grupo 3c solo cumple con un requisito de la industria procesadora de papa, una gravedad específica superior a 1.080. el grupo 3d está constituido por el genotipo 31 que se destaca por sus óptimas características industriales para productos fritos , pero su peso fresco es de 10.69 g. el grupo 4a supera (20.79%) el porcentaje de materia seca requerido por la industria que es como mínimo el 18%. el grupo 4b, formado por el genotipo 54 posee los valores más altos en los diámetros ecuatoriales pero su contenido de azúcares reductores y la gravedad específica lo hacen no apto para el procesamiento. el grupo 4c , se destaca por sus valores de materia seca (21.33%) y gravedad específica (1.081 g/l), aptos para la industria pero tiene forma concertinada. en la colección central colombiana de la especie solanum phureja existe variabilidad genética que abre las puertas a múltiples ofertas al mercado por su inmensa variedad en formas, tamaños y colores del tubérculo tanto en piel como en carne. los tubérculos de los genotipos 16, 20, 21, 68, 79, 80 y 81 cumplen con los parámetros requeridos por la industria para el procesamiento encurtidos en salmuera o vinagre, según laqs características expresadas en el cuadro 3 ; a sí mismo los genotipos 16, 20 y 21 sirven también para la fabricación de productos precocidos enlatados o congelados empacados al vació de acuerdo a variables relacionadas en el mismo cuadro. pero es necesario realizar otras pruebas fisicoquímicas y organolépticas en el producto final para verificar el comportamiento de sus características industriales y promover su uso por parte de los productores. la accesión 23 cumple con la mayoría de los requisitos para el procesamiento de papa frita en hojuelas, siendo determinante los altos valores de los diámetros longitudinal y ecuatorial 2 para su selección. b i b l i o g r a f i a bonilla, d y martin, g. 1997.identificación y análisis de la variabilidad morfológica de 59 cultivares de papa criolla (solanum phureja juz et buk) de la colección central colombiana, santafé de bogotá, trabajo de grado (biólogo) : universidad distrital francisco josé de caldas. p. 25 80. burton, w. 1948.the potato. a survey of its history and of factors influencing its yield, nutritive valou and storage. chapam and hall ltda. london. p. 319-321. cardona.j, 2000. variación genética de solanum phureja juz et buk por respuesta a requerimientos industriales. anteproyecto para postgrado en fitomejoramiento. corpoica. 27p. estrada, n. 2000. la biodiversidad en el mejoramiento genético de la papa. cip ipgri pracpa ibta proinpa cosude cid. editorial del centro de información para el desarrollo. la paz, bolivia. 372 p. gomez, c.; buitrago, c.; cante, m. y huertas, b. 1999. ecofisiología de papa (solanum tuberosum) utilizada para consumo fresco y para la industria. en: revista comalfi, vol. 26, no. 1 -3, p 42 55. gomez, l y ramirez, j. 1999. manejo, procesamiento y comercialización de papa. serie de paquetes se capacitación sobre el manejo post cosecha de frutas, hortalizas, raíces y tubérculos. número 25. convenio sena reino unido. armenia, quíndio. editorial unesco. p. 3 72. guerra, p. 1989. análisis de algunos caracteres químicos y tecnológicos relacionados con la calidad de la papa (solanum tuberosum. l). (inca) instituto nacional de ciencias agrícolas. universidad nacional de colombia. diciembre. 25p. gutierrez, m. 1994. métodos avanzados en fisiología vegetal experimental. colegio de postgrados en ciencias agrícolas, instituto de recursos naturales. programa de botánica. texaca, méxico. p. 29 41. harris, p. 1992. the potato crop. the scientific basis for improvement. second edición. chapman and hall. london.p. 506 557. hernandez, e. 1989. herencia de los factores de calidad para procesamiento de papas autotetraploides. tesis magister scientiae : universidad nacional la molina, escuela de post grado. lima, perú. p. 6-27. herrera, c. 2000. manejo integrado del cultivo de la papa. manual técnico. corpoica, regional uno. 196 p. hougland, g. 1966 new conversion table for specific gravity dry matter and starch in potatoes. en : american potato journal. vol 43. p 138. agronomía colombiana 94 vol. 21 · nos. 1-2 huaman, z. 1994. descriptores de papa para la caracterización básica de colecciones nacionales. lima : cip. 11p. jaimes, m y velasquez, m. 1996. proceso industrial de la papa “criolla” yema de huevo (solanum phureja). en : papas colombianas. fedepapa. p. 87 -88. ica ,resolución 0400 del 30 de diciembre de 1997 iica, 1999. acuerdo de competitividad de la cadena agroalimentaria de la papa. bogotá. 108 p. lyman, s y mackey, a. 1961. effect of specific gravity, storag, and conditioning on potato chip color. en : american potato. vol. 38. p. 51 57. moreno, j. 2000. calidad de la papa para usos industriales. en : papas colombianas. fedepapa. p. 44 47. pla, l. 1986. análisis multivariado : método de componentes principales. secretaria general de la organización de los estados americanos. programa de desarrollo científico y tecnológico. washington d.c. 94 p. pineda, r. 1996. perspectivas para el desarrollo agroindustrial del cultivo de papa en colombia. en : papas colombianas. fedepapa. p. 70 -77. porras, p. 2000. guía para papa criolla. clon 1. en : papas 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concentration of nutrient solutions (ns) provide plants with the necessary amount of nutrients. from this point of view, research on several physicochemical parameters that characterize concentrations of ns and uptake of nutrients by the plants remains an actual problem. the changes of electrical conductivity (ec) and total dissolved solids (tds) depending on the concentration of biofertilizer as well as the role of biofertilizer solutions in the rooting capacity of cuttings (lateral sprouts) of callisia fragrans are presented here. the ec and tds of the biofertilizer-water mixture changed gradually according to the biofertilizer concentration. the biofertilizer solution was a good medium for the rooting of c. fragrans cuttings. the results could help to provide the crops with the necessary amount of mineral nutrients and regulate the suitability of irrigation during the entire vegetation period. la concentración de los nutrientes minerales suministrados es uno de los factores más importantes y limitantes para mejorar la eficiencia nutritiva de las plantas. la concentración óptima de la disolución nutritiva (dn) proporciona a las plantas la cantidad necesaria de nutrientes. desde este punto de vista, la investigación sobre varios parámetros fisicoquímicos que caracterizan la concentración de la dn y la absorción de nutrientes por parte de las plantas sigue siendo un problema en la actualidad. se muestran aquí los cambios de conductividad eléctrica (ce) y de los sólidos disueltos totales (sdt) en función de la concentración del biofertilizante, así como el papel de la disolución del biofertilizante sobre la capacidad de enraizamiento de las estacas (brotes laterales) de callisia fragrans. ambos parámetros ce y sdt de la mezcla biofertilizante con agua, cambian gradualmente dependiendo de la concentración del biofertilizante. la solución del biofertilizante fue un buen medio para el enraizamiento de estacas de c. fragrans. los resultados podrían ayudar a proporcionar a los cultivos la cantidad necesaria de nutrientes y regular la idoneidad del riego durante todo el periodo vegetativo. key words: electrical conductivity, total dissolved solids, nutrient solution, sustainable agriculture, hydroponics, callisia fragrans. palabras clave: conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, solución nutritiva, agricultura sustentable, hidroponía, callisia fragrans. assessment of physicochemical characteristics of biofertilizers and their role in the rooting capacity of plants evaluación de las características fisicoquímicas de biofertilizantes y su papel sobre la capacidad de enraizamiento de plantas astghik karapetyan1* introduction biofertilizers are formulations composed of living latent cells of efficient strains of various microorganisms that help plants take up nutrients during the interaction in the rhizosphere. due to the number of advantages these ecofriendly products are very popular in modern agriculture. application of biofertilizers reduces and/or totally excludes the amount not only of chemical fertilizers, but also pesticides, insecticides, fungicides, and other chemicals and decrease the dangerous impact of chemicals on the environment. due to special compositions, biofertilizers improve soil fertility and enhance crop productivity by providing healthy and ecologically safe bioproducts. application of biofertilizers is an effective approach to sustainable agriculture. biofertilizers are actively used for rooting cuttings, seed germination, and foliar nutrition (wong et al., 2015; alori & babalola, 2018; gonzález-díaz et al., 2019). nowadays, there are various biofertilizers in the global market labeled under different trademarks. the microorganisms of biofertilizers mostly include the n-fixing, p-solubilizing, p-mobilizing, k-solubilizing, s-oxidizing, zn-solubilizing species, and plant growth promoting rhizobacteria (pgpr) (antoun & prevost, 2005; fuentes-ramirez & caballero, 2005; vessey, 2015; anli et al., 2020; fasusi et al., 2021). scientific note https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n2.100425 312 agron. colomb. 40(2) 2022 agriculture in regions with a dry climate may benefit from biofertilizers (schütz et al., 2018). gonzález-díaz et al. (2019) observe that biofertilizers inoculated with nitrogen fixing bacteria of the genera azotobacter and azospirillum contribute to the crop yield of eucalyptus grandis. in another study (onyia et al., 2020), growth and yield of maize significantly improve when treated with biofertilizer. moreover, the applied biofertilizer protect the plants from pathogen/insect attack (onyia et al., 2020). biofertilizers improve soil chemical and physical characteristics including with long-term action (demir, 2020; wang et al., 2021). biofertilizers are effective for application in both open and protected crops (wu et al., 2005; elghandour et al., 2009; gonzález-díaz et al., 2019; demir, 2020; bergstrand, 2022). the concentration of supplied nutrients is one of the most important and limiting factors for enhancing the efficiency of plant nutrition. if the concentration of nutrients is extremely low, plant growth is lowered. extremely high concentrations of nutrients lead to osmotic stress, ionic toxicity, and growth restrictions (sakamoto & suzuki, 2020). optimal concentrations of nutrient solutions (ns) will provide the plants with the necessary amount of nutrients. two main parameters that best characterize the concentration of ns are electrical conductivity (ec) and total dissolved solids (tds). optimization of the concentration of ns is becoming an urgent issue, especially in hydroponics, as the nutrients in the supplied solution remain the main source for the plant nutrition. the ec of ns in hydroponics is in the range 0.8–4.0 ds m-1 (sambo et al., 2019). the requirement for a concentration of ns, and therefore of an optimal ec and tds of the ns, may be different for each plant. for example, ding et al. (2018) showed that, for the hydroponic production of pakchoi, the optimal ec treatment should be 1.8 or 2.4 ds m-1. in conventional hydroponic systems, inorganic fertilizers are very common, as organic compounds in the ns inhibit plant growth and have been regarded as phytotoxic (shinohara et al., 2011). on the other hand, the use of organic fertilizers in hydroponics is important, as it will allow recycling organic compounds. therefore, the application of biofertilizers in hydroponics remains the focus of the active study (lee & lee, 2015; mendes et al., 2017; dewi et al., 2021). research on several physicochemical parameters characterizing concentrations of ns and uptake of nutrients by the plants remains an actual problem. in the frame of this study, changes were considered for the two most important parameters: ec and tds in organic solutions of biofertilizer, depending on the concentration, as well as the role of the solution of the biofertilizer on the rooting capacity of the valuable medicinal plant callisia fragrans. materials and methods the experiments were carried out at the laboratory of plant nutrition and productivity of the g.s. davtyan institute of hydroponic problems (national academy of sciences, republic of armenia). in the study, a biofertilizer ecobiofeed+® was used. it was developed by the “armbiotechnology” scientific and production center (national academy of sciences, republic of armenia). this ecologically safe bioproduct, based on natural raw material, contains zeolites and a complex of nitrogen-fixing microorganisms: azotobacter vinelandii (strain av1) (avetisova et al., 2021) and rhizobium pusense (strain rp1). this biofertilizer provides plants with macro and microelements, vitamins, and protein amino acids. preparation of nutrient solution the nutrient solution (ns) was prepared according to the following steps: a) ten ml of the biofertilizer were added to the glass container that contains 1000 ml of water (solution a). after the measurements, 10 ml of the biofertilizer were added to the solution a. this process was repeated by adding 10 ml of the biofertilizer each time, until content of the biofertilizer in solution a became 100 ml (solution b). the following ratios (v/v) of the biofertilizer and water were in this prepared solution: 0.01:1, 0.02:1, 0.03:1, 0.04:1, 0.05:1, 0.06:1, 0.07:1, 0.08:1, 0.09:1, and 0.1:1. b) one hundred ml of the biofertilizer were added to the solution b. after the measurements, 100 ml of the biofertilizer were added to the solution b. this process repeated by adding for 100 ml of the biofertilizer each time, until the volume of the biofertilizer in solution b became 1000 ml. the following ratios (v/v) of the biofertilizer and water were in the obtained solution: 0.1:1, 0.2:1; 0.3:1, 0.4:1, 0.5:1, 0.6:1, 0.7:1, 0.8:1, 0.9:1, and 1.0:1. electrical conductivity and total dissolved solids electrical conductivity (ec) and total dissolved solids (tds) of biofertilizer solution were measured depending on the concentration. measurements were done with the 313karapetyan: assessment of physicochemical characteristics of biofertilizers and their role in the rooting capacity of plants nutrient meter (bluelab truncheon nutrient meter, new zealand). resolution of the equipment was 50 mg l-1, 0.1 ms cm-1, and equipment accuracy: ± 50 mg l-1, ± 0.1 ms cm-1. rooting capacity the lateral sprouts (cuttings without leaf rosette) of valuable medicinal plant callisia fragrans were used. the plants were grown under open-air hydroponic conditions of the ararat valley (karapetyan, 2020). standard (10–15 cm length) cuttings of lateral sprouts were taken from the plants and immediately placed in plastic cups with a volume of 150 ml (5 cuttings per cup). the cups were filled up with a 120 ml solution of the biofertilizer-water and placed in a laboratory-controlled condition (18–20oc). rooting was checked up daily. along with the reduction of the volume of the solution, fresh solution of the biofertilizer-water was added, keeping the total volume at 120 ml. the solution of biofertilizer-water was prepared according to the following ratio: 10 ml of the biofertilizer was added to the 1000 ml of water. data analysis data were presented as means ± standard deviation sd (n= 4) that were calculated using graphpad prism 8 software package. the graphs were created with microsoft excel 2016. results and discussion electrical conductivity in nutrient solutions (ns) containing 100 ml of the biofertilizer, electrical conductivity (ec) reached up to 1.05 ms cm-1. moreover, each 20 ml of the biofertilizer increased the value by 0.1 ms cm-1 (fig. 1a). upon increasing the concentration, the ec changed accordingly: the addition of each 100 ml of biofertilizer increased ec from 0.1:1 to 0.2:1 ratio by 0.5 ms cm-1, from 0.2:1 to 0.5:1 ratio by 0.3 ms cm-1, from 0.5:1 to 0.7:1 by 0.2 ms cm-1, 0.7:1 to 1.0:1 by 0.15 ms cm-1 (fig. 1b). ec of water was 0.5 ms cm-1. total dissolved solids in ns containing 100 ml of the biofertilizer, tds reached up to 525 mg l-1. moreover, each 20 ml of the biofertilizer increased the value by 50 mg l-1 (fig. 2a). upon increasing the concentration, tds changed according in the following: each 100 ml of biofertilizer added tds: from 0.1:1 to 0.2:1 by 250 mg l-1, 0.2:1 to 0.5:1 by 150 mg l-1, 0.5:1 to 0.7:1 by 100 mg l-1, 0.7:1 to 1.0:1 by 75 mg l-1 (fig. 2b). tds of water was 250 mg l-1. the changes of the above values were faster in comparatively diluted solutions. upon increases of the concentration the changes became less. this could be explained by the fact that saturated solutions were created, and further addition of the fertilizer did not play a significant role on the strength level of the solution. rooting capacity after 2-3 d from the beginning of the experiments the cuttings of c. fragrans that were placed in the solution of the biofertilizer-water developed green sprouts. moreover, within two weeks all cuttings developed roots. in other studies, the efficiency of biofertilizers on the rooting of the plants has also been confirmed. gortari et al. (2019) prove that mini-cuttings of yerba mate inoculated with trichoderma asperelloides is distinguished by high rooting capacity as well as a great number and length of the roots. efficiency of plant growth promoting microorganisms (pgpm) on rooting in plant tissue culture is also approved (soumare et al., 2021). the rooting percentage of eucalyptus cuttings ec ( m s c m -1 ) 0 0.20 0.40 1.00 0.80 0.60 1.20 a 0.1:10.08:10.06:10.04:10.02:1 0.9:10.8:10.7:10.6:10.5:1 1.0:10.4:10.3:10.2:10.1:1 ratio of biofertilizer and water ec ( m s c m -1 ) 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0 b ratio of biofertilizer and water figure 1. electrical conductivity (ec) of biofertilizer solution depending on the ratio (v/v) of biofertilizer and water: a) from 0.01:1 to 0.1:1, b) from 0.1:1 to 1.0:1. data are the mean of four replicates ± standard deviation. 314 agron. colomb. 40(2) 2022 increases during interaction between indole-3-butyric acid and biofertilizer (rajabi et al., 2015). conclusion the ec and tds of the biofertilizer-water solution changed gradually depending on the biofertilizer concentration. moreover, the changes were faster in comparatively diluted solutions, upon increasing the concentration the changes became less. within two weeks all cuttings developed roots. the measurement of ec and tds of the applied ns could be important for evaluating the suitability of irrigation. the findings of the present paper are important for the application of biofertilizers in agriculture and provide valuable information. conflict of interest statement the author declares that there is no conf lict of interests regarding the publication of this article. author’s contributions ak developed and conducted the experiments, carried out the statistical analysis, interpreted the study data and wrote the scientific note. literature cited alori, e. t., & babalola, o. o. 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soils with a dose of vinasse, soils with two doses of vinasse; soils with a single dose of vinasse separately evaluated with two different mixtures of microorganisms and soils with two doses of vinasse separately evaluated with two different mixtures of microorganisms. the chemical properties evaluated were ph, soil organic matter content, c, n, p, ca, mg, na, and k content, cation exchange capacity cec and electrical conductivity ec. the physical properties determined were bulk density, particle density and porosity. there were no significant differences in the physical and chemical properties of the soil for the evaluated cultivation cycle with the application of one or two doses of vinasse with and without microorganisms. leaf tissue analysis did not show a nutritional imbalance due to the second application. el efecto de una segunda dosis de vinaza sobre algunas propiedades físicas y químicas de un vertisol, fue evaluado para un corte de caña de azúcar en valle del cauca, colombia. se analizó la expresión de alguna posible toxicidad en muestras de tejido foliar al final del ciclo. tratamientos de vinaza adicionada con dos mezclas diferentes de microrganismos se establecieron en bloques completos al azar con cinco repeticiones: suelo sin vinaza y sin ningún microrganismos; suelos con una dosis de vinaza; suelos con dos dosis de vinazas; suelos con una sola dosis de vinaza evaluando dos mezclas diferentes de microorganismos por separado y suelos con dos dosis de vinaza evaluando las dos mezclas diferentes de microorganismos por separado. las propiedades químicas evaluadas fueron ph, contenidos de materia orgánica, c, n, p, ca, mg, na, k, capacidad de intercambio catiónico cic y conductividad eléctrica ce. como propiedades físicas se determinaron densidad aparente, densidad real y porosidad. no hubo diferencias significativas en las propiedades físicas y químicas del suelo para el ciclo de cultivo evaluado, con la aplicación de una o dos dosis de vinazas al suelo con y sin microorganismos. los análisis de tejido foliar tampoco mostraron algún tipo de desequilibrio nutricional debido a la segunda aplicación. key words: saccharum officinarum, efficient microorganisms, physical properties, chemical properties, leaf tissue, toxicity. palabras clave: saccharum of ficinarum, microrganismos eficientes, propiedades físicas, propiedades químicas, tejido foliar, toxicidad. introduction vinasse is the principle waste generated in the distillation of ethanol from sugar mills. its chemical composition varies considerably from one distillery to another depending on the raw material used in the fermentation, the type and efficiency of fermentation, distillation and the varieties and the degree of ripeness of the cane used (rao, 1983). several researchers have addressed the issue of the use of this waste from different perspectives: its use in the chemical industry of sugar derivatives (berón, 2006; wei and xu, 2004), its biodegradation by microorganisms (ryznar-luty et al., 2007), its use in protein production (díaz et al., 2003; tauk, 1982), its use in the composting of different materials (conil, 2006) and more recently, its use as a solid (irisarri, 2006) or liquid fertilizer for sugar cane and other crops. with regard to the latter form of use, coelho et al. (1985), assessed vinasse as a substitute in the fertirragtion of crops using its high nutrient content, and determined that fertilization with vinasse is economically viable. in south america, brazil is the country with the greatest experience in research and fertirrigation with vinasse on 117gallego-blanco, muñoz, and hernández-ríos: effects of a vinasse-microorganism blend application on a vertisol with sugarcane sugarcane. in the 80s, oscar braunbeck, a professor from the agricultural engineering school at the state university of campinas and a group of researchers from the center for sugarcane technology in brazil, discovered the potential use of vinasse as fertilizer and developed a transport system for delivery directly from the distilleries to the fields (almeida, 2007). in colombia, a single dose is regularly applied per cutting of the sugar cane crop, depending on the potassium content in the soil. vinasse is high in potassium, calcium and organic matter (jiang et al. 2012). recent studies in colombia have shown that vinasse with 10% and 55% of total solids or brix are as efficient as kcl for k supply to growing sugarcane (quintero, 2008). since the beginning of its widespread use as fertilizer, many studies have been conducted to evaluate the actual effects of the application of a single dose of vinasse on physical, chemical and biological soil properties (rojas et al., 2008; quintero et al., 2008; montenegro et al., 2009). this study aimed to contribute to the investigation of the effects of the application of a second dose of vinasse per cut on the cultivation of sugar cane and some physical and chemical properties of the soil. materials and methods this study was conducted in the municipality of el cerrito, valle del cauca (colombia) in a vertisol soil, of the corinthian-santa rosa consociation (ct-sh), classified as typic haplusterts (quintero et al., 2008). this soil, cultivated with sugarcane saccharum officinarum l. var. cc-8592, was evaluated for the first cut of the 2008 to 2009 growing season. we used 15.6°brix vinasse produced in the ingenio providencia distillery. this type of vinasse is regularly used by ingenio for its sugarcane fertirrigation plans. we implemented a randomized complete block design with seven treatments and five replicates to assess the effects of a second application of vinasse and its degradation in the soil by using two mixtures of efficient microorganisms inoculated into the vinasse before application. for this we analyzed the soil without any application (control), then applied the first dose of vinasse with different mixtures of efficient microorganisms (fdvm1, fdvm2), at midcycle, the second vinasse dose was applied with mixtures of microorganisms (sdvm1, sdvm2). similarly, we also evaluated the effect of the vinasse application without any addition of microorganisms, with one dose (fdvwm) and with two doses (sdvwm). two mixtures of efficient microorganisms were used; mixture number one (m1) was a commercial product known as mym® and mixture number two (m2) was prepared by the authors, with only some of the microorganisms included in the commercial product (tab. 1). the microorganism strains used to make the second mixture were obtained from commercial offerings of production houses other than the one that supplies the mym® formulation. table 1. efficient microorganisms used in the two test mixtures. mixture 1 (m1) mixture 2 (m2) saccharomyces sp. azospirillum brasilense azotobacter chroccocum azospirillum vinelandii pseudomonas fluorescens lactobacillus casei rhodopseudomonas palustris paecilomyces lilacinus trichoderma sp. saccharomyces cerevisiae azospirillum brasilense paecilomyces lilacinus trichoderma viride each experimental unit consisted of 10 m (six rows) by 10 m plots, with a total area of 100 m2. the total study area was 2.6 ha. each of the plots corresponding to the blocks and repetitions were separated by plots of equal size without any treatment, to avoid possible interactions between each of the treatments. irrigated vinasse doses depend on the content of exchangeable potassium in different soil types. in this paper, taking into account the high levels of potassium in the soil (greater than 0.40 cmol kg-1), only 6,000 l ha-1 of vinasse was applied in each of the doses used. for the first soil sampling, five composite samples were taken of the total study area; for the second sampling, a composite sample of each experimental unit was taken. all soil samples were taken at a depth of 10 to 20 cm. the first sampling was performed before planting sugarcane and established the baselines. the second was performed one month after the first application of vinasse (plant age of 4.5). the third sampling was performed one month after the second application of vinasse (6.5 months). at the start of the experiment, the soil showed very uniform physical and chemical properties, as seen in 118 agron. colomb. 30(1) 2012 the small standard deviations of the data (tab. 2a). this would imply that any difference in physical or chemical properties of the soil during the test would be attributable to the evaluated treatments rather than the soil heterogeneity. samples for measuring physical and chemical properties were taken according to the methodology recommended in ica (1992). the properties evaluated were: ph (potentiometry, water 1:1), percentage of organic matter, c and n (walkley and black), phosphorus (bray ii), exchangeable cations and cation exchange capacity (ammonium acetate 1n ph 7), boron (hunter colorimeter) and electrical conductivity (potentiometer) according to sssa (1996). bulk density (core method), particle density (pycnometer) and porosity (mathematical formula) in accordance with the methodology proposed by sssa (1986). nutrient analysis was performed on leaf tissue samples composed of 25 leaves per plot; each leaf was referenced to the first with a visible neck or leaf tvd. the upper and lower thirds and the central vein were removed from each leaf, leaving only the middle third for analysis, approximately 40 cm in length. nitrogen (kjeldahl), phosphorus (colorimeter), calcium, magnesium, potassium (atomic absorption spectroscopy), iron, copper, manganese, zinc (atomic absorption spectroscopy [nitric-perchloric mixture]), sulphur (turbidimeter), boro (colorimeter [azomethine-h]) were evaluated. results underwent analysis of variance (anova) and pearson correlation coefficients were established by statgraphics® software version 16:1. results and discussion physical properties bulk density is the mass of a unit volume of dry soil, within this volume are both solids and pore spaces included. the porosity is the ratio between bulk density and particle density of the soil expressed in percentage. consequently, any factor that influences the pore space of a soil affects its bulk density (brady and weil, 2008). after the second application of vinasse to the soil, there were no significant differences in bulk density or particle density in the evaluated treatments (tab. 2b). the application of one or two doses of vinasse of 15.66°brix, evaluated only in the first cutting of cane in a vertisol and under field conditions, did not cause significant effects on the evaluated properties. these results differ with the findings of jiang et al. (2012). these authors found a decrease of between 0.06 mg m-3 and 0.07 mg m-3 in the bulk density of soil consecutively treated with vinasse for a period of three years. this could indicate that this variable, when subjected to field table 2. soil physical properties before (a) and after (b) applying the treatments and standard deviation in parentheses (the data correspond to five samples). a texture clay (%) 42.34 (3.75) lime (%) 35.34 (2.08) sand (%) 22.32 (4.60) particle density mg m-3 2.25 (0.1) bulk density mg m-3 1.21 (0.1) porosity (%) 46.22 (0.1) b texture control fdvm1 fdvm2 sdvm1 sdvm2 fdvwm sdvwm clay (%) 44.7 (3.77) 42.7 (2.18) 43.5 (2.85) 43.1 (3) 42.16 (3.74) 43.76 (0.9) 46.56 (6.54) lime (%) 30 (0.51) 31.6 (1.33) 30 (1.92) 30.4 (3.43) 31.92 (2.28) 32.32 (0.9) 29.12 (9.32) sand (%) 25.3 (3.77) 25.7 (2.32) 26.5 (3.7) 26.5 (5.32) 25.92 (3.35) 23.92 (1.8) 24.12 (3) particle density mg m-3 2.44 (0.1) 2.47 (0.09) 2.52 (0.09) 2.4 (0.1) 2.47 (0.13) 2.36 (0.1) 2.41 (0.08) bulk density mg m-3 1.31 (0.13) 1.38 (0.1) 1.51 (0.1) 1.4 (0.09) 1.45 (0.25) 1.41 (0.15) 1.26 (0.06) porosity (%) 46.62 (3.18) 43.86 (3.11) 39.97 (5.93) 41.34 (4.2) 40.97 (12) 40.29 (5.85) 47.66 (2.9) 119gallego-blanco, muñoz, and hernández-ríos: effects of a vinasse-microorganism blend application on a vertisol with sugarcane experiments, requires at least three years to be considered a good indicator of the effect of the application of a second dose of vinasse for the cane growing cycle. montenegro et al. (2009), assessing the effects of the application of two doses of vinasse on a maize crop sown in pots under greenhouse conditions, also found a reduction in the bulk density of a clay loam soil. however, these authors found an increase in bulk density when evaluated in soil with a sandy clay loam texture. the bulk density, taking into account the soil pore space depends on the organization exhibited by the solid phase, is directly affected by texture (jaramillo, 2002). while the tested soil, clay texture, did not present significant changes in bulk density for the treatments, soils with different textural classes may have changes in bulk density for the evaluated time period. the porosity of the soil after the second application of vinasse showed no significant changes in the treatments. this differs from that reported by gemtos et al. (1999) and jiang et al. (2012). because of its relationship with soil bulk density, it is likely that this variable also needs a period longer than 3 years for evaluation as an indicator of the effect of the addition of a second dose of vinasse to the soil. chemical properties the evaluated soil (tab. 3) showed a ph near neutrality (6.95). the organic matter content was medium considering the thermal floor (ica, 1992). the contents of c, n and total c/n ratio were considered normal in the soil. the c/n ratio of the organic matter in the topsoil of agricultural soil usually presents average values near 12 (brady and weil, 2008). p contents were very high. the values of ca and mg were high but the c / mg (1.94) ratio was within the recommended range (brady and weil, 2008). the contents of soil k (0.53 cmolc kg-1) were high (quintero, 2008). the na content was suitable. the cec is high and may result from high clay content in the soil (> 40%). the electrical conductivity was adequate, indicating that soil salinity was not a problem (ica, 1992). soil ph for the time period evaluated did not present any significant change with the application of the two doses of vinasse per crop cycle. increases in this variable during the test did not amount to a unit for any of the tested treatments (tab. 3). this behavior is consistent with that reported by jiang et al. (2012) who said that after three years of continuous application, the ph of the soil treated with vinasse only changed between 0.07 and 0.25 units as compared to soil without vinasse treatments. other authors, however, have reported changes in ph when conducting soil vinasse applications. montenegro et al. (2009) found a near to unit change when a dose of vinasse was applied to two soils with different textures. thus, we find authors who reported no changes and authors who reported changes in soil ph after application of vinasse. table 3. soil chemical properties before (a) and after (b) applying the treatments and standard deviation in parentheses (the data correspond to five samples). a ph mo c n c/n p ca mg k na cec ec 1:1 -----% -----mg kg-1 cmolc kg-1 mmhos cm-1 6.95 (0.35) 2.58 (0.28) 1.49 (0.2) 0.13 (0) 11.51 (0.2) 29.81 (7.2) 24.69 (3.6) 12.50 (1.3) 0.53 (0.12) 0.17 (0.02) 39.66 (13.6) 0.34 (0.1) b ph mo c n c/n p ca mg k na cec ec 1:1 -----% -----mg kg-1 cmolc kg-1 mmhos cm -1 control 7.24 (0.35) 2.71 (0.17) 1.57 (0.1) 0.14 (0) 11.74 (0.29) 30.88 (11.4) 27.08 (2.92) 12.60 (0.64) 0.54 (0.02) 0.14 (0.01) 46.19 (5.2) 0.31 (0.05) fdvm1 7.22 (0.5) 2.52 (0.33) 1.46 (0.2) 0.13 (0) 11.83 (0.24) 9.60 (11.4) 26.25 (1.7) 12.62 (1.3) 0.55 (0.02) 0.14 (0.01) 45.41 (11) 0.33 (0.05) fdvm2 7.36 (0.5) 2.47 (0.33) 1.43 (0.2) 0.12 (0) 11.38 (0.12) 28.42 (7.1) 28.04 (4.5) 12.61 (0.7) 0.52 (0.03) 0.15 (0.01) 44.80 (5) 0.35 (0.12) sdvm1 7.30 (0.3) 2.59 (0.16) 1.50 (0.1) 0.13 (0) 11.60 (0.28) 32.79 (10.4) 26.71 (2.1) 12.51 (0.76) 0.56 (0.02) 0.15 (0.01) 38.97 (4.6) 0.31 (0.06) sdvm2 7.54 (0.25) 2.60 (0.18) 1.51 (0.1) 0.13 (0) 11.61 (0.3) 28.44 (5.1) 25.91 (3.6) 13.42 (0.52) 0.55 (0.06) 0.16 (0.01) 39.22 (11.9) 0.3 (0.04) fdvwm 7.58 (0.2) 2.55 (0.23) 1.48 (0.1) 0.13 (0) 11.59 (0.2) 26.24 (5.5) 28.40 (1.74) 13.45 (0.8) 0.54 (0.05) 0.16 (0.02) 34.93 (4.1) 0.32 (0.06) sdvwm 7.42 (0.25) 2.51 (0.33) 1.46 (0.2) 0.13 (0) 11.77 (0.23) 26.22 (7.6) 26.49 (4.1) 13.09 (1) 0.55 (0.05) 0.15 (0.01) 49.94 (7.8) 0.3 (0.05) control, without vinasse; fdvm1, first dose vinasse and efficient microorganisms1; fdvm2, first dose vinasse and efficient microorganisms2; sdvm1, second dose vinasse and efficient microorganisms1; sdvm2, second dose vinasse and efficient microorganisms2; fdvwm, first dose vinasse without efficient microorganisms, sdvwm, second dose vinasse without efficient microorganisms. 120 agron. colomb. 30(1) 2012 the contents of organic matter, total c and n in the soil are variables that require relatively long periods of time, at least four years, to show a significant change over time (labrador, 2001 and abbott and murphy 2007). however, in this study, because of the nature of vinasse with a potentially high input of organic matter in the form of amino acids, proteins, sugars and lignin among others according to berón (2006), it is estimated that this parameter could express a change responsive to the time period corresponding to the duration of the test, a cutting cycle of one year. the chemical characterization of the vinasse used in the present study is seen in tab. 4. however, the organic matter content of the soil was similar for all treatments and these values were found to be near to the initial ones (2.58%). table 4. chemical characterization of the vinasse used in the study and standard deviation in parentheses (the data correspond to four samples). parameter value °brix 15.66 (0.91) ph 4.27 (0.11) mo (%) 5.75 (0.45) nt (kg m-3) 2.5 (0.02) p2o5 (kg m -3) 0.6 (0.01) cao (kg m-3) 4.3 (0.08) mgo (kg m-3) 3.2 (0.03) k2o (kg m -3) 13.8 (0.05) na2o (kg m -3) 0.9 (0.02) s (kg m-3) 3.3 (0.02) b (mg l-1) 3.3 (1.13) cu (mg l-1) 17.46 (10.6) fe (mg l-1) 181.7 (56.6) mn (mg l-1) 69.7 (16.6) zn (mg l-1) 18.42 (4.9) montenegro et al. (2009) also found no significant changes in the percentages of organic matter soil content after application of vinasse. quintero (2008), after 20 years of vinasse application to mollisols and vertisols soils, found little change in the values of organic matter. clearly then, in a much shorter time period, such as the one year duration of this trial, these changes are even less noticeable and significant, proving the statements by labrador, (2001) and abbott and murphy (2007). consistent with the behavior of the organic matter content of the soil, the contents of total c, n and c/n ratio of the soil before and after applications of vinasse presented no change. regarding the contents of total n, this trend is consistent with that reported by jiang et al. (2012), who found no significant changes in this variable after three years of continuous application of vinasse. however, gemtos et al. (2009) found an increase in this variable when a dose of vinasse was applied in a wheat crop cycle. the reserve of total n in soil is constituted more by organic n fractions than by inorganic n fractions. organic n represents 95 to 99% of total n in soils (labrador, 2001; sylvia et al., 2005; brady and weil, 2008). one suggested explanation for the behavior of the total soil n is that due to the relatively short time period of the test duration, it is possible that the potential contribution of organic matter from vinasse could not degrade to form part of the final reserve of organic soil n, and consequently did not significantly influence the total n content of the soil. confirmation of this explanation will be the subject of study or research in future projects. the content of phosphorus in the soil before and after application of vinasse showed no statistically significant changes. the values of this element always remained classified as very high. the same trend in this element was reported by jiang et al. (2012), the authors found no significant changes between soils fertilized with vinasse and unfertilized soils. the exchangeable bases ca and mg showed no statistically significant differences between treatments. this behavior is consistent with the views expressed by montenegro et al. (2009), the authors found no changes in the content of these bases after application of vinasse to the soil. however, quintero (2008) takes the opposite view in stating that the consecutive application of vinasse for 20 years slightly increased contents of ca and mg in the soil. the k content in the soil had no significant difference with the addition of two doses of vinasse for the cane growing cycle. it was expected that additions of vinasse, rich in k, would increase the content of this element in the soil, however, under the conditions of this trial that did not happen. this trend is different from that reported by quintero (2008); gemtos et al. (2009) and montenegro et al. (2009). the authors reported that the k content increased markedly after adding vinasse to the soil. jiang et al. (2012) found that the k content in soils treated with vinasse was significantly higher than in soils without any treatment. the authors stated that high concentrations of k in the vinasse make this a useful byproduct as a fertilizer in all soil types. it is possible that in this study changes in soil k content were not able to manifest due to the short time of evaluation. 121gallego-blanco, muñoz, and hernández-ríos: effects of a vinasse-microorganism blend application on a vertisol with sugarcane regarding the influence of the application of vinasse on soil ec, there was not a significant difference between soils with and without addition of vinasse. the same happened to na content and the sodium absorption ratio sar. this differs from that reported by montenegro et al. (2009), who related major changes in na content and ras with vinasse application. gemtos et al. (2009) also reported increases in the content of exchangeable na after applying vinasse to the soil. quintero (2008) found that applying vinasse for 20 years lead to a slightly increased soil content of exchangeable na. correlation analysis showed that the most strongly related variables were cn-mo, as might be expected. leaf tissue measurements of leaf tissue in the sugar cane plant are used to diagnose mineral deficiencies or plant nutrient disorders, conduct a survey of the nutritional status and make recommendations within fertilization programs in line with the real needs of the crop (cháves, 1999). in the present study, the purpose of this analysis was only to determine the absorption and accumulation of nutrients by the cane plant, presenting the differences in the evaluated treatments and relating them to the nutrient content from the soil after being irrigated with vinasse. however, prescribing an accurate diagnosis on the chemical analysis of leaf tissue is complex because the concentration of nutrients in the plant is highly variable and depends on factors associated with the plant and soil, with direct and indirect involvement. some factors are associated with the plant variety, age, moisture content and the development and condition (stability) of its root system. factors associated with soil are the agro-ecological zone, moisture content, physical and chemical properties and management practices in the field, among others. cháves (1999) presented an overview of the optimal concentrations of the major macro and micronutrients in sugarcane leaf tissue. tab. 5 presents the nutritional contents of foliar tissue samples for each treatment. according to cháves (1999), the levels of p, k, ca, mg, fe, mn, cu and b are within the proper range or sufficient, while zn and n have low concentrations. however, for all evaluated treatments, plant nutrients were found to be within the proper range taking into account age and variety, the physical and chemical characteristics of the soil and the crop agro-ecological zone. foliar k content, the most abundant element in vinasse, did not show an effect, accumulation or toxicity for the cane for the evaluated cutting. analysis of variance showed no significant differences with respect to the nutritional content of the plant (tab. 5). one might infer that a second application of vinasse with a concentration of 15.66°brix, irrigated in the doses and time of the test, in the variety cc-8592, caused no nutritional imbalance that could be seen through the leaf tissue analysis. this contrasts with the findings of quintero (2008), who after applying different doses of vinasse for 20 consecutive years, found that in nine-month-old cc-8592 varieties, foliar contents of n, ca and mg decreased, and foliar k content increased, and furthermore, there was no effect on foliar p content. these differences between the two tests could be explained by the short evaluation period of this study, compared with that of quintero (2008). conclusions vinasse applications under the conditions used in this trial did not affect the physicochemical properties evaluated for a single cut of the sugar cane cultivation in a vertisol soil in valle del cauca, colombia. however, since soil is table 5. concentration of macro and micronutrients in evaluated leaf tissue. n p k ca mg fe mn cu zn b -----% -----control 1.32 0.21 1.06 0.39 0.25 184.72 28.18 7.40 15.92 4.69 fdvm1 1.28 0.19 1.09 0.35 0.24 179.24 26.92 7.48 19.52 4.05 fdvm2 1.26 0.20 1.09 0.34 0.24 191.96 29.40 7.68 15.50 5.18 sdvm1 1.26 0.20 1.13 0.33 0.23 156.60 28.72 7.86 16.44 4.12 sdvm2 1.20 0.21 1.20 0.30 0.21 154.26 38.98 7.22 17.92 5.25 fdvwm 1.27 0.20 1.09 0.32 0.24 136.72 39.24 7.28 18.82 5.19 sdvwm 1.27 0.20 1.16 0.32 0.22 151.30 30.06 7.00 16.32 5.14 control, without vinasse; fdvm1, first dose vinasse and efficient microorganisms1; fdvm2, first dose vinasse and efficient microorganisms2; sdvm1, second dose vinasse and efficient microorganisms1; sdvm2, second dose vinasse and efficient microorganisms2; fdvwm, first dose vinasse without efficient microorganisms, sdvwm, second dose vinasse without efficient microorganisms. 122 agron. colomb. 30(1) 2012 a complex and comprehensive resource of these production systems, its physicochemical characterizations and evaluations must always be accompanied by an efficient indicator of the biological properties of the soil. therefore, these and other results should be taken only as an approximation of the behavior of soils when treated with these types of additives. vinasse applied in one or two doses does not make a significant contribution to the soil organic matter readily observable in one crop cutting. new ways of using this additive should be explored, mixed with different materials for example, in order to get medium term significant changes in the percentages of organic matter in the treated soil. similarly, it would be important to future studies of both individually applied vinasse and vinasse mixed with different materials and in different proportions to determine the coefficients of mineralization and humification and thus define more precisely the forms, dose and time of application to properly synchronize with the phenological stage of the crop to take full advantage of this method. a second vinasse application of 15.66°brix in soils cultivated with the sugar cane variety cc-8592 did not influence the nutrient content in leaf tissue samples taken from 9.5-month-old plants, in the first cut. it would be important to determine the behavior of these parameters for a complete cycle consisting of four or five cuts depending on the variety of the sugarcane cultivated in this type of soil in valle del cauca. all studies evaluating the addition of two doses of vinasse on a sugarcane crop cycle must be carried out for a period of at least 4 years, allowing the studied variables enough time to express themselves and so produce more conclusive results. acknowledgements the authors wish to thank ingenio providencia, the universidad autónoma de occidente and colciencias, as well as octavio mosquera of laboratorio de servicios analíticos del ciat (analytical services lab), palmira, colombia. literature cited abbott, l.k. and d.v. murphy. 2007. soil biological fertility: a key to sustainable land use in agriculture. springer, crawley, uk. almeida, c. 2007. etanol de caña de azúcar: el éxito de brasil. in: red de ciencia y desarrollo, http://www.scidev.net/es/features/ etanol-de-caa-de-azcar-el-xito-de-brasil.html; 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altos contenidos de arcillas en horizontes minerales, que en conjunto afectan la distribución de poros, retención de humedad y capacidad de aireación, sumado a una profundidad efectiva limitada por la presencia de horizontes sulfúricos y nivel freático fluctuante, situación que permite deducir las prácticas de manejo del medio físico de los ssa para su recuperación y explotación sostenible. the physical properties of acid sulfate soils (ass) from the irrigation district of alto chicamocha were evaluated in order to determine soil physical limitants, their relationship with chemical properties and, when being identified, establish the proper management for irrigation, drainage, and tillage. in order to achieve this goal, an interinstitutional group for investigation on ass (gissat) of the pedagogical and technological university of colombia conducted a soil survey to identify, describe, and classify systematically five soil profiles by determining real and bulk densities, porosity, particle size distribution, structural stability, consistency, rupture module, moisture constants, and hydraulic conductivity in the upper horizons. the must relevant results show that ass are limited by high plasticity, moderate or low structural stability in organic horizons, high clay contents in mineral horizons, which as a whole influence the pore distribution, moisture retention, and soil aeration. furthermore these soils present shallow rooting depths due to the presence of sulfuric horizons and high water tables, the situation that allows establishing practices of physical management of ass in order to recuperate them and obtain a sustainable usage. key words: acid soils, soil physical limitants.palabras clave: suelos ácidos, limitantes físicas de suelos. fecha de recepción: agosto 3 de 2007. aceptado para publicación: abril 9 de 2008 * contribución del grupo interinstitucional de investigación en suelos sulfatados ácidos tropicales, categoría b colciencias. gissat@tunja.uptc.edu.co 1 ingeniero agrónomo, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. alher_1@msn.com 2 profesor asociado, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica tecnológica de colombia, tunja. hcastrofranco@yahoo.com.mx 3 director de investigación microfertisa w.f., bogotá. migomez@microfertisa introducción el distrito de riego del alto chicamocha es actualmente uno de los más importantes del oriente colombiano; cuenta con 11.300 ha, de las cuales, según el grupo interinstitucional de investigación en suelos sulfatados ácidos tropicales (gissat, 2005), 2.756 ha se encuentran bajo la influencia de suelos sulfatados ácidos (ssa), algunos de ellos con presencia de sales y sodio. el manejo de estos suelos se ve afectado por los altos costos que demanda su recuperación y el desconocimiento general que de sus propiedades tienen tanto los productores como los asistentes técnicos de la zona. a partir del año 2003, el gissat ha venido desarrollando una importante labor dirigida al conocimiento, recuperación y manejo de este tipo de suelos. parte de estas investigaciones ha sido encaminada hacia el estudio de sus propiedades físicas con el fin de buscar el mejoramiento de prácticas de labranza, riego y drenaje, principalmente. los ssa están constituidos por materiales ricos en sulfuros, cuya aireación produce el descenso del ph hasta niveles caracterización física de los suelos sulfatados ácidos del distrito de riego del alto chicamocha (boyacá) y su aplicación al manejo* physical characterization of acid sulfate soils from the irrigation district of alto chicamocha (boyaca) and its application to soil management álvaro h. rincón1, hugo e. castro2 y manuel i. gómez3 agronomía colombiana 26(1), 134-145, 2008 135 no tolerables por las plantas. la extrema acidez generada en estos medios tiene implicaciones determinantes en la fertilidad de los suelos y afecta de manera directa sus propiedades físicas. la presente investigación compila los procedimientos, resultados e interpretación analítica de la caracterización de las propiedades físicas de ssa, realizada sistemáticamente a perfiles modales georreferenciados en el estudio semidetallado de ssa del distrito de riego del alto chicamocha (gissat, 2005). los resultados obtenidos contribuyen al conocimiento e identificación de las limitaciones físicas más relevantes de los ssa para la producción agrícola en el distrito de riego del alto chicamocha y aporta criterios de interpretación para el mejor entendimiento de las labores técnicas involucradas en su recuperación y manejo. materiales y métodos el estudio fue realizado durante el periodo 2004-2005 en el distrito de riego del alto chicamocha, localizado en el área de influencia de los municipios de paipa, duitama, santa rosa de viterbo, tibasosa, nobsa y sogamoso, en la zona central del departamento de boyacá, a una altura promedio de 2.500 msnm. el distrito de riego del alto chicamocha posee un área total de 11.300 ha, con una superficie neta cultivable de 7.335 ha, beneficiadas con obras de adecuación de tierras. el área de estudio consta de 2.756 ha, dentro de las cuales se encuentran los suelos con características sulfatadas ácidas, distribuidos en las unidades de riego vargas, duitama, ayalas, san rafael, cuche, las vueltas, tibasosa y moniquirá (gissat, 2004 y 2006). se realizó la caracterización física en los dos primeros horizontes de cinco perfiles modales de ssa, identificados en el levantamiento de suelos escala 1:25.000 realizado por el gissat en el 2005, y clasificados taxonómicamente (keys to soil taxonomy, 2006) como sulfic endoaquepts, familia muy fina sobre orgánica, caolinítica, semiactiva, isomésica (fase moderadamente profunda); typic sulfaquepts, familia muy fina sobre orgánica, caolinítica, semiactiva, isomésica (fase superficial); terric sulfosaprists, familia ferrihúmica, dísica, isomésica, micro (fase ultra ácida, ligeramente salina); typic sulfohemists, familia ferrihúmica, dísica isomésica, micro (fase ultra ácida, encharcable) y typic sulfihemists, familia disica, isomésica, shallow (fase salino sódica). los dos primeros taxones corresponden a ssa de origen mineral y los tres últimos a ssa de origen orgánico. se tomaron muestras sin disturbar en bloques de aproximadamente 1 kg, en cada horizonte, las cuales se empacaron herméticamente en papel aluminio y plástico con el fin de no alterar durante el transporte su estructura original. las pruebas realizadas a los dos primeros horizontes de los perfiles modales antes descritos fueron: distribución de tamaño de agregados por tamizado en seco y estabilidad de agregados en húmedo, en tamices de 6,3 mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm y 0,5 mm de apertura de malla; textura y granulometría por el método de la pipeta; consistencia por determinación de los límites de atterberg; densidad aparente y real por el método del terrón parafinado y del picnómetro, respectivamente; porosidad, por curvas características de humedad; módulo de ruptura, por medio del aparato de ruptura; conductividad hidráulica saturada, por permeámetro de carga constante, teniendo en cuenta las metodologías del instituto geográfico agustín codazzi (igac, 2006) y amézquita et al. (1993). adicionalmente, se evaluó el comportamiento de la humedad del suelo para hallar capacidad de campo a nivel de campo, por el método de las curvas de humedecimiento (castro, 1998), y se determinó el punto de marchitez permanente por el método del girasol para el primer horizonte de cada perfil, descrito por el igac (2006). resultados y discusión densidad aparente, real y porosidad teniendo en cuenta los contenidos de materia orgánica, su grado de descomposición, los contenidos de arcilla y de óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio, la densidad aparente en los ssa objeto de estudio fluctuó entre 0,18 y 1,29 g·cm-3. las densidades aparentes más bajas se encontraron en los horizontes orgánicos y las más altas en los horizontes minerales de textura fina con mal drenaje e influenciadas por óxidos e hidróxidos de hierro. la densidad real varió entre 1,6 y 2,5 g·cm-3 siendo baja en los horizontes orgánicos y más alta en los horizontes minerales con influencia de óxidos de hierro y aluminio. la porosidad total osciló entre 45% en horizontes minerales y más del 80% en horizontes orgánicos. con respecto a la porosidad total, se encontró que sus valores están alrededor del 50% en los perfiles sulfic endoaquepts y typic sulfaquepts, y valores mayores al 60% en los demás perfiles. en general, los contenidos de macroporos en los ssa son adecuados para permitir el paso rápido del agua a través del perfil, condición importante en ssa para las labores de drenaje, ya que estos suelos se encuentran en las áreas planas del distrito de riego influenciadas por la presencia de un nivel freático fluctuante. 2008 rincón, castro y gómez: caracterización física de los suelos sulfatados ácidos... 136 agron. colomb. 26(1) 2008 la microporosidad adquiere su importancia en la relación que guardan los fenómenos de capilaridad en este tipo de suelos. de esta manera, se observa que los ssa presentan contenidos de microporos altos, los cuales favorecen la conducción de agua capilar desde el nivel freático hasta la superficie. esto es importante, porque cuando el agua freática asciende a los horizontes superficiales, ocupa la mayor parte del espacio poroso, manteniendo el suelo con altos contenidos de humedad durante las épocas secas y favoreciendo su saturación y encharcamiento con pocas precipitaciones en las épocas húmedas del año. otra condición notable en la porosidad del suelo es la registrada en los análisis de sección delgada (gómez, 2006), en los cuales se observa la acumulación de óxidos e hidróxidos de hierro y jarosita en los poros de los agregados y en los canales de las raíces (figura 1), causando el taponamiento de los poros intraagregado y limitando su macroporosidad a los canales existentes entre las caras de los peds. en conclusión, la porosidad en los ssa aunque es adecuada para permitir una buena relación entre capacidad de aireación y retención de humedad en la zona de raíces, es también afectada por la influencia del nivel freático salino ácido a poca profundidad, que influye en la disolución de óxidos de hierro y su precipitación en las cavidades y poros intra e interagregados, además de determinar sus condiciones actuales de drenaje lento y encharcamientos ocasionales durante el año. distribución de tamaño de agregados de acuerdo con la figura 2, para los ssa la distribución por tamaño de agregados muestra que en condiciones de suelo seco, los mayores porcentajes de participación en el suelo corresponden a agregados con diámetro superior a 2 mm. esto se explica porque la zona ha sido muy poco utilizada en labores agrícolas intensivas, siendo áreas dedicadas a pastoreo, razón por la cual el manejo físico no ha tenido repercusiones importantes en degradación de la estructura. perfil (taxonomía) horizonte da (g·cm-³) dr (g·cm-³) pt (%) macroporos (%) microporos (%)nom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cód.: psmi -05) ap 0-10 1,01 2,07 51,20 17,31 33,88 bwg 10-55 1,20 2,39 49,77 21,21 28,65 typic sulfaquepts (cód.: psdu -01) ap 0-12 1,07 2,28 52,81 27,33 25,83 bwg 12-32 1,25 2,39 47,46 11,52 36,25 terric sulfosaprists (cód.: psvu -03) aj 0-15 1,18 2,28 48,04 14,68 33,67 oaj 15-35 0,67 2,03 67,00 14,71 52,29 typic sulfohemists (cód.: psva -02) aj 0-10 0,82 2,15 61,86 16,15 45,71 oaj 10-37 0,36 1,65 78,16 20,24 57,93 typic sulfihemists (cód.: psvu -04) oay 0-25 0,23 1,9 87,80 24,26 63,53 oey 25-70 0,21 1,83 88,37 24,30 64,07 tabla 1. valores de densidad aparente, densidad real y porosidad en ssa. distrito de riego del alto chicamocha. da: densidad aparente; dr: densidad real; pt: porcentaje de poros totales. cód.: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, 2005). figura 1. precipitados de óxidos de hierro y jarosita en los poros de los ssa typic sulfaquepts y sulfic endoaquepts. microfotografías de sección delgada a) horizonte bgj en sulfic endoaquepts b) horizonte bwg en typic sulfaquepts (gissat, 2005). a b 137 si se tiene en cuenta la participación de agregados, los d50 se encuentran alrededor de los 2 y 5 mm de diámetro. al tomar los parámetros de distribución de agregados en húmedo (figura 3), la distribución cambia, ya que en los agregados, las partículas pierden su cohesión al ser humedecidas. los valores de d50 disminuyen, presentándose agregados con diámetros menores a 0,5 mm, evidenciando la pobre estabilidad de los agregados en los suelos orgánicos con influencia salina. el comportamiento de la distribución de agregados en húmedo y su comparación con los agregados en seco, muestra en los suelos sulfic endoaquepts y typic sulfaquepts un comportamiento similar, dando a entender una mejor condición estructural de estos dos suelos y una mayor resistencia de los agregados del suelo a la acción de agentes dispersivos externos. figura 2. distribución de agregados en seco para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. a) horizontes superficiales. b) horizontes subsuperficiales. figura 3. distribución de agregados en húmedo para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. a) horizontes superficiales. b) horizontes subsuperficiales. 2008 rincón, castro y gómez: caracterización física de los suelos sulfatados ácidos... 138 agron. colomb. 26(1) 2008 estabilidad de agregados en húmedo la calificación de la estabilidad estructural se realizó teniendo en cuenta el diámetro ponderado medio de agregados (dpm) en mm. la tabla 2 resume el comportamiento de la estabilidad de los agregados en ssa. de acuerdo al dpm de agregados en húmedo, la estabilidad estructural fluctúa entre ligeramente estable y muy estable, según los parámetros de interpretación definidos por el igac (2006). el suelo con mayor estabilidad estructural es el typic sulfaquepts, que presentó los mayores dpm, seguido por el perfil sulfic endoaquepts. la estabilidad estructural en estos dos perfiles se debe a los altos contenidos de arcilla y a la presencia de óxidos e hidróxidos de hierro, que precipitan en los canales dejados por las raíces y en las grietas interagregado, actuando como cementantes en los agregados del suelo, debido a su composición estable a la acción del agua (christopher, 1996). los perfiles terric sulfosaprists y typic sulfohemists poseen estructura moderadamente estable en agua debido a sus contenidos altos de sales, evidente en superficie cuando los suelos disturbados se secan, además de la influencia del nivel freático de aguas salino ácidas. aunque los contenidos de aluminio intercambiable en estos suelos son muy altos, los efectos de este elemento sobre la estructura son limitados debido a la influencia de la materia orgánica. el suelo typic sulfihemists presentó ligera estabilidad estructural influida por el ascenso del nivel freático y sus altos porcentajes de sodio intercambiable. las sales de sodio contribuyen a la dispersión de la estructura y ocasionan su degradación. textura y distribución de partículas por tamaño zinck (1954, citado por montenegro, 1995) afirma que la elaboración de curvas acumulativas de granulometría permiten inferir acerca de la génesis de los suelos. con los promedios de datos obtenidos de la granulometría de los ssa en sus primeros horizontes, se realizaron las curvas donde se representa el porcentaje acumulado de las partículas. para el caso de los cinco perfiles modales descritos, se obtuvieron curvas de tipo sigmoidal en los perfiles sulfic endoaquepts, typic sulfaquepts, typic sulfohemists y terric sulfosaprists, y logarítmica en el perfil typic sulfihemists (figura 4). en el primer caso, la curva caracteriza perfil (taxonomía) horizonte dpm (mm) ea % interpretación nom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cód.: psmi -05) ap 0-10 2,97 65,27 moderadamente estable bwg 10-55 4,57 82,78 estable typic sulfaquepts (cód.: psdu -01) ap 0-12 3,14 65,17 estable bwg 12-32 5,04 74,77 muy estable terric sulfosaprists (cód.: psvu -03) aj 0-15 2,27 46,15 moderadamente estable oaj 15-35 1,82 47,65 moderadamente estable typic sulfohemists (cód.: psva -02) aj 0-10 2,34 59,68 moderadamente estable oaj 10-37 2,89 44,98 moderadamente estable typic sulfihemists (cód.: psvu -04) oay 0-25 1,05 29,71 ligeramente estable oey 25-70 1,37 35,14 ligeramente estable tabla 2. estabilidad estructural por el método de yoder para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. dpm: diámetro ponderado medio; ea%: estado de agregación. cód.: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, 2005) figura 4. curvas acumulativas de granulometría para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. 139 nas, con alto contenido de arcillas en las áreas depresionales del distrito de riego, tal y como se aprecia en la tabla 3. consistencia de acuerdo con la tabla 4, en general, los suelos presentaron altos valores de índices de plasticidad, condición que representa un limitante para su mecanización. por tal razón es conveniente analizar por separado los valores de los límites plásticos, ya que este es el valor máximo al cual se debe mecanizar un suelo sin generar problemas en la estructura. la tendencia del límite plástico en ssa indica que los valores más bajos corresponden a los horizontes minerales con menores contenidos de materia orgánica. a mayor contenido de materia orgánica, el límite plástico se alcanza a humedad gravimétrica más alta debido a que los materiales tabla 3. texturas en perfiles modales de ssa. distrito de riego del alto chicamocha. cód.: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, perfil (taxonomía) horizonte arcilla (%) limos (%) arenas (%) textura nom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cód.: psmi -05) ap 0-10 32,70 16,4 51 fara bwg 10-55 66,25 32,02 1,73 ar typic sulfaquepts (cód.: psdu -01) ap 0-12 76,9 22,06 1,04 ar bwg 12-32 68,6 30,1 1,3 ar terric sulfosaprists (cód.: psvu -03) aj 0-15 87,33 10,89 1,78 ar oaj 15-35 43,1 21,5 35,4 ar typic sulfohemists (cód.: psva -02) aj 0-10 74,3 25,31 0,39 ar oaj 10-37 20,2 13,5 66,3 fara typic sulfihemists (cód.: psvu -04) oay 0-25 6,62 56,02 37,36 fl oey 25-70 24,7 18,5 56,9 fara perfil (taxonomía) horizonte ll lp ip interpretación nom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cod : psmi -05) ap 0-10 82 57 25 muy plástico bwg 10-55 58 28 30 muy plástico typic sulfaquepts (cod : psdu -01) ap 0-12 96 73 23 muy plástico bwg 12-32 70 39 31 muy plástico terric sulfosaprists (cod : psvu -03) aj 0-15 66 41 25 muy plástico oaj 15-35 135 90 45 muy plástico typic sulfohemists (cod : psva -02) aj 0-10 104 74 30 muy plástico oaj 10-37 212 106 106 muy plástico typic sulfihemists (cod : psvu -04) oay 0-25 103 77 26 muy plástico oey 25-70 98 77 21 muy plástico tabla 4. límites de atterberg e índices de plasticidad para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. ll: límite liquido; lp: límite plástico; ip: índice de plasticidad. cód.: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, 2005). procesos de acumulación libre, en los cuales los depósitos son altamente seleccionados. este tipo de distribución de partículas es característico de zonas de decantación, en las cuales las partículas gruesas se sedimentan primero, luego los limos y por último las partículas más finas. por esta razón, el mayor porcentaje de materiales se encuentra en una fracción granulométrica estrecha, dominada por las arcillas. en la curva de tipo logarítmico se observa un aumento en la proporción de limos y arenas, en detrimento de las arcillas. este tipo de curva se relaciona con áreas de desborde y depósitos de limos acumulados en zonas de depresión dentro de zonas de bacín o cubeta. como resultado del tipo de acumulación de las partículas en las zonas de ssa, se obtiene el predominio de texturas fi2008 rincón, castro y gómez: caracterización física de los suelos sulfatados ácidos... 140 agron. colomb. 26(1) 2008 orgánicos deben absorber más agua que los minerales antes de formar películas de agua entre sus partículas (baver et al., 1974). la formación de películas de agua es necesaria para permitir el deslizamiento de las partículas sólidas entre sí, y por consiguiente la adquisición de la condición plástica del suelo. el aprovechamiento de estas condiciones de los suelos orgánicos permite tener un mayor rango de humedad para realizar prácticas de laboreo sin llegar al amasamiento del suelo, y por consiguiente evitar en mayor medida la pérdida de estructura y la compactación. por el contrario, el límite plástico a menores contenidos de humedad en los suelos minerales sulfic endoaquepts y typic sulfaquepts representa un problema para la labranza, debido a la poca cantidad de agua que se requiere para producir moldeamiento del suelo por acción del arado. módulo de ruptura el módulo de ruptura corresponde a la fuerza máxima para romper un molde de suelo de determinado tamaño (pinzón, 2003). el módulo de ruptura determina la susceptibilidad al encostramiento de los suelos. los valores varían para los diferentes perfiles como se expresa en la tabla 5. los perfiles sulfic endoaquepts y typic sulfaquepts presentaron los más altos valores de módulo de ruptura, dado que, por sus altos contenidos de arcilla, las partículas en el suelo seco tienen alta cohesión. en los suelos terric sulfosaprists, typic sulfohemists y typic sulfihemists, los valores de módulo de ruptura son muy bajos, lo cual indica una menor resistencia de las costras a la emergencia de plántulas, aunque los altos contenidos de sales y sodio intercambiable influyan en su formación. en general, el módulo de ruptura indica que las condiciones de encostramiento en ssa no representan una limitación importante para la emergencia de las plántulas. este parámetro es particularmente importante en el área del distrito de riego debido a la trascendencia que en él tienen los cultivos hortícolas, en los cuales la preparación del suelo se realiza con implementos que contribuyen a su pulverización y la degradación estructural en el afán de proporcionar una cama uniforme para las plantas. constantes de humedad los puntos de humedad se determinan para saber cuál es la proporción de agua utilizable por los cultivos, así como para estimar las proporciones de macro y microporos presentes en el suelo (barrera, 1998). constantes de humedad en laboratorio la expresión de las constantes de humedad en ssa manifiesta el comportamiento de su sistema poroso y de sus materiales constituyentes. es así como se observa (tabla 6) que los mayores contenidos de humedad con base en peso seco para las diferentes constantes de humedad se dan en los suelos terric sulfosaprists, typic sulfihemists y typic sulfohemists, debido a su génesis y composición a partir de materiales orgánicos, que confieren al suelo alta capacidad de absorción y retención de humedad; contrario a lo sucedido en los perfiles sulfic endoaquepts y typic sulfaquepts, cuyos materiales constitutivos son en su mayoría partículas minerales finas, que deben su capacidad de retención de humedad a su asociación, superficie específica y formación de microporos. constantes de humedad en campo e invernadero los resultados de las constantes de humedad obtenidas en campo e invernadero presentaron variaciones importantes con respecto al laboratorio. la capacidad de campo obtenida en campo osciló entre 57 y 115% de humedad gravimétrica (figura 5), rangos de humedad más amplios que los hallados en laboratorio (tabla 6), debido a que a nivel de campo existe la influencia de factores del suelo, tales como la profundidad del nivel freático y la presencia de plantas, que afectan las mediciones e influyen directamente en la expresión de los puntos de humedad. sin embargo, esto no resta validez a las determinaciones de campo, ya que ellas sirven para expresar la realidad del comportamiento y dinámica del suelo en condiciones más cercanas a la realidad. los contenidos de humedad gravimétrica a punto de marchitez permanente obtenidos en invernadero oscilaron perfil (taxonomía) horizonte mr (kpa) interpretación nom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cód.: psmi -05) ap 0-10 17,97 moderadamente baja bwg 10-55 20,58 media typic sulfaquepts (cód.: psdu -01) ap 0-12 1,30 muy baja bwg 12-32 30,06 muy alta terric sulfosaprists (cód.: psvu -03) aj 0-15 3,59 muy baja oaj 15-35 0,98 muy baja typic sulfohemists (cód.: psva -02) aj 0-10 1,63 muy baja oaj 10-37 0,98 muy baja typic sulfihemists (cód.: psvu -04) oay 0-25 1,96 muy baja oey 25-70 0,78 muy baja tabla 5. módulo de ruptura para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. mr: módulo de ruptura. cód.: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, 2005). 141 figura 5. determinación de la capacidad de campo en horizontes superficiales por estabilización del contenido de humedad (método de campo utilizando curvas de humedecimiento). suelos sulfatados ácidos, distrito de riego del alto chicamocha. 2008 rincón, castro y gómez: caracterización física de los suelos sulfatados ácidos... 142 agron. colomb. 26(1) 2008 entre el 22 y 34%, valores significativamente inferiores a los registrados en laboratorio (tablas 6 y 7). este comportamiento está dado porque en la utilización de plantas como indicadores, el punto de marchitez permanente depende no solo del potencial de succión, sino del potencial de transpiración de las plantas empleadas, así como de su capacidad de expansión radical y la conductividad hidráulica del suelo. de acuerdo con estas características, cada cultivo tiene un potencial diferente que lo hace más o menos resistente a condiciones de estrés hídrico. lo enunciado tiene repercusiones en los contenidos de humedad aprovechable para las plantas. como se observa en los resultados, estos contenidos son menores en las determinaciones de laboratorio, lo que significa que no toda el agua que se encuentra entre cc y pmp es aprovechable por las plantas, sino que depende de diferentes factores fisiológicos de la planta cultivada y de condiciones especiales implícitas en la estructura y la porosidad del suelo; el pmp se puede alcanzar por debajo o por encima de las 15 atmósferas, constituyendo un rango de humedad amplio en el cual las plantas pueden verse afectadas por escasez de agua. conductividad hidráulica la conductividad hidráulica saturada en los ssa estudiados varió entre moderadamente lenta y rápida para los dos primeros horizontes de cada perfil (tabla 8). estas variaciones están influenciadas por la constitución de cada horizonte (materiales minerales u orgánicos), presencia de raíces, continuidad del sistema poroso en el perfil, condición estructural y la presencia de raíces, principalmente. teniendo en cuenta esto, se observa que en los suelos typic sulfohemists y typic sulfihemists la conductividad hidráulica es moderadamente rápida y moderada, respectivamente, para los dos horizontes evaluados, indicando una continuidad de su espacio poroso en profundidad, debida en gran parte a la uniformidad de sus materiales constituyentes de un horizonte a otro y favorecida por la alta presencia de raíces en el perfil typic sulfihemists. situación contraria se presentó en el perfil terric sulfosaprists, en el que los materiales minerales están intercalados con los orgánicos debido al carácter policíclico de su formación, lo cual repercute en la variación de la conductividad hidráulica de un horizonte a otro. en los perfiles sulfic endoaquepts y typic sulfaquepts se presentó un aumento de esta propiedad en los horizontes subsuperficiales (bwg), debido a la presencia de poros tubulares dejados por raíces muertas, y a las grietas existentes entre los agregados del suelo. manejo físico de los suelos sulfatados ácidos los ssa son suelos jóvenes, con características especiales de acidez, conductividad eléctrica, potencial redox y contenidos de azufre, hierro y aluminio. debido al dinamismo químico de estos suelos y a la estrecha relación entre sus propiedades físicas, químicas, biológicas y mineralógicas, es conveniente advertir que su manejo debe ser cuidadoso por la alta susceptibilidad de ser degradados en corto tiempo con prácticas mecánicas que no corresponden a la interpretación y conocimiento de sus propiedades. perfil (taxonomía) horizonte constantes de humedad en laboratorio (% hg) (cc pmp) da (g·cm-3) % hv agua aprovechablesaturación (0,01 atm) cc (0,3 atm) pmp (15 atm)nom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cód.: psmi -05) ap 0-10 103,15 68,27 44,96 23,31 1,01 23,54 bwg 10-55 53,72 30,87 22,51 8,36 1,20 10,03 typic sulfaquepts (cód.: psdu -01) ap 0-12 142,82 69,40 44,64 24,76 1,07 26,49 bwg 12-32 54,65 41,47 31,54 9,93 1,25 12,41 terric sulfosaprists (cód.: psvu -03) aj 0-15 83,44 58,11 39,18 18,93 1,18 22,33 oaj 15-35 128,13 100,00 58,93 41,07 0,67 27,51 typic sulfohemists (cód.: psva -02) aj 0-10 101,70 75,15 36,24 38,91 0,82 31,90 oaj 10-37 220,31 163,27 103,17 60,10 0,36 21,63 typic sulfihemists (cód.: psvu -04) oay 0-25 110,42 79,91 60,94 18,97 0,23 4,36 oey 25-70 166,80 120,94 66,85 54,09 0,21 11,35 tabla 6. constantes de humedad determinadas en condiciones de laboratorio para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. cc: capacidad de campo; da: densidad aparente; pmp: punto de marchites permanente; %hg: porcentaje de humedad gravimétrica; %hv: porcentaje de humedad volumétrica. cód.: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, 2005). 143 el carácter atípico de estos suelos, por combinar sedimentos minerales y materiales orgánicos sulfatados ácidos dentro del perfil, hace necesario considerar los resultados de esta investigación para dirigir labores técnicamente adecuadas que contribuyan a su recuperación química, orientando estratégicamente su manejo en labranza, riego y drenaje. labranza el ascenso capilar de aguas freáticas generalmente ácido salinas, los altos contenidos de arcilla en horizontes minerales del perfil y la ocurrencia de horizontes sulfúricos subsuperficiales representan las mayores limitaciones para abordar la labranza en ssa. debido a estas condiciones, la profundidad efectiva radical disponible para el establecimiento de cultivos se ve afectada y resulta ser una característica determinante para definir el sistema de labranza más apropiado. un aspecto trascendental en la mecanización de ssa consiste en no exponer a la superficie horizontes sulfúricos subsuperficales por acción del arado para evitar el descenso significativo del ph por oxidación de materiales sulfúricos. en este sentido es recomendable realizar un tipo de labranza vertical con implementos como la cavadora de azadones o cinceles vibratorios sin llegar a perturbar los horizontes sulfúricos, acción que se debe complementar con una labranza secundaria que garantice un perfil de desterronamiento superficial adecuado para siembra. por la baja estabilidad estructural de los ssa de origen orgánico, no es conveniente la utilización de implementos que causen la pulverización del suelo, como el arado rotativo. la profundidad efectiva varía para los ssa del distrito de riego desde superficial (<10 cm) hasta moderadamente profunda (>50 cm). en los ssa que presentan horizontes extremadamente ácidos en superficie (ph<4), la corrección perfil (taxonomía) horizonte % hg constantes de humedad ( cc – pmp ) da (g·cm-3) % hv agua aprovechablecc campo pmp invernaderonom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cód.: psmi -05) ap 0-10 57,31 22,13 35,18 1,01 35,53 typic sulfaquepts (cód.: psdu -01) ap 0-12 62,94 27,10 35,84 1,07 38,34 terric sulfosaprists (cód.: psvu -03) aj 0-15 57,14 30,74 26,4 1,18 31,152 typic sulfohemists (cód.: psva -02) aj 0-10 58,14 27,98 30,16 0,82 24,73 typic sulfihemists (cód.: psvu -04) oay 0-25 115,14 34,05 81,09 0,23 18,65 tabla 7. constantes de humedad determinadas en campo e invernadero para ssa. distrito de riego del alto chicamocha. cc: capacidad de campo; pmp: punto de marchites permanente; da: densidad aparente; hv: humedad volumétrica. cód.: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, 2005). perfil (taxonomía) horizonte ksat (cm.h-1) interpretación nom. espesor (cm) sulfic endoaquepts (cód.: psmi -05) ap 0-10 1,53 moderadamente lenta bwg 10-55 7,84 moderadamente rápida typic sulfaquepts (cód.: psdu -01) ap 0-12 7,33 moderadamente rápida bwg 12-32 14,1 rápida terric sulfosaprists (cód.: psvu -03) aj 0-15 0,84 moderadamente lenta oaj 15-35 1,81 moderada typic sulfohemists (cód.: psva -02) aj 0-10 6,09 moderadamente rápida oaj 10-37 5,47 moderadamente rápida typic sulfihemists (cód.: psvu -04) oay 0-25 4,56 moderada oey 25-70 3,46 moderada tabla 8. conductividad hidráulica saturada para los ssa. distrito de riego del alto chicamocha. ksat: conductividad hidráulica saturada. cód: código del perfil georreferenciado en estudio semidetallado de suelos (gissat, 2005). química con materiales encalantes y su incorporación con los implementos mencionados anteriormente, combinados con una buena adecuación del sistema de drenaje, resultan apropiados en la adecuación de estos suelos para actividades agrícolas. riego el riego es una aplicación controlada y uniforme de agua al suelo para suministrar de manera equitativa, oportuna y eficiente el agua a las plantas para su normal desarrollo (barrera, 1998). en este aspecto las necesidades de riego dependen de las características físicas del suelo, y de manera especial, de la porosidad, contenidos de humedad a capacidad de campo y marchitez permanente, así como 2008 rincón, castro y gómez: caracterización física de los suelos sulfatados ácidos... 144 agron. colomb. 26(1) 2008 del movimiento del agua en el suelo, teniendo en cuenta además las condiciones fisiológicas del cultivo, el régimen de lluvias y la evapotranspiración. para los ssa, la aplicación de riego debe estar sujeta al contenido de humedad aprovechable y a la profundidad efectiva radical del cultivo. las condiciones estructurales del suelo, sus contenidos de materia orgánica y textura condicionan la frecuencia, tiempo y selección de implementos para el riego. interrelacionando los resultados, se puede concluir que en los ssa de origen mineral (sulfic endoaquepts y typic sulfaquepts), con los más altos contenidos de arcilla y mayor estabilidad estructural, la frecuencia de riegos debe ser amplia y los riegos moderadamente intensos hasta llegar a capacidad de campo, con el fin de aprovechar al máximo su retención de humedad y evitar encharcamientos por sobresaturación del suelo. aunque su mayor estabilidad estructural permite la aplicación de riego con las características enunciadas, la distribución del sistema poroso y las condiciones texturales de estos suelos demandan una duración del riego baja con implementos de diámetro de gota fina y caudales adecuados que mejoren la eficiencia del sistema con respecto a la infiltración y movimiento del agua en el suelo. en el caso de los ssa de origen orgánico (terric sulfosaprists, typic sulfohemists y typic sulfihemists), por la presencia de sales y contenidos altos de materia orgánica, los riegos deben ser aplicados con alta frecuencia, para evitar su secamiento, condición en la cual se tornan hidrofóbicos (condición de repelencia al agua), afectando sus propiedades hidráulicas y haciendo más dispendioso el regadío. además, el humedecimiento continuo evita los afloramientos y concentraciones de sales en la superficie. es recomendable que se utilicen implementos de bajo caudal y diámetro de gota fina, para evitar que el impacto de la gota de lluvia destruya fácilmente la estructura y promueva el encostramiento superficial, lo cual es de particular importancia en estos suelos debido a su baja estabilidad estructural. drenaje el drenaje tiene como función eliminar los sobrantes de agua en el suelo, con el fin de mantener las condiciones necesarias de aireación y actividad biológica del mismo para permitir a las plantas el adecuado desarrollo de su sistema radical y por ende, de su parte aérea (barrera, 1998). en los ssa la labor de drenaje es un poco más compleja como consecuencia de las implicaciones generadas por sus propiedades químicas. un drenaje excesivo de los ssa implica un descenso dramático en el ph, debido a la producción de ácido sulfúrico por oxidación de los materiales ricos en sulfuro. en segundo lugar, el drenaje de los suelos orgánicos produce subsidencia, es decir, una reducción en el espesor de un suelo hidromórfico. el amplio espacio poroso se llena de aire, se favorecen los procesos de descomposición y mineralización de la materia orgánica, que finalmente ocasiona la pérdida de espesor, liberación de co2 y aumento en el flujo de nutrientes (ssds, 1993). de acuerdo con lo anterior, se debe lograr un equilibrio entre el manejo del suelo con fines agrícolas y la sostenibilidad del recurso. si se realizan prácticas agrícolas, es conveniente que el drenaje sea suficiente para permitir el desarrollo adecuado de los cultivos sin ocasionar pérdidas en las condiciones naturales del suelo. la práctica recomendable en ssa consiste en realizar drenajes hasta la profundidad del nivel freático o de los horizontes sulfúricos, con el fin de mantener la lámina de agua a una profundidad que no afecte el suministro de oxígeno a las raíces y para evitar que la acidez de estratos inferiores ascienda a la zona de raíces, manteniendo al mismo tiempo un contenido de humedad adecuado para evitar la acidificación excesiva del suelo y contrarrestar la subsidencia. también es favorable tener en cuenta la conductividad hidráulica como un parámetro útil en la definición de obras de drenaje, ya que permite conocer la capacidad de evacuación de agua de la capa arable, situación que conlleva a la definición de un espaciamiento óptimo entre los canales. adicionalmente, es indispensable que las aguas de drenaje no sean utilizadas para riego, comúnmente realizado por los usuarios en épocas secas, debido a que se puede causar quemazón en los cultivos promovida por la carga de sulfatos existente en aguas freáticas y de drenaje que corren por canales. el manejo adecuado del medio físico de los ssa contribuye al mejoramiento del drenaje y a la reducción de la salinidad, aspectos que hacen más eficientes los procesos de control de acidez y recuperación del balance químico al que deben llegar estos suelos para superar sus mayores limitaciones. agradecimientos los autores expresan su agradecimiento a los integrantes del grupo interinstitucional de investigación en suelos sulfatados ácidos tropicales de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, por su cooperación en las pruebas de campo y laboratorio, a colciencias y a la asociación de usuarios del distrito de riego del alto chicamocha por su apoyo técnico y logístico en el desarrollo del trabajo. 145 literatura citada amézquita, e. y j. navas. 1993. métodos para la determinación de algunas propiedades físicas de los suelos. pp. 103-134. en: rojas, l. 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(ed.). fundamentos para la interpretación de análisis de suelos, plantas y aguas para riego. sociedad colombiana de la ciencia del suelo, bogotá. 323 p. pinzón, a. 2003. análisis e interpretación de propiedades fisicas determinadas en el laboratorio. pp. 63-71. en: silva, f. (ed.). manejo integral de la fertilidad del suelo. sociedad colombiana de la ciencia del suelo. editora guadalupe, bogotá. 224 p. soil survey division staff (ssds). 1993. soil survey manual. handbook no. 18. united states department of agriculture (usda). washington d.c. 437 p. 2008 rincón, castro y gómez: caracterización física de los suelos sulfatados ácidos... resumen abstract el sector agrario colombiano, a pesar de haber reducido su aporte porcentual al pib, tiene una relevancia estratégica como generador de empleo en el área rural. pero ¿de qué manera se ha desarrollado la generación de empleo en el sector agrario colombiano en los últimos años?; ¿cuáles son los factores que más influyen en la generación de empleo en el sector agrario colombiano?, y ¿cuáles son las perspectivas de la generación de empleo en el sector agrario colombiano? la presente investigación tiene como objeto responder preguntas. para determinar los factores que influyen en la generación de empleo se han utilizado correlaciones de los empleos generados y las variables provenientes de las estadísticas nacionales como: salarios, créditos al sector, producción, migración, exportaciones e importaciones, entre otros. para el análisis se subdividió al sector en subsectores y grupos de cultivos. como resultado del trabajo se ha encontrado que el sector agrario tiene en general una creciente generación de empleo. sin embargo, el subsector de producción animal tiene una tendencia negativa. por departamentos, las tendencias de generación de empleos agrarios son, en la mayoría de los casos, positivas, pero también hay casos de tendencia negativa y casos donde no se observan cambios. los factores que han mostrado ser más influyentes para generar empleos en el subsector de producción vegetal son: agrocréditos, sistemas de producción intensivos y precios bajos de las tierras de cultivo. los salarios y la exportación no tienen mucha relevancia. en el subsector de producción animal el determinante principal es el desarrollo tecnológico (tecnificación y especialización) que a su vez está determinado por el agrocrédito, la exportación, los salarios y la producción bovina de carne. the colombian agrarian sector, in spite of having reduced its percentage of contribution to the gdp, is strategically relevant as an employment generator in the rural area. but how has employment generation been developed in the colombian agrarian sector in the past years? what are the factors that influence employment generation in the colombian agrarian sector the most? and what are the perspectives of employment generation in the colombian agrarian sector? this research pretended to answer the previous questions. in order to determine factors that inf luence employment generation, correlations of generated employment and the variables coming from the national statistics, such as wages, credits to the sector, production, migration, exports and imports, among others, have been used. in order to facilitate analysis, the sector was subdivided into subsectors and groups of crops. the study showed that, in general, the agrarian sector has a growing capacity for employment generation. however, the animal production subsector has a negative tendency. for departments, the tendencies of generating agrarian employment are, in most of the cases, positive, but there are also cases with negative tendencies and other without changes. the factors that have shown to be most influential in generating employment in the subsector of vegetable production are availability of credit, intensive production systems, and low value of land for crop production. the wages and crop export do not have a high relevance. in the subsector of animal production, the main determinant is technological development (tecnification and specialization) that, in turn, is determined by availability of credit, exports, wages and the production of meat. 1 profesor asistente, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. jcbarrientosf@unal.edu.co 2 estadística, programa de maestría en geomática, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. gcastrillon@gmail.com key words: employment agrarian sector, agriculture credit, technological development, wages. palabras clave: empleo sector agrario, agrocrédito, desarrollo tecnológico, salarios. agronomía colombiana 25(2), 383-395, 2007 generación de empleo en el sector agrario colombiano employment generation in the colombian agrarian sector juan carlos barrientos1 y gisela castrillón2 introducción la demanda de trabajo está determinada principalmente por el precio que alcanzan los bienes o servicios producidos, por el nivel de tecnología con el que se produce y por el nivel salarial de los trabajadores (mochón, 2005). si los precios de los bienes y servicios bajan, si la tecnología de producción se desarrolla y si los salarios de los trabajadores se incrementan, entonces la demanda de trabajo baja (fromont, 1961; mankiw, 2004; becker, 1982; mochón, 2005). la oferta de trabajo depende del crecimiento poblacional, de los movimientos migratorios (espontáneos, por conflictos sociales o conflictos armados) y del salario (mochón, 2005). a esos factores mankiw (2004) le añade las tendencias de la oferta de trabajadores, es decir, la participación de la mujer en el campo laboral remunerado y de la intensidad de los fecha de recepción: junio 4 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 384 agron. colomb. 25(2) 2007 cambios de demanda en los diferentes sectores económicos. el punto de encuentro entre la oferta y la demanda de trabajo está determinado por el precio del servicio prestado, es decir, por el salario. la remuneración por servicios prestados en forma de trabajo es diferente en cada caso, porque existen diferencias entre los trabajadores de acuerdo con su formación y experiencia y a diferencias cualitativas que existen entre los puestos de trabajo (cárdenas, 2007; mochón, 2005). los trabajadores, por su capacidad natural de hacer determinados trabajos a través de sus atributos físicos y mentales y por su esfuerzo, son los que contribuyen de gran manera a las diferencias salariales. sin embargo, estas diferencias pueden estar también influenciadas por la discriminación por raza, por grupo étnico, por género o por edad (mankiw, 2004). cuando en una sociedad, o en una determinada parte de ella, la cantidad de trabajo ofertado es igual a la cantidad de trabajo demandado, se puede afirmar que todas las personas activas están ocupadas, es decir, tienen empleo. pero, si la oferta de trabajo es mayor a su demanda, entonces se producirá un exceso de ella, a cuya consecuencia se generará desempleo o subempleo. el desempleo puede ser de corta duración –friccional– o de larga duración –estructural– (cárdenas, 2007; mochón, 2005; mankiw, 2004). en todo caso, el desempleo es un estado del trabajador que le afecta negativamente tanto a él y a su familia, como a la economía de estado en su conjunto. los factores que determinan esto son variados: inmigración, discriminación, seguro de empleo, fijación de salarios mínimos, impuestos a los salarios, etc., y afectan de manera diferente a los estratos de la sociedad, por ejemplo, a los jóvenes, a las minorías, a los pobres, etc. (sachs y larrain, 1994). la tasa de desempleo nos da una idea general sobre el bienestar de los trabajadores. cuanto menor sea ésta, mayores son las posibilidades de que los trabajadores tengan bienestar. cada sector de la economía tiene características propias que influyen en la demanda de trabajo, o sea, en la generación de empleo. fromont (1961), haciendo referencia a la continuidad ocupacional, expone que en la agricultura el empleo no es permanente a lo largo del año, debido a sus características de alta dependencia del tipo y ciclo del cultivo o de la especie animal en explotación, así como de su dependencia del medio ambiente, como es el factor clima. hay épocas de alta demanda de trabajo (por ejemplo, para la siembra y la cosecha) y épocas de baja demanda de trabajo. esto produce, según machado y torres (1987) y mellor (1975), desempleo temporal y subempleo, cuya consecuencia puede ser el cambio temporal o definitivo del trabajador agrario a otro sector o rama de la economía. la cantidad de puestos de trabajo que se genera depende también del tipo de producción que se tiene. fromont (1961) afirma que la producción vegetal genera mayor empleo que la producción animal debido, entre otras cosas, a que en general se producen mayores volúmenes de productos vegetales que de animales. otro aspecto a considerar es el grado de especialización y el tamaño de la unidad de producción agraria. machado y torres (1987) sostienen que las unidades de producción agraria más especializadas y más grandes son las que producen mayor desempleo (temporal) y subempleo que aquellas menos especializadas y más pequeñas. en estas últimas, la disponibilidad del recurso trabajo es mayor que del recurso capital, pero es utilizado en su integridad porque allí se incluyen otras actividades, sobre todo las extraagrarias como las actividades del hogar. otro aspecto a considerar es el tamaño de la población rural. en los países en desarrollo, la proporción poblacional rural es aún significativa respecto al total de personas que habitan un país. allí, la tasa de crecimiento de la población del campo es generalmente mayor a la de la ciudad. como consecuencia de esto y de la demanda inelástica de alimentos, la tasa de crecimiento de la oferta de trabajo es mayor a su tasa de demanda, por lo que se genera una población económicamente activa sobrante (machado y torres, 1987). este hecho contribuye a generar desempleo y subempleo; además, es un motivo fuerte para la emigración (a la ciudad o a otra actividad) de la parte de la población rural afectada por ese problema. otro motivo para la emigración de la gente del campo es el monto que normalmente reciben como salario. según machado y torres (1987), los salarios en el campo son comparativamente menores a los de la ciudad. de manera general, las familias agrícolas tienen un ingreso promedio menor al de todas las familias de un país (bishop y toussaint, 1991). esto hace que, según fromont (1961), el trabajador agrícola se ubique frecuentemente en los últimos lugares de la jerarquía social. otro factor que influye en la decisión del trabajador del campo de abandonar el área rural o el sector agrario es el avance tecnológico. en la mayoría de los ahora países desarrollados, se ha logrado un avance acelerado de la tecnología agrícola, sobre todo en los últimos 50 años (mankiw, 2004). esto ha permitido una mayor productividad del trabajador del campo, pero también ha reducido la demanda de empleados por unidad productiva (mellor, 1975). la consecuencia del desarrollo tecnológico es la emigración de los trabajadores agrarios a la ciudad o a otros sectores de la economía (samuelson, 1984). fuera de los factores antes mencionados, que influyen en la emigración de los trabajadores del agro, están también 385 aquellos como la atractividad de la ciudad que brinda mayores oportunidades, bienestar y lujo; la violencia en el campo y las políticas de estado como la importación de alimentos (fromont, 1961; machado y torres, 1987). samuelson (1984) advierte en la población rural un paulatino alejamiento del trabajo agrario, paralelamente, una disminución de la importancia económica de este sector frente a los ingresos del estado. evidentemente, el sector agrario disminuye su aporte al pib nacional a medida que el país en cuestión crece económicamente. por ejemplo, en somalia el aporte del sector agrario a su pib es del 65%; mientras que en alemania es del 1%, en francia del 2,7% y en estados unidos del 0,9% (welt-in-zahlen, 2005). colombia no es la excepción respecto a este fenómeno, pues según estudios realizados por el dane (2006), el aporte del sector agrario al pib nacional bajó del 15,5% al 13,3% entre 1990 y 2003. sin embargo, el sector agrario no ha perdido su relevancia estratégica como generador de empleo en el área rural (aproximadamente 15% del total nacional). además, la agricultura genera capital y libera fuerza de trabajo para otros sectores (von urff, 1982). a estas contribuciones bejarano (1998) le añade la reducción de la pobreza en el área rural. pero ¿cómo está actualmente el empleo en el área rural colombiana? leibovich et al. (2006) en su estudio caracterización del mercado laboral rural en colombia concluyen que el mayor problema en el área rural no es el desempleo (6,6%3 a fines del año 2005), sino la baja calidad de empleo y los bajos ingresos de los trabajadores del campo. la principal causa para los bajos ingresos, según los autores, es la baja productividad de los trabajadores del campo, misma que, luego de disminuir notablemente, alcanzó en 2005 un nivel cercano al de 1994. la oferta de salarios bajos, que en la mayoría de los casos son menores a un salario mínimo legal vigente (smlv), derivan en migración de la población rural hacia las ciudades. por otro lado, el estudio mencionado encontró el mercado laboral rural dividido en tres segmentos: moderno, tradicional y emigrante. el segmento moderno, conformado mayormente por empresarios agrícolas, es pequeño, con una productividad alta, con ingresos que fluctúan entre aceptables a muy buenos. el tradicional, que está conformado mayormente por agricultores tradicionales, es el mayor, pero con una productividad e ingresos bajos. finalmente, un segmento de gente del campo que está emigrando a las ciudades por razones, principalmente, económicas. y para acabar, el mencionado estudio concluye que un incremento de la productividad de los trabajadores podría incrementar los ingresos de los mismos, disminuir el subempleo y mejorar en general la calidad de vida de los trabajadores del agro. pero al mismo tiempo se advierte que un incremento de la productividad laboral iría en detrimento de la oferta de empleos si no se asegura paralelamente la creación de más oportunidades de trabajo para los habitantes del campo. anteriormente, escobar (1999) ya había hablado de este tema, quien en su estudio empleo rural no agropecuario: ¿una alternativa estratégica para el desarrollo?, pone de relevancia la importancia de los salarios en el sector agropecuario para la generación de empleos. por otro lado, deininger y olinto (2004) al hablar de los factores determinantes de la pobreza rural en su estudio empleo rural no agrícola y diversificación del ingreso en colombia, recomiendan mejorar el funcionamiento de los mercados de tierras, seguros y créditos para incrementar los bajos ingresos de los trabajadores. después de exponer lo que dice la teoría sobre el empleo en el sector agrario y lo que dicen estudios anteriores sobre este tema en el contexto colombiano, surgen algunas preguntas que son las que guían esta investigación: ¿de qué manera se ha desarrollado la generación de empleo en el sector agrario colombiano en los últimos años? ¿cuáles son los factores que más influyen en la generación de empleo en el sector agrario colombiano? ¿cuáles son las perspectivas de la generación de empleo en el sector agrario colombiano? el objetivo general de esta investigación es analizar la generación de empleo del sector agrario colombiano. los objetivos específicos son: determinar la tendencia que se ha tenido hasta ahora en la generación de empleo en el sector agrario colombiano; determinar y jerarquizar los factores más influyentes en la generación de empleo en el sector agrario colombiano; determinar y analizar las perspectivas de la generación de empleo en el sector agrario colombiano. método la presente investigación es de tipo explorativa, pero al mismo tiempo descriptiva y causal. el análisis es principalmente cuantitativo, para lo cual se han tomado datos numéricos ya existentes, es decir, información secundaria, por lo que es también una investigación secundaria. la mayor parte de la información estadística proviene de fuentes estatales como el dane, sisac, madr y dnp, entre otros. durante el acopio de la información estadística se han encontrado 3 pero no es un porcentaje bajo para corresponder al área rural. 2007 barrientos y castrillón: generación de empleo en el sector agrario colombiano... 386 agron. colomb. 25(2) 2007 vacíos que se han tenido que llenar con pronósticos, utilizando modelos de regresión. el análisis de los datos, la presentación e interpretación de resultados se ha realizado siguiendo el orden de los objetivos específicos. para la determinación de la tendencia de la generación de empleo se ha dividido al sector agrario en subsectores agrícola y pecuario, y al subsector agrícola en grupos de cultivos permanentes y cultivos transitorios. la no disponibilidad de datos sobre empleo en grupos de producción animal no ha permitido su análisis por grupos. además, se ha determinado la tendencia de la generación de empleo por departamentos. el método que se ha utilizado para determinar las líneas de tendencia es el de regresión y, en algunos casos, ajustando series de tiempo debido a la presencia de datos que no siguen una tendencia clara, tal es el caso del total de empleos en agricultura (figura 1). los resultados se presentan en gráficas de líneas y columnas que ilustran las tendencias. para determinar los factores que influyen en la generación de empleo se han utilizado correlaciones (que pueden ser positivas o negativas) existentes entre el número de empleos generados y cada una de las variables disponibles en las estadísticas nacionales. aquí también se hace la separación de subsectores y grupos de cultivos. las variables más relevantes que se sometieron a esta prueba son: salarios, créditos al sector, producción, migración, exportaciones e importaciones y precios de los alimentos. algunas de estas variables no tienen un efecto directo sobre la generación de empleo; en este caso se busca, por deducción, a los factores que determinan aquella variable que está siendo sometida a prueba de correlación. una vez hecho esto, se procede a describir y explicar las relaciones de los factores que determinan la generación (o disminución) de empleo en la agricultura. finalmente, se procede a exponer las perspectivas de la generación de empleo tomando en cuenta los efectos de los factores hallados que determinan la demanda o exceso de trabajo (mano de obra) en el sector agrario colombiano. resultados y discusión tendencia de la generación de empleo en el sector agrario colombiano la generación de empleos por la agricultura colombiana (aproximadamente 2,8 millones para el año 2005), ajustada a modelos logísticos o lineales, tiene una tendencia de crecimiento de aproximadamente 40 mil empleos por año (figura 1). el subsector de producción vegetal (spv), como se adelantó en la revisión de literatura, es el que más empleos genera (aproximadamente 2,3 millones para el año 2005) y su tendencia es de crecimiento, de aproximadamente 50 mil empleos por año. por el contrario, el subsector de producción animal (spa) genera menos empleos (0,5 millones) y su tendencia es de descenso, de aproximadamente 10 mil empleos por año. si se relaciona a estos dos subsectores, se tiene que a inicios de los años noventa el spv era responsable de 2/3 (67%) de los empleos generados en la agricultura y el spa, de los restantes 1/3 (33%). para 2005, esta relación cambió, se originó un incremento de empleos en el spv hasta un 80% (4/5) y un decrecimiento en el spa hasta un 20% (1/5). si se compara la forma de la línea de generación de empleo de agricultura, se observa que esta se asemeja más a la línea de la del spa que a la del spv; de donde se deduce que la tendencia de la generación de empleo en la agricultura colombiana está muy influenciada por la tendencia de la generación de empleo en el spa. las variables que determinan de manera directa la generación de empleo tanto en el spv como en el spa son: número de unidades productivas por subsector, número de productos por subsector, volúmenes de producción por producto, destino de la producción y desarrollo de tecnología por subsector. aunque en el presente trabajo no se tenga un respaldo estadístico de estas variables, se puede afirmar, a partir de la teoría, que el spa, sobre todo el grupo porcícola, avícola y lechero, tiene un menor número de unidades productivas, menor número de productos primarios, menores volúmenes de producción, mayor desarrollo tecnológico y mayor especialización frente al spv. eso explica la diferencia de generación de empleo entre ambos subsectores. como en el caso de la agricultura, el spv tiene dos componentes: el grupo de cultivos permanentes (gcp) y el grupo de cultivos transitorios (gct). el gcp conformado por: arracacha, banano, cacao, café, caña de azúcar, cocotero, fique, flores, frutales, ñame, palma africana, plátano, tabaco negro y yuca genera un mayor número de empleos (aproximadamente 40 mil por año) que el gct conformado por: ajonjolí, algodón, arroz, papa, tabaco rubio, cebada, fríjol, maíz, sorgo, soya, trigo, maní, hortalizas, que crea aproximadamente 10 mil empleos por año (figura 2). la relación entre el número de empleos en el gcp y el gct, que por cierto no ha variado significativamente entre 1993 y 2005, es de aproximadamente 4 (80%) a 1 (20%). el gcp tiene una mayor influencia en la línea de tendencia del spv que el gct. la menor cantidad de generación de empleo del gct puede deberse a que en este grupo hay un mayor grado de especialización y mecanización, así como mayor rotación con otros cultivos donde se incluye el barbecho 387 (tiempo muerto). además, se descarta que el gct genere menor empleo porque tiene menor superficie de cultivo, pues la tabla 1 muestra que la diferencia de superficies de entre ambos grupos es relativamente pequeña. para el spa no se cuenta con datos estadísticos sobre la generación de empleo por grupos, es decir, para el grupo de producción de aves, de producción bovina, porcina, ovina, caprina, etc., por lo que no se puede hacer una comparación y observación de sus tendencias como en el caso del spv. una comparación hecha entre los departamentos, muestra que antioquia y valle del cauca son los que generan mayor empleo en el sector agrario, seguidos de atlántico, bolívar, santander y nariño. la mayoría muestra una tendencia de incremento de empleos; sin embargo, se observan casos de disminución como caldas y casos de no cambio como norte de santander, tolima y risaralda. se advierte que la fuente (encuesta continua de hogares) de donde se obtuvo la información estadística para este gráfico (figura 3) está incompleta. los grandes ausentes son los departamentos cundinamarca, boyacá y cauca, que sin duda tienen aportes importantes en la generación de empleos en su sector agrario. los factores que han determinado esta tendencia son sin duda muchos, los que se tratarán más adelante en este trabajo, pero desde la perspectiva de subsectores y grupos de cultivos. figura 1. evolución de la generación de empleos en el sector agrario colombiano (periodo 1993-2005). fuente: sistema de información del sector agropecuario colombiano-departamento administrativo nacional de estadística, basado en las metodologías de muestreo, censos por producto y registros administrativos. en el modelo ajustado para producción total (y = 66311647x +34538 + u) el parámetro u hace referencia al error que es generado por medio de un modelo ar(1) definido como ut=0,5408ut-1+et tabla 1. total nacional de la superficie cosechada de los principales productos agrícolas (periodo 1993-2004). cultivo 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 gct 2’019.363 2’039.785 1’901.905 1’721.710 1’628.835 1’430.279 1’575.724 1’619.398 1’633.639 1’582.829 1’641.995 1’730.868 gcp 2’210.031 2’224.359 2’273.770 2’310.645 2’247.376 2’218.178 2’193.719 2’126.105 2’156.430 2’116.715 2’098.050 2’119.651 total 4’229.394 4’264.144 4’175.674 4’032.355 3’876.210 3’648.457 3’769.443 3’745.503 3’790.069 3’699.544 3’740.044 3’850.519 fuente: dane, 2006* * evaluaciones agropecuarias urpa, umata. ministerio de agricultura y desarrollo rural, dirección de política sectorial, grupo sistemas de información. banano exportación augura, caña de azúcar asocaña, café federacafe, palma africana fedepalma. 2007 barrientos y castrillón: generación de empleo en el sector agrario colombiano... 388 agron. colomb. 25(2) 2007 factores que determinan la generación de empleo en agricultura en cada subsector y grupo se muestra los factores que mayor relevancia tienen en la generación de empleos. estos se derivan de las variables (estadísticas disponibles) que se tomaron en las pruebas de correlación, que se presentan en las tablas 2 a 5. los factores (variables) que tienen una influencia directamente proporcional a la generación de empleos están diferenciados con el signo más (+) y aquellos que influyen de manera inversamente proporcional están marcados con el signo menos (-). factores que determinan la generación de empleo en el subsector de producción vegetal (spv) créditos al subsector (+) es indiscutible que los créditos (tabla 2, números 6, 7, 9, 10, 15 y 18), sobre todo de inversión, son un impulso importante para el spv y, por ende, para la generación de empleo. la correlación entre los créditos y la generación de empleos en el spv es alta y digna de tomar en cuenta, porque es el subsector que mayor importancia económica tiene. apoyo técnico, maquinaria y comercialización son los componentes que mayor demanda (y oferta) de créditos tienen. intensificación de la producción (+) hay una correlación inversamente proporcional entre el incremento de la superficie de cultivo (tabla 2, números 8 y 12) y la generación de empleo en el spv. esto indica que mientras la superficie de cultivo tanto del gcp como del gct ha disminuido, el número de empleos por hectárea ha aumentado. la explicación de este fenómeno que más peso recibe es la intensificación de la producción; pues se necesita menor superficie de cultivo para producir igual o más que antes. un ejemplo de ello son los sistemas de producción bajo invernadero, como flores, aromáticas y hortalizas que están en constante crecimiento en colombia, sobre todo en cundinamarca y boyacá; otro ejemplo son los cultivos industriales como: caña de azúcar, algodón, soya, maíz, etc. al hablar de sistemas de producción intensivos, se está haciendo alusión a un incremento del uso de los factores de producción: trabajo (genera empleos), capital e insumos, así como sistemas de cultivo más eficientes. disponibilidad de tierras a bajos precios (+) es irónico, pero aparentemente la emigración (tabla 2, número 11) activa la generación de empleo en el spv. los emigrantes del sector agrario son mayormente gente de bajos recursos que ya no puede aprovechar la tierra eficientemente, o gente afectada por la violencia armada. las tierras que dejan estas personas son vendidas o cedidas a precios bajos o nulos, algo que otorga a los nuevos propietarios la posibilidad aprovechar esos recursos destinados a la compra de tierra en otros factores de producción como en tecnología y sobre todo en mano de obra o generación de empleos. entonces, más que la disminución de oferta figura 2. número de empleos generados en la producción agrícola colombiana (periodo 1993-2005). fuente: resultados del convenio dnp–dane (2005). 389 de mano de obra a consecuencia de la emigración, es el incremento de la disponibilidad de tierras de cultivo a bajo costo, la que determina el incremento del empleo. otros si bien el incremento de la producción de leche (tabla 2, número 2), huevos (tabla 2, número 3) y carne aviar (tabla 2, número 1) está directa y fuertemente relacionado con el incremento de empleos en el spv, esta dependencia es más casual que causal (tabla 3, números 3, 4, 5 y tabla 4, números 12, 14 y 17). por otro lado, se hace difícil explicar la relación inversa que entre los precios de los alimentos (tabla 2, número 5) y la generación de empleos en el sector agrario. por tal razón este factor queda fuera de análisis. la importación de insumos, equipos y maquinaria (tabla 2, número 13) se relaciona directamente con la generación de empleos. el incremento del uso de insumos, maquinaria y equipos en agricultura genera una necesidad de mayor mano de obra, empleos, aunque este fenómeno tiene un límite. los factores: salarios y exportación (tabla 2, número 22 y 23), además de presentar un efecto inverso, tienen una baja correlación con la generación de empleo, por lo que se les considera momentáneamente irrelevantes. factores determinantes de la generación de empleo en el grupo de cultivos permanentes (gcp) para el caso del gcp los factores más importantes en la generación de empleo son: créditos al subsector (+), intensificación de la producción (+), disponibilidad de tierras a bajos costos (+) e importación agropecuaria-agroindustrial (+). estos ya fueron explicados en el párrafo anterior. los salarios (tabla 3, número 18) y las exportaciones agropecuarias-agroindustriales (tabla 3, número 21) tienen una correlación baja e inversa a la generación de empleo, por lo que se les considera para este caso aún irrelevantes. factores determinantes de la generación de empleo en el grupo de cultivos transitorios (gct) salarios (-) el nivel salarial (tabla 4, número 1) tiene una alta correlación negativa con la generación de empleo en el gct. esto quiere decir que a menor (mayor) salario, mayor (menor) es la posibilidad de generar empleo en ese grupo. tal parece que los trabajadores del campo son precio aceptantes, por lo que estos reaccionan de acuerdo con lo que el mercado de trabajo les ofrece. el grupo de cultivos transitorios, por ser de ciclos cortos, muchos de ellos menores de un año, tiene la posibilidad de reaccionar ante los precios de los productos y los factores de producción, entre ellos la mano de obra, reduciendo o aumentando la superficie cultivada. esto implica que los productores tienden a contratar más trabajadores cuando el salario disminuye. superficie de praderas de pastoreo de ganado vacuno (-) la cantidad de ganado vacuno de propósito cárnico (tabla 4, número 10) tiene una correlación inversa con la generación de empleo en el gct. esto se puede deber al uso de figura 3. comparación entre departamentos que generan empleo en el sector agrario colombiano (periodo 1993-2004). fuente: encuesta continua de hogares, dane, 2005 y censo 1993. 2007 barrientos y castrillón: generación de empleo en el sector agrario colombiano... 390 agron. colomb. 25(2) 2007 tierras antes dedicadas al cultivo de transitorios para fines de pastoreo de ganado o viceversa. superficie de cultivo de especies permanentes (-) como en el caso del ganado vacuno cárnico, si el gcp aumenta en superficie (tabla 4, número 11), se reduce el número de empleos en el gct y viceversa. esto es posible, si cultivos permanentes se establecen en las parcelas que antes estaban dedicadas al gct. el resto de los factores que determinan la generación de empleo tienen una correlación media y, según el orden de importancia, son: créditos al subsector (+), disponibilidad de tierras a bajos costos (+) y exportación agropecuariaagroindustrial (-). este último factor, al tener una correlación negativa con la variable dependiente, puede indicar que la exportación exige una mejora de la tecnología de producción y, por tanto, una disminución de la mano de obra, de empleos. por otro lado, la importación agropecuaria-agroindustrial (-) no tiene relevancia para este grupo. factores determinantes de la generación de empleo en el subsector de producción animal (spa) salarios (+) la correlación entre salarios y empleos se muestra alta y positiva (tabla 5, número 1), lo que quiere decir, que si los salarios son altos (bajos) entonces los trabajadores ofrecen sus servicios en mayor (menor) cantidad y así se genera mayor (menor) empleo. en este caso, lo que ha ocurrido es que las granjas han ido mejorando sus tecnologías de producción, de modo que poco a poco han ido reduciendo su demanda de mano de obra por unidad producida, pero como la oferta de trabajadores se ha mantenido más o menúmero factores correlación correlación (val. abs.) tipo de correlación 1 producción avícola (t/año) 0,99 0,99 alta 2 producción de leche (millones litros/año) 0,97 0,97 alta 3 producción de huevos (t/año) 0,97 0,97 alta 4 producción obtenida permanentes (t) 0,90 0,90 alta 5 índice de precios al consumidor-grupo alimentos (variación acumulada mes 12) -0,86 0,86 alta 6 crédito para servicios de apoyo-capital ($ millones) 0,85 0,85 alta 7 crédito para inversión en comercialización ($ millones) 0,85 0,85 alta 8 superficie cosechada permanentes (ha) -0,81 0,81 alta 9 crédito para inversión en maquinaria ($ millones) 0,78 0,78 alta 10 crédito para inversión en servicios de apoyo ($millones) 0,78 0,78 alta 11 migración total 0,75 0,75 alta 12 superficie cosechada transitorios (ha) -0,73 0,73 alta 13 importación agropecuario-agroindustrial (miles us$ fob) 0,73 0,73 alta 14 migración por violencia 0,70 0,70 alta 15 crédito para inversión agrícola ($ millones) 0,69 0,69 alta 16 crédito para comercialización-capital ($ millones) 0,67 0,67 alta 17 crédito para inversión pecuaria ($ millones) 0,66 0,66 alta 18 crédito agrícola-capital ($ millones) 0,60 0,60 alta 19 producción obtenida transitorios (t) 0,41 0,41 media 20 crédito para inversión en infraestructura ($ millones) 0,35 0,35 baja 21 crédito para inversión en adecuación de tierras ($ millones) 0,35 0,35 baja 22 salarios reales ($/jornal) -0,30 0,30 baja 23 exportación agropecuario-agroindustrial (miles us$ fob) -0,15 0,15 baja 24 crédito pecuario-capital ($ millones) -0,13 0,13 baja 25 producción porcina (t/año) -0,11 0,11 baja 26 población rural -0,05 0,05 baja 27 producción sacrificio de ganado bovino (cabezas/año) -0,02 0,02 baja tabla 2. correlación de factores potencialmente influyentes en la generación de empleo en el subsector de producción vegetal colombiano (periodo 1993-2005). fuente: estadísticas de sac, departamento de estudios económicos, ministerio de agricultura, fedegan, oficina de planeación, dane 1977-1996 y sistema nacional de recaudo, asoporcicultores, fnp 1997-2005, fenavi-fonav (federación nacional de avicultores de colombia), acp y analac. 391 nos constante, entonces han bajado los salarios, y frente a eso la gente ha preferido buscar trabajo en otro sector de la economía, ya que una buena parte de las granjas de aves, cerdos y ganado de leche no se encuentran muy alejadas de los grandes centros urbanos. créditos al subsector (-) aquí se nota que el crédito (tabla 5, números 3, 4, 6, 7, 14 y 17) está orientado al mejoramiento de la infraestructura y de los procesos, tanto de producción como de mercadeo. es un mejoramiento de la tecnología, lo que repercute en una necesidad menor de mano de obra, es decir, en una disminución del empleo. tecnificación y especialización del subsector (-) una mayor producción de carne de aves y porcinos, y una mayor producción de huevos y leche (tabla 5, números 11, 13, 19, 24) implica una disminución del número de empleos en el spa. esto tiene que ver directamente con la tecnificación y especialización del subsector. hay una constante mejora de la tecnología de producción, lo que disminuye la necesidad de mano de obra por unidad producida. producción animal extensiva (+) aquí nos referimos exclusivamente a la producción de carne vacuna (tabla 5, número 10), que es mayormente de tipo extensivo. a mayor producción mayor será la demanda de mano de obra, por tanto, se generará mayor empleo. exportación agropecuario-agroindustrial (+) aquí, a diferencia del caso del spv, se puede ver el efecto positivo de la exportación (tabla 5, número 15). si hay mayor exportación, hay mayor demanda de producto, hay mayor producción por parte de las empresas pecuarias, hay mayor necesidad de mano de obra y se genera más empleos. número factores correlación correlación (val. abs.) tipo de correlación 1 crédito para inversión en maquinaria ($ millones) 0,95 0,95 alta 2 crédito para inversión en comercialización ($ millones) 0,94 0,94 alta 3 producción avícola (t/año) 0,94 0,94 alta 4 producción de leche (millones litros/año) 0,91 0,91 alta 5 producción de huevos (t/año) 0,90 0,90 alta 6 crédito para inversión agrícola ($ millones) 0,88 0,88 alta 7 crédito para inversión pecuaria ($ millones) 0,85 0,85 alta 8 crédito para inversión en servicios de apoyo ($ millones) 0,81 0,81 alta 9 crédito agrícola capital ($ millones) 0,81 0,81 alta 10 superficie cosechada permanentes (ha) -0,80 0,80 alta 11 migración total 0,79 0,79 alta 12 índice de precios al consumidor-grupo alimentos (variación acumulada mes 12) -0,75 0,75 alta 13 migración por violencia 0,73 0,73 alta 14 crédito para inversión en infraestructura ($ millones) 0,70 0,70 alta 15 crédito para servicios de apoyo-capital ($ millones) 0,63 0,63 alta 16 importación agropecuario-agroindustrial (miles us$ fob) 0,62 0,62 alta 17 crédito para inversión en adecuación de tierras ($ millones) 0,53 0,53 media 18 salarios reales ($/jornal) -0,47 0,47 media 19 superficie cosechada transitorios (ha) -0,44 0,44 media 20 crédito para comercialización-capital ($ millones) 0,34 0,34 baja 21 exportación agropecuario-agroindustrial (miles us$ fob) -0,29 0,29 baja 22 producción sacrificio de ganado bovino (cabezas/año) -0,29 0,29 baja 23 producción porcina (t/año) 0,23 0,23 baja 24 población rural -0,06 0,06 baja 25 crédito pecuario-capital ($ millones) -0,03 0,03 baja tabla 3. correlación de factores potencialmente influyentes en la generación de empleo en el grupo de cultivos permanentes (periodo 1993-2005). fuente: estadísticas de sac, departamento de estudios económicos, ministerio de agricultura, fedegán, oficina de planeación, dane 1977-1996 y sistema nacional de recaudo, asoporcicultores fnp 1997-2005, fenavi-fonav (federación nacional de avicultores de colombia), acp y analac. 2007 barrientos y castrillón: generación de empleo en el sector agrario colombiano... 392 agron. colomb. 25(2) 2007 tabla 4. correlación de factores potencialmente influyentes en la generación de empleo en el grupo de cultivos transitorios (periodo 1993-2005). fuente: estadísticas de sac, departamento de estudios económicos, ministerio de agricultura, fedegan, oficina de planeación, dane 1977-1996 y sistema nacional de recaudo, asoporcicultores fnp 1997-2005, fenavi-fonav (federación nacional de avicultores de colombia), acp y analac. número factores correlación correlación (val. abs.) tipo de correlación 1 salarios reales ($/jornal) -0,82 0,82 alta 2 crédito para inversión en infraestructura ($ millones) 0,81 0,81 alta 3 crédito para inversión agrícola ($ millones) 0,79 0,79 alta 4 crédito para inversión pecuaria ($ millones) 0,77 0,77 alta 5 crédito para inversión en comercialización ($ millones) 0,75 0,75 alta 6 crédito para inversión en maquinaria ($ millones) 0,74 0,74 alta 7 crédito agrícola-capital ($ millones) 0,73 0,73 alta 8 producción obtenida permanentes (t) 0,69 0,69 alta 9 crédito para inversión en servicios de apoyo ($ millones) 0,65 0,65 alta 10 producción sacrificio de ganado bovino (cabezas/año) -0,64 0,64 alta 11 superficie cosechada permanentes (ha) -0,60 0,60 alta 12 producción porcina (t/año) 0,60 0,60 alta 13 índice de precios al consumidor-grupo alimentos (variación acumulada mes 12) -0,48 0,48 media 14 producción avícola (t/año) 0,47 0,47 media 15 exportación agropecuario-agroindustrial (miles us$ fob) -0,46 0,46 media 16 migración total 0,46 0,46 media 17 producción de huevos (t/año) 0,43 0,43 media 18 migración por violencia 0,43 0,43 media 19 producción de leche (millones litros/año) 0,36 0,36 baja 20 superficie cosechada transitorios (ha) 0,30 0,30 baja 21 crédito para inversión en adecuación de tierras ($ millones) 0,22 0,22 baja 22 crédito para servicios de apoyo-capital ($ millones) 0,20 0,20 baja 23 crédito para comercialización-capital ($ millones) -0,13 0,13 baja 24 crédito pecuario-capital ($ millones) 0,11 0,11 baja 25 población rural -0,03 0,03 baja 26 importación agropecuario agroindustrial (miles us$ fob) -0,02 0,02 baja migración (-) aquí la migración, más que tener un efecto negativo sobre la generación de empleo, es la generación de empleo en el spa la que reduce la migración (tabla 5, número 12). entonces, no se considera a la migración una variable independiente, sino una variable dependiente de la generación de empleo. perspectivas de la generación de empleo en el sector agrario colombiano el sector agrario colombiano muestra en general una tendencia positiva en la generación de empleos (figura 1), lo que quiere decir que la agricultura colombiana seguirá creando puestos de trabajo. si bien el subsector de producción animal muestra una disminución de puestos de trabajo, pero que a partir de 2002 tiende a estabilizarse disminuyendo su caída, el subsector de producción vegetal lo compensa gracias a su creciente generación de empleo. por otro lado, si bien a nivel de colombia se muestra un incremento de empleos, en los departamentos el comportamiento es diverso, pues norte de santander, risaralda y tolima no presentan incrementos en los últimos 12 años y menos en caldas, donde se ve una disminución de empleos (figura 3). estas tendencias parecen mantenerse de la misma manera para los próximos años. no se puede afirmar con un ciento por ciento de certeza que la generación de empleos mantendrá su actual tendencia. esta dependerá de la acción de todas las variables que la determinan. aquí, luego de presentar a sus factores más influyentes, se intentará hacer un pronóstico aproximativo de la generación de empleo poniendo como fondo escena393 número factores correlación correlación (val. abs.) tipo de correlación 1 salarios reales ($/jornal) 0,83 0,83 alta 2 superficie cosechada permanentes (ha) 0,80 0,80 alta 3 crédito para inversión en maquinaria ($ millones) -0,69 0,69 alta 4 crédito para inversión agrícola ($ millones) -0,67 0,67 alta 5 producción obtenida transitorios (t) -0,66 0,66 alta 6 crédito para inversión en comercialización ($ millones) -0,66 0,66 alta 7 crédito para inversión en servicios de apoyo ($ millones) -0,65 0,65 alta 8 producción obtenida permanentes (t) -0,64 0,64 alta 9 índice de precios al consumidor-grupo alimentos (variación acumulada mes 12) 0,63 0,63 alta 10 producción sacrificio de ganado bovino (cabezas/año) 0,63 0,63 alta 11 producción avícola (t/año) -0,59 0,59 alta 12 migración total -0,58 0,58 alta 13 producción de huevos (t/año) -0,56 0,56 alta 14 crédito para inversión pecuaria ($ millones) -0,56 0,56 alta 15 exportación agropecuario-agroindustrial (miles us$ fob) 0,54 0,54 media 16 migración por violencia -0,53 0,53 media 17 crédito para inversión en infraestructura ($ millones) -0,51 0,51 media 18 crédito agrícola-capital ($ millones) -0,50 0,50 media 19 producción de leche (millones litros/año) -0,48 0,48 media 20 crédito para servicios de apoyo-capital ($ millones) -0,44 0,44 media 21 crédito para inversión en adecuación de tierras ($ millones) -0,28 0,28 baja 22 población rural 0,27 0,27 baja 23 crédito para comercialización-capital ($ millones) -0,23 0,23 baja 24 producción porcina (t/año) -0,23 0,23 baja 25 superficie cosechada transitorios (ha) 0,04 0,04 baja 26 crédito pecuario-capital ($ millones) -0,04 0,04 baja 27 importación agropecuario-agroindustrial (miles us$ fob) 0,03 0,03 baja tabla 5. correlación de factores potencialmente influyentes en la generación de empleo en el subsector de producción animal colombiano (periodo 1993-2005). fuente: estadísticas de sac, departamento de estudios económicos, ministerio de agricultura, fedegan, oficina de planeación, dane 1977-1996 y sistema nacional de recaudo, asoporcicultores fnp 1997-2005, fenavi-fonav (federación nacional de avicultores de colombia), acp y analac. rios favorables y desfavorables. para ello se tomará, como se hizo anteriormente, los subsectores de producción vegetal y de producción animal por separado. se presentarán aquellos factores que pueden generar empleo y también, si es el caso, aquellos que pueden disminuir la necesidad de trabajadores. perspectivas de la generación de empleo en el subsector de producción vegetal los factores tendientes a generar empleo en el spv son aquellos que propician un incremento sustancial en el volumen de producción, en la mejora de la calidad de los productos y en la diversificación de especies cultivadas. en ese sentido, los factores que han mostrado ser más influyentes son: agrocréditos, sistemas de producción intensivos y precios bajos de las tierras de cultivo. los agrocréditos para inversión, apoyo técnico, maquinaria y comercialización seguirán generando empleo hasta que los volúmenes de producción, por medio del aumento de superficie de cultivo e incremento de rendimientos, se estabilicen por efecto del mercado y hasta que se agote el factor de producción: trabajo (mano de obra) de bajo precio. a partir de este momento, los créditos se destinarán a lograr sistemas de producción con mayor eficiencia tecnológica, que generalmente tienden a reducir la demanda del factor trabajo. es aquí cuando la generación de empleo por efecto de los agrocréditos se podría tornar negativa. 2007 barrientos y castrillón: generación de empleo en el sector agrario colombiano... 394 agron. colomb. 25(2) 2007 en este proceso, un papel importante cumplen: el estado, las instituciones de cooperación y el sector privado. los sistemas de producción intensiva, altamente comerciales como los cultivos bajo invernadero y los cultivos industriales, son parte de la transformación de la agricultura, es decir, el paso de una agricultura menos eficiente en el uso de los factores de producción a una más eficiente. en ese sentido, un incremento en el número o en el tamaño de las unidades de producción intensiva, como consecuencia del aumento del capital, hará que se demanden más trabajadores, entonces se generará empleo. sin embargo ese aumento tiene un límite que aún no se ha alcanzado, un número o tamaño de unidades productivas de este tipo que son establecidos por el mercado agrario. a partir de ese momento el incremento de demanda de mano de obra se volverá nulo o negativo. los que intervienen en este fenómeno son casi siempre las empresas privadas bajo el clima empresarial propicio que lo construye el estado. la disponibilidad de tierras a precios bajos, son mayormente en el caso aquí tratado, como se dijo antes, consecuencia de la emigración “espontánea” y “forzada” de los agricultores propietarios de tierras, quienes al emigrar venden sus tierras a precios, con frecuencia, bajos o, simplemente, las pierden. estas tierras de precios bajos son adquiridas por otros productores o empresarios que disponen de capital y “seguridad”, quienes, al renovar las antiguas unidades de producción agrícola o incrementar sus propias, generan empleo. esta forma de generar empleo persistirá, mientras dure el fenómeno de la emigración, sobre todo la “forzada”, que es la que más disminuye los precios a la tierra. el factor salarios, aunque en el gcp, que genera mayor número de empleos, solo tenga una correlación media (tabla 3, número 18), tiene mucha importancia en este subsector. mientras en el mercado exista la relativa y abundante oferta de trabajo actual, es decir, mano de obra mayormente no calificada, los salarios permanecerán bajos, por lo que los productores podrán generar más puestos de trabajo; aunque estos no necesariamente serán satisfactorios para los trabajadores. si, por el contrario, la oferta de mano de obra disminuye por efectos de migración de los trabajadores a otros sectores de la economía, los salarios podrían subir, pero con la posible consecuencia de una disminución en la generación de empleos. por otro lado, la exportación supone una tecnificación de las unidades de producción, desarrollo tecnológico que tiende a reducir la necesidad de mano de obra, sobre todo la no calificada. en ese sentido, el incremento de la exportación de productos agrarios, a mercados muy exigentes, tendrá como consecuencia una disminución de la generación de empleo. solo en caso de incrementarse el número o el tamaño de las unidades productoras, se podrá esperar un efecto positivo. perspectivas de la generación de empleo en el subsector de producción animal contrario al caso del subsector de producción vegetal, en este subsector la generación de empleo ha ido en descenso. el determinante principal es el desarrollo tecnológico (tecnificación y especialización) que se ha dado en los últimos años. la tecnificación y especialización, por sus características, ha tenido como consecuencia una reducción de la necesidad de mano de obra, sobre todo de la no calificada, que es, aparentemente, la que más abunda en el área rural. un factor que ha contribuido al desarrollo tecnológico es el agrocrédito, que ha permitido, entre otras cosas, la introducción de innovaciones en la producción y mercadeo de productos de origen animal. por otro lado, el desarrollo tecnológico también ha propiciado avances en la exportación. y la exportación en este subsector, a diferencia del spv, sí genera empleos. entonces, en la medida en que las actuales unidades productivas del gpa se amplíen en número o tamaño, impulsados por la exportación, se generarán empleos, principalmente para la mano de obra calificada. los salarios, por su parte, también han influido en la generación de empleos. mientras estos se mantengan a la altura o por debajo del nivel de salarios que ofrecen los productores (contratistas), que son los que dominan el mercado de trabajo, entonces se generarán empleos, caso contrario, no habrá empleos adicionales o, peor aún, habrá una disminución de ellos. esto dependerá, sin embargo, del crecimiento del subsector, como se indicó unas líneas más arriba. finalmente, un incremento en la producción bovina de carne, que supone un incremento en el número de animales y en las superficies de pastizales, incrementará la necesidad de trabajadores, generando empleos. consideraciones finales como ya se mencionó, el camino para la generación de empleos en el sector agrario es la ampliación o el incremento de las unidades agrarias productivas y agroindustriales. en el caso del subsector de producción vegetal también es la ampliación o incremento de unidades de producción intensiva. para el logro de este propósito son útiles los agrocréditos, la oferta de tierras a precios accesibles sin tener como condición para ello la migración, la ampliación de los mercados agrarios, y los incentivos y apoyos a la formación de mipymes, tanto de producción como de transformación o mercadeo. los llamados a hacer realidad el logro de estos propósitos son: el estado, las organizaciones de apoyo al desarrollo y la empresa privada. si bien el estado ya lleva un tiempo considerable ejecutando políticas y programas de generación de empleo (conpes, 2004), todavía queda un largo camino que recorrer. 395 literatura citada becker, g.s. 1982. teoría económica. primera reimpresión en español. fondo de cultura económica, méxico d.f. pp. 162-166. bejarano, a. j. a. 1998. economía de la agricultura. primera edición, tercer mundo editores, bogotá. pp. 1-13. bishop, c.e. y w.d. toussaint. 1991. introducción al análisis de 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(ed.). handbuch der landwirtschaft und ernährung in den entwicklungsländern, band 1: sozialökonomie der ländlichen entwicklung, segunda edición (en alemán). eugen ulmer, stuttgart. welt-in-zahlen. 2005. participación de la agricultura en el pib (%). en: http://www.welt-in-zahlen.de/; consulta: agosto de 2006. 2007 barrientos y castrillón: generación de empleo en el sector agrario colombiano... resumen abstract los principales problemas observados en la fertilidad de los suelos de la región garcía rovira son la degradación y el desbalance químico. aquí se presentan ph y saturaciones de ca elevadas (3,5-5,0 meq·100g-1) que limitan la disponibilidad de p, mg y micronutrientes para el tabaco virginia. el objetivo de este trabajo es orientar el manejo de fertilizantes y enmiendas que aumente la eficiencia, disponibilidad y toma de nutrientes. se establecieron 6 tratamientos con la variedad k-346 correspondientes a fertilización convencional + kieserita (t1), fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico (t2), fertilización reacción ácida + kieserita (t3), fertilización abono orgánico-mineral + kieserita (t4), fertilización convencional + kieserita + cobertura (t5), fertilización convencional testigo (t6). se usó un diseño bca con tres repeticiones. se analizaron dos grupos de variables, edáficas 45 días después del trasplante y producción a la cosecha. el t2 logró la mayor reducción del ph de 7,3 a 7,0 y el mayor incremento de p disponible; obtuvo la mayor producción, 18,47% más que el testigo, sin afectar la cantidad de hojas de primera calidad. el t3 redujo el ph e incrementó el contenido de mg en menor proporción que t2. presentó la segunda mayor producción sin afectar la cantidad de hojas de primera calidad y mostró mayor rentabilidad económica, seguido por t2. en rendimiento los tratamientos t1 y t5 se comportaron mejor que el testigo, pero el cambio en el valor de la cosecha no justifica el incremento en el costo de la fertilización. el t4 estuvo por debajo del testigo en rendimiento, precio promedio y valor total de cosecha. the principle problems observed in soil fertility of the garcía rovira region are degradation and chemical disbalance. in the soil of this region, both the ph and ca (3,5-5,0 meq·100g-1) show high levels, which restrain p, mg and micronutrient availability for flue-cured tobacco. the objective of this work is to guide the fertilizer management and corrective measurements that enhance efficiency, nutrient availability and uptake. six treatments were established, namely conventional fertilization + kieserite (t1), conventional fertilization + kieserite + phosphoric acid (t2), acid reaction fertilization + kieserite (t3), organic-mineral fertilization + kieserite (t4), conventional fertilization + kieserite + covering (t5), conventional-control fertilization (t6). the experimental design was randomized complete block with three replicates. two groups of variables were analyzed: edaphic 45 days after transplanting and those of production at harvest. the t2 achieved the highest ph reduction of 7,3 to 7,0, the largest increase in available p and received the highest yield level, 18.47% more than controls, without affecting the first-quality leaf quantity. the t3 reduced ph and increased mg content in a lower proportion than t2. it showed the second highest yield without affecting first-quality leaf quantity and showed more profitablty followed by t2. the t1 and t5 treatments had a better yield than those of the controls. nonetheless, the profit obtained in the harvest does not justify the fertilization cost increment. the t4 had a lower production than that of the control in yield, average price and total harvest cost. key words: fertilization management, ph, nutritional availability, tobacco nutrients absorption. palabras clave: manejo fertilidad, ph, disponibilidad nutricional, absorción nutrientes en tabaco. fecha de recepción: 10 de diciembre de 2007. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 1 ingeniero agrónomo, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. nymarinc@unal.edu.co 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. gaplazat@unal.edu.co 3 director, investigación y desarrollo unidad agroindustrial, protabaco s.a., san gil (colombia). jerojas@protabaco.com.co agronomía colombiana 26(3), 505-516, 2008 evaluación técnica y económica de alternativas de fertilización y enmiendas en tabaco virginia (nicotiana tabacum) en la región garcía rovira, santander (colombia) technical and economical assessment of fertilization alternatives and corrective measures in flue-cured tobacco (nicotiana tabacum) in the garcía rovira region, santander (colombia) nilson marín1, guido plaza2 y jesús rojas3 introducción la productividad del tabaco en garcía rovira es baja, 1.800 kg·ha-1, comparada con el promedio nacional de 2.000 kg·ha-1, que a pesar de estar por encima de la productividad mundial de 1,6 t·ha-1, es inferior a la de estados unidos, 2.340 kg·ha-1, y a la de nuestros competidores cercanos. los costos de producción colombianos representan una tercera parte de los que se registran en estados unidos (ministerio de agricultura y desarrollo rural, 2005). los suelos de la región se encuentran dentro de la asociación typic ustropepts, typic ustorthents, entic haplustoll, con participación de 45%, 30%, 25%, respectivamente. presentan un perfil con horizonte a de color pardo oscuro que descansa sobre un horizonte c de lutitas calcáreas 506 agron. colomb. 26(3) 2008 (igac, 2003), facilitando acumulaciones de minerales relativamente solubles como carbonatos de calcio, que afectan las propiedades del suelo y cultivos que crecen allí (benbi y nieder, 2003; van breemen y buurman, 2003). el calcio es el elemento que domina la fase intercambiable y su nivel de saturación está por encima del deseado para el tabaco virginia, 3,5-5,0 meq·100g-1 (ballari, 2005), valor que genera antagonismo con el magnesio. el elevado ph dificulta la absorción de elementos como el p (ballari, 2005; jaramillo, 2002), y micronutrientes como hierro, zinc, manganeso y cobre son problemas frecuentes (brady, 1990; cifuentes y lindemann, 1993; tan, 1993, citados por sierra, 2006). el rango óptimo de ph del suelo para el tabaco virginia oscila entre 5,5 y 6,5, valores en los cuales la mayoría de los elementos están disponibles sin limitaciones importantes (fassbender, 1982; campbell, 2000; ballari, 2005). la rentabilidad del sistema productivo tabacalero proviene de la producción (rendimiento y calidad) y del precio percibido por el productor con relación a la inversión (costos) (chouteau y fauconier, 1993). la calidad de la hoja (tamaño, sanidad, composición, etc.) es el principal determinante del precio (chouteau y fauconier, 1993) y por ello el plan de fertilización deberá ser balanceado (lazcano-ferrat, 2006) y de acuerdo con las características edáficas de la zona, lo cual permite encontrar la combinación de nutrientes que logre mejorar la proporción de hojas de primera calidad dentro de la cosecha (chouteau y fauconier, 1993; smith y wood, 2005). el programa de fertilización, además de conocer el estado nutricional del suelo sobre el cual se instalará el cultivo de tabaco, requiere la siguiente información: a) absorción máxima nutricional que determina la mayor producción, b) tasa de absorción nutricional durante el ciclo de vida de la planta para determinar el periodo de máxima absorción y c) la distribución nutricional dentro de la planta (hojas, tallos y raíces) durante el desarrollo para determinar la cantidad de elementos que se han retirado (extracción) del campo por el cultivo (moustakas y ntzanis, 2005). el periodo más rápido de acumulación de materia seca y absorción de nutrientes en tabaco virginia coincide con la etapa de floración (aproximadamente entre 41 y 75 días después del trasplante, ddt). por lo tanto durante este periodo el suelo debe tener suficientes nutrientes disponibles para proveer las necesidades del cultivo (moustakas y ntzanis, 2005). una de las metas del agricultor tabacalero debe ser desarrollar un programa de fertilización que resuelva las necesidades del cultivo, mientras que reduce al mínimo el costo y el impacto ambiental. para alcanzar esta meta se necesita planeación de la fertilización a partir de la disponibilidad de elementos en el suelo (análisis de suelos), la selección de fuentes de fertilizantes basada en las necesidades de la planta, el valor del fertilizante y el uso adecuado del mismo. fertilizaciones excesivas y desbalanceadas resultan costosas, desperdician recursos naturales y aumentan el potencial de contaminación (smith y wood, 2005). el nitrógeno causa el mayor efecto en calidad y rendimiento, más que cualquier otro nutriente; su deficiencia reduce la producción y genera una hoja pálida luego de la curación. el exceso retarda la maduración, dificulta la curación y puede causar problemas sanitarios. el cultivo requiere entre 60 y 90 kg·ha-1 de n (smith y wood, 2005) en condiciones óptimas de disponibilidad y absorción. el fósforo es requerido en baja cantidad por el tabaco virginia, alrededor de 17 kg·ha-1 en forma de p2o5 (smith y wood, 2005), en los suelos en cuestión debido a la concentración de ca en forma de fosfatos de calcio (po4hca) insoluble para la planta (ballari, 2005). el potasio es el elemento que más requiere el tabaco virginia (moustakas y ntzanis, 2005) y es fundamental en la calidad de hoja. el cultivo extrae más de 100 kg·ha-1 (smith y wood, 2005) y es fácilmente lixiviado a través del perfil del suelo. la cantidad de magnesio que requiere el tabaco virginia está entre 28 y 38 kg·ha-1, mientras los requerimientos de calcio oscilan entre 63 y 67 kg·ha-1 (smith y wood, 2005). el azufre puede ser lixiviado y causar deficiencias similares a las de n; el tabaco virginia requiere alrededor de 35 kg·ha-1 de ese elemento (smith y wood, 2005). la cantidad de nutrientes absorbidos por las plantas de tabaco virginia en orden descendente corresponden a k>n>ca>mg>p (moustakas y ntzanis, 2005). la zona productora de tabaco en santander comprende 8.480 ha, 52,6% del área total sembrada en el país, y genera el 50% de la producción. la industria del tabaco alcanza el 78% del total nacional (ministerio de agricultura y desarrollo rural, 2005). el cultivo presenta limitantes de producción en diferentes aspectos y con relevancia la degradación y desbalance químico del suelo. el objetivo del presente trabajo es la evaluación técnica y económica de alternativas para una fertilización de suelo de la región garcía rovira, en procura del aumento de la disponibilidad y toma de nutrientes, a través de la disminución del ph y la corrección de las relaciones iónicas entre nutrientes. 5072008 marín, plaza y rojas: evaluación técnica y económica de alternativas de fertilización y enmiendas en tabaco... materiales y métodos zona de estudio la investigación se desarrolló en el municipio de enciso, santander, latitud n 6º40 ,́ longitud 72º42', 1.580 msnm, precipitaciones promedio de 819 mm en los años 20052006 (gobernación de santander, 2007). en la tabla 1 se muestran las principales características químicas y físicas del suelo sobre el cual se instaló el ensayo. las plantas se obtuvieron a través de semillero tradicional y posterior trasplante a sitio definitivo a los 45 días con altura de 20 cm. el material sembrado corresponde a tabaco virginia, variedad k-346, con resistencia a phytophtora parasitica var. nicotianae, meloidogyne incognita, ralstonia solanacearum, susceptibilidad a tmv (mosaico del tabaco) y pvy (virus y de la patata). la densidad de siembra de plantas utilizada fue 20.000/ha, distribuidas en surcos de 1 m de ancho y 0,5 m entre plantas. desarrollo del experimento el trabajo se estableció con un diseño de bloques completos al azar (bca) con seis tratamientos y tres repeticiones por tratamiento. los tratamientos son: (t1) fertilización convencional + kieserita (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico (t3) fertilización reacción ácida + kieserita (t4) fertilización orgánico-mineral + kieserita (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura (t6) testigo (fertilización convencional recomendada por protabaco para la zona). la elección de los tratamientos se realizó de acuerdo con análisis de suelos de la zona de estudio, suelos alcalinos y relación ca/mg alterada por deficiencia de mg, por lo tanto se utilizan diversas fuentes de reacción ácida y kieserita (fertilizante alto en mg). kieserita: mgoso4 h2o (sulfato de magnesio), 25% de magnesio, 20% de azufre: fertilizante refinado, granulado y soluble, de origen natural, con altos contenidos de mg y s, nutrientes esenciales en la nutrición vegetal, de disponibilidad inmediata (guerrero, 2004). la unidad de muestreo corresponde a 6,6% de las plantas (tres plantas por parcela), la unidad experimental a 45 plantas para un total de 270 plantas por bloque y tres repeticiones. el área total del experimento corresponde a 405 m2. los resultados se analizaron a través de análisis de varianza (anova) utilizando sas 9.1. cuando los resultados permitieron apreciar diferencias significativas entre los tratamientos, se efectuó prueba de contrastes ortogonales para identificar las diferencias. los contrastes comparan las diferentes fuentes de fertilizantes y tipos de enmiendas utilizados en cada tratamiento. lo que se busca con los contrastes ácido fosfórico vs. los demás y de la reacción ácida vs. los demás es establecer la disminución del ph a partir del ácido fosfórico y la fertilización de reacción ácida, respectivamente; con el contraste fuente orgánico-mineral vs. los demás es establecer el efecto de una fuente de fertilizante orgánico-mineral con fuentes de síntesis industrial y del contraste kieserita vs. los demás es evaluar el efecto de la adición de magnesio. las fuentes de fertilizantes y enmiendas comerciales manejadas se relacionan en la tabla 2 y el contenido nutricional para cada tratamiento se muestra en la tabla 3. la cantidad elevada de kg·ha-1 en t4 se debe al contenido de materia orgánica de la fuente, que es superior al 40%; la presentación del ácido fosfórico usado en t2 es líquida y la dosis empleada corresponde a 10 cm3 por planta. en los tratamientos t1 al t5 se utilizó kieserita como fuente tabla 1. características químicas-físicas y concentración de los elementos mayores y menores de los suelos de enciso (santander). variable textura ph materia orgánica (%) p (ppm) k (meq∙100 g-1) mg (meq∙100 g-1) ca (meq∙100 g-1) s (ppm) cice ca/mg saturación ca (%) saturación mg (%) valor franco arenosa 7,30 5,46 69,78 0,52 1,42 9,60 14,13 11,78 6,76 81,51 12,06 nivel crítico básico bajo alto alto bajo alto normal buena mg deficiente alto bajo cice, capacidad de intercambio catiónico efectiva. fuente: laboratorios agrosoil. 508 agron. colomb. 26(3) 2008 de magnesio. en el t3 el grado 14-14-14-2 se reemplazó por sulfato de amonio (sam) fuente de n, fosfato monoamónico (map) fuente de p y sulfato de potasio que suministra k. el t6 corresponde al testigo o fertilización convencional recomendada por protabaco para la zona. el aporte nutricional en kg·ha-1 de la fertilización se relaciona en la tabla 3. la fertilización se fraccionó en dos aplicaciones, la primera se hizo 10 ddt y la segunda 25 ddt; se realizaron además tres aplicaciones foliares a los 5, 15 y 20 ddt para suplir necesidades de elementos menores. el manejo del cultivo se hizo siguiendo el esquema tradicional de agricultores de la zona. variables: se midieron dos grupos de variables: edáficas: ph, cantidad de elementos mayores en ppm (p), secundarios en meq·100 g-1 (mg, ca) y relaciones entre nutrientes; las variables de producción fueron: rendimiento (kg·ha-1) y calidad (agrupadas en cuatro categorías). las primeras se determinaron 20 días luego de la segunda fertilización (45 ddt), a través de análisis de suelos para cada repetición. para las segundas, las muestras se obtuvieron de tres plantas por tratamiento, se realizó la curación en finca y finalmente se clasificaron las muestras, se pesaron y se asignó la respectiva categoría (precio) para cada tratamiento. la asignación de una determinada categoría estuvo a cargo de personal de compra de la empresa protabaco capitanejo. el valor de la cosecha se obtuvo multiplicando el peso del tratamiento por el valor total del mismo (variable económica). análisis económico: se calculó el valor de la fertilización a partir de la cantidad de las fuentes presentes en los tratamientos (tabla 2) y el valor comercial de las mismas (tabla 4). sobre este costo se determinaron los cambios en el valor de la fertilización y su efecto en el valor de la cosecha, para cada tratamiento con respecto del testigo comercial. la fertilización con las distintas fuentes no generó diferenciación en la mano de obra utilizada, por lo cual este valor es el mismo para todos los tratamientos. los resultados obtenidos se analizaron sobre las características del suelo (variables edáficas) y las respuestas de la planta (variables de producción). se realizó una evaluación económica de las alternativas de fertilización y manejo de suelos, y se analizó de forma comparativa el contenido tabla 2. fuentes de fertilizantes utilizados en cada tratamiento en kg·ha-1. f/t a-14-2 k-mag n-mag solunk-p kies afosf* map sam sulfk asol cob t 1 700 100 100 150 300 t 2 700 100 100 150 300 200 t 3 100 100 100 300 150 300 250 t 4 300 3.200 t 5 700 100 100 150 300 20.000 t 6 700 100 100 150 *afosf l/ha. fertilizantes: abono 14-14-14-2, kmag, nitromag, solunkp, kieserita, ácido fosfórico, fosfato monoamónico, sulfato de amonio, sulfato de potasio, abono el sol (fuente orgánico-mineral), cobertura. (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). tabla 3. concentración usada de cada elemento en los diferentes tratamientos en kg·ha-1. tratamiento n p2o5 k2o mgo s cao t 1 138,50 102,50 193,50 114,50 82,00 11,00 t 2 138,50 182,50 193,50 114,50 82,00 11,00 t 3 112,00 78,00 199,00 100,50 199,00 11,00 t 4 169,60 115,20 205,70 124,80 64,60 140,00 t 5 138,50 102,50 193,50 114,50 82,00 11,00 t 6 138,50 102,50 184,50 39,50 22,00 11,00 (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). 5092008 marín, plaza y rojas: evaluación técnica y económica de alternativas de fertilización y enmiendas en tabaco... acumulativo de aplicaciones sucesivas durante años, puede acidificar el suelo (guerrero, 2004) llevándolo a niveles adecuados para el tabaco virginia. el nivel más alto de fósforo está en el t2 respondiendo a la acidificación del suelo que permite aumentar la disponibilidad del elemento (lemus, 2005; sierra, 2007). por el contrario, el valor en el tratamiento t4 está por debajo del testigo t6, lo cual se explica debido al bloqueo que genera la concentración de calcio del fertilizante (ballari, 2005; schroth y sinclair, 2003). el sulfato de magnesio (kieserita) aumentó el contenido de mg en todos los tratamientos con respecto del testigo, alcanzando el mayor cambio con el t1, 0,37 meq por encima del testigo t6, diferencia que representa 89,91 kg·ha-1 del elemento. esta cantidad alcanza a suplir las necesidades nutricionales del tabaco virginia (smith y wood, 2005) y genera un mejor balance químico en el suelo, que facilita la absorción de la planta. a excepción del tratamiento t3, se logró reducir los valores de la relación ca/mg. el tratamiento t1 alcanzó la mayor reducción, reflejando así lo observado en cuanto a la tendencia presentada por el magnesio en el suelo. variables de producción estas variables corresponden a la respuesta del cultivo a los tratamientos en cantidad y calidad de la hoja. la hoja representa alrededor de 42% de la materia seca total acumulada por la planta y es superior a tallos (32%) y raíces (26%) (moustakas y ntzanis, 2005). la calidad y el valor de la hoja dependen, entre otras razones, de la ubicación en el tercio de la planta. las diferentes calidades se resumen en las siguientes variables: primeras (b1l+m1l+s1l), segundas (b2l+m2l+s2l), terceras (b3l+m3l), otras (calidades restantes). en la tabla 6 se presenta la producción de cada tercio obtenido por tratamiento. el rendimiento total se obtuvo de la sumatoria de las calidades primeras + segundas + terceras + otras). como la relación calidad/precio es directa, se incluye el precio promedio y valor de cosecha para dichas variables (tablas 7, 9, 11) y su respectivo análisis estadístico (tablas 8, 10, 12). el tratamiento con mayor producción corresponde a ácido fosfórico (t2), 18,47% más que el testigo; las cantidades de primeras y segundas calidades no son significativamente diferentes de los demás tratamientos (tabla 8), excepto la fertilización orgánico-mineral (t4) en la cual es menor. el testigo (t6) presenta el mayor porcentaje nutricional del suelo en los momentos inicial y final del ciclo de cultivo. tabla 4. valor comercial de fuentes utilizadas. fuente unidad valor a-14-2 bulto $ 53.928,00 k-mag bulto $ 42.000,00 n-mag bulto $ 43.070,00 solunk-p bulto $ 87.098,00 kies bulto $ 31.850,00 afosf litro $ 5.644,00 map bulto $ 60.760,00 sam bulto $ 28.665,00 sulfk bulto $ 56.840,00 asol bulto $ 40.000,00 cob bulto $ 500,00 peso bulto: 50 kg. resultados y discusión edáficas los diferentes tipos y fuentes de fertilizantes y enmiendas usados en los tratamientos causan efectos sobre el ph del suelo, el contenido de p, mg y la relación ca/mg del mismo (tabla 5); a partir de ello es posible observar tendencias que permiten mejorar el manejo del suelo y la fertilización para el tabaco en la zona. tabla 5. valores promedio de ph, p, mg y la relación ca/mg para los diferentes tratamientos. variable ph p (ppm) mg (meq·100g-1) ca/mg pr>f 0,8830 0,6739 0,1816 0,1309 t1 7,14 87,78 2,36 4,58 t2 7,00 92,57 2,28 4,84 t3 7,18 90,56 2,12 5,38 t4 7,16 86,02 2,25 4,80 t5 7,25 91,80 2,03 5,09 t6 7,33 91,42 1,99 5,32 (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). el ácido fosfórico (t2) genera la mayor reducción de ph 0,33 ubicándose en 7,00; sin embargo este valor es lejano del nivel adecuado para el tabaco virginia. la fertilización de reacción ácida (t3) coloca el ph en 7,18 en razón a que el efecto de una sola aplicación, en dosis relacionadas en la tabla 2, es relativamente débil; no obstante, el efecto 510 agron. colomb. 26(3) 2008 tabla 6. producción de hoja (kg·ha-1) de acuerdo con la ubicación dentro de la planta y la calidad obtenida por tratamiento. grado bil b2l b3l bm20 bm30 m1l m2l m3l m2c s1l s2l scg k4 k5 t1 617,7 401,1 130,0 72,9 865,4 346,6 152,0 177,9 258,6 38,5 t2 656,7 60,9 547,4 981,3 746,9 128,4 417,7 71,5 t3 669,4 580,3 139,1 70,4 902,3 377,7 286,1 194,6 350,6 t4 458,7 104,8 206,0 28,7 154,8 802,8 221,8 505,2 275,9 121,7 t5 255,1 200,8 168,1 18,3 90,6 707,9 637,4 132,3 704,2 142,0 46,3 t6 461,8 205,1 137,7 25,7 1.307,0 558,9 203,5 44,1 b = tercio inferior, m = tercio medio, s = t superior, k = calidades inferiores; los números indican la calidad; l = limón, o = oscuro, c = claro, g = gris. (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). tabla 7. producción total y porcentajes para cada una de las categorías de calidad. tratamiento primeras (%) segundas (%) terceras (%) otras (%) rendimiento total (kg·ha-1) t1 54,94 32,30 9,02 3,75 3.060,67 t2 44,90 27,18 22,39 5,54 3.610,67 t3 49,38 26,62 12,25 11,74 3.570,67 t4 20,84 47,52 15,61 16,03 2.880,44 t5 52,90 32,46 9,89 4,75 3.103,11 t6 60,04 32,94 4,42 2,60 2.943,78 (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). tabla 8. resultados análisis de varianza para variables de rendimiento. variable primeras segundas terceras otras rendimiento total valor f 2,39 0,31 1,3 0,58 6,03 pr>f 0,1125 0,8947 0,3378 0,7148 0,0079** t6 vs. t1, t2, t3, t4, t5 0,3608 0,7814 0,1736 0,4335 0,0589 t2 vs. t1, t3, t4, t5 0,5544 0,7673 0,0807 0,7281 0,010** t3 vs. t1, t4, t5 0,2057 0,6164 0,6988 0,4891 0,0039** t4 vs. t1, t5 0,014* 0,3155 0,5384 0,237 0,2315 t5 vs. t1 0,9246 0,9637 0,9164 0,9165 0,8209 * diferencia significativa (p<0,05); ** altamente significativa (p<0,01). tabla 9. valor de venta promedio para cada calidad de hoja ($/kg) en cada tratamiento. tratamiento primeras segundas terceras otras promedio general t1 5.314,80 4.414,48 2.495,51 2.100,00 4.805,29 t2 5.243,23 4.650,00 4.067,38 3.279,47 4.718,16 t3 5.296,92 4.433,54 3.733,33 1.508,29 4.522,27 t4 5.172,06 4.542,02 3.708,22 593,43 4.167,90 t5 5.271,01 4.494,74 3.684,72 1.893,95 4.791,15 t6 5.361,44 4.518,55 2.366,67 1.036,81 4.946,51 (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). 5112008 marín, plaza y rojas: evaluación técnica y económica de alternativas de fertilización y enmiendas en tabaco... de hoja de primera calidad, 60,04%, y el segundo menor rendimiento total. la aplicación de ácido fosfórico (t2) no altera las cantidades de hoja correspondiente a primeras y segundas, que económicamente son las más importantes. la producción de hojas de primera calidad representa el 44,90%, mientras la de segunda el 27,18% del rendimiento total, es decir, más del 70% de la producción en el t2 se ubica en las calidades de mayor valor. este tratamiento aumenta la producción respecto de los demás, hecho observable en hojas de tercera calidad que representan el 22,39% del total. la producción de terceras es superior a los demás tratamientos (83,9% más que t6; 65,86% más que t1; 62,04% más que t5 y 45,87% más que t3). el segundo mayor rendimiento fue la fertilización de reacción ácida t3, 17,56% más que t6; la producción de primeras (49,38%) y segundas (26,62%) calidades no es significativamente diferente (tabla 8) de los demás tratamientos, excepto el t4 (20,84%). la fertilización de reacción ácida (t3) no presenta valores diferentes en las calidades de primera y segunda calidad y su rendimiento aumenta en razón del acrecentamiento en producción de otras calidades, 11,74% del total. la producción de otras calidades de t3 es 81,72% más que el testigo, 72,66%, 64,86%, 52,32% más que t1, t5 y t2, respectivamente. los tratamientos t1 y t5 presentan un rendimiento de 3,82% y 5,13% más que el testigo, respectivamente; sin embargo este rendimiento no es significativamente mayor estadísticamente hablando. la fertilización orgánico-mineral (t4) presenta el menor rendimiento, 2,2% menos que t6, y la calidad más afectada por este rendimiento corresponde a primeras, 20,84% del total de la producción. la producción de hoja de primera calidad en t4 es 66,03% menos que el testigo, 65,96%, 64,30%, 63,43%, 62,97% menor que t3, t1, t5, t2, respectivamente. la hoja de tabaco obtenida con este tratamiento es de menor calidad, lo cual se refleja en la baja producción de primeras (20,84%) y en la ubicación de la tabla 10. resultados análisis de varianza para el precio promedio. variable primeras segundas terceras otras promedio general valor f 1,23 1,77 0,95 1,01 1,72 pr>f 0,3648 0,2076 0,4886 0,4623 0,2179 tabla 11. resultados del análisis de varianza para las diferentes calidades y el valor total de producción. variable primeras segundas terceras otras valor total valor f 2,64 0,31 1,35 0,39 6,17 pr>f 0,0895 0,8942 0,3185 0,8445 0,0073** t6 vs. t1, t2, t3, t4, t5 0,3024 0,7861 0,1727 0,4121 0,6443 t2 vs. t1, t3, t4, t5 0,5647 0,8467 0,0714 0,8782 0,0075** t3 vs. t1, t4, t5 0,1879 0,5894 0,6822 0,4821 0,0167* t4 vs. t1, t5 0,0111* 0,3134 0,5596 0,4375 0,0073* t5 vs. t1 0,9211 0,9252 0,928 0,9297 0,8982 * diferencia significativa (p<0,05); ** altamente significativa (p<0,01). tabla 12. valor total de la producción ($/ha) y porcentajes para las calidades en cada tratamiento. tratamiento pimeras (%) segundas (%) terceras (%) otras (%) valor total t1 60,38 29,93 7,20 2,49 14.717.617,78 t2 49,82 26,79 19,26 4,13 17.035.267,50 t3 57,68 26,09 10,65 5,58 16.154.008,89 t4 26,16 52,41 14,51 6,92 11.884.668,23 t5 58,40 30,89 7,87 2,84 14.848.568,89 t6 65,02 30,17 3,17 1,64 14.559.984,44 (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). 512 agron. colomb. 26(3) 2008 mayor parte de producción en grados inferiores (segundas 47,52%, terceras 15,61%, otras 16,03%). la calidad de la hoja se define por las características de tamaño, color, cuerpo (textura), daño (chouteau y fauconier, 1993) y la combinación de estas la cual genera las diferentes clases. el número de clases presentes en una cosecha depende de la variabilidad de la producción que a su vez obedece a factores como suelo, clima, material genético, entre otros. los resultados obtenidos en este trabajo permitieron agrupar las calidades en catorce: primeras (b1l, m1l, s1l), segundas (b2l, m2l, s2l), terceras (b3l, m3l) y otras calidades (bm2o, bm3o, m2c, scg, k4, k5). el precio de venta se determinó según las características anteriores y el momento de comercialización; el precio fue dado por compradores de la empresa protabaco y el precio promedio se obtuvo como producto del cociente entre el valor total de la cosecha y el rendimiento del cultivo (kg). los agrupamientos se hicieron basándose en que los precios de las categorías primeras, segundas y terceras son similares. el precio promedio varía poco dentro de cada calidad y su variación depende de la presencia o ausencia de las clases dentro del agrupamiento (tabla 9). el mayor precio promedio de primeras corresponde al t6, sin alcanzar a observar diferencias significativas al compararlas con los valores obtenidos en los otros tratamientos (tabla 10). el menor precio corresponde al t4, 3,53% menos que el testigo. los demás tratamientos presentan precios similares al testigo. las segundas calidades tienen una mayor variación; el mayor precio promedio pertenece a t2, 3% más que t6. dentro de las terceras calidades es también t2 el que exhibe el mejor precio promedio, 42% mayor que el t6, seguido por t3 que vale 36% más que t6. sobre el promedio general, t4 tiene el menor precio promedio, 18,6% menos que t6. los demás tratamientos muestran precios promedio inferiores al testigo, sin alcanzar diferencias significativas comparadas con este. la fertilización orgánico-mineral (t4) presenta un valor diferente con respecto a primera calidad: 38,86% menos que t6. el mayor valor corresponde al testigo (t6); el tratamiento más cercano a este es la fertilización de reacción ácida (t3) con $149.200,0 (1%) menos de producción de hoja de primera calidad. los restantes tratamientos presentan valores similares al testigo y no muestran cambios amplios que permitan establecer diferencias significativas (tabla 11). contrario a lo observado en primeras calidades, el t4 exhibe el mayor valor porcentual, 22,24% más que t6 en segundas; los demás tratamientos tienen cuantías con poca variación. la adición de ácido fosfórico (t2) presenta el mayor valor porcentual en hoja de tercera calidad, 6 veces más que t6, seguido por t4 (4,6) y t3 que es 3,4 veces el valor del testigo. en cuanto a calidades restantes, el t3 tiene el mayor valor (en $): 3,8 veces más que t6; este último presenta el menor valor porcentual (1,64%) de otras. análisis económico el valor de la producción bruta se refiere al monto obtenido entre el rendimiento del cultivo y el precio promedio alcanzado de acuerdo con la calidad de hoja (tabla 12). los valores de primeras, segundas, terceras y otras expresan finalmente el valor total de la cosecha (tabla 11). la fertilización convencional acompañada de la aplicación de ácido fosfórico y sulfato de magnesio (t2) presenta el mayor valor de cosecha, 17% más que el testigo (t6), este mantiene un valor alto de producción de hoja de primera y segunda calidad, además aumenta apreciablemente el valor en terceras y otras calidades con respecto al t6. en segundo lugar está la fertilización de reacción ácida (t3), 11% más valor de cosecha que el testigo, al igual que el t2 sostiene un buen valor en hoja de primera y segunda calidad y aumenta con respecto de t6 el valor de terceras y otras calidades. los tratamientos t1 y t5 presentan valores muy similares: 1% y 2%, respectivamente, mayores que t6, manteniendo una buena proporción para todas las calidades. el tratamiento con menor valor de cosecha es la fertilización orgánico-mineral (t4), 18,3% menos comparado con el testigo (t6); la explicación de este bajo valor total se traduce en el poco valor de hojas de primera calidad (26,2% del valor total), el cual se encuentra muy por debajo de todos los tratamientos. la fertilización representa alrededor del 15% de los costos de producción del tabaco para la región garcía rovira (protabaco, 2006); de ahí la importancia de disminuir o al menos mantener dicho costo mejorando su nivel de eficacia, lo cual es fundamental en la sostenibilidad del sistema productivo. el fin de las enmiendas es mejorar la eficiencia en la absorción del fertilizante por la planta, y la utilización debe ser económicamente rentable. en la tabla 13 se presentan los valores de los fertilizantes, de las enmiendas y el costo total de la fertilización para cada tratamiento. la fertilización orgánico-mineral (t4) es la más costosa, 2,32 veces el valor de la fertilización convencional (t6). la de menor costo pertenece a la fertilización de reacción ácida (t3), 1% menos que t6. 5132008 marín, plaza y rojas: evaluación técnica y económica de alternativas de fertilización y enmiendas en tabaco... los cambios en la fertilización generan cambios en la producción que finalmente se expresan como diferencias en el valor total de la cosecha (tabla 14). el cambio (∆) en el valor de la fertilización resulta de la diferencia entre cada tratamiento y el costo total de la fertilización del testigo (t6); el signo menos (-) en el t3 indica que tiene un menor valor ($12.520,00 ha-1) que el testigo comercial (t6); para los demás tratamientos la diferencia es positiva debido a que la fertilización presenta un costo superior. el ∆ en rendimiento es la diferencia entre cada tratamiento y la producción del testigo; todos los tratamientos aumentaron el rendimiento con relación al testigo (t6), a excepción del abonamiento orgánico-mineral (t4) que estuvo 63,33 kg/ha por debajo. los tratamientos fertilización convencional + ácido fosfórico (t2) y fertilización de reacción ácida (t3) presentan los rendimientos más altos por encima del testigo, con 666,89 (18,47%) y 626,89 (17,56%) kg/ha, respectivamente. de igual manera el ∆ en el valor de la cosecha se halla entre el valor de los tratamientos y el valor de la producción del testigo. el t4 es inferior en $2.675.316,21/ha (18,3%) que t6, mientras los demás tratamientos presentan valores superiores. la diferencia es la utilidad generada, se expresa como el aumento en el valor de cosecha, luego de efectuar un cambio en la fertilización. es la resta entre el ∆ en el valor de la cosecha y el ∆ en el valor de la fertilización. el signo menos (-) indica que el incremento en el costo de la fertilización es mayor que el aumento generado por esta en el valor de la cosecha. los tratamientos orgánico-mineral (t4), convencional + cobertura (t5) y convencional + kieserita (t1) tienen valores negativos $4.239.990,21 (29%), $102.515,56 (0,7%) y $33.466,67/ha (0,2%), respectivamente; esto hace que el cambio realizado en la fertilización sea económicamente inviable con respecto a lo obtenido en el testigo comercial (t6). los tratamientos reacción ácida (t3) y convencional + ácido fosfórico (t2) presentan diferencias positivas amplias: $1.606.544,44 (11%) y $1.155.383,05/ha (8%), respectivamente, lo cual indica que los cambios generados en la fertilización en estos tratamientos se justifican en la medida que aumentan el valor de la cosecha (se presentan mejoras económicas con respecto al testigo comercial t6). la fertilización convencional acompañada de la aplicación de ácido fosfórico y sulfato de magnesio (t2) logró la mayor reducción del ph del suelo, aumentó la disponibilidad de fósforo y elevó el nivel de magnesio con respecto del testigo (t6). estas modificaciones, a pesar de no alcanzar el óptimo para el cultivo, aumentaron el rendimiento, precio tabla 13. costo de fertilizantes, enmiendas y valor de la fertilización ($/ha) para cada tratamiento. valor / tratamiento v. fertilizantes v. kieserita v. ácido fosfórico v. cobertura v. total t 1 1.186.426,00 191.100,00 1.377.526,00 t 2 1.186.426,00 191.100,00 1.128.800,00 2.506.326,00 t 3 982.806,00 191.100,00 1.173.906,00 t 4 2.560.000,00 191.100,00 2.751.100,00 t 5 1.186.426,00 191.100,00 200.000,00 1.577.526,00 t 6 1.186.426,00 1.186.426,00 (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). tabla 14. cambio en el costo de la fertilización, valor de la cosecha y diferencia en los tratamientos con relación al testigo ($/ha). tratamiento ∆ v. fertilización ∆ ren. ∆ v. cosecha diferencia ($) t 1 191.100,00 116,89 157.633,33 -33.466,67 t 2 1.319.900,00 666,89 2.475.283,05 1.155.383,05 t 3 -12.520,00 626,89 1.594.024,44 1.606.544,44 t 4 1.564.674,00 -63,33 -2.675.316,21 -4.239.990,21 t 5 391.100,00 159,33 288.584,44 -102.515,56 t 6 (t1) fertilización convencional + kieserita; (t2) fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico; (t3) fertilización reacción ácida + kieserita; (t4) fertilización abono orgánico-mineral + kieserita; (t5) fertilización convencional + kieserita + cobertura; (t6) testigo (fertilización convencional). 514 agron. colomb. 26(3) 2008 promedio y valor de cosecha de segundas, terceras y otras calidades y mantuvieron estables las mencionadas variables para hoja de primera calidad. la fertilización convencional + ácido fosfórico (t2) aumenta en 2,11 veces el valor de la fertilización del testigo. este aumento genera una respuesta positiva en las variables edáficas y de producción mencionadas anteriormente, produciendo un aumento en el valor total de la cosecha de 17% con respecto del testigo (t6). descontando el incremento creado por la fertilización se obtiene un 8% más de valor de cosecha con relación al testigo comercial. en la fertilización de reacción ácida (t3), aunque menor que en el t2, el ph se redujo y el nivel de mg aumentó con respecto del testigo t6; no se afectaron las variables rendimiento, precio promedio y valor de cosecha para la hoja de primera y segunda calidad. el rendimiento de terceras y aun más de otras calidades superó ampliamente al testigo t6, además de presentar también un mayor precio promedio. el tratamiento de reacción ácida (t3) redujo en 1% el valor de la fertilización convencional (t6), aumentó el valor de cosecha en 11% respecto a t6, mostrando un tipo de fertilización más eficiente y de menor costo. los tratamientos convencional + kieserita (t1) y convencional + cobertura (t5) presentan tendencias similares, logrando aumentar el contenido de magnesio en el suelo y disminuyendo la relación ca/mg con respecto del testigo t6, sin afectar el rendimiento, el precio promedio ni el valor de la cosecha de primeras y segundas calidades. en relación con las terceras y otras calidades el t5 presentó un mayor rendimiento y precio promedio, lo que se refleja en un leve aumento en el valor total de la cosecha. los tratamientos convencional + kieserita (t1) y convencional + cobertura (t5) ocuparon el cuarto y tercer lugar y estuvieron por encima del testigo comercial en valor de cosecha (1% y 2%, respectivamente). sin embargo, el aumento en el costo de la fertilización es inferior al aumento en el valor total de cosecha, lo que hace que estos tratamientos estén 0,2% y 0,7% por debajo del testigo comercial. el único tratamiento que presentó un valor de cosecha inferior al testigo fue el t4, 18,3% menos que el tratamiento testigo (t6). el t4 afectó drásticamente el rendimiento total y de hoja de primera calidad, el precio promedio general, situación que hace que el valor total de la cosecha sea significativamente menor que el valor de los restantes tratamientos. este tratamiento incrementó 2,32 veces el valor de la fertilización, esta fuente de fertilizante no es adecuada para la zona y generó una disminución en valor de cosecha de 29% con respecto del testigo. conclusiones la fertilización convencional acompañada de la aplicación de ácido fosfórico y sulfato de magnesio (kieserita) (t2) logró la mayor reducción del ph del suelo. el mayor incremento en la disponibilidad de fósforo se alcanzó en el tratamiento que logró disminuir en mayor proporción el ph. los tratamientos que aumentaron en mayor proporción el mg fueron fertilización convencional + kieserita (t1) y fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico (t2), respectivamente. las producciones más altas se alcanzaron en los tratamientos que incluyeron reacción ácida: t2 (fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico) y t3 (fertilización reacción ácida + kieserita), respectivamente. la mayor rentabilidad se consiguió con los tratamientos que incluyeron fertilización de reacción ácida (t3 y t2). la mejor calidad (precio promedio) se consiguió con el tratamiento de fertilización convencional + kieserita + ácido fosfórico (t2). se propone establecer un grado de fertilizante que se ajuste a las condiciones edáficas de la zona y los requerimientos nutricionales del cultivo de tabaco virginia. literatura citada ballari, m. 2005. tabaco virginia: aspectos ecofisiológicos y de la nutrición en condiciones de cultivo. alejandro graziani s.a. san salvador de jujuy, argentina. 224 p. benbi, d. y r. nieder. 2003. handbook of processes and modeling in the soil-plant system. the haworth press, nueva york. 762 p. campbell, c. 2000. reference sufficiency ranges field crops: tobacco, flue-cured. en: campbell, c. 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2008 resumen abstract se estudió la latencia y germinación de semillas de guanábana y chirimoya con el fin de categorizar la latencia de las simientes y desarrollar un protocolo de rompimiento de ésta; conocimiento básico para el establecimiento y monitoreo de un duplicado de seguridad en las colecciones de campo, por la vía de almacenamiento a largo plazo de las unidades de propagación sexuales. no se detectó latencia exógena, a través de la imbibición obtenida por las semillas. se encontró, a través de pruebas de viabilidad, con tetrazolio, que en cada uno de los taxa existe alrededor de un 20% de unidades no viables en el conjunto de semillas aparentemente normales. la estratificación caliente húmeda, por espacio de 90 días, produjo rompimiento de la latencia, al igual que la imbibición con ag3, con obtención del mejor resultado al imbibir la simiente en 800 ppm de la hormona. en chirimoya se obtuvo efectos sinérgicos al combinar el tratamiento de 800 ppm de ag3 y estratificación caliente húmeda durante 90 días, lo cual no fue evidente en el caso de la guanábana. a partir de los resultados se clasificó el bloqueo de la germinación de las semillas de las dos especies, como latencia morfofisiológica simple, no profunda. la caracterización definida, junto con el protocolo de remoción, apoyan el establecimiento de un duplicado de seguridad de la colección de campo, por la vía de semilla, con un concepto dinámico que se esboza en este escrito. cher i moya (annona che r imol a) a nd sou rsop (annona muricata) seed germination and dormancy were studied in order to characterize a dormancy type for both taxa, develop dormancy breaking procedures, and obtain a basic knowledge required for seed viability monitoring for the establishment of long-term seed conservation duplicate of field germplasm collection and utilization of stored germplasm. the presence of exogenic dormancy in seeds was not detected during the imbibition of seeds. about 20% of the apparently normal seeds in both species were non viable based on the results of tetrazolium test. seed dormancy release was obtained after warm stratification under humid conditions, as well as seed imbibition with ga3, demonstrating the best results for 90 days stratification and 800 ppm of the hormone. in cherimoya, the combination of warm stratification with 800 ppm ga3 produced the highest seed germination, which did not happen with the soursup seeds. based on the results, the seed dormancy for both species was classified as simple, non-deep morphophysiological dormancy. a dynamic concept described in the current paper for seed behaviour in terms of dormancy and germination provides a support to establish a security duplicate of seed field collection for both species. key words: genetic resources, morphophysiological dormancy, germplasm conservation. palabras clave: recursos genéticos, latencia morfofisiológica, conservación de germoplasma. categorización de la germinación y la latencia en semillas de chirimoya (annona cherimola l.) y guanábana (annona muricata l.), como apoyo a programas de conservación de germoplasma categorization of germination and dormancy of cherimoya (annona cherimola l.) and soursop (annona muricata l.) seeds as a support for germplasm conservation programs mario lobo1, óscar delgado2, josé régulo cartagena3, elizabeth fernández4 y clara inés medina5 1 investigador titular, corpoica, centro de investigación la selva, rionegro, antioquia y profesor asociado, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. mlobo@corpoica.org.co 2 investigador corpoica, centro de investigación la selva, rionegro, antioquia. odelgado@corpoica.org.co 3 profesor asociado, universidad nacional de colombia, facultad de ciencias agropecuarias, medellín. jrcartag@unalmed.edu.co 4 ingeniera agrónoma, universidad nacional de colombia, medellín. eservi@hotmail.com 5 investigadora corpoica, centro de investigación la selva, rionegro, antioquia. cmedina@corpoica.org.co en colombia, la chirimoya y la guanábana: annonaceae, son frutales con potencial, de desarrollo el primero, y con importancia actual el segundo, tanto para consumo en fresco como para procesamiento. el desarrollo de estas especies debe cimentarse en una base genética amplia, con indicación de que en muchos taxa, la cantidad de variabilidad disponible para procesos selectivos es limitada (cooper et al., 2001) y por tanto, es necesario establecer una colección representativa de la riqueza genética de estos taxa en el país, el cual es parte de la zona de diversidad primaria de las dos entidades biológicas. el conjunto de accesiones obtenidas debe privilegiar materiales locales de agricultor, las cuales poseen amplia diversidad (lobo, 1992), aspecto que debe categorizarse en sus atributos, para promover su utilización sostenible. agronomía colombiana 25(2), 231-244, 2007 fecha de recepción: agosto 9 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 232 agron. colomb. 25(2) 2007 lo anterior implica el establecimiento de huertos de campo con las poblaciones colectadas y la necesidad de conformar un duplicado de seguridad de éstas. la semilla de la chirimoya y la guanábana es ortodoxa (ferreira y pinto, 2005; hong et al., 1996), esto es que soporta desecación, lo cual permite bajar el contenido de humedad y almacenarla a baja temperatura por períodos considerables (engelmans y engels, 2002). lo precedente señala que la preservación por esta vía puede utilizarse como respaldo a la colección de campo. por este medio, se puede almacenar una mayor variabilidad de los demes de la metapoblación colectada, con alelos provenientes de un conjunto más representativo de los individuos de cada subpoblación. por el contrario, los materiales de campo se establecen con un número reducido de árboles por material. adicionalmente, las accesiones sembradas pueden estar sujetas a condiciones bióticas y abióticas desfavorables (pinto y andrade, 2005), lo que indica que el duplicado de semillas es importante, como respaldo a las pérdidas de colectas que pueden ocurrir en los huertos ex situ. los frutales perennes son especies con un proceso incipiente de domesticación, aspecto derivado del hecho de que muchos de éstos han pasado de ser plantas silvestres a cultivadas, con un síndrome de la domesticación incompleto (gepts, 2002). esto conduce a pensar que las semillas exhiben latencia, la que se ha definido como un bloqueo al proceso para completar la germinación de unidades de propagación intactas y viables, bajo condiciones favorables (finch-savage y leubner-metzger, 2006). el proceso ha evolucionado en forma diferente en las especies a través de la adaptación a las condiciones prevalentes del ambiente en el que se encuentran éstas, de forma que la germinación toma lugar cuando las condiciones para el establecimiento de una nueva generación de plantas son apropiadas para la supervivencia (finch-savage y leubner-metzger, 2006; fenner y thompson, 2005; baskin y baskin, 2004). al respecto, se ha indicado que la latencia no está asociada únicamente con la ausencia de germinación y que más bien está relacionada con los atributos de la semilla que determinan las condiciones requeridas para que proceda la emergencia del embrión (fenner y thompson, 2005; thompson, 2000). en línea con lo anterior koornneef et al. (2002) afirmaron que la latencia y la germinación son determinadas por una interacción entre el potencial de crecimiento del embrión y las restricciones impuestas por los tejidos que rodean éste. en diversos géneros y especies de la familia annonaceae, se ha reportado la presencia de latencia morfológica y morfofisiológica (baskin y baskin, 2001). la primera ocurre en semillas con embriones rudimentarios y laminares, en las cuales la mayoría de la simiente está ocupada por el endosperma y el embrión corresponde aproximadamente a un 1% del volumen de la unidad de propagación sexual (nikolaeva, 1969); estos presentan diferenciación, sin estar latentes y simplemente necesitan tiempo para crecer y germinar (finch-savage y leubner-metzger, 2006). en la segunda, adicionalmente al embrión rudimentario, un mecanismo fisiológico inhibe la germinación de la semilla (baskin y baskin, 2001; baskin y baskin, 2004), por lo cual hay que emplear protocolos de estratificación, los que, en algunos casos, pueden remplazarse por aplicación de ácido giberélico, ag3, (finch-savage y leubner-metzger, 2006). en el contexto anterior, se ha reportado latencia morfológica en annonaceae de los géneros cyathocalix, rollinia y annona (annona squamosa y annona cracifolia) y morfisiológica en taxa de los géneros goniothalamus, mitrephora, monocarpia, paeaunthus, polyanthia, xylopia, unonopsis y annona, específicamente en annona coriaceae y annona spraguei (diversos autores, citados por baskin y baskin, 2001). igualmente, se ha encontrado latencia fisiológica y embriones inmaduros en annona crasiflora (da silva et al., 2007). con relación a los taxa cultivados de annona, se ha señalado que las semillas presentan generalmente una germinación irregular, lo que dificulta la propagación sexual (pinto, 2005b; padilla y encina, 2003). igualmente, se ha afirmado que este tipo de comportamiento es debido a diferentes niveles de latencia (ferreira et al., 1999; moreno et al., 1999; pinto, 1975), con reportes no concordantes sobre la presencia o ausencia de ésta, lo cual ha sido atribuido, por pinto (2005a), al grado de madurez de la semilla en los diversos trabajos y que ésta puede ser inducida por factores climáticos, en lugar de ser innata. tomando como referente el establecimiento de un duplicado de la colección de campo de las annona, por medio de semillas, se hace necesario establecer protocolos que permitan medir la viabilidad de la semilla a través de pruebas de germinación y la necesidad de multiplicar materiales para actividades de investigación y transferencia, con estas especies, se planteó la investigación actual. esta buscó categorizar latencias en las simientes de chirimoya y guanábana y obtener protocolos de remoción de los bloqueos a la germinación. materiales y métodos localización los trabajos se llevaron a cabo en el laboratorio de semillas del centro de investigación la selva, de la corporación 233 colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), localizado en rionegro, antioquia a 2.120 msnm, con una temperatura promedio de 17 °c. el sitio, donde se encuentra el centro, presenta una humedad relativa del 78% y pertenece a la formación ecológica bosque húmedo montano bajo (espinal, 1977). material biológico las semillas de ambas especies se extrajeron de frutos obtenidos en la central mayorista de antioquia que presentaban un estado fisiológico uniforme, bajo la hipótesis de que las poblaciones objeto de conservación corresponden a mezclas de árboles de una zona dada y, por tanto, a una muestra de los genes presentes en cada accesión (fernández, 2004). extracción de la semilla esta se obtuvo a partir de frutos en completa madurez y blandos al tacto. para ello se separó la semilla de la pulpa y el arilo; las unidades de propagación sexual se lavaron y luego se colocaron en toallas de papel absorbentes con el fin de secarlas. antes de realizar los estudios, se eliminaron aquellas en apariencia vanas y las que exhibían daños mecánicos. lo último es concordante con los procesos de selección de simientes para su conservación en los bancos de germoplasma. obtención de una curva de secado de las semillas con el fin de simular las condiciones de contenido de humedad de las semillas, en conservación en los cuartos fríos (alrededor del 7%), se estandarizó un protocolo de secado, para obtener una curva de pérdida del agua contenida en éstas. para lo anterior, se utilizaron cámaras herméticamente selladas, con sílica gel en el fondo en proporción 1:1 (peso de semilla a peso del desecante). en éstas se colocaron grupos de 100 simientes, a las cuales se les determinó el contenido inicial de humedad. la curva obtenida se utilizó para calcular el tiempo de secado, hasta el 7% de contenido de agua, para cada uno de los lotes incluidos en los estudios de la presente investigación. adicionalmente, se monitoreó el contenido de humedad, mediante secado en estufa a 80 °c, hasta que las semillas alcanzaron peso constante y gravimetría a grupos de muestras aleatorias de las unidades de propagación, colocadas en las cámaras de extracción de humedad. el curso de la pérdida de humedad se determinó en lotes de 100 semillas, con cuatro repeticiones, a través de muestras periódicas, en principio cada hora y luego a intervalos mayores. protocolo de tinción con tetrazolio para medir la viabilidad de los embriones, se empleó, en ambas especies, la metodología de tinción con tetrazolio, propuesta por la asociación internacional de chequeo de las semillas (ista,1995) con evaluación de diversos cortes antes de la aplicación del protocolo. estos incluyeron: corte longitudinal dorsal, corte longitudinal ventral, corte transversal ventral y eliminación de la testa. para ello, se emplearon 15 semillas por tratamiento, con dos repeticiones. las unidades de propagación se incubaron, bajo condiciones de oscuridad, en la solución de tetrazolio al 1,0% durante 24 h, a 30 ºc y luego se hizo la evaluación de la tinción obtenida en el embrión. el tetrazolio interactúa con los procesos de reducción y oxidación de las células vivas en la semilla, por lo cual, las formas hidrogenadas cambian de color, lo que hace posible distinguir las partes vivas (coloreadas) de aquellas muertas (incoloras) (poulsen et al., 2006). determinación de imbibición de las semillas por agua los ensayos se llevaron a cabo para determinar si las semillas son impermeables al agua, indicativo de latencia exógena física, tópico que debe evaluarse en forma previa a las pruebas de germinación (baskin y baskin, 2001). para ello, se colocaron simientes, con un 7% de contenido de humedad, a imbibir en toallas de papel humedecidas, en el interior de recipientes plásticos con tapa hermética. el estudio se realizó en las condiciones de temperatura ambiente, se pesaron en el tiempo cero y a intervalos de una hora, en principio hasta las 12 horas, con una determinación final a las 24 horas. en cada uno de estos períodos se removieron las semillas, se secaron externamente con papel absorbente y se obtuvo su masa. el incremento en peso indica que las semillas son permeables, en tanto que el no incremento señala que estas poseen testas impermeables (bansal et al., 1980). la categorización anterior, la cual está relacionada con latencia exógena física, se realizó con cuatro repeticiones de 50 semillas, en cada una de las dos especies. categorización de la germinación esta se realizó, para ambas especies, en cámaras de germinación, con termostato, a una temperatura de 27±1 oc, seleccionada teniendo en cuenta el intervalo utilizado en diferentes annona (colauto et al., 2003; padilla y encina, 2003; vilar et al., 2005). cada unidad experimental constó de 50 semillas, con cuatro repeticiones por tratamiento a evaluar, lo cual está de acuerdo con lo señalado por baskin y baskin (2001). las unidades de propagación se colocaron en hojas simples de papel filtro, en cajas de petri que se humedecieron periódicamente. los ensayos se condujeron durante 30 días, aspecto recomendado por baskin y baskin (2001), cuando se obtiene incremento en los porcentajes de germinación luego de dos semanas de iniciada la prueba. las simientes no germinadas en este período se conside2007 lobo, delgado, cartagena, fernández y medina: categorización de la germinación y la latencia en semillas de chirimoya... 234 agron. colomb. 25(2) 2007 raron como latentes o no viables, con diferenciación de las dos categorías a través de la aplicación del protocolo de tetrazolio. evaluación de protocolos de rompimiento de latencia a partir de los reportes sobre latencias morfológica y morfofisiológica, en semillas de diversas especies de la familia annonaceae (baskin y baskin, 2001), se evaluaron métodos reportados para su rompimiento, los cuales correspondieron a estratificación caliente y fría, para la primera categoría y aplicación de ácido giberélico para la segunda. para la estratificación caliente se incubaron semillas, de los dos taxa, en cámaras con y sin suministro de humedad, a 25 °c, durante diferentes intervalos: 30, 60 y 90 días, con extracción de 25 unidades de propagación en cada repetición y para los diferentes tiempos. la estratificación fría se condujo a 8 °c, colocando las semillas en un refrigerador, en cámaras plásticas, herméticamente selladas, con suministro de humedad. al igual la estratificación caliente, la incubación se realizó durante 30, 60 y 90 días. una vez finalizadas las estratificaciones caliente y fría, se realizaron pruebas de germinación, con unidades experimentales de 25 semillas por tratamiento y cuatro repeticiones. estas se condujeron durante 30 días, en cámaras de germinación, con control de la temperatura a 28 °c. para lo anterior, se empleó un diseño completamente al azar y, adicionalmente, se incluyó un testigo absoluto, sin tratamiento alguno para la remoción de latencia. a partir de los resultados se evaluó el efecto de la imbibición previa con ag3 sobre la germinación en dosis de 200, 400, 600, 800 y 1.000 ppm, en comparación con estratificaciones húmedas, caliente y fría por espacio de 90 días y una combinación de las dosis de ag3 y las dos estratificaciones, con testigos absolutos, sin tratamiento de remoción de latencia alguno en las dos especies. la evaluación de germinación se llevó a cabo en la misma forma descrita para las estratificaciones caliente y fría. a medida que se aplicaron los diferentes métodos de rompimiento de latencia endógena para cada uno de los tratamientos utilizados (estratificación caliente o fría, y ácido giberélico), fue necesario desinfestar las semillas semanalmente con una solución de hipoclorito de sodio al 2,6%, ya que se encontraron hongos de los géneros fusarium y rhizopus como patógenos contaminantes. las variables registradas en cada ensayo fueron: porcentaje de germinación obtenido a los 30 días de establecidas las pruebas de germinación, con base en el numero de semillas viables de cada una de las unidades experimentales y porcentaje de latencia, el cual corresponde a semillas no germinadas teñidas con la solución de tetrazolio. adicionalmente, se determinó el porcentaje de semillas no viables por especie, en los lotes empleados en los dos estudios de germinación. esto se hizo mediante la tinción con tetrazolio de las semillas no germinadas, lo cual permitió distinguir entre las semillas latentes y las no viables. con cada una de las variables registradas: porcentaje de germinación total y de semillas latentes, se llevó a cabo un análisis de varianza en forma individual para cada especie. para efectos del análisis estadístico, los porcentajes se transformaron a arcoseno, lo cual es recomendable cuando se tiene una amplitud en los porcentajes superior a 40 (little y hills, 1976). los análisis de varianza tuvieron como fuente de variación: tratamientos, correspondientes a los diferentes procedimientos evaluados para rompimiento de latencia, por ensayo y error experimental. de acuerdo con la significación obtenida para los tratamientos, se aplicó la prueba de student, con una probabilidad de error p ≤ 0,05. resultados y discusión curva de secado de las semillas la figura 1 presenta la curva de secado obtenida con las semillas de chirimoya y en la figura 2, la lograda con las unidades de propagación de guanábana, al ser introducidas en cámaras herméticamente selladas con sílica gel en el fondo y mantenidas a una temperatura entre 25 y 30 °c. en ambos casos el curso de la pérdida de humedad se ajustó a modelos cuadráticos altamente significativos (p < 0,01). las expresiones matemáticas fueron: y = 29,302 – 0,5299x + 0,0021x2, en el caso de chirimoya y y = 33,65 – 0,302x + 0,000747 x2 en el de guanábana. las curvas obtenidas son útiles para predecir el tiempo requerido para la obtención de una humedad determinada, a partir del contenido de inicial de ésta, de acuerdo con el procedimiento indicado por rao et al. (2006). en el caso actual, se obtuvo un contenido de humedad del 7% en las unidades de propagación de chirimoya luego de 128 horas en las cámaras en chirimoya y de 145 horas en guanábana, a partir de contenidos iniciales de humedad de 33,6 y 36,5%, respectivamente. 235 protocolo de tinción con tetrazolio la mejor tinción con tetrazolio, evaluada visualmente, se obtuvo con los cortes longitudinales: dorsal (figura 3a) y ventral (figura 3b), en comparación con las semillas a las cuales se les eliminó la testa (figura 3c) y aquellas a las que se les practicó un corte transversal (figura 3d). en los dos primeros procedimientos se apreció penetración del producto hasta el embrión, con presencia de color rojo intenso de éste en las semillas viables. en consecuencia, se decidió evaluar la viabilidad de las semillas mediante la aplicación del químico al primer tipo de corte. figura 1. estandarización del tiempo de secado de semillas chirimoya (annona cherimolia l.) en sílica gel. figura 2. estandarización del tiempo de secado de semillas de guanábana (annona muricata l.) en sílica gel. el cloruro de tetrazolio, como se indicó previamente, interactúa con los procesos de oxidación y reducción de las células vivas de la semilla, con cambio en el color de la forma hidrogenada; lo anterior permite distinguir las partes vivas, con coloración roja en la semilla, de las muertas, que no exhiben tinción (poulsen et al., 2006). el procedimiento es útil para distinguir entre semillas vivas y latentes ya que en las annonaceae hay problemas de polinización que pueden conducir a la presencia de simientes sin embrión. al respecto, pinto y andrade (2005) indicaron, en el caso de la chirimoya, que la polinización es baja debido a la ocurrencia de poblaciones pequeñas de insectos polinizadores y a la antesis lenta, lo que reduce las visitas de éstos, aparte de que las flores exhiben protoginia y dicogamia. al respecto, guirado et al. (2001) indicaron que es común un bajo cuajamiento de los frutos de esta especie, y que aun en los casos en que la polinización natural es suficiente, los insectos no cubren todos los estigmas con polen. con información por parte de rubí (1994) y martínez y vidal (1993) (citados por franco et al., 2001), que normalmente el cuajamiento de frutos en las plantaciones de chirimoya y guanábana es reducido, con valores del 8 y 25% respectivamente para las dos frutas, por lo cual los autores recomendaron polinización manual. también gonzález et al. (2006), reportaron un mayor índice de semillas, medido como el número de éstas por 100 g de peso fresco de fruto, como resultado de polinización manual en chirimoya. rosell et al. (2006) reportaron que el polen de esta especie tiene un período de viabilidad y germinación reducido. pinto (2005) señaló como factores que inciden en forma importante en la polinización de las annona, aparte de la protoginia, la dicogamia y la ausencia de polinizadores, las condiciones ambientales y la viabilidad del polen. categorización de la germinación en la figura 4 se incluye la categorización de viabilidad (germinación y latencia) y no viabilidad obtenida con las semillas de chirimoya (falta de tinción con tetrazolio), y en la figura 5, los mismos parámetros para las unidades de propagación de guanábana. como se observa en la figura 4, las semillas de chirimoya exhibieron un 80% de viabilidad y un 20% de no viabilidad, con 8% de germinación y 72% de semillas latentes, monitoreada a través de la prueba de tetrazolio, a los 30 días de incubación de éstas. por su parte, las simientes de guanábana presentaron 69% de viabilidad, sin evidencias de germinación a los 30 días y 31% de individuos no viables (figura 5). los resultados permiten inferir la presencia de latencia en las dos especies; la cual, en el caso actual, fue más notoria 2007 lobo, delgado, cartagena, fernández y medina: categorización de la germinación y la latencia en semillas de chirimoya 236 agron. colomb. 25(2) 2007 en las simientes de guanábana, taxón que no exhibió germinación durante los 30 días de duración de la prueba. se ha indicado que en condiciones espontáneas, las plantas tienen que responder a condiciones variables en tiempo y espacio, constituyendo la latencia una estrategia para dispersar la germinación en tiempo (snyder, 2006). la germinación reducida de las annona, constituye un común denominador en la literatura. así, colauto et al. (2003) reportaron germinaciones en atemoya (annona cherimola mill. x annona squamosa l.), sin tratamientos de remoción de latencia, del orden del 1 hasta el 5% de emergencia y del 3,8% con simientes de annona squamosa l., en un período de 63 días. en el mismo contexto, infante y moreno-casasola (2005) encontraron germinaciones inferiores al 20%, luego de 120 días, en annona glabra. vilar et al. (2005), por su lado, obtuvieron un valor máximo de germinación, con el taxón annona montana de 55% a 30 °c y de 25% a 25 °c, luego de 56 días. también da silva et figura 3a. corte longitudinal dorsal. figura 3b. corte longitudinal ventral. figura 3d. corte transversal.figura 3c. eliminación de la testa. figura 3. tinción con tetrazolio obtenida con diferentes cor tes en semillas de annona. al. (2007) notificaron que la germinación de las simientes de annona crassiflora ocurría después de 150 días de la siembra e incluyeron una información de rizzini (1973), quien indicó que ésta tomaba entre 230 y 300 días, a nivel de campo. en consonancia, padilla y encina (2003) señalaron que uno de los problemas relacionados con la multiplicación de la chirimoya, a través de semilla sexual, es su germinación pobre e impredecible. los autores añadieron que la brotación de simientes, recién cosechadas, puede ser ampliamente variable, con presentación de datos obtenidos a lo largo del año, los cuales fluctuaron entre 13,5 y 52,55%, con una media de 33,3±15,9, al incubar las simientes durante 45 días. padilla y encina (2003) incluyeron datos obtenidos con este taxón, por parte de george y nissen (1987), e ibar (1979), quienes informaron que la emergencia de los embriones ocurría en el intervalo entre 30 y 80%, sin indicación del número de días relacionados con las cifras anteriores. sobre lo anterior, pinto (2005) escribió que la germinación de la annona ocurre en un 237 período prolongado, lo cual fue atribuido a diferentes niveles y tipos de latencia. al respecto, hayat (1963) informó que la germinación de las semillas de annona squamosa demora entre 1 y 3 meses, lo cual atribuyó a una tasa de crecimiento lenta por parte de los embriones. baskin y baskin (2001) recomiendan, para la evaluación del porcentaje de semillas germinables, un tiempo máximo de 30 días. las semillas que germinan después de este período pueden considerarse latentes. sobre esto, finch-savage y leubner-metzger (2006) puntualizaron que la definición de la latencia se basa en la ausencia de germinación. este es un mecanismo de dispersión de la germinación en tiempo, para asegurar la preservación de las especies (foley, 2001), el cual es notorio en las annona, dada su domesticación incipiente; este aspecto fue indicado por gepts (2002), en forma generalizada, para los frutales perennes. también fue evidente, en ambos frutales, la existencia de semillas no viables, lo cual podría estar relacionado con problemas de polinización, como ya se indicó. esto señala, en el caso del manejo de colecciones de semilla de las dos especies, la necesidad del desarrollo de procedimientos que permitan diferenciar este tipo de unidades, para asegurar el almacenamiento de un número mínimo de individuos viables. categorización de la latencia latencia física (exógena) como se puede observar en las figuras 6 y 7, durante las 24 horas de incubación en agua de las simientes de chirimoya y guanábana, éstas imbibieron, lo que se tradujo en un aumento de peso de alrededor del 20%. lo anterior señala la ausencia de impermeabilidad en la testa de las semillas de las dos especies y consecuentemente de latencia exógena o física, baskin y baskin (2001, 2004). finch-savage y leubner-metzger (2006) señalan que la impermeabilidad es causada por capas de células de empalizada en la semilla que controlan el movimiento del agua. los resultados difieren de los presentados por otros investigadores, con diversas especies de annona. así, ledo y cabanelas (1997) indicaron que la aplicación de procedimientos de escarificación a las semillas de guanábana produjo incremento en la germinación; también lemos et al. (1987) señalaron efectos positivos de la escarificación en simientes de annona squamosa, con información por parte de la fao (1988), de que annona senegalensis responde al tratamiento anterior. en sentido contrario, ferreira et al. (1997) verificaron que las semillas de annona squamosa y las del híbrido interepecífico atemoya, annona cherimola mill. x annona squamosa l., no presentaban impedimentos físicos a la entrada del agua, lo cual los condujo a descartar la presencia de impermeabilidad en la testa de las unidades de propagación. resultados similares fueron notificados por esquinca et al. (1997) con el taxón annona diversifolia. por su parte, castillo el al. (1997) y de smett et al. (1999) indicaron un efecto muy leve en la germinación, en chirimoya, como secuela de la escarificación. latencia morfológica en la tabla 1 se incluyen los resultados a partir de procedimientos de estratificación caliente y fría aplicados a las semillas de chirimoya y guanábana, referidos a las semillas figura 4. categorización de la viabilidad y latencia en semillas de chirimoya (annona cherimola l.). figura 5. categorización de la viabilidad y latencia en semillas de guanábana (annona muricata l.). 2007 lobo, delgado, cartagena, fernández y medina: categorización de la germinación y la latencia en semillas de chirimoya 238 agron. colomb. 25(2) 2007 viables; luego del estudio se encontró 20,3% y 24,8% de semillas no viables en la chirimoya y la guanábana respectivamente. como puede apreciarse, la estratificación caliente en ambiente húmedo, a los 30, 60 y 90 días, causó un incremento sensible en la germinación de la chirimoya, en comparación con el testigo. con esta especie, los mayores valores se obtuvieron en el tratamiento de 90 días. en el caso de la guanábana, la estratificación caliente húmeda produjo germinación en las simientes sometidas a ésta por espacios de 60 y 90 días, con un valor, significativamente superior a los 90 días, sin que se obtuviera emergencia alguna de los embriones, en las unidades de propagación sexual no tratadas, durante los 30 días de duración de la prueba. con las dos especies no se apreció germinación alguna, con las estratificaciones caliente sin cámara de humedad y fría húmeda. en ambas especies, el efecto positivo de la estratificación caliente húmeda, apunta a la presencia de latencia morfológica que se caracteriza por la presencia de embriones pequeños que tienen que crecer para que las semillas puedan germinar, lo cual ocurre después de la dispersión de estas a partir de la planta madre (baskin y baskin, 2001). la posmaduración de las semillas se ha considerado que no es un cambio abrupto de un estado de latencia a uno de germinación (foley, 2001), al contrario, las simientes adquieren la capacidad de responder a un conjunto de condiciones que restringen la germinación (bewley y black, 1994; baskin y baskin, 2001). durante el estudio, se evaluó el crecimiento de los embriones, en los tratamientos de estratificación caliente, y se encontró como promedio de las dos especies, que éstos pasaron de 3,6 a 9,9 mm, hecho que corrobora la presencia de latencia morfológica, referida a embriones poco desarrollados. scheldeman (2002) indicó que el embrión de las semillas de chirimoya es rudimentario y muy pequeño, entre 3 y 4 mm. en línea con lo anterior, da silva et al. (2007) reportaron en annona crasiflora, especie con latencia morfológica, un crecimiento de los embriones desde un tamaño inicial de 1,6 hasta 6,0 mm, en forma previa a la germinación. cabe señalar que hayat y canright (1965), en un estudio anatómico de las annonaceae, figura 6. incremento de peso en semillas de chirimoya (annona cherimolia l.) durante el proceso de imbibición. figura 7. incremento de peso en semillas de guanábana (annona muricata l.) durante el proceso de imbibición. tabla 1. germinación y latencia obtenidas en semillas de chirimoya y guanábana, con relación a unidades de propagación viables, como resultado de tratamientos de remoción de latencia morfológica. *entre promedios marcados con la misma letra, en cada columna, no hay diferencias estadísticas significativas, con base en el arcoseno del porcentaje de germinación y de latencia (prueba de student, p ≤ 0,05). promedio semillas no viables chirimoya: 20,3%. promedio semillas no viables guanábana: 24,8%. ech = estratificación caliente húmeda; ecs = estratificación caliente seca; efh = estratificación fría húmeda tratamiento germinación (%)* latencia (%)* chirimoya guanábana chirimoya guanábana testigo absoluto 12,0c 0,0c 88,0b 100,0a ech 30 días 45,7b 0,0c 54,3c 100,0a ech 60 días 44,9b 14,4b 55,1c 85,6b ech 90 días 52,7a 22,7a 47,3d 77,3c ecs 30 días 0,0d 0,0c 100,0a 100,0a ecs 60 días 0,0d 0,0c 100,0a 100,0a ecs 90 días 0,0d 0,0c 100,0a 100,0a efh 30 días 0,0d 0,0c 100,0a 100,0a efh 60 días 0,0d 0,0c 100,0a 100,0a efh 90 días 0,0d 0,0c 100,0a 100,0a 239 el cual incluyó algunas annona, entre ellas la guanábana, indicaron que en los embriones, cuando tienen alrededor de 3 mm, presentan un patrón de organización definido sin que se aprecie un tejido meristemático visible entre los dos cotiledones en el ápice; éste es evidente en la parte terminal del epicótilo al lograr el embrión 7 mm, pero aún las células son inactivas en cuanto a elongación y división. lo anterior apoya la necesidad del crecimiento de los embriones, hasta alcanzar un tamaño en el que puede proceder la germinación; esto implica que las células meristemáticas estén activas. en el caso de los dos taxa del estudio, se apreció el mayor tamaño de éstos alrededor de los 9 mm. la respuesta diferencial entre la chirimoya y la guanábana del tiempo requerido para la obtención de mayor germinación, con relación al testigo, en la primera especie y al logro de ésta en la segunda, podría estar relacionada con la temperatura del proceso, 25 °c. en ese sentido, mientras la chirimoya se encuentra en la zona altoandina, la guanábana proviene de zonas tropicales bajas, por lo cual podría requerir una temperatura más elevada en el período de estratificación. al respecto, diversos autores, citados por baskin y baskin (2001), señalaron que la temperatura óptima para el crecimiento de los embriones, de un número importante de especies, está en el intervalo de 15 a 30 °c. el comportamiento obtenido, con los taxa objeto del estudio, está en relación directa con lo que ocurre en sus hábitats espontáneos. en estos la semilla es dispersada en la época seca, la cual coincide con temperaturas más elevadas. de germinar la simiente, al entrar en contacto con humedades transitorias en el suelo, podría morir fácilmente. por ello, en este período, con el estímulo de la temperatura, maduran los embriones y la simiente queda lista para germinar en el período lluvioso. latencia morfofisiológica como puede percibirse en la tabla 2, lo obtenido con las dos especies apunta a la presencia de latencia morfofisiológica, la cual corresponde a la categoría de latencia simple no profunda, de acuerdo con el criterio de clasificación presentado por nikolaeva (1977) y baskin y baskin (1991). esta se rompió con estratificación caliente, como puede observarse en el incremento en germinación entre las semillas del testigo y las sometidas a estratificación caliente durante 90 días en el caso de la chirimoya, y en el de la guanábana donde se pasó de no germinación a la obtención de esta a través de la aplicación del protocolo. adicionalmente, se cumplió el segundo criterio para este tipo de latencia, el cual corresponde a la remoción del bloqueo de la germinación con la sola aplicación de ácido giberélico ag3, con obtención de la mejor respuesta mediante la aplicación de 800 ppm de la hormona. bassin et al. (1995) señalan que en este tipo de latencia, además de la presencia de embriones pequeños, existe latencia fisiológica, la cual debe ser removida para la obtención de la germinación. en consonancia con la respuesta obtenida con el ag3, colauto et al. (2003) consiguieron incrementos sensibles en la germinación de semillas de atemoya (annona cherimola mill. x annona squamosa) al aplicar la fitohormona ag3, en dosis entre 50 a 100 ppm. adicionalmente, los investigadores lograron incrementos significativos en la emergencia de los embriones de annona squamosa, con 50 ppm de ag3. la latencia morfofisiológica ha sido reportada en diversas especies del género annona. así, baskin y baskin (2001) incluyeron informes sobre taxa con este tipo de bloqueo de la germinación en annona coriaceae y annona spraguei; igualmente, da silva et al. (2007) presentaron evidencias de embriones inmaduros y latencia fisiológica en annona crassiflora. pinto (1976) obtuvo incrementos en la germinación de semillas de guanábana con aplicación de 300 mg·l-1 de ag, y hernández (1993) notificó aumentos sensibles en la germinación de chirimoya a través de la tratamiento germinación (%)* latencia (%)* chirimoya guanábana chirimoya guanábana testigo absoluto 9,0h 0,0c 91,0b 100,0a ech 56,3f 18,2g 43,7d 81,0c ag3 200 ppm 50,0g 10,0h 50,0c 90,0b ag3 400 ppm 56,5f 37,5e 43,5d 62,0e ag3 600 ppm 68,0d 47,6c 32,0e 52,0g ag3 800 ppm 83,3b 62,5a 16,7 37,5i ag3 1000 ppm 45,0g 14,3 55,0c 85,7c ech + ag3 200 ppm 60,lef 40,9de 40,0de 59,1ef ech + ag3 400 ppm 65,2d 28,6f 34,8e 71,4d ech + ag3 600 ppm 75,0c 40,9de 25,0f 59,1ef ech + ag3 800 ppm 91,7a 54,2b 8,0g 45,8h ech + ag3 1000 ppm 65,0ie 43,5cd 35,0e 56,5fg efh + ag3 200 ppm 0,0i 0,0i 100,0a 100,0a efh + ag3 400 ppm 0,0i 0,0i 100,0a 100,0a efh + ag3 600 ppm 0,0i 0,0i 100,0a 100,0a efh + ag3 800 ppm 0,0i 0,0i 100,0a 100,0a efh + ag3 1000 ppm 0,0i 0,0i 100,0a 100,0a tabla 2. germinación y latencia obtenidas en semillas de chirimoya y guanábana, con relación a unidades de propagación viables, como resultado de tratamientos de remoción de latencias morfológica y morfofisiológica. *entre promedios marcados con la misma letra, en cada columna, no hay diferencias estadísticas significativas, con base en el arcoseno del porcentaje de germinación y de latencia (prueba de student, p ≤ 0,05). promedio semillas no viables chirimoya: 16,8%. promedio semillas no viables guanábana: 21,9%. ech = estratificación caliente húmeda; efh = estratificación fría húmeda. 2007 lobo, delgado, cartagena, fernández y medina: categorización de la germinación y la latencia en semillas de chirimoya 240 agron. colomb. 25(2) 2007 imbibición con ag, 100 mg·l-1. adicionalmente, ferreira et al. (2002) obtuvieron incrementos estadísticamente significativos en cuanto a emergencia de los embriones de annona squamosa, con aplicaciones de ag, y da silva et al. (2007) describieron un efecto promotor del ag, que provocó germinación en semillas de annona crassiflora. la combinación de la estratificación caliente húmeda y aplicación de ácido giberélico, tuvo un efecto sinérgico en la chirimoya, con obtención de la mayor acción positiva en la imbibición de la semilla con 800 ppm de ag3, e incubación posterior, durante 90 días en la cámara húmeda. con el tratamiento anterior, se logró una germinación del 91,7%, y una no remoción de latencia del 8,3% de las simientes viables, como se observa en la tabla 2. en contraste, la mayor emergencia de embriones en guanábana se obtuvo mediante la imbibición con 800 ppm de ag3, una germinación del 62,5% y una latencia del 37,55, exhibiendo diferencias significativas con los demás tratamientos. con el último taxón no fue evidente la complementación entre la aplicación de la fitohormona y la estratificación caliente húmeda (tabla 2). como se indicó previamente, es posible que la semilla de guanábana requiera una mayor temperatura para la estratificación caliente, dado su origen tropical bajo. vilar et al. (2005) encontraron con la especie relacionada tropical annona montana, que su germinación era considerablemente superior a 30 °c que a los 25 °c, 55% contra 25% , sin germinación alguna a los 20 °c. lo anterior señala la importancia de la temperatura en el proceso germinativo, aspecto que es dependiente de la especie y aun del genotipo dentro de cada taxón y del conjunto de condiciones en las cuales se incuba la semilla. en este contexto, se ha indicado que la guanábana es la annona más tropical (popenoe, 1939; nakasone y paull, 1998), con origen probable en centroamérica, las antillas o el norte de suramérica (pinto, 2005a), la cual se cultiva desde el nivel del mar hasta los 1.200 msnm (pinto y silva, 1994). mata y moreno-casola (2005) informaron que las especies annona crassiflora y annona glabra difieren en el tipo de ambiente al cual responden para germinar, con adición de que el rompimiento de la latencia se produce bajo las condiciones ambientales a las cuales están adaptados cada uno de estos taxa. en la investigación no se obtuvo germinación alguna, con las dos especies en la estratificación fría húmeda, aun en los casos de imbibición previa con ag3 (tablas 1 y 2). esto es un indicativo de posible inducción de una latencia secundaria por las bajas temperaturas. este aspecto debe tomarse en consideración durante el almacenamiento de la semilla, aun cuando la diferencia es que el almacenamiento se realiza con bajo contenido de humedad, en empaques que no tienen intercambio de agua con el medio ambiente de conservación. al respecto, se ha indicado que las semillas de chirimoya toleran desecación hasta 4,8% de humedad y las de guanábana hasta 5%, lo cual es un referente para su mantenimiento a bajas temperaturas (ferreira y pinto, 2005). se ha señalado que la latencia secundaria ocurre al ser sometidas las semillas maduras, después de su dispersión, a condiciones ambientales que inducen este estado (bewley y black, 1994), con información de que esta puede presentarse luego de la maduración de las semillas o aún en semillas con embriones no completamente desarrollados (foley, 2001), como es el caso las dos annona objeto del estudio actual. consideraciones generales la presencia de semillas latentes fue descrita por teofrasto hace 2.300 años y se cree que fue detectada desde el principio de la agricultura (jurado y flores, 2005). tweddle et al. (2003), postularon que la latencia de las semillas, en conjunción con el hecho de que éstas sean ortodoxas, tiene gran importancia en la ecología de la regeneración poblacional, atributos que se presentan en las semillas de chirimoya y guanábana. estas fueron categorizadas como ortodoxas por parte de ferreira y pinto (2005) y hong et al. (1996); en esta investigación se pudo definir la presencia de latencia morfofisiológica simple no profunda. lo anterior indica, de acuerdo con liu et al. (2005), que en condiciones naturales, luego de la dispersión de las unidades de propagación, estas pueden soportar períodos de sequía, bajas temperaturas y esparcir su germinación en espacio y tiempo. se ha indicado que una de las dificultades al comparar la germinación y la latencia entre taxa es la variación intraespecífica (pezzani y montaña, 2006). esta puede depender de diversidad genética, condiciones ambientales locales durante el crecimiento de las plantas madres y la maduración de la semilla, posición de esta en el vegetal, calidad del suelo y otros factores naturales (karlsson y milberg, 2007). lo anterior indica la dificultad para comparar los datos obtenidos con las simientes de chirimoya con los de guanábana, por ello, se consideraron en forma independiente. así mismo, la información obtenida, además de permitir categorizar el tipo de latencia, debe validarse y extenderse a otros tópicos como son: exploración de las temperaturas y tiempo de estratificación y evaluación de dosis de ag3, en especial para la especie guanábana. otro tópico relevante es la evaluación de la germinación en diversas accesiones de las colecciones de chirimoya y guanábana colombia, con 241 repetición a lo largo del tiempo, de forma que se cubran diversas épocas climáticas y con registro de los factores ambientales prevalentes durante el desarrollo de las semillas. diferencias en la germinación a nivel intraespecífico han sido reportados en diversas especies; por ejemplo, pérezgarcía et al. (2006) señalaron variación entre genotipos de hypericum perforatum, sometidos a condiciones similares para su germinación. los autores indicaron emergencias entre el 6 y 98%, en 68 poblaciones silvestres del taxón. de acuerdo con ferreira (2001), la mayoría de colecciones de annona, se conservan como bancos de campo, llamados también repositorios clonales o colecciones de plantas vivas. estos tienen una serie de limitantes, como son: altos costos de mantenimiento; representación de cada población por un número reducido de plantas, con estrechamiento genético de la variabilidad de las accesiones; riesgos de pérdida por enfermedades, incendios y otros fenómenos naturales, y la necesidad de disponer de un duplicado de seguridad en otra localidad, lo cual es oneroso. dado que las dos especies de la referencia poseen semilla ortodoxa, con latencia morfológica simple, no profunda, se facilita la conservación de un duplicado de campo por la vía de la simiente. en los bancos de campo se han establecido frutales tropicales que se almacenan preferiblemente como material clonal (tao, 2001), los cuales representan combinaciones deseadas de genes y no la variabilidad de las especies. el duplicado de seguridad por semilla permite colectar una muestra más amplia de los genes de cada deme, con la obtención de unidades de propagación sexual del mayor número de árboles posibles. esta ingresa a conservación a largo plazo y además permite el establecimiento en campo de individuos multiplicados por la vía sexual, como complemento a los clones previamente existentes. con el almacenamiento en cuartos fríos y el mantenimiento en campo, es posible establecer un modelo de conservación dinámico del germoplasma, el cual se basa en conservación a largo plazo de la semilla colectada, incluyendo la de los materiales presentes previamente en la colección y conformación de colecciones activas, logradas a partir de semillas de polinización abierta, lo que permite enriquecimiento genético de las plantas madres. esta semilla se monitorea y renueva cuando sea necesario a partir de una nueva cosecha de simientes producida por libre polinización, en la colección de campo, lo que permite disponer de una base genética más amplia para procesos de selección, clonación e hibridación, con los dos frutales de la referencia. la conservación anterior se considera dinámica ya que permite conservar semilla sexual obtenida a partir de cada una de las poblaciones colectadas y favorece la recombinación de todas las poblaciones establecidas en el huerto de campo, en contraste con la llamada “conservación estática”, en la cual se mantiene cada subpoblación con cambios genéticos mínimos. el apoyo al modelo de conservación anterior parte del conocimiento logrado en la investigación actual, la cual dio luces sobre el tipo de latencia presente en las simientes de chirimoya y guanábana, con identificación de los protocolos a utilizar para lograr germinación, en procesos de monitoreo y utilización del germoplasma. estos, como se indicó, deben perfeccionarse, con estudio de aspectos como: efectos de la variabilidad intraespecífica, del ambiente prevalente durante la cosecha y la interacción entre los dos componentes anteriores de la función fenotípica. conclusiones • la mejor metodología para la evaluación de la viabilidad de los embriones, mediante la prueba de tetrazolio, fue la imbibición de la semilla, con el químico, en condiciones de oscuridad, por un lapso de 24 h, con cortes posteriores longitudinales ventrales o dorsales. • a través de la evaluación de viabilidad con tetrazolio, se pudo detectar que en los dos taxa, objeto de la investigación, se presentaron semillas no viables, con valores de alrededor del 20% de las semillas, aparentemente normales. • las semillas de chirimoya y guanábana no exhiben latencia exógena, por testa impermeable; esto se comprobó por medio de la ganancia de peso obtenida al imbibir estas con agua, por espacio de 24 h. • estas poseen embriones poco desarrollados en tamaño, en el momento de la madurez de los frutos, y requieren de la posmaduración para germinar. • la posmaduración de la semilla se logró con estratificación caliente húmeda, a 25 °c, durante 90 días, lo que condujo a germinación posterior de la semilla, al ser incubada para tal fin. • en las dos especies también existe latencia fisiológica, la cual fue removida, en ambos taxa, a través de la imbibición de las semillas en ag3. • la imbibición con 800 ppm de ag3, causó la mayor germinación, en ambas especies, al incubar las semillas, luego de la aplicación de la hormona. 2007 lobo, delgado, cartagena, fernández y medina: categorización de la germinación y la latencia en semillas de chirimoya 242 agron. colomb. 25(2) 2007 • se categorizó el bloqueo de germinación como “latencia morfofisiológica simple, no profunda”. • la combinación del ag3 y la estratificación caliente húmeda incrementaron la germinación en chirimoya; en guanábana esto no fue evidente. • ya que las dos frutas estudiadas presentan semilla ortodoxa, se puede conservar por esta vía un duplicado de las colecciones de campo. • los datos obtenidos brindan una primera aproximación para procesos de monitoreo y germinación, lo cual permite la utilización del material conservado como semilla. • también proporcionan soporte para la implementación de un modelo dinámico de conservación del germoplasma de chirimoya y guanábana, cuyos componentes son: la colección de campo, semilla de las colectas originales conservada a largo plazo y semilla de polinización abierta, colectada periódicamente en cada subpoblación de campo, para procesos de selección y clonación, con miras al uso del recurso genético de estas especies. • es conveniente estudiar el efecto de la variabilidad intraespecífica sobre la latencia, al igual que el del ambiente de producción de la simiente y la interacción genotipo por ambiente al respecto. así se podrán ajustar protocolos de remoción de latencia y germinación de los dos taxa. literatura citada bansal, r.p., p.r.bathi y d.n. sen. 1980. differential specificity in water imbibition of indian arid zone seeds. biol. plant. 22, 327-331. baskin, c.c. y j.m. baskin. 2001. seeds. ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. academic press, san diego, california. 666 p. baskin, c.c., s.e. meyer y j.m. baskin. 1995. two types of morphophysiological dormancy in seeds of two genera (osmorhiza and eeythronium) with an arcto-tertiary distributium pattern. amer. bot. 82(3), 293-298. baskin, j.m. y c.c. baskin. 1991. non deep complex morphophysiological complex dormancy in seeds of osmorhiza claytonii (apiaceae). amer. bot. 78, 588-593. baskin, j.m. y c.c. baskin. 2004. a classification system for seed dormancy. seed sci. res. 14, 1-16. bewley, j.d. y m. black. 1994. seeds – physiology of development and germination. plenum press, nueva york. 445 p. castillo, p., r.b. muno, m. rubi y j.g. cruz. 1997. métodos de propagación del chirimoyo (annona cherimola mill.), en catapec, harinas, méxico. pp. 195-203. en: memorias congreso internacional de anonáceas. universidad autónoma de chapingo, chapingo. colauto, n.m., i. massanori y c.s. vieira. 2003. superação da dormência em sementes de atemóia e fruta-do-conde. revista brasileira de fruticultura 25(2), 305-308. cooper, h.d., c. spillane y t. hodgkin. 2001. broadening the genetic base of crops: an overview. pp. 1-23. en: cooper h.d. , c. spillane y t. hodgkin (eds.). broadening the genetic base of crop production. ipgri, fao, cabi publishing, wallingford. da silva e.a.a., d.l.b. de melo, a.c. davide, n. de bode, g.b. abreu, j.m.r. faria y h.w.m. hilhorst. 2007. germination ecophysiolog y of annona crassif lora seeds. ann. bot. 99, 823-830. de smett, s., p. van damme, x. scheldeman y j. romero. 1999. seed structure and germination of cherimoya (annona cherimola mill.). acta hort. 497, 269-278. engelman, f. y j.m.m. engels. 2002. technologiess and strategies for ex situ conservation. pp. 89-104. en: engels, j.m.m.; 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e-mail: leargel@unalmed.edu.co 2 profesor asistente, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, medellín. e-mail: mamarinm@unalmed.edu.co 3 profesor asistente, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. e-mail: jmcotes@unalmed.edu.co 4 profesora asociada, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. e-mail: sjaramal@unalmed.edu.co 5 investigador, división técnica bayer cropscience, colombia. e-mail: edgar.guzman@bayercropscience.com resumen: el mildeo velloso es uno de los mayores limitantes del cultivo de la rosa en colombia. esta enfermedad es causada por el oomycete holobiótrofo peronospora sparsa que fue detectado en la década de 1970 en la sabana de bogotá. en los últimos años su efecto negativo sobre la floricultura aumentó conduciendo a los cultivadores al empleo excesivo de fungicidas con acción sistémica, muchos de los cuales no cuentan con estudios de líneas base de sensibilidad ni con el diseño de estrategias anti-resistencia apropiadas. a fin de determinar el grado de sensibilidad de diez aislamientos de p. sparsa al fungicida fenamidone, representante del grupo de resistencia cruzada qoi, se realizaron pruebas de sensibilidad in vitro y evaluaciones moleculares. los resultados muestran que este patógeno presenta un alto grado de sensibilidad a dicha molécula (ec50 promedio: 0,51 mg· l -1 ) y que no hay evidencia de la presencia de las mutaciones puntuales g143a y f129l asociadas con fenotipos resistentes a qoi. este estudio aporta las bases para el desarrollo de una metodología de detección molecular de individuos con resistencia a fungicidas qoi que puede ser utilizada para monitorear las poblaciones del patógeno en nuestro medio. palabras clave: citocromo b, ec50, fungicidas qoi, mildeo velloso, mutación puntual. abstract: rose downy mildew caused by peronospora sparsa is a disease of increasing importance for the colombian flower industry. the disease was first reported in the 1970’s and, during the last years, its aggressiveness has increased dramatically. this has meant that an increasing and unacceptable number of fungicide applications are required to control it. this situation has a negative impact on the environment and public health, and requires a program to manage fungicide resistance, including participation of flower growers, fungicide companies, government agencies, and research institutions. the aim of this study was to build up a baseline of sensitivity of p. sparsa isolates to fenamidone, a systemic qoi fungicide, in order to support chemical strategies used to control p. sparsa, and specifically those directed to avoid a loss of sensitivity to these fungicides. the results were linked to the presence of point mutations in the cytochrome b gene, which have previously been linked to resistance to these fungicides. fungicide evaluations showed a high level of sensitivity of p. sparsa isolates to fenamidone (ec50: 0.51 mg· l -1 ), which was linked to the absence of point mutations g143a and f129l in the cytochrome b gene. a test is currently being designed to monitor qoi fungicide sensitivity in p. sparsa populations in the rose growing regions of colombia. key words: cytochrome b, ec50, qoi fungicides, downy mildew, punctual mutation. introducción colombia es el segundo exportador de flores en el mundo, con una participación cercana al 14% del mercado internacional y un área cultivada de 6.544 ha con diversas variedades de rosas, claveles, crisantemos y al menos otras quince especies de plantas ornamentales (asocolflores, 2005). el cultivo de rosas representa agronomía colombiana 25(1), 149-159, 2007 agron. colomb. 25(1), 2007 150 el 48% de las exportaciones de este sector, de manera que constituye la base fundamental de la floricultura del país. la producción de rosas se ve afectada por diferentes factores bióticos y abióticos, entre los que sobresalen las plagas y enfermedades como los más limitantes, destacándose en los últimos años el mildeo velloso, causado por el oomycete peronospora sparsa (arbeláez, 1999). este patógeno fue originalmente reportado en inglaterra en 1862 y se detectó en colombia en la década de 1970, ocasionando daños menores en los cultivos de rosas de la sabana de bogotá (horts, 1983; gómez, 2004). el problema del mildeo velloso en colombia se ha incrementado durante el último lustro a tal punto que, bajo condiciones de alta susceptibilidad de las variedades sembradas, las pérdidas ocasionadas por esta enfermedad se estiman en un 10% de la producción bruta anual (gómez y arbeláez, 2005). son varias las hipótesis que plantean los investigadores y productores de rosas como las causas del resurgimiento del mildeo velloso en colombia; entre otras se destacan la introducción y siembra de nuevas variedades de rosa susceptibles al patógeno, los cambios climáticos asociados con el calentamiento global, la modificación de los sistemas de producción de flores y el uso indiscriminado de fungicidas sistémicos para su control (arbeláez, 1999; ayala et al., 2005). el aumento del nivel de enfermedad del mildeo velloso de la rosa ha incrementado los costos de producción en este cultivo; ello ha precipitado un empleo excesivo de productos fungicidas y a su aplicación calendario, llegando incluso a encontrarse cultivos en los cuales se realizan tres aplicaciones por semana, con las graves consecuencias ambientales, de salud pública y de selección de variantes resistentes del patógeno que esto implica. entre los fungicidas empleados para el control del mildeo velloso se destacan fosetil-al, iprovalicarb, propineb, dimetomorf, cimoxanil, oxadixil, metalaxil y más recientemente el fenamidone (quiroga, 2004; waltera et al., 2004). el fungicida fenamidone pertenece al grupo químico de las imidazolinonas, el cual presenta como modo de acción la inhibición de la respiración mitocondrial al bloquear el transporte de electrones a nivel de la ubihidroquinona en el complejo iii (citocromo-coxidoreductasa), también llamado ‘complejo bc1’, razón por la que se incluye como fungicida del grupo qoi (por quinone outside inhibitors) con las estrobilurinas (azoxistrobin, picoxistrobin, piraclostrobin, kresoximmetilo, trifloxistrobin, metominostrobin, fluoxastrobin) y oxazolidinedionas (genix y villier, 2003; neuburger et al., 2003; frac, 2005a). su acción es especialmente eficaz contra un gran número de patógenos de la clase oomycetes como plasmopara viticola, phytophthora infestans y varias especies de peronospora; así mismo, también controla algunos ascomycetes (mycosphaerella spp., venturia inaequalis) y hongos mitospóricos (alternaria sp.) (mercer y latorse, 2003). el fenamidone es eficiente tanto a nivel preventivo como curativo, ya que actúa sobre diferentes sitios del ciclo de vida de los hongos y pseudo-hongos que controla. en el caso de los oomycetes inhibe la liberación de zoosporas y la germinación directa a partir de esporangios, presentando también un efecto antiesporulante y una alta acción translaminar (mercer y latorse, 2003). a pesar de que la comercialización de los fungicidas qoi es relativamente reciente, el reporte de aislamientos resistentes de hongos y pseudo-hongos a qoi se ha venido incrementando rápidamente en diferentes cultivos (blumeria graminis f.sp. tritici en trigo; p. viticola en vid; v. inaequalis en manzano) debido a su mecanismo de acción único, a la ocurrencia de resistencia cruzada entre fungicidas qoi y a la carencia de prácticas adecuadas para su utilización (neuburger et al., 2003; frac, 2006). la resistencia a fungicidas qoi se ha asociado con la presencia de mutaciones puntuales en el gen citocromo b en aislamientos de diferentes hongos, detectándose inicialmente en individuos con fenotipos resistentes de saccharomyces cerevisiae (di rago et al., 1995) y confirmándose en los fitopatógenos b. graminis f.sp tritici y pseudocercospora cubensis en cultivos de trigo y cucurbitáceas, respectivamente (sierotski et al., 2000; ishii et al., 2001). en dichos estudios se han identificado cerca de 11 mutaciones potencialmente asociadas con resistencia a qoi, además de un posible mecanismo de detoxificación que está mediado por un sistema de respiración alterno como respuesta a la inhibición de la cadena de transporte de electrones (zheng et al., 2000; sierotzki et al., 2000). investigaciones posteriores han determinado que los fenotipos resistentes se encuentran estrechamente asociados con la sustitución del aminoácido guanina por citosina en el codón 143 (ggt) que codifica para el aminoácido glicina de la proteína citocromo b (sierotzki et al., 2000; zheng et al., 2000; ishii et al., 2001; sirven y beffa, 2003). una segunda mutación que induce al cambio de fenilalamida por leucina en el codón 129 también se ha asociado con la resistencia a dichos fungicidas en pyricularia griargel et al.: evaluación molecular y fenotípica ... 151 2007 sea (farman, 2001), pythium aphanidermatum (bartlett et al., 2002) y v. inaequalis (zheng y köller, 1997). el efecto detrimental que ocasiona el fenómeno de resistencia a fungicidas sobre el ambiente, la salud pública y la economía de las regiones agrícolas, trasciende el ámbito de las compañías productoras de agroquímicos y se constituye en un problema social con profundos efectos, tanto sobre las poblaciones rurales más vulnerables, como sobre los consumidores concentrados en los centros urbanos. en este escenario se requiere la cooperación de entidades de investigación y organismos de control del estado para diseñar estrategias anti-resistencia, es decir, que prevengan en campo el desarrollo de mecanismos de resistencia a los fungicidas qoi por parte de los oomicetos. dichas estrategias se basan en la realización de estudios regionales de eficacia de fungicidas bajo las condiciones propias de cada agroecosistema, la determinación de líneas base de sensibilidad y la ejecución de investigaciones que predigan el riesgo biológico de la aparición de poblaciones de fitopatógenos resistentes a los fungicidas, en especial aquellos susceptibles de generar resistencia cruzada (köller, 2001; damicone, 2004). debido a la carencia de información sobre la efectividad del fungicida fenamidone para el control del mildeo velloso de la rosa en colombia se determinaron los niveles de sensibilidad a este fungicida en 10 aislamientos de p. sparsa procedentes de la sabana de bogotá y el norte de antioquia. dichas evaluaciones se acompañaron del análisis molecular para detectar la presencia de las mutaciones g143a y f129l en el gen citocromo b, asociadas con fenotipos resistentes a fungicidas qoi en otros patógenos. materiales y métodos obtención de aislamientos esta investigación se desarrolló en los laboratorios de estudios moleculares y de biología celular y molecular de las facultades de ciencias y ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, en medellín. las plantas de rosa empleadas para el mantenimiento de p. sparsa fueron sembradas en los predios de la universidad y los aislamientos del pseudo-hongo se obtuvieron a partir de folíolos de rosa con síntomas de mildeo velloso en cultivos ubicados en la sabana de bogotá (bogotá d.c., cogua, cota, gachancipá, suba, suesca, tenjo) y el oriente (carmen de viboral, la unión) y norte (san pedro de los milagros) de antioquia. mantenimiento del patógeno debido a la condición holobiótrofa de p. sparsa es necesario mantener de manera permanente los aislamientos del hongo sobre material vegetal; para esto se utilizaron hojas jóvenes provenientes de plantas de rosa variedad charlotte, la cual es altamente susceptible a la enfermedad. la purificación de los aislamientos del oomiceto se realizó mediante el paso de un pincel fino humedecido por el envés a partir de folíolos obtenidos en el campo con signos del patógeno, y su posterior contacto con folíolos de rosa sanos en estado joven, previamente desinfestados mediante lavado con abundante agua destilada y una solución de hipoclorito de sodio al 1% durante 1 min. los folíolos inoculados fueron mantenidos en cajas de petri plásticas acondicionadas como cámaras húmedas, con el haz dirigido hacia la base e incubadas en un fitotrón (indulab® cab-30, medellín, colombia) a 18°c, humedad relativa entre 90 y 100% y 12 horas de luz/oscuridad por 7 días. este procedimiento se repitió hasta obtener suficiente material del pseudohongo para la extracción de adn y la realización de las pruebas de sensibilidad. niveles de sensibilidad de peronospora sparsa al fungicida fenamidone para la construcción de la línea de sensibilidad al fungicida fenamidone se seleccionaron 10 aislamientos de p. sparsa representantivos de las diferentes zonas de colección (tabla 1). se utilizó un diseño completamente al azar con arreglo factorial 10x7 y tres repeticiones. la unidad experimental estuvo conformada por una caja de petri con cuatro discos de hoja de 14 mm proveniente de folíolos jóvenes de plantas de rosa de la variedad charlotte. el primer factor corresponde a los 10 aislamientos y el segundo a siete concentraciones del fungicida (0; 1,5; 3; 6; 12; 25 y 50 mg· l -1 ), las cuales fueron definidas siguiendo una escala exponencial con su límite superior basado en la dosis recomendada en campo. el experimento completo fue repetido dos veces en el tiempo para mejorar la precisión de la información obtenida. los discos fueron sumergidos en cada una de las dosis durante 1 min, para luego ser localizados en cajas de petri con medio de sobrevivencia suplementado con 2 mg· l -1 de kinetina e incubados durante 24 horas bajo las condiciones antes descritas. para el establecimiento de la dosis del tratamiento control (0 mg· l -1 ) se sumergieron los discos de hoja en agua destilada estéril y se inocularon en forma similar a los demás tratamientos. agron. colomb. 25(1), 2007 152 para la inoculación del patógeno se colectaron en agua destilada estéril los esporangios desarrollados luego de siete días de incubación, preparándose suspensiones de 40,000 esporangios/ml, mediante el empleo de un hematocitómetro. posteriormente, una gota de 10 µl de las concentraciones citadas fue depositada en el centro de cada disco foliar y las cajas fueron incubadas durante 8 días, período después del cual se evalúo sobre cada disco el porcentaje de área foliar afectada con mildeo velloso por comparación con una escala 0-5, en donde 0 se refiere a la ausencia de síntomas y 5 a un porcentaje de área foliar afectada superior a 50% (mercer y latorse, 2003). para el análisis estadístico del experimento se procedió a codificar los valores discretos de la escala de severidad en una escala porcentual que indica el área foliar afectada, donde los intervalos 0-1 corresponde a valores de 0 a 12,5%; 1-2, 12,5 a 25%; 2-3, 25 a 37,5%; 3-4, 37,5 a 50% y 4-5, 50 a 100%. inicialmente se realizó un análisis de varianza combinado considerando un modelo mixto donde los efectos fijos fueron aislamiento y dosis, y los efectos aleatorios fueron la variación entre experimentos, entre cajas de petri dentro de experimentos, y las interacciones del efecto de los experimentos con los aislamientos y las dosis. fue considerada la heterogeneidad de varianzas dentro de cada uno de los experimentos. se obtuvieron las medias ajustadas por mínimos cuadrados y su respectivo error estándar para cada uno de los aislamientos en cada una de las dosis. con estos valores se realizó la estimación de la ec50 ponderada por el recíproco del error estándar para cada uno de los aislamientos mediante el procedimiento probit de sas system v. 8,2 ® (sas, 1999). adicionalmente se obtuvieron los intervalos de confianza al 95%. para verificar la acción del fungicida como antiesporulante se realizó el conteo de esporangios por dosis y por aislamiento en cada uno de los experimentos, y se obtuvieron los promedios de estos valores. evaluación del producto comercial mildex ® con fines comparativos se realizó un experimento en el cual se evaluó el nivel de sensibilidad al fungicida mildex ® que tiene como formulación comercial 44,4 g· kg -1 del ingrediente activo (i.a.) fenamidone y 667 g· kg -1 de fosetil-al de dos aislamientos de p. sparsa que presentaron los mayores y menores valores ec50 en la evaluación de la línea base. los procedimientos de aplicación del fungicida, inoculación y análisis estadístico, fueron similares a los descritos anteriormente, con la variación de la utilización del producto comercial mildex ® como fuente para la obtención de las seis dosis de i.a. fenamidone, indicadas anteriormente y la realización de un diseño completamente al azar con arreglo factorial 4x7. extracción del adn de peronospora sparsa con el objeto de relacionar los resultados obtenidos en la evaluación de la línea base con la secuencia de nucleótidos de la región del gen citocromo b en la que previamente se han identificado mutaciones puntuales asociadas con el grado de sensibilidad a fungicidas qoi de hongos y pseudo-hongos (sierotski et al., 2000; sirven y beffa, 2003), se seleccionaron los tres aislamientos que presentaron los menores valores de ec50 y los tres aislamientos con menor grado de sensibilidad al fungicida fenamidone a fin de proceder al análisis molecular de la región mitocondrial del gen citocromo b. en la extracción del adn de cada aislamiento se tomaron las estructuras somáticas y reproductivas del pseudo-hongo mediante la aplicación directa de 150 µl de buffer de extracción (ctab 2%, nacl 1.4 m, edta 20 mm, tris-hcl 100 mm ph 8,0) sobre el tejido foliar afectado y la obtención de dicha suspensión con la ayuda de una micropipeta, para proceder a su maceración física mediante un pistilo estéril y su posterior incubación al baño maría a 65°c por 10 min. luego se adicionó un volumen de fenol:cloroformo, se centrifugó a 13.000 rpm por 10 min y se realizó un lavado adicional con 1 volumen de cloroformo. el sobrenadante fue transferido a otro tubo eppendorf y los ácidos nucleicos fueron precipitados durante 2 horas a –20°c con 0,6 volúmenes de isopropanol y 0,1 tabla 1. aislamientos de peronospora sparsa seleccionados para la evaluación de la línea de sensibilidad. aislamiento hospedante (variedad) cultivo localidad ps13 charlotte andalucía tenjo ps43 akito tropics tenjo ps44 sari alpes tenjo ps45 bella perla deyavú gachancipá ps46 vendella luis ramírez gachancipá ps47 vendella el olivo cogua ps48 charlott flores aurora suesca ps49 bella vista jaroma gachancipá ps50 asmer gold inversiones coquette san pedro ps51 vendella inversiones coquette san pedro argel et al.: evaluación molecular y fenotípica ... 153 2007 volúmenes de acetato de sodio 3 m, colectandose por centrifugación a 13.000 rpm por 30 min. el micro-pellet obtenido fue lavado con 100 µl de etanol al 70%, secado al vacío en un equipo speed vac ® (eppendorf 5301, hamburgo, alemania) y resuspendido en 20 µl de agua bidestilada estéril. confirmación molecular de la naturaleza del adn recuperado debido a la condición holobiótrofa de p. sparsa, y a la baja cantidad de material biológico utilizado para la extracción de adn, fue necesario confirmar la naturaleza del adn extraído utilizando los primers específicos para p. sparsa ps3 (5’ att ttg tgc tgg ctg gc 3’) y psi (5’ tgc cac acg acc gaa gc 3’) diseñados previamente por aegerter et al. (2002) para amplificar las regiones its1, 5.8s e its2 de este pseudohongo. las reacciones de pcr incluyeron 0,1 µm de cada primer, 1 u de taq adn polimerasa recombinante (fermentas, vilnius, lituania); 0,2 mm de cada dntp, 1x de buffer de enzima (100 mm tris-hcl (ph 8,8); 500 mm kcl; 0,8% nonidet p40); 2 mm mgcl2, 5 µl de una dilución 1/10 de adn y un volumen total de reacción de 25 µl. las condiciones de amplificación consistieron en una desnaturalización inicial a 94 °c por 3 min, seguida por 35 ciclos de 94°c por 2 min, 60°c por 1,3 min, 72°c por 2,5 min y un período final de extensión a 72°c por 7 min, utilizándose un termociclador ptc-100 ® (mj. research, inc., whaltam, eua). luego de la reacción se tomaron 5 µl de los productos y se separaron por electroforesis en gel de agarosa al 1,5% suplementado con 3 µl de bromuro de etidio (10 mg· ml -1 ). la visualización de las bandas se realizó bajo luz ultravioleta utilizando el sistema digital de análisis biodoc analyze ® (biometra, hamburgo, alemania). cinco de los productos de pcr obtenidos en igual número de aislamientos fueron purificados mediante el kit wizard pcr preps adn purification system ® (promega, madison, eeuu) para proceder a su secuenciación directa en ambas direcciones utilizando un secuenciador abi prism 3730xl ® (pe applied biosystems) de la compañía macrogen (corea del sur) con los primers ps1 ps3 y el kit big dye terminator cycle sequencing ready reaction ® (pe applied biosystems, foster city, california, eua). las secuencias obtenidas fueron editadas con la ayuda del software editseq ® y se compararon, utilizando el programa blast (2006), frente a aquellas reportadas para p. sparsa en las bases de datos moleculares. análisis de la secuencia parcial del gen citocromo b la amplificación del gen citocromo b se realizó empleando los primers: cb1 (5’att ttt ttg gat tcg gtt cg 3’) y cb2 (5’gtt ttc att gga ttt gct tc 3’) reportados por sirven y beffa (2003) como específicos para oomycetes; éstos amplifican una región de aproximadamente 700 pb que contiene los codones 129 a 146, en la cual se han detectado mutaciones asociadas con resistencia a fungicidas qoi. las reacciones se realizaron en un termociclador ptc-100 ® (mj research, inc.) y consistieron de una desnaturalización inicial a 94ºc por 3 min, seguida por 35 ciclos de 94ºc por 1,3 min., 52ºc por 1,3 min, 72ºc por 2 min y una extensión final a 72ºc por 10 min. las condiciones del pcr, corrido electroforético y secuenciación fueron similares a las descritas anteriormente, con la excpeción de los primers utilizados (cb1 y cb2). las secuencias obtenidas fueron editadas con la ayuda del software editseq ® y se compararon utilizando el programa blast (2006) con aquellas del gen citocromo b previamente depositadas en las bases de datos moleculares para otros oomycetes. las secuencias consenso se ensamblaron utilizando el programa megalign ® y se tradujeron a secuencia de aminoácidos. resultados aislamientos los procedimientos presentados en la sección de materiales corresponden a los consolidados de una serie de variantes metodológicas que fue necesario evaluar en esta investigación. en total se colectaron 143 muestras con síntomas de mildeo velloso en 15 variedades comerciales de rosa, de las cuales fue posible la obtención de 51 aislamientos del patógeno. establecimiento de los niveles de sensibilidad de p. sparsa al fungicida fenamidone la acción del fungicida fenamidone sobre el desarrollo de la sintomatología del mildeo velloso en los discos de hoja inoculados fue evidente y gradual con el aumento de las dosis evaluadas. por su parte, en el tratamiento control la severidad del patógeno alcanzó valores en la escala que oscilaron entre 3 y 4 (37,5% y 50% en la escala transformada) para todos los aislamientos, en el tratamiento con la dosis 1,5 mg· l -1 dicha severidad se agron. colomb. 25(1), 2007 154 redujo a valores de la escala de 2 a 3 (25% a 37,5%); cuando se evaluó la dosis de 6 mg· l -1 , no sobrepasó el nivel 2 (12,5 a 25%) de la escala. las dosis del fungicida superiores a 12 mg· l -1 fueron efectivas para reducir la severidad del mildeo velloso a valores entre 0 y 1 (0% a 12,5%) (figura 1). en el análisis de la esporulación del patógeno se determinó que en promedio, para el tratamiento control, se produjeron entre 10.500 esporangios/ml -1 (aislamiento ps48) y 82.500 esporangios/ml -1 (aislamiento ps13), niveles que se redujeron con el aumento de la dosis del fungicida, a tal punto que, a 12 mg· l -1 , solamente tres aislamientos esporularon (aislamientos ps13, ps45 y ps50); a 25 mg· l -1 ninguno de ellos logró esporular. el efecto antiesporulante del fenamidone se confirma al observar que el aislamiento ps13, que produjo un mayor número de esporangios en el tratamiento control, al ser sometido a las dosis de 1,5 µg· ml -1 y 3 µg· ml -1 , redujo su nivel promedio de esporulación en 74 y 81%, respectivamente (figura 2). cuando se calcularon los valores de ec50, se encontró que éstos oscilaron entre 0,29 (aislamiento ps44) y 0,83 mg· l -1 (aislamiento ps46), siendo el promedio para todos los aislamientos de 0,51 mg· l -1 (figura 3). la evaluación de la acción del fenamidone a partir de la formulación comercial mildex® en los cuatro aislamientos seleccionados, resultó con un patrón similar al encontrado cuando se evaluó el ingrediente activo (tabla 2). sin embargo su eficacia fue menor, ya que las dosis que redujeron el nivel de severidad a valores de 1 en la escala utilizada, fueron 25 mg· l -1 para los aislamientos ps13, ps46, ps51 y 12 mg· l -1 para el aislamiento ps44 (figura 4). este resultado se reflejó en el cálculo de los valores de ec50, que alcanzaron un promedio de 1,3 µg· ml -1 y oscilaron entre 0,8 (aislamiento ps51) y 2 mg· l -1 (aislamiento ps46) (figura 5). un situación similar se encontró al evaluar el grado de esporulación, en este caso, ninguno de los cuatro aislamientos detuvo la producción de esporangios a 25 mg· l -1 , e incluso el figura 1. evaluación de la sensibilidad al fungicida fenamidone de diez aislamientos de peronospora sparsa procedentes de cultivos de rosa de los departamentos de cundinamarca y antioquia. la escala de severidad empleada correspondió a un rango de 0 a 5 que fue transformada a valores de porcentaje. figura 2. producción promedio de esporangios en diez aislamientos de peronospora sparsa procedentes de cultivos de rosa de los departamentos de cundinamarca y antioquia sometidos a diferentes dosis de fenamidone luego de ocho días de incubación. figura 3. valores de ec50 (mg· l -1 ) para el fungicida fenamidone determinados a partir del ingrediente activo en grado técnico, en diez aislamientos de peronospora sparsa procedentes de cultivos de rosas en los departamentos de cundinamarca y antioquia. las líneas representan los intervalos de confianza al 95%. e s p o ra n g io s ( n o .) argel et al.: evaluación molecular y fenotípica ... 155 2007 aislamiento ps13 produjo en promedio 2.000 esporangios/ml -1 cuando se sometió a la mayor dosis (50 mg· l -1 ) (figura 6). confirmación molecular de la naturaleza del adn recuperado la metodología de extracción de ácidos nucleicos empleada resultó eficiente para obtener la calidad adecuada de adn requerida para realizar la prueba de pcr específica, en la que se obtuvo un amplicón de aproximadamente 700 pb en los diez aislamientos utilizados en este estudio. la secuenciación de estos fragmentos permitió confirmar la identidad de la especie peronospora sparsa como agente causal del mildeo velloso de la rosa en colombia (número de accesión genbank dq887772). análisis de la secuencia parcial del gen citocromo b la utilización de los primers cb1 y cb2 bajo las condiciones de pcr descritas permitió la amplificación específica de un amplicón de 625 pb. dicha región fue confirmada mediante secuenciación directa como perteneciente al gen citocromo b del genoma mitocondrial (número de accesión genbank dq887773). el análisis mediante blast de la secuencia de nucleótidos permitió determinar que existía un alto porcentaje de similitud entre las regiones correspondientes a las posiciones 14112 (94%), 187-397 (93%) y 430-523 (91%) de los aislamientos de p. sparsa secuenciados y las regiones del adn mitocondrial 1142811526 nt, 11601-11811 nt, 11844-11937 nt, del oomycete p. infestans. así mismo, se encontró que la región analizada presenta un alto nivel de similitud con secuencias disponibles del citocromo b en los oomycetes fitopatógenos hyaloperonospora parasitica (valor e: 4 x 10 -79 , para 205 nt), phytophthora megasperma (valor e: 9 x 10 -77 para 205 nt) y plasmopara viticola (valor e: 9 x 10 -46 , para 205 nt). cuando la comparación de la porción del gen citocromo b se realizó con base en la secuencia de aminoácidos los valores de similitud fueron de 96% (valor e: 9 x 10 -105 ), presentándose 177 identidades de los 183 aminoácidos, lo cual tabla 2. valores ec50 e intervalos de confianza para el ingrediente activo fenamidone en grado técnico y el producto comercial mildex® en aislamientos de peronospora sparsa procedentes de cultivos de rosa de los departamentos de cundinamarca y antioquia. aislamiento valores ec50 (mg · l -1 ) e intervalos de confianza fenamidone mildex ® ps13 0,31 (0,21 – 0,41) 1,40 (1,13 – 1,67) ps43 0,58 (0,46 – 0,71) ps44 0,29 (0,20 – 0,40) 0,91 (0,69 – 1,13) ps45 0,64 (0,53 – 0,76) ps46 0,83 (0,71 – 0,95) 2,05 (1,82 – 2,29) ps47 0,32 (0,22 – 0,42) ps48 0,42 (0,31 – 0,53) ps49 0,63 (0,51 – 0,75) ps50 0,61 (0,48 – 0,75) ps51 0,79 (0,66 – 0,93) 0,80 (0,58 – 1,03) ec50 promedio 0,51 (0,47 – 0,55) 1,27 (1,15 – 1,40) figura 4. evaluación de la sensibilidad al fungicida mildex ® (44,4 g· kg -1 de i.a fenamidone y 667 g· kg -1 de fosetyl-al) en cuatro aislamientos de peronospora sparsa seleccionados a partir de la línea base de sensibilidad. la escala de severidad empleada correspondió a un rango de 0 a 5 que fue transformada a valores de porcentaje. figura 5. valores de ec50 (mg· l -1 ) para el fungicida fenamidone determinados a partir del producto comercial mildex ® en cuatro aislamientos de peronospora sparsa seleccionados en el estudio de la línea base de sensibilidad. las líneas representan los intervalos de confianza al 95% agron. colomb. 25(1), 2007 156 demuestra el alto grado de conservación que presenta la proteína codificada por dicho gen y sustenta su utilidad como un marcador del nivel de sensibilidad de los oomycetes a los fungicidas qoi. el estudio detallado de la región del gen citocromo b, en la cual se han detectado en hongos mutaciones asociadas a fenotipos resistentes a fungicidas qoi, evidenció la ausencia de las mutaciones g143a y f129l en todos los aislamientos evaluados, lo cual coincide con el alto nivel de sensibilidad presentado por todos los aislamientos de p. sparsa evaluados, tanto en el estudio de la línea base, como en el proceso de crecimiento bajo dosis subletales (figura 7). discusión en esta investigación se evaluó el nivel de sensibilidad de p. sparsa, agente causal del mildeo velloso de la rosa, a la molécula fenamidone, representante del grupo de fungicidas de resistencia cruzada qoi. se encontró que las poblaciones de este patógeno tienen un alto nivel de sensibilidad a dicho i.a. y que no se presentan mutaciones asociadas con la resistencia a qoi en diez aislamientos de p. sparsa obtenidos de diferentes cultivos de rosa del país. para la realización del estudio fue necesario el establecimiento y estandarización de diversas metodologías fitopatológicas y moleculares aplicables a hongos y pseudo-hongos obligados bajo las condiciones propias de nuestro medio, estableciéndose las bases experimentales para el desarrollo de futuras investigaciones con este grupo de agentes figura 6. producción de esporangios en cuatro aislamientos de peronospora sparsa procedentes de cultivos de rosa de los departamentos de cundinamarca y antioquia sometidos a diferentes dosis de fenamidone aportado por el producto comercial mildex ® luego de ocho días de incubación. figura 7. alineamiento de las secuencias de varios oomycetes entre las posiciones 129 y 146 del gen citocromo b. los codones 129 y 143 (indicados por flechas) se han asociado previamente con fenotipos resistentes a fungicidas del tipo qoi. fitopatógenos. en este sentido, procesos como el de purificación y mantenimiento de aislamientos de p. sparsa bajo condiciones de laboratorio presentaron gran dificultad y exigieron la aplicación de diferentes estrategias metodológicas para su estandarización. aunque en la literatura mundial existen reportes de trabajos similares realizados con mildeos vellosos (peronospora destructor, plasmopara viticola, pseudoperonospora cubensis) (michelmore et al., 1988, kamoun, 2003), las metodologías allí establecidas no correspondían totalmente a las condiciones de este trabajo. afortunadamente, los trabajos previos desarrollados en colombia para p. sparsa por arbeláez (1999), gómez (2004) y filgueira (2004) ofrecieron un adecuado punto de partida que condujo a adaptaciones experimentales como la implementación de cámaras húmedas mediante el empleo de agar-agua y rejillas plásticas inmersas en una lámina de agua; inoculación del patógeno utilizando una suspensión de esporangios a partir de volúmenes de 250 µl, previa generación de microlesiones mediante un pincel fino y el manteargel et al.: evaluación molecular y fenotípica ... 157 2007 nimiento del patógeno bajo condiciones de luminosidad constante, 18°c y hr superior al 80%. así mismo, se adaptó una metodología eficiente de extracción de adn a partir de modificaciones de los protocolos de lindqvist-kreuze et al. (2002) y tian et al. (2004) y se estandarizó la técnica de pcr específica para amplificar las regiones nuclear del rdna y mitocondrial del citocromo b. de un total de 143 muestras sintomáticas colectadas se logró la purificación de 51 aislamientos representativos de las principales regiones cultivadoras de rosa de la sabana de bogotá y antioquia. debido al carácter holobiótrofo de p. sparsa, por motivos logísticos no fue posible el mantenimiento de dicha colección en el laboratorio, pero si lo fue el almacenamiento de su adn para estudios genéticos posteriores. en esta investigación dicho procedimiento se realizó y su utilidad se hizo evidente en un primer trabajo desarrollado por ayala et al. (2005), en el cual se estudió el nivel de variabilidad genética de 40 aislamientos de p. sparsa mediante marcadores moleculares rapd y pcr-rflp de regiones its, encontrándose que en colombia este patógeno presenta una estructura genética fundamentalmente clonal. la utilización del par de primers ps1 y ps3 diseñados por aegerter et al. (2002) para amplificar en forma específica el adn ribosomal de la región its de p. sparsa, resultó una técnica adecuada para confirmar al agente causal del mildeo de la rosa en colombia como perteneciente a esta especie, además de garantizar que el adn extraído procedía del pseudo-hongo y evaluar la utilidad del adn en amplificaciones de pcr. de esta forma se complementó el reporte de arbeláez (1999) quien había identificado a p. sparsa en cultivos de rosa basado en características morfológicas; confirmación que se hacía necesaria debido a que las especies de género peronospora presentan un alto grado de evolución convergente (riethmüller et al., 2002; göker et al., 2003). la acción fungicida del fenamidone sobre p. sparsa fue evidente, disminuyendo gradualmente, tanto la severidad de mildeo velloso sobre los discos de hoja inoculados, como el nivel de producción de esporangios del patógeno, con el aumento de las dosis de esta molécula química. diferentes investigaciones realizadas por compañías productoras de fungicidas qoi (mercer y latorse, 2003; sirven y beffa, 2003; frac, 2005a) e investigadores independientes (farman, 2001; bartlett et al., 2002; neuburger et al., 2003) han determinado que este grupo químico es una alternativa eficiente para el manejo de algunos ascomycetes, hongos mitospóricos y oomycetes fitopatógenos en diversos cultivos. para nuestro conocimiento, este trabajo representa el primer reporte publicado de una línea de sensibilidad a dichos fungicidas en el patógeno p. sparsa y, por tanto, no es posible la comparación de estos resultados con poblaciones del pseudohongo procedentes de otras regiones geográficas; sin embargo, existen reportes en los oomycetes p. viticola y p. infestans, de los que se puede deducir que las poblaciones colombianas de p. sparsa son significativamente más susceptibles a dicho i.a.: en este estudio se encontró un muy bajo valor de ec50 (0,51 mg· l -1 ) en contraste con los rangos de 2,6 a 4 mg· l -1 reportados para p. viticola; de 12 a 19 mg· l -1 para p. infestans en europa (latorse y gonzalez-hilt, 2003); y de 1,83 a 2 mg· l -1 encontrados por argel et al. (2004) y escudero et al. (2005) para p. infestans en colombia. cuando se evaluó la acción del fenamidone bajo su formulación comercial (mildex®), se encontró que los valores de ec50 para los cuatro aislamientos de p. sparsa incluidos en este experimento aumentaron en cerca del 100%; además, la acción antiesporulante del fungicida se redujo notablemente con respecto a la prueba en la que se utilizó el i.a. en grado técnico. este hecho puede ser un indicativo del efecto que sobre la sistemicidad del i.a. fenamidone presenta el fungicida acompañante fosetil-al, el cual requiere del sistema vascular de la planta para su translocación; allí es escindido generándose fosfanato, una molécula antifúngica e inductora de resistencia en las plantas (guest, 2006). debido a que en el presente experimento se emplearon discos de hoja, es explicable entonces la reducción de la capacidad de translocación translaminar del producto comercial mildex®. sin embargo, la efectividad de la formulación se ajusta a las recomendaciones de la frac (2006) en el sentido que el fungicida acompañante (fosetil-al) al poseer un modo de acción diferente al fungicida principal (fenamidone), amplía el espectro de control del producto químico a aquellos individuos que presentan pérdida de sensibilidad al producto inhibidor de qoi. la secuenciación de una porción del gen mitocondrial citocromo b, en la que se han reportado las mutaciones puntuales asociadas con fenotipos resistentes a fungicidas qoi (sierotzki et al., 2000; frac, 2005b), permitió confirmar los resultados obtenidos en la prueba de sensibilidad, ya que no se detectaron las mutaciones agron. colomb. 25(1), 2007 158 g143a y f129l en ninguno de los aislamientos de p. sparsa evaluados, ni en otras posiciones de la porción secuenciada del gen citocromo b. recientemente fisher y meunier (2005) realizaron un estudio tendiente a re-examinar la asociación de mutaciones puntuales con la ocurrencia de fenotipos resistentes de los hongos saccharomyces cerevisiae y pneumocystis carinii a partir de la inducción dirigida de mutaciones puntuales, encontrando que los mutantes g143a presentaban un aumento en sus valores ec50 de 16 a 400 veces dependiendo del i.a. qoi, mientras que en aquellos con la mutación f129l, dicho incremento osciló entre 2 y 12 veces. según frac (2005b), las mutaciones g143a se han encontrado en 17 de 23 hongos fitopatógenos evaluados con fenotipos resistentes, mientras que la mutación f129l sólo se ha reportado en tres de ellos. un hecho significativo del estudio de fisher y meunier (2005) fue la observación que la ocurrencia de estas mutaciones no induce efectos adversos sobre la actividad del complejo bc1 de los patógenos resistentes, de tal manera que éstos mantienen su competitividad ecológica invariable, lo cual representa un alto riesgo desde el punto de vista de su control. el empleo de la técnica basada en pcr para la determinación de fenotipos de p. sparsa resistentes a fungicidas qoi presenta un alto potencial desde el punto aplicado, debido a que no se requiere del mantenimiento del patógeno bajo condiciones de laboratorio. estas pruebas se han incorporado en forma rutinaria en la evaluación de los niveles de sensibilidad de poblaciones de fitopatógenos de importancia económica en diferentes regiones del mundo (frac, 2006) e incluyen el empleo de enzimas de restricción cuyos sitios de reconocimiento están ubicados en los lugares donde ocurren las mutaciones asociadas con resistencia, así como el uso de sistemas de pcr en tiempo real basados en sybr green i o en sondas fluorescentes taqman®, que permiten cuantificar la frecuencia de individuos resistentes en una población (gisi et al., 2002; fraaije et al., 2002; sirven et al., 2002; sirven y beffa, 2003). conclusiones a partir de los resultados encontrados en esta investigación se confirma la utilidad que presentan los fungicidas qoi para el control del mildeo velloso de la rosa en colombia. la permanencia del nivel de sensibilidad de las poblaciones del patógeno al fenamidone dependerá de un empleo adecuado y oportuno de estas moléculas químicas por parte de los cultivadores de rosa. en este sentido, la frac (2006) presenta una guía completa de recomendaciones tendientes a evitar la presión de selección que induzca la ocurrencia de mutantes con resistencia a qoi; por su parte, en el presente estudio se ofrece una base metodológica para implementar un sistema de diagnóstico molecular basado en pcr-rflp que puede ser empleado en el monitoreo constante de la sensibilidad de las poblaciones de p. sparsa en las diferentes regiones cultivadoras de rosa del país. agradecimientos para la realización de este estudio se contó con la colaboración del personal del laboratorio de estudios moleculares de la universidad nacional de colombia, en medellín; contamos con el aporte económico de la dirección de investigación de la universidad nacional de colombia, sede medellín (dime) a través del proyecto quipú 30802871 y con la cofinanciación de la compañía bayer cropscience através del convenio interinstitucional quipú 20301005378. literatura citada aegerter, b.j., j.j. núñez y r.m. davis. 2002. detection and management of downy mildew in rose rootstock. plant dis. 86, 1363-1368. arbeláez, g. 1999. el mildeo velloso del rosal ocasionado por peronospora sparsa berkeley. acopaflor 6, 37-39. argel, l.e., s. jaramillo, j.g. morales, b. jacqmin y e. guzmán. 2004. línea base de sensibilidad de phytophthora infestans al fenamidone (s)-5-metil-2-metilltio-5-fenil-3-fenilamino-3,5dihidroimidazol-4-uno en colombia. en: memorias xxi congreso de la asociación latinoamericana de la papa (alap). 7 a 12 de marzo de 2004. valdivia. asocolflores. 2005. datos de interés del sector floricultor. en: http://www.asocolflores.org/info/info_datosin.php; consulta: marzo 2005. ayala, v.m., s. jaramillo y m. marín. 2005. caracterización molecular de aislamientos de peronospora sparsa en cultivos de rosa de la sabana de bogotá y el oriente antiqueño. trabajo de grado, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. 27 p. bartlett, d.w., j.m. clough, j.r. godwin, a.a. hall, m. hamer y b. parr-dobrzanski. 2002. review. the strobilurin fungicides. pest mgt. sci. 58, 649-662. blast. 2006. en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/blast.cgi; 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una de ellas es la carencia de semilla de buena calidad, lo cual reduce la competitividad de los agricultores. esta investigación evaluó la germinación y el vigor de la semilla de berenjena en función del tipo de empaque y las condiciones de almacenamiento. el período en el que las semillas permanecen viables es extremadamente variable y, aunque está determinado genéticamente, los factores ambientales y las condiciones de almacenamiento tienen un efecto decisivo en la duración de la vida de una semilla. fueron utilizadas semillas de berenjena (solanum melongena l., cv. criollo) en las que se determinó contenido de humedad, germinación y vigor por un período de 11 meses. el diseño experimental fue de bloques completos al azar con cuatro tratamientos (refrigerador a 5,5°c y 70% hr con empaques en recipiente plástico o bolsa de aluminio y condiciones naturales a 27,0°c y 86,58% hr con empaques en bolsa de papel o recipiente de vidrio) con seis repeticiones y 100 semillas en cada unidad experimental. los resultados indican que las semillas almacenadas en refrigerador, independientemente del tipo de empaque, conservaron una mejor calidad fisiológica; por su parte, en condiciones no controladas, el deterioro es mucho más rápido por la permeabilidad del empaque a las oscilaciones ambientales. palabras clave: vigor, germinación, deterioro, almacenamiento de semillas. abstract: the eggplant in the department of cordoba (colombia) is produced with technological limitations, between which is poor seed quality reducing the competitiveness of the agriculturists. the objective of the research was to evaluate germination and vigor of eggplant seeds based on the type of packing and conditions of storage. the period that seeds remained viable was extremely variable and, although controlled genetically, the environmental factors and storage had a decisive effect on the duration of seed storage. seeds of eggplant (solanum melongena l., cv. criollo) were used for the determinations of water content, germination, and vigor by a period of 11 months. the experimental design was complete blocks at random with four treatments (refrigerator at 5.5 °c and 70% rh with packing in plastic container or aluminum bag and natural conditions with packing in stock market of 27.0° c and 86.58% rh paper bag or glass container), six replicates and 100 seeds in each experimental unit. the results indicated that seeds stored in refrigerator, independently of the type of packing, conserved better physiological quality, whereas in uncontrolled environments, the deterioration were much faster due to permeability of the packing to the environmental oscillations. key words: vigor, germination, deterioration, seed storage. agronomía colombiana 25(1), 104-112, 2007 aramendiz-tatis et al.: efectos del almacenamiento en la calidad... 105 2007 introducción la berenjena (solanum melongena l.) pertenece a la familia solanaceae y se cultiva desde hace más de 4.000 años. es originaria de las zonas tropicales de china e india de donde paso al continente europeo en la edad media a causa de su introducción por los árabes en españa; así mismo, éstos la trajeron a colombia en la década de los años 30 del siglo pasado, contribuyendo significativamente al enriquecimiento de la base alimentaria y cultural del departamento de córdoba. esta hortaliza es cultivada por pequeños productores en áreas que oscilan entre 1.000 y 2.500 m 2 , a partir de semillas plantadas inicialmente en semilleros o bandejas de germinación, para posteriormente ser transplantada al sitio definitivo. posee alta demanda regional y un alto potencial exportador dada las ventajas competitivas del departamento de córdoba; en los últimos años ha registrado un crecimiento promedio anual de 4%, que ubica a este departamento como el mayor productor de colombia, con una producción de 2.440 toneladas (t) bajo sistemas de producción que presentan serias limitantes tecnológicas que reducen la competitividad de los agricultores; entre aquellas la falta de semillas de buena calidad es una de las más importantes. el almacenamiento de la semilla de berenjena en el caribe húmedo se lleva a cabo en condiciones ambientales de alta humedad relativa (85% hr) y temperatura ambiental (>27°c), las cuales no se controlan; estas variables asociadas influyen significativamente en la calidad. macedo et al. (1999) anotan que los contenidos de humedad tienen una influencia directa en la longevidad de las semillas porque estimulan la actividad metabólica del embrión. esta circunstancia es relevante dado que la calidad fisiológica de la semilla se ve afectada negativamente, mientras lo que se requiere es un alto potencial fisiológico representado en el vigor de las semillas. los conceptos de ‘vigor’, atributo perteneciente a las semillas capaces de germinar, y ‘deterioro’ están fisiológicamente ligados y son aspectos recíprocos que inciden en la calidad de la semilla. el deterioro tiene una connotación negativa, mientras que el vigor tiene un significado extremamente positivo: el vigor disminuye a medida que el deterioro aumenta por incremento de la temperatura y la hr en el tiempo de almacenamiento. estrictamente, deterioro se refiere al proceso de envejecimiento y muerte de las semillas y por lo tanto, el vigor es el principal componente de la calidad que se ve afectado por el proceso de deterioro (carvalho y nakagawa, 1998; teofilo et al., 2004; delouche, 2002). la longevidad de las semillas está determinada por un balance entre factores intrínsecos y extrínsecos que afectan principalmente los procesos de reparación y los mecanismos deletéreos del metabolismo (bajaj, 1976). además, el período en el que las semillas permanecen viables es extremadamente variable y está determinado genéticamente, aunque los factores ambientales y las condiciones de almacenamiento tienen un efecto decisivo en la duración de la vida de una semilla (carvalho y nakagawa, 1998). las semillas de berenjena son pequeñas y por esta razón pueden registrar diferencias en la absorción de agua a partir de la hr imperante en el medio de almacenamiento, lo cual origina variaciones en los contenidos de humedad de las muestras. la naturaleza higroscópica de las semillas y las condiciones ambientales en que se encuentran influyen en el proceso de toma o pérdida de agua; ello causa daños que reducen la calidad fisiológica de las mismas. en la medida en que se incrementan los ciclos de hidratación y pérdida de agua, se reduce la germinación y los efectos son más críticos con los períodos de hidratación (willians et al., 1980; copeland y mcdonald, 1995). el aumento de la hr y de la temperatura, asociados con el tiempo de almacenamiento de la semilla, conducen a una disminución progresiva del vigor de las semillas en razón del deterioro ocasionado por la pérdida de la integridad de las membranas (delouche y baskin, 1973; delouche et al., 1973). la hr ejerce influencia sobre el contenido de humedad de la semilla y su efecto es directo sobre su longevidad. al respecto, powell y matthews (1981) expresan que el envejecimiento de las semillas ocurre mucho más rápido cuando presentan alto contenido de humedad y son almacenadas a temperatura alta, pues se afectan los procesos bioquímicos (popinigis, 1985; aguiar y figliolia, 1993). en este mismo sentido woltz et al. (2006), en estudios adelantados con diversos niveles de enfriamiento en semillas de híbridos de maíz, encontraron que el contenido de humedad de las semillas jugó un papel determinante con un efecto inverso sobre la germinación y el vigor. aunque son muchos los factores que pueden afectar la germinación y, por consiguiente, la emergencia de las plántulas, la temperatura juega uno de los papeles más importantes (nacimento, 2005). sin embargo, diversos agron. colomb. 25(1), 2007 106 autores están de acuerdo en que no existe una temperatura óptima general, pues cada especie presenta un rango de temperatura óptima particular para germinar; dentro de este rango se pueden presentar diferencias marcadas entre cultivares (lopes y pereira, 2005; alves et al., 2002). santos et al. (2005) estudiaron las modificaciones fisiológicas y bioquímicas en cinco cultivares de fríjol durante ocho meses bajo condiciones ambientales no controladas y reportaron que en cuatro de ellos se registró reducción del vigor y la germinación a causa del deterioro de las membranas celulares, que redunda en la pérdida de la capacidad de retención de solutos, lo que se considera como el primer paso hacia el deterioro de la calidad fisiológica de la semilla. teofilo et al. (2004) evaluaron la calidad fisiológica de semillas de aroreira (myracrodruon urundeuva allemao), bajo condiciones de cámara fría y ambientales durante doce meses; reportaron que el almacenamiento en frío mantuvo la germinación alrededor de 83% independientemente del tipo de empaque; por su parte, las semillas almacenadas bajo condiciones naturales registraron una reducción drástica que llegó a 0% como consecuencia del equilibrio higroscópico de la semilla. con respecto al vigor, en ambientes controlados este índice se incrementó entre los tres y los seis meses, declinando posteriormente; bajo en condiciones naturales, la pérdida del vigor fue bastante acentuada a partir del sexto mes, a causa del intercambio de agua de la semilla con el medio ambiente. los efectos desfavorables sobre la calidad de las semillas, también pueden darse desde el campo, antes de su cosecha como lo reportan bauer et al. (2003) en semillas de soya. estudios comparativos sobre diferentes pruebas de vigor, adelantados por barros et al. (2002b), señalaron que la germinación de semillas de tomate a bajas temperaturas (18°c) y la emergencia de plántulas resultaron eficientes para la separación de lotes por vigor. el objetivo de esta investigación fue estudiar la germinación y el vigor de la semilla de berenjena en función del tipo de empaque y las condiciones de almacenamiento. materiales y métodos el estudio se adelantó entre los años 2005 y 2006, en campo y en el laboratorio de fitomejoramiento de la universidad de córdoba (montería, colombia). las semillas se extrajeron de frutos con madurez completa del cultivar denominado ‘criollo’ y se eliminaron aquellas que flotaron en la superficie del agua, como método de prevención para evitar semillas vanas o sin cavidad embrionaria; posteriormente se sometieron a secamiento al aire bajo sombra por 36 horas en las condiciones ambientales locales (aizperrutia, 1965; demir et al., 2005). antes y después del almacenamiento se evaluó la calidad inicial de la semilla mediante las siguientes variables: germinación (%), vigor (índice de velocidad de germinación, ivg) y humedad de la semilla (%). germinación para los ensayos de germinación se aplicó el método de brasil (1992) con algunas modificaciones ligeras sobre seis submuestras tomadas al azar de 100 semillas cada una, que fueron colocadas en bandejas. se contó con seis repeticiones de 100 semillas cada una que fueron colocadas en bandejas que contenían una capa de algodón y se humedecieron con agua destilada sin sobresaturación, en cámara de germinación a 28°c, 80% hr, período luz:oscuridad de 8:16; por ser las semillas de berenjena de condición fotoblástica positiva (rao et al., 2006) se consideró como semillas germinadas aquellas que presentaron radícula de al menos 2 mm; el conteo de las plántulas normales se llevó a cabo a los diez días después de la germinación. como plántulas normales se calificaron aquellas que mostraron el potencial para continuar su desarrollo y dar origen a plantas sanas, cuando son transplantadas a suelos de buena calidad y bajo condiciones favorables de humedad, temperatura y luz, es decir, plántulas intactas. en tanto que, como plántulas anormales se consideraron aquellas que no mostraron su potencial para continuar su desarrollo y dar origen a plantas normales, aún creciendo bajo condiciones favorables, es decir, plántulas deformadas y deterioradas (brasil, 1992) vigor (índice de velocidad de germinación) se realizó simultáneamente con la prueba de germinación. las evaluaciones de las plántulas normales se hicieron diariamente a las 7:00 am, retirando cada día del sustrato las plántulas normales germinadas hasta el día diez. en la determinación del índice de velocidad de germinación se utilizó la fórmula recomendada por maguire (1962). el número de plántulas normales contabilizadas hasta el sexto día fue considerado para cuantificar el vigor (barros et al., 2002b): aramendiz-tatis et al.: efectos del almacenamiento en la calidad... 107 2007 ivg = p1/ t1 + p2 / t2 + p3 / t3 +…+ pn /tn; donde, p1, p2, p3,…, pn = número de plántulas normales en el primer, segundo, tercer y último conteo de la evaluación. t1, t2, t3,…tn = tiempo para cada germinación. humedad de la semilla se determinó por el método de desecación en estufa a 105°c por 17 horas (besnier, 1989). para ello, se tomaron dos submuestras de un gramo cada una empacadas en papel de aluminio. luego del tiempo determinado previamente, se tomó nuevamente el peso y mediante la fórmula siguiente, se calculó el porcentaje de humedad: %h = wi wf wi donde, %h: porcentaje de humedad de las semillas. wi: peso inicial wf: peso final. diseño experimental experimento con clasificación anidada, con seis repeticiones y unidades experimentales (empaques) de 2.000 semillas cada una. el esquema de tratamientos fue el siguiente: t1 = almacenamiento en recipiente plástico a 5,5ºc y 70 % de hr. t2 = almacenamiento en bolsa de aluminio a 5,5ºc y 70 % de hr. t3 = almacenamiento en condiciones naturales en bolsa de papel a 27,0 0,43ºc y hr de 86,58 1,44%. t4 = almacenamiento en condiciones naturales en botella de vidrio 27,0 0,43ºc y hr de 86,58 1,44%. el experimento evaluó, mediante análisis de varianza y análisis de regresión lineal simple, las respuestas de la semilla sometida a los tratamientos descritos durante diferentes períodos de tiempo (30, 60, 90, 150, 180, 210, 240, 270, 300 y 330 días de almacenamiento). también se utilizó la prueba de separación de medias de tukey cuando el estadístico de prueba f resultó significativo en cada fecha de germinación. así mismo, antes de iniciar la investigación, se hizo una prueba control de germinación y vigor con semillas extraídas de frutos maduros, equivalente a cero días de almacenamiento de acuerdo con el método de brasil (1992). resultados y discusión los cuadrados medios del análisis de variancia para cada una de las fechas consideradas en el estudio se encuentran consignados en la tabla 1. se destaca que los coeficientes de variación se encuentran en el rango normal para esta variable. los resultados indicaron que durante los primeros 120 días de almacenamiento no se encontraron diferencias en la calidad fisiológica de la semilla para la variable ‘porcentaje de germinación’, lo que sugiere que en el corto plazo, la temperatura o el tipo de empaque estudiados no causa deterioro en la calidad de la semilla (tabla 2). sin embargo, a partir de los 150 y hasta los 330 días se registró un comportamiento diferencial de los tratamientos, ya que éstos acusaron diferencias altamente significativas (p<0,01): ello demuestra que, tanto las condiciones ambientales, como el tipo de empaque afectan la germinación en ese período de almacenamiento. esto corrobora que el entorno de almacenamiento juega un papel importante en el mantenimiento de la calidad de semilla, tal como lo expresan al-yahya (2001) y cardona et al. (2005). de igual manera, y como se mencionó anteriormente, diversos autores como yanping et al. (2000) y woltz et al. (2006) señalan que la temperatura de almacenamiento tiene un efecto pronunciado sobre la germinación, especialmente en semillas con contenidos de humedad bajos. el almacenamiento refrigerado resultó mejor que el realizado bajo condiciones ambientales naturales, ya que las semillas sometidas a 5,5°c y 70% hr, empacadas bien sea en recipientes plásticos o en sobres de aluminio, mantuvieron sus porcentajes de germinación/día estables (95,16% y 94%, respectivamente) con respecto a la lectura inicial que fue de 94,8% (figura 1); ello coincide con lo reportado por barros et al. (2002) y guberac et al. (2003) y se explica por la baja actividad agron. colomb. 25(1), 2007 108 tabla 1. cuadrados medios del análisis de varianza en los diferentes tiempos de almacenamiento respecto de las variables ‘germinación’ y ‘vigor de la semilla’. germinación (%) vigor (plántulas/día) tiempo c.m. error media cv (%) c.m. error media cv (%) 30 16,04 ns 5,97 95,62 2,55 23,28* 6,59 39,93 6,43 60 1,59 ns 3,6 96,29 1,97 70,19** 2,78 35,95 4,64 90 4,00 ns 1,66 94,87 1,75 40,75** 2,77 34,69 4,80 120 181,61 ns 70,45 89,91 9,33 173,88** 10,00 29,93 10,57 150 210,70 ** 13,97 91,37 4,09 511,79** 2,58 27,98 5,74 180 1916,72 ** 81,48 81,41 11,08 718,25** 6,73 26,09 9,95 210 5072,37 ** 44,12 71,62 9,27 1222,12** 4,56 22,11 9,65 240 7936,94 ** 19,55 63,58 6,95 1519,81** 1,56 20,92 5,97 270 12916,37 ** 12,89 55,7 6,44 1991,40** 1,48 18,97 6,40 300 14280,15 ** 4,87 53,79 4,1 2001,41** 0,77 18,24 4,82 330 15921,39 ** 2,78 50,08 3,33 2087,85** 3,87 17,35 11,33 ns: no significativo **: significancia al 1% = p < 0,01 cv: (%): coeficientes de variación. tabla 2. valores medios de germinación (%) de semilla de berenjena (solanum melongena l.) cv. criollo almacenada en dos ambientes y cuatro tipos de empaque. tratamiento tiempo de almacenamiento (d) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 t1 97,7 a* 96,3 a 96,2 a 91,0 a 97,0 a 96,5 a 95,2 a 96,0 a 95,8 a 96,0 a 95,2 a t2 96,2 a 97,0 a 95,5 a 95,2 a 95,7 a 96,0 a 98,0 a 93,8 a 95,3 a 95,7 a 94,0 a t3 94,0 a 96,0 a 94,5 a 82,2 a 88,2 b 72,8 b 51,2 b 36,7 b 22,8 b 17,7 b 10,0 b t4 94,7 a 95,8 a 94,5 a 91,3 a 84,7 b 60,3 b 42,2 b 27,8 c 8,8 c 5,8 c 1,2 c * medias con la misma letra no difieren estadísticamente según la prueba de tukey ( = 0,05). t1 (tarro plástico, nevera); t2 (bolsa aluminio, nevera); t3 (bolsa papel, ambiente natural); t4 (recipiente vidrio, ambiente natural). metabólica de la semilla en esa oferta ambiental de temperatura y humedad relativa bajas. el almacenamiento en condiciones naturales locales con empacado de semillas en bolsas de papel o en recipientes de vidrio, registró un decrecimiento abrupto en ambos tratamientos, ya que en ellos sus porcentajes de germinación/día respecto del valor inicial, disminuyeron a 83,30% y 93,57% respectivamente, lo que equivale a una pérdida de 0,2951% de germinación/día en bolsa de papel y de 0,3416% /día en el recipiente de vidrio (figura 1). esta respuesta diferencial obedece a las oscilaciones de temperatura ambiental y hr que tuvieron lugar mes a mes causando deterioro de la semilla por alteraciones en los procesos bioquímicos (tabla 3). condiciones de alta humedad en las semillas y elevadas temperaturas durante el almacenamiento, asociadas con la permeabilidad del empaque de papel y del recipiente de vidrio, son condiciones que facilitan la absorción de agua y conducen a envejecimiento acelerado y muerte de semillas (salinas et al., 1998; cardona et al., 2005). así mismo, este proceso de deterioro destruye el sistema de membranas celulares causando perjuicios en la capacidad de retención de solutos y su lixiviación, y representa un excelente sustrato para el desarrollo de microorganismos (lin, 1990; santos et al., 2005). adicionalmente, una leve absorción de agua con alta hr, como las que se registran en córdoba, podría haber causado un efecto similar al de la técnica usada para mejorar la germinación en algunas especies, conocida como ‘acondicionamiento osmótico’, en el que la semilla se trata para que se embeba en agua lentamente, principalmente a temperaturas altas, alargando la aramendiz-tatis et al.: efectos del almacenamiento en la calidad... 109 2007 fase ii o fase de restricción en la emisión de la radícula (nacimento, 2005) (tabla 3); precisamente en esta fase ocurre la mayoría de las reacciones metabólicas que preparan a la semilla para la emisión de la radícula (fase iii), lo que pudo desencadenar los procesos metabólicos irreversibles en las semillas colocada en ambiente natural, con la consecuente disminución en los porcentajes de germinación a través del tiempo. al examinar los cuadrados medios de vigor (índice de velocidad de germinación, ivg) en la tabla 1, se constata que hubo diferencias significativas entre los tratamientos a los 30 días (p<0,05) y altamente significativas (p<0,01), a partir de los 60 días; se enfatiza en que los almacenamientos a bajas temperaturas siempre resultaron superiores a los realizados en condiciones ambientales naturales. figura 1. relación funcional entre la germinación y el tiempo de almacenamiento en semillas de berenjena (solanum melongena l.) cv. criollo almacenadas en las condiciones ambientales locales en bolsas de papel y recipientes de vidrio (sinú medio, 2005-2006). tabla 3. valores de temperatura y humedad relativa de las condiciones ambientales locales, registrados durante los meses de estudio (montería, córdoba, 2005-2006). tiempo de almacenamiento (d) mes-año tºc hr (%) media máx. mín. media mín. máx. 30 junio 2005 27,8 30,0 25,0 87 82 95 60 julio 2005 28,8 29,3 25,4 86 79 92 90 agosto 2005 27,6 28,9 26,0 88 83 92 120 septiembre 2005 27,5 29,4 25,5 88 84 97 150 octubre 2005 27,6 29,6 24,7 87 81 95 180 noviembre 2005 27,1 28,8 24,4 87 79 94 210 diciembre 2005 26,5 28,2 24,0 89 84 95 240 enero 2006 26,7 28,2 24,7 87 83 94 270 febrero 2006 27,3 28,2 26,1 84 79 90 300 marzo 2006 27,9 29,0 25,5 84 79 95 330 abril 2006 27,3 29,0 25,5 86 81 92 agron. colomb. 25(1), 2007 110 de modo similar a lo ocurrido con el porcentaje de germinación, el almacenamiento refrigerado resultó favorable para la conservación del vigor de la semilla de berenjena, ya que las semillas sometidas a 5,5°c y 70% hr, en recipiente plástico o sobre de aluminio, redujeron su vigor en proporción menor, esto es, 18,4% y 20,5% respectivamente, en comparación con la almacenada en condiciones naturales, en bolsa de papel o recipiente de vidrio, que presentaron disminución del vigor de 94,5% y 99,2%, respectivamente (tabla 4). con los empaques de plástico y aluminio en ambiente refrigerado, la disminución del vigor se ajusta a los modelos lineal y cuadrático, respectivamente; mientras que en ambientes naturales, la disminución del vigor en empaques de papel y vidrio se ajusta a modelos lineales (figura 2). en el ambiente natural el deterioro es bien marcado comprometiendo con ello la calidad fisiológica de la semilla; así mismo, la capacidad de almacenamiento y la producción de plántulas normales se ven afectadas bajo condiciones adversas. esto indica que, tanto la germinación como el vigor, se mantienen bajo ciertos límites de ambientes fríos y secos (catunda et al., 2003). resultados obtenidos por passam et al. (1999), señalan igual conducta en el cultivar de berenjena ‘long negro’ y atribuye esta conducta a la época en la cual las semillas fueron colectadas. tabla 4. valores medios para el índice de velocidad de germinación (ivg) (plántulas/d) de semillas de berenjena (solanum melongena l.) cv. criollo almacenadas en dos ambientes y cuatro tipos de empaque. tratamiento tiempo de almacenamiento (d) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 t1 41,3 ab* 39,4 a 37,7 a 33,7 a 36,8 a 35,8 a 34,8 a 34,9 a 35,3 a 34,5 a 33,7 a t2 41,9 a 38,3 a 36,1 a 35,1 a 35,1 a 34,7 a 34,1 a 34,4 a 34,2 a 33,5 a 33,3 a t3 37,9 c 33,3 b 32,8 b 23,8 b 20,5 b 20,0 b 10,5 b 8,2 b 4,7 b 3,7 b 2,1 b t4 38,5 cb 32,7 b 32,3 b 27,1 b 19,5 b 13,7 c 9,0 b 6,1 c 1,7 c 1,2 c 0,3 b * medias con la misma letra no difieren estadísticamente según la prueba de tukey ( = 0,05). t1 (tarro plástico, nevera); t2 (bolsa aluminio, nevera); t3 (bolsa papel, ambiente natural); t4 (recipiente vidrio, ambiente natural). figura 2. relación funcional entre el vigor, expresado como índice de velocidad de germinación (ivg), y el tiempo de almacenamiento en semillas de berenjena (solanum melongena l.) cv. criollo, almacenadas a baja temperatura en bolsas de papel y recipientes de vidrio (sinú medio, 2005-2006). iv g ( p lá n tu la s /d ) aramendiz-tatis et al.: efectos del almacenamiento en la calidad... 111 2007 el almacenamiento en condiciones ambientales no controladas en bolsa de papel registró una disminución del vigor (índice de velocidad de germinación) con efecto lineal de 0,1228 plántulas/d, mientras que en recipiente de vidrio la disminución fue de 0,1388 plántula/d, también con efecto lineal hasta alcanzar valores cercanos a cero a los 330 días. en condiciones controladas de temperatura y humedad, cuando se utilizó el recipiente plástico la disminución de vigor fue de 0,0195 plántulas/d con efecto lineal; por su parte, con bolsa plástica el ivg disminuyó en 0,0704 plántulas/d con efecto lineal y 0,0001 con efecto cuadrático, observándose una disminución del vigor muy lenta, comparada con la de las condiciones ambientales no controladas. esta reducción del vigor se asocia con las fluctuaciones de temperatura y la hr (tabla 3 y figura 2), resultados que concuerdan con los reportados por al-yahya (2001) en trigo y demir et al. (2005) en berenjena, quienes anotan que la reducción de la germinación y del vigor en semillas ortodoxas es mucho mayor cuando se someten a condiciones de alta temperatura y altos niveles de humedad. es evidente que en este ensayo los contenidos de humedad de las semillas fueron relativamente altos para una semilla ortodoxa (tabla 5). tabla 5. valores de contenido de humedad de la semilla de berenjena (solanum melongena l.) cv. criollo, almacenada en dos ambientes y cuatro tipos de empaque. tratamiento amplitud de variación (%) media (%) cv (%) t1 t2 t3 t4 5,8 16,0 6,7 15,5 4,6 13,7 4,3 12,8 10,8 11,1 9,8 9,8 29,98 25,98 28,68 30,38 el severo deterioro de la semilla como consecuencia de las fluctuaciones de temperatura y hr a lo largo del tiempo, se deriva de ajustes constantes en los contenidos de agua de las semillas almacenadas en empaques permeables y ambientes no secos al vapor de agua, como lo anotan flores (1996); carvalho y nakagawa (2000) y mendoça et al. (2003). estos deterioros obedecen a un incremento en la tasa de respiración y a una disminución de la actividad de las enzimas antioxidantes que son fundamentales para remover los metabolitos tóxicos producidos por la metabolización de células, como lo sugieren zeng et al. (1998). el deterioro de la semilla de berenjena, como consecuencia de la forma como la almacenan tradicionalmente los pequeños productores del valle del sinú, origina una respuesta variable en la germinación y el desarrollo de las plántulas que, en algunos casos, conlleva a la pérdida total de la viabilidad. así mismo, su capacidad de respuesta germinativa bajo condiciones menos favorables es débil a causa del desgaste de energía durante el almacenamiento. conclusiones las semillas de berenjena del cultivar ‘criollo’ pueden ser almacenadas durante 11 meses bajo condiciones controladas, a temperatura de 5,5°c y 70% de humedad relativa (hr), utilizando indistintamente recipientes plásticos o bolsas de aluminio, sin pérdida importante de la calidad fisiológica. el almacenamiento de la semilla de berenjena (solanum melongena l. cv. criollo) bajo las condiciones ambientales naturales de la región del valle del sinú, con temperatura media de 27,0 0,43ºc y hr media de 86,58 1,44%, utilizando bolsas de papel o recipientes de vidrio, reduce el vigor de las semillas y la capacidad de germinación. las temperaturas y humedades relativas altas que se registran en la región del valle del sinú pueden estimular el deterioro de las semillas de berenjena almacenadas sin control de temperatura y humedad, porque desencadenan reacciones metabólicas irreversibles que afectan su viabilidad. literatura citada aguiar, i.b. y m.b. figliolia. 1993. sementes florestais e tropicais abrates, brasília. 350 p. aizperrutia, j.c. 1965. el cultivo de la berenjena. hojas divulgadoras. n°2. ministerio de agricultura, madrid.19 p. alves, e, r. paula, a. oliveira, r. bruno y a. diniz. 2002. germinação de sementes de mimosa caesalpiniaefolia benth. em diferentes substratos e temperaturas. rev. brasil. de sementes 24(1), 169-178. al-yahya, s.a. 2001. effect of storage conditions on germination in wheat. j. agron. crop sci. 186(4), 273. bajaj, i.p.s. 1976. gene preservation through freeze storage of plant cells, tissue and organ culture. acta hort. 63(1), 75-84. barros, s., m. da silva, s. ramos y m. queiroz. 2002. qualidade de semente de maxixe armazenadas em diferentes embalagens e ambientes. rev. ciência agrotec. 2(3), 539544. agron. colomb. 25(1), 2007 112 bauer, g., e. weilenmann de tau y a. peretti. 2003. germination and vigor of soybean seed maturity group iii harvested under different climatic conditions. rev. bras. sementes 25(2), 53-62. besnier, r.f.1989. semillas: biología y tecnología. ediciones mundi-prensa, madrid. 489 p. cardona, c., h. aramendiz, j. robles, v. lópez y j. ubarnes. 2005. efecto de diferentes ambientes y empaques sobre la viabilidad de semillas de maracuyá (pasiflora edulis var. ‘flavicarpa danger’). rev. temas agrarios 10(2), 15-25. carvalho, n.m. y j. nakagawa. 1998. sementes: ciência, tecnologia e produção. 3 ed. fundação cargill. campinas (brasil). 424 p. catunda, p.h., h.d. vieira, r. ferreira y s.h.c. prucolli. 2003. influence of moisture content, packaging and storage environment on yellow passion fruit seed quality. rev. brasil. sementes 25(1), 65-71. copeland, l.o. y m.b. mcdonald. 1995. seed science and technology. chapman & hall, new york. 410 p. delouche, j.c. 2002. germinación, deterioro y vigor de semillas. seeds news 6(6). en: http://www.seednews.inf.br/espanhol/ seed66/artigocapa66a_esp.shtml; 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r. chen, j. fu, y x. zhang. 1998. the effects of water content during storage on physiological activity of cucumber seeds. seed sci. res. 8, supplement 1, 65-68. agronomia 26-2 -profe194).indd 246 agron. colomb. 26(2) 2008 resumen abstract fecha de recepción: agosto 23 de 2007. aceptado para publicación: julio 10 de 2008 trabajo realizado por el grupo de investigaciones agrícolas (gia) de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 1 ingeniero agrónomo, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. enrique_balaguera@yahoo.com 2 profesor asistente, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. jgalvarezh@gmail.com 3 ingeniero agrónomo, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. jdrl41@4yahoo.com efecto del déficit de agua en el trasplante de plántulas de tomate (solanum lycopersicum l.) effect of the water deficit on the transplant of tomato seedlings (solanum lycopersicum l.) helber enrique balaguera1, javier giovanni álvarez-herrera2 y jorge daniel rodríguez3 agronomía colombiana 26(2), 246-255, 2008 inducing the highest quantity of roots in tomato seedlings is fundamental at the post-seedling stage, since the appropriate absorption of water and nutrients for their later development depends upon this. the water stress can generate roots growth because the root should search water. in order to achieve this growth, the tomato seedling was placed under a water deficit. the design was totally randomized with 10 treatments and 5 replicates, the treatments consisted in application of 10 levels of water application (0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, and 2.0 of evaporation measured in evaporimeter tank installed inside the greenhouse) during the 5 previous days to the transplant. after 40 days, seedlings were transplanted and during one month they were evaluated. significant differences were not found among the dry weight of leaves, stems and roots. the different levels of water didn’t affect the fresh weight of leaves and stems, foliar area, distribution of dry biomass, root/shoot relationship and final plant height. significant differences were obtained in the length and fresh weight of the root, in both cases the best treatment was the coefficient 1.6 of the evaporation. the level of water with smaller response was that of 0.2. the level of water of 1.6 of the evaporation generates seedlings with appropriate root systems. key words: evaporation, irrigation, roots, long life, substrates. la inducción de la mayor cantidad de raíces en plántulas de tomate es fundamental en la etapa postrasplante, ya que de éstas depende la adecuada absorción de agua y nutrientes para su posterior desarrollo. el estrés hídrico puede generar un crecimiento radicular, ya que la raíz debe buscar agua. con el fin de lograr este crecimiento, se sometieron plántulas de tomate a un déficit hídrico. el diseño fue completamente al azar con 10 tratamientos y 5 repeticiones; los tratamientos consistieron en la aplicación de 10 láminas de riego (0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 y 2,0 de la evaporación medida en un tanque evaporímetro instalado dentro del invernadero) durante los 5 días previos al trasplante. se trasplantaron 40 d después de la siembra y se evaluaron un mes después. no se presentaron diferencias significativas en el peso seco de hojas, tallos y raíces. las diferentes láminas de agua no afectaron el peso fresco de hojas y tallos, el área foliar, la distribución de fitomasa seca, la relación raíz/parte aérea ni la altura final de las plantas. se obtuvieron diferencias significativas en la longitud y en el peso fresco de la raíz; en ambos casos el mejor tratamiento fue el coeficiente 1,6 de la evaporación. la lámina con menor respuesta fue la de 0,2. una lámina de riego de 1,6 de la evaporación genera plántulas con sistemas radiculares adecuados. palabras clave: evaporación, riego, raíces, larga vida, sustratos. introducción el cultivo de tomate (solanum lycopersicum l.) como principal hortaliza tiene determinada su calidad en gran medida por la forma como son obtenidas las plántulas en la fase de vivero, por lo que a nivel comercial uno de los grandes retos es la obtención de plántulas vigorosas que garanticen un óptimo desarrollo del cultivo. para esto existen diversas técnicas que se derivan de la manipulación de procesos fisiológicos. una de ellas es el déficit hídrico, que puede activar o incrementar los mecanismos de resistencia de las plantas a situaciones de sequía, sin reducir la concentración de nutrientes en la planta (villar-salvador et al., 1999); por el contrario, induce la formación de raíces, factor que incrementa la absorción de agua y nutrientes, así como el contenido y la utilización de los carbohidratos por parte de la planta (ramírez-palma et al., 2005). según marschner (2002), el sistema radicular de plantas con déficit hídrico continúa creciendo por elongación de agronomia 26-2 -profe194).indd 246 06/10/2008 19:40:35 balaguera, álvarez-herrera y rodríguez. efecto del déficit de agua en el trasplante de plántulas de tomate... 247 las raíces existentes y por la formación de nuevas raíces. la zona apical de las raíces y de la estela permanecen vivas, a pesar de estar sometidas a colapsos del córtex en las zonas basales gracias al estrés hídrico. una vez se rehidrata el sistema radicular de la plantas sometidas a estrés, éste crece por la elongación de las raíces ya existentes (stasovski y peterson, 1991). en suelos secos el contacto raíz-suelo es menor tanto por la disminución del volumen de las raíces como por la de la fase coloidal misma (faiz y weatherby, 1982); parte de esta pérdida de contacto es probablemente compensada por el incremento en longitud y densidad de las raicillas (mackay y barber, 1987). del mismo modo, en la zona apical de las raíces la síntesis de ácido absícico (aba) aumenta bajo déficit hídrico y se trasmite como un signo no hidráulico hacia la parte aérea, que tiene una sensibilidad más alta al aba que las raíces, en términos de inhibición del crecimiento (creelman et al., 1990). éste es un primer mecanismo de la planta para conservar el agua cuando los suelos presentan bajos contenidos de humedad, antes de la ocurrencia de un déficit hídrico en la parte aérea (saab y sharp, 1989). bajo condiciones severas de sequía, las plantas ralentizan su crecimiento y acumulan solutos en las células para mantener el volumen de la célula y el turgor. este fenómeno es conocido como ajuste osmótico, observado en tallos, hojas, raíces y frutos (nomani, 1998; patakas et al., 2002). normalmente las plantas reaccionan al posible estrés hídrico al que puedan estar sometidas, aumentando la relación raíz/parte aérea, ya que la parte radicular es la zona donde puede captar los nutrientes. por el contrario, gil (2007) afirma que a mayores potenciales de agua en el suelo se produce un mayor crecimiento radicular, ya sea por provocar una menor resistencia a la penetración, como por generar un gradiente de potencial de agua que ocasiona un flujo más rápido hacia las células radiculares. de esta manera las raíces tienden a proliferar en las zonas más húmedas del perfil del suelo. a medida que un suelo pierde humedad se produce una disminución significativa en su capacidad para transmitir o conducir agua hacia las raíces, debida a una caída súbita de su conductividad hidráulica; por lo tanto, la distancia desde donde las raíces pueden extraer agua de un suelo relativamente seco se reduce a unos pocos milímetros y es por ello que la extracción de agua a bajos contenidos de humedad depende de la presencia de sistemas densos de raíces (gil, 2007). adicionalmente, algunos autores han observado que el preacondicionamiento de las plántulas por estrés hídrico en la última fase de cultivo puede incrementar también el potencial de formación de raíces (rook, 1973; ali-abod y sandi, 1983), factor que se ha relacionado frecuentemente con el desarrollo (supervivencia y crecimiento) de las plántulas en campo (ritchie y dunlap, 1980; burdett, 1987). en concordancia, el riego deficitario controlado (rdc) es una forma de causar déficit hídrico en las plantas. éste consiste en aportar menos agua de la que demandan los requerimientos evapotranspirativos de una planta durante alguna etapa fenológica (gurovich y páez, 2004); por lo tanto, el déficit hídrico se produce cuando la tasa de pérdida de agua por transpiración es mayor que la de absorción de agua por las raíces. las estrategias de rdc se utilizan para causar déficit hídricos programados en períodos de tiempos específicos y con intensidades variables (bravdo et al., 1997; dry et al., 2001). las plantas sometidas a un déficit hídrico presentan cambios en el contenido de sus carbohidratos solubles, así como en la actividad de las enzimas implicadas en el metabolismo del carbono (foyer, 1988). debido al cierre estomático parcial, la tasa fotosintética neta disminuye al igual que la transpiración, causando un cambio en el contenido de carbohidratos. en hojas de tomate el contenido de azúcares aumenta hasta en un 47% (ramírez-palma et al., 2005); este aumento constituye un indicador del déficit hídrico al que se ha sometido una planta (wagner et al., 1998). adicionalmente, el contenido de prolina como consecuencia del estrés hídrico también se incrementa, con el fin de aumentar la retención de agua por parte de la planta (laborem, 1995). por lo anterior, el objetivo de este trabajo fue determinar el vigor de plántulas de tomate sometidas en pretrasplante a diferentes niveles de estrés hídrico. materiales y métodos el experimento se realizó en el invernadero de vidrio de la facultad de ciencias agropecuarias de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, en tunja (boyacá), que se encuentra a 2.782 msnm, a 73° 23’ de longitud oeste y 5° 32’ de latitud norte. la temperatura interior promedio fue de 16 °c y la humedad relativa, de 65%. se utilizaron plántulas de tomate larga vida híbrido daniela. el sustrato empleado para la germinación fue turba rubia canadiense; sus propiedades físico-químicas se presentan en la tabla 1. las semillas de tomate se sembraron en bandejas plásticas de 128 alvéolos o cavidades (a-ba128), y se trasplantaron en bolsas plásticas de polietileno con capaciagronomia 26-2 -profe194).indd 247 06/10/2008 19:40:35 248 agron. colomb. 26(2) 2008 dad de 4,5 l de sustrato, con suelo negro de páramo (tabla 1). el suministro de agua se hizo con un sistema de riego por goteo. la evaporación se midió con un tanque plástico elaborado a escala del tanque tipo a, con diámetro de 29 cm y altura de 6,1 cm, e instalado dentro del invernadero. se utilizó un diseño completamente al azar con 10 tratamientos y 5 repeticiones. los tratamientos correspondieron a 10 láminas de riego determinadas por 10 coeficientes (c): 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 y 2,0 de la evaporación medida en el evaporímetro; para un total de 50 unidades experimentales (ue). cada ue estuvo compuesta por una plántula de tomate. en las bandejas de germinación se sembraron 150 semillas de tomate larga vida híbrido daniela y se cubrieron con plástico negro durante 8 d. de las plántulas emergidas se seleccionaron al azar 50 de aquéllas que presentaron el mismo porte en altura. las plántulas seleccionadas se sometieron a diferentes láminas de riego aplicadas durante los últimos 5 d previos al trasplante. finalizada la aplicación de los tratamientos, se procedió al trasplante. las láminas se determinaron mediante la fórmula: en donde, etp es la evapotranspiración en milímetros medida en el tanque evaporímetro; c, los diferentes coeficientes; a, el área de una cavidad de la bandeja de germinación (0,0009 m2); , la eficiencia del riego (0,9). las plantas se trasplantaron en bolsas de polietileno con el suelo negro de páramo a los 40 d después de la siembra (dds). se aplicó semanalmente 1 g por planta de n, p, k (grado 15-15-15). a los 30 d de realizado el trasplante se evaluaron las variables de respuesta: longitud de raíz principal; área foliar, mediante el analizador li-cor® 3000a (li-cor, usa); fitomasa fresca de raíz, tallo y hojas; fitomasa seca de raíz, tallo y hojas, después de someter las plantas a 70 °c durante 48 h; distribución de fitomasa seca; relación raíz/parte aérea, mediante el cociente entre el peso seco de la raíz y el de la parte aérea y, por último, área foliar específica, resultante del cociente entre el área foliar y el peso seco de hojas. la curva de crecimiento se construyó con las alturas de las plantas medidas semanalmente. se hizo un análisis de varianza (anova) para poder determinar si existían diferencias estadísticas entre tratamientos. la prueba de comparación múltiple de promedios de tukey se aplicó con el fin de determinar los mejores tratamientos con una confiabilidad de 95%. para el procesamiento de los datos se utilizó el paquete estadístico sas v. 8.1. resultados y discusión el peso fresco de raíces presentó diferencias significativas entre la lámina con c=1,6 (2,028 g) y las demás láminas (tabla 2). todas las láminas, excepto las de 1,8 y 2,0, presentaron una relación directa entre la lámina suministrada y el peso fresco, siendo la menor lámina (0,2) la que arrojó el peso fresco más bajo (0,774 g). el peso fresco de hojas y tallos no presentó diferencias significativas (tabla 2). la mejor respuesta en el peso fresco de hojas se debió a la misma lámina (1,61 g), mientras que para tallo fue la lámina 2,0 (0,70 g); los pesos frescos fueron disminuyendo de forma simultánea con el contenido de agua aplicada. se encontró que la lámina con 0,2 indujo la respuesta menos favorable para peso fresco de hojas y tallos (0,95 y 0,398 g, respectivamente). es indispensable la presencia de agua en la rizosfera para que la planta la pueda tomar a través de su sistema radical y almacenarla en todas sus células. cuando el suministro de agua es demasiado bajo, la planta almacena contenidos mínimos y, a pesar del proceso de osmorregulación efectuado para evitar perdidas por transpiración, su peso fresco se ve afectado, aunque no necesariamente en forma significativa. la existencia de diferencias en el peso fresco de las raíces y no en la parte aérea (tallo y hojas) probablemente se debe al ajuste osmótico efectuado, que permite regular las pérdidas en el follaje (davies, 2004). tabla 1. propiedades físicas y químicas de la turba y el suelo negro. propiedad suelo negro turba canadiense unidades densidad real 2,3 g cm-3 densidad aparente 1,2 0,08 g cm-3 porosidad 48 90-95 % ph 4,8 6,7 materia orgánica (mo) 4,80 85 % ca 1,58 6,4 cmol kg-1 mg 0,27 4,3 cmol kg-1 k 0,16 3,5 cmol kg-1 na 0,88 11 cmol kg-1 p 9,25 mg kg-1 agronomia 26-2 -profe194).indd 248 06/10/2008 19:40:36 balaguera, álvarez-herrera y rodríguez. efecto del déficit de agua en el trasplante de plántulas de tomate... 249 el agua captada por las raíces debe ser transportada al tallo y a las hojas, por lo que, si el contenido de humedad disponible es muy bajo, la raíz no tiene la suficiente cantidad de agua para almacenar; por otro lado, el peso fresco se ve afectado por un contenido excesivo de humedad en el suelo, que causa condiciones de anoxia y detiene tanto la división como el crecimiento celular, razón por la cual también se disminuye la captación de agua. camacho y caraballo (1994) también encontraron diferencias en el peso fresco de raíces de zea mays de diferentes genotipos sometidos a sequía. como lo indica hsiao (1973), uno de los procesos más sensibles al déficit de agua es el crecimiento celular, de manera que la suspensión del riego reduce la expansión foliar y el crecimiento del tallo y de las raíces. el peso seco de las plantas de tomate no se vio afectado con las diferentes láminas aplicadas. no obstante, se destacan los menores valores de peso seco con los tratamientos de menor lámina (tabla 2). la menor respuesta se obtuvo con la lámina de c=0,2, donde el peso para hojas fue 0,112 g; para tallo, 0,036 g y para raíz, 0,114 g. el mayor peso seco en hojas se obtuvo con la lámina de c=1,4 (0,194 g); en tallo, con la lámina de c=0,6 (0,068 g) y en raíz, con la lámina de c=1,6 (0,114 g). en genotipos de zea mays, camacho y caraballo (1994) encontraron diferencias en el peso seco de raíces, concluyendo que los genotipos de maíz con menor peso seco de raíces son menos tolerantes a la sequía. johnson y davis (1973) también encontraron que el crecimiento de raíces es más sensible al déficit hídrico que el crecimiento de las hojas. clover et al. (1999), en experimentos en campo y en invernadero, mostraron que los efectos del estrés por sequía en el peso seco de hojas y raíces de remolacha azucarera fueron de 20% y 29%, respectivamente. estos efectos podrían causar 29% de pérdidas en el total del peso seco. el área foliar (af) no fue afectada significativamente por las diferentes láminas de riego aplicadas en el pretrasplante de plantas de tomate (tabla 3). no se observó una relación clara entre la humedad suministrada y el valor del af; sin embargo, las tres láminas con menor aporte de humedad sí presentaron los valores más bajos. la lámina más baja (0,2) arrojó la menor af (35,72 cm2) y, aunque la lámina con c=1,0 presentó la mayor af (49,82 cm2), la lámina con c=1,6 presentó un valor muy similar (49,59 cm2). la expansión de las hojas disminuyó con el estrés por sequía debido al ajuste osmótico inherente y más lento y a la baja extensibilidad de la membrana de las células de las hojas (frensch, 1997; hsiao y xu, 2000). la presión de turgor es muy importante para la elongación de las células, ya que ésta provee el manejo de la fuerza para un crecimiento irreversible de las células (hsiao y xu, 2000); es así como las diferencias en la presión de turgor resultan en un af menor para plantas cultivadas bajo sequía, comparadas con aquéllas bien irrigadas, por lo que una disminución en el tabla 2. peso fresco y seco de plantas de tomate bajo diferentes láminas de riego en pretrasplante. coeficientes de la evaporación peso fresco (g) peso seco (g) hojas tallo raíz hojas tallo raíz 0,2 0,95a 0,398a 0,77b 0,112a 0,036a 0,06 a 0,4 1,082a 0,484a 1,15ab 0,134a 0,046a 0,072a 0,6 1,126a 0,536a 1,44ab 0,146a 0,068a 0,104a 0,8 1,384a 0,586a 1,82ab 0,176a 0,054a 0,104a 1,0 1,296a 0,762a 1,50ab 0,18 a 0,054a 0,106a 1,2 1,324a 0,442a 1,80ab 0,154a 0,042a 0,09 a 1,4 1,504a 0,552a 1,77ab 0,194a 0,056a 0,098a 1,6 1,616a 0,696a 2,03a 0,174a 0,058a 0,114a 1,8 1,422a 0,632a 1,68ab 0,164a 0,052a 0,082a 2,0 1,458a 0,70a 1,66ab 0,166a 0,058a 0,084a significancia ns ns * ns ns ns * diferencias significativas ns, no se presentan diferencias significativas, de acuerdo al anova letras diferentes indican diferencias significativas (p<0,05), según la prueba de tukey. agronomia 26-2 -profe194).indd 249 06/10/2008 19:40:36 250 agron. colomb. 26(2) 2008 af y un cierre de estomas originan un menor crecimiento en la altura de las plantas. ribas et al. (2000) encontraron en cucumis melo que, después de la segunda mitad de la fase de llenado de frutos, el af fue inferior en tratamientos con riego deficitario, lo que a su vez originó una producción menor. un estrés por sequía durante la etapa vegetativa del maíz provoca disminución en el crecimiento de las hojas (vianello y sobrado, 1991). el crecimiento y la fotosíntesis en hojas jóvenes no alcanzan frecuentemente las tasas originales por varios días respecto a plantas normales; así mismo, las células son más pequeñas y las hojas se desarrollan menos durante el déficit hídrico, lo que resulta en menor área para fotosíntesis (salisbury y ross, 1992). la cantidad de af por unidad de peso no arrojó diferencias significativas (tabla 3); sin embargo, hubo una relación inversamente proporcional entre el agua suministrada y el valor del área foliar específica (afe). el valor más alto se obtuvo con la lámina de c=0,4 (0,37 cm2 mg-1), mientras que la menor respuesta fue dada por la lámina con c=1,4 (0,23 cm2 mg-1). el aumento de peso seco en relación al af se da por acumulación de metabolitos encargados de la osmorregulación, es decir, que hay un aumento de metabolitos para aumentar la retención de agua en las células. las plantas que se han sometido a un déficit hídrico presentan cambios en el contenido de los carbohidratos solubles, así como en la actividad de las enzimas implicadas en el metabolismo del carbono (foyer, 1988). esta acumulación de azúcares se ha asociado al ajuste osmótico que se necesita para contrarrestar la deshidratación. a causa de la menor apertura estomatal, la tasa fotosintética neta disminuye al igual que la transpiración, causando un cambio en el contenido de carbohidratos; caso que se refleja en plantas de tomate, que aumentan en 47% el contenido de glucosa, sacarosa y fructuosa en las hojas (ramírez-palma et. al., 2005). adicionalmente, se incrementa el contenido en las hojas del aminoácido prolina, que constituye un indicador del déficit hídrico al que se ha sometido una planta (wagner et al., 1998). laborem (1995) indica que la acumulación de prolina en hojas de las plantas sometidas a estrés por sequía está asociada a una pérdida constante de la capacidad de transporte del nitrógeno, lo que pone de manifiesto que la acumulación del aminoácido es un síntoma claro de la respuesta al deterioro por el déficit hídrico y no a una característica adaptativa del valor de supervivencia. una elevada afe incrementa la suculencia y fragilidad de las hojas, al tiempo que se incrementa el riesgo de pérdidas prematuras de tejido; en tanto que en las hojas más densas y con menor afe tienen correlaciones altas con una mayor tabla 3. longitud de raíz principal, área foliar, área foliar específica y relación raíz/parte aérea de plantas de tomate bajo diferentes láminas de riego en pretrasplante. coeficientes de la evaporación longitud raíz principal (cm) área foliar (cm2) área foliar específica (cm2·mg-1) relación raíz/parte aérea 0,2 21,84b 35,72a 0,32a 0,41a 0,4 25,34ab 40,47a 0,37a 0,41a 0,6 33,30ab 41,15a 0,29a 0,51a 0,8 32,98ab 47,18a 0,27a 0,45a 1,0 43,76ab 49,83a 0,29a 0,46a 1,2 29,32ab 44,51a 0,29a 0,45a 1,4 41,70ab 44,81a 0,23a 0,39a 1,6 46,70a 49,60a 0,30a 0,49a 1,8 38,52ab 42,39a 0,28a 0,43a 2,0 42,92ab 48,26a 0,30a 0,38a significancia * ns ns ns * diferencias altamente significativas ns, no se presentan diferencias significativas, de acuerdo al anova letras diferentes indican diferencias significativas (p<0,05), según la prueba de tukey. agronomia 26-2 -profe194).indd 250 06/10/2008 19:40:37 balaguera, álvarez-herrera y rodríguez. efecto del déficit de agua en el trasplante de plántulas de tomate... 251 lignifi cación, menor tamaño celular, bajo contenido de humedad y baja concentración de nitrógeno. no obstante, el afe disminuye a medida que la planta madura, ya que se va adquiriendo mayor peso por hoja (pérez et al., 2004). pérez et al. (2004) afi rman que la reducción en el afe se atribuye a una alteración en la estructura de la hoja o bien, al incremento en su concentración de nutrimentos o carbohidratos no estructurales; tal reducción es el resultado de una incapacidad de la planta para asignar estos compuestos en crecimiento estructural. en experimentos realizados con remolacha sometida a défi cit hídrico, el afe fue más baja que en el testigo sin estrés (mohammadian et al., 2005). la longitud de la raíz principal se vio afectada por las láminas aplicadas, encontrándose diferencias altamente signifi cativas entre la lámina de c=1,6 y las demás láminas; su longitud fue de 46,7 cm, frente al valor más bajo de 21,8 cm (lámina de c=0,2) (fi gura 1). este resultado pone de manifi esto que el crecimiento radicular depende de un buen contenido hídrico; sin embargo, este aporte no debe disminuir drásticamente la presencia de oxígeno disponible para el crecimiento de raíces, razón por la que las láminas más altas (1,8 y 2,0) empiezan a limitar el crecimiento de la raíz por exceso de humedad y falta de oxígeno. si el estrés hídrico que sufre una planta es muy intenso, puede quedar dañada y, en consecuencia, disminuir su capacidad de regeneración celular (tinus, 1996; villarsalvador et al., 1999). al mismo tiempo, el crecimiento del sistema radicular está estrechamente ligado a la provisión de glúcidos de la parte aérea, por lo que todo factor que actúe sobre ésta también incidirá sobre el crecimiento y el funcionamiento de la parte subterránea (gil, 2007). según marschner (2002), los sistemas radiculares se caracterizan por una adaptabilidad muy alta. su crecimiento y desarrollo implican complejas interacciones entre el ambiente del suelo y la parte aérea y, dado que el ambiente en el que se desarrollan las raíces es muy heterogéneo en espacio y en tiempo, las raíces deben tener la habilidad para superar estas situaciones mediante la plasticidad fenotípica (fitter et al., 1991). los datos obtenidos por villar-salvador et al. (1997) en plantas de pinus halepensis demuestran que las plantas sometidas a défi cit hídrico desarrollan signifi cativamente menos raíces por planta que las plantas con mayor suministro de humedad, y la longitud total media de raíces por planta sigue una tendencia lineal con el contenido de humedad. en la curva de crecimiento, la lámina con c=0,6 presentó las mayores alturas hasta la semana 4 y, sólo en esta semana, se presentaron diferencias signifi cativas entre esta lámina y las demás (fi gura 2). al fi nal del experimento (semana 5), no se observaron diferencias signifi cativas; no obstante, la lámina con c=1,2 fue la que produjo fi nalmente la mayor altura y, en contraposición, la lámina más baja (0,2) presentó durante todo el ensayo la menor respuesta en altura, situación acorde a lo reportado por varios investigadores (yang y hsiang, 1992; abrecht y carberry, 1993). con un défi cit hídrico la expansión de las hojas disminuye, pero es posible que la elongación del tallo pueda continuar en el mismo nivel de estrés hídrico. debido a la resistencia más baja del movimiento del agua en los tejidos del xilema en tallos, comparada con el comportamiento del agua en las nervaduras de las hojas (steudle, 2000), se puede dar el caso de que en un nivel determinado de estrés hídrico se mantenga una presión de turgor más alta para las células de los tallos que para las células de las hojas. esta situación puede permitir el incremento de la elongación de células del tallo durante periodos de sequía, aunque no necesariamente con una efi ciencia similar a la de plantas con buena humedad. por tanto, la elongación de las células del tallo incrementa la altura de las plantas, en consecuencia, la altura puede ser menos sensible al défi cit hídrico. por otra parte, martínez-trinidad et al. (2002) encontraron que en p. leiophylla en periodo de rehidratación las plantas sometidas a un défi cit hídrico severo crecieron 6,35 cm, 94% más que en aquéllas que no se sometieron a sequía. los resultados muestran un efecto compensatorio de las plantas sometidas a défi cit hídrico. kaufmann (1977) también reportó un comportamiento compensatorio en plantas de p. radiata después de ser sometidas a diferentes ciclos de sequía en el suelo; sin embargo, en este estudio figura 1. longitud de raíz principal de plantas de tomate bajo diferentes láminas de riego en pretrasplante. agronomia 26-2 -profe194).indd 251 06/10/2008 19:40:37 252 agron. colomb. 26(2) 2008 se muestra que el efecto de la sequía en el crecimiento de las plantas perdura aun después de que ésta ha terminado, lo mismo que sucede en otras especies (macey y arnott, 1986; becker et al., 1987). van iersel y nemali (2004) observaron en caléndula (tagetes erecta l.) una disminución del crecimiento, incluyendo masa seca de parte aérea, área foliar, número de hojas y altura de la planta, de forma lineal con la disminución en el contenido de humedad. la reducción de la altura de las plantas a causa del estrés por sequía se ha reportado, además de en tomate, en caléndula (brown et al., 1992) y brócoli (brassica oleracea l.) (latimer y steverson, 1997). la distribución de los fotoasimilados en la planta incide directamente sobre la relación raíz/parte aérea, estando infl uenciada esta distribución por las condiciones que ofrece el ambiente en un momento dado y por la capacidad que tenga la planta para ubicarlos en determinado órgano como respuesta a los estímulos ambientales a los que es sometida (casierra-posada y rodríguez, 2006). en consecuencia, condiciones de estrés, como salinidad, originan un défi cit hídrico en la planta y obligan a que se sacrifi que la acumulación de biomasa de la parte aérea y se deposite en la raíz, con el fi n de que este órgano aumente su envergadura y pueda explorar el suelo para hallar condiciones favorables (casierra-posada y rodríguez, 2006). en este caso, la relación raíz/parte aérea sufre un incremento. aunque no hubo diferencias estadísticamente signifi cativas, se observó que la mayor lámina (c=2,0) arrojó el valor más bajo de la relación raíz/parte aérea (0,38), mientras que el valor más alto (0,50) fue alcanzado por la lámina con c=0,6 (tabla 3). una cantidad elevada de agua suministrada a la planta de tomate se traduce en una mayor parte aérea; no obstante, la raíz no muestra un crecimiento muy marcado ya que no tiene que elongarse de forma signifi cativa para buscar agua en el suelo. contrariamente, bajos suministros de agua obligan a la planta a dirigir gran parte de sus fotoasimilados al sistema radicular, con el fi n de que éste aumente y explore el sustrato en busca de agua, de tal forma que el peso seco obtenido en este órgano aumenta considerablemente respecto al de la parte aérea (marschner, 2002). una de las respuestas más sensibles en las plantas a la sequía es un incremento del aba en raíces y parte aérea. como regla general, la raíz continúa su crecimiento aunque el crecimiento de la parte aérea disminuya, incrementando la relación raíz/parte aérea. la diferencia en la respuesta al défi cit hídrico del crecimiento entre la raíz y el follaje no es causada por diferencia en los niveles endógenos de aba. los niveles de aba en las raíces se incrementan en mayor proporción que en la parte aérea en respuesta a las limitaciones de agua (marschner, 2002). en suelos secos, aun cuando aumenta la fuerza del suelo, el crecimiento de las raíces es por lo general más activo que el crecimiento de tallos, situación que se refl eja en un incremento típico en la relación peso seco de raíz/parte aérea en respuesta al estrés por sequía. en plantas de maíz sin défi cit hídrico, la relación del peso seco de raíz/tallo es 1,45, comparada con 5,79 bajo estrés por sequía (sharp et al., 1988); en árboles de manzana, la sequía prolongada disminuye el peso seco de frutos y tallos en 21% y 26%, respectivamente, pero no afecta el peso seco de raíces (buwalda y lenz, 1992). un ajuste osmótico más rápido de las raíces, comparado con el de la parte aérea, pudo estar implicado (schildwacht, figura 2. curva de crecimiento de plantas de tomate bajo diferentes láminas de riego en pretrasplante. agronomia 26-2 -profe194).indd 252 06/10/2008 19:40:38 balaguera, álvarez-herrera y rodríguez. efecto del déficit de agua en el trasplante de plántulas de tomate... 253 1988); sin embargo, suelos secos inhiben la tasa de elongación de células sin una disminución medible en el potencial osmótico de las hojas (saab y sharp, 1989). en concordancia, en estudios con genotipos de z. mays, la relación raíz/ parte aérea fue más amplia bajo défi cit hídrico (camacho y caraballo, 1994). parra et al. (1999) encontraron que el volumen de las raíces y el peso seco de tallo y raíz en zarzamora disminuyeron con la suspensión del riego, mientras que la relación raíz/ tallo no fue afectada, lo que indica que el défi cit hídrico redujo en proporciones similares la biomasa del tallo y raíz. tales cambios sólo fueron estadísticamente signifi cativos para volumen de raíces (p<0,01), pero no para peso seco de tallo y raíz. en el comienzo de la estación de crecimiento la relación de brotes/raíz fue más baja en ambas condiciones de sequía; sin embargo, estas relaciones decrecieron a medida que transcurrió el tiempo. la acumulación de fi tomasa seca en hojas presentó diferencias significativas entre la lámina de c=1,4 y las láminas restantes. a nivel de tallo y raíz no se reportaron diferencias estadísticas. se destaca el mayor porcentaje de acumulación de fi tomasa seca en tallo y raíz con la lámina c=0,6; esta misma lámina presenta la menor acumulación de fi tomasa seca a nivel de hoja. se observa que algunas de las láminas menores acumularon más fi tomasa seca en las raíces (fi gura 3). en promedio, 25% a 50% de los fotosintatos producidos por día en el follaje son dirigidos a la raíz para su crecimiento, mantenimiento y otras funciones, como la asimilación de nutrientes. la mitad de los carbohidratos son usados en la respiración (marschner, 2002). no obstante, sí se puede determinar que la mayor acumulación de fi tomasa seca en raíces es un fenómeno que refl eja la capacidad de la planta para adaptarse a medios con escasa humedad y que mayores aportes de agua se convierten en mayor desarrollo de la parte aérea, aumento de la actividad fotosintética y mayor acumulación de fotoasimilados en tallo y hojas. conclusiones el défi cit hídrico pretrasplante no induce el crecimiento radicular, sino que, por el contrario, disminuye la elongación de las raíces, el área foliar y la altura de las plantas. las láminas de riego más bajas afectaron negativamente el crecimiento y desarrollo de las plántulas de tomate. la lámina que indujo mayor respuesta en el crecimiento y desarrollo de las plántulas fue la de c=1,6. el défi cit hídrico ocasiona mayor acumulación de fotoasimilados en la raíz, respecto a la parte aérea. literatura citada abrecht, d. y p. carberry. 1993. th e infl uence of water defi cit prior to tassel initiation on maize growth, development and yield. field crops res. 31, 55-69. ali abod, s. y s. sandi. 1983. eff ect of restricted watering and its combination with root pruning on root growth capacity, water status and food reserves of pinus caribea var. hondurensis seedlings. plant soil 71,123-120 becker, c., g. mroz y l. fuller. 1987. th e eff ects of plant moisture stress on red pine (pinus resinosa) seedling growth and establishment. can. j. for. res. 17, 813-820. bravdo, b., a. naor, s. poni, e. peterlunger, f. iacono y c. intrieri. 1997. eff ect of water regime on productivity and quality of fruit and wine. acta hort. 427, 15-26. brown, r., j. eakes, b. behe y c. gilliam. 1992. moisture stress: an alternative method of height control to b-nine (daminozide). j. environ. hort. 10, 232-235. burdett, a. 1987. understanding root growth capacity: theoretical considerations in assessing planting stock quality by means of root growth tests. can. j. for. res. 17, 768-775. buwalda, j. y f. lenz. 1992. eff ects of cropping, nutrition and water supply on accumulation and distribution of biomass and nutrients for apple tress on ‘mg’ root systems. physiol. plantarum 84, 21-28. camacho, r. y d. caraballo. 1994. evaluation of morphological characteristics in venezuelan maize (zea mays l.) genotypes under drought stress. sci. agric. 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guevara-garcía et al., 2005; kasahara et al., 2002). varios autores han indicado que la diferencia radica que en estevia, el kaureno, precursor de dichas hormonas, se convierte en esteviol en el retículo endoplásmico (geuns, 2003; totté et al., 2000, 2003; brandle et al., 2002). el edulcorante, cuyos dos glucósidos principales son el esteviósido (110-270 veces más dulce que el azúcar) y rebaudiósido a (180-400 veces más dulce que el aspectos nutricionales y metabolismo de stevia rebaudiana (bertoni). una revisión nutritional aspects and metabolism of stevia rebaudiana (bertoni). a review alfredo de jesús jarma o.1, enrique miguel combatt c.1 y josé alejandro cleves l.2 introducción stevia rebaudiana es una planta herbácea perenne perteneciente a la familia de las asteraceas, que crece como arbusto salvaje en el suroeste de brasil y paraguay, y generalmente se propaga comercialmente de manera asexual (hearn y subedi, 2008). cobra un alto valor entre los vegetales nativos de estos países, debido a que contiene glucósidos de diterpeno bajos en calorías, llamados comúnmente esteviósidos, cuyo poder edulcorante en estado puro y cristalino puede ser 300 veces mayor que el del azúcar de caña. otros compuestos químicos de interés también han sido aislados de especies pertenecientes al género stevia, tales como longipinenos provenientes de s. pilosa (álvarez-garcía et al., 2005), resumen abstract estevia es una planta selvática subtropical del alto paraná, nativa del noroeste de la provincia de misiones en el paraguay. posee un potente edulcorante que llega a ser hasta 300 veces más dulce que la sacarosa y no contiene calorías. las moléculas responsables de esta característica son glucósidos de diterpeno que se encuentran en las hojas y, cuando menos en los estadios iniciales, son sintetizados a partir del mevalonato, a través de la misma ruta del ácido giberélico. los estudios que abordan el tema de la nutrición mineral en estevia en el mundo son escasos y se circunscriben en gran parte, a las investigaciones adelantadas en el brasil por malavolta y sus colaboradores en 1997. en colombia, los estudios científicos sobre el tema se limitan a algunos resultados encontrados por la universidad de córdoba y corpoica en trabajos desarrollados con nitrógeno, fósforo y potasio. por tal motivo, el presente trabajo revisa la ruta de síntesis de los principales edulcorantes producidos por la planta, discute el importante papel que en ella juegan algunos minerales, y realiza un análisis de los aspectos nutricionales más importantes de esta planta, con base en los estudios realizados en brasil y colombia. stevia is a subtropical wild plant of the upper parana river, native of the northwest of the province of missions in paraguay. the plant contains a potent sweetener that is 300 times stronger than sucrose and supplies no calories. the molecules that determine this feature are diterpene glycosides, which are present in the leaves and, at least during the first stages, are synthesized from mevalonate, following the same path as gibberellic acid. studies on mineral nutrition in stevia are scarce. they are circumscribed indeed to those conducted in brazil by malavolta and collaborators. in colombia, the scientific studies about the topic are limited to some works by universidad de córdoba and corpoica dealing with nitrogen, phosphorus and potassium. in this framework, the current work reviews the synthesis path of the main edulcorants produced by this plant, discusses the important role played by certain minerals in this process, and based on studies conducted in brazil and colombia, analyzes the most important nutritional aspects of this species. palabras clave: estevia, edulcorantes, nutrición mineral, metabolismo secundario. key words: stevia, edulcorant, mineral nutrition, secondary metabolism. revagronomiacol 28(2).indb 199 27/11/2010 12:23:29 p.m. 200 agron. colomb. 28(2) 2010 azúcar), este último de mayor valor comercial (liu, 2010), cuya diferencia radica solamente en la presencia de una glucosa (erkucuk et al., 2009; carakostas et al., 2008), es un polvo cristalino blanco (rirdc, 2002; brandle y telmer, 2007); los científicos lo llaman una “molécula noble”, debido a que es 100% natural, no tiene calorías, las hojas se pueden utilizar en su estado natural y solo se requieren cantidades pequeñas. otras ventajas adicionales son que no eleva los niveles de glucosa en la sangre, no aporta calorías al ser metabolizado, es antiácido, cardiotónico, no produce caries al no ser fermentado por las bacterias orales, y se distingue de los edulcorantes artificiales por no tener sabor metálico y no ser cancerígeno (tadhani et al., 2007). la seguridad y las bondades de los edulcorantes de estevia en el metabolismo animal se han demostrado (jeppesen et al., 2002; geuns et al., 2003; koyama et al., 2003; wong et al., 2004; narissara et al., 2004), así como sus efectos positivos en la salud del hombre, en las que se reportan propiedades anti-rotav irus (ta ka hashi et al., 2001), mejoramiento de la hipertensión (hsieh et al., 2003), tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2, al estimular la secreción de insulina actuando sobre las células b del páncreas (jeppesen et al., 2000; reziwanggu et al., 2004; gregersen et al., 2004). aunque existe consenso mundial de las ventajas de estevia para la salud humana (prakash et al., 2008) y que su cultivo es un sistema altamente generador de empleos rurales (jarma, 2008; espitia et al., 2009), aún existen grandes vacíos en el conocimiento de esta especie, principalmente en aspectos como la nutrición y las variables ambientales (das et al., 2007; gardana et al., 2010; espitia et al., 2008) y su relación con la síntesis de las principales moléculas edulcorantes (jaitak et al., 2008). por lo anterior, el presente artículo pretende revisar la ruta de síntesis de los glucósidos de esteviol, indicar el papel de algunos elementos minerales en la misma y hacer un análisis de los principales reportes en américa sobre los requerimientos nutricionales de estevia, haciendo énfasis en los casos particulares de brasil y colombia. síntesis de glucósidos de diterpeno la ruta de síntesis que da origen a los principales edulcorantes de s. rebaudiana es la del ácido giberélico, en la que la cadena de terpenos se alarga a partir de uniones sucesivas de isopentenil pirofosfato (ipp), considerado como el isopreno activo (richman et al., 1999; buchanan et al., 2000; azcón-bieto y talón, 2008). las enzimas que catalizan el alargamiento de la cadena terpénica son las prenil transferasas, de las cuales se han aislado, hasta ahora, la geranil pirofosfato sintasa, enzima identificada en plastos que requieren mg2+ o mn2+ como cofactores (suga y endo, 1991; kim et al., 1996); la farnesil pirofosfato sintasa, que requiere mg2+ como cofactor, se localiza en el citoplasma y cataliza la formación de farnesil pirofosfato (fpp) en dos etapas; por último, la geranil geranil pirofosfato sintasa, que requiere mn2+ para su máxima actividad, se localiza en plastos y forma el geranil geranil pirofosfato (ggpp) en tres etapas (fig. 1). brandle et al. (2002), quienes han clonado y secuenciado el gen de estevia que codifica para la enzima copalil pirofosfato sintasa, responsable de la conversión de ggpp a cpp, afirman que la hidroxilación del ácido ent-kaurenoico en la posición c13 es el punto de divergencia para la síntesis del esteviol y las giberelinas. esta hidroxilación, que requiere nadph y oxígeno molecular proveniente del estroma, es catalizada por la enzima ácido ent-kaurenoico 13-hidroxilasa (jarma et al., 2010). elementos minerales y estevia macronutrientes nitrógeno este elemento es primordial para la planta, ya que forma parte de proteínas y otros compuestos orgánicos esenciales, como enzimas, coenzimas, vitaminas, ácidos nucleicos, clorofila, reguladores de crecimiento, nucleótidos, etc. la importancia de este nutriente, por tanto, es por demás obvia, al estar presente en la mayoría de las reacciones fisiológicas de la célula y de las plantas. como el nitrógeno se encuentra presente en muchos compuestos esenciales, no sorprende en absoluto que el crecimiento sea lento ante su escasez (lian et al., 2005 y 2006), aunque las eficiencias en el uso de este elemento difieren de manera significativa entre especies y dentro de estas (fan et al., 2005). en estas condiciones, las plantas presentan una clorosis general, especialmente en las hojas más viejas. en trabajos adelantados en nutrición de estevia, de lima y malavolta (1997) indican que una deficiencia de n disminuye el tamaño de las células y aumenta el grosor de sus paredes; la división y expansión celular también disminuyen, reduciendo el tamaño de todas las partes morfológicas de la planta, principalmente hojas y frutos. así mismo, los autores encontraron una disminución en la ramificación como consecuencia de una deficiencia de n, y lo atribuyeron a una probable inhibición en el crecimiento de las yemas axilares. revagronomiacol 28(2).indb 200 27/11/2010 12:23:30 p.m. 2012010 jarma o., combatt c. y cleves l.: aspectos nutricionales y metabolismo de stevia rebaudiana (bertoni)... fósforo el p forma parte esencial de muchos glucofosfatos como la uridin difosfato glucosa, udp-glc, molécula donadora de glucosa en la síntesis de los glucósidos de diterpeno (shibata et al., 1995), y de otros que participan en la fotosíntesis, la respiración y distintos procesos metabólicos. también forma parte de nucleótidos (como sucede en el arn y el adn) y de los fosfolípidos que se encuentran en las membranas. además, desempeña un papel fundamental en el metabolismo energético, debido a su presencia en las moléculas de atp, adp, amp y pirofosfato (ppi), y determina de manera notable la configuración espacial de la raíz (liao et al., 2001; dong et al., 2004; zhao et al., 2004). das et al. (2008) demostraron el efecto positivo de bacterias solubilizadoras de fósforo en el incremento de la biomasa de plantas de estevia, indicando que plantas con deficiencias de p presentan un crecimiento limitado, ya que la energía química producida en el cloroplasto es igualmente limitada. como varios procesos metabólicos dependen directa o indirectamente de este suplemento energético, y aunque en la actualidad se trabaja en genotipos eficientes en el uso de este elemento (davies et al., 2002; su et al., 2006), ante su deficiencia se pueden afectar varios procesos, incluyendo la síntesis proteica y de ácidos nucleicos, manifestándose por tanto un crecimiento retardado en la planta. figura 1. enzimas que intervienen en el alargamiento de la cadena terpénica en la ruta de síntesis del steviol: 1. gpp-sintasa; 2. fpp-sintasa; 3. ggpp-sintasa; 4. cpp-sintasa; 5. kaureno sintetasa. fuente: adaptado de srivastava (2002). copalil pirofosfato (cpp) dipertenos lineales (c20) ch2 opp acetoacetil coa acetil coa ácido mevalónico (mva) dimetilalil pirofosfato (dmapp) ch2 opp isopentenil pirofosfato (ipp) geranil pirofosfato (gpp) farsenil pirofosfato (fpp) geranilgeranil pirofosfato (ggpp) monoterpenos (c10) (esteroles / brasinoesteroides) sesquiterpenos (c15) dipertenos cíclicos entkaureno entkaurenol ácido ent-kaurenoico ácido ent 7 α -hidroxi kaurenoico h h cooh h h cho ga 12 aldehído giberelinas kaurenólidos esteviol triterpenos (c30) tetraterpenos (carotenoides) (c40) (c20) ent-kaurenal h atp y mg+ fosforila descarboxila isomerización reversible condensación (kaurenoides) dimerización dimerización diterpeno tetracíclico ppi intermediario dícíclico 1 2 4 3 5 revagronomiacol 28(2).indb 201 27/11/2010 12:23:30 p.m. 202 agron. colomb. 28(2) 2010 potasio el k+ es un activador de muchas enzimas esenciales para la fotosíntesis y la respiración, y también activa enzimas que son necesarias para formar almidón y proteínas. es uno de los contribuyentes más importantes al potencial osmótico de las células y, por consiguiente, a su presión de turgencia, siendo fundamental en el balance de las cargas negativas de ácidos orgánicos y de aniones tales como el sulfato y nitrato absorbidos por las raíces del medio externo y manteniendo la electro-neutralidad de las células (taíz y zeiger, 2006). el mecanismo estomático depende del flujo de iones k+, por lo que plantas que crecen bajo deficiencias de este nutriente presentan daños en esta actividad. siendo el k+ activador de varias enzimas, su deficiencia ocasiona disturbios en eventos metabólicos, como por ejemplo, acumulación de compuestos nitrogenados libres o solubles. estos compuestos pueden ser aminoácidos, amidas y amonio, productos de la descarboxilación de aminoácidos, como putrescina, n-carbamilputrescina y agmatina. de lima y malavolta (1997) encontraron menor proporción de ramas en estevia ante deficiencias de k. una disminución en la proporción de ramas puede generar una menor migración de fotoasimilados a través de los vasos conductores, lo que probablemente esté relacionado con un proceso de fosforilación (producción de atp), pues cuando el nivel de k es alto, puede ocurrir un estímulo en la producción de atp. calcio el calcio resulta esencial para las funciones normales de la membrana citoplasmática en cualquier célula, seguramente a modo de enlazador de fosfolípidos, tanto entre sí como a proteínas de membrana. al parecer, el ca2+ no puede cargarse en las células transportadoras del floema, y por esta razón los síntomas de deficiencia son más marcados en los tejidos jóvenes. últimamente el calcio está recibiendo más atención porque en la actualidad se reconoce que todos los organismos mantienen concentraciones inesperadamente bajas de ca2+ libre en el citosol, habitualmente menores del 4 mm (marschner, 2002). esto resulta cierto incluso cuando el calcio es muy abundante en muchas plantas. la mayor parte del calcio que contienen las plantas se encuentra en las vacuolas centrales, y en las paredes celulares se encuentra unido a ciertos polisacáridos llamados pectatos. en las vacuolas, el calcio suele precipitarse en forma de cristales insolubles de oxalatos, y también, en algunas especies, en forma de carbonato, de fosfato o de sulfato insolubles. parece ser que las concentraciones bajas, casi micromolares, de ca2+ en el citosol deben mantenerse en parte para impedir la formación de sales de calcio insolubles, obtenidas partiendo del atp y de otros fosfatos orgánicos. además, las concentraciones de ca2+ por encima del margen micromolar inhiben la corriente citoplásmica. aunque se activan unas cuantas enzimas mediante ca2+, muchas otras quedan inhibidas, lo que hace más necesario todavía que las células mantengan concentraciones muy bajas de ca2+ en el citosol, donde existen muchas enzimas. una parte considerable del calcio existente en el citosol se une de forma irreversible a una pequeña proteína llamada calmodulina; esta unión modifica su estructura, activando varias enzimas. en la actualidad se está investigando intensamente la relación que tiene el calcio y la calmodulina con la actividad enzimática de las plantas. es muy posible que el ca2+ efectúe una función de activador enzimático, especialmente cuando el ion se encuentra unido a la calmodulina o a proteínas muy afines. adicionalmente, es reconocida su importancia como segundo mensajero en las respuestas de las plantas a señales ambientales y hormonales (white y broadley, 2003). en estevia, utumi et al. (1999), al inducir deficiencias de ca2+, hallaron síntomas de necrosis apical en primordios foliares, que concluyó en muerte descendente, decrecimiento en el contenido de esteviósidos, las nuevas ramas formadas fueron quebradizas y las raíces presentaron reducción en su longitud y grosor. magnesio además de su presencia de clorofila, el magnesio resulta un elemento esencial porque se combina con el atp, permitiéndole participar en muchas reacciones, como la fosforilación del amv para formar ipp, primer compuesto isoprenoide en la síntesis de los glucósidos de esteviol. seguidamente, en la misma ruta de síntesis, actúa como cofactor de la enzima citoplasmática farnesil pirofosfato sintasa, que cataliza la formación del fpp. además, el mg2+ activa otras enzimas necesarias en el proceso de la fotosíntesis, la respiración y la formación de adn y de arn (taíz y zeiger, 2006). azufre en algunas especies vegetales, el s no se redistribuye con facilidad desde los tejidos maduros, así que la deficiencia se nota antes en las hojas más jóvenes, aunque en otras especies la mayor parte de las hojas se vuelven cloróticas casi al mismo tiempo o, a veces, hasta en las hojas más antiguas primero. muchas plantas cultivadas, incluyendo la raíz, contienen aproximadamente una quinceava parte de azufre respecto a la cantidad de nitrógeno (en peso), lo revagronomiacol 28(2).indb 202 27/11/2010 12:23:30 p.m. 2032010 jarma o., combatt c. y cleves l.: aspectos nutricionales y metabolismo de stevia rebaudiana (bertoni)... que parece ser una clave interesante para evaluar necesidades nutritivas. la mayor parte del azufre en las plantas se encuentra en las proteínas, más precisamente en los aminoácidos cisteína y metionina, que son constituyentes de las proteínas. las vitaminas tiamina y biotina, así como la coenzima a (compuesto esencial para la respiración, la síntesis y la degradación de ácidos grasos, y del acetil coa en la síntesis de glucósidos de diterpenos), son otros compuestos esenciales que contienen azufre. por ello, no es extraño observar decrecimientos en el contenido de esteviósidos ante deficiencias de s, tal como lo reportaron utumi et al. (1999), además de otros síntomas como clorosis y reducción en el número de hojas nuevas. micronutrientes boro el rango de concentración de b en los tejidos de los vegetales es muy amplio, pudiendo variar de 5 a 300 mg kg-1 con base en la masa seca, y generalmente estos valores son superiores en dicotiledóneas respecto a monocotiledóneas (epstein y bloom, 2005). los vegetales con deficiencia de boro pueden tener una amplia variedad de síntomas (yan et al., 2006), dependiendo de la especie y la edad de la planta, aunque el primer síntoma suele ser la falta de crecimiento y el alargamiento anormal en las puntas de la raíz, junto con la inhibición de la síntesis de adn y arn. también se desactiva la división celular en el ápice del tallo y en las hojas más jóvenes. du et al. (2002) indican que cultivares ineficientes en el uso del b registran una producción menor de carbohidratos y aminoácidos libres. aunque se ha publicado que el boro tiene una función esencial en la elongación de los tubos de polen, sus funciones bioquímicas son poco claras, en parte porque no se sabe cómo se modifica el b(oh)3 en las células, y en parte porque realmente puede cumplir muchas funciones. quizá gran parte de este ácido débil se una, para formar complejos de borato cis-diol, con grupos hidroxilo contiguos que provienen de la manosa, y con otros azúcares de los polisacáridos de la pared celular (o´neill y york, 2003), aunque no sucede con la fructuosa, la glucosa, la galactosa y la sacarosa, que no tienen distribuciones cis-diol de grupos hidroxilo. aún no se ha identificado ninguna función específica con seguridad, pero existen evidencias que indican la participación especial del boro en la síntesis de los ácidos nucleicos, que es esencial para la división en los meristemos apicales; existe también consenso general en que hace parte de la estructura de la pared celular y de las sustancias pépticas asociadas a ella. hierro el hierro acumulado en las hojas más antiguas se encuentra relativamente inmóvil en el floema, igual que en el suelo, probablemente porque se precipita internamente en las células de las hojas en forma de óxido insoluble o de compuestos de fosfato férrico, orgánicos o inorgánicos. hay pocas evidencias directas de que se formen esos precipitados; quizás se puedan formar otros compuestos insolubles, que nos resultan desconocidos, pero son similares. su transporte a larga distancia puede darse en forma oxidada en un complejo fe-citrato (hell y stephan, 2003). en los cloroplastos se almacena una forma estable y abundante de hierro existente en las hojas, en forma de complejo de hierro y proteína denominado fitoferritina. el acceso de hierro a la corriente de transporte del floema probablemente se minimiza debido a la formación de esos compuestos insolubles, aunque parece ser que la fitoferritina representa un almacén de hierro. el hierro es esencial porque forma parte de algunas enzimas y numerosas proteínas (constituyendo grupos hemo), que trasladan electrones durante la fotosíntesis y la respiración (ben-shem et al., 2003). experimenta una oxidación y una reducción alternativas, entre los estados de fe2+ y fe3+, cuando se comporta como portador de electrones en las proteínas. un complejo hemo es el grupo prostético de varias proteínas que incluyen la leghemoglobina y las catalasas (epstein y bloom, 2005). estas últimas catalizan la reacción h2o2 →2h2o2 + ½o2 que detoxifica el peróxido de hidrógeno, un proceso importante en la fotorrespiración y en muchas situaciones de estrés. manganeso la microscopía electrónica de los cloroplastos obtenidos de hojas de espinaca muestra que la ausencia de mn2+ genera la desorganización de las membranas tilacoidales, pero tiene poco efecto sobre la estructura de los núcleos y las mitocondrias. esta situación, junto con la investigación bioquímica, indica que el elemento tiene una función estructural en el sistema de membranas del cloroplasto, y que una de sus funciones más importantes es, al igual que en el caso del cloro, ayudar a la disociación fotosintética de la molécula de agua. el ion mn2+ activa numerosas enzimas y es constituyente integral de otras, tales como la mn-superóxido dismutasa, que provee protección de los radicales libres de oxígeno (marschner, 2002; epstein y bloom, 2005); es cofactor de las prenil transferasas, geranil pirofosfato sintasa y geranil geranil pirofosfato sintasa, las revagronomiacol 28(2).indb 203 27/11/2010 12:23:31 p.m. 204 agron. colomb. 28(2) 2010 cuales, como se mencionó antes, están involucradas en el alargamiento de la cadena terpénica dentro de la ruta de síntesis de los glucósidos de esteviol. zinc los inconvenientes producidos por las deficiencias de zinc se dan como resultado de la disminución de crecimiento de las hojas jóvenes y los entrenudos del tallo. los bordes foliares suelen presentar distorsiones y pliegues. frecuentemente se produce una clorosis intervenal en gramíneas y frutales, lo que indica que este elemento participa en la formación de la clorofila o bien impide su destrucción. el retraso en el crecimiento del tallo (epstein y bloom, 2005) se debe en parte a que quizás sea necesario para producir el ácido indolacético (auxina). se conocen más de 80 enzimas que contienen zinc unido tan fuertemente, que resulta esencial para su correcto funcionamiento. adicionalmente, takatsuji (1999) señala que el zn2+ hace parte de proteínas activas en la transcripción del dna. cobre en ausencia de cobre, las hojas jóvenes suelen tomar un color verde oscuro y se presentan arrugadas o deformes; muchas veces tienen manchas necróticas (mengel y kirby, 2001). sin embargo, este elemento en su forma iónica es altamente tóxico a concentraciones elevadas. el cobre está presente en diversas enzimas o proteínas implicadas en los procesos de oxidación y reducción (fraústo y williams, 1991; epstein y bloom, 2005). dos ejemplos notables son la citocromo oxidasa, una enzima respiratoria que se encuentra en las mitocondrias, y la plastocianina, una proteína de los cloroplastos. adicionalmente el cobre es requerido para la fijación de nitrógeno. nutrición y producción de hoja seca a continuación se discuten algunos resultados de trabajos de investigación en requerimientos nutricionales de estevia, haciendo énfasis en los reportados en brasil para n, p y k por de lima et al. (1997); se analizan estos resultados con los encontrados por la universidad de córdoba (espitia et al. 2008). caso brasil contenido de macronutrientes al analizar el contenido de macronutrientes por órgano, de lima et al. (1997a) determinaron que, en términos generales, durante los primeros 30 d, la mayor tasa de absorción de p, k, ca, mg y s se presenta en las ramas, en tanto que el n se acumula preferencialmente en las hojas (fig. 2). de los 30 a los 60 d, se presenta una uniformidad en cuanto al direccionamiento de los nutrientes entre los órganos de la planta, siendo mayor en flores y frutos, excepto para el s que, entre los 45 y 60 d después del transplante (ddt), presenta una asimilación en las raíces semejante a la de los órganos reproductivos. con base en la cantidad y distribución de los nutrientes observados en el trabajo de brasil, la extracción de los mismos por cada 1.000 kg de hojas secas a los 60 ddt (kg ha-1) será: n: 130; p: 18,8; k: 131,5; ca: 43,7; mg: 8,3 y s: 9,7. si se considera un cultivo comercial, programado para colectas de 2.500 kg ha-1 de hoja seca, se requerirán (kg ha-1): n: 325; p: 47; k: 330; ca: 109; mg: 21 y s: 24. contenido de micronutrientes un trabajo de investigación de de lima y malavolta et al. (1997b) indica que en los primeros 30 d, la mayor tasa de acumulación en las ramas, en relación con los demás órganos, ocurre para cu y zn, en tanto que fe y mn se acumulan de manera más importante en las hojas (fig. 3). en el período de 30 a 60 ddt, se observó que los micronutrientes se direccionaron de manera similar hacia los órganos reproductivos; excepción a esto son el fe y el mn, que continúan acumulándose de manera preferencial en las hojas. con base en los valores observados, por cada tonelada de hojas secas cosechadas en el momento de la floración, se espera la extracción (g ha-1) de: b: 89; cu: 26; fe: 683; mn: 207 y zn: 13. en un programa de producción de semillas (60 ddt), para cada tonelada de hojas secas se prevé la extracción de 226, 76, 2.550, 457 y 33 g ha-1 de b, cu, fe, mn y zn, respectivamente. es importante resaltar que los investigadores no informan el genotipo utilizado y registran resultados hasta los 90 ddt (aunque en esta revisión sólo se presentan hasta los 60 ddt para efectos de comparación con los resultados de colombia), lo que sin duda debe variar significativamente al considerar que el ciclo productivo de la especie puede ser hasta de cinco años dependiendo de las condiciones ambientales y del manejo. así mismo, las frecuencias de cosecha de la hoja, que pueden sucederse en periodos de 45 a 60 d de intervalo, también deben ser determinantes para establecer los requerimientos por época de cosecha. caso colombia en un trabajo llevado a cabo por la universidad de córdoba en 2003, se cuantificaron los contenidos de n, p y k en plantas del genotipo morita 2, en diferentes estados revagronomiacol 28(2).indb 204 27/11/2010 12:23:31 p.m. 2052010 jarma o., combatt c. y cleves l.: aspectos nutricionales y metabolismo de stevia rebaudiana (bertoni)... 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 b cu fe mn zn b cu fe mn zn b cu fe mn zn b cu fe mn zn b cu fe mn zn b cu fe mn zn b cu fe mn zn 0 15 30 45 60 75 90 po rc en ta je hojas ramas raices flores frutos días después del trasplante (ddt) figura 3. distribución de micronutrientes por órgano en cinco estados de desarrollo de stevia rebaudiana bert., en brasil. fuente: adaptado de lima et al., 1997. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 n p k ca mg s n p k ca mg s n p k ca mg s n p k ca mg s n p k ca mg s n p k ca mg s n p k ca mg s 0 15 30 45 60 75 90 po rc en ta je hojas ramas raices flores frutos días después del trasplante (ddt) figura 2. distribución de macronutrientes por órgano en cinco estados de desarrollo de stevia rebaudiana bert., en brasil. fuente: de lima et al., 1997. de desarrollo sin discriminar el órgano en el cual estaba presente el elemento (espitia et al., 2008). los resultados indicaron que el contenido de los tres macronutrientes se mantienen relativamente estable a través del tiempo, de manera similar a los resultados del trabajo de de lima et al. (1997a) en brasil. si se comparan los contenidos de los elementos a los 60 ddt en los dos países, se encuentran altas similitudes, a excepción del k que en colombia registra valores de casi la mitad respecto de los observados en brasil (tab. 1). es probable que el potasio haya sido limitante en los suelos de colombia respecto a los de brasil, por lo que los contenidos son menores; otra teoría podría sustentarse en el hecho de que el primer corte de hojas en colombia se dio a los 90 d, cuando la planta, comparada con la de la otra localidad, presenta un estadio más juvenil y alcanza su madurez a los 120 d, cuando precisamente los contenidos de k por planta alcanzan niveles más cercanos a los observados en brasil. sin embargo es importante resaltar que los valores de k observados en la investigación desarrollada por la universidad de córdoba son más cercanos a los sugeridos por salisbury y ross (2000), quienes reportan contenidos de alrededor de 10 g de k por kg de masa seca de la planta. con base en el contenido de nutrientes del trabajo en colombia a los 60 ddt, la extracción de n, p y k por cada 1.000 tabla 1. algunos elementos esenciales que se consideran adecuados en los tejidos vegetales para la mayoría de las plantas superiores (salisbury y ross, 2000), comparados con los contenidos de estos en s. rebaudiana a los 60 ddt en brasil (de lima et al., 1997) y colombia. localidad-fuente contenido (g kg-1) n p k mayoría de plantas superiores 15,0 2,0 10,0 s. rebaudiana (brasil) 19,2 2,7 17,4 s. rebaudiana (colombia) 20,7 2,8 9,9 revagronomiacol 28(2).indb 205 27/11/2010 12:23:31 p.m. 206 agron. colomb. 28(2) 2010 kg de hojas secas, será, respectivamente, de 70, 9,2 y 32 kg ha-1 (jarma, 2008). al considerar los requerimientos que reportan los investigadores de brasil para la producción de 1 t ha-1 de hoja seca (respectivamente, 130, 19 y 131 kg ha-1 de n, p y k), se evidencia que las plantas cultivadas bajo la oferta ambiental de córdoba requieren menor cantidad de los mismos elementos (aproximadamente la mitad de n y p, y la cuarta parte de k). esto, tal como se discutió anteriormente, puede obedecer, entre otros factores tales como la oferta nutricional del suelo, a la diferencia de estados de desarrollo que registran las plantas a los 60 ddt, ya que, mientras a esa edad las plantas en brasil están en periodo reproductivo (producción de semilla sexual), en colombia este estado sólo se alcanza a los 90 d. conclusiones deficiencias de nitrógeno pueden causar disminución en el crecimiento y desarrollo de todas las partes morfológicas de la planta de estevia, principalmente en hojas, el órgano de interés comercial. el fósforo forma parte esencial de muchos glucofosfatos como la uridin difosfato glucosa, udp-glc, molécula donadora de glucosa en la síntesis de los glucósidos de diterpeno entre otros procesos metabólicos, y deficiencias de potasio, por su parte, ocasionan reducción en el número de ramas por planta. las enzimas que intervienen en la síntesis del ácido entkaurenoico (precursor de los principales edulcorantes de las hojas de estevia), son la geranil pirofosfato sintasa, que requiere mg2+ o mn2+ como cofactores, la farnesil pirofosfato sintasa, que requiere mg2+ como cofactor, la geranil geranil pirofosfato sintasa, que requiere mn2+ para su máxima actividad y la kaureno sintetasa (ks) como regulador en la vía biosintética de los esteviósidos. el magnesio se combina con el atp, permitiendo la fosforilación del amv para formar ipp, primer compuesto isoprenoide en la síntesis de los glucósidos de esteviol. seguidamente, en la misma ruta de síntesis, actúa como cofactor de la enzima citoplasmática farnesil pirofosfato sintasa, que cataliza la formación del fpp. aunque no se reportan muchos trabajos de nutrición en estevia con elementos menores, el papel que desempeñan estos en procesos metabólicos fundamentales, como el desarrollo de la raíz y hojas jóvenes (boro y zinc), la cadena de transporte de electrones (hierro) y procesos de óxidoreducción (cobre), entre otros, presupone la importancia de suplirlos en forma oportuna en programas de nutrición de esta especie. la extracción de los macronutrientes n, p y k en brasil y colombia varían de manera significativa como consecuencia de diversos factores diferenciales (características del suelo, oferta de variables ambientales, genotipo y estados de desarrollo fenológico, entre otros). como consecuencia de esto, para obtener 1 t ha-1 de hoja seca, en colombia se requiere la mitad del n y p que reporta brasil (respectivamente, 70,0 y 9,2 kg ha-1), y la cuarta parte del k (32 kg ha-1). literatura citada álvarez-garcía, r., j. torres-valencia, l. román, j. hernández, c. cerda-garcía-rojas y p. joseph-nathan. 2005. absolute configuration of the a-methylbutyryl residue in longipinene derivatives from stevia pilosa. phytochem. 66, 639-642. azcón-bieto, j. y m. talón. 2008. fundamentos de fisiología vegetal. mcgraw-hill interamericana de españa, madrid. ben-shem, 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sanitation unit and environmental biotechnology (usba), department of biology, faculty of science, pontificia universidad javeriana. bogota (colombia). 2 corresponding author: fabio.roldan@javeriana.edu.co agronomía colombiana 29(3), 455-463, 2011 effect of land use on the density of nitrifying and denitrifying bacteria in the colombian coffee region efecto del uso de suelo sobre la densidad de bacterias nitrificantes y desnitrificantes en la ecorregión cafetera colombiana victoria e. vallejo1, maría m. gómez1, ana m. cubillos1, and fabio roldán1, 2 abstract resumen soil microbial communities involved in the cycling of nitrogen (n) are essential to maintaining and improving soil fertility, productivity and functionality of natural and agricultural ecosystems. however, some compounds generated during the metabolic processes performed by nitrifying (nb) and denitrifying (db) bacteria are associated with the production of greenhouse gases, groundwater pollution and acidification. therefore, the study of these bacteria is essential for economic and environmental sustainability. this study evaluated the effect of different land uses in two river basins (la vieja and otún) on nb and db densities. two sampling events (se) were conducted by selecting the most representative land uses. physicochemical (t °, ph, moisture and nitrate) and microbiological properties (nb and db densities) were evaluated. in both ses, significantly higher densities of nb and db were observed in the land uses: pasture, guadua (db only) and unshaded coffee (la vieja) and onion (otún). these land uses, excluding guadua, are dependent on nitrogen fertilizers, which together with the activities of grazing livestock on pastures may lead to greater availability of substrates for the nb. the use of agricultural machinery and overgrazing in pasture and onion uses generate compacted soil and other physical disturbances, encouraging the growth of db. forests had the lowest densities of nb and db possibly due to a reduced availability of n and the releasing of allelopathic compounds from certain plants. finally, the densities of ammonium-oxidizing bacteria had the greatest differences between the land uses evaluated, demonstrating its high sensitivity to agricultural management practices and livestock. we suggest that changes in the abundance of this community could serve as a relevant and cost-effective bioindicator for soil monitoring. las comunidades microbianas edáficas involucradas en el ciclaje de nitrógeno (n) son fundamentales para el mantenimiento y mejoramiento de la fertilidad, productividad y funcionalidad de los ecosistemas naturales y agrícolas. sin embargo, algunos compuestos generados durante los procesos realizados por bacterias nitrificantes (bn) y desnitrificantes (bd), se asocian con la producción de gases efecto invernadero, contaminación de aguas subterráneas y acidificación. por lo tanto, el estudio de estas bacterias resulta esencial para la sostenibilidad económica y ambiental. el presente estudio evaluó el efecto de diferentes usos de suelo en dos cuencas hidrográficas (la vieja y otún) sobre la densidad de bn y bd. se realizaron dos eventos de muestreo (em) seleccionando los usos de suelos más representativos. se evaluaron propiedades fisicoquímicas (t°, ph, porcentaje de humedad y nitratos) y microbiológicas (densidad de bn y bd-número más probable). en los dos em se observaron densidades significativamente mayores de bn y bd en los usos de pastizal, guadual (solo bd) y cafetal sin sombrío (la vieja), así como en cebolla (otún). estos usos de suelo, excluyendo guadual, son dependientes de fertilizantes nitrogenados, lo cual en conjunto con las actividades de pastoreo del ganado en los pastizales, podrían generar una mayor disponibilidad de sustratos para las bn. el uso de maquinaria agrícola y sobrepastoreo en cebolla y pastizal generan disturbios físicos en el suelo y lo compactan favoreciendo el crecimiento de bd. los bosques presentaron las densidades más bajas de bn y bd posiblemente por una menor disponibilidad de n y la liberación de compuestos alelopáticos. finalmente, las densidades de bacterias oxidadoras de amonio fueron quienes presentaron mayores diferencias entre los diferentes usos de suelo evaluados, demostrando su alta sensibilidad frente a prácticas de manejo agrícola y pecuario. key words: nitrifying bacteria, denitrifying bacteria, land use, colombian coffee region, ammonia oxidizing bacteria. palabras clave: bacterias nitrificantes, bacterias desnitrificantes, usos de suelo, ecorregión cafetera colombiana, bacterias oxidadoras de amonio. introduction in recent years, there have been increasing concerns about the consequences of land cover change and its effects on the earth’s ecosystems. for example, conventional farming systems share many characteristics, such as: large capital investments with rapid technological innovation, largescale farms with monoculture agricultural practices, and 456 agron. colomb. 29(3) 2011 extensive use of external chemical inputs (e.g., pesticides and fertilizers) to increase agricultural productivity (matson et al., 1997). however, high demand and dependence of chemical inputs has caused economic and environmental problems (hurni et al., 2008), which have reduce fertility and productive capacity in soil as a result of physical (erosion and compaction), chemical (acidification, nutrient loss and pollution) and biological degradation (biodiversity loss) (hunter, 1996; girvan et al., 2003). agricultural management practices (e.g., tillage, organic amendment addition, chemical fertilization, overgrazing, cropping rotation, and irrigation) can strongly influence the size, composition, and activity of the microbial community in soils. moreover, a modification of the soil microbiota may in turn affect soil processes, providing a positive or negative feedback on plant productivity (feng et al., 2003; parfitt et al., 2010). previous studies have established that changes in soil microbial communities are caused by alterations in the physicochemical characteristics of the soil (e.g., organic c, nutrients, bulk density, ph and moisture), and in the quantity, quality and distribution of crop residues as a result of implemented agricultural and livestock management practices (hayden et al., 2010; kong et al., 2010). to assess the impact of land use on soil microorganisms, two approaches can be used. in the first approach, total microbial community is studied, but diversity changes on this community may not generate effects on ecosystem processes due to a high functional redundancy (allison and martiny, 2008; nyberg et al., 2006). the second approach evaluate microbial functional groups which are involved in n cycling, where functional redundancy is lower, and therefore, any diversity change would have a significant impact on soil processes (e.g., nitrification, denitrification and n fixation) (kowalchuk and stephen, 2001; malchair et al., 2010). historically, the coffee region in colombia has undergone a transformation and fragmentation of natural ecosystems for the establishment of different crops such as bananas, onions, and citrus, as well as pastures for intensive livestock grazing (igac, 2007; yanine, 2010). these farming practices have increased n inputs in soil through the application of organic and inorganic nitrogen fertilizer (e.g., manure, urea, npk), generating significant environmental pollution and loss of soil fertility, through the alteration of processes such as nitrification and denitrification (hurni et al., 2008). the first stage of nitrification (conversion of ammonium to nitrite) is carried out by ammoniumoxidizing archaea (aoa) and bacteria (aob) (avrahami and bohannan, 2007). subsequently, nitrite is oxidized to nitrate by nitrite-oxidizing bacteria (nob), which can leach and contaminate ground and surface water (chu et al., 2007; junier et al., 2009; kong et al., 2010). aob can use nitrite as an electron acceptor in environments with a low availability of oxygen to generate no, via reduction of no2and produced n2o (bock and wagner, 2006), another problem caused by nitrification is the acidification of the soils, which generates negative effects on the health and productivity of agricultural ecosystems. denitrification is a part of the global nitrogen cycle in which fixed nitrogen in the biosphere is returned to the atmosphere, and is mediated by diverse communities of microorganisms. this process is conducted by bacteria that use no3as an electron acceptor (paul, 2007). additionally, the production of n2o (by aob or db) is a major source of air pollution, contributing to the greenhouse effect (bock and wagner, 2006), which together with nitrification produces n losses, lower efficiency of fertilizers on crops, and affects the economy of farming (pacheco et al., 2002). previous studies have shown that aob and nitrogen fixing bacteria can be used as indicators of soil quality and health, due to their high sensitivity and low physiological tolerance to natural and anthropogenic disturbances (nielsen and winding, 2002; horz et al., 2004; nyberg et al., 2006; roldán et al., 2008). microorganisms possess the ability to give an integrated measure of soil quality, an aspect that cannot be obtained with physicochemical measures and analyses of diversity of higher organisms. microorganisms respond quickly to changes so they rapidly adapt to environmental conditions. this adaptation potentially allows microbial analyses to be used in soil quality assessment, and changes in functional groups and activities may therefore function as an excellent indicator of change in soil quality (nielsen and winding, 2002). despite the biotechnological and environmental interests of n bacteria, few studies have been conducted in colombia on the effect of different agricultural management practices and land uses in the density of functional groups associated with n cycling has been evaluated (torres and lizarazo, 2006; roldán et al., 2008; cardona et al., 2009). this can be related with the difficulties encountered during traditional laboratory culture techniques caused by factors such as slow growth, inadequate selection of the culture medium, ease of contamination by heterotrophic and possible activity loss after cultivation and preservation (avrahami and bohannan, 2007; chu et al., 2007; gómez, 2008). 457vallejo, gómez, cubillos, and roldán: effect of land use on the density of nitrifying and denitrifying bacteria in the colombian coffee region the main goal of this study was to evaluate the effect of different land uses on the density of nb and db. for this, it was necessary to standardize the optimal conditions for cultivation and enumeration of aob, nob and db through the technique of most probable number (mpn). finally, the isolated bacteria were taxonomically identified by amplification and sequencing of the 16s rrna gene. materials and methods study area the study area was located in the basins of the la vieja and otún rivers (colombia coffee region), in the departments of quindio, valle del cauca and risaralda. these sites were selected based on criteria of spatial heterogeneity, altitudinal gradient and landscape structures by means of a canonical correspondence analysis of biotic and abiotic characteristics as well as the presence and representation of different land uses (coverage) of the region (yanine, 2010). for each basin, the most representative land uses were selected: unshaded coffee (uscf), guadua and cattle pastures in the basin of la vieja and onion monocultures, guadua and pine plantations (pino patula) for otún (camargo, 2006). in each basin, systems with low human disturbance were selected (secondary forests) which were used as a reference site. for each land use, two different farms were selected and sampled (n=3). soil sampling in each farm, three quadrants (2.5 x 2.5 m) were randomly established and samples were taken at the vertices and center. nb samples were taken using an auger (20 x 5 cm) which were mixed and homogenized to form a composite sample. for db, a core sampler with cylinders (15 cm) was used to ensure low oxygen conditions. the samples were refrigerated (4-6°c) until processing in the laboratory. there were two sampling events (se) in june and october, 2006. physicochemical analysis we determined the soil in situ temperature, ph by the 9045c method (epa, 1995), nitrate percentage by method no. 366 (hach, 1994) and humidity (igac, 1994) microbiological analyzes for optimal growth of aob, nob and db, different carbon and energy sources reported in the literature were evaluated with the mpn technique (stienstra et al., 1993; aakra et al., 1999; bigelow et al., 2002). nb were evaluated for the following carbon sources at different concentrations (g l-1): nahco3 (0.125) and caco3 (5.0 and 1.0). as an energy source (g l-1): (nh4)2so4 (0.5 and 0.13) for aob and nano2 (2.0 and 0.035) for nob. for db, kno3 (2.0) was used as a terminal electron acceptor and as carbon sources: ethanol (1.0), glutamic acid (1.7) and sodium acetate (1.0) were evaluated. determining of nb density and isolation we used the mpn technique in 96-well plates (rowe et al., 1977) for determining the density of nb, using previously standardized mineral salts media. in each well, 100 µl of culture media for aob and nob and 50 ml of each dilution of the samples (10-2-10-7) were added with 5 replicates per dilution. the plates were incubated at 24±2°c for four weeks in darkness. aob and nob growth were verified by the disappearance of nitrite production, using diphenylamine and griess-llosvay reagents, respectively (rowe et al., 1977; phillips et al., 2000). the combination of positive and negative wells was analyzed in the most probable number program (version 4.04) and the results were expressed as mpn of nb/g dry weight (gdw). for the isolation of these bacteria, the dilution to extinction technique was used (aakra et al., 1999). determining of db density and isolation the mpn technique using the hungate methodology was employed for db (pachón and posada, 2003), with incubation for 15 d at 28±2°c. growth and isolation was performed following the protocol described by gómez (2008) and pachón and posada (2003). extraction of dna from pure cultures of bacteria two methods were used for extraction of dna: the first by boiling at 95°c by suspending a colony in 50 µl of te buffer (10 mm tris-hcl ph 7.5, 1 mm edta, ph 8.0). the suspension was subjected to an initial heating (100°c for 15 min), followed by cooling on ice (5 min) and subsequent centrifugation at 13,000 rpm for 2 min. in the second method, lysozyme (10 μg ml-1) was used. the two methods followed the protocol described by sambrook and russell (2001). pcr amplification of the gene 16s rrna to amplify the v3-v5 regions of the 16s ribosomal subunit, the universal bacterial primers 341f and 907r were used (casamayor et al., 1999). all reactions were performed in a final volume of 25 µl containing 0.2 µm of each primer, 0.25 mm deoxynucleotide triphosphates mixture, 1x buffer, 2.5 mm mgcl2 and 0.025 u µl-1 of taq polymerase (taq polymerase kit, promega) and 2 µl as dna template. the program used consisted of 35 cycles with an initial denaturation phase at 94°c for 1 min, an annealing step at 54°c for 1 min and a final extension phase of 72°c for 458 agron. colomb. 29(3) 2011 10 min (muyzer et al., 1993). the pcr product was verified by electrophoresis in agarose 1% (w/v) (120 v for 40 min) (sambrook and russell, 2001). sequence analysis and determination of the taxonomic affiliation sequences were analyzed using the blast program standalone version, using the smith-waterman algorithm (v. 2.2.9) from the national center of biological information (ncbi) page and alignments were compared against the rdp database (ribosomal database project) (v. 10). statistical analysis the data that did not meet the requirements of normality and homogeneity of variances were transformed using logarithm base 10. to evaluate the effect of different land uses on the density of nb and db, analysis of variance and tukey-kramer test (p≤0.05), using the jmp statistical program (v.9.0), were used. to determine the relationship between soil physicochemical factors on the density of nb and db, pearson correlation analysis was performed. results and discussion physicochemical analysis in general, soils of the study were characterized by a low ph (4.9-6.3) (tabs. 1 and 2). this could be related mainly to the type of fertilizer used and the low buffering capacity of soil (donahue et al., 1981). during the oxidation process of nh4+ by microorganisms, soil acidification occurs as a result of the continuous release of h+ (kemmitt et al., 2006). additionally, the metabolism of microorganisms and roots generates co2 and soluble organic acids, decreasing the ph and behave as free acids of the soil (inselsbacher et al., 2010). our data showed a significant effect of land use on the ph, where forests had significantly lower ph values in the two river basins (p≤0.05) (tables 1 and 2). these land uses had higher organic matter content, which when is decomposed, release active carboxylic and phenolic groups, behaving as weak acids, acidifying the soil (ritchie and dolling, 1985). forest and guadua values were significantly higher for humidity and lower for temperature (p ≤0.05) (tabs. 1 and 2). this may be associated with the presence of a large tree cover in the forests which generates more leaf loss input, less solar radiation and decreased wind speed, factors that contribute to lower temperatures and evaporation processes (sylvia et al., 2005). on the other hand, higher temperatures and lower humidity was observed in pasture and onion uses (tables 1 and 2), possibly caused by the absence of tree cover and the use of conventional agricultural management practices (tillage and overgrazing), which cause soil compaction affecting water infiltration processes (murgueitio, 2003; yanine, 2010). finally, in forests and some guadua sites, the observed lowest values of nitrates could be due to the slow processes of mineralization that could limit the growth of db (azam et al., 1995). table 1. comparison of physicochemical parameters in la vieja river basin during study. la vieja land use ph humidity (%) t° n-no3 (mg kg-1) june, 2006 forest 4.9±1.06 36.6±10.3 19.7±2.19 1.42±0.45 guadua 5.5±0.24 39.9±6.8 22.2±0.14 1.97±0.12 uscf 5.3±0.29 34.8±6.3 22.9±0-64 1.69±0.19 pasture 5.2±0.84 32.7±5.0 24.6±2.5 1.70±0.44 october, 2006 forest 5.0±0.41 32.1±12.0 18.2±1.84 1.40±0.06 guadua 6.3± 0.11 23.6±8.24 22.8±0.30 1.49± 0.03 uscf 6.0±0.43 21.6±6.39 22.4±0.71 1.50±0.34 pasture 5.6±0.80 21.2±6.85 26.3±2.83 1.62±0.05 table 2. comparison of physicochemical parameters in otún river basin during study. otún land use ph humidity (%) t° n-no3 (mg kg-1) june, 2006 forest 4.9±0.58 41.3±8.07 18.3±0.10 1.31±0.08 guadua 5.4±0.24 39.2 ±2.48 18.0 ±0.49 1.74±0.20 onion 6.1±0.25 30.3±3.99 23.0±0.97 1.77±0.58 pine plantation 5.5±0.51 37.9±7.27 20.7±0.96 1.54±0.65 october, 2006 forest 5.4±0.18 26.9±12.0 13.9±2.88 1.33±008 guadua 5.8± 0.17 27.1±8-24 16.5±8.57 1.42± 0.04 onion 5.8±0.17 25.3±6.39 21.1±2.10 1.83±0.17 pine plantation 5.7±0.31 31.5±6.85 18.43±1.41 1.55±0.07 459vallejo, gómez, cubillos, and roldán: effect of land use on the density of nitrifying and denitrifying bacteria in the colombian coffee region optimal culture conditions for the growth of nb and db for all the land uses evaluated, there were significantly higher densities of aob and nob using nahco3 (0.125 g l-1) as a carbon source (p≤0.05) (data not shown). additionally, the use of this compound facilitated the reading of the positive wells, reducing turbidity and minimizing evaporation of the culture medium. we selected the concentration of 0.5 g l-1 (nh4)2so4 for aob, which has been previously reported (aakra et al., 1999; bruns et al., 1999) and 0.035 g l-1 of nano2 was selected for nob as an energy source (stienstra et al., 1993). for db a mixture of ethanol and sodium acetate as a carbon source were selected (gómez, 2008). nb and db densities in the different land uses aob densities for the first se did not differ significantly between the different land uses (p≤ 0.05), although pastures and uscf had higher densities (fig. 1). for the second se, there was a significant decrease in aob counts in uscf (la vieja) and forest (otún) (p≤0.05) (fig. 1). additionally, onion and forest (otún) had aob densities significantly higher and lower, respectively (p≤0.05), which may be associated with ph values observed in these land uses. it is well known that in agricultural soils, the density and activity of aob decreases when the ph is below 5.5 or above 9.0, the optimum ph for nitrification is between 7.6-8.0 (atlas and bartha, 2002; nugroho et al., 2007), therefore, significantly lower values of ph present in the forest and higher in onion (table 2) may have affected aob density. for all land uses assessed, aob showed positive correlations (p≤0.05) with ph, nitrates and temperature (r2 = 0.95, 0.85, 0.70, respectively) and negatively with moisture (r2 = -0.84). this could be related to increased moisture in the soil that could reduce the availability and transfer of oxygen, this being the final electron acceptor needed for the oxidation of ammonia. nob densities in la vieja were significantly lower (p≤0.05) for the second se (fig. 2). unlike aob, nob did not differ significantly between land uses for any se, but the forest and onion counts were lower and higher, respectively, for otún (p≤0.05) (fig. 2). in general, higher counts of nb and mainly aob in the land uses pasture, uscf and onion can be associated with implemented agricultural management practices, which involve the addition of nitrogen fertilizers (npk-15: 15: 15, urea and organic fertilizers: cattle and poultry manure) that produce an increased availability of ammonium for nb (hayden et al., 2010; inselsbacher et al., 2010). the results are in agreement with previous studies which shown that agricultural practices, such as mineral n fertilizer application, significantly alter aob populations, which subsequently impact nitrification and production rates of nitrous oxide (n2o), a potent greenhouse gas, in crop production systems (kowalchuk and stephen, 2001). additionally, the grazing and tillage activities cause changes in physicochemical properties of soil (e.g., porosity, bulk density, penetration resistance, availability of oxygen and nutrients) affecting the density of nb (mcnaughton et al., 1997; busso et al., 2001; patra et al., 2005; siavosh et al., 2000; murgueitio, 2003). on the other hand, pastures showed a positive correlation (p≤0.05) between the density of aob and nob and nitrates (r2 = 0.942 and r2 = 0.907, respectively), which is the end product of nitrification, reflecting the active role of these two microbial groups in n cycling. the low densities of nb in forests (figs. 1 and 2) could be associated with low ph values, but also with low n availability and quality of organic matter. in forests, trees are the predominant vegetation, which produce woody plant residues with high c: n ratios and high concentrations of polyphenolic compounds (kowalchuk and stephen, 2001), which have proven to be toxic and inhibitory to figure 1. aob density in la vieja (above figure) and otún (lower figure). with an average (n=6) ± 1 standard deviation. 0 1 2 3 4 5 forest guadua onion pine plantation land uses 0 1 2 3 4 5 forest guadua uscf pasture a o b d en si ty ( lo g 1 0 m n p /g ps ) june october land uses a o b d en si ty ( lo g 1 0 m n p /g ps ) 460 agron. colomb. 29(3) 2011 aob, mainly nitrosomonas (blanco, 2007; kowalchuk and stephen, 2001). the residues that have a high c:n ratio produce strong competition between nb and heterotrophs for available n in the soil, with heterotrophs leading the competition for available nh4+, decreasing its density (verhagen et al., 1995). finally, db was significantly higher in uscf and pasture (la vieja) for the first se, and for the second se was significantly higher only in pasture (p≤0.05). additionally, there was a significant decrease (p≤0.05) in counts in the second se in uscf and pasture (fig. 3). furthermore, onion (otún) presented the highest densities of db for both ses (fig. 3), with the forest and pine plantation land uses having significantly lower densities (p≤0.05). db are favored by the products generated during nitrification by nb, which also are stimulated by organic and inorganic fertilizers (ellis and pennington, 1989; hill and cardaci, 2004). thus, in pasture and onion, positive correlations were found between the densities of aob and db (r2 = 0.90 and r2 = 0.92, respectively for pasture) and nb and db (r2 = 0.84 and r2 = 0.98, respectively for onion). on the other hand, pastures showed a positive correlation between db density and nitrates (r2 = 0.981, p≤0.05), indicating that the high densities seen in this land use were favored by nitrates. these results agree with those reported by kong et al. (2010), who showed a greater abundance of nosz genes as a result of a higher input of organic c from fertilizations, which contain easily degradable c compounds, which stimulate denitrification. conversely, the low db densities in forest are possibly due to the low nb densities, which is consistent with that reported by rich et al. (2003). taxonomic identification by the 16s ribosomal subunit of aob, nob and db only 13 aob were isolated due to the difficulty in obtaining pure cultures because the heterotrophic bacterial contamination. of the strains isolated, 11 showed high similarity (98-99%) with the genus hyphomicrobium. while this genus has been widely recognized as figure 2. nob density in la vieja (above figure) and otún (lower figure). with an average (n = 6) ± 1 standard deviation. 0 1 2 3 4 5 6 forest guadua onion pine plantation 0 1 2 3 4 5 6 forest guadua uscf pasture n o b d en si ty ( lo g 1 0 m n p /g ps ) n o b d en si ty ( lo g 1 0 m n p /g ps ) land uses land uses june october figure 3. db density in land uses in la vieja and otún river basins. with an average (n = 6) ± 1 standard deviation. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 forest guadua onion pine plantation d b d en si ty ( lo g 1 0 m n p /g ps ) d b d en si ty ( lo g 1 0 m n p /g ps ) land uses june october 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 forest guadua uscf pasture land uses 461vallejo, gómez, cubillos, and roldán: effect of land use on the density of nitrifying and denitrifying bacteria in the colombian coffee region denitrifying, it has been demonstrated as being capable of using ammonium as an energy source (brook et al., 1987). the 2 others showed similarity with the genera mesorhizobium (95%) and bradyrhizobium (98%) (supplementary table s1), which have not been reported as aob, but as n-fixing (teske et al., 1994; compton et al., 2004). for nob, 7 isolates were found; 6 of them had high similarity (97-100%) with the species oligotropha carboxidovorans and the remaining one presented similarity (100%) with rhodopseudomonas palustris (table supplementary s2), which are phylogenetically related with each other and to genera reported as nitrite oxidizers (meyer, 2005; aamand et al., 1996). as for db, 30 of the 39 isolates were identified, and 9 of them showed similarity (92-99%) with partial 16s rrna sequences for non-cultivable bacteria. the genera found in la vieja corresponded to pseudomonas, klebsiella, citrobacter, and microvirgula, while in otún the genera found corresponded to klebsiella, bacillus, enterobacter, microvirgula, and pantoea., these genera correspond to the β-proteobacteria, γ-proteobacteria and bacillales subdivisions (supplementary table s3), that have been previously reported by other studies (cofman and levine, 1986; patureau et al., 2000; rösch et al., 2002; braker and tiedje, 2003; dandie et al., 2007; morozkina and zvyagilskaya, 2007). on the other hand, the genus bacillus was only found in uscf and onions, and has been reported as one of the most representative microorganisms in altered soils (dandie et al., 2007). conclusions land use had a significant effect on nb and db densities. in addition, the higher densities of these microorganisms were observed in pastures, uscf and onion. land use and land management practices (e.g., use of nitrogen fertilizers, tillage and grazing) had an effect on the densities of these bacteria associated with the n cycle. on the other hand, aob densities were significantly different in the evaluated land uses, suggesting its use as a potential indicator of soil quality. on the other hand, forests had the lowest aob densities, possibly due to reduced availability of n and release of allelopathic compounds. moreover, although not taxonomically identified, nb bacterial genera and species were found involved in n cycling and closely related to the genera nitrosomonas and nitrosospira, which are reported as abundant in agricultural soils. as for db, all sequences related to genera and species previously reported in agricultural soils were found. acknowledgement thanks to the centro de investigación en biodiversidad y recursos genéticos (research center for biodiversity and genetic resources) (ciebreg)-colciencias and the vicerrectoría académica de la pontificia universidad javeriana for funding for this study. bibliography aakra, a., j. utaker, i. nes, and l. bakken. 1999. an evaluated improvement of the extinction dilution method for isolation of ammonia-oxidizing bacteria. j. microbiol. meth. 39, 23-31. aamand, j., t. ahl, and e. spieck. 1996. monoclonal antibodies recognizing nitrite oxidoreductase of nitrobacter hamburgensis, n. winogradskyi, and n. vulgaris. appl. environ. microbiol. 62(7), 2352-2355. allison, s.d. and j.b.h. martiny. 2008. resistance, resilience, and redundancy in microbial communities. proc. natl. acad. sci. usa 105, 11512-11519. atlas, r.m. and r. bartha. 2002. ecología microbiana y microbiología ambiental. addison wesley, madrid. avrahami, s. and b. bohannan. 2007. response of nitrosospira sp. strain af-like ammonia oxidizers to changes in temperature, soil moisture content, and fertilizer concentration. appl. environ. microbiol. 73(4), 1166-1173. azam, f., r. mulvaney, and e. simmons. 1995. effects of ammonium and nitrate on mineralization of nitrogen from leguminous residues. biol. fertil. soils. 20, 49-52. bigelow, c., d. bowman, and a. wollum. 2002. characterization of soil microbial population dynamics in newly constructed sand-based root zones. crop sci. 42(5), 1611-1614. blanco, j. 2007. the representation of allelopathy in ecosystem-level forest models. ecol. modell. 209, 65-77. bock, e., and wager, m. 2006 oxidation of inorganic nitrogen compounds as an energy source. in: dworkin, m., falkow, s., rosemberg, e., schleifer k-h., stackebramdt, e. 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y paola andrea cabal3 agronomía colombiana 26(2), 177-185, 2008 las semillas vivas que no germinan fácilmente se conocen como latentes y en algunas ocasiones requieren tratamientos especiales para hacerlo. hay especies para las que se desconoce la manera como logran la germinación e incluso se ignoran con frecuencia los mecanismos que convierten en latentes las semillas de una especie determinada. con el propósito de desarrollar nuevas tecnologías que contribuyan al mejoramiento de la germinación, este trabajo examinó el efecto de campos magnéticos con intensidades de 5 mt y de 10 mt sobre la germinación de semillas de arroz (oryza sativa l.) y tomate (solanum lycopersicum l.). igualmente se estudió el incremento de biomasa en plántulas de las mismas especies. semillas de o. sativa y l. esculentum fueron expuestas a los campos magnéticos durante periodos de tiempo de 1, 10, 20 y 60 min, 24 y 48 h. para los experimentos se utilizaron cajas de petri y macetas de icopor. se realizaron 14 tratamientos con 4 repeticiones cada uno para cada especie. los resultados obtenidos indican efectos positivos en la germinación de las semillas de o. sativa para tiempos de exposición de 1 min y 48 h. en las semillas de s. lycopersicum el tiempo de exposición de 10 min mostró efectos positivos respecto al testigo. las plántulas de s. lycopersicum presentaron un incremento más rápido de biomasa (longitud y peso) en la segunda semana con los tratamientos t3, t5, t6 y t10. palabras clave: biomasa, intensidad magnética, semillas latentes. seeds that are unable to germinate easily are known as dormant ones and, in some cases, special treatments are required to make them germinate. there are some species, for that the way to achieve germination of seeds is not known and the mechanisms that make seeds become dormant are often ignored. in order to develop the new technologies that may contribute to improvement of germination in dormant seeds, this research examined the effect of magnetic fields with strengths of 5 mt and 10 mt over the germinating process of rice (oryza sativa l.) and tomato (solanum lycopersicum l.) seeds. the increase of biomass in seedlings belonging to these species was also studied. the o. sativa and s. lycopersicum seeds were exposed to magnetic fields at periods of time 1, 10, 20, and 60 min and 24 and 48 h. petri dishes and styrofoam flowerpots were used for the experiments. fourteen treatments were made with four replicates per species. the results showed positive effects over the seed germination in o. sativa seeds with exposure times of 1 min and 48 h. in s. lycopersicum seeds, a 10 min-exposure showed positive effects as compared with control seeds. the seedlings from these species presented the faster increase on biomass (length and weight) along the second week with treatments t3, t5, t6, and t10. key words: biomass, magnetic strength, dormant seeds. introducción un evento esencial dentro de la biología de las semillas es la germinación, proceso en el que ocurren cambios fisiológicos en su interior cuando se rompen las barreras que permiten la difusión del agua y los gases respiratorios. en la mayoría de las semillas, la germinación termina con la emergencia de la radícula a través de las cubiertas seminales. para que una semilla germine se requieren ciertas condiciones favorables de humedad, temperatura, luz y oxígeno; cuando una semilla viva no germina en condiciones favoagronomia 26-2 -profe194).indd 177 06/10/2008 19:39:53 178 agron. colomb. 26(2) 2008 rables se considera que está en estado latente (montes de gómez, 1990). aunque no se conocen completamente los procesos que ocurren durante la germinación de la semilla, se pueden resumir en los siguientes: absorción de agua, iniciación de la actividad enzimática con incremento de la velocidad de respiración, asimilación y traslocación de las reservas alimenticias y alargamiento y división celular, dando lugar a la emergencia de la raíz y la plúmula (hartman y kester, 1988). los campos magnéticos superiores al campo magnético de la tierra producen efectos sobre los organismos biológicos (ueno, 1996). de acuerdo con shimazaki y shikuoka (1986), las semillas afectadas por campos magnéticos germinan con mayor intensidad. jristova (1986) y savelev (1988) propusieron que el efecto biológico del tratamiento magnético en las semillas depende de varios factores, entre los que se mencionan el régimen del tratamiento y la humedad de las semillas a tratar. por otra parte, otros autores opinan que el efecto estimulador del campo magnético sobre los objetos biológicos puede atribuirse a un incremento de la actividad enzimática (ghole, 1986; osipova, 1990) y al aumento de la eficiencia de los procesos relacionados con la división celular (pittman, 1965); sin embargo, otras opiniones sugieren que es debido a cambios producidos en la permeabilidad de las membranas y a la sensibilidad de los mecanismos de transporte a través de ellas (newman, 1987; osipova, 1990). con relación a incrementos en la germinación, se han obtenido resultados positivos: en semillas de arroz (martínez et al., 1999) y cebada (martínez et al., 2000), trabajando con intensidades de 150 mt y tiempos de exposición de 1, 10, 20, 60 min, 24 h y exposición crónica; en semillas de tabaco (aladjadjiyan y ylieva, 2003) y en maíz (aladjadjiyan, 2002), trabajando con campos de 150 mt; en bellotas de alcornoque (celestino et al., 2000); en semillas de mostaza, con incrementos en su producción (edmiston, 1972). igualmente, se han examinado otras variables fisiológicas para las etapas de crecimiento en distintos cultivos de interés agronómico y forestal (pittman, 1963 y 1972; pittman y ormrod, 1971; namba et al., 1995), para el crecimiento en plantas de tomate (dayal y shing, 1986) e incrementos en su producción (de souza y garci,1999; de souza et al., 2006) y para el algodón (leelapriya et al., 2003). muraji et al. (1998) hablan sobre el crecimiento radicular en el maíz. los efectos sobre frutos inmaduros de tomate han sido estudiados por boe y salunkhe (1963). los posibles efectos estimulantes de los campos magnéticos sobre el incremento de la germinación de semillas y el aumento de biomasa en plantas de diferentes especies han sido reportados desde hace varias décadas (audus, 1960). sin embargo, los mecanismos que producen esos efectos no se han precisado y phirke et al. (1966) sugieren que, medidas como el incremento en longitud y peso de las plantas, podrían explicarse por cambios bioquímicos y alteraciones en la actividad enzimática. por otra parte, takimoto et al. (2001) reportaron que la utilización de campos magnéticos de baja frecuencia en la germinación de semillas puede suprimir los efectos adversos generados por condiciones de altas temperaturas y humedades, pero dependiendo de la intensidad y frecuencia del campo magnético utilizado (staselis y duchovskis, 2004). los estudios bioquímicos de semillas después de tratamientos magnéticos muestran un incremento en la actividad de α-amilasa, lo que indica un incremento en la producción de la hormona vegetal giberelia y la actividad de la enzima hidrolítica fosfatasa ácida. la respuesta de semillas a campos magnéticos de intensidad variable demuestra la posibilidad de controles electromagnéticos en los procesos de crecimiento (kalinin et al., 2005). sin embargo, el elevado número de factores que intervienen en la interacción campo magnético-ser vivo dificulta el establecimiento de mecanismos de acción, por lo que deben tener mayor comprobación (carbonell et al., 2005). materiales y métodos el proyecto se llevó a cabo en la universidad del valle, sede meléndez-cali, en los laboratorios de fitopatología y la estación experimental de biología, en donde se realizaron ensayos de germinación y de crecimiento. las semillas utilizadas para los ensayos, o. sativa y s. lycopersicum (solanaceae), fueron suministradas por semillas del valle, con registros de germinación superiores a 90%. se utilizaron imanes de material cerámico de baja intensidad (5 mt y 10 mt), de configuración toroide. los imanes de 5 mt con diámetro externo de 6 cm, interno de 3,5 cm y altura de 10 mm y los imanes de 10 mt con diámetro interno de 4 cm, externo de 8 cm y altura de 15 mm. por cada intensidad del campo magnético, se emplearon 6 tiempos de exposición de las semillas (tabla 1). se usó un testigo o control (c) por cada campo de exposición. para cada uno de los tratamientos y el control se realizaron 4 repeticiones. agronomia 26-2 -profe194).indd 178 06/10/2008 19:39:53 torres, díaz y cabal. efecto de campos magnéticos en la germinación... 179 ensayos de germinación se tomó como medida de germinación la emergencia de la radícula. los ensayos de germinación se realizaron a temperatura ambiente (temperatura promedio 25 °c) y se utilizó como sustrato papel de filtro humedecido con 10-15 ml de agua destilada estéril. las semillas se colocaron en cajas de petri de vidrio y 90 mm de diámetro. para cada uno de las especies estudiadas y de acuerdo con las normas ista, en cada caja de petri se colocaron 25 semillas distribuidas de manera circular y se humedecieron inicialmente durante 2 h en agua destilada, con el fin de partir de condiciones iguales de imbibición; posteriormente se expusieron a tratamientos magnéticos, colocando las distintas cajas de petri sobre la cara norte de uno de los imanes, que se encontraban distribuidos al azar sobre una superficie plana. se realizaron 4 repeticiones para cada tratamiento, incluido el control, y en cada uno de los tratamientos se evaluó el porcentaje de germinación. las semillas germinadas se iban retirando para facilitar conteos posteriores. ensayos de crecimiento se utilizaron recipientes de icopor con 500 g de suelo, que fueron humedecidos con 50 ml de agua destilada. en cada recipiente se colocaron 6 semillas y se cubrieron con una capa de 3 cm de suelo. finalmente se añadieron otros 20 ml de agua. transcurridas 24 h, se colocaron al azar los recipientes sobre la cara norte de un imán. después de dos semanas de crecimiento, las plántulas se retiraron de los recipientes, teniendo cuidado de no dañar la parte radicular; se lavaron y se hicieron las mediciones de longitud total, longitud del tallo, peso seco total y peso seco del tallo para cada una de las plantas. análisis estadístico para el análisis estadístico se utilizó el programa spss 13.0, que compara los valores obtenidos para cada uno de los tratamientos con el obtenido al tiempo de exposición 0 (control). se consideraron como significativos los resultados obtenidos para niveles de confianza de 95% y 99%, que corresponden a diferencias muy significativas (p<0,01) y significativas (p<0,05). en los análisis de varianza se utilizó un diseño factorial para dos factores: factor a, tiempos de exposición; factor b, intensidad magnética y la interacción de los dos factores en los tratamientos t1-t12 . a los análisis de varianza que mostraron diferencias significativas (95% de confianza y p<0,05 y 99% de confianza y p<0,01) se les aplicó la prueba de tukey, con el fin analizar cada factor de manera independiente. cuando la interacción de los factores resultó significativa, se realizó la prueba de contrastes ortogonales, para encontrar cuál combinación (tratamientos) de los factores era la más significativa. el modelo factorial cumple con los siguientes supuestos: los residuales siguen una distribución normal, se cumple el principio de independencia y la varianza es constante. resultados y discusión ensayos de germinación para arroz para todos los tratamientos con o. sativa los resultados obtenidos señalan mayores porcentajes de germinación que en el control, presentando diferencias significativas a 86 y 116 h de iniciado el ensayo. los tiempos de exposición magnética en los tratamientos t1, t6, t7 y t12 mostraron las mejores respuestas, independientemente de la intensidad del campo. las semillas de o. sativa comenzaron a germinar 62 h después de iniciado el experimento, finalizando su proceso germinativo a las 122 h. los resultados obtenidos para porcentajes de germinación muestran que las semillas de arroz alcanzaron a las 86 h porcentajes de germinación superiores al control entre 6%-11%. a las 116 h la germinación de los tratamientos continuó siendo mayor que el control, pero la diferencia en los porcentajes de germinación entre las semillas tratadas y el control se redujo a 3% y 7%, respectivamente. el análisis de varianza para la germinación de las semillas de arroz muestra que no existen diferencias significativas entre las dos intensidades (5 mt y 10 mt), pero sí que se tabla 1. dosis magnéticas aplicadas a semillas de oryza sativa y solanum lycopersicum, en función del tiempo de exposición y la intensidad del campo magnético. tratamientos tiempo de exposición intensidad del campo magnético i1 (5 mt) i2 (10 mt) 0 c c 1 min t1 t7 10 min t2 t8 20 min t3 t9 60 min t4 t10 24 h t5 t11 48 h t6 t12 c, muestra de control agronomia 26-2 -profe194).indd 179 06/10/2008 19:39:54 180 agron. colomb. 26(2) 2008 presentan diferencias en los resultados, respecto al tiempo de exposición a la intensidad del campo magnético (tablas 2 y 3). los análisis muestran que no existen diferencias significativas al interactuar los diferentes factores, es decir, al exponer las semillas por determinado tiempo a una intensidad de campo magnético. los resultados obtenidos coinciden con lo reportado por martínez et al. (1999) y carbonell et al. (2000), quienes encontraron incrementos en el porcentaje de germinación en semillas de o. sativa, utilizando campos magnéticos de 150 mt y 250 mt. el tratamiento crónico a una exposición magnética de 150 mt incrementó el porcentaje de germinación en 18%; también se obtuvieron diferencias significativas para semillas expuestas a exposiciones magnéticas de 250 mt por 20 min, con un aumento reportado de 12% (carbonell et al., 2000). al comparar los resultados obtenidos en el presente estudio con los presentados por martínez et al. (1999) y carbonell et al. (2000), se aprecia que al aumentarse la intensidad del campo magnético, se incrementa la diferencia en los porcentajes de germinación, con respecto al control. en las figuras 1a y 1b se observan los porcentajes de germinación de o. sativa para todos los tratamientos usados en el proceso. para las semillas de o. sativa los tratamientos más significativos a las 86 h fueron t1 y t6, con los que se obtuvieron porcentajes de germinación de 71% y 70%, respectivamente; a las 116 h, para estos mismos tratamientos se presentó un tabla 2. anova de la germinación de las semillas de oryza sativa expuestas a un campo magnético. tiempo de exposición, 86 h. suma de cuadrados grados de libertad cuadrados medios f sig. modelo corregido 27,714 13 2,132 2,326 0,020 ns tipo de imán (5-10 mt) 0,643 1 0,643 0,701 0,407 ns tiempo de exposición 24,464 6 4,077 4,448 0,001** tipo de imán tiempo de exposición 2,607 6 0,435 0,474 0,824 ns error 38,500 42 0,917 total 15.912,000 56 modelo corregido 66,214 55 ns, no significativo ** diferencias muy significativas al 99% (p<0,01) tabla 3. anova de la germinación de las semillas de oryza sativa expuestas a un campo magnético. tiempo de exposición, 116 h. suma de cuadrados grados de libertad cuadrados medios f sig. modelo corregido 25,589 13 1,968 1,395 0,202ns tipo de imán (5-10 mt) 0,018 1 0,018 0,013 0,911ns tiempo de exposición 21,714 6 3,619 2,565 0,033* tipo de imán tiempo de exposición 3,857 6 0,643 0,456 0,837ns error 59,250 42 1,411 total 31.815,000 56 modelo corregido 84,839 55 ns, no significativo * diferencias significativas al 95% (p<0,05) agronomia 26-2 -profe194).indd 180 06/10/2008 19:39:54 torres, díaz y cabal. efecto de campos magnéticos en la germinación... 181 porcentaje de germinación de 95% y 98%, respectivamente. en ambos casos hubo diferencias signifi cativas con respecto al control. también se observó a las 86 h un porcentaje de germinación de 73% para el t7 y de 69% para el t12, mientras que el control tuvo un 65%. a las 116 h, estos mismos tratamientos obtuvieron porcentajes respectivos de germinación de 96% y 99%, mientras que para el control fue de 92%. para verifi car los datos obtenidos en el anova y determinar cuáles tratamientos presentaron diferencias signifi cativas, se realizó un test de tukey, que determinó una diferencia signifi cativa para el tiempo de exposición de 1 min (t1 y t7). también se observaron diferencias signifi cativas para el tiempo de exposición de 48 h (t6 y t12), con un nivel de confi anza de 95%. ensayo de germinación para tomate las semillas de s. lycopersicum comenzaron a germinar a las 48 h, terminando su proceso germinativo a las 140 h (tablas 4 y 5). los resultados obtenidos muestran que las semillas de s. lycopersicum presentaron diferencias signifi cativas a 72, 94, 98 y 121 h de llevarse a cabo el ensayo (fi gura 2). el mayor porcentaje de germinación fue para el t2 a las 94 h, con un porcentaje de germinación de 66%; este mismo tratamiento a las 72 h presentó un porcentaje de germinación de 54%. para el t7, el mayor aumento en el porcentaje de germinación frente al control fue a las 94 h, y a las 121 h mostró un porcentaje de germinación de 94%. para el tiempo de exposición de 48 h, el t6 presentó mayores incrementos con 94 y 121 h, y un porcentaje de germinación de 61% y 93%, respectivamente. los tratamientos t2, t6 y t8 mostraron la mejor respuesta. el porcentaje de germinación más alto fue para el t2 a las 94 h, con un porcentaje de incremento de 17% frente al control. el porcentaje se mantuvo casi constante para este tratamiento hasta las 72 h. el análisis estadístico mostró diferencias signifi cativas para los tiempos de exposición de 72, 94, 98 y 121 h. en la prueba figura 1. porcentajes de germinación de semillas de oryza sativa en relación con el tiempos de exposición a dos intensidades magnéticas: a) imán 5 mt, tratamientos t1-t6 y b) imán 10 mt, tratamientos t7-t12. agronomia 26-2 -profe194).indd 181 06/10/2008 19:39:55 182 agron. colomb. 26(2) 2008 de tukey se puede observar que el tiempo de exposición que mostró mayor diferencia fue el de 10 min (t2 y t8). de souza y garci (1999) estudiaron el efecto del tratamiento magnético de semillas de tomate sobre la germinación y el crecimiento de las plántulas en condiciones controladas, con tres niveles de intensidad de campo magnético constante (80, 100 y 170 mt) y tiempos diferentes de exposición (1, 3, 5, 10, 15, 20 y 25 min), observando aumentos en los porcentajes de germinación a los 5 d. en la germinación, los análisis de varianza mostraron que no existen diferencias signifi cativas. ensayos de crecimiento para arroz (o. sativa) aunque en apariencia los resultados mostraron diferencias signifi cativas de biomasa (peso y longitud total de las plántulas) con respecto al control, el análisis estadístico indica que estas diferencias no son signifi cativas. el tiempo de exposición, la intensidad del campo o la interacción de ambos no presentaron diferencias signifi cativas en el crecimiento o el peso total de las plantas. es posible que las intensidades de campo magnético utilizadas no sean sufi cientemente altas para estimular el aumento de la biomasa de las plantas de o. sativa. ensayos de crecimiento para tomate el análisis de varianza de la longitud total en s. lycopersicum mostró que sólo la interacción de los factores intensidad del campo magnético y tiempo de exposición presentó diferencias estadísticamente signifi cativas, con 99% de confi anza. el análisis post-anova indica que los tratamientos t3, t5, t6, y t7 lograron superar las medidas de longitud figura 2. porcentajes de germinación de semillas de solanum lycopersicum en relación con el tiempos de exposición a dos intensidades magnéticas: a) imán 5 mt, tratamientos t1-t6 y b) imán 10 mt, tratamientos t7-t12. agronomia 26-2 -profe194).indd 182 06/10/2008 19:39:56 torres, díaz y cabal. efecto de campos magnéticos en la germinación... 183 total obtenidas en el control. para estos tratamientos los porcentajes de incremento variaron entre 8% y 18%, con respecto al control. la evaluación independiente del tiempo de exposición y la intensidad de los imanes no mostró diferencias significativas. por el contrario, la evaluación conjunta de ambos factores presentó resultados similares a los obtenidos por de souza y garci (1999), quienes al estudiar el crecimiento de plántulas de tomate encontraron estímulos positivos entre 5% y 25%, para 12 de 21 tratamientos estudiados, señalando que la acción conjunta de niveles de intensidad del campo y tiempo de exposición permite mejores desarrollos en el crecimiento de las plántulas. los tratamientos t5 y t10 mostraron un incremento en el peso total de 18%, con respecto al control. el aumento de biomasa en algunos tratamientos de s. lycopersicum coincide con lo reportado en otros trabajos sobre plantas de especies diferentes; martínez et al. (2002) encontraron incrementos en longitud y peso en las plantas de triticum aestivum, a las que les aplicaron dos intensidades de campo magnético (6.217 y 24.868 j m-3) durante 1, 10, 20, 60 min y 24 h, obteniendo diferencias significativas para el tratamiento crónico, que presentó incrementos en longitud y peso con relación al control. para la primera intensidad magnética, en cuanto a la longitud se alcanzó un incremento de 7,3% y en peso, de 17,6%; para la segunda intensidad magnética, la longitud aumentó en 30,9% y el peso, en 29,9%. conclusiones los resultados obtenidos en este experimento muestran que los campos magnéticos estacionarios de pequeña intensidad (5 mt y 10 mt) estimulan la germinación de las semillas de arroz y tomate, al igual que el crecimiento de plántulas de tomate. el tiempo de exposición fue el factor de mayor tabla 4. anova de la germinación de semillas de solanum lycopersicum expuestas a un campo magnético. tiempo de exposición: 72 h. suma de cuadrados grados de libertad cuadrados medios f sig. modelo corregido 19,089 13 1,468 2,836 0,005 tipo de imán (5-10 mt) 0,161 1 0,161 0,310 0,580 ns tiempo de exposición 12,214 6 1,119 3,931 0,003** tipo de imán tiempo de exposición 6,714 6 0,518 2,161 0,066 error 21,750 42 0,387 total 8.177,000 56 modelo corregido 40,839 55 ns, no significativo ** diferencias muy significativas al 99% (p<0,01) tabla 5. anova de la germinación de semillas de solanum lycopersicum expuestas a un campo magnético. tiempo de exposición: 94 h. suma de cuadrados grados de libertad cuadrados medios f sig. modelo corregido 33,089 13 2,545 4,152 0,000 tipo de imán (5-10 mt) 0,875 1 0,875 1,427 0,220 ns tiempo de exposición 31,214 6 5,202 8,485 0,000** tipo de imán tiempo de exposición 1,000 6 0,167 0,272 0,945 error 25,750 42 0,613 total 12.331,000 56 modelo corregido 56,839 55 ns, no significativo ** diferencias muy significativas al 99% (p<0,01) agronomia 26-2 -profe194).indd 183 06/10/2008 19:39:57 184 agron. colomb. 26(2) 2008 incidencia en la germinación de las semillas de o. sativa y solanum lycopersicum. la interacción de los dos factores (tiempo e intensidad) sólo resultó ser significativa en las plantas de s. lycopersicum. la exposición a los campos magnéticos de 5 mt y 10 mt tuvo efecto positivo en la germinación de o. sativa para tiempos de exposición de 1 min y 48 h. la mayor incidencia de los campos magnéticos sobre la germinación de s. lycopersicum se presentó cuando las semillas se expusieron durante 10 min y 48 h. durante las dos semanas del ensayo, en las plantas de s. lycopersicum se presentó un incremento de la biomasa (longitud y peso total de las plantas) entre 8%-18%, comparado con el control, para los tratamientos t3, t5, t6 y t10. los campos magnéticos de baja intensidad mostraron incidencia en el aumento de la germinación de las semillas de tomate y arroz y un incremento mayor de la biomasa en las plantas de tomate. literatura citada aladjadjiyan, a. 2002. study of the influence of magnetic field on some biological characteristics of zea mays. central europ. agr. 3(2), 89-94. aladjadjiyan, a. y t. ylieva. 2003. influence of stationary magnetic field on the early stages of development of tobacco seeds (nicotina tabacum l). central europ. agr. 4(2), 132-136. audus, l.j. 1960. magnetotropism: a new plant-growth response. nature 185, 132-134. boe, a.a. y d.k. salunkhe. 1963. effect of magnetic fields on tomatoes ripening. nature 199, 91-92. carbonell, m.v., e. martínez y j.m. amaya. 2000. stimulation of germination in rice (oryza sativa l.) by a static magnetic field. electromagn. biol. and med. 19(1), 121-128. carbonell, m.v., e. martínez y m. flores. 2005. influencia de campos magnéticos estacionarios de 125 mt en la germinación de semillas de girasol. revista eidenar 1(3), 34-39. celestino, c., m. picazo y m. toribio. 2000. influence of chronic exposure to an electromagnetic field on germination and early growth of quercus suber seeds: preliminary study. 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fue más agresiva la sigatoka negra en el área de estudio. la mayor población de conidias en d. hartón y áfrica se presentó en etapas de prefloración y llenado del racimo; en los híbridos fhia-20 y fhia-21 coincidió con la etapa de floración. incrementos graduales de temperatura, precipitación intensa intercalada con periodos secos y aumento en la humedad foliar favorecieron la incidencia y severidad de las sigatokas. in colombia, black and yellow sigatokas, caused by mycosphaerella fijiensis and m. musicola, respectively, are two of the major diseases that affect plantain cultivation. although there is information about their presence, their appearance according to plant development and environmental conditions is unknown. this research was conducted at the experimental station of montelindo (university of caldas), located at 1,050 m a.s.l., annual mean temperature 22.8 ºc, rainfall 2,200 mm and relative humidity 76%. rhizomes of dominico hartón, africa, fhia-20 and fhia-21 were sown following a random block design with four repetitions and 10 plants per repetition. disease incidence and severity, fungi spores counting and climatic elements data was recorded from planting through harvesting stages. five development stages were defined for the crop: emergency, seedling, pre-bloom, bloom, and physiologic maturity. the sigatokas appeared from seedling stage and remained during the entire cultivation cycle, with the black sigatoka being more aggressive in the study area. the highest conidia population in d. hartón and africa was recorded in pre-bloom and filled bunch stages; the hybrids fhia-20 and fhia-21 coincided with the bloom stage. gradual increases of temperature, intense precipitation followed by dry periods and high foliar humidity, favored disease incidence and severity. key words: musa spp., hybrids, cultivars, caldas, diseases.palabras clave: musa spp., híbridos, cultivariedades, caldas, enfermedades. fecha de recepción: 19 de mayo de 2008. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 1 programa de maestría en fitopatología, facultad de ciencias agropecuarias, universidad de caldas, manizales (colombia). mayary@terra.com 2 profesor titular, departamento de fitotecnia, facultad de ciencias agropecuarias, universidad de caldas, manizales (colombia). jairo.castano_z@ucaldas.edu.co agronomía colombiana 26(3), 435-442, 2008 incidencia y severidad de las sigatokas negra (mycosphaerella fijiensis morelet) y amarilla (mycosphaerella musicola leach et mulder) del plátano según los estados fenológicos incidence and severity of black (mycosphaerella fijiensis morelet) and yellow (mycosphaerella musicola leach et mulder) sigatokas of plantain according to the phenological stages mayary torrado-jaime1 y jairo castaño-zapata2 introducción los bananos y plátanos son el cuarto cultivo alimentario más importante del mundo, después del arroz, el trigo y el maíz (arias et al., 2004). en colombia el cultivo del plátano ha sido un sector tradicional de la economía campesina, de subsistencia para pequeños productores, de alta dispersión geográfica y de gran importancia socioeconómica desde el punto de vista de seguridad alimentaria y de generación de empleo (martínez et al., 2006). con un área total de cultivo de aproximadamente 397.378 ha y un nivel de producción de 3'348.334 t en 2004, el país se mantiene como el segundo productor mundial de plátano y como primer exportador. sin embargo, los problemas sanitarios de las sigatokas amarilla y negra y el moko, más los bajos niveles de inversión en el cultivo, son las principales causas de 436 agron. colomb. 26(3) 2008 pérdida competitiva, pues han afectado severamente la productividad de los cultivos y la calidad de la producción para exportación (martínez et al., 2006). en el país, la sigatoka negra y la sigatoka amarilla se encuentran entre las nueve enfermedades principales que afectan actualmente la producción de plátano (martínez et al., 2006). la sigatoka negra es causada por el hongo fitopatógeno mycosphaerella fijiensis morelet, anamorfo paracercospora fijiensis (morelet) deigthon. la sigatoka amarilla es originada por el hongo mycosphaerella musicola leach ex mulder, anamorfo pseudocercospora musae (zimm.) deighton. el ciclo de vida de estos hongos está influenciado principalmente por las condiciones climáticas, la clase de hospedante, la variabilidad del patógeno, los sistemas de explotación y el manejo de los cultivos. inicia con la germinación de las esporas, que son liberadas y dispersadas de manchas de hojas infectadas, por acción del agua y el viento, y se depositan sobre hojas libres de la enfermedad (merchán, 1997). los peritecios, que se forman debido a la fecundación de las hifas sexuales mediante espermacios compatibles, durante el tiempo cálido, expulsan violentamente sus ascosporas cuando se humedecen. estas ascosporas son diseminadas por el viento y a ellas se debe el avance de la enfermedad a grandes distancias; mientras que las conidias son los medios más importantes de propagación local de la enfermedad (agrios, 2001). los síntomas de la sigatoka negra corresponden a estrías finas marrón claras, visibles en el envés a partir de la parte apical de las hojas. la estría evoluciona a mancha marrón oscura para finalmente tornarse mancha oscura a negra de forma irregular, presentándose coalescencia entre las lesiones a partir de las fases iniciales o estrías de coloración marrón. en la sigatoka amarilla las estrías son casi rectangulares marrón oscuro, visibles en la haz y el envés de las hojas. la estría evoluciona a mancha marrón oscura de forma elíptica, y finalmente a lesión necrótica de forma elíptica a elíptica alargada, con centro deprimido de coloración grisácea, generalmente con un halo amarillento. coalescencia entre lesiones puede ocurrir solo en los estados finales o de lesiones necróticas (gasparotto, 2006). en el mundo en general, y en colombia en particular, se conocen las principales enfermedades que atacan el cultivo del plátano, pero no se dispone de información que indique la presencia de estas de acuerdo con los estados de desarrollo de la planta; tampoco se conoce la tasa de desarrollo de estas enfermedades a través del tiempo. esta investigación tuvo como objetivo determinar la incidencia y severidad de las sigatokas negra y amarilla en los genotipos de plátano dominico hartón, áfrica, fhia-20 y fhia-21 desde siembra a cosecha, estableciendo curvas y tasas de desarrollo y correlacionándolas con su desarrollo fenológico y las condiciones ambientales. el conocimiento de la época en que las sigatokas aparecen, complementado con curvas de incidencia y severidad, y las condiciones ambientales que favorecen su desarrollo, permitirá diseñar estrategias efectivas de manejo en estos genotipos, antes de que estas enfermedades alcancen niveles de daño económico. materiales y métodos establecimiento de la plantación el estudio se realizó en la granja montelindo, propiedad de la universidad de caldas, ubicada en la región santágueda, municipio de palestina (caldas, colombia), a 5º 05’ latitud norte y 75º 40’ longitud occidental, a una altitud de 1.050 msnm, con temperatura media de 22,5 ºc, humedad relativa del 76%, precipitación anual de 2.200 mm y brillo solar anual de 2.010 h. el tipo de suelo es inceptisol de la serie montelindo (tropepts dystropepts). se empleó como semilla cormos de dominico hartón, áfrica, fhia-20 y fhia-21, provenientes de las plantaciones existentes dentro de la misma granja. no se realizó tratamiento a la semilla. la distancia de siembra fue de 3 x 2 m entre surcos y plantas, respectivamente. se realizaron las prácticas agronómicas convencionales de fertilización, manejo de arvenses, descoline (dejando dos colinos por planta), desbellote, resiembras y deshoje fitosanitario, según análisis de suelo y las recomendaciones técnicas establecidas para el cultivo del plátano en la región. la fecha de inicio del experimento fue el 26 de mayo de 2004, día en que se realizó la siembra, y tuvo una duración total de 18 meses. diseño experimental se establecieron parcelas independientes de los cuatro materiales, con 10 plantas cada una, en un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones, sembrando una planta por sitio. variables fisiológicas semanalmente a cada una de las plantas se le tomaron datos de número de hojas e hijos, y el tiempo (días) a emergencia del primer hijo (deh). en floración se hicieron registros de altura de la planta (ap), diámetro del seudotallo (ds) y días a floración (df). fenología del cultivo para enmarcar las sigatokas dentro de la fenología del cultivo se establecieron las etapas de desarrollo para cada uno de los materiales. para esto se simplificaron las etapas 4372008 torrado-jaime y castaño-zapata: incidencia y severidad de las sigatokas negra (mycosphaerella fijiensis morelet) y amarilla ... establecidas por aristizábal y jaramillo (2005) para la cultivariedad dominico hartón. se utilizaron los datos recolectados en el presente estudio de días para emisión de hijuelos y días a floración. los datos se complementaron con los de días a cosecha obtenidos por herrera y aristizábal (2003) y los de aristizábal y jaramillo (2005) para brotación y emergencia y duración de la floración. evaluación de las sigatokas incidencia y severidad: semanalmente se llevaron a cabo lecturas de incidencia y severidad de las sigatokas. para la incidencia se registró el número de plantas con presencia de síntomas en las hojas característicos de las sigatokas. la severidad se observó en la hoja más joven enferma (hmje) de cada una de las plantas. la lectura de severidad se continuó semanalmente sobre la misma hoja hasta que esta alcanzó una severidad del 100%, momento en el cual se procedía a escoger nuevamente la hmje y se seguía la lectura sobre esta hoja. para evaluar la severidad se hizo uso de los diagramas estándares de stover (1971) y la escala de grados de desarrollo de las sigatokas (aranzazu et al., 2002). reacción de los materiales a las sigatokas: al momento de floración se realizó nuevamente lectura de la hmje, de la hoja más joven manchada (hmjm) y del número de hojas funcionales a floración (nhff). la hmje representa la hoja más joven en manifestar estrías claramente visibles desde el suelo (orjeda, citado por gómez y castañozapata, 2001) y la hmjm corresponde a la primera hoja totalmente abierta que presenta 10 o más lesiones discretas necrosadas y maduras o un área grande necrosada con 10 centros de color claro, contando las hojas de arriba abajo (stover y dickson, citados por gómez y castaño-zapata, 2001). adicionalmente, con los datos recolectados se calculó el tiempo de evolución de los síntomas (tes) y la tasa de desarrollo (r) de las sigatokas. el tes es el número de días desde la aparición de los primeros síntomas hasta el estado de mancha con centro necrosado (grado 5-6) (molina y castaño-zapata, 2003). para la tasa de desarrollo se tomaron los valores promedio de severidad semanal y se transformaron a proporción; también se usaron los valores correspondientes a las semanas de evaluación y la diferencia de días transcurridos desde la primera evaluación y la última (castaño-zapata, 2002). para tal fin se empleó la siguiente fórmula: t1 = tiempo final de evaluación, t0 = tiempo inicial de evaluación, x1 = severidad final y x0 = severidad inicial. conteo de esporas asexuales: para determinar la predominancia de ambas sigatokas se realizó cada 2 meses el método de la impronta desarrollada por aguirre et al. (2003) sobre una lesión en estado 4 o 5 de la hmjm. para fines de este estudio se tomaron dos improntas en la misma hoja, una por la haz y la otra por el envés, de una planta por repetición. la identificación y el conteo de conidias por cm2 de los estados asexuales de ambos hongos se realizaron utilizando un microscopio compuesto a través del objetivo 40x. registro de elementos climáticos se tomaron datos de precipitación y humedad relativa de la estación meteorológica de la granja. los registros de temperatura y humedad foliar se obtuvieron de una microestación climatológica de spectrum technologies. los datos de las estaciones se procesaron para obtener los valores promedio semanales de cada uno de los elementos climáticos. análisis estadístico utilizando el programa estadístico sas (statistical analysis system, sas institute) se sometieron los datos obtenidos a análisis de varianza según un diseño en bloques al azar con cuatro repeticiones. la separación de medias se efectuó mediante la prueba de tukey. resultados y discusión características de crecimiento y desarrollo de los materiales de acuerdo con los análisis de varianza, las variables de crecimiento indicaron diferencias altamente significativas entre materiales para el diámetro del seudotallo a floración (dsf) (pr (>f) = 0,0001) y altura de la planta a floración (apf) (pr (>f) = 0,0006), y significativas para días a floración (daf) (pr (>f) = 0,0015). el tiempo (días) para la emisión de hijuelos (deh) no presentó diferencias significativas (pr (>f) = 0,0395). en general, el tiempo de floración de la cultivariedad áfrica fue significativamente menor, entre 4 y 7 semanas (tabla 1), que el de los otros materiales, lo cual lo caracteriza como un material precoz. las diferencias en dsf y apf observadas en los cuatro materiales reflejan las características propias de crecimiento de cada material; fhia-20 presentó los mayores valores (tabla 1). estudios realizados anteriormente en la misma área de estudio (herrera y aristizábal, 2003) registran resultados similares, lo que corrobora los resultados obtenidos en esta investigación y demuestra un comportamiento estable de estos materiales en la región. r t t log x x log x xe e = − − − −       1 1 11 0 1 1 0 0 438 agron. colomb. 26(3) 2008 etapas de desarrollo de los materiales la duración de las etapas de crecimiento de los materiales, en las cuales se enmarcaron las enfermedades identificadas, se presenta en la figura 1. evaluación de las sigatokas incidencia: la presencia de las sigatokas amarilla y negra se detectó en todos los materiales 70 días después de la siembra (dds), cuando las plantas se encontraban en etapa de plántula, presentando entre 4 y 5 hojas verdaderas. la presencia de las sigatokas en esta etapa, además de que el área de estudio ofrece condiciones óptimas para el desarrollo de estas enfermedades, también se puede explicar por la existencia de hojas disponibles para permitir infección, ya que las hojas verdaderas son emitidas aproximadamente 30 dds, y el periodo de incubación (tiempo transcurrido desde la inoculación hasta la aparición de los primeros síntomas) que requieren estos hongos es de 29 días (belalcázar et tabla 1. crecimiento de cuatro materiales de plátano en la región santágueda (caldas). materiales variables de respuesta daf dsf (cm) apf (m) deh (días) fhia-20 316a 23a 3,5a 115a fhia-21 329a 20b 3,1b 87b áfrica 277b 17c 3,2b 101ab dominico hartón 305a 19bc 3,5a 103ab dms (5%) 30 2,4 0,24 25 promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). daf, días a floración; dsf, diámetro seudotallo a floración; apf, altura de la planta a floración; deh, tiempo para la emisión de hijuelos. figura 1. duración de las etapas de crecimiento en cuatro materiales de plátano en la región santágueda (caldas). 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 fhia-21 fhia-20 áfrica brotación y emergencia plántula pre-floración floración llenado del racimo y madurez fisiológica tiempo (dds) dominico hartón 101 277 367 305103 411 316115 423 32987 462 500 al., 2000). los valores de incidencia fueron mayores para áfrica y dominico hartón, de 95 y 93%, respectivamente, mientras que en fhia-20 (84%) y fhia-21 (72%) los valores fueron menores. la incidencia alcanzó su valor máximo 7 días después en dominico hartón y fhia-21, en fhia20 tardó 14 días y en áfrica después de 21 días llegó al 100%. estas incidencias se mantuvieron durante todo el ciclo del cultivo (figura 2). en enfermedades tan agresivas y altamente destructivas como las sigatokas es de esperar que, una vez se presente la enfermedad, la diseminación por todo el lote requiera tan solo algunos días o unas pocas semanas, más aun cuando las condiciones climáticas favorecen la germinación de conidias y ascosporas. en la figura 2 se observa que dos semanas antes de ser detectadas las sigatokas se presentó un periodo de lluvias intensas. posteriormente las lluvias disminuyeron y surgió un periodo seco con incremento gradual en la temperatura de 23,4 ºc a aproximadamente 26 ºc. la duración de la película de 4392008 torrado-jaime y castaño-zapata: incidencia y severidad de las sigatokas negra (mycosphaerella fijiensis morelet) y amarilla ... reacción de los materiales a las sigatokas: los análisis de varianza para evaluar la reacción de los materiales a las sigatokas mostraron diferencias altamente significativas para el número de hojas funcionales a floración (nhff), agua en las hojas igualmente mostró un aumento (de 7 a 10 h·día-1) en el tiempo que se detectaron las enfermedades, condiciones óptimas para la germinación de las conidias y ascosporas (craenen, 1998). 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 tiempo (dds) llenado del racimo y madurez fisiológicafloraciónemergencia plántula a. b. in c id en c ia ( % ) temperatura precipitación sigatokas conidias p. fijiensis conidias p. musae humedad relativa humedad foliar c. d. prefloración 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 23 24 24 25 25 26 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 0 2 4 6 8 10 12 14 16 p re ci pi ta ci ón ( m m ) te m pe ra tu ra ( °c ) h um ed ad r el at iv a (% ) h um ed ad fo lia r (h ·d ía -1 ) figura 2. fenología de cuatro materiales de plátano y la incidencia de las sigatokas en la región santágueda (caldas) con relación a las variables ambientales. a) fhia-20, b) fhia-21, c) áfrica, d) dominico hartón. 440 agron. colomb. 26(3) 2008 tasa de desarrollo (r) y tiempo de evolución de los síntomas (tes). para la variable hoja más joven enferma en floración (hmje) las diferencias fueron significativas y para la hoja más joven manchada a floración (hmjm) el análisis no presentó diferencias significativas (tabla 2). en general, los materiales presentaron un buen nhff (11 en promedio), teniendo en cuenta que se espera que las plantas posean un mínimo de ocho hojas funcionales en este estado (stover et al., citados por gómez y castaño-zapata, 2001). los híbridos con 12 hojas y las cultivariedades áfrica y dominico hartón con 9 y 10 hojas, respectivamente, mostraron diferencias estadísticas altamente significativas. estas diferencias posiblemente se relacionan con la resistencia o susceptibilidad de los materiales a las sigatokas (tabla 3). en las variables hmje y hmjm se aprecia claramente la tolerancia a las sigatokas de los híbridos y la susceptibilidad de las cultivariedades. fhia-20 presentó el valor más alto de hmje, con diferencias significativas con las cultivariedades e igualmente junto a fhia-21 obtuvieron los valores más altos de hmjm (tabla 3). los datos obtenidos de r y de tes hacen más evidentes las diferencias entre los materiales en cuanto a su resistencia o susceptibilidad a las sigatokas. la tasa de desarrollo y el tiempo de evolución de los síntomas para dominico hartón y áfrica presentaron diferencias significativas con los híbridos pero no entre sí. para ambos materiales el desarrollo de las sigatokas fue rápido con valores altos de tasa de desarrollo (r = 1,12 y 1,06, respectivamente) y periodos cortos de evolución de los síntomas (tes = 25 y 27 días, respectivamente), reflejando una alta susceptibilidad a las sigatokas. por otro lado, fhia-20, con una tasa de desarrollo y un tiempo de evolución de síntomas con valores intermedios de 0,81 y 31 días, respectivamente, muestra cierta susceptibilidad a las sigatokas, lo cual podría indicar que su resistencia a estas enfermedades está disminuyendo. estas dos variables en el híbrido fhia-21 son significativamente más lentas comparadas con las de los otros materiales, con valores de r = 0,34 y tes = 59 días, lo cual pone de manifiesto su resistencia a dichas enfermedades (tabla 3). conteo de esporas asexuales: los resultados del análisis de varianza para el conteo de paracercospora fijiensis y pseudocercospora musae, estados anamorfos de mycosphaerella fijiensis y m. musicola, respectivamente, indicaron diferencias altamente significativas para los materiales, momento fisiológico de la planta al momento de la evaluación (dds) y faz de la hoja (tabla 4); lo que sugiere que la cantidad de inóculo producido depende en parte del material de siembra y la fenología del cultivo. para la especie y cualquiera de sus interacciones no se presentaron diferencias estadísticas significativas (tabla 4), lo cual indica que ambas sigatokas predominaron en el sitio de estudio. en los híbridos se detectó un número significativamente menor de conidias (20 conidias/cm2), tanto de p. fijiensis como de p. musae, en tabla 2. resultados de los análisis de varianza para la reacción a las sigatokas. fuente de variación grados de libertad variables de respuesta (cuadrado medio) nhff hmje hmjm r tes materiales 4 6,0 5,1 2 0,5 12.102,98 error 12 0,25 1,14 0,25 0,01 170 pr > f <0,0001** 0,0034* 0,0260 <0,0001** <0,0001** r2 0,8 0,52 0,66 0,92 0,41 cv (%) 4,6 13,3 9,5 12,2 52,8 * denota diferencias significativas, p≤5%. ** denota diferencias altamente significativas, p≤1%. tabla 3. reacción a las sigatokas de cuatro materiales de plátano en la región santágueda (caldas). materiales variables de respuesta nhff hmje hmjm r tes fhia-20 12a 6,3a 9a 0,81b 31b fhia-21 12a 5,3ab 9a 0,34c 59c áfrica 9b 4,8b 7b 1,06a 27a dominico hartón 10b 4,8b 8ab 1,12a 25a dms (5%) 2 1,0 2,0 0,21 promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). nhff, número de hojas funcionales a floración; hmje, hoja más joven enferma en floración; hmjm, hoja más joven manchada a floración; tes, tiempo de evolución de síntomas; r, tasa de desarrollo de la sigatokas. 4412008 torrado-jaime y castaño-zapata: incidencia y severidad de las sigatokas negra (mycosphaerella fijiensis morelet) y amarilla ... comparación con las cultivariedades (86 conidias/cm2), lo cual sugiere que la tolerancia o la susceptibilidad de estos materiales a las sigatokas también esté relacionada con la capacidad de producción de conidias por el hongo. aun cuando no se presentaron diferencias estadísticas significativas en las poblaciones de conidias a nivel de especie, p. fijiensis con una población media de 19 conidias/cm2 y p. musae con 13 conidias/cm2 (datos transformados), la cantidad de conidias en las dos cultivariedades refleja que la sigatoka negra es más agresiva en el área experimental. en dominico hartón el número medio de conidias de p. fijiensis fue de 52/cm2 y de p. musae 39/cm2, y en áfrica las poblaciones fueron de 55 conidias/cm2 y 31 conidias/cm2 para p. fijiensis y p. musae, respectivamente. resultados similares han registrado molina y castaño-zapata (2003) en la misma área de estudio y otros autores (cardona-sánchez y castaño-zapata, 2002; aguirre y castaño-zapata, 2005) en una región cercana con condiciones similares. ellos observaron la tendencia de la sigatoka negra a desplazar la sigatoka amarilla, dada su mayor agresividad, basados en las poblaciones de conidias de materiales susceptibles a las sigatokas como son el dominico hartón y el áfrica, entre otros. el número de conidias de p. fijiensis fue significativamente mayor en el envés (838/cm2) que en la haz (200/ cm2). sin embargo, el valor medio de conidias de p. musae fue de 486 conidias/cm2 en el envés y 224 conidias/cm2 en la haz, valor significativamente mayor en el envés que en la haz, lo cual difiere de lo encontrado en la literatura (aps, 2005; gasparotto et al., 2006). en la figura 2, observando el comportamiento de los materiales susceptibles se aprecia claramente que, en general, en los periodos de menor pluviosidad (259 y 425 dds) el número de esporas disminuyó significativamente y en los periodos con incremento en la precipitación (192 y 322 dds) la población de esporas fue mayor. sin embargo, esto no aplica para los materiales resistentes en los que la producción de conidias, si bien coincidió con época de precipitación, pareciera estar influenciada por el estado fenológico de la planta que coincide justamente con la época de floración. esto parece posible si se considera la etapa de floración como un periodo de gasto energético incrementado para la planta, lo cual podría en cierta forma presentarse como un factor predisponente. la temperatura y la humedad relativa con promedios de 24,5 ºc y 83,7% favorecieron la producción de conidias. de acuerdo con craenen (1998), temperaturas entre 20 y 35 ºc favorecen el desarrollo de las sigatokas y más aún cuando se presentan con humedades relativas mayores del 80% (merchán, 1997). estudios similares resaltan también la importancia de las condiciones ambientales, principalmente la precipitación, sobre la producción de conidias de p. fijiensis y p. musae (aguirre y castaño-zapata, 2005; cardona-sánchez y castaño-zapata, 2002). de igual forma, la mayor producción de esporas, aun en materiales susceptibles como dominico hartón, se obtuvo en la época de prefloración sin que esta coincidiera con el mayor nivel de precipitación (cardona-sánchez y castaño-zapata, 2002). conclusiones las características de desarrollo y crecimiento observadas en los dos híbridos (fhia-20 y fhia-21) y en las dos cultivariedades (áfrica y dominico hartón) de plátano reflejaron un comportamiento estable de estos materiales en la región. las sigatokas amarilla y negra se presentaron en todos los materiales en etapa de plántula (70 dds) con valores iniciales de incidencia elevados, mayores del 70%, que alcanzaron tabla 4. componentes del análisis de varianza para el número de conidias de paracercospora fijiensis y pseudocercospora musae. fuente de variación grados de libertad cuadrado medio pr > f modelo 16 7.080,5 <0,0001 error 303 1.596,3 materiales 3 10.851,2 0,0002** dds 4 9.134,6 0,0002** especie 1 2.922,2 0,1771 faz de la hoja 1 21.995,0 0,0002** material*especie 3 799.1 0,6821 dds*especie 4 4.220,3 0,0338 r2 0,68 cv (%) 27,6 ** diferencias altamente significativas, (p≤0,01). datos transformados a raíz cuadrada del número de conidias. 442 agron. colomb. 26(3) 2008 rápidamente el 100%. una vez presentes, ambas sigatokas afectaron las plantas durante todo el ciclo del cultivo. las condiciones climáticas que favorecieron la incidencia de las sigatokas fueron periodos de lluvias intensas intercalados con periodos secos, e incrementos graduales de temperatura (23 a 26 ºc). el incremento en la duración de la película de agua en las hojas (7 a 10 h.día-1) fue muy importante para la germinación de esporas de ambos hongos. de acuerdo con la reacción de cada uno de los materiales a las sigatokas, las cultivariedades áfrica y dominico hartón fueron materiales muy susceptibles; el híbrido fhia-20 fue un material con tolerancia intermedia y fhia-21 se mostró altamente tolerante a las sigatokas negra y amarilla. la población media de conidias de paracercospora fijiensis (54 conidias/cm2) y pseudocercospora musae (35 conidias/ cm2) en las dos cultivariedades indicó que la sigatoka negra es más agresiva en el área de estudio que la sigatoka amarilla. ambos hongos produjeron las conidias principalmente en el envés. solo el 19% de las conidias de p. fijiensis y el 31% de p. musae se encontraron en la haz. la mayor población de conidias en las cultivariedades se presentó en etapa de prefloración y durante el llenado del racimo. en los dos híbridos el mayor número de conidias coincidió con la etapa de floración. los periodos secos disminuyeron la producción de conidias significativamente en todos los materiales. literatura citada agrios, g. 2001. fitopatología. editorial limusa, méxico d.c. 838 p. aguirre, m. c. y j. castaño-zapata. 2005. epidemiológía de mycosphaerella fijiensis morelet y m. musicola leach, en siete genotipos de musáceas. fitopatología colombiana 29(1), 7-11. aguirre, m. c., j. castaño-zapata y l. e. zuluaga. 2003. método rápido de diagnóstico 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introduccion al problema del desaprovechamiento del producto, mediante la consideracion de un sistema de equilibrio general clasico de los precios introduction to the problem of product waste, by means of a classic system of general equilibrium of the prices iván alonso montoya r.1 luz alexandra montoya r.2 r e s u m e n en un sistema de mercado, lo que encamina a cada individuo a seguir una actividad es el móvil de la ganancia. un modelo clásico para la determinación de los precios en equilibrio general, recoge información necesaria sobre la forma de realizar procesos y actividades encaminadas a la elaboración de productos, para establecer en interrelaciones complejas, algunas orientaciones sobre los precios. en un modelo insumo producto de los precios en equilibrio general, los bienes producidos entran como insumos, y existe una proporción de lo que se produce que resulta desperdiciada. el presente escrito introduce el tema y sugiere algunas sendas de investigación para el mejor aprovechamiento del capital circulante. palabras claves: precios, equilibrio general, medio ambiente, economía clásica. a b s t r a c t in a market system, which directs to everyone to pursue its activity is the individual profit interest. a classic model for the determination of the prices (general equilibrium), collects necessary information about ways to make processes and activities directed to the product elaboration, in order to establish in complex interrelations, some prices directions. in a prices input output model (general equilibrium), the produced goods enter like input, and there is a proportion of which it takes place that it is wasted. the present document introduces the subject and suggests some research paths for the best performance of the circulating capital. key words: prices, general equilibrium, environment, classical economics. p r e s e n t a c i o n en el sistema de mercado, entendido como un mecanismo orientador para la asignación de tareas a los individuos que conforman una sociedad, con el propósito de viabilizar la supervivencia individual y a la postre colectiva, lo que encamina a cada persona a desempeñar una actividad es el móvil de la ganancia, y no el impulso de la tradición o el látigo de la autoridad, como tuvo ocasión de suceder en la historia de la humanidad. la evolución del sistema de mercado fue promovida por el cambio en la concepción del ánimo de lucro, el crecimiento del interés por la ciencia y la institucionalización de la idea del cambio como elemento esencial de la sociedad humana (heilbroner, 1953). este sistema de mercado ha sido modelado de acuerdo a diferentes categorías, clases o tipos de agentes (consumidor-productor, trabajador-empresario, familias – empresas, por ejemplo), quienes confrontan sus intereses individuales de lucro a ciertos precios y cantidades. un modelo clásico para la determinación de los precios en equilibrio general, recoge información necesaria sobre la forma de realizar procesos y actividades dispuestas para la elaboración de productos, para establecer en interrelaciones complejas, algunas orientaciones sobre los precios. por su parte, hacen énfasis en la elección de la(s) industria(s) o producto(s) hacia donde se dirigirá la inversión (cuevas, 2001). en un modelo tal, suele suponerse que los precios actúan como mecanismos de ingreso para los agentes en una economía. esta afirmación equivale a suponer una teoría de valor trabajo (smith, 1776), en donde los precios se encuentran medidos en una supuesta unidad de valor invariable, el trabajo, el cual constituye el valor agregado de una economía (cuevas, 2001). en el marco de un modelo de insumo producto, de equilibrio clásico competitivo, en el cual se asumen comportamientos de racionalidad maximizadora individual, información adecuada y fluidez en la asignación de recursos, tal como el propuesto por sraffa, (con capital variable y sin depreciación, en el cual todos los bienes son reproducibles por el sistema, con un salario equiva1 p r o f e s o r a s i s t e n t e , f a c u l t a d d e a g r o n o m í a . u n i v e r s i d a d n a c i o n a l d e c o l o m b i a . 2 p r o f e s o r a a s i s t e n t e , f a c u l t a d d e c i e n c i a s e c o n ó m i c a s . u n i v e r s i d a d n a c i o n a l d e c o l o m b i a . agronomía colombiana, 2003. 21 (1-2): 103-105 f e c h a d e r e c e p c i ó n 4 d e j u n i o d e 2 0 0 3 a c e p t a d o p a r a p u b l i c a c i ó n 2 5 d e n o v i e m b r e d e 2 0 0 3 agronomía colombiana 104 vol. 21 · nos. 1-2 lente a la mera remuneración al trabajo y pagado post factum), es posible encontrarse con una situación de tasa de beneficio homogénea, al ponerse en operación los mecanismos iterativos y compensadores del enfoque estabilizador competitivo supuesto (sraffa, 1960). el modelo de sraffa introduce la recurrencia, al introducir la novedad de la producción de mercancías por medio de mercancías, y se encamina a encontrar una mercancía de precio invariante que permitiera, tal como lo consideró david ricardo, aislar los impactos de la tasa de salarios en los precios generados por la variación en el valor del dinero (ricardo, 1821). la mercancía compuesta “patrón” buscada por sraffa, tiene como virtud su pretensión de mantener el capital invariante, con lo cual resulta posible identificar que la tasa de beneficio y los salarios poseen una variación aparejada, en relación inversa, si el capital permanece invariante (sraffa, 1960) la relación funciona mediante mecanismos de precios en actividades intensivas integradas o recurrentes en capital o trabajo (del proceso en estudio y de las actividades insumo del proceso considerado). entre otras cosas, esta conclusión resulta semejante con la propuesta por la escuela neoclásica al orientarse a la elección de un numerario arbitrario (hahn,1982 ) y una tecnología ficticia de “una firma representativa”, con lo cual se termina por suponer que el capital es independiente de la distribución y los precios. uno de los aportes importantes de sraffa consiste en plantearse un modelo insumo producto con recurrencia, con lo cual pueden construirse modelos para la producción de múltiples bienes, a partir de múltiples actividades, así como incluir temas de relevancia como el grado de monopolio, las rentas diferenciales o el capital humano. al respecto se destacan los trabajos realizados por (cuevas, 2001), que permiten obtener conclusiones significativas sobre estos aspectos. d e s a p r o v e c h a m i e n t o d e l p r o d u c t o ( o u t p u t ) en el modelo insumo producto de los precios en equilibrio general, los bienes producidos entran como insumos. dentro del modelo inicial, toda actividad receptora de precios y consumidora de trabajo contribuye a la producción de valor agregado. existe una proporción de lo que se produce qnxn, que resulta desperdiciada y sobre la cual no se profundiza mayormente, la cual se podría convertir en capital circulante, para efectos del análisis. debido a lo anterior, surgen ciertos procesos/servicios (sin discriminar si son públicos o privados) que aprovechan o procuran recuperar la cantidad de producto desechada. estos procesos/servicios podrían ofrecer un grado de convertibilidad de los desechos, la cual es susceptible de generar una tasa de beneficio3. en un mercado competitivo de los precios en equilibrio general, esta tasa de beneficio podría tender a equipararse con la tasa media de beneficio del sistema. algunos procesos debido a la recuperación de desechos en productos (subproductos) serían más o menos rentables que la tasa media, lo cual motiva, en el caso de los menos rentables, al requerimiento de algún tipo de aditivo remunerativo a la tasa de beneficio, si la producción de este subproducto resultare de interés para algún agente o colectivo de agentes. las tasas superavitarias en beneficio recibirían presiones para equipararse con la tasa media de beneficio. de este razonamiento se desprende que, en la medida que los desechos sean convertibles en alguna proporción (de 0 a 1) y ofrezcan una tasa de beneficio equiparable (con o sin compensación aditiva, la cual estaría estrechamente relacionada con la tasa de convertibilidad de los desechos), en equilibrio competitivo, estos subproductos deben ser tan rentables como los productos iniciales para que el sistema pudiera ser ambientalmente más saludable. el aditivo remunerativo, si no existe variación de precios en los productos iniciales, puede provenir del aprovechamiento del desecho como insumo gratuito para los nuevos procesos/servicios de conversión a productos (subproductos), como sucedería fruto de un ahorro en costos. si la tasa de beneficio ofrecida por un proceso/servicio para el aprovechamiento de desperdicio en un producto es demasiado baja, o no existe un incentivo para aportar un aditivo remunerativo (como sucede en el caso de un ahorro en costos), por dificultades tecnológicas o por otras razones, estaríamos considerando la existencia de un desperdicio no recuperable. de igual manera sucede con los desperdicios o emisiones no aprovechados, luego de ser procesados por los procesos/servicios nuevos incluidos en el sistema. la producción de productos “subproductos” podría generar rentas diferenciales para los procesos menos costosos, como sería el caso de los procesos originales en el sistema. estas rentas significarían pagos por servicios ambientales u otros, al convertirse la renta en el precio de los recursos. de acuerdo al grado de convertibilidad introducido, se generarían al lado derecho del sistema (de los resultados), productos que entran como insumos y otros productos que podríamos denominar “improductivos”, los cuales no son aprovechados y se convierten en contaminantes. estos improductivos son recibidos por ecosistemas. en el largo plazo (incluso muy largo plazo), e incluso 3 l a p o s i b i l i d a d d e l a e x i s t e n c i a d e e s t o s p r o c e s o s , c o m p l i c a a u n m á s l a d e f e n s a e n l a e x c l u s i ó n d e l s i s t e m a d e l o s n o b á s i c o s s u p u e s t a p o r s r a f f a . montoya y montoya: introducción al problema... 105 2003 más dependiendo del producto, la naturaleza los degrada y pueden volver a entrar como insumos en el sistema. de no ser así, estos improductivos tendrían el problema de los no básicos al estilo de lo originalmente planteado por sraffa, es decir, no pueden existir productos que no entren como insumos en el sistema. la solución trivial a este problema consiste en que la tasa de convertibilidad sea igual a 1, con lo cual todo el insumo se convierte en producto y el sistema continúa perfectamente determinado. este es el caso propuesto normalmente. otra alternativa consiste en compensar al lado de los insumos el excedente improductivo que surge del lado de los productos y trabajar con ambos “sobrantes” como componentes cuya derivación parcial no compromete la determinación de precios del sistema. la tercera opción consiste en preguntarse sobre el funcionamiento del modelo, de tal forma que se superen las respuestas iniciales aquí esbozadas, lo que equivale a decir que los improductivos inciden de alguna manera en la determinación de los precios. vale la pena señalar que la tasa de convertibilidad puede relacionarse estrechamente con la tasa de beneficio (r) y hacer parte de una teoría del crecimiento con un componente ambiental. finalmente, existirían nuevos procesos/servicios para elaborar productos que hemos denominado “subproductos”, los cuales pueden producir un producto obtenido con procesos originales, y también productos “subproductos” nuevos que surgen con los procesos de los subproductos. los pagos por contaminación, con costos constantes, se pagarían del beneficio. sistema propuesto: b i b l i o g r a f i a capra, f. 1998. la trama de la vida, anagrama, barcelona. cuevas, h. 2001. economía clásica en renovación. universidad nacional, bogotá. hahn, f. 1982. “the neo-ricardians”. en: cambridge journal of economics, no. 6. academic press inc, londres. heilbroner, r. 1999. the worldly philosophers, 1953. simon and schuster, new york, 7th edition. montoya, a.; montoya, i. 2002. el nuevo paradigma de las ciencias y la teoría de gestión. en: innovar, julio-diciembre de 2002 no. 20. bogotá. pauli, g. 1996. upsizing. instituto zeri para latinoamérica, universidad de caldas, manizales. ricardo, d. 1973. principios de economía política y tributación, 1821. fondo de cultura económica. smith, a. 1961. la riqueza de las naciones, 1776. editorial aguilar, madrid. sraffa, p. 1960. production of commodities by means of commodities. cambridge university press. cambridge. ((∑∑aijxj)(γni)(1+(r ni +α ni )))+ e ni + ∑wili + c ni = (∑qnxn) + c ni ∑∑aijxj : capital circulante. cantidades de insumos por sus precios (xj) γni : tasa de convertibilidad, 0≤ γni ≤1 r ni : tasa de beneficio del proceso i para la elaboración del producto n. α ni : aditivo remunerativo a la tasa de beneficio que corresponde al proceso i para el producto n. e ni : renta diferencial proceso i para el producto n. ∑wili : remuneración al trabajo. c ni : sobrante en el sistema. ∑qnxn : producción para n productos. con equilibrio competitivo: r = r ni +α ni , r es la tasa de beneficio media. • para los procesos denominados “originales”: γni =1, α ni =0, r = r ni • para los procesos de subproductos: 0≤ γni ≤1, α ni = 1 γni, r = r ni +α ni. agronomía 22-2 final.indd 1 ingeniera agrónoma, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mails: lerodriguezmo@unal.edu.co; tmosquerav@unal.edu.co fecha de recepción: 26 de mayo de 2004. aceptado para publicación: 01 de diciembre de 2004. agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 128-139 influencia de algunos factores en la germinación e inducción floral de bomarea hispida, baker y bomarea patinii some factors’ effect on bomarea hispida, baker and bomarea patinii germination and flower induction mayumi acosta b.1, claudia raquel cortés m.1, luis ernesto rodríguez2 y teresa mosquera2 resumen: el estudio se llevó a cabo en dos fases. en la primera, se estudió la germinación de semillas de bomarea, procedentes del páramo de san jorge y del jardín botánico de bogotá; a partir de los resultados obtenidos se hicieron pruebas de escarificación y cultivo in vitro de embriones cuyos resultados permitieron sugerir que la latencia en las semillas se debía a embriones rudimentarios. en la segunda fase se estudió el efecto de la estratificación con diferentes temperaturas y el efecto del ácido giberélico (ga 3 ), sobre la ruptura de la latencia y la germinación de los dos materiales. las semillas del material procedente de san jorge, identificado posteriormente como b. hispida, presentaron mayor crecimiento de los embriones y mayor porcentaje de germinación con temperaturas de 4º c; mientras que con las semillas del material procedente del jardín botánico, identificado luego como b. patinii se obtuvo una mejor respuesta con temperaturas de 20º c. la respuesta a la aplicación de ga 3 fue diferente con respecto a cada procedencia; en b. patinii la germinación ocurrió aun en el tratamiento testigo (sin ga 3 ); el efecto del regulador se produjo sobre el total de germinación, mientras que en b. hispida el ga 3 tuvo un efecto positivo en la ruptura de la latencia en concentraciones de 500 y 1.000 ppm. para el estudio de floración se evaluó el efecto de ga 3 y de ácido salicílico (as) sobre plantas de b. patinii de cuatro y diez meses de edad. el ga 3 en concentraciones de 250, 500 y 1.000 ppm generaron mayor elongación de los entrenudos con respecto al testigo, y aunque no se indujo floración fue evidente el cambio en la morfología, reducción en el área foliar y alteración en el color de tallos y hojas. el as, en concentraciones molares de 10-5, 10-3, 10-2 no alteró en forma significativa ninguna de las variables de crecimiento de las plantas de bomarea sp. la mayor concentración empleada del regulador causó fitotoxicidad. palabras clave: estratificación, embriones, ácido giberélico, ácido salicílico. abstract: this study was conducted in two stages. bomarea seed germination was studied using seeds from the san jorge páramo and the bogotá botanical garden during the first stage. scarification and in vitro embryo culture assays were conducted from the results obtained, suggesting that dormancy was due to undeveloped embryos. the efficacy of stratifying at different temperatures and effect of adding giberellic acid (ga 3 ) to interrupt seed dormancy was examined during the second stage. the two seed stocks responded differentially to temperature treatment. while páramo seeds (identified later on as being b. hispida) had higher germination percentage and larger embryos at 4° c, seeds from the botanical garden (identified later on as b. patinii) performed better at 20° c. seed source also affected their ga 3 response; this growth regulator on b. patinii only affected overall seed germination, whereas it interrupted seed dormancy at 500 and 1,000 ppm on b. hispida. ga 3 and salicylic acid (sa) effect on flower induction was determined on 4and 10-month old b. patinii plants. 250, 500 and 1,000 ppm concentration ga 3 resulted in longer internodes than on control plants. such treatment did not result in flower induction, but did increase stem length, reduced leaf area and altered stem and leaf coloration. 10-5, 10-3 and 10-2 m of sa did not significantly affect any of these growth variables. sa was phytotoxic at the highest concentration. key words: stratification, embryo, gibberellic acid, salicylic acid. bastidas et al.: influencia de algunos factores... 1292004 introducción el género bomarea es nativo de américa tropical, pertenece a la familia alstroemeriaceae y se constituye en un recurso nativo con un alto potencial para el mejoramiento de especies relacionadas; sin embargo, por ser un material silvestre, la germinación y floración son muy poco conocidas así como los factores que inciden en estas etapas de desarrollo. gordillo et al. (2000), hicieron cruzamientos directos y recíprocos de alstroemeria x bomarea caldasiana encontrando un grado de incompatibilidad que provocó un bloqueo en la celularización del endospermo y, por tanto, aborto embrionario. sin embargo, la presencia de algunos embriones indicó que el cruzamiento de alstroemeria por bomarea puede ser viable y que existe la posibilidad de regenerar plantas de origen sexual mediante técnicas in vitro de rescate de embriones sexuales inmaduros. ensayos preliminares en laboratorio, con semillas colectadas en el jardín botánico de bogotá josé celestino mutis y en el páramo san jorge (soacha) permitieron observar diferencias en cuanto al porcentaje y el tiempo de germinación. mientras las primeras alcanzaron 93% de germinación en 30 días, el material de san jorge no superó el 10% antes de 90 días. así mismo, algunos tratamientos de escarificación con ácido sulfúrico y con ácido clorhídrico, en concentraciones de 1 mg∙l-1 y el cultivo in vitro de los embriones con diferentes concentraciones de sacarosa y ga 3, no modificaron el patrón de germinación de las semillas, lo cual permitió descartar la presencia de inhibidores a nivel de testa y endospermo y plantear un tipo de latencia a nivel embrionario. atwater (1980) plantea que especies ornamentales, pertenecientes a las familias ranunculaceae, papaveraceae y araliaceae, tienen embriones rudimentarios y que el proceso de desarrollo de estos puede ser favorecido por la exposición a temperaturas de 15° c o menos, a temperaturas alternas o a tratamientos con ga 3 , cuyos componentes se encuentran en concentraciones relativamente altas en semillas en desarrollo, pero usualmente disminuyen en semillas maduras dormantes (hartman et al., 1997). algunas semillas, particularmente de plantas silvestres, requieren luz o frío para inducir germinación (taiz y zeiger, 1998). los posibles mecanismos para romper dormancia durante la estratificación son cambios en la fluidez de la membrana con bajas temperaturas (<15° c) y la mayor actividad enzimática de proteasas y lipasas, las cuales se incrementan durante la estratificación fría; incluso, existe una lipasa que presenta una temperatura óptima de 4° c para su actividad. en general hay reducción de lípidos almacenados y un incremento en azúcares y aminoácidos de reserva durante la estratificación fría. este incremento en solutos osmóticamente activos podría, en parte, explicar el incremento en el crecimiento potencial que se ve en los embriones después de la estratificación fría, de acuerdo con lo planteado por hartman et al. (1997). la germinación de las semillas puede requerir ga 3 para la activación del crecimiento vegetativo del embrión, para el debilitamiento de las capas que rodean el embrión y para la movilización de reservas alimenticias del endospermo. durante la germinación las gas promueven la producción y/o secreción de enzimas hidrolíticas, principalmente á-amilasa, envueltas en la solubilización de las reservas del endospermo. el almidón y las proteínas son desdoblados por una variedad de enzimas hidrolíticas y los azúcares, aminoácidos y otros productos son transportados para el crecimiento del embrión (taiz y zeiger, 1998). de igual forma que con la germinación, la floración en las especies pertenecientes al género bomarea es poco conocida; en condiciones naturales se pueden encontrar plantas florecidas con longitud del tallo que varía desde uno hasta diez metros, ubicadas en diferentes altitudes, en diferentes épocas del año. se han identificado algunas sustancias como estímulos florales universales, entre ellas ciertas hormonas como gas que pueden inducir floración en algunas especies (salisbury y ross, 1994). en ornamentales, las gas son usadas comúnmente para promover floración (gypsophila, campanula, limonium, solydago, aster, lisisanthus, hyperium, peony) (ben-tal y erner, 1999). factores autónomos de la planta y factores exógenos como las condiciones ambientales modulan la transición del meristemo vegetativo a reproductivo. en muchas especies, como alstroemeria, las temperaturas bajas promueven la floración, la cual se ve inhibida a temperaturas superiores a 25° c (www.roskam-youngplants.com). agronomía colombiana 130 vol. 22 · no. 2 se ha encontrado que la exposición a períodos prolongados de bajas temperaturas juega un papel importante sobre el desarrollo de la planta, debido a un incremento en los niveles de demetilación del dna. finnegan et al. (1998) sugieren que la demetilación del dna provoca la expresión de genes que están implicados en la promoción de la floración. en este sentido levy y dean (1998) sugieren que la demetilación causaría la activación de un gen que codifica la enzima hidroxilasa ácido kaurenoica, la cual cataliza una de las primeras etapas en la biosíntesis de ga. además de las gas, otro regulador de crecimiento que podría tener efecto sobre la inducción floral es el ácido salicílico (as). en un estudio hecho por cleland y ajami (1974), se logró identificar al as como la sustancia responsable de la floración de lemna gibba g3 luego de analizar extractos de una planta de día corto xanthium satrumarium y extractos de miel de rocío producidos por el áfido dactynotus ambrosiae alimentado de esta planta. diversas investigaciones han encontrado relación entre la floración de muchas especies pertenecientes a la familia lemnaceae y la presencia de as en el medio de cultivo. por ejemplo, la aplicación de as en concentraciones de 10-5m indujo hasta un 60% de floración en plantas de día corto de lemna paucicostata, así como en plantas de día largo de lemna gibba (khurana y maheshwari, 1978). en las dos especies el as causó un cambio en la curva de fotoperíodo crítico para la floración. en condiciones normales, el fotoperíodo crítico de lemna gibba es de 10 horas; con 3,2 µm de as adicionado al medio de cultivo se produjo floración en fotoperíodos de 8 a 11 horas mientras para l. paucicostata el fotoperíodo crítico son 14 horas; y al ser tratado con la misma concentración de as, la floración se produce con fotoperíodos de 13 a 15 horas (cleland y tanaka, 1979). los objetivos de este trabajo fueron determinar el efecto de la aplicación de ga 3 y el efecto de la estratificación, con diferentes temperaturas, sobre la germinación de semillas de bomarea sp. y evaluar el efecto del ga 3 y del as sobre la floración de bomarea sp. materiales y metodología para esta investigación se contó con invernaderos, equipos, materiales y reactivos del laboratorio de biotecnología de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, sede bogotá. los invernaderos de la facultad de agronomía se encuentran a 2.556 m.s.n.m, temperatura promedio de 14,7° c, humedad relativa de 80% y brillo solar de 4,5 horas∙día-1 (vargas, 2001). ensayos preliminares pruebas de viabilidad y germinación: se sembraron en turba semillas de bomarea maduras, procedentes del jardín botánico de bogotá “josé celestino mutis” (2.600 m.s.n.m.) y de inmediaciones del centro experimental san jorge, municipio de soacha (3.000-3.500 m.s.n.m.), consideradas inicialmente de la misma especie, 70 semillas de cada procedencia. el análisis de la viabilidad de las semillas fue superior a 90%. la germinación se inició después de la tercera semana de siembra en las semillas provenientes del jardín botánico y alcanzó 93% de germinación en la cuarta semana. el material de san jorge no germinó antes de los 90 días y el porcentaje en esta fecha no fue superior a 10%. teniendo en cuenta los resultados del primer ensayo, se pensó en un posible bloqueo por parte de las cubiertas como la causa para el retraso en la germinación y se planteó la escarificación como alternativa para ablandar las cubiertas y facilitar la emergencia de la radícula. escarificación de semillas: las semillas se sumergieron durante un minuto en soluciones de ácido sulfúrico o ácido clorhídrico en concentraciones de 1 g∙l-1. la germinación no ocurrió antes de tres semanas para el material del jardín botánico, mientras que en el material de san jorge no se evidenció germinación aun después de cuatro semanas. este resultado permitió plantear que posiblemente el endospermo fuera una barrera para el crecimiento del embrión y que esta fuera la causa del retraso en la germinación. cultivo in vitro de los embriones: utilizando un medio ms (murashige y skoog) enriquecido con concentraciones de 0,5 y 1 ppm de ga 3 y concentraciones de sacarosa de 30, 40 y 60 g∙l-1 se procedió al rescate y siembra de los embriones. durante cinco semanas se evaluó el crecimiento de los embriones sobre un total de cinco embriones por tratamiento. las concentraciones de 0,5 ppm de ga 3 y 60 g∙l-1 de sacarosa, aunque promovieron algún crecimiento del embrión en las semillas procedentes del jardín botánico, no bastidas et al.: influencia de algunos factores... 1312004 afectaron la germinación, la cual solo ocurrió después de la tercera semana, de igual forma que en las semillas sembradas en turba. los embriones de las semillas procedentes de san jorge no respondieron a ninguna de las concentraciones y aun en la quinta semana no se observó germinación. a partir de estos resultados se descartó la presencia de inhibidores a nivel de testa y endospermo y se planteó un tipo de latencia embrionario. evaluación del efecto de la estratificación en la germinación de bomarea sp. se evaluaron cinco tratamientos de temperaturas (tabla 1). las semillas fueron sembradas en turba y llevadas a cuarto frío y/o incubadora durante dos semanas, según los tratamientos. luego se llevaron al laboratorio en condiciones de temperatura ambiente (20º c) y luz día. con el fin de determinar el crecimiento de los embriones se llevaron a cabo mediciones del largo y ancho de los embriones, tomando una muestra de cinco semillas por semana para cada tratamiento. así mismo, se evaluó el porcentaje de germinación durante un mes, tomando un total de 50 semillas por tratamiento. tabla 1. tratamientos de estratificación aplicados a semillas de bomarea sp. procedentes de san jorge (s.j.) y del jardín botánico de bogotá (j.b.). después de la segunda semana de tratamiento, todo el material se mantuvo a temperatura ambiente (20° c) hasta la germinación. tratamiento procedencia temperatura (°c) semana 1 temperatura (°c) semana 2 1 san jorge 30 30 2 jardín botánico 30 30 3 san jorge 4 4 4 jardín botánico 4 4 5 san jorge 4 30 6 jardín botánico 4 30 7 san jorge 30 4 8 jardín botánico 30 4 9 san jorge 20 (testigo) 20 10 jardín botánico 30 los tratamientos se distribuyeron en un diseño completamente al azar con arreglo factorial 2x5, con cinco repeticiones. evaluación del efecto de diferentes niveles de ga 3 en la germinación de bomarea sp. se evaluó el efecto de tres concentraciones de ga 3 : 0, 500 y 1.000 ppm, durante 24 y 48 horas de imbibición los tratamientos se distribuyeron en un diseño completamente al azar, con arreglo factorial 3 x 2 x 2, con cinco repeticiones. a partir de la siembra se tomaron datos semanales de crecimiento de los embriones y porcentaje de germinación durante un mes. el crecimiento de embriones se evaluó sobre una muestra de cinco semillas por semana y el porcentaje de germinación sobre el total de 50 semillas. ensayos de inducción floral se hicieron dos experimentos independientes, sobre plantas de bomarea sp. procedentes del jardín botánico, de cuatro y diez meses de edad. evaluación del efecto del ga 3 en la inducción floral de bomarea sp. las soluciones de ga 3 , en concentraciones de 0, 250, 500 y 1.000 ppm se aplicaron sobre los brotes de cada planta mediante aspersión foliar, usando aproximadamente 10 ml∙planta-1. las materas se distribuyeron en un diseño completamente al azar, con arreglo factorial 4x2 y cinco repeticiones por tratamiento. se tomaron datos semanalmente durante dos meses: de altura de planta, número de hojas, longitud de entrenudos y número de brotes por planta. como unidad experimental se tomaron dos brotes por planta. evaluación del efecto del as en la inducción floral de bomarea sp. se utilizaron dosis de as, en concentraciones molares de 10-5, 10-3, 10-2 y un testigo absoluto. la aplicación se hizo en forma de aspersión foliar sobre todos los brotes de cada planta. el ensayo se desarrolló sobre un diseño completamente al azar, con arreglo factorial 4x2, con cinco repeticiones por tratamiento. se evaluaron las mismas variables del ensayo anterior. los datos obtenidos fueron sometidos a un análisis de varianza y pruebas de comparación múltiple de medias por medio del programa sas. agronomía colombiana 132 vol. 22 · no. 2 resultados y discusión en los cortes histológicos hecho sobre 20 semillas en similar estado de madurez (cosechadas de cápsulas totalmente abiertas) antes de la aplicación de los tratamientos, se observaron diferencias en el tamaño del embrión, según la procedencia del material. las semillas del jardín botánico presentaron embriones más largos que los de las semillas de san jorge, con células más organizadas, posiblemente con un mayor grado de diferenciación (figura 1). figura 1. cortes longitudinales de embriones aislados de semillas de bomarea sp. izquierda, semillas procedentes del jardín botánico; derecha, semillas procedentes de san jorge. em: embrión; en: endospermo; t: testa. semillas sometidas al régimen de 4º c durante dos semanas. este mayor crecimiento corresponde también con el mayor porcentaje de germinación (tabla 2). se observa que en aquellas semillas que permanecieron por un tiempo más prolongado a baja temperatura, el porcentaje de germinación fue mayor. al respecto moreira y nakagawa (1988) plantean que, hasta cierto límite, el efecto sobre la germinación será tanto más acentuado cuanto mayor sea el periodo en que la semilla quede expuesta a las condiciones de estratificación. en alstroemeria se reporta que tempera turas menores de 5° c, durante tres semanas, inducen la germinación luego de cuatro semanas (www. coproa.com/florcortada). la mayor germinación en respuesta a la temperatura más baja sugiere la presencia de factores fisiológicos en el embrión, que los hace sensibles a la estratificación con frío. la aplicación de un régimen cálido, si bien incrementó la longitud de los embriones, no tuvo efecto sobre la germinación; esto permite afirmar que la temperatura fría es un factor determinante en la ruptura de la latencia en b. hispida. en semillas de heracleum sphondylium con embriones inmaduros, temperaturas de 2 a 15º c promueven el crecimiento y desarrollo de los embriones, pero la germinación de la semilla solo ocurre a los 2º c (bradbeer, 1994). es evidente que las bajas temperaturas cumplen un papel importante en la ruptura de la dormancia, posiblemente porque promueven la síntesis de ga o facilitan la conversión de estas a formas activas que son requeridas para la activación enzimática y posterior movilización de nutrientes para el crecimiento y desarrollo del embrión; superación de la latencia que lleva a la germinación. el aumento de ga endógena y la disminución de aba durante la estratificación con bajas temperaturas ha sido reportada para especies de manzana y melocotón (hartman et al., 1997). los resultados de este estudio indican que las semillas de b. hispida, tal como se ha observado en algunas variedades de alstroemeria, presentan embriones morfológicamente inmaduros que requieren, según la especie, determinadas condiciones para su desarrollo antes de la germinación (king y bridgen, 1990). en el caso de b. patinii se encontró una relación directa entre la temperatura, el crecimiento de los embriones y el porcentaje de germinación. a temperaefecto de la estratificación en la germinación de bomarea sp. las diferencias morfológicas de los embriones y la diferencia en la respuesta a los tratamientos aplicados hicieron suponer que se trataba de especies diferentes, por lo cual se hizo la identificación taxonómica de estas plantas y se concluyó que la especie procedente del jardín botánico es bomarea patinii baker subsp. patinii (alzate, 2003) y la especie procedente de san jorge es bomarea hispida baker (alzate, 2003; ésta puede cambiar porque aún no se ha logrado definir el verdadero nombre de la especie). el crecimiento de los embriones de b. hispida fue estimulado con todos los regímenes de temperatura; hacia la cuarta semana de evaluación se encontraron diferencias significativas entre tratamientos. presentaron mayor crecimiento los embriones de las bastidas et al.: influencia de algunos factores... 1332004 tabla 2. crecimiento de los embriones y porcentaje de germinación de semillas de bomarea estratificadas con diferentes temperaturas. tamaño de embriones en la semana 0: 1,05 mm x 0,50 mm. especie tratamiento (por dos semanas) largo embrión (mm) ancho embrión (mm) porcentaje de germinación semanas después de siembra 4 4 1 2 3 4 b. hispida 20° c 1,17 b 0,57 a 0,00 0,00 0,00 0,00 b 4° c 1,80 a 0,53 a 0,00 0,00 0,00 20,00 a 4° 30° c 1,50 ab 0,53 a 0,00 0,00 0,00 13,33 b 30° 4° c 1,17 b 0,50 a 0,00 0,00 0,00 12,50 b 30° c 1,60 ab 0,50 a 0,00 0,00 0,00 0,00 b b. patinii 20° c 2,40 a 0,60 c 0,00 0,00 b 73,68 b 100,00 a 4° c 1,67 b 0,90 b 0,00 0,00 b 21,05 c 93,75 a 4° 30° c 1,67 b 0,93 b 0,00 0,00 b 36,84 c 93,76 a 30° 4° c 1,60 b 1,37 a 0,00 0,00 b 47,37 c 93,76 a 30° c 2,17 a 1,00 b 0,00 66,67 a 100,00 a 100,00 a cv 15,43 20,25 273,86 35,80 16,42 f(temperatura) * * * ** n.s. f(especie) ** ** * ** * f(t x e) * * * ** n.s. medias con la misma letra, en la misma columna, no difieren significativamente según la prueba de tukey (p< 0,05). turas de 20 y 30º c los embriones alcanzaron mayor longitud. de igual forma, con estas temperaturas se alcanzaron mayores porcentajes de germinación en un tiempo menor que cuando se aplicó un régimen de alternancia de temperaturas, planteando que las bajas temperaturas afectan negativamente la velocidad de germinación (tabla 2). los resultados obtenidos permiten concluir que estas semillas no presentan latencia. teniendo en cuenta los reportes de hartman et al. (1997), en semillas no latentes el óptimo de temperatura para la germinación estaría entre los 20 y 25º c; para el caso de b. patinii este óptimo estaría alrededor de los 20º c. de acuerdo con lo reportado por moreira y nakagawa (1988), la temperatura a la cual ocurre la germinación tiene efecto sobre el total y la velocidad de la germinación. la temperatura influye en la germinación tanto por ejercer una acción directa sobre la velocidad de absorción de agua, cuanto por afectar también las reacciones bioquímicas que determinan todo el proceso; hasta cierto límite, cuanto mayor es la temperatura mayor será la velocidad de absorción de agua y mayor la velocidad de las reacciones bioquímicas. los resultados obtenidos en este ensayo coinciden con los reportados por black (2002) en las zonas templadas, donde las semillas de bomarea no parecen necesitar un disparador especial diferente a la temperatura y la humedad para conseguir la germinación. algunas especies pueden germinar con calor, pero la mayoría lo hace cuando la temperatura llega a ser fría en el otoño y a principios de invierno. sin embargo, si se observan los semilleros, aun cuando estas prefieren el segundo régimen, la disparidad en la germinación resulta desconcertante. este fenómeno podría explicarse por la alta variabilidad en cuanto al grado de madurez dentro de un mismo lote de semillas, característica común en la mayoría de las especies silvestres. en este sentido es posible que las semillas de b. hispida presenten exigencias más específicas de temperatura para promover la germinación. efecto del ga 3 en la germinación de bomarea sp. el ga 3 no tuvo efecto significativo sobre el crecimiento en ancho y longitud en los embriones en semillas de b. hispida. la diferencia en esta variable la determina el periodo de imbibición; las semillas que permanecieron embebidas por más tiempo presentan embriones de mayor longitud (tabla 3). agronomía colombiana 134 vol. 22 · no. 2 tabla 3. efecto de la aplicación de diferentes concentraciones de ga 3 , sobre el crecimiento de los embriones y la germinación de semillas de bomarea. especie tratamiento largo embrión (mm) ancho embrión (mm) porcentaje de germinación semanas después de tratamiento 4 4 2 3 4 tiempo imbibición (horas) 24 48 24 48 24 48 24 48 24 48 b. hispida testigo 1,03 a 1,40 a 0,53 a 0,50 a 0 0 0 0 0,0 b 0,0 b 500 ppm 1,23 a 1,40 a 0,50 a 0,47 a 0 0 0 0 6,3 b 12,5 a 1.000 ppm 1,13 a 1,33 a 0,53 a 0,50 a 0 0 0 0 0,0 b 12,5 a b. patinii testigo 1,40 b 2,00 a 1,00 a 0,87 a 0 0 66,7 a 66,7 a 87,5 b 81,3 b 500 ppm 1,70 a 1,70 b 0,80 b 0,73 b 0 0 0,0 c 66,7 a 100,0 a 87,5 b 1.000 ppm 1,67 ab 1,93 a 0,67 c 0,87 a 0 0 33,3 b 33,3 b 100,0 a 100,0 a cv 12,83 6,46 167,70 22,11 f (concentración ga 3 ) n.s. n.s. n.s. * f(período de imbibición) n.s. n.s. n.s. n.s. f (especie) * * * f (c x e) n.s n.s. n.s. n.s. medias con la misma letra en la misma columna no difieren significativamente según la prueba de tukey (p< 0.05). la imbibición de las semillas tendría dos efectos importantes sobre el crecimiento de los embriones: en primer lugar, produciendo una mayor expansión celular y, además, facilitando el transporte de reservas al embrión debido a la activación de algunas enzimas por hidratación. con respecto a la activación enzimática, se ha encontrado que algunas de las enzimas que intervienen en la solubilización de reservas del endospermo solo requieren de hidratación para ser activadas; tal es el caso de las proteasas o la β-amilasa y que la activación en algunos casos depende del periodo de imbibición; en este sentido besnier (1979) reporta que en semillas de lechuga la acción de la fitasa comienza a la 25 horas de imbibición, mientras que las actividades de proteinasas y otras enzimas y la subsiguiente hidrólisis de proteínas y lípidos no se detecta hasta las 30 horas a partir del comienzo de la imbibición. es posible que el mayor crecimiento en embriones de semillas de b. hispida durante la imbibición más prolongada esté determinado por una mayor activación enzimática. la germinación de semillas de b. hispida comenzó a partir de la cuarta semana de siembra, como se puede ver en la tabla 3, y se presentaron diferencias significativas entre tratamientos; en semillas embebidas en 500 y 1.000 ppm durante 48 horas se obtuvo el mayor porcentaje de germinación. aunque la mayor longitud de embriones se obtuvo en semillas embebidas durante 48 horas sin ga 3 , las semillas no germinaron; es posible que el crecimiento estuviera dado por una mayor expansión celular y que para que los embriones logren un mayor grado de diferenciación celular requieran no solo la acción de aquellas enzimas que se activan por hidratación sino también de las que se activan por efecto de las ga 3 ; en este sentido besnier (1979), plantea que el inicio de la actividad metabólica presupone la existencia de sustratos, enzimas y hormonas; la respiración puede efectuarse sobre sustratos iniciales liberados por simple hidratación, como son los azúcares y los cetoácidos (piruvato, etc.) liberados de los aminoácidos; pero la utilización de estos sustratos requiere la presencia de las enzimas apropiadas y de las hormonas que modulan su acción, por ejemplo las gas. se obtuvo un efecto positivo en la ruptura de la latencia en las semillas por acción del ga 3 , comparando el tiempo a germinación en los ensayos preliminares para b. hispida se logró acelerar la germinación 60 días. la reactivación del crecimiento del embrión posiblemente se debió a la activación enzimática mediada por el ga 3 . al respecto, besnier (1979) reporta que las gas promueven la síntesis de diversas enzimas entre las que se destacan la α-amilasa y la dextrina límite; la α y β-glubastidas et al.: influencia de algunos factores... 1352004 cosidasas, las endo-betagluconasas y las endoxilasas permitiendo la movilización de hidratos de carbono para el crecimiento y desarrollo del embrión. si bien el ga 3 parece cumplir un papel importante en la ruptura de latencia en semillas de b. hispida, es posible que estas posean otros mecanismos de latencia dado que se obtuvo un porcentaje bajo de germinación, o que se requieran otros factores para romper dicha latencia, tales como temperatura fría, periodos más prolongados de imbibición o balance hormonal. con relación a las semillas de b. patinii, se encontró que el ga 3 y el período de imbibición tuvieron efecto sobre la longitud de los embriones. las semillas embebidas durante 48 horas en 0 y 1.000 ppm de ga 3 presentaron embriones de mayor longitud; es posible que en este caso un mayor periodo de imbibición induzca mayor crecimiento del embrión por expansión celular y por otra parte se logre una mayor activación enzimática por hidratación y por efecto del ga 3 (tabla 3). la germinación se presentó a partir de la tercera semana de siembra, siendo mayor en el tratamiento testigo en los dos periodos de imbibición; es posible que para inducir germinación en este material no se requiera de un mecanismo diferente al de la hidratación. semillas embebidas en 1.000 ppm de ga 3 mostraron una reducción de 50% en la germinación, mientras que a 500 ppm la diferencia estuvo marcada por el periodo de imbibición. si bien en la cuarta semana se obtuvo un alto porcentaje de germinación con todos los tratamientos, se observó que en aquellos donde la velocidad de germinación fue mayor, el total de semillas germinadas se redujo. es evidente que en b. patinii los óptimos de ga 3 disponible son diferentes para velocidad y total de germinación como sucede con otros factores como temperatura e imbibición; por ejemplo en semillas de remolacha la velocidad de germinación fue mayor en un nivel de disponibilidad de agua que ya comenzaba a reducir el porcentaje de germinación. en semillas de b. patinii, tratamientos con ga 3 reducen la velocidad de germinación pero aumentan el total de semillas germinadas. pruebas de floración efecto del ga 3 en la floración de b. patinii. a excepción de la longitud de entrenudos, en ninguna de las variables medidas se obtuvieron diferencias significativas en respuesta a la aplicación de ga 3 . la mayor elongación se dio entre la segunda y la tercera semana después de la aplicación en las plantas de cuatro meses de edad, y entre la tercera y la cuarta semana en plantas de diez meses (tabla 4). se produjo una respuesta diferente en la elongación de los entrenudos con respecto a la edad y a la concentración de ga 3 aplicado; las plantas más jóvenes presentaron entrenudos más largos y respondieron mejor a concentraciones de 1.000 ppm, mientras que en plantas de diez meses de edad se observó mayor elongación de entrenudos cuando fueron tratadas con 250 ppm de ga 3 ; es posible que en bomarea la elongación de los entrenudos sea una señal de floración. tabla 4. respuesta de plantas de bomarea sp. de dos edades, tratadas con diferentes concentraciones de ga 3 . tratamiento longitud de los entrenudos (cm) semanas después de tratamiento 1 2 3 4 edad (meses) 4 10 4 10 4 10 4 10 testigo 1,01 b 0,8 5 b 0,98 b 0,86 a 1,11 b 0,82 b 0,94 b 0,83 b 250 ppm ga 3 1,06 ab 1,23 a 1,35 ab 1,13 a 1,57 ab 1,34 a 1,48 ab 1,62 a 500 ppm 1,07 ab 0,92 b 1,30 ab 0,91 a 1,54 ab 1,09 ab 1,36 ab 1,17 b 1.000 ppm 1,34 a 1,03 ab 1,43 a 1,10 a 1,79 a 1,29 ab 1,75 a 1,28 ab cv 23,13 28,07 32,64 35,48 f (tratamiento) n.s n.s. * * f (edad) n.s * * n.s. f (t x e) n.s n.s. n.s. n.s. medias con la misma letra en la misma columna no difieren significativamente según la prueba de tukey (p< 0,05). agronomía colombiana 136 vol. 22 · no. 2 reportes de thomas y vince-prue (1997), sugieren que en algunas plantas la iniciación floral está acompañada por una rápida extensión del tallo. bajo condiciones normales la floración y elongación del tallo pueden no estar separadas y esta última es usada algunas veces como una medida de la respuesta a floración. en este sentido, cline y agatep (1970) encuentran que un gran número de especies muestran una relación obligada entre floración y elongación del tallo. en scrophularia maralandica, la elongación del tallo precede la aparición del primordio floral, también en otras plantas de día largo la floración ocurre solo con la elongación simultánea del tallo, algunos casos incluyen matricaria phartenoides, centaurea cyanus, coryopsis tinctoria, cebada, maíz y millo. thomas y vince-prue (1997) plantearon que diferentes gas tienen efectos diferentes sobre la floración y elongación del tallo; tal es el caso de algunas plantas de día largo como lolium temulentum en las que la ga 32 promovió la floración pero tuvo un bajo efecto sobre la elongación del tallo, en contraste la ga 1 promovió una fuerte elongación del tallo pero tuvo solo un pequeño efecto sobre la floración. aunque no se indujo floración con ninguna de las concentraciones de ga 3 aplicadas, se evidenciaron diferencias morfológicas en las plantas tratadas, como fueron la elongación de los entrenudos, la reducción en el área foliar y la alteración en el color de tallos y hojas (figura 2). observaciones en campo sobre plantas de bomarea sp. que florecen en condiciones normales permitieron ver una coincidencia en el aspecto de estas y el que presentaron las plantas tratadas con ga 3 (figura 3). es posible que estos cambios sean una señal de la iniciación floral y que para que el meristemo llegue a diferenciarse requiera de condiciones ambientales específicas como fotoperíodo o bajas temperaturas. figura 2. cambios morfológicos en hojas y tallo en plantas de b. patinii tratadas con ga 3 . a. planta testigo (sin ga 3 ). b. planta tratada con ga 3 . a. b. figura 3 apariencia de una planta de b. patinii en floración, sin tratamiento (izquierda) vs una planta tratada con ga 3 (derecha). nótese la similitud en la coloración y tamaño de las hojas; la reducción del área foliar es evidente en los dos casos y la longitud de los entrenudos es también similar. pederson et al. (1996) reportan que en cultivares de alstroemeria regina y walter fleming los períodos de bajas temperaturas son un requisito para la inducción floral, y que estos requerimientos son cuantitativos; periodos de seis a ocho semanas a 5º c, así como 16 semanas a 13º c inducen floración, mientras que temperaturas superiores a los 22º c inhiben la floración. es posible que en bomarea también se requiera de periodos de baja temperatura para florecer y que la ga no induzca por sí sola la floración. chailakhyan (1975) señala que en rudbeckia la ga y el fotoperíodo causan respuestas diferentes en la actividad mitótica, mientras la ga incrementa dicha actividad en la zona medular del ápice el día largo estimula la actividad en la zona central. estos resultados llevan a la conclusión de que el sitio de acción de la ga y el estímulo floral en el brote apical son diferentes, aunque ambos pueden ser requeridos para la inducción floral. en algunas especies tratadas con ga la floración solo sucede bajo condiciones ambientales específicas; tal es el caso de bryophyllum daigremontianum, una planta de día neutro, en la cual la aplicación de ga 3 en plantas juveniles puede promover la floración solo bajo días cortos. bastidas et al.: influencia de algunos factores... 1372004 la inducción floral es un proceso en el cual intervienen numerosos factores intrínsecos y ambientales difíciles de controlar en forma simultánea, máxime cuando se tienen especies de tan alta diversidad como las bomareas, cuya fenología no ha sido estudiada. si bien el ga no causó efecto directo sobre la floración, no se descarta la posibilidad de que sea un componente importante del proceso de transición floral. como se ha demostrado en otras especies, el ga 3 resulta eficiente solo en combinación con tratamientos de vernalización o fotoperíodos largos. efecto del as en la inducción floral de b. patinii. la aplicación de ácido salicílico no alteró en forma significativa ninguna de las variables de crecimiento de las plantas de b. patinii. aunque algunos ensayos han comprobado el efecto de la aplicación de as sobre la inducción floral de diferentes especies, como naranjo (citrus sinensis osbeck)‚ navelina™, el cual responde positivamente a la aplicación de 61,80 g∙l-1 de as (almaguer et al., 1997). las mayores concentraciones del regulador de crecimiento causaron toxicidad de las plantas, por lo cual se hizo necesario eliminarlas del ensayo. este hecho corrobora que el as, según lópez et al. (1998), resulta tóxico para algunas plantas aplicado en concentraciones de 10-2 m. en concentraciones adecuadas, el ácido salicílico es agente señalizador y promotor de resistencia biótica y abiótica en las plantas (benavides, 2001). es posible que la respuesta a la aplicación de ácido salicílico dependa del fotoperíodo como factor acompañante del estímulo floral; si bien, son desconocidos los factores de inducción floral en esta especie, no se puede descartar que el fotoperíodo sea un factor determinante, en cuyo caso se recomienda aplicar tratamientos de as bajo diferentes regímenes de fotoperíodo. aunque varios investigadores han tratado de explicar el mecanismo de acción del as para inducir floración aún no se ha llegado a determinar si ejerce un efecto directo como regulador de crecimiento o si cumple un rol secundario como promotor de la síntesis de moléculas indispensables para la inducción floral. en los sistemas animales, el as es conocido por quelatar iones; para las plantas se ha sugerido un modo de acción similar (khurana y maheshwari, 1978). el as provoca cambios en el fotoperíodo crítico de especies de lemna, tanto de día corto como de día largo; este hecho sugiere una influencia del as en el mecanismo de cronometraje de horas luz. existen reportes de sustancias químicas que causan cambios en la longitud del día en algunas especies; en plantas de día corto de xanthium strumarium el cobalto causa un cambio de aproximadamente dos horas en el fotoperíodo crítico, y en lemna paucicostata algunos aminoácidos como el ácido aspártico y la glicina promueven la floración y cambian incrementando el fotoperiodo crítico; estos resultados son similares al efecto del as en lemna paucicostata. el as representa el primer reporte de una sustancia química que causa cambios en el fotoperíodo crítico tanto de especies de día corto como de día largo. nanda et al. (1996), reportaron un efecto sinergístico de los fenoles y el ga 3 en impatiens balsamin; dicho efecto es evidente no solo en la iniciación de las yemas florales sino también en el aumento en el número de yemas que se producen en plantas tratadas con 100 mg∙l-1 de ga 3 más 1 mg∙l-1 de as. aunque se desconoce el mecanismo mediante el cual interactúan estas sustancias para inducir la floración, resultaría interesante evaluar el efecto conjunto de as y ga 3 en especies de bomarea. es posible que otros fenoles actúen como promotores de la floración. en este caso sería conveniente evaluar el efecto de diferentes compuestos fenólicos, como ácido acetil salicílico, naftol, ácido benzoico, entre otros, como inductores de floración. los resultados obtenidos hasta el momento se constituyen en un primer paso para el conocimiento de la fisiología de bomarea, que facilitará en un futuro su utilización para programas de mejoramiento de especies relacionadas. se recomienda evaluar temperaturas cercanas a los 4º c, en combinación con tratamientos de ga para inducir germinación en b. hispida. para la inducción floral de b. patinii se recomienda evaluar el efecto de la aplicación de ga 3 y otras formas activas de ga bajo condiciones ambientales diferentes. agradecimientos al profesor enrique torres torres, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. agronomía colombiana 138 vol. 22 · no. 2 bibliografía almaguer, v. g.; a. j. rodríguez; r. a. becerril y s. a. larqué. 1997. promoción de la floración fuera de estación mediante estrés físico o químico aplicados a naranjo en invernadero. agrociencia 31(1), 51-58. alzate, f. 2003. comunicación personal. atwater, b. r.1980. germination, dormancy and morphology of the seeds of herbaceous ornamental plants. seed science and technology 8, 523-73. benavides, m. a. 2001. el ácido salicílico es agente señalizador y promotor de resistencia biótica y abiótica en las plantas. departamento de horticultura, universidad autónoma agraria antonio narro. méxico. ben-tal, y. y y. erner. 1999. flowering control by artificial gibberellins. acta horticulturae 482, 21-24. besnier, r. f. 1979. semillas, biología y tecnología. ediciones mundi-prensa, madrid. black, i. 2002. growing bomareas, some introductory notes. alton, hampshire, inglaterra. http://easyweb.easynet.co.uk/ ~ianblack/. http://www.bulbsociety.org.html bradbeer, j. w. 1994. seed dormancy and germination. blackie academic and professional, londres. 146 p. cleland, c. f. y a. ajami. 1974. identification of the flower inducing factor isolated from aphid honeydew as being salicylic acid. plant physiology 54, 904-906. cleland, c. f. y o. tanaka. 1979. effect of daylength on the ability of salicylic acid to induce flowering in the long day plant lemna gibba g3 and the short day plant lemna paucicostata 6746. plant physiology 64, 421-424. cline, m. g. y a. o. agatep. 1970. control of stem elongation and flowering in scrophularia marilandica. 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resumen genetically modified (gm) plants producing polyhydroxyalkanoates (pha) are protected by patents. this study analyzes the status of patents covering pha-producing gm plants, focusing on the production of gm tobacco expressing the phac gene of aeromonas caviae for pha synthesis. thirty patent applications for phas producing gm plants were identified. patent applications covering the design of gm tobacco expressing the a. caviae phac gene for biosynthesis of phas in peroxisomes were found from our searches; five safeguard the rights on the a. caviae phac gene, and three protect the transit peptide. in addition, 96 records related to nicotiana tabacum breeder’s rights were identified, with 22 varieties still protected. las plantas modificadas genéticamente (gm) productoras de polihidroxialcanoatos (pha) son protegidas por patentes. este estudio analiza el estado de las patentes que protegen las plantas gm productoras de pha, centrándose en la producción de tabaco gm que expresa el gen phac de aeromonas caviae para la síntesis de pha. se identificaron 30 solicitudes de patentes para plantas gm productoras de phas. de las solicitudes de patentes vigentes que cubren el diseño de tabaco gm que expresa el gen phac de a. caviae para la biosíntesis de phas en peroxisomas, cinco patentes cubren el gen phac de a. caviae y tres patentes cubren el péptido de tránsito. además, se identificaron 96 registros relacionados con los títulos de obtentor de nicotiana tabacum dentro de los cuales 22 variedades aún se encuentran protegidas. key words: patent, r-3 hydroxycarboxylic acid monomers, aeromonas caviae pha synthase, nicotiana tabacum, plant breeder’s rights. palabras clave: patente, monómeros del ácido hidroxicarboxílico r-3, pha sintasa de aeromonas caviae, nicotiana tabacum, títulos de obtentor. intellectual property on the design of genetically modified tobacco containing a phac gene for peroxisomal biosynthesis of polyhydroxyalkanoates propiedad intelectual sobre el diseño de tabaco genéticamente modificado que contiene un gen phac para la biosíntesis peroxisomal de polihidroxialcanoatos diana daniela portela1*, fabián villamil-bolaños1, felipe sarmiento1, alejandro chaparro-giraldo1 †, and silvio alejandro lópez-pazos2 introduction polyhydroxyalkanoates (phas) have been used to replace synthetic petroleum-derived plastics that are environmentally recalcitrant and polluting (muneer et al., 2020). advances in biotechnology related to synthetic biology and systems biology can provide efficient strategies to produce phas in other organisms, such as genetically modified (gm) plants, by introducing the genes encoding for enzymes involved in the biosynthesis of phas in cytosol, plastids, mitochondria, or peroxisomes (lössl et al., 2003; anderson et al., 2011; bohmert-tatarev et al., 2011). polyhydroxybutyrate (phb) is the most common type of pha (stouten et al., 2019), which is synthesized from acetyl-coa by the bacterium cupriavidus necator involving three enzymes: (i) β-ketothiolase (phaa gene) catalyzes the condensation of two molecules of acetyl-coa to acetoacetyl-coa; (ii) acetoacetyl-coa reductase (phab gene) catalyzes the reduction of acetocatyl-coa to (r)3-hydroxybutyryl-coa; (iii) pha synthase (phac gene) catalyzes the polymerization of (r)-3-hydroxybutyryl-coa monomers (gupta et al., 2021). acetyl coa is produced in numerous metabolic pathways in plants. in general, the metabolic pathway of glycolysis occurs in the cytosol; once pyruvate has been produced it is oxidized by pyruvate dehydrogenase into acetyl-coa to enter the citric acid cycle. the acetyl-coa can be used by the β-ketothiolase present in the cytosol to carry out the first metabolic reaction that produces phb. insertion of phab and phac genes into the plant genome is required to complete the synthesis of phb in the cytosol (jeon et al., https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n3.102306 pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 341portela, villamil-bolaños, sarmiento, chaparro-giraldo†, and lópez-pazos: intellectual property on the design of genetically modified tobacco containing a phac gene for peroxisomal biosynthesis of polyhydroxyalkanoates 2014). the production of acetyl-coa in plastids is obtained through de novo biosynthesis of fatty acids, and the synthesis of phb in this organelle can be carried out through the insertion of the three pha related bacterial genes (bohmert-tatarev et al., 2011). plant peroxisomes produce 3-hydroxyacyl-coa intermediates through β-oxidation of fatty acids that can be used as precursors in the synthesis of phas; therefore, the biosynthesis of peroxisomal phb can be obtained by inserting a phac gene into the nuclear genome and targeting the enzyme to peroxisomes with a transit peptide (arai et al., 2002; tilbrook et al., 2014). pha synthase from c. necator produces phb from acetyl-coa in the cytosol and plastids, while pha synthases from aeromonas caviae (phaca.c gene) and pseudomonas aeruginosa (phac1 gene) produce phb (cytosol, plastids and peroxisomes) and different phas using 3-hydroxyacylcoa intermediates (jeon et al., 2014; jia et al., 2016). the development of commercial pha-producing gm plant lines must take into consideration elements such as transformation vectors, genes, regulatory regions, proteins, strains, plant genotypes, and plant transformation protocols. these elements may be protected by intellectual property rights (ipr): patents, plant variety certificates, confidentiality agreements, and material transfer agreements (carroll, 2016). however, legal aspects related to patents can circumvent ipr and prompt the development of pha-producing gm plants. patents expire due to nonpayment of maintenance or the completion of the protection period, leaving the invention in the public domain where the authorization of its original owners is no longer required for its use. likewise, patents have national jurisdiction, meaning they are only valid in the countries where they were requested and granted (wolf, 2008; heikkilä & lorenz, 2018). the development of a gm plant line for commercial purposes requires a related ipr analysis to verify if the elements involved are protected and, if so, the term and the countries in which its development, application, and commercialization do not infringe the rights of third parties. the number of patents protecting this technology can increase the costs associated with development due to the payment of royalties or licenses (alandete-saez et al., 2015). nicotiana tabacum is one of the most used plants for genetic transformation. its plasticity, susceptibility to transformation mediated by agrobacterium tumefaciens, and ability to generate biomass places gm tobacco as a potential green factory for the production of proteins for medical or industrial use (buyel & fisher, 2012; ibrahim et al., 2019; mcnulty et al., 2021; fearon et al., 2022). this study analyzes the iprs status through patents on pha-producing gm plants worldwide, focusing on the design of a gm tobacco line that expresses the phaca.c gene from a. caviae for the synthesis of phas in peroxisomes in order to identify patent-free elements for the development of a gm tobacco event producing agrobiogeneric phb. materials and methods a search in public access patent databases was performed in order to identify: (i) patents that protect the development of gm pha-producing plants in the world, and (ii) patents that protect elements used in the design of a gm tobacco line that expresses the phaca.c gene. the lens (https://www.lens.org), espacenet (https://worldwide.espacenet.com/), and google patent (https://patents.google. com/) databases were used. in addition, patents requested through the patent cooperation treaty (pct), directed by the world intellectual property organization (wipo), were also considered. pct allows the applicants to simultaneously request protection of their invention in signatory countries with a single application. applicants have 30 months to request a patent in the desired regional office (barreto et al., 2020). the search terms used to identify the appropriate classification symbols of the international patent code (ipc) were: “genetic term”, “genetic engineering”, “mutants or genetically engineered organisms”, “mutations or genetic engineering” and “new plants per se”. patent priority dates, current maintenance status, application through the pct, and jurisdictions were established. an analysis of the trend of patent requests over time was performed. the patent status of the elements used in the development of the gm line that expresses the phaca.c gene was done with the ipc terms mentioned above and the following keywords: “phaa gene”, “phab gene”, “ phaca.c gene”, “phac synthase from aeromonas caviae”, “camv35s promoter”, “camv35 promoter enhancer”, “t-nos terminator”, “target in malate synthase signal”, “transgenic producer of polyhydroxyalkanoates”, “production of polyhydroxyalkanoates in tobacco”, “polyhydroxyalkanoates”, and “pha copolymer”. the collected patent application data consisted of patent application families (patent documents requested in several countries that protect the same invention). it included their legal status, priority date, geographic coverage, and claims. the search was conducted from april 2019 until december 2021. all data were processed with r software. https://worldwide.espacenet.com/ https://worldwide.espacenet.com/ https://patents.google.com/ https://patents.google.com/ pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 342 agron. colomb. 40(3) 2022 results and discussion patent families and patent applications related to the development of pha-producing gm plants were explored in worldwide databases (from 1991 until 2010). twenty-three patent families were assigned through pct, and six patents requested at a national patent office were identified. the united states of america (us) has the highest number of applications, followed by australia and some countries of the european union (eu) (fig. 1). eighteen patent families expired from 2012 to 2020. patents in these families were granted in the us, australia, the eu, brazil, mexico, japan, india, and china. eight patent families expired between 2004 and 2018 because annual maintenance payment was not recorded. four patent families remain valid and will expire between 2022 and 2030; these patents were granted through the pct in the us, brazil, and australia. gm seeds covered by patents limit the use of this technology because profitability is generated for crops cultivated in large areas. pha synthesis in the cytosol, plastids, and peroxisomes of gm plants has been generated from intermediary substrates of metabolic pathways such as glycolysis, fatty acid synthesis, and fatty acid degradation. the identified patents protect the development of gm plants that produce phas in the cytosol, plastids, and peroxisomes. strategies to improve pha synthesis in these subcellular compartments are wo1992019747, wo1993002187, wo1994012014, wo2004006657, us8487159, and wo2011034945. these protect gm plants such as arabidopsis thaliana, cotton, switchgrass, sugarcane, and oil crops, which produce between 1.6% and 7% of phb per unit of dry cell weight in the cytosol by insertion of phaa, phab, and phac genes from c. necator, pseudomonas oleovorans, and zoogloea ramigera, respectively. patent application wo2012037324 covers the development of gm turf and poplar in which the carbon f lux in the calvin-benson cycle was increased by the insertion of genes coding for sedoheptulose 1,7-bisphosphatase, fructose 1,6-bisphosphatase, transketolase, or aldolase to improve phb production (tab. 1). south africa 1 india 1 japan 9 australia 19 new zealand 1 china 1 canada 11 united states 27 mexico 3 brazil 5 patents 2719151195321 figure 1. numbers of patents related to pha-producing gm plants. pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 343portela, villamil-bolaños, sarmiento, chaparro-giraldo†, and lópez-pazos: intellectual property on the design of genetically modified tobacco containing a phac gene for peroxisomal biosynthesis of polyhydroxyalkanoates table 1. patents related to the development of pha-producing gm plants. patent title priority application application by pct owner country application date production of polyhydroxyalkanoates in plants gb9108756 wo1992019747 metabolix inc. us, germany, australia, spain, canada, uk, denmark, austria 23/04/1991 transgenic plants producing polyhydroxyalkanoates us73224391 wo1993002187 michigan state university us, canada, mexico, brazil, italy, the netherlands, norway, japan, india, australia, germany, new zealand, france, belgium, poland, portugal, hungary, finland, slovakia, czech republic, austria, spain 18/07/1991 transgenic cotton plants producing heterologous bioplastic compounds us98052192 wo1994012014 agracetus australia, us, canada 20/11/1992 production of polyhydroxyalkanoate in plants gb9302286 wo1994011519 zeneca ltd, philip anthony fentem uk, australia 04/11/1992 processes for producing polyhydroxybutyrate and related polyhydroxyalkanoates in the plastids of higher plants us10819393 us25435794 wo199505472 michigan state university us, austria, germany, spain, china, japan 16/08/1993 methods for isolating polyhydroxyalkanoates from plants us54884095 wo1997015681 metabolix inc. australia, us, germany, spain, austria, japan 25/10/1995 dna sequence employed in the production of polyhydroxyalkanoates au70057696 wo1998006854 metabolix inc. us, germany, japan, australia, eu 12/08/1996 polyhydroxyalkanoates of narrow molecular weight distribution prepared in transgenic plants us61487796 us62803996 us67338896 us91220597 us44040099 none metabolix inc., monsanto us 12/03/1996 use of dna encoding plastid pyruvate dehydrogenase and branched chain oxoacid dehydrogenase components to enhance polyhydroxyalkanoate biosynthesis in plants us5129197 us5525597 us7654498 wo1999000505 university of missouri us, australia 29/06/1997 biological systems for synthesis of polyhydroxyalkanoate polymers containing 4-hydroxyacids us5937397 wo1999014313 metabolix us, austria, germany, canada, australia, japan 19/09/1997 biosynthesis of medium chain length polyhydroxyalkanoates us9800083 wo1999035278 monsanto, poirier yves, mittendorf volker australia, eu, us 04/01/1998 polyhydroxyalkanoate synthesis in plants us5260798 none university of minnesota us 30/03/1998 modified pseudomonas oleovorans phac1 nucleic acids encoding bispecific polyhydroxyalkanoate polymerase us5260798 none university of minnesota us 30/03/1998 polyhydroxyalkanoate biopolymer compositions us8639698 us31656599 us48834800 wo1990061624 metabolix inc., cheiljedang corporation research center llc canada, australia, us, mexico, germany, austria 21/05/1998 modification of metabolism of fatty acids in plants us7710798 wo1999045122 metabolix inc. canada, mexico, australia, japan, us 05/03/1998 methods of optimizing substrate pools and biosynthesis of poly (3-hydroxybutyrate-co-3hydroxyvalerate in bacteria and plants us59422660 none monsanto us 13/10/1999 continued on the next page pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 344 agron. colomb. 40(3) 2022 patent title priority application application by pct owner country application date transgenic systems for synthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co-3hydroxyhexanoate us 23587599 wo2000043523 metabolix inc. us, germany, austria, canada, australia, japan 21/01/1999 multigene expression vector for the biosynthesis of products via multienzyme biological pathways us12301599 wo2000052183 monsanto us, eu, australia 04/03/1999 production of polyhydroxyalkanoates in plants us15680799 us0026963 us8928102 us48771806 none dupont us 28/09/1999 method for producing polyhydroxyalkanoates in recombinant organisms us12441799 wo200055328 laval university, ca ministry for agriculture & food us, canada, austria, germany, portugal, denmark, spain 14/03/1999 production of polyhydroxyalkanoates in plants us15680799 wo2001023596 pioneer hi-bred, dupont australia, us 28/09/1999 methods for transformation of plants, transformed plants and processes for preparation of polyesters jp22583999 none riken us, germany 08//08/2000 production of medium chain length polyhydroxyalkanoates from fatty acid biosynthetic pathways us24953500 wo2002040690 metabolix inc. us, germany, spain, canada, japan, australia, austria 16/11/2000 transgenic plants used as a bioreactor system us39486902 wo2004006657 sugar research australia limited, bureau of sugar experiment stations, the university of queensland us, australia, brazil, south africa 10/07/2002 production of polyhydroxybutyrate in switchgrass us4843608 us43142809 none metabolix inc. us 27/04/2008 polyhydroxyalkanoate synthesis in the plant peroxisomes au2008906035 wo2010057271 sugar industry innovation pty ltd, the university of queensland, brumbley stevens australia 20/11/2008 stable, fertile, high polyhydroxyalkanoate producing plants and methods of producing them us15780909 wo2010102217 metabolix inc. us, eu, canada, australia, brazil, germany, spain, austria 04/03/2009 generation of high polyhydroxybutyrate producing oil seed crops us24252209 wo2011034945 metabolix inc., donald danforth plant science center, patterson nii, tang jihong, cahoon edgar, jaworski jan g, peoples oliver p, snell kristi d us, eu, australia, canada, brazil 14/09/2009 increasing carbon flow for polyhydroxybutyrate production in biomass crops us38314210 wo2012037324 metabolix inc. us, brazil 14/09/2010 continued on the next page pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 345portela, villamil-bolaños, sarmiento, chaparro-giraldo†, and lópez-pazos: intellectual property on the design of genetically modified tobacco containing a phac gene for peroxisomal biosynthesis of polyhydroxyalkanoates patent title priority application application by pct owner country application date patents that protect plant vector, phac gene and transit peptide pcambia2301 plant vector us90892807 none cambia us 29/03/2007 phac gene from a. caviae us9685398 wo2000011188 metabolix inc. canada, australia, eu, korea, mexico, germany, us 17/08/1998 us23587599 wo2000043523 metabolix inc. australia, canada, japan, germany, eu, spain, us 21/01/1999 us49275606 none kaneka corp. us 25/07/2006 us26016409 wo2011060048 massachusetts institute of technology canada, australia, korea, spain, china, japan, us 10/11/2009 jp2014067674 wo2015146195 kaneka corp. germany, eu, japan, us 27/03/2014 transit peptide arl us9800083 wo1999035278 monsanto, poirier yves, mittendorf volker australia, eu 04/01/1998 us23587599 wo2000043523 metabolix inc. canada, australia, us, eu, spain, japan 21/01/2003 au2008906035 wo2010057271 sugar industry innovation pty ltd, the university of queensland, brumbley stevens australia 20/11/2008 patent applications wo1990061624 and us6228623 cover a method to produce polyhydroxypropionate, phb, poly(3-hydroxypropionate-co-5-hydroxyvalerate) copolymers poly(3-hydroxypropionate-co-3-hydroxyvalerate), poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxyvalerate), poly(4hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) and poly(3hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate-co-3-hexanoate) in the cytosol of gm plants and in bacteria (tab. 1). patent application wo1999000505 protects a genomic fragment and a method to enhance levels of substrates needed to generate the copolymers 3-hydroxybutyrate (3hb) and 3-hydroxyvalerate (3hv) through the insertion of phaa, phab, phac genes and encoding enzymes involved in the biosynthesis of the aspartate family amino acids and threonine deaminase. patent applications wo199505472, wo2010102217, and us6620601, protect a methodology to produce up to 10% phb per unit of dry cell weight in a. thaliana and n. tabacum plastids by insertion of phaa, phab, and phac genes fused to a transit peptide to direct polymer biosynthesis in plastids. granted patent wo200202040690 describes a gm plant expressing transgenes encoding the enzymes 3-hydroxyacyl acp thioesterase and pha synthase to produce pha from fatty acids in plant plastids. granted patent wo1992019747 describes a gm brassica plant that produces phas when the genome contains genes encoding enzymes for the pha biosynthetic pathway in the cytosol or plastids (tab. 1). patent applications wo2001023596, wo1999035278, wo2000043523, and wo2010057271 cover a method to produce 1-2% dry weight of pha polymers and copolymers in a. thaliana and sugarcane peroxisomes through the insertion of genes encoding 3-ketoacyl-coa reductase or 2-enoyl-coa hydratase and acetyl transferase attached to a transit peptide to direct peroxisome biosynthesis. these enzymes are derived from a. caviae, c. necator, p. putida, and klebsiella aerogenes (tab. 1). patent wo1994011519 protects a phb production system in oil seed crops transformed with a gene that mediates pha biosynthesis fused to a switch gene induced by a chemical substrate that allows the synthesis of phb in the cytosol or glyoxysomes of the seeds. patent applications wo1998006854 and wo1999045122 request the protection of a methodology to modify the biosynthesis of fatty acids and produce polymers in plants by insertion of genes encoding the enoyl-coa hydratase and epimerase from p. putida faoab involved in pha biosynthesis, directing the enzymes towards the peroxisomes or plastids. a patent family analysis on the production of phas in gm plants was performed to identify if these documents indicate the countries where the applicants seek technology protection. demand for patents on pha production in gm plants is highest in countries of north america followed by countries from oceania (fig. 2). pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 346 agron. colomb. 40(3) 2022 trends indicate an average of 1.52 patent applications per year; the highest demand for patent applications was in 1999 in north america, oceania, europe, and asia, while in latin america the highest number of patents was registered in 1998 and 2009 (fig. 2). this information shows a transition of patent demand since 1992, the year in which the first patent applications were registered. the number of patents related to this technology grew from 1995 to 1999; no applications were found between 2003 and 2007. the period from 2000 to 2010 shows a decrease in the rate of new advances. these data reveal that this technology could be classified as emerging in latin america and as declining in north america, oceania, and europe. the reduction in patent requests since 2000 may be because the technology still has not obtained enough yields in the production of biopolymers, and efforts have focused on microbial fermentation as demonstrated by kosseva and rusbandi (2018) improving the availability of substrates with a high carbon source and optimal growth conditions. dobrogojski et al. (2018) suggest that it is necessary to increase the efficiency in the accumulation of phas in plants by optimizing the tissue conditions where phas are stored. the technological areas related to pha-producing gm plants patents are clustered in the groups: “human needs” and “chemicals and metallurgy” assigned by the ipc with a and c codes, respectively. the subclasses are plant reproduction by tissue culture techniques (a01h), biotechnology and genetic engineering (c12n), fermentation or enzymes using processes to synthesize a desired chemical compound (c12p), cracking hydrocarbon oils, production of liquid hydrocarbon mixtures (c10g), fuels not otherwise provided for (c10l), macromolecular compounds obtained from reactions not involving unsaturated carbon to carbon bonds (c08g) peptides (c07k) and sugar/nucleic acid/ nucleosides (c07h). applications across the ipc database is concentrated in the areas of biotechnology and genetic engineering (88.23%) followed by fermentation (35.29%), new plants (33.33%), and, in lesser percentage, peptides (9.8%), etc. (fig. 3). patent search in the ipc database not only facilitated the recovery of documents in the previously mentioned areas, but documents in other less common areas such as the composition of the epoxy resin or cracking hydrocarbon oils were also retrieved. given that the ipc identifies each of the components that make up the technology, this system is useful for patent examiners and inventors to find documents that help identify the state of the technique. forward citation analyses are relevant to determine the progress of scientific knowledge related to the patented activity and to identify the relationship between science and technology for industrial development (verbeek et al., 2003). an analysis of citations on the identification of pha-producing gm plants patents across 1992-2013 found that old patents are cited more than recent ones, from 1992 to 1993. wo1994012014 was cited 45 times; between 1994 to 1995, wo1992019747 was mentioned 67 times; between 1996 and 1997, us6228623 was cited 88 times; between 2009 and 2010, wo2010102217 was mentioned 29 times; from 2012 to 2013, patent wo2012037324 was cited three times, and patent wo2011034945 was cited twice. the number of forward citations is an indicator of technological, social, and economic value of patents (harhoff et al., 2002). in this case, patents such as wo1992019747 and us6103956 represent a benchmark of innovation. patent wo1992019747 was requested by the company metabolix inc. in the us, n um be r of p at en ts 3 6 9 3 6 9 3 6 9 3 6 9 3 6 9 3 6 9 2010200520001995 year africa asia europe latin america north america oceania figure 2. trends on patents of pha producing gm plants. pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 347portela, villamil-bolaños, sarmiento, chaparro-giraldo†, and lópez-pazos: intellectual property on the design of genetically modified tobacco containing a phac gene for peroxisomal biosynthesis of polyhydroxyalkanoates australia, united kingdom, and eu and had its highest peak of citations between 1998 and 2001. patent us6228623 was requested by metabolix inc. and bayer/monsanto; its highest peak of citations was between 2010 and 2013. on the other hand, the low number of citations of recent patents, such as wo2012037324 and wo2011034945, is, probably, because, as of 2013, the technology has not shown a major advance in new applications (tab. 1). a freedom to operate (fto) analysis was carried out for the development of gm tobacco events expressing phac gene from a. caviae with the lowest possible patent load. patent claims identification was done for the relevant elements involved in the making of a gm tobacco with the desired trait. it identified elements that composed this biotechnological product (vectors, transformation methods or genes) and analyzed the claims of the patents. similarly, countries where requests and grants of a patent were made were determined as well as the patent status (nagori & mathur, 2009; hincapié rojas & chaparro-giraldo, 2014). these reports show limitations in the claims of the patents which may favor the development of new free patent products or facilitate the negotiation of licenses with the owners. relevant patents were divided into five sections: a. tumefaciens strain and transformation method, promoters and transcription terminator, cloning vector, phaca.c gene, and transit peptide. a tissue culture protocol and a genetic transformation method must be established initially to obtain a gm tobacco line. transformation mediated by a. tumefaciens strain lba4404 is accomplished using leaf fragments as explants that generate new seedlings by direct organogenesis. four patent families protect a. tumefaciens strain lba440 as a method to transform dicotyledonous and monocotyledonous plants in a stable or transitory manner. patent wo2004082368 protects this strain as an optimized method of genetic transformation based on a. tumefaciens-mediated transformation of brassica juncea and was granted in australia, the us and the eu; this patent will expire in 2023. patent wo2013149726 protects a transient leaf transformation process using strain lba4404; it was registered in brazil and the us and was granted in argentina, australia, canada, china, mexico, japan, and the eu. this patent will expire in 2032. patent wo2010078445 covers a method of plant cell transformation and regeneration mediated by auxotrophic strains of a. tumefaciens (lba4404, eha101, c58, eha105, agl1, or gv3101) carrying a mutation in the thya gene, a condition that prevents their growth in culture media lacking thymidine. this patent was requested in australia and canada and was granted in the us and china. although it is valid until 2028, according to the information retrieved in the lens database, no maintenance payment has been recorded since 2016. therefore, it expired in february 2017. patent wo2012016222 covers a. tumefaciens strains with genes that enhance transformation and are located in plasmids capable of replicating independently of the agrobacterium chromosome. this patent was requested in colombia, south africa and brazil and was granted in australia, china, the eu, mexico, the us, and russia; it is valid until 2030. patent w02010078445 is related to the transformation method, covering a process to produce a gm plant through systemic infection with an auxotrophic strain of a. tumefaciens lba4404. this patent expired in 2017. patent wo2004038023 covers an improved method of plant transformation with a. tumefaciens through a time interval between the preparation, inoculation, and coculture stage. this patent was requested in mexico, the eu, canada and was granted in australia, the us and russia; it 403020100 number of patents te ch no lo gy a re a 1 2 5 16 18 45 number biotechnology/genetic engineering c12n new plants a01h peptides c07k compositions of epoxy resin c08l fuels not otherwised provided for natural gas c10l derivatives of natural macromolecular compounds c08h cracking hydrocarbon oils c10g sugar/nucleic acid/nucleosides c07h fermentation/enzyme use to synthesize chemical compounds c12p macromolecular compounds involving carbon to carbon bonds c08g figure 3. technological areas of pha-producing gm plant patents. pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 348 agron. colomb. 40(3) 2022 is valid until 2022. patent application wo2012098119 was granted to the philip morris company in brazil, china, japan, the eu, the us, and russia. this patent protects a transformation method to transiently express recombinant proteins through pressure infiltration of empty leaves of n. tabacum with a. tumefaciens. this patent will expire in 2031. for the transcription of the phac gene inserted into the plant genome, a 35s promoter from the caulif lower mosaic virus (35s camv) and the nopaline synthase terminator from a. tumefaciens (t-nos) is used. according to the information retrieved from the databases, one patent family protecting the camv 35s promoter was identified. granted patent us5352605a protects the 35s camv promoter and the 19s camv promoter as part of expression constructs and plant transformation vectors in dicotyledonous plants using chimeric constructs. these patents expired in 2003; therefore, this promoter is already in the public domain. likewise, there is a version with a duplicated 35s camv promoter that has an enhanced overexpression of the gene. patent application us5164316 protects a transcription start sequence formed by tandem sequences of the 35s camv promoter and covers its use in plant genetic transformation. this patent expired in 2007. the terminator sequence of the t-nos expression construct is associated with patent us5034322, which protects chimeric genes containing the nopaline synthase promoter (a. tumefaciens) and a 3’-untranslated region of the nopaline synthase gene as well as the terminator sequence. this patent expired in 2003. a group of vectors suitable for plant transformation is pcambia plasmids. the center for the application of molecular biology to international agriculture (cambia) is a nonprofit research center in the field of botanical biotechnology that focuses on reforming the open science innovation system and intellectual property. pcambia vectors are binary because they have an origin of replication in escherichia coli and a. tumefaciens and contain the t-dna region that houses the gene of interest to be transferred to the plant. cambia has generated an open-source license in which the use of these vectors does not generate a royalty payment for institutions with research, academic, or nonprofit purposes, as well as for developing countries (cambia, 2022). the expression constructs containing the coding region of the region of the phaca.c gene from a. caviae assembled with the 35s camv promoter and the t-nos terminator are assembled into a vector of the family pcambia; therefore, patents associated with pcambia vectors were searched. patent us20090075358 was granted in the us. under this patent, two families of vectors are protected; the first covers vectors containing at least one functional origin of replication for non-rhizobial species and a t-dna border sequence linked to the sequence of interest; the second family covers the vectors that contain a functional origin of replication in at least one nonrhizobial species and harbor vira, virg, virj operons, and a mutant virg. this vector is incorporated into a bacterial host chromosome. this patent protects their use in the transformation of plants by a. tumefaciens. the patent expires in 2027 (tab.1). the phaca.c is associated with five patent families and one patent application; patent application wo200011188 covers recombinant strains of microorganisms with the genes involved in pha biosynthesis, where the gene encoding for pha synthase was derived from a. caviae. this patent expired in 2018 (tab.1). patent wo2000043523 protects a method to produce pha-producing gm organisms through the insertion of a pha synthase gene from a. caviae, comamonas testosteroni, and thiocapsa pfennigii, among others. this patent was granted in australia, canada, the eu, and japan. the payment of the maintenance fee was not made in 2016, according to the search done in the lens database, and it lost its validity on january 17, 2017 (tab.1). patent wo2011060048, accepted through the pct, protects a recombinant c. necator, which harbors the phaca.c gene from a. caviae to produce poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyhexanoate) copolymer; this patent is valid until 2033 in china, japan, south korea, australia, the us, and the eu (tab.1). patent wo2015146195, granted in the eu, the us, australia, and japan, covers a method for the improvement of pha copolymer synthesis using a microorganism with a gene encoding for a pha synthase of aeromonas sp. and a gene encoding for a different pha synthase to produce two or more phas with different melting points; this patent will expire in 2035 (tab.1). patent us7384766, granted in the us, protects a transgenic microbial strain which contains a gene encoding pha synthase from a. caviae to produce a pha copolymer constituted by monomer units from 3-hydroxybutyric acid, 3-hydroxyhexanoic acid, 3-hydroxyheptanoic acid; this patent is valid until 2028 (tab.1). studies conducted to produce biopolymers in tobacco, directing their biosynthesis towards chloroplasts at the nuclear level, have produced plants with chlorosis and delayed development (lössl et al., 2003; matsumoto et al., 2011). in other species, such as arabidopsis and sugarcane, where the synthesis of biopolymers is targeted towards peroxisomes, no deleterious effects were observed in the plants (matsumoto et al., 2006; anderson et al., 2011; tilbrook et al., 2011). an ala-arg-leu (arl) transit peptide is pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 349portela, villamil-bolaños, sarmiento, chaparro-giraldo†, and lópez-pazos: intellectual property on the design of genetically modified tobacco containing a phac gene for peroxisomal biosynthesis of polyhydroxyalkanoates attached at the c-terminal end of the expression construct containing the coding sequence of the phaca.c gene from a. caviae to direct the enzyme pha synthase towards peroxisomes (tilbrook et al., 2014) (tab.1). the transit peptide arl is associated with three patent families assigned in australia, canada, japan, the eu, and the us (wo1999035278, wo2000043523, and wo2010057271). these patents cover the expression of a pha synthase and its targeting to plant peroxisomes by tripeptides ala-argmet, ser-arg-met, ser-lys-leu, ala-arg-leu, ser-arg-leu, pro-ser-ile or pro-arg-met, and the production of phb in sugarcane peroxisomes by targeting phaa, phab, and phac gene products using a arg-ala-val-ala-arg-leu (ravarl) signal sequence or any similar functional fragment. patent wo1999035278 lost its validity in 2018, while patents wo2000043523 and wo2010057271 are valid until 2023 and 2028, respectively (tab.1). plant breeder’s rights (pbr) is a sui generis ipr resource used to protect varieties developed by genetic improvement, and the person who obtains these new varieties is called a breeder (upov, 2022). the granting of pbr entitles the holder to ownership of that variety and any person wishing to commercialize it must be authorized by the holder (breeder). this authorization is generally granted in the form of a license agreement. a variety can be protected by pbr if it meets all the following criteria: novelty, distinction, uniformity, and stability; it must also be given an appropriate denomination. the pbr is valid for 25 years from the grant date in the case of fruit trees, forest trees and vines and for 20 years in other species. its validity is jurisdictional and is in force in the country where it was granted; however, if it is requested through intergovernmental organizations, the right is valid in all member states of the organization (ica, 2017). the intergovernmental organization, the international union for the protection of new varieties of plants (upov), promotes an effective system of plant variety protection; its database (pluto) contains plant breeder’s titles requested in upov member countries for different plant species. upov members are eligible for the breeder’s exemption, which allows all breeders to use protected varieties for further breeding activities (upov, 2013). pbr registrations for n. tabacum were identified in the pluto database in the us, canada, mexico, argentina, colombia, the eu, russia, south korea, and china. the us and bulgaria were the countries with the most pbr registrations for this species from 1950 to 2022. ninety-six varieties were identified; protection is still in force for 22 of them. some of the varieties that are in force are: kf109 (south korea), kb111lc (south korea), wan6513 (china), guang yang (china), vector 21-41 (canada), speight 22 (us), aob176 (us), mb47 (argentina), and mb411 (argentina). once the patents expire, it is possible to develop generic seeds with the technology without prior authorization from the owner (jefferson et al., 2015). the use of the technology without the need to pay for a license or royalties reduces costs of production and development and, increases access to technology for small-scale farmers or developing countries. where an agbiogeneric crop is generated, the developer of that gm crop must face the challenges of opening up a commercial authorization, especially those related to discordant harmonization between procedures because the regulations issued by the countries vary widely, not only in quantity but also in the level of aspect, (jefferson et al., 2015). gm crop regulation varies depending on whether the events belong to first, second or third generation. first gm generation events have traits such as herbicide tolerance and insect resistance, second gm generation crops have traits related to food and feed quality while third generation gm events comprise recombinant proteins or industrial products (e.g., pharmaceutics or biodegradable polymers) (spök et al., 2008). the cartagena protocol on biosafety (law 740 of 2002 in colombia) contains specific regulations on gm organisms. in essence, it is a normative body that dictates policies and suggested actions for the different dimensions of intended use, whether these are to be exported or imported or cultivated for food or feed (turnbull et al., 2021). first and second generation gm crops projected for feed usually require substantial equivalence studies, a comparison of a gm product and its conventional counterpart, including an agronomic performance assessment and tests to determine any adverse effect on environment or human health (allergenicity and toxicity) (mchughen, 2016; national academies of sciences engineering and medicine, 2016). for third generation gm events, in addition to agronomic, environmental, and human health biosafety requirements, an environmental commercial release plan must be provided to ensure that there will be no contamination of seeds used for human or animal consumption (spök et al., 2008). in some countries, regulations are centered around gm crops for food and animal feed, while in other countries, the focus is more on importation of gm products for human consumption. in the us, the gm crops are regulated by different agencies (usda aphis, 2022). in contrast, canadian regulations for gm crops are based on novel traits, so they pr ev iew a cc ep te d a rt icl e 350 agron. colomb. 40(3) 2022 may also be described as having a new trait rather than as a gm crop in itself, with methods not taken into account (cfia, 2020). the council of the european union passes regulations, usually focusing on the gm products imported to their own countries rather than cultivation (eriksson et al., 2020). in the case of latin america, there are efforts to achieve a harmonized regulatory framework by crops and products, with a case-by case examination for those countries where use and cultivation is allowed, including brazil, argentina, colombia, costa rica, honduras, paraguay, and uruguay (benítez et al., 2020). a global data package containing the tests and evaluations performed by the holder of the expired patent is a relevant step in a series of conditions designed for the commercial approval of an agbiogeneric by the authorities in the countries where gm events can be marketed for cultivation (rüdelsheim et al., 2018). when a gm event is deregulated in the us, it can be freely marketed without the need for new approval requests unless new traits are introduced or there are changes to the gm event (usdaaphis). in the european union, china and south korea among others, authorizations for an approval extension must be requested by providing updated information and periodical reports (rüdelsheim et al., 2018). if a gm event is no longer protected and the original inventor or patent holder no longer has an updated approval for a specific country, an agbiogeneric cannot be commercialized in that country, given that the original developer holds the rights to the regulatory data and the regulatory offices considers them confidential. an alternative would be for the agbiogeneric developer to reach an agreement involving a license (rüdelsheim et al., 2018). the other option is to initiate a regulatory process with own data by tests specific to regions where the commercial approval is planned. it is also important to note that if an agbiogeneric represents a new gm event, the developer must provide information about insertion location and effects on agronomic traits. a common cost-cutting measure is to negotiate management agreements to access and use general information valid for several events (transgene source, nucleotide sequence, protein, genetic trait, allergenicity, toxicity) (rüdelsheim et al., 2018). conclusions the patent analysis related to pha-producing gm plants shows that, for some countries (e.g., the us or australia), development has not continued with the same intensity. this technology in latin america is just launching. of the six patent applications for pha-producing gm plants, only four are in force: wo2004006657 expire in 2022, wo2010102217and wo2010057271 expire in 2029, and wo2012037324 expire in 2032. upon expiration, the protected invention becomes public; a generic manufacturer can develop the pha-producing gm tobacco agbiogeneric, such as drought-tolerant gm corn or glyphosate-tolerant gm soybean (zanga et al., 2015; rojas arias et al., 2017). up to the date of this study, there is no patent that includes pha-producing gm tobacco using the a. caviae phac gene for in the peroxisome synthesis. acknowledgments this study was funded by the colombian ministry of science, technology, and innovation (code 123380763011, contract 802-2018) and banco de la república de colombia (project 4552). ddpd is grateful to the colombian huila department and the colombian ministry of science, technology, and innovation for her ph.d. fellowship (contract 677-2015). conflict of interest statement the authors declare that there is no conf lict of interests regarding the publication of this article. author’s contributions ddpd: conceptualization, data curation, analysis, research, writing oforiginal draft and editing. fvb: formal analysis, research. fss: research, resources, formal analysis. acg: conceptualization, resources. salp: conceptualization, data curation, analysis, research, writing of original draft, and editing. all authors reviewed the final version of the manuscript. literature cited alandete-saez, m., chi ham, c., graff, g., boettiger, s., & bennet, a. b. 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ingeniería agronómica, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. labmicrosuelosuptc@gmail.com selección de abonos verdes para los suelos de turmequé (boyacá) selection of green manures for the soils of turmequé (boyacá) silvio e. viteri1, john w. martínez2 y ángela c. bermúdez3 agronomía colombiana 26(2), 332-339, 2008 el objetivo de este estudio fue identificar asociaciones de abonos verdes con el mejor potencial como fuente de materia orgánica para los suelos del municipio de turmequé (boyacá). los experimentos se desarrollaron en tres fincas, ubicadas a 2.300, 2.650 y 2.860 msnm. de cada finca se tomó una muestra representativa de suelo, que se envió al laboratorio para análisis de fertilidad. los tratamientos incluyeron 10 asociaciones triples y 3 cuádruples. las asociaciones se conformaron con la leguminosa vicia atropurpúrea (vicia sativa l.) en combinación con avena caldas (avena sativa l.), girasol (híbrido hi doris) (helianthus annus l.), higuerilla (ricinus communis l.), nabo forrajero (raphanus sativus l.) o quinua (chenopodium quinua). el porcentaje de semilla leguminosa respecto a las otras especies en las asociaciones triples fue 40:30:30 y en las cuádruples 40:20:20:20. el porcentaje de semilla de cada especie se calculó con base en la cantidad recomendada para siembra en monocultivo. se utilizó el diseño de bloques completos al azar, con 13 tratamientos y 3 repeticiones. las variables determinadas fueron producción de materia verde por especie, por asociación y por las plantas arvenses y materia seca por asociación. además, se observó la tolerancia de las especies al ataque de plagas y enfermedades. los resultados indicaron que entre las especies estudiadas las más promisorias son el nabo forrajero, la avena y la vicia, conformando la asociación vicia × avena × nabo forrajero. palabras clave: cultivos de cobertura, nabo forrajero, avena forrajera, vicia atropurpúrea. the main objective of this study was to identify associations of green manures, which prove to have the greatest potential as a source of organic matter for the soils of turmequé (boyacá). the experiments were carried out on three farms located at 2,300, 2,650 and 2,860 masl. a representative soil sample was collected from each farm and sent to the laboratory for fertility analysis. the treatments were represented by 10 triple and 4 quadruple green manure associations. the associations included the legume vicia atropurpurea (vicia sativa l.) in combination with oats (avena sativa l.), sunflower (hi doris) (helianthus annus l.), castor-oil plant (ricinus communis l.), forage turnips (raphanus sativus l.) or quinoa (chenopodium quinua). the percentage of legume seed and that of other species in the triple associations were 40:30:30 and, in the quadruple associations, 40:20:20:20. the percentage of seed of each species was calculated with base on the amount of seed recommended for planting as a monoculture. the experimental design was a randomized complete block, with 13 treatments and 3 replicates. the variables measured were green matter production by specie, association, and weeds and dry matter production by the green manure associations. in addition, the tolerance of species to insect and disease attack was observed. the results indicated that among the evaluated species the most promising were the forage turnips, oats, and vicia, these three species are included in the vicia × oats × forage turnips association. key words: cover crops, forage turnips, forage oats, vicia atropurpurea. introducción el municipio de turmequé es reconocido tradicionalmente por la producción de papa (300 ha) y, desde hace dos décadas, por la producción de curuba (400 ha) (vargas, 2004). a menor escala se cultiva maíz y fríjol (30 ha), arveja (8 ha), haba (6 ha), cebolla (6 ha) y cultivos de subsistencia, como arracacha, trigo, cebada y hortalizas. en el renglón de frutales produce feijoas, ciruelas, duraznos, manzanas y peras. la producción pecuaria también es importante y entre las especies figuran aproximadamente 6.113 cabezas de bovinos, que producen alrededor de 10.200 l de leche por día (orjuela, 2000). el municipio está ubicado en la zona andina, donde se concentra la población colombiana (viteri, 2002), y la mayoría de sus suelos presentan severos grados de erosión (proyecto checua, 2000). ésta se debe a la alta presión por el uso de agronomia 26-2 -profe194).indd 332 06/10/2008 19:41:32 viteri, martínez y bermúdez. selección de abonos verdes para los suelos de turmequé (boyacá) 333 la tierra bajo el enfoque del modelo de la revolución verde, adoptado por los agricultores desde los principios de la segunda mitad del siglo xx. la pérdida de los suelos por la erosión pone en alto riesgo el potencial agropecuario del municipio, con repercusiones económicas y sociales de consideración, ya que directa o indirectamente afecta la productividad, la disponibilidad de alimentos y las posibilidades de progreso de la población (viteri, 2002). se sabe que los procesos dominantes de degradación que han afectado cerca de la mitad de los suelos del mundo son causados por la erosión en un 83% y que el deterioro de la capacidad productiva se debe en especial a la disminución de la materia orgánica y a los efectos de la erosión (fao, 2001; proyecto procas, 2002). al considerar que la influencia antrópica es uno de los principales factores causantes de la erosión, la solución a los problemas relacionados con este proceso debe orientarse en dos sentidos: 1) crear conciencia entre los agricultores y demás sectores sociales responsables del desarrollo agropecuario acerca de lo que significa la pérdida del recurso suelo y 2) identificar alternativas efectivas para controlar debidamente el proceso de erosión, que además sean viables de adoptar por parte del agricultor. entre las alternativas que se han formulado para proteger los suelos de la erosión y aumentar su contenido de materia orgánica (gómez et al., 2002), el uso de abonos verdes continúa siendo considerada como una de las más viables (troeh et al., 1980; piamonte, 1993; thurston et al., 1994, viteri, 2002). hoy en día, el concepto de abonos verdes se extiende a las especies vegetales que en rotación con los cultivos comerciales permiten mejorar las condiciones nutricionales y estructurales de los suelos y al usarse como coberturas los protegen de la acción erosiva de la lluvia y el viento (proyecto checua, 2000). sin embargo, aunque el uso de abonos verdes data de miles de años, la tendencia hacia el uso exagerado de agroquímicos, especialmente en la segunda mitad del siglo pasado, condujo a ignorar el papel de la materia orgánica en la producción agrícola y, en consecuencia, la exploración de alternativas para mantener niveles adecuados de este bioinsumo no ha sido una prioridad entre los investigadores. por esta razón, aún son muy escasas las investigaciones orientadas en los últimos años hacia los abonos verdes, para identificar y formular recomendaciones específicas de acuerdo a las condiciones agroecológicas de las localidades (viteri, 2002, viteri y velandia, 2006; hernández y viteri, 2006). el principal objetivo de este trabajo fue identificar, en conjunto con los agricultores, las asociaciones de abonos verdes que se adaptan mejor a las condiciones agroecológicas de turmequé y que puedan ser recomendadas como alternativa para proteger los suelos de la erosión y como fuente de materia orgánica para la recuperación y sostenibilidad de su capacidad productiva. este trabajo formó parte del proyecto “selección e introducción de abonos verdes para la sostenibilidad de los sistemas de producción en los municipios de samacá, turmequé, tunja y paipa (boyacá)”, cofinanciado por el ministerio de agricultura a través del proyecto pronatta, desarrollado como parte de las actividades del grupo de investigación manejo biológico de cultivos, del programa de ingeniería agronómica de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc). materiales y métodos las actividades se iniciaron con la realización de reuniones con agricultores y demás sectores sociales del municipio de turmequé, con el fin de hacerles conocer los fundamentos y alcances del proyecto y conseguir su participación activa en el desarrollo de los experimentos. como resultado de las reuniones se consiguieron tres fincas: el cadillal (2.860 msnm) en la vereda teguaneque, la floresta (2.650 msnm) en la vereda pozo negro y la esmeralda (2.300 msnm) en la vereda rinchoque. en cada finca se seleccionó un lote de 48 m x 118 m, de cada lote se tomó una muestra representativa de suelo y se envió al laboratorio de suelos y aguas de la uptc para análisis de fertilidad (tabla 1). después de preparado el terreno, se trazaron 4 bloques de 13 parcelas de 8 m x 10 m cada una. la distancia entre parcelas fue de 1 m y entre bloques, de 1,5 m. los tratamientos estuvieron representados por 13 asociaciones de abonos verdes, 10 triples y 3 cuádruples, conformadas con las especies: avena caldas (avena sativa l.), girasol (híbrido hi doris) (helianthus annus l.), higuerilla (ricinus communis l.), nabo forrajero (raphanus sativus l.), quinua (chenopodium quinua) y la leguminosa vicia atropurpúrea (vicia sativa l.). de acuerdo con el potencial que encierra la fijación biológica del nitrógeno por parte de las leguminosas, en cada asociación se incluyó a la vicia atropurpúrea. el porcentaje de semilla de la leguminosa y de las otras especies en las asociaciones triples fue 40:30:30 y en las cuádruples, 40:20:20:20, con el mayor valor para la leguminosa. el cálculo de la cantidad de semilla de cada especie se hizo tomando como base la cantidad que se recomienda para siembra en monocultivo, así: avena caldas, 80 kg ha-1; girasol, 50 kg ha-1; higuerilla, 50 kg ha-1; nabo agronomia 26-2 -profe194).indd 333 06/10/2008 19:41:32 334 agron. colomb. 26(2) 2008 forrajero, 20 kg ha-1; quinua, 3 kg ha-1 y vicia atropurpúrea, 70 kg ha-1. el diseño experimental fue el de bloques completos al azar, con 13 tratamientos y 3 repeticiones (gómez y gómez, 1984). de acuerdo con el diseño, se asignaron los tratamientos a las parcelas y se procedió a la siembra, especie por especie, al voleo. la fertilización se aplicó también al voleo (fertilizante rafos, 150 kg ha-1). la tapada de la semilla y la aplicación del fertilizante en cada parcela se hicieron con rastrillo de mano. las variables determinadas fueron: 1) producción de materia verde por especie, 2) producción de materia verde por asociación, 3) producción de materia verde por las plantas arvenses y 4) producción de materia seca por asociación. las determinaciones se realizaron a los 60, 75, 90, 105 y 120 días después de la siembra (dds). para la materia verde se ubicó un área de 1 m2 en un sitio de la parcela representativo del crecimiento; se cortaron todas las plantas presentes a la altura del cuello de la raíz, se separaron por especie y se pesaron. para la materia seca, 500 g de materia verde de plantas de cada especie seleccionadas al azar se sometieron a secado, a 80 °c durante 24 h. además, mediante un recorrido por las parcelas a los 120 dds, se observó el comportamiento de las especies frente a enfermedades e insectos plaga. resultados y discusión producción de materia verde por especie el crecimiento y desarrollo de las especies y, en consecuencia, la cantidad de materia verde producida por especie y por asociación variaron de acuerdo a las condiciones ecológicas específicas de cada localidad. entre las fincas, la mayor producción de materia verde se registró en el cadillal, vereda teguaneque. en cuanto a especies, en las tres localidades se destacaron el nabo forrajero, la avena y la vicia, con diferencias apreciables entre ellas. en promedio, las producciones de estas tres especies en el cadillal fueron 57,0; 4,0 y 2,4 t ha-1; en la esmeralda, 16,5; 9,1 y 8,2 t ha-1 y en la floresta, 10,2; 5,2 y 10,6 t ha-1, respectivamente. en el cadillal el nabo forrajero representó 95% de la producción total por asociación, coincidiendo con los valores reportabla 1. características del suelo de las fincas utilizadas en el estudio. municipio de turmequé (boyacá). característica finca el cadillal finca la esmeralda finca la floresta valor nivel crítico valor nivel crítico valor nivel crítico textura franco franco arenoso franco arcilloso ph 4,8 muy fuertemente ácido 5,2 fuertemente ácido 5,1 fuertemente ácido materia orgánica (%) 10,2 alto 1,12 muy bajo 3,73 bajo p (ppm) 34,3 medio 22,6 medio 99,6 alto al (meq g-1) 1,2 medio 0,2 bajo 0,4 bajo ca (meq g-1) 5,22 adecuado 2,22 bajo 5,67 adecuado mg (meq g-1) 1,35 medio 0,65 bajo 2,26 alto k (meq g-1) 0,36 adecuado 0,21 medio 0,35 adecuado na (meq g-1) 0,22 normal 0,16 normal 0,24 normal cic (meq g-1) 8,35 bajo 3,44 muy bajo 9,32 bajo fe (ppm) 98 adecuado 66 medio 239 alto mn (ppm) 2,55 bajo 3,77 bajo 1,66 bajo cu (ppm) 0,44 bajo 0,49 bajo 0,32 bajo zn (ppm) 1,66 tendencia a bajo 2,19 tendencia a bajo 1,77 tendencia a bajo c.e. (ds m-1) 0,37 normal 0,14 normal 0,34 normal ce, conductividad eléctrica fuente: laboratorio de análisis de suelos y aguas, uptc, tunja. 2003 agronomia 26-2 -profe194).indd 334 06/10/2008 19:41:33 viteri, martínez y bermúdez. selección de abonos verdes para los suelos de turmequé (boyacá) 335 tados para otras localidades de boyacá (viteri y méndez, 2003; viteri y velandia, 2006). en las otras dos fi ncas, la esmeralda y la floresta, donde tanto la disponibilidad de agua en el suelo como la humedad relativa constituyen un factor limitante para el crecimiento y desarrollo de las plantas, las diferencias entre la producción de nabo forrajero y las otras dos especies no fueron muy amplias. en la esmeralda el nabo forrajero representó 51% y en la floresta, 46% de la producción total por asociación. se destaca que en la fi nca la floresta el nabo forrajero fue virtualmente igualado por la vicia, aspecto que sin duda se relaciona con el sistema radical de cada especie: la vicia produce raíces mucho más profundas que el nabo forrajero y, por lo tanto, una vez establecida no se afecta tanto por la sequía. en contraste con los aportes de materia verde de parte del nabo forrajero, la avena y la vicia en las tres localidades, los aportes del girasol, la higuerilla y la quinua fueron realmente insignifi cantes. en el cadillal la producción promedio de estas especies fue 2,7; 0,1 y 0,9 t ha-1, respectivamente. en general, el girasol fue atacado severamente por hongos y la higuerilla y la quinua mostraron un crecimiento y un desarrollo muy lentos. esto corrobora que el potencial de crecimiento y desarrollo de cada especie depende en un alto grado, además de sus características propias, de su capacidad de adaptación a las condiciones agroecológicas de la localidad donde crece, lo que justifi ca la investigación con el fi n de seleccionar aquéllas que ofrezcan el mejor potencial para una determinada región. producción de materia verde por abonos verdes y plantas arvenses en asociación la producción de materia verde por las especies de abonos verdes y las plantas arvenses en asociación en el momento de su mayor acumulación se ilustra en las fi guras 1-3. la producción de materia verde por los abonos verdes mostró diferencias altamente signifi cativas (1%), entre las asociaciones en el cadillal a los 60, 75, 90 y 120 dds y en la esmeralda a los 60 dds. en el momento de la mayor acumulación de materia verde, las diferencias entre asociaciones no fueron signifi cativas en ninguna de las localidades. al promediar las cantidades de materia verde producida por las asociaciones de abonos verdes con y sin nabo forrajero y las plantas arvenses al momento de la mayor acumulación, la producción más alta se obtuvo en el cadillal, seguida por la esmeralda y la floresta (fi gura 4). como ya se mencionó, estos resultados se asocian directamente con las condiciones agroecológicas propias de cada una de las localidades, en particular con la calidad del suelo (tabla 1) y la disponibilidad de humedad. además, la mayor producción de materia verde en cada localidad correspondió a las asociaciones con nabo forrajero; estas asociaciones, en comparación con las que no incluyeron nabo forrajero, representaron en el cadillal 83% de la producción total de abonos verdes, en la esmeralda 60% y en la floresta 62%. respecto a las plantas arvenses, como era de esperar, su mayor producción tuvo lugar en las asociaciones sin nabo forrajero (fi guras 1-3): en el cadillal, a diferencia de lo evidenciado en la esmeralda y la floresta, la producción de plantas arvenses superó considerablemente a las asociaciones de abonos verdes sin nabo forrajero. estos datos ponen de relieve el efecto regulador del nabo forrajero sobre la proliferación de arvenses, que constituyen un factor muy limitante para la producción agrícola, en especial, en localidades con suelos con niveles altos de materia orgánica, sin limitaciones de fertilidad (tabla 1) y con sufi ciente disponibilidad de agua, como sucede en la vereda teguaneque, donde se encuentra ubicada la fi nca el cadillal. figura 1. materia verde producida por los abonos verdes y las plantas arvenses en asociación, a los 105 días de la siembra. finca el cadillal, vereda teguaneque, turmequé (boyacá). v, vicia atropurpúrea; a, avena caldas; n, nabo forrajero; g, girasol; h, higuerilla; q, quinua. figura 2. materia verde producida por los abonos verdes y las plantas arvenses en asociación, 105 días después de la siembra. finca la esmeralda, vereda rinchoque, turmequé (boyacá). v, vicia atropurpúrea; a, avena caldas; n, nabo forrajero; g, girasol; h, higuerilla; q, quinua. agronomia 26-2 -profe194).indd 335 06/10/2008 19:41:34 336 agron. colomb. 26(2) 2008 la agresividad de las plantas arvenses se asocia de forma directa con el desarrollo de un sistema radical profundo, que les permite competir muy efi cientemente con los cultivos por todos los factores de crecimiento. la contribución del nabo forrajero a la disminución signifi cativa de plantas arvenses fue un hecho muy destacado por los agricultores de las tres localidades, ya que el control de estas plantas les implica tiempo y dinero. algunos investigadores sugieren que las plantas arvenses sean tenidas en cuenta como abonos verdes o coberturas; sin embargo, en términos de su capacidad de producción de fi tomasa como fuente de materia orgánica, los resultados de ésta y otras investigaciones indican que su potencial es muy bajo, con respecto a las asociaciones de abonos verdes con nabo forrajero (calegari y peñalva, 1994: viteri, 2002; angarita, 2004; cárdenas, 2004; vargas, 2004). no obstante, todas las especies de plantas arvenses que logren desarrollarse en presencia del nabo forrajero son importantes, ya que contribuyen a la diversidad del ‘cóctel de abonos verdes’ propuesto por piamonte (1993); muy apropiado desde el punto de vista agronómico, ya que incrementa el reciclaje de nutrientes y la protección del suelo contra el proceso erosivo. producción de materia seca por abonos verdes en asociación en cuanto a producción de materia seca, el análisis de varianza indicó que las diferencias entre asociaciones en la fi nca el cadillal fueron altamente signifi cativas (1%) a los 60, 75, 90 y 120 dds; en la esmeralda, signifi cativas (5%) a los 60 dds y en la floresta, no signifi cativas. en general, las asociaciones que produjeron la mayor cantidad de materia verde resultaron ser también las mejores en producción de materia seca, coincidiendo además en el tiempo de la mayor acumulación, a los 105 dds, en las tres localidades. la fi gura 5 muestra las tres mejores asociaciones en la fi nca el cadillal y la tendencia en cuanto a la producción de materia seca durante el desarrollo de su período vegetativo, similar en las tres localidades. en la esmeralda la mayor producción de materia seca se obtuvo con la asociación vicia × avena × higuerilla (vah) (8,6 t ha-1) y en la floresta con la asociación vicia × avena × nabo forrajero × girasol (vang) (6,0 t ha-1). al igual que para el caso de la materia verde, la mayor producción de materia seca correspondió a las especies nabo forrajero, avena y vicia; por lo tanto, es conveniente aclarar que en las asociaciones en las que aparece el girasol, la higuerilla o la quinua el potencial se debe a las otras especies. en términos del aporte por especie, en el cadillal sobresalió el nabo forrajero; en la esmeralda, el nabo forrajero y la avena y en la floresta, el nabo forrajero y la vicia. en este estudio, los datos obtenidos con las mejores asociaciones son muy bajos con respecto a los reportados para el valle de samacá (viteri, 2002; viteri y velandia, 2006), pero comparables con los registrados para paipa, pirgua, tunja y ventaquemada, en boyacá (orjuela, 2000; tamayo, 2001; viteri y méndez, 2003). mientras el valle de figura 3. materia verde producida por los abonos verdes y las plantas arvenses en asociación, 105 días después de la siembra. finca la floresta, vereda pozo negro, turmequé (boyacá). v, vicia atropurpúrea; a, avena caldas; n, nabo forrajero; g, girasol; h, higuerilla; q, quinua. figura 4. promedio de la cantidad de materia verde producida por los abonos verdes y las plantas arvenses en las asociaciones con y sin nabo forrajero, al tiempo de la mayor acumulación, 105 días después de la siembra. municipio de turmequé (boyacá). figura 5. producción de materia seca por las tres mejores asociaciones, durante el desarrollo de su periodo vegetativo. finca el cadillal, vereda teguaneque, turmequé (boyacá). v, vicia atropurpúrea; a, avena caldas; n, nabo forrajero; g, girasol; q, quinua. agronomia 26-2 -profe194).indd 336 06/10/2008 19:41:35 viteri, martínez y bermúdez. selección de abonos verdes para los suelos de turmequé (boyacá) 337 samacá cuenta con suelos fértiles (viteri y velandia, 2006) y un distrito de riego, en las otras localidades los suelos en general están afectados seriamente por la erosión y la disponibilidad de agua para el crecimiento y desarrollo de los cultivos depende enteramente de las lluvias. en particular, en turmequé los suelos de las partes altas son más ricos en materia orgánica que los de las partes medias y bajas (tabla 1) y además son más húmedos, condiciones que favorecen especialmente el crecimiento y desarrollo del nabo forrajero. así, en el cadillal, fi nca ubicada a 2.860 msnm, se obtuvo la mayor producción de materia seca en las asociaciones con nabo forrajero (fi gura 6). de acuerdo con la metodología utilizada en la determinación de las variables, los datos de materia verde y seca corresponden únicamente a la parte aérea de las plantas y no incluyen a las raíces, que también representan una fuente muy importante de materia orgánica (orjuela, 2000). el hecho de que la mayor acumulación de materia verde y seca haya ocurrido al mismo tiempo (105 dds) es importante, pues indica el momento de la expresión del máximo potencial de las asociaciones como fuente de materia orgánica y, por lo tanto, cuándo se deben utilizar para obtener el mayor benefi cio en cuanto a su efecto sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (burbano, 1989; tisdale et al., 1993; gómez, 2000; sylvia et al., 2005). en general, los resultados de esta investigación refl ejan que, al igual que en otras localidades (viteri y méndez, 2003; viteri y velandia, 2006), las asociaciones de abonos verdes que incluyen nabo forrajero sí representan una fuente alternativa de materia orgánica para los suelos de turmequé. su potencial se expresa claramente desde el primer cultivo y, de acuerdo con el manejo por parte del agricultor, puede incrementarse con el tiempo. desde el punto de vista agronómico, es importante resaltar que se trata de la identifi cación de una fuente de materia orgánica que, al estar representada por abonos verdes, constituye una herramienta tecnológica muy útil para el nuevo enfoque de la agricultura, de acuerdo con el modelo agroecológico propuesto por altieri y nicholls (2000). la identifi cación de esta herramienta tecnológica es pertinente ya que, si los abonos verdes se seleccionan adecuadamente según las condiciones agroecológicas propias de cada región, su potencial no sólo se expresará en términos de la protección del suelo contra la erosión y la generación de materia orgánica, sino que se extenderá a otros aspectos de vital importancia, como son el mejoramiento de la estructura, la fertilidad y la actividad biológica del suelo, la preservación de la calidad del ambiente y el control de plantas arvenses, de insectos plaga y de enfermedades (luna, 1998). con base en la revisión de la literatura, es posible afi rmar que éste es un trabajo pionero en cuanto a la identifi cación de abonos verdes que, desde el punto de vista agronómico, ofrecen el mayor potencial para el uso y manejo apropiado de los suelos de turmequé (boyacá). comportamiento de las especies frente a enfermedades e insectos plaga a los 105 dds de las asociaciones, se observó en el nabo forrajero cierta incidencia de alternaria sp. y en la avena de roya (puccinia sp.). la vicia no presentó ningún síntoma de enfermedad. el crecimiento del girasol fue afectado seriamente por ataque de botrytis sp. y sclerotinia sclerotiorum. se destaca la tolerancia de la avena, el nabo forrajero y la vicia frente a los problemas fi tosanitarios; este comportamiento contribuye a potencializar en la región su uso como abono verde o cobertura, ya que ninguna de ellas originaría problemas de orden fi tosanitario para los cultivos agronómicos. conclusiones las especies de abono verde que mejor se adaptan a las condiciones agroecológicas de turmequé son el nabo forrajero, la avena y la vicia. el potencial de cada especie como fuente de materia orgánica depende de la localidad: el nabo forrajero fue considerablemente superior en el cadillal, pero igualado por la avena en la esmeralda y por la vicia en la floresta. el girasol, la higuerilla y la quinua, en cuanto a crecimiento y desarrollo, mostraron mucha desventaja frente a la avena, el nabo forrajero y la vicia; por lo tanto, su potencial como fuente de materia orgánica es virtualmente nulo. el girasol resultó muy susceptible al ataque de hongos. entre las localidades, el mayor aporte de fi tomasa fresca y seca se obtuvo en la fi nca el cadillal, seguida por la esmeralda y la floresta, respectivamente. las asociaciones figura 6. promedio de materia seca producida por las asociaciones con y sin nabo forrajero. municipio de turmequé (boyacá). agronomia 26-2 -profe194).indd 337 06/10/2008 19:41:36 338 agron. colomb. 26(2) 2008 que incluyeron al nabo forrajero, además de ser las más altas en producción de fitomasa, se perfilaron como las más efectivas para el control de plantas arvenses. en las tres localidades, el tiempo de la mayor acumulación tanto de fitomasa fresca como seca fue a los 105 dds, lo que indica que éste es el momento para utilizar las asociaciones y obtener el mayor beneficio como fuente de materia orgánica. hasta los 120 dds, las tres especies más promisorias no mostraron ningún síntoma de ataque de plagas o enfermedades de importancia. esta característica asegura que su introducción en los sistemas de producción como fuente de materia orgánica no generaría problemas fitosanitarios. al tener en cuenta la tremenda desventaja mostrada por el girasol, la higuerilla y la quinua, se concluye que, desde el punto de vista agronómico, en las tres localidades el mayor potencial lo ofrece la asociación van (vicia × avena × nabo forrajero). entre las especies, el nabo forrajero fue preferido por los agricultores, en especial, por su efectiva contribución al control de plantas arvenses. agradecimientos a la universidad pedagógica y tecnológica de colombia y a pronatta, por haber suministrado los recursos financieros y a epifania fraile, edilberto torres y henry moreno, por haber facilitado los lotes para la realización de los experimentos. literatura citada altieri, m. y c. nicholls. 2000. agroecología: teoría y prácticas para una agricultura sustentable. 1ª ed. pnuma, méxico, df. 43 p. angarita, r.a. 2004. selección e introducción de abonos verdes para la sostenibilidad de los sistemas de producción en el valle de samacá, boyacá. trabajo de grado. facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 173 p. burbano, o.h. 1989. el suelo: una visión sobre sus componentes bioorgánicos. serie investigaciones nº 1. universidad de nariño. talleres de graficolor. pasto, nariño. 447 p. calegari, a. y m. peñalva. 1994. abonos verdes: importancia agroecológica y especies con potencial de uso en uruguay. canelones, convenio junta nacional agraria gtz, montevideo. 152 p. cárdenas, a. 2004. selección e introducción de abonos verdes para la sostenibilidad de los sistemas de producción en pirgua y paipa, boyacá. trabajo de grado. facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 134 p. fao. 2001. conservation agriculture. case studies in latin america and africa. en: http://www.fao.org/docrep/003/y1730e/ y1730e00.html; consulta: abril de 2008. gómez, j. 2000. la materia orgánica en los agroecosistemas. universidad nacional de colombia, sede palmira. talleres gráficos de impresora feriva sa, cali. 70 p. gómez, j., a. pineda y m. prager. 2002. acolchados orgánicos (mulch). universidad nacional de colombia, sede palmira. talleres gráficos de impresora feriva sa, cali. 54 p. gómez, k.a. y a.a. gómez. 1984. statistical procedures for agricultural research. 2nd ed. john wiley & sons, inc., nueva york. 680 p. hernández, d.m. y s.e. viteri. 2006. selección de abonos verdes para el manejo y rehabilitación de los suelos sulfatados ácidos de boyacá (colombia). agron. colomb. 24(1), 131-137. luna, j. 1998. multiple impacts of cover crops in farming systems. en: http://ifs.orst.edu/pubs/multiple_impacts_cover_crops. html; consulta: abril de 2008. orjuela, r. 2000. evaluación de seis especies vegetales por su potencial como cultivos de cobertura y/o abonos verdes para regiones de clima frío. trabajo de grado. facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 121 p. orjuela, s.c. 2000. extensión rural y características socioculturales de campesinos y campesinas en el municipio de turmequé, boyacá. tesis de maestría. universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 189 p. piamonte, r. 1993. nuevos métodos de asociación para abono verde. asociación colombiana de agricultura biológica y ecodesarrollo (acabye), bogotá. 7 p. proyecto checua. 2000. cultivar sin arar: labranza mínima y siembra directa en los andes. car-kfw-gtz, colombia. 146 p. proyecto procas (proyecto checua). 2002. campo para el futuro: cultivar sin arar, sistemas sostenibles de producción. carkfw-gtz, bogotá. 166 p. sylvia, d.m., j.j. fuhrmann, p.t. hartel y d. zuberer. 2005. principles and applications of soil microbiology. 2nd ed. pearson prentice hall, new jersey. 640 p. tamayo, p. 2001. evaluación de 12 especies vegetales con potencial de cobertura y/o abono verde para las zonas de clima frío en ventaquemada, boyacá. trabajo de grado. facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 105 p. tisdale, s.l., l.n. werner, j.d. beaton y j.l. halvin. 1993. soil fertility and fertilizer. 5th ed. macmillan publishing co., nueva york. 634 p. thurston, h.d., m. smith, g. abawi y s. kearl. 1994. los sistemas de siembra con cobertura. ciifad. cornell university, nueva york. 330 p. agronomia 26-2 -profe194).indd 338 06/10/2008 19:41:36 viteri, martínez y bermúdez. selección de abonos verdes para los suelos de turmequé (boyacá) 339 troeh, f.r., j.a. hobbs y r.l. donahue. 1980. soil and water conservation, for productivity and environmental protection. prentice hall, new jersey. 718 p. vargas, m. 2004. selección e introducción de abonos verdes para la sostenibilidad de los sistemas de producción en turmequé, boyacá. trabajo de grado. facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 122 p. viteri, s.e. 2002. selección de cultivos de cobertura con potencial para el desarrollo agrícola sostenible en el municipio de samacá, boyacá. tesis de maestría. universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 150 p. viteri, s.e. y m.j. méndez. 2003. abonos verdes: selección e introducción de abonos verdes para la sostenibilidad de los sistemas de producción en los municipios de samacá, turmequé, tunja y paipa, boyacá. cartilla técnica divulgativa. universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 36 p. viteri, s.e. y j. velandia. 2006. evaluación de asociaciones vegetales por su potencial como fuente de materia orgánica para los suelos de samacá (boyacá). agron. colomb. 24(1), 138-146. agronomia 26-2 -profe194).indd 339 06/10/2008 19:41:36 resumen abstract el objetivo de este trabajo fue estudiar la variabilidad espacial de los atributos del suelo, enfocado a optimizar futuros muestreos en suelos similares. el estudio se realizó en una superficie de 58 ha, ubicada en tauramena, departamento de casanare, orinoquia colombiana. el suelo del estudio corresponde a un oxic dystrudept de textura franco arenosa a franco arcillosa, localizado sobre un abanico de terraza del piedemonte de la cordillera oriental. a través del análisis del semivariograma y de análisis de varianza anidado se encontró la distancia de muestreo óptima para cada variable analizada. se halló que no hay diferencia entre las distancias óptimas encontradas bajo un método u otro cuando la varianza del atributo en cuestión tiene dependencia espacial. with the aim of optimizing future samplings in similar soils, the present work studied spatial variability of soil attributes in a 58 ha plot in the municipality of tauramena, department of casanare, in the colombian orinoquia. located at an alluvial fan terrace of the eastern mountain range, the studied soil is an oxic dystrudept with loamy sand to clay loam texture. the optimal sampling distance for each studied variable was calculated by means of a semivariogram analysis and a nested analysis of variance. no difference between the calculated optimal distances was found with either method when the variance of the specified attribute was spatial dependent. key words: eastern plains, variogram, oxisol.palabras clave: llanos orientales, variograma, oxisol. fecha de recepción: 4 de marzo de 2008. aceptado para publicación: 19 de febrero de 2009 1 frutos del casanare, yopal (colombia). 2 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 3 facultad de ciencias agropecuarias, universidad de la salle, bogotá (colombia). 4 autor de correspondencia. yrubianos@unal.edu.co agronomía colombiana 27(1), 111-120, 2009 introducción debido a la complejidad de los factores y procesos que intervienen en la formación del suelo, la variabilidad es una condición inherente a su naturaleza (jaramillo, 2003). es así como cambios de posición en la forma del terreno de una misma unidad de paisaje se reflejan en cambios de espesor de los horizontes superficiales. la heterogeneidad es entonces una de las principales características de los suelos, la cual puede ser de alta o baja magnitud, y afecta, en cualquiera de los casos, el manejo y las predicciones que se hagan con ella (jaramillo, 2002). para gho (2004) y jaramillo (2002), la variabilidad del suelo depende de la propiedad que se analice, las propiedades químicas varían más que las físicas; se encuentra menor variabilidad en las propiedades en su condición natural, que en condiciones de cultivo. aquellas propiedades que más se afectan por el manejo del suelo son las que presentan mayor variabilidad; otros contenidos, como el contenido de nitrógeno y fósforo, son más inestables y difíciles de predecir (schepers et al., 2004). los resultados del estudio realizado por gho (2004) indican que la variabilidad espacial se puede expresar a través del coeficiente de variación, y que hay propiedades, tales como el ph y la materia orgánica, que son más estables en el espacio, lo que permite hacer una predicción más certera de su comportamiento a través del terreno y, por ende, de la influencia sobre el rendimiento de los cultivos. aunque la variabilidad espacial ha sido estudiada tradicionalmente a través de los levantamientos de suelos, en los cuales se busca dividir áreas extensas en otras más pequeñas y más homogéneas, actualmente se utilizan técnicas cuantitativas que muestran mayor exactitud, basadas en la geoestadística, las cuales permiten estudiar esta característica en los suelos y mapear el comportamiento de sus propiedades (webster, 1985). la geoestadística parte del principio de la variable regionalizada para estudiar procesos o fenómenos en el espacio (viera, 2002). esta rama suelos, fertilización y manejo de aguas variabilidad espacial de los atributos de la capa arable de un inceptisol del piedemonte de la cordillera oriental (casanare, colombia) spatial variability of top soil attributes in an eastern range piedmont inceptisol in casanare, colombia ricardo peña1, yolanda rubiano2, 4, andrés peña3 y bernardo chaves2 112 agron. colomb. 27(1) 2009 de la estadística estudia la estructura espacial a través del variograma, del correlograma o del semivariograma experimental, para predecir o interpolar. no obstante, en ciencias del suelo, el semivariograma se ha utilizado para definir, de manera más precisa, distancias de muestreo (van es et al., 1989; fagroud y van meirvenne, 2002). pese a esto, muchos autores consideran que cuando el objetivo es definir distancias optimas para muestrear, la mejor herramienta la ofrece el análisis de varianza bajo el modelo jerárquico, en el cual se evalúan los componentes de las varianzas utilizando muestreos de tipo anidado o en pirámide (ovalles y rey, 1995; rubiano, 2005). en estos modelos, cada distancia de muestreo se toma como un factor de variación, de tal modo que al final se puede inferir la distancia que más contribuye a la varianza de la variable dependiente, encontrando así la distancia más apropiada para el muestreo. tal como se mencionó, la variabilidad espacial de las propiedades del suelo, y específicamente su magnitud, depende de los factores, de los procesos formadores y del tiempo de intervención (cultivo); en consecuencia, se pueden encontrar variaciones altas de algunas propiedades en distancias cortas, mientras que otras pueden variar en distancias largas. esto tiene un gran impacto porque pone de manifiesto que algunas variables deben ser muestreadas a muy corta distancia, mientras que otras pueden ser muestreadas a distancias mayores. el efecto económico de esta afirmación sobre los muestreos de suelos es de relevancia para atributos cuyos análisis tienen un alto costo. pues bien, este trabajo pretende, a través de un muestreo anidado y del estudio de los semivariogramas experimentales y del análisis de varianza bajo el modelo jerárquico, concluir con respecto a la mejor distancia de muestreo de cada atributo del suelo, de tal modo que se maximicen la eficiencia y la rentabilidad de los muestreos al caracterizar apropiadamente una zona con el mínimo número de muestras posibles. materiales y métodos características del área de estudio la presente investigación se llevó a cabo en una finca de 58 ha, ubicada en la vereda jagüito del municipio de tauramena, localizado sobre los 5° 01' n, 72° 45' w, ubicado al suroccidente del departamento de casanare, en la región de la orinoquia, en el oriente colombiano. el área de estudio corresponde, según holdridge, a un bosque húmedo tropical (bh-t), con un promedio anual de lluvias de 3.000 mm (igac, 2002); está ubicada sobre una zona de relieve ligeramente plano con pendiente dominante (1-3%). el paisaje corresponde al pie de monte, el tipo de relieve a un abanico terraza y la forma del terreno al plano del abanico terraza. los suelos de esta zona fueron caracterizados, según usda (2006), como oxic dystrudept, francosa fina, caolinítica, subactiva e isohipertérmica; fase moderadamente profunda con 30% dentro de la unidad y fase profunda con el otro 70% aproximadamente; están caracterizados por tener textura franco arenosa a franco arcillosa, de profundidad efectiva muy superficial a muy profunda, limitados en algunos sectores por pedregosidad. son bien drenados, con baja saturación de bases y poca capacidad de intercambio catiónico. en la fracción arena y arcilla se encontró un dominio absoluto del cuarzo y la caolinita, que indican una fertilidad potencial y actual muy baja (peña, 2006). forma de muestreo y análisis sobre una misma unidad cartográfica se utilizó un muestreo de tipo anidado con cuatro niveles, correspondientes a las distancias entre muestras, es decir, 270, 80, 20 y 4 m, para el estudio espacial de algunas variables físicas y químicas del suelo. las distancias son arbitrarias y se seleccionaron con base en los criterios descritos por jaramillo (2002) y los resultados de estudios anteriores adelantados por ovalles y rey (1995), madero (2002), lozano (2004) y rubiano (2005), con algunos ajustes, según la forma particular del lote. el diseño corresponde a un factorial 8x2x2x2 = 64 sitios, es decir, el primer nivel (270 m) tiene ocho repeticiones, mientras que los demás niveles sólo tuvieron dos (fig. 2). para la localización de los puntos de muestreo se utilizó fotografía aérea. esta imagen fue calibrada con las coordenadas a través del software map maker (dudley y map maker ltd., 1996) y sobre ella se colocó el plano de la finca. los puntos del primer nivel se localizaron dividiendo el área de estudio en 25 cuadrados de 270 x 270 m, cada uno a su vez subdividido en 25 subcuadros de 54 x 54 m. ocho de estos subcuadros fueron seleccionados al azar, teniendo en cuenta una distancia aproximada de 270 m entre ellos (fig. 2b). los puntos subsiguientes fueron ubicados con base en la distancia de muestreo específica, seleccionando transectos al azar (peña, 2006). partiendo de los procedimientos establecidos por el igac (1979), en cada uno de los puntos seleccionados se hicieron las determinaciones que se presentan en la tab. 1. métodos estadísticos utilizando el programa jmp v 5.1 (sas institute inc., 2001) se determinaron los estadísticos descriptivos, es decir, la 1132009 peña, rubiano, peña y chaves: variabilidad espacial de los atributos de la capa arable de un inceptisol del piedemonte... media, la desviación estándar, la varianza, el coeficiente de variación, la mediana, la asimetría, la curtosis y los valores mínimo y máximo. el cálculo de la semivarianza, el semivariograma experimental y el ajuste del modelo al mismo se hizo utilizando gs+ v 7.0 (gamma design software, 2004). se consideró la mitad de la máxima distancia entre dos puntos de muestreo como rango para calcular la semivarianza y se utilizaron 10 intervalos de esta distancia para construir el semivariograma. el modelo teórico de mejor ajuste a cada uno de los semivariogramas se estableció teniendo en cuenta el coeficiente de determinación (r2), la relación entre la pepita y la meseta (pepita/meseta) y el coeficiente de determinación de la validación cruzada (r2 vc). la validación cruzada es posible en gs+ ya que se pueden generar interpolaciones con “krigging puntual” utilizando cada uno de los modelos disponibles en el software para compararlos y definir cuál es el que mejor se ajusta a los datos originales. para analizar el grado de dependencia espacial se utilizó la clasificación de la relación entre la pepita y la meseta (prop) propuesta por cambardella et al. (1994), quienes establecieron tres categorías para calificarla: fuerte dependencia espacial cuando este parámetro tiene valores inferiores a 25%, moderada cuando está entre 25 y 75%, y débil cuando es superior a 75%. utilizando el método de agrupación de ward y la distancia euclidiana, en el programa statgraphics plus v. 4.0 (manugistics, 1995) se generaron cuatro “semivariogramas tipo” que permiten analizar la totalidad de los atributos físicos y químicos estudiados. la diferencia fue determinada con el criterio de “regla fija”, establecida con un nivel de similitud de 16, con el cual se obtienen grupos lógicos, es decir que desempeña un papel importante el conocimiento del sistema que se estudia (herrera, 2000). para realizar los análisis de varianza de tipo anidado se utilizó el programa sas v 8.1. (sas institute inc., 2001). el objeto del análisis de varianza fue estimar los porcentajes de la varianza aportados por cada distancia de muestreo a la varianza total, de tal forma que, junto con el análisis de los semivariogramas, la distancia en la cual se acumule la mayor cantidad de la varianza da una idea acerca de la distancia óptima de muestreo. resultados y discusión estadística descriptiva en la tab. 2 se presentan las estadísticas de las variables analizadas; se encontró que se trata de un suelo muy ácido; en el terreno los valores de ph oscilan entre 4,27 y 5,19 (extremada y fuertemente ácido). esta acidez se explica por la génesis de estos, determinada por la mineralogía de la fracción arena dominada por el cuarzo y de la fracción arcilla, dominantemente caolinítica. la condición de acidez extrema conlleva a unos valores bajos de ca, mg y k. si bien la interacción ca/mg puede ser favorable para algunos cultivos (3,11), las relaciones mg/k, ca/k y (ca+mg)/k son muy bajas, lo que indica un desbalance por el alto contenido relativo de k dentro del suelo. este bajo contenido de bases se convierte en el principal limitante para la producción agrícola, por lo que es necesario planear cuidadosamente las prácticas de fertilización y aplicación de enmiendas. figura 2. diseño del sistema de muestreo anidado (a) y localización de los puntos asignados para el análisis físicoquímico de un inceptisol del piedemonte de la cordillera oriental, en la orinoquía colombiana (b). distancia entre nidos = 270 m n1 = 270 m n3 = 20 m n2 = 80 m n4 = 4 m a b 114 agron. colomb. 27(1) 2009 tabla 1. variables analizadas para un inceptisol en la orinoquía colombiana. variable profundidad (cm) abrev. método unidad de medida contenido de arena 0 – 20 a bouyoucos % contenido de arcilla 0 – 20 ar bouyoucos % contenido de limo 0 – 20 l bouyoucos % densidad aparente 0 – 20 da cilindro biselado g cm-3 resistencia a la penetración 2,5 pt a 2.5 penetrógrafo con cono 30° y 2 cm2 kg cm-2 resistencia a la penetración 5,0 pt a 5 penetrógrafo con cono 30° y 2 cm2 kg cm-2 resistencia a la penetración 10 pt a 10 penetrógrafo con cono 30° y 2 cm2 kg cm-2 resistencia a la penetración 20 pt a 20 penetrógrafo con cono 30° y 2 cm2 kg cm-2 aluminio intercambiable 0 – 20 al kcl cmol(+) kg-1 carbono orgánico 0 – 20 co walkley-black cmol(+) kg-1 fosforo disponible 0 – 20 p bray ii ppm cap. de intercambio catiónico 0 – 20 cic acetato de amonio 1n y neutro cmol(+) kg-1 calcio 0 – 20 ca acetato de amonio 1n y neutro cmol(+) kg-1 magnesio 0 – 20 mg acetato de amonio 1n y neutro cmol(+) kg-1 potasio 0 – 20 k acetato de amonio 1n y neutro cmol(+) kg-1 sodio 0 – 20 na acetato de amonio 1n y neutro cmol(+) kg-1 ph 1:1 0 – 20 ph potenciómetro bases totales 0 – 20 bt cálculos indirectos cmol(+) kg-1 cic efectiva 0 – 20 cice cálculos indirectos cmol(+) kg-1 saturación de bases 0 – 20 sb cálculos indirectos % saturación de al 0 – 20 sat. al cálculos indirectos % saturación de ca 0 – 20 sat. ca cálculos indirectos % saturación de mg 0 – 20 sat. mg cálculos indirectos % saturación de k 0 – 20 sat. k cálculos indirectos % saturación de na 0 – 20 sat. na cálculos indirectos % rel. ca/mg 0 – 20 ca/mg cálculos indirectos rel. mg/k 0 – 20 mg/k cálculos indirectos rel. ca/k 0 – 20 ca/k cálculos indirectos rel. ca+mg/k 0 – 20 (ca+mg)/k cálculos indirectos las bases totales (bt) y la saturación de las mismas (sb) es baja, lo que coincide con los valores reportados por igac (1993); oram (1995) y igac (2000) para suelos del mismo subgrupo taxonómico (oxic dystrudepts), ubicados en los distintos paisajes aluviales de la orinoquia colombiana. el complejo de cambio es dominado por la dinámica del aluminio con saturaciones por encima de 60%, valor reportado como tóxico para cultivos de maíz y soya. el p y el co presentan valores muy variables a lo largo del área de estudio; el carbono orgánico (co), por ejemplo, varía entre 0,49 y 3,73%; no obstante, el valor medio es similar al reportado para suelos de la altillanura (rubiano, 2005), para suelos aluviales e incluso para suelos del piedemonte del departamento del meta (igac, 2000). por su parte, el p presenta una alta variación debido al historial productivo del lote, en el cual algunos sectores fueron fertilizados (229,24 mg kg-1) y otros no (17,97 mg kg-1). los valores bajos de la capacidad de intercambio catiónica efectiva (cice) tienen un comportamiento determinado por el dominio absoluto de la caolinita en la fracción arcilla y por las texturas predominantemente gruesas. la familia textural que da el nombre a la consociación es francosa fina; sin embargo el rango de variación del horizonte superficial es amplio, se encuentran áreas de textura franco arenosa, franca, franco arcillo arenosa e incluso franco arcillosa. el dominio textural lo ejerce la fracción arena con un porcentaje promedio de 60,84%, un mínimo de 44,43% y un máximo de 77,97%; las otras dos fracciones tienen un promedio de 21,36% (l) y 17,80% (ar). se trata entonces de un suelo calificado localmente como liviano, en el cual, como ya se explicó, la participación porcentual de la arena condiciona el comportamiento químico. la densidad aparente oscila entre 1,16 y 1,66 g cm-3 con un promedio de 1,51 g cm-3. este valor es considerado como limitante para el normal desarrollo radical, de acuerdo 1152009 peña, rubiano, peña y chaves: variabilidad espacial de los atributos de la capa arable de un inceptisol del piedemonte... con lo explicado por hoyos et al. (2004) para suelos de textura liviana en los llanos orientales de colombia. los valores bajos de densidad aparente están relacionados con contenidos de gravilla en los sitios muestreados y los altos, calificados por lal (1994) como muy fuertemente limitantes, son similares a los reportados por hoyos et al. (2004) y rubiano (2005). los promedios de resistencia a la penetración (pt) para todas las profundidades estudiadas oscilan entre 25 y 30 kg cm-2, con valores mínimos de 12,33 kg cm-2 a 2,5 cm de profundidad y el máximo de 50 kg cm-2 a 20 cm de profundidad. es evidente que los valores de pt a diferentes profundidades son mayores a 10 kg cm-2, lo cual indica por lo menos una restricción ligera a moderada que se hace mayor en profundidad. los valores obtenidos para este atributo son comparables a los reconocidos por rubiano (2005), silva (2003) y mercante (2003). tanto ph, como da, a y sat. al presentaron bajos coeficientes de variación, en tanto que las mayores variaciones se encontraron para las variables pt a 20 cm y p; en las demás variables analizadas, los coeficientes oscilaron entre 15 y 65%. el coeficiente de variación del ph (4,79) coincide con valores reportados por otros autores para suelos de otras clases taxonómicas (cox et al., 2003; gho, 2004 y muñoz, 2005), en tanto que los valores obtenidos para el p (193,73 mg kg-1) coinciden con los datos de ovalles (1999) y obando et al. (2006). la baja variación de la densidad aparente (6,29) contrasta con los datos de jury et al. (1999), citado tabla 2. estadística descriptiva de los parámetros fisicoquímicos de un inceptisol de la orinoquía colombiana. atributo media desviación estándar error estándar varianza coeficiente de variación mediana moda curtosis rango mín. máx. ph 4,68 0,22 0,03 0,05 4,79 4,76 4,81 -0,90 0,92 4,27 5,19 al 2,17 0,80 0,10 0,65 37,04 2,11 2,53 1,12 3,92 0,91 4,83 sat. al 83,89 4,60 0,57 21,15 5,48 84,53 nd 7,78 28,72 62,28 91,01 co 1,30 0,59 0,07 0,35 45,40 1,19 0,68 6,11 3,24 0,49 3,73 cic 10,08 5,17 0,65 26,76 51,31 9,28 8,60 3,43 27,40 2,49 29,89 ca 0,19 0,10 0,01 0,01 54,73 0,17 0,08 4,87 0,57 0,07 0,64 mg 0,07 0,04 0,01 0,00 67,26 0,05 0,04 6,23 0,24 0,02 0,26 k 0,11 0,03 0,00 0,00 31,61 0,11 0,08 -0,02 0,15 0,04 0,19 na 0,05 0,02 0,00 0,00 50,16 0,04 0,03 0,82 0,11 0,01 0,12 bt 0,41 0,17 0,02 0,03 42,29 0,40 0,44 2,66 0,93 0,16 1,09 sb 16,11 4,60 0,57 21,15 28,55 15,47 nd 7,78 28,72 8,99 37,72 cice 2,58 0,91 0,11 0,83 35,38 2,54 2,78 0,87 4,34 1,07 5,41 sat. ca 7,37 3,21 0,40 10,28 43,49 6,84 7,34 7,38 18,91 3,24 22,15 sat. mg 2,48 1,30 0,16 1,69 52,44 2,13 2,02 13,45 7,66 1,34 9,00 sat. k 4,33 1,05 0,13 1,10 24,21 4,04 4,04 0,87 4,88 2,65 7,53 sat. na 1,93 0,80 0,10 0,65 41,71 1,79 1,52 -0,32 3,36 0,32 3,68 ca/mg 3,11 0,88 0,11 0,77 28,21 3,16 4,00 0,69 4,38 1,63 6,00 mg/k 0,59 0,31 0,04 0,10 53,05 0,50 0,50 11,76 1,75 0,25 2,00 ca/k 1,76 0,77 0,10 0,60 44,02 1,72 1,00 5,40 4,23 0,69 4,92 (ca+mg)/k 2,35 1,04 0,13 1,09 44,49 2,25 2,50 8,30 5,92 1,00 6,92 p 17,97 34,80 4,35 1211,34 193,73 5,72 1,80 22,54 229,24 0,00 229,24 a 60,84 8,08 1,01 65,34 13,29 60,52 75,97 0,04 33,54 44,43 77,97 l 21,36 3,65 0,46 13,32 17,08 22,14 14,02 -0,32 14,24 14,02 28,26 ar 17,80 5,02 0,63 25,23 28,21 18,14 18,13 0,62 22,62 8,01 30,63 da 1,51 0,09 0,01 0,01 6,29 1,52 nd 2,06 0,51 1,16 1,66 pt a 2.5 cm 24,46 5,34 0,67 28,53 21,84 24,00 22,33 -0,24 24,33 12,33 36,67 pt a 5 cm 27,78 4,87 0,61 23,73 17,53 27,50 28,33 -0,31 24,33 16,00 40,33 pt a 10 cm 29,34 5,25 0,66 27,51 17,88 28,50 27,67 -0,42 23,00 17,33 40,33 pt a 20 cm 27,04 6,05 0,76 36,65 202,38 26,17 24,67 5,00 34,33 15,67 50,00 esp. 1er hte 41,17 20,99 2,62 440,62 50,98 37,00 30,00 2,46 88,00 12,00 100,00 prof. efectiva 104,66 43,45 5,43 1887,82 41,52 102,50 150,00 -1,15 135,00 15,00 150,00 116 agron. colomb. 27(1) 2009 por jaramillo (2002), mientras que el valor para a (13,29) es similar al hallado por guimaraes (2000) y obando et al. (2006). análisis espacial análisis de semivariogramas la tab. 3 muestra los atributos del semivariograma experimental para cada una de las variables analizadas en este trabajo. se observa que el modelo esférico fue el de mejor ajuste a los modelos experimentales de los atributos químicos, similar a lo reportado por oliveira et al. (1999) y verges (2004), mientras que los atributos físicos no tienen un modelo de mejor ajuste típico. para efectos de análisis, los semivariogramas fueron clasificados en cuatro grupos bien diferenciados utilizando un análisis de conglomerados, tal como se muestra en la fig. 3. figura 3. diagrama de agrupación de los atributos del suelo según el análisis de conglomerados. método de ward, distancia euclidiana. d is ta nc ia 0 4 8 12 16 1 2 3 4 a lar pha l sa t.a l c o c ic c a m gk n a bt sb c ic e sa t.c a sa t.m g sa t.k sa t.n a c a/ m g m g/ k c a/ k (c a+ m g) /k pd a pt a 2 .5 pt a 5 pt a 1 0 pt a 2 0 tiene características diferentes a los demás atributos, relacionadas con su alto coeficiente de variación, tal como se mencionó. con base en lo anterior, se infieren distancias óptimas de muestreo a partir de los valores del rango, para las variables pertenecientes a los grupos 1 y 2, que tienen fuerte dependencia espacial. es lógico pensar que si el rango es el máximo trayecto en el que hay dependencia espacial, dicha variable debería ser muestreada por lo menos una vez en esta distancia para poder tener una idea clara de su distribución en el espacio. en promedio, las variables del grupo 1 deben ser muestreadas a 547,33 m, mientras que las del grupo 2, a 43,33 m. no obstante, para futuros estudios, si es necesario muestrear una sola de las variables, puede utilizarse el valor de rango consignado en la tab. 3. la idea del agrupamiento es generar una distancia óptima de muestreo para un grupo de variables, con miras a un estudio detallado, ya que resultaría engorroso para un estudio de gran magnitud diseñar muestreos (grillas) dependiendo de cada variable. análisis de varianza anidado en la tab. 5 se observa que las variables a, l, ar, ph, al, cic, bt y cice acumulan la mayor cantidad de varianza en el nivel 1 (n1 = 270 m); sin embargo, debido a que no estabilizan su varianza antes de 270 m, es muy posible que la variabilidad espacial esté controlada por procesos que actúan en distancias mayores y, por ende, en futuros trabajos se debe muestrear a distancias mayores, lo cual corrobora lo encontrado por ovalles y rey (1995), guimaraes (2000), shukla et al. (2004) y rubiano (2005). p, co, ca, mg, k, pt a 5 y pt a 10 también encuentran su máxima varianza dentro del rango máximo de espaciamiento entre muestras, lo cual es consistente con lo reportado por luengas (2005), el p concentra también gran parte de su varianza en el nivel 2 (n2 = 80 m), explicando la dependencia espacial entre nidos y entre transectos del mismo nido. el comportamiento de las características físicas y químicas indirectas, generadas con base en variables medidas en el laboratorio, no siempre es concordante con los datos originales. así, la saturación de k encuentra su máxima variación en los niveles 4 y 3 (n4 = 4 m y n3 = 20 m) y es totalmente nula en el nivel 1, contrario al comportamiento del k, cuyo mayor porcentaje de varianza se concentra en el nivel 1 (50,82%). lo expuesto induce un proceso de toma de decisión que involucra el análisis y la interpretación de los resultados con base en uno de los parámetros, el de disponibilidad medido en laboratorio (cmol(+) kg-1), o el de saturación calculado con base en la cice. presentan las características promedio de cada grupo (centroide) se presentan en la tab. 4, y se observa que las variables que pertenecen a los grupos 1 y 2 tienen, según cambardella et al. (1994), una fuerte dependencia espacial, mientras que las variables que pertenecen a los grupos 3 y 4 tienen una dependencia espacial moderada. hay mayor ajuste del modelo teórico al semivariograma en las variables pertenecientes al grupo1, lo cual se refleja en una buena interpolación (alto r2 vc). aunque los atributos pertenecientes al grupo 2 tienen, en promedio, una mayor dependencia espacial, el ajuste del modelo teórico es bajo (bajo r2), y por tanto las interpolaciones hechas con estos modelos tienen menor r2 vc, en comparación con las del grupo 1. las variables pertenecientes a los grupos 3 y 4 tienen, en promedio, mejor ajuste del modelo teórico al semivariograma experimental, en comparación con los atributos del grupo 2. de otro lado, vale la pena anotar que el grupo 4 está conformado por una sola variable (p), ya que esta 1172009 peña, rubiano, peña y chaves: variabilidad espacial de los atributos de la capa arable de un inceptisol del piedemonte... tabla 3. modelos teóricos ajustados a los semivariogramas experimentales de variables fisicoquímicas de un inceptisol de la orinoquía colombiana. variable modelo pepita meseta rango r2 1 prop 2 r2 vc 3 a esférico 3,00 86,9 402,0 0,585 0,965 0,930 l esférico 0,31 13,8 287,0 0,510 0,978 0,815 ar esférico 2,20 37,53 456,0 0,615 0,941 0,878 ph esférico 0,009 0,077 1455,0 0,859 0,879 0,764 al esférico 0,063 0,919 470,0 0,569 0,931 0,849 sat, al esférico 0,010 19,05 47,0 0,053 0,999 0,450 co esférico 0,18 0,418 241,0 0,147 0,569 0,321 cic esférico 0,90 40,22 487,0 0,572 0,978 0,886 ca esférico 0,003 0,008 214,0 0,441 0,676 0,538 mg esférico 0,00 0,002 208,0 0,357 0,738 0,506 k esférico 0,00 0,002 537,0 0,694 0,864 0,600 na esférico 0,00 0,001 560,0 0,502 0,626 0,149 bt esférico 0,005 0,028 353,0 0,550 0,814 0,666 sb esférico 0,01 19,05 47,0 0,053 0,999 0,451 cice esférico 0,001 1,181 479,0 0,576 0,999 0,935 sat. ca esférico 0,01 8,790 47,0 0,070 0,999 0,420 sat. mg esférico 0,001 1,478 41,0 0,017 0,999 0,453 sat. k esférico 0,086 1,10 44,0 0,103 0,922 0,291 sat. na esférico 0,001 0,569 32,0 0,043 0,998 0,067 ca/mg exponencial 0,347 0,807 219,0 0,278 0,570 0,277 mg/k esférico 0,00 0,088 46,0 0,032 0,999 0,538 ca/k esférico 0,001 0,491 43,0 0,050 0,998 0,530 (ca+mg)/k esférico 0,001 0,904 43,0 0,035 0,999 0,555 p exponencial 699,0 1.878,0 945,0 0,375 0,628 0,206 da esférico 0,004 0,011 310,0 0,306 0,664 0,412 pt a 2,5 exponencial 12,38 34,02 582,0 0,354 0,636 0,372 pt a 5 exponencial 7,65 32,95 723,0 0,336 0,768 0,540 pt a 10 exponencial 10,18 38,41 849,0 0,370 0,735 0,489 pt a 20 esférico 22,01 45,61 200,0 0,142 0,517 0,127 1 r2, coeficiente de determinación del modelo. 2 prop, relación entre la pepita y la meseta. 3 r2 vc, coeficiente de determinación de la validación cruzada. tabla 4. valores promedio (centroides) de los grupos generados. grupo pepita meseta rango r2 1 prop 2 r2 vc 3 1 0,72 20,07 547,33 0,61 7,23 0,81 2 0,01 5,72 43,33 0,05 0,98 0,42 3 5,28 15,22 410,60 0,32 35,01 0,37 4 699,00 1878,00 945,00 0,38 37,20 0,21 1 r2, coeficiente de determinación del modelo. 2 prop, relación entre la pepita y la meseta. 3 r2 vc, coeficiente de determinación de la validación cruzada. máxima variación a la mínima distancia de muestreo (n4) na, sat. k, sat. na, ca/mg, pt a 2,5, pt a 20. el nivel n2 es el que concentra el menor porcentaje de la varianza para la mayoría de las características, excepto para sat. k, lo que sugiere, para posteriores estudios, un cambio en la distancia entre transectos, que podría pensar en reducirse o en ampliarse de acuerdo con los objetivos específicos de estas y con las variables por estudiar. comparación entre el análisis de varianza anidado y el análisis de semivariogramas se encontró que las variables que cumplen con el supuesto de “variable regionalizada” (semivariogramas del tipo 1) 118 agron. colomb. 27(1) 2009 m de rango y que acumula la máxima varianza a distancias superiores a 20 m e inferiores a 80 m. conclusiones tanto los análisis del semivariograma experimental, como el análisis de varianza anidado proveen una herramienta para determinar distancias óptimas para futuros muestreos. el análisis de varianza de tipo anidado no presupone una relación espacial entre distancia y varianza, y por tanto puede aplicarse con mayor libertad para este fin. al utilizar el rango del semivariograma experimental como base para decidir la distancia óptima de muestreo, se debe tener en cuenta que sólo es valido cuando la relación pepita/meseta muestre dependencia espacial de la variable analizada. cuando la variable analizada tiene fuerte dependencia espacial, como es el caso de las variables cuyos semivariogramas pertenecen al grupo 1 y 2, los resultados obtenidos utilizando una u otra metodología son similares; tal es el caso de a, cic, cice, ar, al, l, k, bt y ph, que según el rango del semivariograma, la distancia óptima de muestreo es, en promedio, 547,33 m, y según el análisis de varianza, es superior a 270 m. otro caso lo confirman las variables cuyo semivariograma experimental pertenece al grupo 2; según el rango obtenido, sat. al, sb, sat. ca, sat. mg, mg/k, (ca+mg)/k, ca/k, sat. k y sat. na, deberían muestrearse a una distancia máxima de 43,33 m, mientras que el análisis de varianza sugiere, para estos mismos atributos, distancias de muestreo superiores a 20 m e inferiores a 80 m. en los casos en que las variables cuyo semivariograma experimental pertenece a los grupos 3 y 4, es decir que no tienen relación entre distancia y varianza, las distancias de muestreo óptimas no tienen relación entre un método y otro. por otra parte, vale la pena anotar que el grupo 4 de semivariogramas está conformado por una sola variable, es decir, el p, que tiene una alta variabilidad y por ello conforma una variable especial. la distancia de muestreo 2 o nivel 2 (n2) no acumula la máxima varianza en ninguna de las variables. este resultado es claro utilizando las dos metodologías. literatura citada cambardella, c., t. moorma, j. novak, t. parkin, d. karlen, r. turco y a. konopka. 1994. field-scale variability of soil properties in central iowa soils. soil sci. soc. amer. j. 58, 1501-1511. cox, m., p. gerard, m. wardlaw y m. abshire. 2003. variability of selected soil properties and their relationships with soybean yield. soil sci. soc. amer. j. 67, 1296-1302. dudley, e. 1996. map maker popular. el procesador de mapas para windows. ciat, cali, colombia. tabla 5. componentes de varianza en porcentaje respecto al total de los atributos medidos en el suelo. atributo varianza aportada por nivel (%) n4 n3 n2 n1 ph 12,68 8,05 11,05 68,22 al 3,46 13,70 16,39 66,44 sat. al 29,96 51,88 6,38 11,78 co 25,32 28,35 3,48 42,95 cic 4,01 16,59 5,50 73,91 ca 20,55 27,50 0,00 51,95 mg 20,96 35,02 0,00 44,02 k 22,80 17,42 8,96 50,82 na 71,07 0,00 0,00 28,93 bt 9,49 13,13 0,00 77,39 sb 20,15 54,19 0,00 25,67 cice 3,56 24,15 7,94 64,35 sat. ca 32,87 41,67 6,54 18,93 sat. mg 27,14 55,87 0,00 16,99 sat. k 40,06 38,53 21,41 0,00 sat. na 69,36 7,39 0,00 23,25 ca/mg 40,95 26,44 0,00 32,62 mg/k 23,79 54,92 0,00 21,30 ca/k 29,60 32,80 8,34 29,26 (ca+mg)/k 23,79 55,22 0,00 21,00 p 17,76 12,07 29,38 40,79 a 2,63 24,31 1,86 71,20 l 9,31 16,83 0,00 73,86 ar 4,64 28,75 5,35 61,25 da 22,52 50,04 0,00 27,45 pt a 2.5 cm 44,43 9,59 8,29 37,69 pt a 5 cm 31,06 5,81 11,87 51,27 pt a 10 cm 32,77 9,04 8,67 49,51 pt a 20 cm 46,63 44,51 0,00 8,86 esp. 1er hte 16,61 42,55 40,84 0,00 prof. efectiva 7,45 30,13 0,67 61,76 tienen rangos o alcances con valores similares a las distancias en que se acumula la mayor cantidad de la variación. por ejemplo, a, cic, cice, ar, al, l, k, bt y ph, con alta dependencia espacial de la varianza y que tienen, en promedio, un rango de 547 m, acumulan todas, sin excepción, la mayor varianza a distancias superiores a los 270 m, mostrando una relación entre los resultados obtenidos con los dos métodos. por el contrario, variables con escasa dependencia espacial, como por ejemplo las pertenecientes al grupo 3 de semivariogramas, tienen valores de rango ostensiblemente diferentes a los valores a los que se acumula la máxima varianza. un ejemplo de ello lo constituye la da, con 310 1192009 peña, rubiano, peña y chaves: variabilidad espacial de los atributos de la capa arable de un inceptisol del piedemonte... fagroud, m. y m. van meirvenme. 2002. accounting for soil autocorrelation in the design of experimental trials. soil sci. soc. amer. j. 66, 1134-1142. gamma design software. 2004. gs+. geostatistics for the environmental sciences. gamma design software. plainwell, mi. gho, b.c. 2004. variabilidad especial de las propiedades químicas del suelo y su relación con los rendimientos de maíz (zea mays l.). departamento de ciencias vegetales, facultad de agronomía e ingeniería forestal, pontificia universidad católica de chile, santiago. guimarães, e.c. 2000. variabilidade espacial de atributos de um latossolo vermelho escuro textura argilosa da região do cerrado, submetido ao plantio 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the variables having most influence were: maturation time, time of year for sprouting, total tuber weight per lot, firstsize tuber weight, zero-size tuber weight, fourth-size tuber weight, specific gravity and dry material. significant genotype cf environment interaction was detected in yield and industrial quality variables which, according kang’s phenotypical stability analysis (1991), would mean that clones 2, 7 and 14 should be selected as producing the best yield and being the most stable in terms of total tuber weight per lot, dry matter and fried yield. clone 7 would thus be recommended as being the most promising new improved variety in terms of yield and stability index. additional key words: yield, industrial para meters, phenotypic stability. 1 investigadora, programa de recursos genéticos y biotecnología vegetal, corporación colombiana de investigación agropecuaria –corpoica–, c.i. tibaitatá. e-mail: marcy_ms@yahoo.com 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: galigarretom@unal.edu.co fecha de recepción: 16 de diciembre de 2004 aceptado para publicación: 27 de mayo de 2005 agronomía colombiana, 2005. 23 (1): 17-27 agronomía colombiana 18 vol. 23 · no. 1 introducción el consumo de papa procesada se ha incrementado en las últimas décadas, en especial en las grandes ciudades, probablemente a causa de un cambio en los patrones alimenticios y la tendencia a utilizar alimentos preparados o de fácil preparación. este hecho origina nuevos mercados para los alimentos procesados importados, así como mercados potenciales que utilizan materia prima producida localmente en áreas en las que antes sólo se producía para consumo fresco. las papas fritas, en hojuelas o en tiras, son los productos procesados más importantes y es probable que esta tendencia siga incrementándose en el futuro (bonierbale et al., 2000). en colombia se procesan anualmente entre 170 y 260 mil toneladas de papa, la mayor parte de las cuales se destinan a producir papas fritas en hojuelas y a la francesa, lo que representa entre 8 y 10% de la producción nacional de papa (moreno, 2001). en el país hay cerca de 70 industrias dedicadas a la actividad de procesamiento de la papa, con diferente capacidad, niveles de desarrollo tecnológico y variada presencia en el mercado. estas industrias se dedican, en especial, a la fabricación de papa frita en hojuelas, francesa y prefrita congelada (moreno, 2001a). por otra parte, es importante que los productores cuenten con variedades adecuadas, tanto para el procesamiento como para el consumo fresco, o de doble propósito, ya que esto les permitiría solucionar problemas como la regularidad en el abastecimiento del producto o aplicar el manejo apropiado para cada variedad, según su uso industrial o en fresco (bonierbale et al., 2000). actualmente, la variedad de papa más utilizada en colombia para el procesamiento es la diacol capiro por sus apropiadas características industriales como la concentración de azúcares reductores, el rendimiento y la gravedad específica; no obstante, una de las desventajas de esta variedad es que presenta poca tolerancia a la gota (phytophthora infestans). por esta razón es necesario disponer de nuevos genotipos que, además de cumplir los requerimientos exigidos por la industria, presenten características favorables en su comportamiento agronómico (moreno, 2001). algunas características deseables de las variedades de papa para procesamiento, según bonierbale et al. (2000), estrada (2000), gómez y ramírez (1999), y avella y parra (1997), son: para las papas en hojuelas deben proceder de tubérculos con forma redonda-ovalada, ojos superficiales para facilitar el pelado mecánico con mínima perdida de materia prima, con un tamaño aproximado entre 4 y 7 cm de diámetro, es decir, papa tamaño cero y primera; la pulpa debe ser blanca, crema o amarillo claro; deben estar libres de mancha parda causada por daño mecánico, sin rajaduras ni pigmentación con antocianinas, corazón hueco y presentar resistencia a la manipulación y almacenamiento. según inca (1989), la gravedad específica debe ser mayor de 1,085, siendo éste uno de los factores más importantes, tanto para consumo fresco como para la mayoría de productos procesados, puesto que determina de forma directa el rendimiento, la menor absorción de aceite y el tiempo de fritura, y por consiguiente, la disminución de costos. la concentración de azúcares reductores debe ser inferior a 0,2 mg· g-1 peso fresco y debe tener un buen sabor después del procesamiento. teniendo en cuenta la acción de los mecanismos genéticos que controlan la calidad en poscosecha, la inestabilidad de las características de calidad frente a las condiciones ambientales de producción y almacenamiento, y la probabilidad de que los genotipos superiores para calidad de procesamiento sean adaptados a condiciones especificas, ambientales y de manejo, el programa regional de investigación agrícola del c.i. tibaitatá de corpoica, desarrolló cinco clones promisorios para uso industrial, los cuales fueron utilizados en este estudio con el objetivo de seleccionar clones de papa según parámetros agronómicos y de calidad industrial para las principales zonas productoras del país. materiales y métodos el presente trabajo se realizó en siete localidades de colombia ubicadas en las zonas agroecológicas fa, fg, y fn, importantes en la producción de papa en el país (tabla 1), (igac, 1985). las pruebas de laboratorio se realizaron en el c.i. tibaitatá de corpoica (mosquera, cundinamarca). se utilizaron tubérculos semilla de cinco genotipos promisorios, pertenecientes a corpoica, denominados: clon 1, clon 2, clon 7, clon 9, clon 14 y como testigo la variedad diacol capiro. el clon 1 proviene del cruce de ica puracé x bogotá; el clon 2 proviene del cruce de perricholi x rosita y el clon 14 es una introducción del centro internacional de la papa -cip-; la genealogía de los clones 7 y 9 se desconoce. martínez y ligarreto: evaluación de cinco genotipos promisorios de papa... 192005 los clones se sembraron en parcelas de cuatro surcos, con una distancia de 1 m entre ellos para las localidades mosquera, sibaté, duitama, la unión, gualmatán y 1,2 m en las localidades ventaquemada y túquerres. cada surco tenía una longitud de cinco metros y se distribuyeron 15 tubérculos por surco, a una distancia de 30 cm uno de otro. se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con tres replicaciones. la evaluación se realizó respecto de 11 variables cualitativas: 1) color primario de la flor; 2) color secundario de la flor; 3) reacción a gota (phytophthora infestans); 4) tipo de planta; 5) color de la piel del tubérculo; 6) color de la pulpa del tubérculo; 7) profundidad de ojos; 8) color de la hojuela frita; 9) absorción de aceite por la hojuela; 10) textura de la hojuela y 11) sabor de la hojuela, según los descriptores propuestos por el cip (huamán, 1994). por otra parte, también se evaluaron 18 variables cuantitativas relacionadas con precocidad, peso del tubérculo, gravedad específica, materia seca, azúcares reductores por los métodos de nelson y glucocinta, peso de las hojuelas y rendimiento en frito. la clasificación de los tubérculos por tamaño se realizó teniendo en cuenta la resolución no. 0400 de 1997 del instituto colombiano agropecuario -ica-, según la cual los tubérculos con peso mayor de 150 g son de tamaño cero, entre 120 y 150 g son de tamaño primera, entre 70 y 119 g son de tamaño segunda, de 40 a 69 g son de tamaño tercera y los menores de 40 g se consideran de tamaño cuarta. se determinó la cantidad de mg de azúcares reductores por gramo de peso fresco del tubérculo mediante la técnica analítica de nelson (gutiérrez et al., 1994) y por el método de la glucocinta. para la fritura, el tubérculo se cortó en hojuelas de 1 mm de grosor, se tomaron tres tubérculos de cada material y repetición, se frieron en aceite vegetal a 180°c durante tres minutos. el rendimiento en frito se calculó mediante la relación del porcentaje entre el peso de hojuelas en fresco y el peso de las hojuelas fritas, mientras que el rendimiento en fresco vs. rendimiento en frito se determinó para conocer cuantos gramos de tubérculo fresco se necesitaban para obtener 1.000 g de hojuelas fritas. los datos se analizaron mediante técnicas de estadística simple como promedios, varianzas y desviación estándar. también se realizaron análisis de varianza combinados para localidades, estadística multivariada de componentes principales y análisis de cluster utilizando la distancia gower (sneath y sokal, 1973; pla, 1986; rojas, 2003). el análisis estadístico de estabilidad fenotípica de los cinco genotipos evaluados en siete ambientes se realizó mediante la metodología propuesta por kang (1991), la cual utiliza un recurso estadístico que reúne la selección por rendimiento y la estabilidad fenotípica. en el estudio se procesaron los datos mediante una macro en el programa sas que permite obtener el índice de rendimiento-estabilidad y la varianza de shukla por reml (restricted maximun likelihood); la macro utilizada fue la propuesta por cotes et al. (2002). resultados y discusión los promedios, varianzas, desviaciones estándar y coeficientes de variación de los 18 caracteres cuantitativos de los clones evaluados en siete localidades se presentan en la tabla 2. el mayor coeficiente de variación fue para la variable (v19) peso de los tubérculos de tercera por parcela (113,94), mientras que el menor lo presentó la variable (v22) gravedad específica (0,92); lo primero se debe a la alta variabilidad causada por el efecto del ambiente sobre la variable peso de los tubérculos de tertabla 1. localización y ambientes en los cuales se evaluaron los genotipos en estudio. departamento municipio vereda altitud (m.s.n.m.) precipitación promedio anual (mm) temperatura promedio (°c) 1. cundinamarca mosquera c.i tibaitatá 2.542 720 13 2. cundinamarca sibaté san rafael 2.720 1.200 13 3. boyacá ventaquemada jurpa 2.870 1.157 13 4. boyacá duitama uso chicamocha 2.500 860 14 5. antioquia la unión la aurora 2.600 2.000 15 6. nariño gualmatán la cofradía 2.650 1.100 14 7. nariño túquerres guayaquila 3.100 1.100 12 agronomía colombiana 20 vol. 23 · no. 1 cera, mientras que lo segundo se deriva de la similitud de los datos para la variable gravedad específica en los clones evaluados y la variedad diacol capiro en las diferentes localidades evaluadas. tabla 2. estadísticas simples de variables cuantitativas de cinco genotipos promisorios y la variedad diacol capiro. varia bles n° obs. valores pro medios varian zas desviación estándar coeficientes de variación % mínimos máximos v12 126 15,00 27,00 21,03 7,34 2,71 12,88 v13 126 32,00 85,00 62,74 141,84 11,91 18,98 v14 126 86,00 160,00 128,88 478,73 21,88 16,97 v15 126 130,00 200,00 163,14 386,51 19,66 12,05 v16 34 0,70 74,00 23,69 487,96 22,09 93,24 v17 104 0,78 135,00 40,38 1.132,99 33,66 83,35 v18 105 0,74 41,80 13,81 76,03 8,72 103,25 v19 87 0,45 44,00 8,89 102,61 10,13 113,94 v20 53 0,56 20,00 7,15 30,03 5,48 76,64 v21 126 2,20 168,00 59,99 1.393,52 37,33 62,22 v22 126 1,05 1,12 1,08 0,0001 0,01 0,92 v23 126 18,50 29,90 22,39 6,10 2,47 11,03 v24 80 0,01 1,11 0,24 0,04 0,21 87,50 v25 126 0,04 0,37 0,16 0,004 0,07 43,75 v26 126 20,03 173,92 78,55 949,87 30,82 39,23 v27 126 53,71 491,86 228,95 7.800,42 88,32 38,57 v28 126 26,95 40,03 34,35 4,41 2,10 6,11 v29 126 2.497,92 3.710,16 2.922,14 3.5261,3 187,78 6,42 debido a que existe una importante estructura de correlación significativa entre la variable peso total de los tubérculos por parcela con las variables época de emergencia, época de madurez, época de cosecha, peso de los tubérculos de tamaño cero, primera, tercera y cuarta; así también entre gravedad específica con materia seca, entre otras, es conveniente la aplicación de métodos estadísticos multivariados como el de componentes principales para conocer cuales variables discriminan los clones en estudio. en el análisis de componentes principales para las variables cuantitativas, se aprecia que los primeros cuatro componentes representan el 95,22% de la variación total (tabla 3). el primer componente aportó el 51,08%, el segundo 22,98%, el tercero 12,02%, mientras que el cuarto componente contribuyó con 9,12% de esta variación. el alto porcentaje de la variación total explicada por los cuatro primeros componentes sugiere que estos contienen variables que discriminan a los materiales en estudio. al analizar los vectores característicos (tabla 4), se encontró que para el primer componente las variables de mayor influencia en la discriminación de los materiales en estudio fueron el peso total de los tubérculos (coeficiente = 0,338), el peso de los tubérculos de primera (0,326) y el peso de los tubérculos tamaño cero (0,318). las características que más aportan en la diferenciación en el segundo componente fueron la gravedad específica (–0,449), los días a la emergencia (0,435) y la materia seca (–0,431). en el tercer componente la separación de los materiales se debió al aporte de la variable peso de los tubérculos de cuarta por parcela (–0,563); en el cuarto componente la época de maduración (–0,432) fue el descriptor que mejor discriminó los genotipos. tabla 3. componentes principales seleccionados por su valor característico (λ ≥ 1) a partir de 12 variables cuantitativas evaluadas en siete ambientes. componentes principales valores característicos diferencias de valores característicos proporciones de la varianza total absoluta (%) acumulada 1. rendimiento en campo 8,68 4,47 51,08 51,08 2. calidad industrial 3,90 1,86 22,98 74,07 3. rendimiento en campo 2,04 0,49 12,02 86,09 4. precocidad 1,55 0,73 9,12 95,22 tabla 4. variación representada por los coeficientes de variables cuantitativas en cada vector característico asociado a los cuatro componentes principales de cinco genotipos promisorios y diacol capiro. variables vectores característicos 1° 2° 3° 4° v12 época de emergencia -0,022 0,435 0,345 0,006 v13 época de floración -0,302 -0,159 0,076 0,153 v14 época de madurez 0,213 0,095 0,217 -0,432 v16 peso tubérculos 0 0,318 0,108 0,114 0,131 v17 peso tubérculos 1 0,326 -0,043 0,038 0,133 v18 peso tubérculos 2 0,230 0,181 -0,276 -0,358 v19 peso tubérculos 3 0,290 0,189 -0,186 -0,181 v20 peso tubérculos 4 -0,074 0,106 -0,563 0,395 v21 peso total tubérculos 0,338 0,013 -0,023 0,046 v22 gravedad específica 0,085 -0,449 0,237 -0,110 v23 materia seca v24 azúcares red. nelson 0,149 0,257 -0,431 0,212 0,140 -0,040 -0,137 0,304 v25 azúcares red. glucocinta 0,215 0,272 0,076 -0,088 v26 peso hojuela fresca 0,237 -0,113 0,196 0,368 v27 peso hojuela frita 0,258 -0,077 0,259 0,398 v28 rendimiento en frito 0,235 -0,287 -0,305 -0,058 v29 rendimiento fresco vs. frito -0,240 0,268 0,318 0,066 el análisis de componentes principales permitió identificar que las variables relacionadas con el rendimiento en campo, la calidad industrial y la precocidad están martínez y ligarreto: evaluación de cinco genotipos promisorios de papa... 212005 asociadas a los cuatro componentes de mayor importancia. los resultados anteriores son semejantes a los reportados por avella y parra (1997), quienes encontraron que las variables época de floración, época de tuberización, porcentaje de materia seca, gravedad específica y concentración de azúcares reductores, fueron importantes para caracterizar la colección colombiana de solanum tuberosum sp. andigena desde el punto de vista de calidad industrial. la concentración de azúcares reductores es una de las características más importantes reportada por la literatura para la diferenciación de materiales de uso industrial; sin embargo, en este estudio esta variable no discriminó a los clones evaluados, posiblemente porque en el proceso de selección se optimización las características de calidad de los materiales para uso industrial; al respecto se ha conoce que la tasa de acumulación de los azúcares reductores está genéticamente determinada y exhibe alta heredabilidad. los métodos de la glucocinta y nelson presentaron una baja correlación, lo que se puede explicar porque la prueba de la glucocinta se realizó cuando se recibió el material procedente de cada localidad, mientras que para la prueba de nelson los materiales, secos y molidos, permanecieron almacenados dos meses en un cuarto de baja humedad y temperatura constante, y se desconoce el efecto de dicho almacenamiento en los materiales, aunque gómez et al. (2000) afirman que una vez el material seco y molido no se presenta conversión de azúcares. además otro factor que pudo haber influido este resultado es el tamaño de los tubérculos utilizados. gómez et al. (2000), encontraron que a menor tamaño del tubérculo, mayor es la concentración de azúcares reductores; a su vez, afirman que el contenido de sacarosa y azúcares reductores en los tejidos de los tubérculos puede variar considerablemente en diferentes partes de éste, posiblemente como resultado de las condiciones de crecimiento y el tiempo de cosecha. dentro de un tubérculo hay usualmente una disminución del gradiente de azúcares reductores o una distribución uniforme de sacarosa del ápice a la base del tubérculo. en este estudio se encontró que a mayor altura de las localidades mayor es la concentración de azúcares reductores, resultado que coincide con los reportados por perilla y cifuentes (2001) y rodríguez (2001). evaluación agronómica en la tabla 5, los análisis de varianza muestran que las variables época de maduración, peso de los tubérculos de primera y peso total de los tubérculos presentaron diferencias altamente significativas para localidad, genotipo y localidad por genotipo. el peso de tubérculos tamaño cero presentó diferencias altamente significativas para localidad y genotipo. el peso de los tubérculos de cuarta mostró diferencias significativas para localidad por genotipo. respecto de la época de emergencia se encontraron diferencias altamente significativas para localidad y genotipo por localidad y significativas para genotipo. estas diferencias se deben a la alta variación entre los materiales en estudio, como se describe a continuación, y al efecto del ambiente sobre los caracteres poligénicos que rigen estas características. tabla 5. componentes de varianza estimados para las variables seleccionadas en los componentes principales¹. variable cuadrados medios localidad error (a) genotipo genotipo x localidad error (b) v12 epoca emergencia 129,608** 0,039 2,774* 2,189** 0,868 v14 epoca madurez 9004,888** 103,293 103,441** 92,685** 15,988 v16 peso tub. 0 58,391** 4,750 3,026** 0,603 0,526 v17 peso tub. 1 13.381,886** 60,526 3311,605** 722,109** 70,434 v20 peso tub. 4 23,419** 0,661 0,696** 0,393* 0,144 v21peso total tubérculos 16.022,568** 381,776 8.592,863** 734,605** 110,285 ¹ grados de libertad variables por desbalance del diseño: * significativa al 5% (p<0,05). **significativa al 1% (p<0,01). en el análisis por localidades para las variables de carácter agronómico que discriminan los cultivares, y según el análisis de componentes principales, se encontró que la característica época de madurez fluctuó de 86 días en la localidad la unión a 155 días en la localidad de túquerres. si estos resultados se analizan desde el punto de vista de la altitud de los sitios de evaluación, las localidades con menores altitudes van de 2.500 a 2.650 m.s.n.m. (c.i. tibaitatá, duitama, la unión y gualmatán) y las localidades con mayor altura, de 2.720 a 3.100 m.s.n.m. (sibaté, ventaquemada y túquerres). en los sitios de menor altitud la época de madurez osciló entre 86 y 150 días y en las localidades altas, fue de 126 a 160 días. ello sugiere que a menor altitud los materiales son más precoces que a mayor altitud, lo que agronomía colombiana 22 vol. 23 · no. 1 se puede explicar por el hecho de que a menor altura se aceleran los ciclos de crecimiento de la planta. se afirma que cuando la intensidad de luz es baja, como sucede en los páramos y zonas altas, el crecimiento del follaje se estimula y el crecimiento del tubérculo se retarda, lo que prolonga el ciclo de crecimiento y desarrollo de la planta. los valores observados para la característica época de emergencia variaron de 17 días en la localidad de túquerres a 24 días en la localidad de duitama; si los resultados se analizan desde el punto de vista de la altitud de las localidades, en las localidades bajas los materiales mostraron que su época de emergencia varió de 19 a 24 días, mientras que para las zonas altas fueron de 17 a 23 días. la época de madurez es importante debido a que es una de las características que contribuye a determinar la precocidad de los clones, junto con la época de floración, días a la presencia de estolones, días al inicio de tuberización y días a la maduración del tubérculo. aquellos materiales precoces pueden satisfacer la demanda de la industria sin necesidad de recurrir a la importación de materia prima; la producción temprana de brotes se podría manejar con agentes químicos pero esto originaría aumentos en los costos de producción (bonierbale et al., 2000; gómez et al., 2000; gómez y ramírez, 1999). malagamba (1997) afirma que en una variedad precoz la duración de la dormancia no es necesariamente corta. se encontró que el mayor peso de tubérculos de tamaño cero fue producido por el clon 14, seguido por los clones 7, 1, 2 y la variedad diacol capiro. el mayor peso de tubérculos de primera lo obtuvo el clon 7 seguido por los clones 14, 2, 1, 9 y la variedad diacol capiro, mientras que, el mayor peso de tubérculos de cuarta fue producido por el clon 2 (10,05 kg/parcela), seguido por la variedad diacol capiro y los clones 1, 14, 9 y 7. estos resultados indican que el clon 14, por ser el que produce mayor peso de tubérculos tamaño cero, resultaría apto para la industria de papa a la francesa que requiere tubérculos de tamaño grande; por su parte, los clones 7, 2 y 1 serían los más aptos para la industria de chips debido al rendimiento obtenido en tubérculos de primera, ya que las rodajas fritas producidas por este tamaño de tubérculo se mantienen enteras dentro del envase en el que se venden al consumidor (gómez y ramírez, 1999). el rendimiento de los tubérculos de cuarta fue muy bajo, lo cual es bueno para la industria de chips, puesto que este tamaño no es apto para ese uso y no se incurriría en pérdidas al obtener un alto rendimiento de tubérculos pequeños. (moreno, 2001; gómez y ramírez, 1999). el peso total de los tubérculos por parcela es un indicativo del rendimiento de los materiales en el campo; el valor obtenido en este estudio para la variedadad diacol capiro (11,74 t· ha-1) es muy bajo si se compara con su rendimiento comercial (25 a 30 t· ha-1), lo cual se debe a la alta susceptibilidad que presenta la variedad a p. infestans; según cotes (2000) cuando se realiza control químico de esta enfermedad, la variedad reduce sus rendimientos de manera considerable por reducción del área foliar, lo que afecta de manera directa el llenado de los tubérculos y su rendimiento, ya que un buen desarrollo foliar, fotosintéticamente activo, es necesario para la iniciación de la tuberización y el llenado de los tubérculos. a su vez, si se comparan los rendimientos obtenidos por los clones promisorios, que van de 26,7 t· ha-1 para el clon 9 a 39,11 t· ha-1 para el clon 2, y con los rendimientos comerciales de ica zipa (20 a 30 t· ha-1) e ica única (30 a 45 t· ha-1), variedades utilizadas para el procesamiento (universidad nacional de colombia, icafedepapa, 1995), se puede decir que los rendimientos de los clones promisorios son buenos y están dentro del rango establecido por las variedades más utilizadas en la industria nacional. si los resultados obtenidos para peso total de los tubérculos por parcela se analizan desde el punto de vista de la altitud de las localidades, en las zonas bajas (2.500 a 2.650 m.s.n.m.) los materiales mostraron que su peso va de 2 a 155 kg/parcela, mientras que para las zonas altas (2.720 a 3.100 m.s.n.m.) fue de 16 a 90 kg/parcela, valores que indican un mayor rendimiento por parcela en las zonas bajas. esto se explica, según porque cuando la intensidad de luz es alta, como sucede en las localidades bajas, la iniciación de la tuberización y su desarrollo es temprana, la longitud máxima del tallo se alcanza rápidamente y el rendimiento es alto. además, es necesario aclarar que en las zonas bajas se presentó una mayor distancia de siembra respecto a la de las zonas altas, pues en estas últimas la distancia entre surcos fue de 1,20 m, que corresponde a la utilizada por los productores de dichas zonas. evaluación industrial en la tabla 6 se observa que las variables gravedad específica y materia seca presentan diferencias altamente martínez y ligarreto: evaluación de cinco genotipos promisorios de papa... 232005 significativas para localidad y para genotipo, y significativas para localidad por genotipo, siendo atribuibles estas diferencias al efecto del ambiente sobre el comportamiento de los clones. tabla 6. componentes de varianza estimados de cinco genotipos promisorios y diacol capiro y siete ambientes para procesamiento industrial1. variable cuadrados medios localidad error (a) genotipo genotipo x localidad error (b) v22 g. especifica 0,0003** 0,0003 0,0007** 0,0001** 0,00007 v23 materia seca 26,778** 12,379 20,296** 4,533 * 2,813 1 grados de libertad variables por desbalance del diseño * significativa al 5% (p<0,05). **significativa al 1% (p<0,01). en el análisis por localidades se encontró que el cultivar que presentó mayores valores para las variables gravedad específica y porcentaje de materia seca fue el clon 7 (1,11 y 27,85%) en la localidad gualmatán, mientras que el de menores valores fue el clon 1 (1,071 y 19,43%) en la localidad duitama. ahora, si se discriminan las altitudes de las localidades de evaluación en altas y en bajas, el índice de gravedad específica en las zonas bajas fue de 1,071 a 1,116 y en las zonas altas de 1,071 a 1,097, mientras que el comportamiento del porcentaje de materia seca en las zonas bajas fue de 19,9 a 27,8% y en las zonas altas de 19,5 a 24,4%. según killick y simmonds (1974) y jefferies y mackerron (1986), la materia seca se considera como una característica de alta heredabilidad y baja interacción genotipo por ambiente, una combinación que favorece el mejoramiento, al ser constantes las diferencias genéticas de un ambiente a otro. en las variables materia seca y gravedad específica, se puede observar que en ambientes de menor altura es mayor el porcentaje y la relación g· g-1, respectivamente (figuras 1 y 2). los resultados obtenidos para las variables materia seca y gravedad específica, concuerdan con los reportados por houghland (1967); storey y davies (1992); cacace et al. (1994) y dale y makay (1996), quienes encontraron una alta correlación entre estas características. según freyre y douches (1994), esta correlación se debe a que el contenido de materia seca suele ser estimado por la gravedad específica, pues el contenido de materia seca puede determinarse directamente por el secado de las muestras, pero este método requiere mucho tiempo y es destructivo, mientras que la determinación por medio de la gravedad específica es más rápida y menos costosa. los valores de gravedad específica y contenido de materia seca para los clones promisorios y la variedad figura 1. interacción genotipo por localidad de cinco clones promisorios de papa y la variedad diacol capiro para la variable contenido de materia seca. fuente: universidad nacional de colombia, ica, fedepapa. 1995. figura 2. interacción genotipo por localidad de cinco clones promisorios de papa y la variedad diacol capiro para la variable gravedad específica. agronomía colombiana 24 vol. 23 · no. 1 diacol capiro señalan su aptitud para el procesamiento, pues sus valores de gravedad específica son superiores a 1.085 y su contenido de materia seca está dentro del rango de 17 a 25%, valores exigidos por la industria (inca, 1989; gómez y ramírez, 1999). para hacer un análisis por genotipo, se hizo una prueba de comparación de promedios (tabla 7), de las variables de mayor interés para los procesadores. tabla 7. prueba de comparación de promedios para las variables de interés industrial. genotipo promedios v21 peso tot. tuber (kg/parcela) v22 g. específica (g· g-1) v23 mat. seca (%) v28 rend. frito (%) clon 1 59,9 c* 1,07 c 21,6 b 34,0 a clon 2 78,2 a 1,08 b 22,2 b 35,4 a clon 7 76,1 a 1,09 a 24,3 a 35,5 a clon 9 53,4 d 1,08 b 21,8 b 33,5 b clon 14 68,7 b 1,08 b 22,1 b 33,7 b capiro 23,4 e 1,08 b 22,1 b 33,7 b *promedios con letra común no presentan diferencias significativas, según prueba de duncan (p<0,05). según álvarez y repo (1999), a mayor porcentaje de materia seca, el proceso de fritura debe evaporar menor cantidad de agua y por esta razón el rendimiento en frito es mayor; esta afirmación fue corroborada en este estudio al observar el comportamiento de los clones y la variedad diacol capiro en las diferentes localidades. si la aceptación de un clon para uso industrial dependiera sólo de las variables evaluadas en la tabla 7, los clones 7 y 2 serían los más aptos para el procesamiento de chips. figura 3. dendograma de cinco genotipos promisorios y la variedad diacol capiro a partir de 29 variables cualitativas y cuantitativas. análisis de cluster la figura 3 registra la variabilidad genética de los cinco clones evaluados y la variedad diacol capiro, medida en 11 variables de descripción cualitativas y 18 cuantitativas; la variabilidad está representada por tres grupos: el grupo i está conformado por los clones 1, 2, 7 y 14, el grupo ii está conformado por el clon 9 y el grupo iii por la variedad diacol capiro. la tabla 8 resume las características cualitativas y cuantitativas, cuyas modas y promedios permitieron conocer la variabilidad según parámetros agronómicos y calidad industrial de los materiales en estudio; en el dendograma de la figura 3 se observa la cercanía y disimilitud entre los materiales. tabla 8. descripción varietal por variables cuantitativas y cualitativas de cinco clones promisorios y diacol capiro evaluados en siete ambientes. variable 1 2 7 9 14 capiro v1 color prim. flor 7 6 6 8 6 7 v2 color sec. flor 1 1 1 0 1 0 v3 toleran, gota 2 2 2 1 1 3 v6 color pulpa 2 4 2 2 2 2 v8 color hoj. frita 3 1 2 1 2 1 v11sabor hojuela 1 1 1 3 1 1 v16 peso tub. 0 24,35 24,20 25,82 17,66 27,77 4,00 v17 peso tub. 1 43,58 47,79 55,18 29,66 47,86 15,83 v21peso total tub. 59,95 78,23 76,12 53,40 68,78 23,49 v26peso hoj. fresca 211,16 238,99 257,30 198,73 284,105 183,45 v27peso hoj. frita 71,34 84,73 91,10 66,14 96,77 61,24 clones martínez y ligarreto: evaluación de cinco genotipos promisorios de papa... 252005 las principales características que diferencian los tres grupos obtenidos de la variabilidad genética de los clones evaluados y la variedad diacol capiro se exponen a continuación. para los clones pertenecientes al grupo i: el color primario de la flor es lila, el color secundario en la flor es blanco, la incidencia de gota es de 0 al 2,5%, el color de la pulpa es crema, el color de la hojuela frita es crema intenso y su sabor es muy bueno, la época promedio de madurez es de 127 a 132 días, el peso de los tubérculos tamaño cero es de 24 a 28 kg/parcela de 20 m², el peso de los tubérculos de primera es de 60 a 78 kg/parcela de 20 m², el peso de los tubérculos totales por parcela oscila de 59 a 78 kg, el peso de las hojuelas fritas va de 71 a 97 g y el peso de las hojuelas frescas varió de 211 a 284 g. para el grupo ii: el color primario de la flor es violeta no hay color secundario en la flor, la incidencia de gota fue de 0%, el color de la pulpa es crema, el color de la hojuela frita es blanco o crema y su sabor es insípido, la época de madurez es de 132 días, el peso de los tubérculos tamaño cero es 17,66 kg/parcela de 20 m², el peso de los tubérculos de primera es 29,66 kg/parcela de 20 m², el peso promedio de los tubérculos totales por parcela es 53,40 kg, el peso de las hojuelas fritas es 66 g y el peso de las hojuelas frescas es 198 g. para el grupo iii: el color primario de la flor es morado, no hay color secundario en la flor, la incidencia de gota fue del 10%, el color de la pulpa es crema, el color de la hojuela frita es blanco o crema y su sabor es muy bueno, la época de madurez es de 126 días, el peso de los tubérculos tamaño cero es 4,0 kg/parcela de 20 m², el peso de los tubérculos de primera es 15,83 kg/parcela de 20 m², el peso de los tubérculos totales por parcela es 23,49 kg, el peso de las hojuelas fritas es 61 g y el peso de las hojuelas frescas es 183 g. análisis del rendimiento y estabilidad en las tablas anexas 1, 2 y 3, aparece el puntaje del rendimiento (rango), el ranqueo por la prueba dms al 10% (ajuste por dms), la suma del puntaje y el ajuste por dms (puntaje ajustado), la varianza de shukla, el error estándar de la varianza de shukla y el índice de rendimiento-estabilidad (re). para la variable peso total de tubérculos por parcela, de los seis clones analizados se encontró uno clasificado como inestable (puntaje shukla –4, p<0,05), mientras que para las variables materia seca y rendimiento en frito no se encuentran clones en dicha categoría. para la característica peso total de tubérculos por parcela, el mejor clon por el índice de rendimiento-estabilidad fue el clon 2, el cual, a su vez, presenta el mayor rendimiento. para las variables materia seca y rendimiento en frito el clon 7 según el índice de rendimiento-estabilidad, presenta los mayores valores para éstas características y es estable (puntaje shukla de 0). para materia seca y rendimiento en frito el segundo mejor clon es el clon 2 que es estable (puntaje shukla de 0) y muestra los segundos mejores valores para éstas variables. el resumen del análisis de estabilidad de la tabla 9 muestra que los clones 2, 7 y 14 presentan estabilidad para la variable peso total de tubérculos por parcela, mientras que los clones 2 y 7 muestran estabilidad para materia seca y rendimiento en frito. el índice de rendimiento-estabilidad (re) combinado permite estimar directamente la importancia de las variables, ya que direcciona el proceso de selección de los clones, puesto que se espera encontrar un genotipo que tenga una distribución determinada de las características acorde con las necesidades del mercado (cotes, 2000). así, se le asigna un coeficiente por el cual se multiplica cada índice re, dependiendo de la importancia que se le pretenda dar a cada una de las variables (cotes, 2000). en este caso es igual para las tres características, lo cual representa el 33,3% para cada una de ellas. según éste criterio, los clones más estables son el 2, el 7 y el 14 (tabla 9). tabla 9. resumen del análisis de rendimiento-estabilidad mediante el método de kang (1991) con base en las características materia seca, gravedad específica, peso total de la parcela, rendimiento en frito y rendimiento total para cinco clones promisorios y diacol capiro en siete ambientes. genotipo re peso total parcela materia seca rendimiento en frito total * clon 1 no no no no clon 2 si si si si clon 7 si si si si clon 9 no no no no clon 14 si no no si capiro no no no no re: índice de rendimiento-estabilidad *re total=33,3% peso total parcela+ 33,3% materia seca+ 33,3%+ rendimiento en frito. según la información anterior el clon 7 es el más promisorio para entregarse como una nueva variedad mejorada debido a que presenta estabilidad para las variables, peso total de los tubérculos por parcela, materia seca y rendiagronomía colombiana 26 vol. 23 · no. 1 miento en frito, en todas las localidades evaluadas. cuando la selección es dirigida, es decir cuando a cada variable se le asigna un porcentaje, los clones 2, 7 y 14 resultan ser los más promisorios para entregarse como nuevas variedades mejoradas al presentar un índice de rendimiento-estabilidad alto en todas las localidades evaluadas. teniendo en cuenta los resultados obtenidos en este estudio, el clon que presentó los valores más apropiados para la industria según las variables cuantitativas más importantes del análisis de componentes principales, fue el clon 7 seguido por el clon 2. es importante resaltar que en este estudio se tuvo en cuenta la variable rendimiento en frito, que no fue importante en los componentes principales pero que permite saber el verdadero rendimiento que interesa a los procesadores de papa. en cuanto a los métodos estadísticos utilizados en este estudio, el análisis de componentes principales permitió identificar las variables época de emergencia, época de madurez, peso de los tubérculos tamaño cero, primera y cuarta, peso total de tubérculos por parcela, gravedad específica y materia seca, como las características más importantes en la diferenciación de los cinco clones promisorios y la variedad diacol capiro. el método de agrupamiento para las variables cualitativas y cuantitativas permitió conocer la variabilidad por parámetros agronómicos y de calidad industrial de los materiales en estudio; en el dendograma (figura 3) se observa la cercanía o disimilitud entre los materiales, y muestra que los clones 7, 2, 1 y 14 son los más aptos para ser utilizados en el procesamiento de papa por las características que presentaron; a su vez, el análisis de rendimiento-estabilidad de las características peso total de los tubérculos por parcela, materia seca y rendimiento en frito permitió identificar los clones 7, 2 y 14 para ser lanzados como nuevas variedades mejoradas. de acuerdo a los análisis de los caracteres agronómicos y de calidad industrial para los cinco clones promisorios de papa, el clon 7 fue el más sobresaliente por lo cual se recomienda tenerlo en cuenta como una alternativa de diversificación genética de los materiales utilizados en la industria. agradecimientos los autores dan sus agradecimientos a: josé dilmer moreno, investigador del programa nacional de recursos genéticos y biotecnología agrícola de corpoica, centro de investigación tibaitatá, mosquera (cundinamarca) por su gran aporte en la coordinación y apoyo logístico en los ensayos regionales de evaluar los clones de papa; así mismo, a josé miguel cotes, docente de la universidad nacional de colombia, sede medellín, por su contribución en el procesamiento de los datos. tabla anexa 1. análisis de rendimiento y estabilidad en la variable peso total de la parcela mediante el método de kang (1991). genotipo pro medio rango ajuste por dms rango ajustado varianza shukla error estandar rango por shukla re capiro 23,49 1 -3 -2 1018,85 617,22 -4 -6 clon 9 53,40 2 -1 1 369,46 243,56 -2 -1 clon 1 59,95 3 -1 2 14,86 39,71 0 2 clon 14 68,78 4 1 5 111,66 94,20 0 5 clon 7 76,12 5 1 6 0 0 0 6 clon 2 78,23 6 2 8 0 0 0 8 promedio 59,99 2,33 dms: diferencia mínima significativa. tabla anexa 2. análisis de rendimiento y estabilidad en la variable materia seca mediante el método de kang (1991). genotipo promedio rango ajuste por dms rango ajustado varianza shukla error estandar rango por shukla re clon 1 21,61 1 -1 0 2,6122 2,1800 0 0 clon 9 21,83 2 -1 1 1,5057 1,5254 0 1 capiro 22,15 3 -1 2 0 0 0 2 clon 14 22,17 4 -1 3 0 0 0 3 clon 2 22,23 5 -1 4 0,5001 0,9337 0 4 clon 7 24,33 6 2 8 1,0790 1,2965 0 8 promedio 22,38 3,0 tabla anexa 3. análisis de rendimiento y estabilidad en la variable rendimiento en frito mediante el método de kang (1991). genotipo pro medio rango ajuste por dms rango ajustado varianza shukla error estandar rango por shukla re clon 9 33,58 1 -1 0 0 0 0 0 capiro 33,72 2 -1 1 2,0081 1,8274 0 1 clon 14 33,77 3 -1 2 0,1620 0,7801 0 2 clon 1 34,05 4 -1 3 0 0 0 3 clon 2 35,40 5 1 6 0 0 0 6 clon 7 35,58 6 2 8 0 0 0 8 promedio 34,35 3,33 martínez y ligarreto: evaluación de cinco genotipos promisorios de papa... 272005 literatura citada álvarez, m. y r. repo. 1999. desarrollo de productos de papas nativas. centro internacional de la papa (cip), lima. 108 p. avella, a. y h. parra. 1997. evaluación de la colección central colombiana de papa (solanum tuberosum sp. andigena) por los parámetros de precocidad y calidad industrial en el centro de investigación tibaitatá, municipio de mosquera. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 72 p. bonierbale, m.; w. amorós; x. espinoza; x. li y t. walker. 2000. estrategias y desafíos para el mejoramiento de papa para procesamiento. en: simposio internacional avances en la agroindustria de la papa. c. i. tibaitatá, noviembre 28 a diciembre 1 de 2000. 12 p. cacace, j; m. huarte y m. monti. 1994. evaluation of potato cooking quality in argentina. american potato journal 71, 145-153. cotes, j. 2000. análisis e interpretación de la interacción genotipo por ambiente en 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cada medición. se encontró que la pulpa más la corteza constituyen el 60% de la masa fresca del fruto; el 40% restante corresponde a las semillas. la corteza del fruto varía de color verde a amarillo intenso, indicando la madurez de consumo. la firmeza disminuyó de 85 a 9,5 n para frutos maduros. los sst se incrementan a medida que el fruto madura. la att disminuye durante el proceso de maduración. la sacarosa es el azúcar con mayor concentración en la champa, seguido por la fructosa y la glucosa. in spite of its pleasant aroma and the tasty flavor of its juicy, sweet and mildly acid pulp, the champa fruit is highly perishable. for this reason, it is only locally commercialized, unless it has been processed; all the more because its behavior has not been studied yet, therefore making it difficult to program its harvesting and to seek for commercial alternatives. the objective of the present research was to assess the physico-chemical variation of the fruit along five stages of its maturation process. for such purpose, at each maturation stage, five fruits were selected to measure each of the following parameters: mass, color, firmness, ph, total soluble solids (tss), total titratable acidity (tta), maturity ratio and sucrose, glucose and fructose contents. the pulp was determined to be 60% of the fruit’s fresh mass, while the seeds account for the resting 40%. along the whole maturation process, the skin of the fruit goes from green to yellow, when it is finally ready for consumption; fruit firmness varied from 85 to 9.5 n for mature fruits; tss increased, and tta decreased. sucrose is the most abundant sugar, followed by fructose and glucose. key words: sugars, sucrose, tropical fruits, preharvest. palabras clave: azúcares, sacarosa, frutas tropicales, precosecha. fecha de recepción: 14 de abril de 2008. aprobado para publicación: 2 de julio de 2009 1 grupo de investigaciones agrícolas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja (colombia). 2 facultad de ingeniería de alimentos, fundación universitaria agraria de colombia (uniagraria), bogotá (colombia). 3 autor de correspondencia. jgalvarezh@gmail.com agronomía colombiana 27(2), 253-259, 2009 introducción la champa (campomanesia lineatifolia r. & p.) es un árbol frutal perteneciente a la familia myrtaceae (garzón y barreto, 2002). es una especie nativa de la amazonia, de la cual en colombia se han encontrado diferentes materiales en el chocó, amazonas, caquetá, casanare, guaviare y en regiones interandinas cálidas de boyacá y cundinamarca. se conoce en diferentes países y regiones con el nombre de palillo, guayabo anselmo, guayaba de leche, guayaba de mono, guabiroba o gabiroba (guarani) y michinche (lópez y rodríguez, 1995; villachica, 1996). el fruto de champa es de sabor y aroma agradables, con abundante pulpa jugosa, dulce acidulada, lo que le da buena posibilidad de competir con otras especies ya conocidas. los frutos se consumen en fresco, y con la pulpa se preparan dulces, mermeladas y jaleas (villachica, 1996). fisiología y tecnología de poscosecha determinación de cambios físicos y químicos durante la maduración de frutos de champa (campomanesia lineatifolia r. & p.) determination of physical and chemical changes during champa fruit maturation (campomanesia lineatifolia r. & p.) javier giovanni álvarez-herrera1,3, jesús antonio galvis2 y helber enrique balaguera-lópez1 254 agron. colomb. 27(2) 2009 la semilla es de sabor amargo, y de esta se han extraído compuestos β-tricetona, denominados champanonas a, b y c, los cuales presentan actividad antimicrobiana (bonilla et al., 2005). osorio et al. (2006), al extraer compuestos volátiles de la pulpa, corteza, semilla y hoja de champa encontraron que las β-tricetonas contribuyeron en todos los estados de crecimiento del fruto a expresar los aromas y sabores característicos de la champa. la cosecha es anual, la mayor producción se presenta en el mes de septiembre. el período de cosecha es de 80 a 90 días en el año (lópez y rodríguez, 1995), por lo que la duración del producto en el mercado es baja, lo cual ha hecho que su popularización se vea reducida a las zonas de producción (villachica, 1996). la producción por árbol de champa puede oscilar desde los 5 kg para árboles jóvenes hasta los 500 kg para árboles adultos; la cosecha se hace cada tercer día y se pueden recolectar hasta 75 kg por árbol en cada jornada de recolección. no obstante, se presentan pérdidas en la poscosecha cercanas al 97% de la producción, debido a que los frutos tienen una vida poscosecha muy corta que se evidencia en un ablandamiento drástico del fruto y una rápida fermentación que limita su comercialización en fresco y su transformación a pulpa (lópez y rodríguez, 1995). otro agravante es que los frutos son recogidos del suelo a medida que se desprenden del árbol (villachica, 1996); esta situación hace que se acelere su deterioro, pues no se ha determinado ningún índice de madurez para programar las cosechas, por lo cual, en la mayoría de los casos el fruto se pierde, o su comercialización se limita a centros regionales cercanos al lugar de producción. por tanto, el trabajo tuvo como objetivo determinar la variación de las principales características físicas y químicas de los frutos de champa en cinco estados de madurez, con el propósito de determinar un punto óptimo de cosecha que garantice la recolección del fruto directamente del árbol, y que de esta manera se eviten altas pérdidas en poscosecha. materiales y métodos los frutos utilizados se cosecharon en cinco estados de madurez, en las fincas “el mango” y “la playa” de la vereda ayata del municipio de miraflores (boyacá), ubicado a 1.432 msnm, 5º 11’ n y a 73º 08’ w, con una precipitación promedio de 2.500 mm, temperatura promedio de 20°c y humedad relativa del 80%. las mediciones de las características físicas y químicas de los frutos de champa fueron realizadas en el laboratorio del instituto de ciencia y tecnología icta, de la universidad nacional de colombia, sede bogotá. se determinaron las características físicas de los frutos en cinco estados de madurez, los cuales se clasificaron con base en el color, como se muestra en la tab. 1, tomando cinco frutos por estado y por medición. la masa fresca se midió con una balanza acculab vic 612 (bradford, ma) de 0,01 g de precisión; la masa seca se obtuvo después de someter los frutos en una mufla a 90ºc durante 36 h; el color, mediante la tabla de colores de munsell, y la firmeza (n, newtons), mediante un penetrómetro bertuzzi fruit tester ft327 (facchinni, italy). las determinaciones químicas realizadas fueron sólidos solubles totales (sst) como porcentaje de grados brix con un refractómetro carl zeiss (jena, alemania). el ph se determinó con un potenciómetro orión, modelo 420 (boston, ma); la acidez total titulable (att), mediante la titulación con naoh 0,1 n hasta ph 8,2 y se expresó como ácido málico. la relación de madurez (rm) se estableció como el cociente entre los sst y la att. la determinación de sacarosa, glucosa y fructosa se precisó por cromatografía líquida de alta resolución (hplc), con un detector de índice de refracción y una columna sugar pack. para las diferentes variables medidas se realizó un análisis descriptivo y un análisis de regresión no lineal con el fin de establecer los modelos de mayor ajuste al proceso de crecimiento del fruto mediante el software sas® v. 8.1e (cary, nc). resultados y discusión al momento de la madurez de consumo (estado 5), se determinó la masa fresca y seca de los frutos de champa (fig. 1), así como la masa por separado de las semillas y de la pulpa más la corteza, dado que acorde con lo mencionado por villachica (1996), es muy dispendioso separar la corteza de la pulpa. la pulpa más la corteza en fresco ocupan el 60% de la masa del fruto, el 40% restante está conformado por la masa de cuatro a seis semillas. al secar los frutos, la relación en masa seca sigue constante, lo que indica que la pulpa y la semilla acumulan la misma cantidad de agua en porcentaje, situación que genera semillas recalcitrantes pues presentan gran contenido de humedad, de acuerdo con lo demostrado por carvalho et al. (1997). en la fig. 2 se aprecia la evolución de la masa de los frutos de champa a través de los diferentes estados de madurez. 2552009 álvarez-herrera, galvis y balaguera-lópez: determinación de cambios físicos y químicos durante la maduración de frutos de champa... la curva muestra un comportamiento sigmoideo en el cual el fruto presenta una ganancia de masa entre el estado 2 y 3 mayor que en los otros estados, proceso dominado en esta fase por el llenado de fruto y, posiblemente, por la disminución en la respiración (kays, 2004). el modelo logístico sigmoideo es el de mayor ajuste comparado con el modelo de gompertz pues presenta el menor cuadrado medio del error residual. en la tab. 1 se describe el color del fruto según la tabla de munsell para cada estado de madurez indicado. el fruto de champa en sus estados iniciales presenta un color verde intenso que lentamente cambia a un verde más claro, para luego pasar a un verde amarillento, luego a un amarillo claro y finalmente a un amarillo intenso; este último color de la corteza es el indicativo de madurez de consumo del fruto. estos cambios en la coloración del fruto se deben a la degradación de la clorofila por la actividad de enzimas del tipo clorofilasa y clorofila oxidasa (valpuesta et al., 1996), que hacen desenmascarar los colores amarillos (carotenoides) a medida que el fruto madura (kays, 1997). esta coloración amarilla en algunos casos se presenta con el fin de evitar la fotoinhibición (matile et al., 1999). la degradación de la clorofila comienza con la disociación del residuo de fitol y del anillo de porfirina de la molécula de clorofila, reacción que es catalizada por la enzima clorofilasa (kariola et al., 2005). la pulpa también cambió de color durante la maduración del fruto, y pasó de un color blanco en los estados iniciales a un color crema, lo que indica la posible existencia de xantofilas (kays, 1997). los valores de firmeza se presentan en la fig. 3. estos muestran una disminución progresiva de la firmeza de los frutos de champa conforme la fruta madura, y oscilan entre 85,0 n para frutos en el primer estado de madurez y 9,5 n cuando la fruta se encuentra en madurez de consumo, lo que implica una reducción drástica de la firmeza. al comparar la firmeza de la champa en estado de madurez (9,5 n) con la de frutos promisorios como la uchuva tabla 1. determinación de los estados de madurez de la champa según el color de la corteza. estado denominación de color porcentaje de color descripción munsell 1 verde oscuro 100 verde oscuro 10gy 3/8 2 verde oscuro – verde claro 50 verde oscuro 50 verde claro 7,5gy 3/10 3 verde claro 80 verde claro 20 verde oscuro 10gy 4/14 4 verdeamarillo 60 verde 40 amarillo claro 10 y 4/6 y 10gy 4/14 5 amarillo intenso 100% amarillo intenso 10y 6/8 figura 1. masa fresca y seca de las partes del fruto de champa. las barras sobre las columnas indican la desviación estándar. figura 2. masa de frutos de champa en diferentes estados de madurez. 0 10 20 30 1 2 3 4 5 m as a fr es ca ( g) masa= 28,15 (1+e(-1,16*(madurez-2,42))) estados de madurez 0 5 10 15 20 25 30 total fresca total seca pulpa+ corteza (fresca) pulpa+ corteza (seca) semilla (fresca) semilla (seca) m as a (g ) r2 = 0,9846 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 estado de madurez fi rm ez a (n ) firmeza = -47,688ln(x) + 82,681 figura 3. firmeza de frutos de champa en diferentes estados de madurez. las barras sobre las columnas indican la desviación estándar.sobre las columnas 256 agron. colomb. 27(2) 2009 en su último estado de madurez (3,4 n) (trinchero et al., 1999), resulta ser un poco mayor, pero al obsevar la firmeza en los estados iniciales 85 y 18 n para champa y uchuva respectivamente, se deduce que la pérdida de firmeza es mucho mayor en el fruto de champa, lo que indica que probablemente el proceso de maduración es acelerado y que la absorción de calcio y la traslocación del mismo hacia los frutos, probablemente, en este estado es insuficiente (marschner, 2002). durante la maduración de los frutos ocurre pérdida de firmeza de forma logarítmica, debido principalmente a cambios en la estructura de la pared celular; estos implican la actividad de enzimas capaces de degradar los componentes de la misma. las principales enzimas involucradas en el proceso de maduración son la poligalacturonasa, celulasa y pectinmetilesterasa (zarra y revilla, 1996), y en algunos casos glicosidasas (gross et al., 1995; trinchero et al., 1999; minic y jouanin, 2006). esta degradación de la pared celular que ocurre durante la maduración se da principalmente en los poligalacturónidos debido a la acción de las poligalacturonasas. del mismo modo se ha observado que la pectinmetilesterasa cataliza la deesterificación del grupo carboxilo del ácido poligalacturónico e incrementa la susceptibilidad de las pectinas a la poligalacturonasa (zarra y revilla, 1996; kays, 1997). también puede ocurrir la presencia de celulasas, como la endo β(1-4) d-glucanasa, la cual actúa sobre polisacáridos hemicelulósicos del tipo xiloglucano y β(1-4) (1-3)glucano (zarra y revilla, 1996). la importancia de la firmeza radica en que es uno de los parámetros más importantes para determinar tanto la calidad como el posible manejo y empaque del producto (kays, 1997); debido a que los frutos de champa pierden esta propiedad rápidamente, su manejo se convierte en un aspecto crítico en la poscosecha de este fruto. la variación de la cantidad de sst se presenta en la fig. 4. se aprecia un aumento constante de la cantidad de azúcares a medida que el fruto madura, al pasar de 9,5 a 11,2%, aunque en el estado 4 se presenta una cantidad de 11,9%, lo que indica, probablemente, que este es el punto óptimo de cosecha, y que después de este estado el fruto comienza a incrementar su respiración y a utilizar sustratos como la glucosa en el proceso metabólico. la cantidad de sst se incrementa hasta el estado de madurez 4, debido a la hidrólisis del almidón almacenado en vacuolas y espacios intercelulares durante el crecimiento del fruto. este proceso ocurre debido al marcado incremento en la actividad de las enzimas α-amilasa, β-amilasa y almidón fosforilasa (kays, 1997). al parecer sólo la α-amilasa puede degradar gránulos de almidón intactos, por lo que la actividad de la β-amilasa y almidón fosforilasa se limitan a actuar sobre los primeros productos liberados del almidón por la α-amilasa (salisbury y ross, 1994). el almidón en las células es almacenado en pequeños gránulos y a temperatura ambiente (20ºc); es de difícil degradación tanto por el agua como por las enzimas hidrolíticas, debido a la formación de puentes de hidrógeno dentro de las mismas moléculas de almidón. una vez se incrementa la temperatura, los puentes de hidrógeno se rompen y el agua es absorbida por las moléculas de almidón, lo que produce la ruptura y gelatiniza los gránulos (zobel, 1984). en la fig. 4 se observa la variación del ph en los frutos de champa; a medida que maduran, este disminuye del estado 1 al estado 2, y posteriormente se incrementa desde el estado 2 hasta el estado 5. la disminución del ph en los primeros estados puede estar relacionada con el aumento que se da en la concentración de ácidos orgánicos (fig. 5). el incremento en el ph a partir del estado 2 se da porque durante el llenado de frutos gran parte de la actividad de acumulación se da por simporte, en donde los iones h+ desempeñan un papel importante; estos hacen parte de la formación de sustratos como la sacarosa y la glucosa, y hacen que su concentración a nivel vacuolar disminuya durante las últimas fases de la maduración, por lo que el ph se ve ligeramente aumentado (marschner, 2002). la att disminuye a medida que el fruto de champa madura (fig. 5), como ocurre en la mayoría de los frutos (hobson, 1996; kays, 1997). esta disminución se da debido figura 4. sólidos solubles totales y ph de frutos de champa en diferentes estados de madurez. las barras sobre las columnas indican la desviación estándar. h = 0,0828x2 0,3892x + 3,0892 r2 = 0,9459r2 = 0,8586 0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 5 estado de madurez s s t (° br ix ) 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 ph sst ph sst = -0,1619x2 + 1,4714x + 8,18 sobre las columnas 2572009 álvarez-herrera, galvis y balaguera-lópez: determinación de cambios físicos y químicos durante la maduración de frutos de champa... a la actividad de las deshidrogenasas y a que los ácidos orgánicos son utilizados como sustratos de la respiración para la síntesis de nuevos componentes durante la maduración. este descenso coincide con el inicio de la maduración y la acumulación de azúcares (kays, 1997). la mayoría de los frutos contienen grandes concentraciones de ácidos derivados del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y otros ciclos metabólicos, los cuales se acumulan en la vacuola, en algunos frutos en forma de ácido málico, el cual se oxida a co2, o se convierte en ácido cítrico o glutámico, lo que explica el descenso del ácido málico durante la maduración (hobson, 1996). la relación de madurez expresada como sst/att mide la calidad organoléptica de los frutos. esta relación presenta una tendencia a aumentar conforme el fruto madura (fig. 5), con un mayor incremento entre los estados 3 y 4. la rm en los frutos de champa está relacionada principalmente con un aumento de los sst y una disminución de la att. en los frutos climatéricos el aumento de la rm posiblemente ocurre cuando alcanzan la tasa respiratoria máxima y desdoblan rápidamente sus reservas (ácidos orgánicos) como respuesta al incremento de su metabolismo y, en consecuencia, la rm se incrementa (kays, 2004). sin embargo, hay que tener en cuenta que cuando el fruto tiene un contenido alto de azúcares, el nivel de los ácidos debe ser suficientemente elevado para satisfacer el gusto del consumidor (osterloh et al., 1996). los valores de rm oscilan entre 2 y 4, aproximadamente; estos se pueden considerar bajos al comparar las rm de frutos feijoa (acca sellowiana berg) reportadas por rodríguez et al. (2006), las cuales se encuentran entre 4,0 y 11,6. esta situación se puede presentar probablemente porque la champa presenta una mayor acidez titulable (3-5%) en todos los estados de madurez, mientras que la att de la feijoa varía desde 2,5 hasta 1,0. en la fig. 6 se observa la variación del contenido de sacarosa, glucosa y fructosa durante el proceso de maduración del fruto de champa. en esta se aprecia una acumulación de sacarosa durante todo el proceso, mientras que la glucosa y la fructosa sólo aumentan hasta la fase de maduración 4, por lo que se supone que en esta fase comienzan a ser sustrato en el proceso respiratorio del fruto (hobson, 1996). la sacarosa presentó una mayor concentración en comparación con los demás azúcares, al igual que en la mayoría de los frutos (wills et al., 1998). el incremento de sacarosa corresponde a la traslocación de fotoasimilados que se da desde las hojas y hacia el fruto durante el crecimiento del mismo y que está directamente relacionado con el aumento en la actividad de la sacarosa fosfato sintetasa y la disminución de la invertasa (lowell et al., 1989; kubo et al., 2001). según forney y breen (1986), en fresas el proceso de entrada de sacarosa al fruto se da vía apoplasto y la mayoría del sustrato se hidroliza antes de su asimilación, proceso que se da debido a que al final del crecimiento del fruto todavía existe traslocación de sacarosa desde las hojas más cercanas (fischer y lüdders, 1997). en guayaba y feijoa el azúcar predominante es la fructosa (rodríguez et al., 2006), mientras que para champa el azúcar con mayor concentración es la sacarosa, al igual que en eugenia stipitata (galvis y hernández, 1993). la glucosa y la fructosa se incrementan en las primeras fases de maduración del fruto, debido a que la mayoría de estos acumulan almidón en sus estados iniciales (dinar y stevens, 1981), y se originan azúcares más sencillos durante la maduración por efecto de la marcada actividad 0 50 100 150 200 250 1 2 3 4 5 sacarosa glucosa fructosa estado de madurez a zú ca re s (m g l1 ) figura 6. variación del contenido de azúcares en frutos de champa en diferentes estados de madurez. 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 0 1 2 3 4 5 6 estado de madurez at t (% ) 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 r m acidez total titulable rm r2 = 0,8942 att = -0,2147x2 + 0,6905x + 4,7774 r2 = 0,8499 rm = 0,653x + 0,4766 figura 5. acidez total titulable (att) y relación de madurez (rm) de frutos de champa en diferentes estados de madurez. las barras sobre las columnas indican la desviación estándar. ) sobre las columnas 258 agron. colomb. 27(2) 2009 de las enzimas α-amilasa, β-amilasa y almidón fosforilasa (kays, 1997). luego de que el fruto se encuentra en su última fase de madurez (estado 4 en adelante), la concentración de glucosa y fructosa disminuye (fig. 6) debido a dos posibles causas: la primera, a que pasan a ser sustrato respiratorio, y la segunda, a que el proceso de síntesis de estos azúcares disminuye, pero la cantidad de agua que entra al fruto no, por lo que la concentración de estos monosacáridos decrece. la disminución de la fructosa puede ir directamente relacionada con el aumento de la sacarosa, ya que la fructosa fosforilada y retirada como hexosa libre facilita la formación del gradiente de sacarosa entre el floema y las células en los vertederos (renz et al., 1993), en este caso el fruto; también puede ocurrir un proceso de reconversión en el que las hexosas libres mediante la acción de la sacarosa fosfato sintasa sean sintetizadas a sacarosa, la cual es transportada por medio de un mecanismo antiporte h+/sacarosa a través del tonoplasto (fieuw y willenbrink, 1990). cabe resaltar que dentro de los cromatogramas de azúcares analizados, además de los picos registrados para sacarosa, glucosa y fructosa, se presenta otro pico de refracción de mayor intensidad, lo que indicaría la posible presencia de otro azúcar específico para la champa en mayor concentración y por identificar. conclusiones con base en los resultados obtenidos se puede concluir que los frutos de champa pueden ser cosechados en el estado de madurez 4, que corresponde a 60% verde – 40% amarillo claro. en este estado los frutos presentan una firmeza de 15,55 n, un ph de 2,9, un contenido de sst de 11,93obrix, 3,57% de att y una rm de 3,33. el azúcar con mayor concentración en los frutos de champa es la sacarosa. literatura citada bonilla, a., c. duque, c. garzón, y. takaishi, k. yamaguchi, n. hara e y. fujimoto. 2005. champanones, yellow pigments from the seeds of champa (campomanesia lineatifolia). phytochem. 66, 1736-1740. carvalho, j.e.u., n.v.m. leão y c.h. muller. 1997. sensibilidade de sementes de gabiroba (campomanesia lineatifolia ruiz et pav. myrtaceae) ao dessecamento e à baixa temperatura. en: x congresso brasileiro de sementes, associaão brasileira de tecnologia de sementes. foz de iguazú, brasil. abrates 7(1/2), 252. dinar, m. y m. stevens. 1981. the relation between starch 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asistente, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 3 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: cenuztezl@unal.edu.co fecha de recepción: 19 de abril de 2004. aceptado para publicación: 27 de mayo de 2004. agronomía colombiana, 2004. 22 (1): 23-31 densidad de población y su efecto sobre el rendimiento de papa (solanum tuberosum l. cv. parda pastusa) population density and its effect on potato yield (solanum tuberosum l. cv. parda pastusa) loyla rodríguez1, germán corchuelo2 y carlos e. ñústez3 resumen: en dos localidades del departamento de cundinamarca, el centro agropecuario marengo (mosquera, 2.550 m.s.n.m) y el centro ica san jorge (soacha, 3.100 m.s.n.m), se evaluó el efecto de la densidad de población (50.000, 125.000, 200.000, 275.000 y 350.000 plantas∙ha-1) sobre el rendimiento de tubérculos en solanum tuberosum l. variedad parda pastusa aplicando el postulado de duncan (1958). la competencia entre plantas determinó la respuesta del rendimiento de tubérculos por planta y por hectárea. en todas las categorías del tubérculo evaluadas se encontraron relaciones lineales negativas para el rendimiento por planta en función de la densidad, lo cual sustenta la plasticidad fenotípica del rendimiento frente al espaciamiento vegetal. los resultados permitieron confirmar el postulado de duncan, que propone que el rendimiento promedio por planta se reduce como consecuencia de la competencia por recursos del suelo y de la atmósfera. los resultados aportan elementos de trabajo y discusión para que a partir de dos densidades de plantas evaluadas se estimen los rendimientos por planta y por hectárea en cultivos de papa. palabras clave: competencia, densidad de tallos, fisiología de la papa. abstract: the effect of population density (50,000, 125,000, 200,000, 275,000 and 350,000 plants∙ha-1) was evaluated on solanum tuberosum. l., variety ‘parda pastusa’, tuber yield at the marengo experimental station (mosquera, 2,550 m.a.s.l.) and ica san jorge centre (soacha, 3,100 m.a.s.l.) in the cundinamarca department of colombia by applying the duncan’s postulate. the competition among plants determined the answer of the tuber yield per plant and per hectare. in all the categories of the evaluated tuber they were relationships lineal negatives for the yield per plant in function of the density, it sustains the phenotypic plasticity of the yield in front of the vegetable spacing. the results allowed to confirm the postulate of duncan (1958) that proposes that the yield average per plant decreases as consequence of the competition for resources of the ground and of the atmosphere. the results contribute work elements and discussion so that starting from two densities of evaluated plants, be considered the yields per plant and per hectare in potato crops. key words: competition, stems density, potato physiology. introducción mundialmente se reconoce la importancia del cultivo de papa como alimento básico por sus cualidades nutricionales, su alto contenido de carbohidratos y buena calidad de la proteína (estrada, 2000). en el campo de la agricultura sostenible es necesaria la continua utilización de tecnologías agronómicas que permitan obtener mejores logros productivos traducidos en mejores rendimientos. el establecimiento de una adecuada relación entre el rendimiento de tubérculos por unidad de área y la densidad de plantas, requiere la identificación de una unidad de densidad. en algunos casos se recomienda el uso del número de ojos (puntos de crecimiento de yemas en el tubérculo) como escala de densidad; no obstante, esta práctica presenta problemas porque el desarrollo de las yemas está controlado por el régimen de brotación particular de cada variedad. la utilización del número de agronomía colombiana 24 vol. 22 · no. 1 brotes como unidad de densidad es aconsejable siempre que se tengan en cuenta solamente los tallos principales en el momento de emergencia de las plantas. por su parte, el uso del número de tubérculos semilla como escala de densidad presupone que los tubérculos que se van a sembrar son del mismo tamaño. en la práctica, la densidad en el cultivo de papa se establece sembrando tubérculos semilla que dan origen a las plantas. a pocas semanas de la emergencia del cultivo de papa, cada uno de los meristemos originados de los puntos de crecimiento del tubérculo-madre se convierten en meristemos caulinares de plantas independientes; éstos presentan tallos secundarios por ramificación y cada tallo posee la capacidad para formar raíces, tallos, hojas, estolones y tubérculos de una planta individual (allen, 1978; hay y walker, 1989). en consecuencia, la densidad de un cultivo de papa consta de dos componentes: el primero es el número de sitios de siembra (tradicionalmente denominado ‘densidad de plantas’); el segundo componente es el número de tallos por sitio. de esta manera, la verdadera densidad del cultivo denominada ‘densidad de tallos’ es el resultado de la densidad de sitios por su número de tallos (weirsema, 1987). las plantas responden a las condiciones ambientales y esto les ha permitido desarrollar mecanismos para tolerar y/o superar las condiciones adversas (falta de agua, altas y bajas temperaturas, escasez de nutrientes, depredación, etcétera). entre los mecanismos adquiridos se encuentra la plasticidad, que es una medida de la proporción en que las expresiones de las características fenotípicas cambian debido al efecto de la variación ambiental (bradshaw, 1965). es reconocido que la plasticidad vegetal es la característica por la cual una planta puede crecer y reproducirse en cualquier ambiente variando su forma o manteniendo una forma constante. la estabilidad indica una condición en la cual no ocurren muchos cambios y la regulación interna es la tendencia de un sistema a mantener sus características morfológicas y fisiológicas constantes. la plasticidad es un mecanismo que favorece a las especies ante condiciones heterogéneas, lo que hace que éstas respondan positivamente a la selección natural, definida como la preservación de las variaciones ventajosas y la eliminación de las no ventajosas. ya en el origen de las especies, ch. darwin (1975) señalaba que las variedades y subvariedades de papa muestran diferencias mínimas en estructura y desarrollo entre ellas, lo cual hace que toda su organización presente cambios en su forma. las variables ambientales pueden estar representadas por factores bióticos (enfermedades, depredación, etcétera) y abióticos (agua, luz, temperatura, humedad, sustrato, etcétera), que influyen en mayor o menor grado en el patrón de desarrollo, la forma y el funcionamiento de los organismos vegetales. el objetivo del trabajo fue evaluar la respuesta del rendimiento de tubérculo de papa en la variedad parda pastusa, frente a cinco densidades de plantas por hectárea, a fin de validar la aplicación del postulado de duncan. materiales y métodos el estudio se llevó a cabo en el departamento de cundinamarca, bajo las condiciones ambientales del centro agropecuario marengo (cam) (mosquera, 2.550 m.s.n.m.) y en el centro ica san jorge (soacha, 3100 m.s.n.m). los experimentos se sembraron bajo el diseño de bloques completos al azar, con cinco tratamientos de densidad (tabla 1), en unidades experimentales de 20 m2 (4 surcos de 5 m de largo) y 4 repeticiones. como semilla se utilizaron mini-tubérculos (categoría elite) de la variedad parda pastusa (solanum tuberosum spp. adg) con tamaño promedio de 2 cm. durante la cosecha, en cada unidad experimental se tomaron registros de peso de los tubérculos bajo tres categorías: la primera (diámetro > 7 cm), la segunda (diámetro entre 4 y 7 cm), la tercera (diámetro < 4 cm) y el rendimiento total (suma de las anteriores). la información se estudió mediante análisis de regresión para el rendimiento de tubérculos en función de la densidad, considerando sus componentes lineal, cuatabla 1. tratamientos de densidad aplicados en las localidades cam y san jorge durante la estación de crecimiento. tratamiento densidad de tallos∙ha-1 distancia entre surcos (m) distancia entre plantas (m) n° de plantas por 20 m2 t0 50.000 1 0,20 100 t1 125.000 1 0,08 250 t2 200.000 1 0,05 400 t3 275.000 1 0,036 550 t4 350.000 1 0,028 700 rodríguez et al.: densidad de población y su efecto... 252004 drático y cúbico. adicionalmente, se realizaron análisis de regresión lineal entre el logaritmo natural del rendimiento por planta en función de la densidad de tallos con el fin de validar el postulado de duncan. resultados rendimiento de categoría primera (rc1) en la localidad marengo no se encontraron diferencias entre densidades para el rendimiento de categoría primera (tabla 2). el análisis de regresión evidenció una respuesta cuadrática en la variable (tabla 3), observándose que el rendimiento por parcela para esta categoría, aumenta en el rango de 50.000 y 200.000 tallos∙ha-1, decreciendo en las densidades superiores (figura 1). en la localidad de san jorge tampoco se tabla 2. cuadrados medios del análisis de varianza para los rendimientos de tubérculos por categorías en dos localidades. localidad f. de v. g l rc1 rc2 rc3 rtotal cam bloques 3 7.71ns 21.11ns 13.11* 14.32ns tratamientos 4 0.02ns 34.22ns 112.22** 150.15ns error 12 12.65 26.61 4.03 86.24 r2 0.48 0.39 0.77 0.43 c.v. (%) 20.76 25.25 21.72 19.01 promedio 17.12 20.42 9.25 48.85 san jorge bloques 3 23.32ns 33.26ns 62.78ns 137.80ns tratamientos 4 24.33ns 216.22** 0.87ns 1235.43* error 12 50.83 20.17 31.79 242.82 r2 0.16 0.63 0.33 0.43 c.v. (%) 43.86 23.82 53.64 29.73 promedio 16.25 18.85 10.51 52.41 * significancia (p<0.05). ** altamente significativo (p<0.01). ns: no significativo. tabla 3. cuadrados medios del análisis de regresión de las variables de rendimiento de tubérculo por categorías y localidad teniendo en cuenta los resultados de parcela. marengo – modelo por parcela san jorge – modelo por parcela f de v rc1 rc2 rc3 rt rc1 rc2 rc3 rt d 0.02 34.22 112.22** 150.15 24.3 216.22** 0.87 1235.4* d*d 87.5* 73.14 10.28 362.61* 22.6 86.0* 0.15 445.2 d*d*d 25.6 42.02 3.02 225.62 0.04 3.02 2.35 131.0 rc1: rendimiento de categoría primera, rc2: rendimiento de categoría segunda, rc3: rendimiento de categoría tercera, rt: rendimiento total. * significancia (p<0.05). ** altamente significativo (p<0.01). figura 1. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría primera (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=10,8027 +0,042d – 0,00005d2; cv=11,30% y r2=0.74. encontraron diferencias entre densidades para el rendimiento de categoría primera (tabla 2). el análisis de regresión aunque no evidenció respuesta significativa para ninguno de los componentes: lineal, cuadrático o cúbico (tabla 3), si mostró una tendencia cuadrática similar a la de la localidad marengo. en este caso, los valores de rendimiento fueron crecientes en el rango 50.000 y 200.000 plantas∙ha-1, respuesta estable en la densidad 275.000 y decreciente en la densidad 350.000 plantas∙ha-1 (figura 2). en las regresiones realizadas para evaluar el postulado de duncan (densidad vs. log del rendimiento), la variable rc1 presentó una respuesta lineal significativa (tabla 4), la cual fue inversa, es decir, que a mayor densidad menor es el rendimiento por planta, de tal forma que en la categoría primera el rendimiento por planta disminuyó en 0,0031 g y 0,00286 g por cada planta adicional por parcela (20 m2) en las localidades de marengo y san jorge, respectivamente (figuras 3 y 4). agronomía colombiana 26 vol. 22 · no. 1 calidad marengo y, por el contrario, si se observaron en la localidad san jorge (tabla 2). en la localidad marengo el análisis de regresión no evidenció una respuesta significativa para ninguno de los componentes (lineal, cuadrático o cúbico), aunque la tendencia observada fue cuadrática (figura 5). por el contrario, en la localidad de san jorge el análisis de regresión evidenció una respuesta lineal y cuadrática significativa en la variable (tabla 3), observándose que el rendimiento por parcela para esta categoría, aumentó en el rango de 50.000 y 275.000 tallos∙ha-1, decreciendo en la densidad de 350.000 tallos∙ha-1, situación que explica las respuestas observadas (figura 6). en las regresiones realizadas para el postulado de duncan (densidad vs. log del rendimiento), la variable rc2 presentó una respuesta lineal altamente significativa (tabla 4) que –al igual que en el caso anterior–, fue inversa, es decir, que a mayor densidad menor es fue rendimiento por planta, de tal forma que en la categoría segunda el rendimiento por planta disminuyó en tabla 4. cuadrados medios del análisis de regresión de las variables de rendimiento por categorías y localidad considerando el postulado de duncan (densidades vs. log rendimiento). marengo – modelo por planta duncan san jorge – modelo por planta duncan f de v rc1 rc2 rc3 rt rc1 rc2 rc3 rt d 8.62* 6.93** 2.61* 7.17** 7.34** 4.42** 7.01** 5.27** d*d 0.06 0.11 0.04 0.14 0.12 0.02 0.3 0.05 d*d*d 0.00 0.01 0.00 0.00 0.13 0.00 0.11 0.00 rc1: rendimiento de categoría primera, rc2: rendimiento de categoría segunda, rc3: rendimiento de categoría tercera, rt: rendimiento total. * significancia (p<0.05). ** altamente significativo (p<0.01). figura 2. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría primera (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=10,9257+0,0278d – 0,00002d2; cv=5,79% y r2=0.86. figura 3. curva de regresión del logaritmo natural del rendimiento por planta de categoría primera (gr) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=7,47039 – 0,00310d; cv=1,25 %, r2=0.99. figura 4. curva de regresión del logaritmo natural del rendimiento por planta de categoría primera (g) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=7,27164 – 0,00286d; cv=2.46%, r2=0.96. rendimiento de categoría segunda (rc2) no se encontraron diferencias entre densidades para el rendimiento por parcela de categoría segunda en la lorodríguez et al.: densidad de población y su efecto... 272004 rendimiento de categoría tercera (rc3) en el rendimiento por parcela de esta categoría se encontraron diferencias entre las densidades en marengo y ninguna diferencia en san jorge (tabla 2). en la localidad marengo el análisis de regresión evidenció una respuesta lineal significativa en la variable (tabla 3), observándose que el rendimiento por parcela para esta categoría aumentó en todo el rango de evaluación 50.000 y 350.000 tallos∙ha-1 (figura 9), lo cual significa que en esta localidad el aumento de la densidad fue determinante para el aumento de la producción de tubérculos pequeños, resultado que es coherente en razón de que a mayor competencia se afecta de manera importante la actividad fotosintética y, por lo tanto, la acumulación y partición de asimilados hacia los tubérculos en forma0,00279 g y 0,00222 g por cada planta adicional por parcela (20 m2) en las localidades de marengo y san jorge respectivamente (figuras 7 y 8). figura 5. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría segunda (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=12,1170 + 0,046d 0,00005d2; cv=11.22%, r2=0.71. figura 6. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría segunda (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=6.3158+0.059d-0.00005d2; cv=6.29 y r2=0.96. figura 7. curva de regresión del logaritmo del rendimiento de calidad segunda por planta (g) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=7.51383-0.00279d; cv=1.63 y r2=0.98. figura 8. curva de regresión del logaritmo del rendimiento de calidad segunda por planta (g) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=7.18892-0.00222d; cv=0.91 y r2=0.99 figura 9. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría tercera (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=2.5928+0.0264d-0.00001d2; cv=9.54 y r2=0.95. agronomía colombiana 28 vol. 22 · no. 1 rendimiento total de tubérculo (rt) el análisis de varianza para el rendimiento total de tubérculo por parcela presentó diferencias entre las densidades evaluadas en la localidad san jorge y ninguna en la localidad marengo (tabla 2). este resultado nos indica que el ambiente de evaluación tuvo alta influencia sobre la respuesta de la variable y, seguramente, ello se explica por las diferencias en la humedad del suelo en el ciclo de crecimiento de los experimentos, siendo inferior en la localidad de san jorge. en la localidad marengo el análisis de regresión evidenció una respuesta significativa para el componente cuadrático (tabla 3), aumentando la respuesta de la variable en el rango comprendido entre 50.000 y 200.000 tallos∙ha-1 y decreciendo en las densidades superiores (figura 13). en la localidad de san jorge se evidenció una respuesta lineal significativa (tabla 3) y, en este caso, la respuesta de la variable fue lineal en el rango comprendido entre 50.000 y 275.000 tallos∙ha-1, siendo la respuesta estable en la densidad 350.000 (figura 14). este resultado se puede explicar en razón de que al existir menor humedad en el suelo durante el ciclo de crecimiento del cultivo en esta localidad, las plantas crecieron menos y la competencia tuvo menor efecto a mayor densidad sobre la variable de rendimiento total. en las regresiones realizadas para el postulado de duncan (densidad vs log del rendimiento), la variable rt presentó una respuesta lineal altamente significativa (tabla 4), la cual –al igual que en todas las variables anteriores–, fue inversa, es decir, que a mayor densición y llenado (ballaré et al, 1995). por el contrario, en la localidad de san jorge la respuesta de esta variable presentó mucha dispersión (figura 10), resultado que lo corrobora el alto coeficiente de variación observado (tabla 2), por lo cual no se puede adelantar ninguna conclusión al respecto. figura 10. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría tercera (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=10.638+0.00085d-0.000002d2; cv=6.04 y r2=0.23. figura 11. curva de regresión del logaritmo del rendimiento de calidad segunda por planta (g) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=6.24936-0.00171d; cv=1.30 y r2=0.97. en las regresiones realizadas para el postulado de duncan (densidad vs. log del rendimiento), la variable rc3 presentó una respuesta lineal significativa (tabla 4), que como en las variables anteriores fue inversa, es decir, que a mayor densidad menor fue el rendimiento por planta, de tal forma que en la categoría tercera el rendimiento por planta se redujo en 0,00171 g y 0,0028 g por cada planta adicional por parcela (20 m2) en las localidades de marengo y san jorge respectivamente (figuras 11 y 12). figura 12. curva de regresión del logaritmo del rendimiento de calidad segunda por planta (g) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=6.76264-0.00280d; cv=3.30 y r2=0.94. rodríguez et al.: densidad de población y su efecto... 292004 medida que se incrementa la competencia a altas densidades (dwell, 1990). burke (2003), afirma que el rendimiento de tubérculos en cultivos de papa está determinado por la cantidad de radiación fotosintéticamente activa interceptada por el follaje, por la eficiencia con la cual la radiación interceptada es convertida en materia seca y por la proporción de acumulación de materia seca translocada a los tubérculos. el comportamiento observado en las dos localidades de evaluación permitió reconocer la plasticidad fenotípica para el rendimiento de tubérculo en condiciones de competencia por recursos, lo que fue evidente especialmente en marengo, puesto que en esta localidad dad menor fue el rendimiento por planta; así, el rendimiento total por planta bajó en 0,00283 g y 0,00242 g por cada planta adicional por parcela (20 m2) en las localidades de marengo y san jorge, respectivamente (figuras 15 y 16). discusión en el cultivo de papa la materia seca producida por las hojas se utiliza para el crecimiento de tallos, hojas, raíces y tubérculos. antes de que inicie la formación de tubérculos, la materia seca disponible se usa para el crecimiento del follaje y las raíces; después de iniciada la tuberización, los tubérculos compiten por la materia seca disponible. la acumulación de materia seca en los tubérculos se ve influida por los cambios ambientales, a figura 13. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría tercera (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=30.677+0.1033d0.0001d2; cv=10.95 y r2=0.69. figura 14. curva de regresión del rendimiento por parcela de categoría tercera (kg) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=23.178+0.137d-0.00012d2; cv=7.73 y r2=0.92 figura 15. curva de regresión del logaritmo del rendimiento de calidad segunda por planta (g) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=8.414330.00283d; cv=1.59 y r2=0.97. figura 16. curva de regresión del logaritmo del rendimiento de calidad segunda por planta (g) en función de la densidad de tallos en cv. parda pastusa. y=8.298840.00242d; cv=0.91 y r2=0.98. agronomía colombiana 30 vol. 22 · no. 1 las condiciones de humedad en el suelo durante el ciclo de cultivo fueron óptimas. la proximidad de plantas vecinas afecta de manera importante la actividad fotosintética y, por lo tanto, la acumulación y partición de asimilados hacia los tubérculos durante la formación y el llenado (ballaré et al., 1995). la plasticidad fenotípica se explica porque la acumulación y producción de biomasa en las plantas se fundamentan en la fotosíntesis, que a su vez, está influida por factores tales como la luminosidad, la eficiencia del uso de la radiación, la temperatura, la disponibilidad de agua y la disponibilidad de nutrientes (reyes y martínez, 2001). las plantas perciben la calidad (amplitud y composición espectral) e intensidad (número de fotones por unidad de tiempo y área) de la luz que está a su disposición. dependiendo de la calidad e intensidad de la luz, se reduce o acelera la velocidad de crecimiento de las plantas e incluso su forma para captar la mayor cantidad posible de fotones. por ejemplo, las plantas son capaces de detectar si existen otros individuos a su alrededor compitiendo por la fuente de luz y responden a ello acelerando su crecimiento para emerger de entre sus vecinas. además, las plantas tienen la capacidad de percibir la dirección de la cual proviene la luz, lo que les permite dirigir su crecimiento hacia la fuente luminosa para recibir una mayor cantidad de luz (amthor, 1989 y burke, 2003). en condiciones de competencia entre plantas se afecta la captación de radiación foto-sintéticamente activa (koller, 1990) y, en el caso de la papa, la luz interceptada por el follaje de las plantas se incrementa como consecuencia de valores de índice de área foliar cercanos a uno (hay y walker, 1989). la competencia por recursos minerales y agua también puede reducir las tasas fotosintéticas y consecuentemente reducir el rendimiento de tubérculos por planta (holliday, 1960 y allen, 1978); ello fue evidente en los modelos obtenidos para las categorías de rendimiento evaluadas (densidad vs. log rendimiento), en donde, sin excepción a mayor densidad menor producción de tubérculo por planta. en la subespecie tuberosum, y en particular en las variedades maris paper y desiré, se reporta que al incrementar la densidad de tallos se observó disminución de la materia seca en tubérculos por planta, pero aumentó la materia seca por unidad de área. al ser las plantas incapaces de moverse de un lugar a otro en busca de las condiciones adecuadas para su crecimiento, cuando se ven expuestas a condiciones de estrés por recursos del suelo y de la atmósfera, ellas aprovechan los recursos disponibles (taiz y zeiger, 1991). las condiciones del estudio permitieron confirmar el postulado de duncan que afirma que cuando un cultivo crece con altas densidades de población, el rendimiento promedio decrece como resultado de la competencia entre plantas vecinas por los recursos del suelo (agua y nutrientes minerales) y de la atmósfera (radiación fotosintéticamente activa, dióxido de carbono y oxígeno). duncan (1958), postuló que el rendimiento promedio de las plantas sujetas a densidades en incremento puede comportarse como el rendimiento de plantas que crecen a poblaciones constantes y niveles decrecientes de nutrientes. la aplicación del postulado de duncan permitió desarrollar modelos con excelentes ajustes que estiman los rendimientos de la variedad parda pastusa en sus diferentes categorías y para las diferentes densidades comprendidas en el rango de evaluación. adicionalmente, teniendo en cuenta que los modelos encontrados son lineales, se propone que para estudiar las densidades en nuevos cultivares de papa, se evalúen dos densidades extremas, por ejemplo 50.000 y 350.000 plantas∙ha-1; con los resultados encontrados se deben obtener los modelos de regresión [densidades (x) vs. log del rendimiento (y)] y con ellos, analizar las respuestas de las variables para densidades intermedias facilitando la toma de decisiones en las recomendaciones de manejo agronómico. agradecimientos los autores expresan los agradecimientos a la línea de investigación de papa de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia (un), a las direcciones de los centros ica san jorge y del centro agropecuario marengo de la un y al profesor juan ospina aguirre por su asesoría en el análisis estadístico del trabajo. bibliografía allen, e.j. 1978. the potato. the scientific basis for improvement. harris and hall, londres. pp. 71-189. amthor, j.s. 1989. respiration and crop productivity. springer verlag, nueva york. 215 p. ballaré, c.; a. scopel y r. sánchez. 1995. plant photomorphogenesis in canopies, crop growth and yield. hortscience 30(6), 1172-1181. rodríguez et al.: densidad de población y su efecto... 312004 bradshaw, a.d. 1965. evolutionary significance of phenotypic plasticity in plants. adv. genet 13, 115-155. burke, j. 2003. growing the potato crop. teagasc, irish agriculture and food development authority. darwin, c. 1975. the origin of species. norton company, nueva york. duncan, w.d. 1958. the relationship bet ween corn population and yield. agronomy journal 50(2), 82 –84. dwell, r.b. 1990. source/sink relationship during tuber growth. american potato journal 67, 828-833. estrada, r.n. 2000. la biodiversidad en el mejoramiento genético de la papa. proinpa/cid/cip. la paz, bolivia. hay, r. y a. walker. 1989. an introduction to the physiology of crop yield. chapingo, méxico. holliday, r. 1960. plant population and crop yield. part ii. fields crop abstract 13, 159167. koller, d. 1990. light driven leaf movements. plant cell environment 13, 615-632. reyes, m.j. y m.d. martínez. 2001. la plasticidad de las plantas. elementos 8(41). taiz, l. y e. zeiger. 1991. plant physiology. benjamín & cummings publishing company, nueva york. weirsema, s.g. 1987. efecto de la densidad de tallos en la producción de papa. boletín de información técnica n° 1. lima. abundance of beauveria spp. and metarhizium spp. in maize and banana agroecosystems in central cuba received for publication: february 4, 2022. accepted for publication: april 22, 2022. doi: 10.15446/agron.colomb.v40n1.100886 1 instituto de investigaciones agropecuarias y forestales, universidad michoacana de san nicolás de hidalgo, tarímbaro, michoacán (méxico). 2 departamento de agronomía, facultad de ciencias agropecuarias, universidad central “marta abreu” de las villas, santa clara (cuba). 3 instituto de investigaciones fundamentales en agricultura tropical “alejandro de humboldt”, osde grupo agrícola, santiago de las vegas, la habana (cuba). 4 departamento de biología, facultad de ciencias agropecuarias, universidad central “marta abreu” de las villas, santa clara (cuba). 5 centro de investigaciones agropecuarias, facultad de ciencias agropecuarias, universidad central “marta abreu” de las villas, santa clara (cuba). * corresponding author: yordanys.ramos@umich.mx agronomía colombiana 40(1), 141-146, 2022 abstract resumen entomopathogenic fungi are an ecological alternative for the control of agricultural pests. these fungi live in organic matter in the soil and can cause natural epizootics in many arthropods associated with the rhizosphere. the aim of this study was to evaluate the abundance of beauveria and metarhizium spp. in maize and banana agroecosystems in central cuba. selective medium and insect baiting methods were used to isolate the entomopathogenic fungi from the soil. metarhizium spp. were significantly more abundant than beauveria spp. in both types of fields of agroecosystems. the abundance of metarhizium spp. was higher in sagua la grande than in santa clara and camajuaní municipalities. the insect bait method resulted as the most successful way to isolate entomopathogenic fungi from soil. these results show the composition of the entomopathogenic fungi in different agroecosystems, and they are an advance in the understanding of their ecology. los hongos entomopatógenos son una alternativa ecológica para el control de plagas agrícolas. estos hongos viven en la materia orgánica contenida en el suelo y pueden causar epizootias naturales a muchos artrópodos asociados a la rizosfera. el objetivo de este estudio fue evaluar la abundancia de beauveria y metarhizium spp. dentro de los agroecosistemas de maíz y banano en el centro de cuba. se utilizaron los métodos de medio selectivo e insecto cebo para aislar los hongos entomopatógenos del suelo. metarhizium spp. fue significativamente más abundante que beauveria spp. en ambos agroecosistemas. la abundancia de metarhizium spp. fue mayor en sagua la grande que en los municipios de santa clara y camajuaní. además, el método de insecto cebo constituye el más apropiado para aislar hongos entomopatógenos. estos resultados muestran la composición de los hongos entomopatógenos en diferentes agroecosistemas y constituyen un avance en la comprensión de su ecología. key words: entomopathogenic fungi, fungal diversity, insect bait method, selective medium. palabras clave: hongos entomopatógenos, diversidad fúngica, método del insecto cebo, medio selectivo. abundance of beauveria spp. and metarhizium spp. in maize and banana agroecosystems in central cuba abundancia de beauveria spp. y metarhizium spp. en agroecosistemas de maíz y banano en el centro de cuba yordanys ramos1, 2*, alberto daniel taibo2, andy luis alvarez vega2, chabeli abreu lemes2, rafael felipe castañeda-ruiz3, and orelvis portal4, 5 introduction entomopathogenic fungi constitute an important biotic component in the natural regulation of arthropod populations (meyling & eilenberg, 2007). beauveria spp. have been found in several ecosystems worldwide including forest, seminatural habitats, and agricultural fields (clifton et al., 2015). in contrast, metarhizium spp. are more abundant in temperate regions, but not in colder regions (steinwender et al., 2015). these entomopathogenic fungi show potential as microbial control agents against different agricultural pests, and they can be artificially reproduced. among the attributes of these fungi, we can mention a high mortality of the targeted pest population, high genetic diversity across a wide number of strains, infection of multiple life stages, penetration through the integument, and capacity for both horizontal and vertical transmission (destefano et al., 2004; jaronski, 2014). the environmental and ecological variations within ecosystems have become a major factor influencing the biocontrol effects of beauveria and metarhizium species. a more detailed understanding of environmental and ecological scientific note https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n1.100886 mailto:yordanys.ramos@umich.mx 142 agron. colomb. 40(1) 2022 interactions, especially the distributions of these fungi in different ecological areas, is needed to improve consistency in the control capacity of these fungi. in this sense, particular stages in the life cycle of beauveria spp. and metarhizium spp., including their persistence and dispersal in the environment, are unresolved in cuba. the aim of this study was to evaluate the abundance of beauveria spp. and metarhizium spp. in maize (zea mays l.) and banana (musa paradisiaca l.) fields or agroecosystems. these are the most important crops in cuba. materials and methods field sampling field samplings were conducted from april to july 2018 in three maize (zea mays (l.), cv. ‘jibara’) and three banana (musa paradisiaca (l.), cv. ‘grande naine’) fields located in three municipalities in villa clara province, cuba. the selected municipalities were camajuaní (22°28’4” n, 79°43’26” w), santa clara (22°24’49” n, 79°57’58” w) and sagua la grande (22°48’24” n, 80°4’32” w), where five collection points spaced 20 m apart were selected in each of the maize and banana fields. two soil samples of 500 g each were collected with a garden spade around selected points to a depth of about 15 cm after removal of surface litter. the garden spade was disinfected with 70% ethanol between every collection to avoid contamination (klingen et al., 2002). the soil samples from each point were placed into polyethylene bags and transferred to the microbiology laboratory at the universidad central “marta abreu” de las villas. collected soil samples were thoroughly homogenized by hand and stored at 4°c until processing. isolation methods the selective medium and the insect bait methods were used to isolate entomopathogenic fungi from soil samples. the first method was used through serial dilutions of soil in a culture medium, and the insect bait method employed the use of galleria mellonella l. (lepidoptera: pyralidae) larvae. galleria mellonella larvae were used for this purpose due to their high susceptibility to many fungal pathogens and because they are commercially reproduced in the entomophagous and entomopathogenic reproduction center in cuba. a growth selective medium for beauveria spp. and metarhizium spp. was formulated using saboraud dextrose agar (sda) (biocen, cuba) according to meyling and eilenberg (2007). the sda culture medium was mixed with 1 mg l-1 (w/v) of thiabendazole, 0.05% streptomycin sulfate, and 250 mg l-1 (w/v) of chloramphenicol to avoid bacterial and some saprophytic fungi. one g of each soil sample was placed in 20 ml of sterile distilled water with 0.01% tween 80® in a 40 ml f lat bottom glass tube. the tubes were mixed by vortexing for 1 min, and 100 µl of the soil solution was serially diluted to 10-3 conidia/ml and then inoculated into petri dishes (9 cm diameter) with the selective medium described above. the petri dishes with the soil dilution were incubated at 25 ± 1ºc, and 75% relative humidity (rh) in the dark, for the emergence of fungal colonies. there were four replicates for each sample. the insect bait method was conducted with the use of g. mellonella larvae. soil samples (500 g) were placed in glass containers (500 ml) and five healthy 5-week-old g. mellonella larvae, obtained from the entomophagous and entomopathogenic reproduction center in santa clara, cuba, were added. to prevent cocoon production and further webbing, g. mellonella larvae were conditioned before they were added by immersion of the larvae in water at 56ºc for 15 sec, followed by the pouring of cold water at 4ºc for 30 sec. finally, the immobile larvae were placed on paper towels until they regained their movement (woodring & kaya, 1988). containers were covered with lids perforated with 15 holes for aeration and placed at 25ºc, 90% rh in the dark. no food was provided for the larvae. containers were inverted every day to ensure that the larvae remained exposed to the soil. they were checked every two days for mortality until all larvae were dead. all cadavers were rinsed with distilled water and transferred to a moist chamber in petri dishes (9 cm diameter) with moistened filter paper to stimulate fungal growth. a total of 150 larvae were used and the evaluations lasted 24 d. when larvae showed external fungal growth, the fungi were isolated on sda chloramphenicol (250 mg l-1 (w/v)) and incubated at 25 ± 1ºc and 90% rh in the dark. colony colors were treated according to kornerup and wanscher (1984). entomopathogenic fungi identification entomopathogenic fungal isolates obtained from the soil were mounted on standard microscope slides (7.5 x 2.5 cm) and then mixed with a drop of lactophenol. glass coverlips (2.5 x 5.0 cm and 0.16 cm thick) were then attached to the slide and sealed with resin. fungal isolates were morphologically identified under a compound microscope (motic, usa, 400x magnification) according to morphological characteristics described by humber (2012) for each fungal species. the fungal isolates were kept in refrigeration at 4ºc in tubes with sda in the culture collections at the departamento de agronomía, universidad central “marta abreu” de las villas and the instituto de investigaciones fundamentales en agricultura tropical ”alejandro de 143ramos, taibo, alvarez vega, abreu lemes, castañeda-ruiz, and portal: abundance of beauveria spp. and metarhizium spp. in maize and banana agroecosystems in central cuba humboldt” (wdcm 853). abundance was determined through the number of samples in which beauveria and metarhizium were found. statistical analysis analysis of variance (anova) was applied to evaluate differences in frequencies of entomopathogenic fungi in maize and banana fields as well as to compare the effectiveness of the isolation methods. means of entomopathogenic fungi were separated using fisher's least significant difference (lsd) test. anova were run using statgraphics plus 5.1 (manugistics inc.) with significance level of 0.05. results and discussion a total of 151 fungal isolates were obtained from the different maize and banana fields with both selective medium and insect bait methods. the identified entomopathogenic fungi are described below: beauveria spp. colonies on sda attaining 50 mm in 7 d at 25ºc, cottony at center, radially sulcate to filamentous toward the filiform margin, white (fig. 1). reverse colonies were reddish at the center and yellow around the periphery. mycelium superficial and immersed. hyphae septate, branched, hyaline, smooth, 1-2 µm wide. conidiogenous cells polyblastic, lageniform, integrated or discrete, indeterminate ampulliform to subcylindrical at the base, geniculate, sympodial extended forming a rachis, with several distinct or inconspicuous denticles at the conidiogenous loci, arise from aerial hyphae. conidia solitary, acropleurogenous, globose, unicellular, smooth-walled, hyaline, dry with 3.1 µm of diameter. figure 1. beauveria sp. obtained from maize and banana fields. a) colony of beauveria sp. on sda culture medium 7 d after inoculation at 25ºc. b) spore balls representing dense clusters of large numbers of conidiogenous cells and conidia. c) conidium formed successively on each denticle. a b c spore balls 144 agron. colomb. 40(1) 2022 olivaceous 6-8 × 1.5-2 µm, accumulating in a columnar, dark olivaceous masses. a total of 36 and 52 metarhizium spp. isolates were obtained from maize and banana fields, respectively. this fungal species was significantly (f=15.30; df=1; p=0.0001) more abundant than beauveria spp., which were represented by 25 and 38 isolates in both the maize and banana fields. beauveria spp. and metarhizium spp. were the most frequently found entomopathogenic fungi in mexican agroecosystems, and beauveria bassiana, beauveria pseudobassiana and metarhizium robertsii were widely distributed (pérezgonzález et al., 2014). our results were in accordance with the results obtained by korosi et al. (2019) who obtained more metarhizium spp. (33%) than beauveria spp. (26) in australian vineyard soils. the abundance and diversity of entomopathogenic fungi have not been reported in maize and banana fields in cuba before and, thus, constitutes a new record for the country. beauveria spp. isolates obtained from santa clara (10), camajuaní (10) and sagua la grande (13) municipalities did not show significant differences (p>0.05) in abundance. however, metarhizium spp. isolates in sagua la grande (19) were higher in number of infected larvae (f=10.18; df=2; p=0.0001) than in santa clara (13) and camajuaní (12) (tab. 1). table 1. abundance (number of infected larvae) of beauveria spp. and metarhizium spp. obtained from maize and banana fields in three municipalities in villa clara, cuba. location entomopathogenic fungi beauveria spp. (mean ± se) metarhizium spp. (mean ± se) santa clara 10 ± 0.77 ab 13 ± 1.88 b camajuaní 10 ± 0.94 ab 12 ± 1.61 b sagua la grande 13 ± 1.86 a 19 ±1.74 a different letters in the same column indicate significant differences in the abundance of beauveria spp. and metarhizium spp. isolates according to the fisher’s test (p<0.05). these results can be supported by the fact that metarhizium is reported to be more abundant than other entomopathogenic fungi in cultivated fields (tkaczuk et al., 2014). in contrast, pérez-gonzález et al. (2014) obtained 112 beauveria spp. and 9 metarhizium spp. isolates from the soil of 11 locations of guanajuato state, mexico. these results demonstrated that the abundance and distribution of entomopathogenic fungi is still unclear, and more studies are needed to clarify this aspect. however, the abundance of metarhizium spp. over beauveria spp. in banana and maize fields in cuba could be explained figure 2. metarhizium spp. obtained from maize and banana fields. a) colony of metarhizium spp. on sda culture medium 7 d after inoculation at 25ºc. b) branched conidiophore. c) conidial chains. a b c metarhizium spp. colonies on sda attaining 80 mm in 7 d at 25ºc, cottony to f loccose at center, curled toward the slightly filiform margin that is colored white, with several sporodochial conidiomata, green or olivaceous (fig. 2). reverse was brownish. mycelium was superf icial and immersed. hyphae were septate, branched, hyaline, smooth, 1-2 µm wide. conidiomata were sporodochial, columnar, scattered or conf luent, green, olivaceous to olivaceous brown. conidiophores were macronematous, septate, penicillate or irregularly branched, hyaline, smooth, forming a compact cluster or clumps in the sporodochial conidiomata. conidiogenous cells were monophialidic, cylindrical, discrete, determinate, smooth, hyaline. conidia were basocatenulate, cylindrical, truncated at the ends, unicellular, pale 145ramos, taibo, alvarez vega, abreu lemes, castañeda-ruiz, and portal: abundance of beauveria spp. and metarhizium spp. in maize and banana agroecosystems in central cuba through the hypothesis that the association of metarhizium spp. with insect host species has a tropical origin. in addition, metarhizium comprises an assemblage of cryptic species, many of which traverse large geographical barriers (bidochka & small, 2005). biotic (interaction with other species) and abiotic factors (mainly temperature) are considered primary determinants of abundance and population genetic structure of metarhizium (mcguire & northfield, 2020). according to these data we infer that the tropical conditions of cuba allowed a greater abundance of metarhizium spp. in banana and maize fields compared with beauveria spp. the mean of beauveria spp. (22) and metarhizium spp. (30) isolates recovered with the insect baiting method were higher (f=25.12; df=1; p=0.0018) than those obtained with the selective medium (10 beauveria spp. and 15 metarhizium spp. isolates) (tab. 2). table 2. abundance of beauveria spp. and metarhizium spp. obtained by selective medium and insect bait methods. isolation method entomopathogenic fungi beauveria spp. (mean ± se) metarhizium spp. (mean ± se) selective medium 10 ± 0.70 b 15 ± 0.60 b insect bait 22 ± 0.99 a 30 ± 1.35 a the selective medium indicates the number of colonies per petri dish, while insect bait shows the number of infected larvae. different letters in the same column indicate significant differences in the abundance of beauveria and metarhizium isolates obtained with selective medium and insect bait methods according to the fisher’s test (p<0.05). different results have been obtained about methods of isolating entomopathogenic fungi in the same soil sample (hernández-domínguez et al., 2016). our results demonstrated that the insect bait method is better for obtaining entomopathogenic fungi. the selective medium is targeted at particular fungal species, while insect baiting could detect a larger number of species (keller et al., 2003). however, tkaczuk et al. (2014) did not find difference in metarhizium spp. from organic fields using the insect baiting and selective medium methods. the possible explanation for this result is focused on the insect bait method. the absence of water within the plastic boxes could limit the growth of the entomopathogenic fungi. in a similar study conducted by ramos et al. (2017) the authors used sterile water to moisten the soil before introducing it to the plastic boxes. water contents in the soil helps to maintain a high relative humidity which in turn helps the growth of the entomopathogenic fungi (lazzarini et al., 2006; jaronski, 2009). conclusion according to our results, the entomopathogenic fungi metarhizium spp. were signif icantly more abundant than beauveria spp. in both maize and banana plots. the abundance of metarhizium spp. in sagua la grande was higher than in santa clara and camajuaní. the insect bait method resulted in the most appropriate method to isolate entomopathogenic fungi from soil. these results contribute to a better understanding of hypocrealean fungi ecology and their composition in both maize and banana fields in central cuba. acknowledgments we thank the universidad central “marta abreu” de las villas for funding this study. further, entomophagous and entomopathogenic reproduction center in santa clara, cuba, is acknowledged as the supplier of the galleria mellonella larvae. conflict of interest statement the authors declare that there is no conf lict of interest regarding the publication of this article. author’s contributions yr and op designed the experiment. yr, adt, ca and aa conducted the experiment. yr performed the statistical analysis. adt, ca, ala and rcr wrote the initial draft. yr, rcr and op wrote the final version of the manuscript. all authors have reviewed the manuscript. literature cited bidochka, m. j., & small, c. l. 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ramana and eapen, 2000; thorne, 1961) and currently has a high position in the ranking of important pathogens of ornamental plants such as anthurium, calathea and dracaena (uchida et al., 2003). therefore, this review relates the story of the discovery and origin of this pathogen, the ups and downs of its official name, as well as some of its newly discovered biological attributes, and the evolution of management strategies in musa. origin and spread of r. similis the discovery, the first morphometric description, and the first names of this nematode were the fruits of research by the american nathan cobb august in australia after the pathological examination of banana roots collected in fiji in 1891, of the roots of sugar cane of hawaii, and bananas from jamaica in 1915, which allowed him to articulate three species that in the end were the same: tylenchus similis, t. granulosus and t. biformis (cobb, 1915; luc, 1987). between 1934 and 1936, filipjev placed this pathogen in four genera (tylenchorhynchus, bitylenchus, rotylenchus and tetylenchus) (esser et al., 1984; luc, 1987) until thorne (1961) proposed the genus radopholus in 1949 (“lover of roots”) in order to “accommodate five didelphic species that resemble pratylenchus,” keeping r. similis as the type species. this new term gave rise to two other genera: radopholoides and neoradopholus (now invalid). the continued exploration of soil nematodes has helped not only to expand the universe of species of this taxon, but also to speculate about their origin. luc (1987) developed a list of 25 species of this genus, of which over 60% was discovered in australialending support to the 434 agron. colomb. 29(3) 2011 widespread hypothesis of an australian origin (stirling and pattison, 2008), which in turn is being replaced by the current thesis of a southeast asian connection. in this sense, quénéhervé (2009) suggested that r. similis was probably introduced into that oceania territory from plants of musa in the 1860’s, being rather melanesian in origin, ie from the fiji islands and new caledonia to papua new guinea. marin et al. (1998) were in favor of the indo-malayan region as a center of origin of the most important hosts of r. similis, and in the opinion of tan et al. (2010), australian populations of the burrowing nematode were “almost certainly” introduced because they share a common global haplotype, which came from southeast asia. the inventory of the genus has continued to grow: ten new species of radopholus discovered in the last fifteen years have been found in vietnam (3), new zealand (4), australia (2) and indonesia (1), although r. similis has not been reported in the first two countries. however, the current pandemic must have been the result of anthropogenic introduction and transoceanic movement of infected musa corms, to the extent that the burrowing nematode is found in several south american countries, the u.s., central america, the caribbean, southeast asia, europe and parts of africa where it was not present before 1960 (quénéhervé, 2009). its entry into the new world may have been begun in 1516 (on la española island) or better yet by martinique in the 1830s, but its main dissemination took place after 1960 with the planting of banana cultivars of the cavendish subgroup (musa aaa), resistant to panama disease (fusarium oxysporum f.sp. cubense) but susceptible to the burrowing nematode (marin et al., 1998). as for colombia, subsistence musa crops have been registered at least since 1880, seven years later, banana plantations started in the department of magdalena, and in 1968, the burrowing nematode-tolerant gros michel variety led to the planting of cavendish in urabá (augura, 1978), which would presumably coincided with the introduction of this parasite. now, the nematode is found mainly in these two banana-producing areas in colombia, and in some nonbanana regions, such as caldas, quindio, cauca, valle del cauca and the llanos orientales, in association with the plantain. a member of pratylenchidae? based on morphology studies, filipjev et al. (1941) placed the genus radopholus in the family hoplolaimidae, unlike the popular scheme of thorne (1961) which placed it in the family pratylenchidae. allen and sher (1967) invalidated this group and moved radopholus to the tylenchidae family, and created the subfamily radopholinae, a taxon not validated by luc (1987) but by siddiqi (2000) and golden (1971) that reannexed it to pratylenchidae already restored. the closeness of this taxon with the spiral nematode, created in 1941, was hosted by siddiqi (2000) when he relocated it to the superfamily hoplolaimoidea with the family pratylenchidae, and now this hoplolaimoid nexus is supported by molecular analysis (subbotin et al., 2006; haegeman et al., 2010). intraspecific variability intraspecific variability of r. similis has been studied based on morphometric, physio-biological and molecular markers. leaving aside the unsubstantiated hypothesis of the alleged relationship between the shape of the tail of the female and the aggressiveness of the pathogen, the morphometric analysis of r. similis specimens from three continents, seven countries and five hosts was able to confirm the suspected morphological variation, females being shorter in banana from costa rica than from black pepper of indonesia and males being longer in european crops of philodendron (elbadri et al., 1999). the researchers inferred that the costa rican and cuban populations are more similar to each other than the panamanian population which deviates by having a longer body and tail and with the excretory pore far from the head. furthermore, if these results are collated with those of múnera et al. (2010), it follows that the females in plantain from los llanos, orientales and banana in urabá, antioquia, very similar in morphometry, are on average shorter than the three aforementioned american populations, drawing attention to the case of panama females measuring 681.8 μ on average (elbadri et al., 2002) and females of colombia with a length of 594-599 μ (múnera et al., 2010). in physiological terms, of parasitism and geographic spread, since 1956, it raised the existence of citrus race in florida, which is responsible for the disease “spreading decline of citrus”, and the banana race, cosmopolite and polyphagous (esser et al., 1984; gowen and quénéhervé, 1990). these two types were renamed r. citrophilus and r. similis, by the cytogenetic differences, and it is now known that there is gene flow between these variants, which share a single karyotype (n = 4), and not two as previously reported (gowen and quénéhervé, 1990). therefore, the original concept of a single valid species returnedr. similis, with two pathotypes, races or subspecies, r. similis similis and r. citrophilus similis (elbadri et al., 2002; luc, 1987; siddiqi, 2000). 435volcy: past and present of the nematode radopholus similis (cobb) thorne with emphasis on musa: a review this species, with about 3200 genes and a mitochondrial genome with unique features (jacob et al., 2008), is not homogeneous at the molecular level, which seems to suggest that it could be a complex species (múnera et al., 2010). both fallas et al. (1996) and elbadri et al. (2002) detected molecular variation between isolates of the pathogen that could be divided into two groups. according to fallas et al. (1996), isolates from costa rica, nigeria and cameroon belong to a different genomic than the isolated group of guinea, guadeloupe, ivory coast; while the majority group conceived by elbadri et al. (2002) included isolates from costa rica, cuba, australia and guinea but not those of indonesia, sudan and belgium that formed another group. overall, a fixed and invariable relationship between genomic similarity and pathogenic homogeneity or virulence within the same group has not established. on the other hand, cuban populations of r. similis reached a high population density in roots of the banana ‘grand naine’ at 60 d after inoculation, while brazilian and costa rica populations reached equivalent levels at 90 and 120 d, respectively, indicating that the caribbean population starts to damage banana more quickly (costa et al., 2008). in the philippines (herradura, 2009), as in australia (cobon, 2003) and brazil (costa et al., 2008), two isolates of the burrowing nematode were detected with different levels of aggressiveness, and the populations of honduras and belize had a lower reproductive rate than that of costa rica (marin et al., 1999). biology and disease cycle this migratory and generally amphimictic endoparasite fulfills its life cycle in 20 to 25 d at 24 to 32°c (gowen and quénéhervé, 1990; haegeman et al., 2010) and has abundant genes for reproduction, development, parasitism and survival (haegeman et al., 2010). except for the first juvenile stage (l1) and the male, the other states are infective, especially in the female (gowen and quénéhervé, 1990; quénéhervé, 2009). rapid penetration in the rhizodeposition area of banana is supported by the four endoglucanases discharged for the degradation of cellulose and endoxylanase responsible for the degradation of xylan hemicellulose (haegeman et al., 2010). the endoglucanases transcripts were found in the esophageal glands (haegeman et al., 2010), which supports the conjecture of cobb (1915) who referred to the discharged “pathogenic” products as the “three salivary glands.” three endoglucanases genes are not expressed in the male, while in the female there is complete gene expression, but both sexes discharged endoxylanase (haegeman et al., 2010). in any case, the infective states penetrate the deep layers of the root with little effect on the central cylinder, empty the contents of the cortex parenchyma cells that develop into cavities and tunnels, and at the same time, the necrotic tissues acquire a reddish and finally blackish tone (gowen and quénéhervé, 1990). in the absence of bananas, this parasite survives in weeds such as caladium bicolor, commelina diffusa, echinochloa colona and phenax sonnerati, which are efficient reservoirs equal to musa (quénéhervé et al., 2006) and in the absence of hosts, survives in the soil for more than six months without becoming anhydrobiotic as in pratylenchus (chabrier et al., 2010a; chabrier et al., 2010b), with males surviving longer than females and juveniles (chabrier et al., 2010b). under these conditions, the male ensures fertilization without competing with the female for food (chabrier et al., 2010b), which survives by reproducing through hermaphroditism and/or perhaps using metabolites supplied by the bacterial endosymbiont wolbachia, common in filarial nematodes that usually infect arthropods but not phyto-helminths (haegeman et al., 2010). damage indicators quénéhervé (2009) stated three successive levels of damage, all associated with lengthening of the vegetative phase: a) mild and insignificant damage, b) other obvious effects in terms of bunch production of poor quality and reduction of harvest, and c) irreversible damage with reduction of harvest, destruction of plants and shortening the longevity of the crop. to address this issue, we must take into account the injury rate, which bears some relation to the proportion of dead roots and reflects the functionality of the root system and the risks to toppling of the plants (peng and moens, 2003). the primary roots taken close to the pseudostem (bridge and gowen, 1993) at a depth below 30 cm (pattison et al., 2011) should be considered for evaluation based on a system of five classes (bridge and gowen, 1993; moens et al., 2001): 0 = no necrotic roots and undamaged, 1 = less than 25% of roots with necrosis, slight damage, 2 = 26 to 50% of roots with necrosis, moderate damage, 3 = 51 to 75% of roots with necrosis, severe damage 4 = more than 75% of roots with necrosis, very severe damage. in australia, the rate of disease is determined by another formula, which is derived from the economic threshold ranging from 20.5-30.5% in the subtropics and 9.2 -15.6% in the tropics (stirling and pattison, 2008). additional indicators are the root weight of the cluster and the number of hands (araya and de waele, 2004), and not so much the diameter of the pseudostem, the number of functional leaves at flowering time 436 agron. colomb. 29(3) 2011 and the number of fingers (fogain, 2000). the economic threshold is not determinative, which varies between 1,000 and 20,000 nematodes/100 g of roots, depending on environmental conditions (quénéhervé, 2009). ecological aspects in r. similis, a strictly bound organism, the population dynamics is closely related to the phenology of bananas, although temperature and rainfall regime are also regulatory factors. the pathogen does not like root hairs or tertiary roots short-lived (araya and de waele, 2005) and instead prefers young tissues, and primary, durable roots, located about 30 cm in the pseudostem, within the first 30 cm of depth which accounts for 90% of root biomass. its density declines in growth phases and from the end of flowering to harvest in bananas, and is maximized at the time of pre-flowering or after flower emergence which in turn coincides with the period of the majority of emergence or renovation of the radical system (quénéhervé, 2009). chávez-velásquez and araya-vargas (2009) hinted at a possible positive correlation between the level of potassium or manganese and the population of r. similis, while zinc, according to pattison (2010), appears to decrease the population. however, its population is always higher in roots than in the soil, conforming to the necrosis progress. as for abiotic factors, in general, there have been significant negative correlation coefficients between the density of r. similis and precipitation (quénéhervé, 1991), and a marked influence by altitude. it predominates in banana zones located below 400 m and with a temperature of 27°c (price, 2000) and is not adapted to locations at 1400 m s.a.l. (fogain, 2001) and/or with temperatures below 19°c (price, 2000). while in costa rica, soil acidity is the main factor limiting the population of r. similis, and causes low diversity in the structure of the nematofauna, ie low predatory nematode populations, whereas in australia, low carbon and excess nitrogen are part of the regulatory factors (pattison, 2010). this author discussed the need to ascertain the possible suppressing effect of the burrowing nematode on predatory and omnivorous nematodes in slightly acidic soils. chemical control this strategy, almost solely directed toward eliminating vital inoculum (pi) was dominant for about three decades starting in the 1960s, first with fumigants like dd (dichloropropane dichloropropene), edb (ethylene dibromide) and dbcp (dibromochloropropane), and then with non-fumigant organophosphates nematicides (fenamiphos, ethoprop, terbufos, isazofos) or carbamates (carbofuran, aldicarb, oxamyl). in australia, the application of fensulfothion, fenamiphos, oxamyl and ethoprophos increased yield by 44, 29, 29 and 21% respectively (stirling and pattison, 2008), there were even reports of increased production in the order of 119% in the first cycle with this class of pesticides (quénéhervé, 2009). this stimulated intensive use under a scheme of routine quarterly applications of 2-3 g/plant i.a., regardless of many key factors. stirling and pattison (2008) suggested that nematicides should be applied in banana in australia only when the economic threshold, expressed as a disease index, was less than 10%, and showed that soils frequently possess an inherent ability to degrade nematicides and that rotation should be a rule to delay the rate of biodegradation, considering that the benefits were not permanent, but temporary. other factors to consider are the phenology of the plant, ie the root emission period, the dosage of nematicides correlated with parasite density levels in the roots and the percentage of rootless plants (quénéhervé, 2009), the climate and soil type, so that this intervention is rational, timely, selective, environmentally “friendly” and with an acceptable economic return. a “variant” could be chemical control with biopesticides synthesized from bacteria and fungi, this tactic is akin to biocontrol. for example, biological nematicides deny® and bionem®, respectively derived from bacillus cepacia and b. firmus, had a paralyzing effect on r. similis, paecilomyces lilacinus is a proven ovicidal, and myrothecium verrucaria, marketed as ditera®, as well as a ovicidal, stimulates the production of root biomass and the suppressive reaction of the plant (twomey et al., 2002), although some of its direct and indirect effects were called into question by spence and lewis (2010). on the other hand, a avermectin-product of streptomyces avermitilis-injected into the pseudostem of banana, brings new promising chemical molecules and poses a new tactic to protect seedlings in doses from 100500 mg/plant, and was more effective than soil application of organophosphate nematicides with reference purposes and had protectant, curative and residual effects, at least for 56 d (jansson and rabatin, 1997). under field conditions, daneel et al. (1999) recorded a population decline of r. similis in the roots with the injection of 2 ml of avermectin in the pseudostem or applications of ditera 50 kg, doses that also increased the bunch weight. management in principle, management could cover two key objectives: the regulation of pi, and the conservation of soil biodi437volcy: past and present of the nematode radopholus similis (cobb) thorne with emphasis on musa: a review versity. the protagonistic tactics in banana are planting material sanitation, composting, organic mulches, bioprotection and genetic resistance. the elimination of injury and thermotherapy of corms are recommended tactics, especially when planted on land that had not been planted with musa before. kashaija et al. (1999) reported that in uganda just peeled corms could increase banana production 30 to 50% in each of the first three harvest cycles, even increasing the number of production cycles, compared to fields planted with infected seed and bark. as a complement, peeled corms can be immersed in hot water (53-55°c/10 to 20 min), avoiding possible adverse effects (elsen et al., 2004; gowen and quénéhervé, 1990). although this practice is not attractive for large producers, it managed to delay recolonization for many months and yielded collateral benefits in terms of flowering, offspring production, bunch and functional roots and in the vigor of the plant and the weight of the fruit (elsen et al., 2004). coyne et al. (2010) showed that immersion of plant material in boiling water for thirty seconds represents an effective alternative, given the reduction in the rate of necrosis and nematode density in treated corms. on the other hand, cultural practices for managing phytonematodes populations are being resurrected, something feasible even for large plantations of bananas (sikora and schuster, 1999). for example, after evaluating nine types of organic manure, pattison et al. (2011) determined that residues of those vegetables that are high in n and c such as the banana and some grasses are highly recommended to decrease the r. similis population, similarly mcintyre et al. (1999) observed that the mulch with waste banana or corn mitigated the impact of this parasite. although each type of organic manure has its own impact on the density of nematodes, this practice has physical, biological and chemical benefits (tabarant et al., 2011). they decrease soil temperature and often the rate of reproduction of the nematode (araya and de waele, 2005), increase soil porosity, absorption capacity and replacement of water, root biomass, increase the concentration of c, k and mg in the planted crop, especially in poor soils (mcintyre et al., 1999) and the biological mineralization of nitrogen (tabarant et al., 2011). they stimulate antagonists (pattison et al., 2011) and by improving the health status of the roots, the production of offspring and increase the longevity of the cultivation (coyne et al., 2005). plant biosecurity with endophytic microorganisms, ie those that are mutualists, saprophytes, commensals or weak pathogens that live in plant tissues (sikora and schuster, 1999), is an aspect of managing with a great future, with promising endomycorrhization, use of rhizobacteria and non-pathogenic isolates of fusarium oxysporum. vos et al. (2012) found that colonization of banana plants by the vesicular-arbuscular fungi glomus mossae or g. intraradices conferred an induced pre-infection resistance to r. similis, given decreased penetration of juveniles, thanks to a soluble root exudate which repel nematode during chemotaxis. in a previous study, elsen et al. (2003) had postulated that this increased tolerance of mycorrhizal plants to phytonematodes attack was due to a higher density of roots, lignification and suberization of cell walls, and increased content of p, ca, mg and minor elements, and similarly, the colonization of banana roots by endophytic non-pathogenic isolates of f. oxysporum apparently induced the expression of both pre-infection resistance genes (paparu et al., 2007) and post-infection and systemic resistance (athman et al., 2007). thus, the expression of these resistance genes has repercussions both on the capacity of penetration of infectious states in the plant and production in females. regarding rhizobacteria, lodewyckx et al. (2002) counted more than eighty genera with nematicidal effects, and in india, 80% of endophytic bacteria isolated from the rhizosphere of black pepper is gram positive, dominated by the genera bacillus, arthrobacter, micrococcus and curtobacterium (aravind et al., 2009). in cuba, the application of a special isolate of b. thuringiensis in banana plantations slowed the nematode population by 87% after treatment, and finally, in tests under controlled conditions, corynebacterium paurometabolum proved to be an effective antagonist (quénéhervé, 2009). as is known, b. thuringiensis produces parasporal crystals and especially the family of cry 5 that affects at least six phylogenetic groups of nematodes, mainly causing intestinal damage, as in insects (wei et al., 2003). but in general, bacterial biocontrol depends mainly on the production of compounds (antibiotics, cyanide, lytic enzymes) and a stimulation of systemic resistance through the activation of defense genes that encode the production of jasmonate, peroxidases and phytoalexins (lodewyckx et al., 2002). on the other hand, production of commercial banana cultivars resistant to r. similis has not been very successful despite the fact that there are two traditional sources of resistance such as the aa diploid subgroup pisang jari buaya (pjb) and yangambi km5 (yk5) (musa aaa ibota subgroup) (peng and moens, 2003) and other diploid and triploid sources from papua new guinea, malaysia and the philippines (quénéhervé et al., 2009). in many cases, the resistance depends on phytoanticipinas and phytoalexins. 438 agron. colomb. 29(3) 2011 for example, lignin and ferulic acid esters are preformed in the cell wall of the bark of yk5 and pjb (wuyts et al., 2007), which strengthens the cover and reduces its digestibility and pathogen penetration; these plants can synthesize also other chemical barriers such as dopamine and proanthocyanidins for the oxidation of phenols (wuyts et al., 2007). atkinson (2003) highlighted the promising results obtained with the transformation of banana with two cystatins in hopes of achieving transgenic resistance to burrowing nematode and also emphasized the future use of some lectins capable of misleading nematodes and joining glycoconjugates associated with chemoreceptors. the future with the contribution of molecular biology, hopefully the genetic and molecular basis of parasitism of the burrowing nematode will be deciphered in the near future and transgenic resistant banana plants will be developed through the incorporation of transproteins toxic to nematodes from microorganisms or plants with natural resistance to these worms, without undermining the evaluation of the agronomic qualities or biosafety of these putative transgenic plants. it will also be crucial to implement multifaceted management strategies or different modes of action, as suggested by several of the current proposals (hauser, 2000; sikora and schuster, 1999; mendoza and sikora, 2009; chaves et al., 2009; aravind et al., 2009). literature cited allen, m.w. and s.a. sher. 1967. taxonomic problems concerning the phytoparasitic nematodes. annu. rev. phytopathol. 5, 247-264. aravind, r., a. dinu, s.j. eapen, a. kumar, and k.v. ramana. 2009. isolation and evaluation of endophytic bacteria against plant parasitic nematodes infesting black pepper (piper nigrum l.). indian j. nematol. 39 (2), 211-217. araya, m. and d. de waele. 2004. spatial distribution of nematodes in three banana (musa aaa) roots parts considering two root thickness in three farm management. acta oecol. 6(2), 137-148. araya, m. and d. de waele. 2005. effect of weed management on nematode numbers and their damage in different root thickness and its relation to yield of banana (musa aaa cv. grande naine). crop prot. 24(7), 667-676. athman, s.y., t. dubois, d. coyne, c.s. gold, n. labuschagne, and a. viljoen. 2007. effect of endophytic fusarium oxysporum on root penetration and reproduction of radopholus similis in 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this review, we present a summary of published colombian research regarding the tree most important pathogens of solanaceae family: phytophthora, alternaria and ralstonia. key words: chemical control, biological control, potato, tomato, cape gooseberry, lulo, tree tomato, pepper, paprika, tobacco. palabras clave: control químico, control biológico, papa, tomate, uchuva, lulo, tomate de árbol, ají, pimentón, tabaco. 1 programa de maestría en biotechnología vegetal, universidad de wageningen, holanda. natalia.carrenoquintero@wur.nl 2 laboratorio de micología y fitopatología, universidad de los andes, bogotá. amvargasbe@unal.edu.co 3 codirectora laboratorio de micología y fitopatología, universidad de los andes, bogotá. abernal@uniandes.edu.co 4 directora laboratorio de micología y fitopatología, universidad de los andes, bogotá. srestrep@uniandes.edu.co agronomía colombiana 25(2), 320-329, 2007 problemas fitopatológicos en especies de la familia solanaceae causados por los géneros phytophthora, alternaria y ralstonia en colombia. una revisión biotic contraints of the solanaceae caused by phytophthora, alternaria y ralstonia in colombia. a review natalia carreño1, ángela vargas2, adriana jimena bernal3 y silvia restrepo4 introducción la familia solanaceae es reconocida mundialmente por su importancia en términos de vegetales cultivables y el amplio rango de utilidad agronómica de sus especies, que incluyen al importante género solanum (the international solanaceae genome project, 2004). como país tropical, colombia puede garantizar la producción permanente de muchas especies de esta familia, que se presentan como una alternativa promisoria de cultivos con mejores posibilidades de competencia en escenarios de mercados globalizados. sin embargo, la alta susceptibilidad a patógenos en las solanáceas afecta de forma significativa los cultivos y puede causar grandes pérdidas en la producción de vegetales y frutos. las enfermedades causadas por lo géneros phytophthora, alternaria y ralstonia constituyen algunos de los patógenos más conocidos por su alta incidencia y las importantes pérdidas que ocasionan en los cultivos de solanáceas (phytophthora functional genomics database, s.f.; carrillo, s.f.; hayward, 1991, citado por chavarro et al., 2005). el objetivo de esta revisión es reunir la información referente a las enfermedades causadas por estos tres géneros de patógenos en colombia, recopilando los resultados y conclusiones principales de cada investigación, con el fin de identificar las áreas de mayor conocimiento, así como aquellas en las que aún no se han efectuado avances importantes. el caso colombiano en colombia, los cultivos de papa (solanum tuberosum), papa criolla (solanum phureja), tomate (solanum lycopersicon), uchuva (physalis peruviana), lulo (solanum quitoense), tomate de árbol (solanum betaceum), ají (capsicum sp.), pimentón (capsicum annum) y tabaco (nicotiana tabacum) son los principales cultivos de solanáceas de importancia económica. papa (solanum tuberosum y solanum phureja) la papa constituye una de las principales actividades agrícolas de las zonas andinas. el cultivo comercial de esta planta se realiza entre los 2.000 y 3.000 msnm, pero las zonas de óptima producción en función de calidad y cantidad de producto se ubican entre los 2.500 y 3.000 msnm. fecha de recepción: diciembre 19 de 2006. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 321 phytophthora infestans en colombia ha sido de especial importancia la enfermedad conocida con los nombres de gota, gotera, lancha o tizón tardío, causada por phytophthora infestans, perteneciente al phylum oomycota, orden peronosporales, familia pythiacea que produce propágalos infectivos mótiles. los primeros registros de la enfermedad en colombia aparecen alrededor de 1571 (de bary, 1876, citado por pedraza, 1973) y desde entonces se ha presentado como la enfermedad más frecuente y destructiva en todas las zonas paperas del país, ocupando aproximadamente entre 8 y 12 % de los costos de producción total del cultivo (del valle, 1997 y orozco et al., 2001). control químico desde 1882, el caldo bordelés (compuesto a base de sulfato de cobre y óxido de calcio) se constituyó como el principal producto para el control de la gota (ramos et al., 1985), hasta 1930 cuando declinó considerablemente su uso por la aparición de productos químicos a partir de cobres insolubles como los cloruros básicos, oxicloruros, carbonatos y sulfatos (cifuentes et al., 1987). posteriormente se desarrollaron fungicidas orgánicos, como los ditiocarbamatos, que más adelante fueron modificados con adición de zinc (villegas, 1996) y a finales de los años 70 apareció en el mercado un nuevo producto de acción fungicida comercializado con el nombre de metalaxyl, que parecía ser la solución definitiva para el control del tizón tardío (villegas, 1996). en colombia, las pruebas de eficiencia de los principales productos químicos utilizados para el control de la gota se reportan desde 1953, por la entonces división agropecuaria del ministerio de agricultura de colombia y, posteriormente, por el instituto colombiano agropecuario y en trabajos de grado de las principales facultades de agronomía del país. en estos estudios se presentan las evaluaciones de ensayos establecidos para determinar y monitorear la eficiencia y periodicidad adecuada de aplicación de los principales fungicidas ofrecidos por las casas comerciales (de rojas peña et al., 1953; división agropecuaria del ministerio de agricultura de colombia, 1958, citado por ramos et al., 1985; ica, 1958, citado por cifuentes et al., 1987; van den enden, 1965; ica, 1968, 1969,1970 y 1971; villegas, 1996). inicialmente, las evaluaciones de fungicidas estuvieron centradas en la estimación de la eficiencia de productos a base de cobres insolubles y ditiocarbamatos. sin embargo, la aparición del metalxyl (n-[2,6-dimetilfenil]-n-[metoxiacetil]-alanina metil ester) provocó un uso indiscriminado del producto que posteriormente produjo la generación de resistencia del patógeno hacia el producto, y por tanto, la pérdida de eficiencia de este (navarro et al., 1981). desde entonces los ensayos de evaluación se enfocaron en monitoreos constantes de la eficiencia de este producto y de otros fungicidas de uso frecuente como el bravo 500 (chlorothalonil) y el manzate 200 (mancozeb) (villegas, 1996). actualmente, en colombia, los productos químicos de mayor uso se aplican en rotaciones de fungicidas protectantes que tienen como ingrediente activo mancozeb (etilen-bisditiocarbamato de manganeso + zn) y sistémicos a base metalaxyl (jaramillo, 2003). control genético la historia del control genético de la enfermedad se ha desarrollado en dos etapas importantes. la primera se dio comienzos del siglo xx cuando se descubrieron ciertas variedades de la especie silvestre solamun demissum portadora de genes que conferían resistencia a la enfermedad, llamados genes mayores. en colombia, el entonces programa de mejoramiento en papa, encontró que las variedades jabonilla, curipamba, tocana colorada y quincha poseían este tipo de genes y se trabajaron como alternativas promisorias para la introducción de sus genes a las especies cultivadas (estrada, 1952). asimismo, el programa de mejoramiento incluyó también dentro de sus objetivos la recolección de material nativo y extranjero y los cruzamientos con variedades, híbridos y líneas extranjeras mejoradas para reforzar la búsqueda de materiales con este tipo de resistencia (estrada, 1952). no obstante, cuando se evidenció la capacidad de p. infestans para desarrollar nuevos biotipos y que la resistencia monogénica podía ser vencida fácilmente por nuevas razas del patógeno, se buscó fortalecer el control de la enfermedad mediante el uso de fungicidas cada vez más sofisticados y la exploración de otro tipo de resistencia conocida como resistencia horizontal (hardy et al., 2000). a partir de entonces, las evaluaciones de la colección central colombiana de papa en busca de material promisorio con este tipo de resistencia, se convirtieron en uno de los objetivos principales de los programas de mejoramiento. estas evaluaciones han sido realizadas bajo el marco de desarrollo de proyectos del ica, corpoica, fedepapa, la facultad de agronomía de la universidad nacional y el desarrollo del programa andino cooperativo de investigación en papa, pracipa) para la obtención de variedades resistentes a phytophthora infestans y otros caracteres deseables” (ica, 1966, 1967, 1968 y 1970; bolívar et al., 1985; gutiérrez y medina, 2000; zapata et al., 1997; cufiño et al., 1990; méndez et 2007 carreño, vargas, bernal y restrepo: problemas fitopatológicos en especies de la familia solanaceae... 322 agron. colomb. 25(2) 2007 al., 1997; orozco et al., 2001; ligarreto et al., 1997; ñústez, 1990 y pracipa, 1994). en las evaluaciones realizadas se han encontrado materiales promisorios provenientes de la colección de s. phureja (guzmán et al., 1960, estrada, 2000) y variedades como la algodona, la jabonilla y la flora de la especie s. andigena (estrada, 2000). además, las investigaciones realizadas permitieron el lanzamiento del híbrido o cultivar comercial diacol monserrate, producto del cruce entre las variedades branca cascuda de s. tuberosum y pana blanca de la subespecie andigena, caracterizado por presentar buenos rendimientos aun en presencia de la enfermedad (estrada, 2000). otras variedades con algún grado de resistencia, son la ica morita, ica unica, ica zipa y el clon 88357 (rodríguez, 2000). por otro lado existen estudios que utilizan material in vitro como alternativa de evaluación, ya que requieren de áreas pequeñas, poco material vegetal y relativamente poco tiempo para presentar resultados preliminares de clones probables para ensayos en campo (aldana, 1989). en colombia, son pocos los estudios que se reportan a este respecto y solo se han evaluado los parámetros de estandarización de metodologías para la selección in vitro (aldana, 1989; urrea et al., 2000; urrea et al., 2001). control biológico la búsqueda de mecanismos de manejo biológico de la enfermedad se ha expuesto como una alternativa favorable al uso indiscriminado de fungicidas. sin embargo, aún no ha sido posible establecer una metodología clara de aplicación de los resultados obtenidos y, por tanto, las investigaciones se han mantenido a nivel experimental en laboratorio. los reportes, han demostrado que los tratamientos de control biológico son favorables en la inhibición del desarrollo del patógeno con extractos vegetales y cultivos líquidos de microorganismos (paredes, 1997). en papa criolla se han utilizado extractos vegetales de ajo y ajenjol (artemisa absinthium) que parecen tener un efecto de reducción en la severidad de la enfermedad (castaño et al., s.f.). por otro lado, se ha estudiado la inducción de resistencia sistémica utilizando elicitores fúngicos y aislamientos de pseudomonas spp fluorescentes, encontrando ciertos grados de resistencia sistémica a la enfermedad (hernández, 2000; sánchez, 2001 y aguirre, 2003). ralstonia solanacearum mundialmente, la proteobacteria r. solanacearum es reportada como el segundo patógeno en importancia después de p. infestans (priou, 2001). en colombia, la marchitez bacteriana ha sido reportada en cultivos de papa, plátano, banano y tabaco (flórez et al., 1967) y en regiones como antioquia es uno de los factores principales que afectan la producción de papa (lópez et al., 1981; navarro, 1975 y granada et al., 1978). sin embargo, los estudios sobre el manejo y control de la enfermedad son bastante reducidos y están limitados a la sugerencia de rotaciones largas del cultivo (navarro, 1975) y algunas evaluaciones de productos químicos que controlan el desarrollo de la enfermedad en campo (velásquez et al., 1974). por otro lado, el ica ha realizado evaluaciones de algunos clones de la colección central colombiana de papa y de clones extranjeros por su resistencia al patógeno, donde se han encontrando algunos materiales promisorios, principalmente, clones de la colección de solanum phureja (estrada et al., s.f.; ica, 1966). tomate la producción de tomate está distribuida en gran parte del territorio nacional a cargo de pequeños y medianos agricultores. el cultivo de esta hortaliza se presenta como una activad de alto riesgo económico debido a los altos costos de producción por el uso intensivo de mano de obra e insumos, los altos índices de pérdidas en la poscosecha, por ser un producto altamente perecedero, los problemas fitosanitarios, la escasa tecnificación en la producción, los bajos rendimientos y la carencia de cultivares nacionales (vallejo cabrera, 1999). phytophthora infestans en colombia, los estudios en busca de metodologías para el control de este patógeno en tomate se han centrado, predominantemente, en la evaluación de productos químicos comerciales para pruebas en campo y muy poco en la investigación para encontrar variedades resistentes a la enfermedad. los ensayos realizados por el ica para determinar eficiencia y periodo de aplicación de productos comerciales se han manejado en conjunto con los ensayos para el control de la gota en papa con pruebas para los productos brestan, manzate d, difolatan, dithane m-22 y stannoram (ica, 1969 y cañola et al., 1971). por otro lado, el programa de investigación para el mejoramiento genético y producción de semillas de hortalizas de la universidad nacional, sede palmira, ha realizado evaluaciones de especies silvestres del género lycopersicon en busca de genes de resistencia a la gota para la introducción a variedades de importancia comercial (vallejo, 1999). no obstante, la investigación de esta enfermedad 3232007 carreño, vargas, bernal y restrepo: problemas fitopatológicos en especies de la familia solanaceae... se ha concentrado mucho más para el control en papa que en tomate. evaluación de materiales aunque la búsqueda de materiales resistentes a la gota en tomate no ha sido una actividad tan consolidada como en papa, en algunos estudios se nombran variedades pertenecientes al germoplasma nacional de colombia caracterizadas por presentar resistencia a la enfermedad. (huertas et al., 1985; velásquez, 2003), y el ica durante los años 1989 a 1993 inició trabajos de mejoramiento para resistencia a la gota en tomate con la especie l. hirsutum y el material botánico cerasiforme, donde se encontró alta resistencia de campo a p. infestans en diversas entradas de l. hirsutum (vallejo, 1999). inducción de resistencia y aspectos bioquímicos en el año 2000, la facultad de ciencias de la universidad nacional de colombia inició un proyecto encaminado a aislar y caracterizar proteínas y azúcares de los espacios intercelulares de variedades de tomate resistente (lycopersicum esculentum cerasiforme) y susceptible (lycopersicum esculentum mill) a la gota. en el desarrollo de este proyecto fue posible conocer la actividad enzimática asociada al proceso de infección, determinando el aumento en la actividad quitinasa y β-1,3-glucanasa, tanto en las especies susceptibles como resistentes después de la infección por p. infestans (moreno, 2000; velásquez, 2003). sin embargo, hasta ahora no se reporta ningún estudio posterior que introduzca estas variables de conocimiento en la búsqueda de variedades resistentes. en cuanto a los estudios de inducción de resistencia sistémica, bastante difundidos en el mundo, en colombia, la evaluación de los efectos de inductores químicos como el ácido salicílico (as) y bion 500 ec (novartis) no han dado resultados positivos en control del desarrollo de la enfermedad (durán et al., 2002) y el volumen de estudios publicados a este respecto es prácticamente nulo. alternaria solani a pesar de ser, en el mundo, un patógeno importante en el cultivo de tomate, a. solani no se ha presentado como una enfermedad limitante en el país. su control se realiza principalmente mediante rotaciones con cultivos como el maíz y las prácticas de labores agronómicas adecuadas. en cuanto a fungicidas se aconseja la utilización de productos químicos a base de clorotalonil, oxicloruro de cobre y mancozeb (barreto et al., 2002; ica, 1969), y en lo referente a los estudios de control genético de la enfermedad es muy poco lo que se conoce; únicamente en 1967, bulla reportó una aparente mayor susceptibilidad de la variedad castilla al ataque del patógeno y una menor reacción patogénica de las variedades margoble, chonto y manalucie, y por otro lado se reportan algunos estudios in vitro para encontrar clones de tomate chonto santa cruz resistentes a a. solana (girata et al., 1992). ralstonia solanacearum en colombia, se han reportado tres razas de r. solanacearum que están diferenciadas de acuerdo al rango de hospederos, y a pesar de que el tomate es un hospedero potencial de la bacteria, aún no se han reportado grandes pérdidas en producción por causa de esta patología. algunos estudios reportan líneas, variedades e híbridos con algún grado de resistencia a la enfermedad (flórez et al., 1967), pero en general, lo que más se recomienda es la práctica de un buen drenaje en la plantación y la eliminación inmediata de plantas que presenten síntomas durante el ciclo de cultivo, así como los tratamientos químicos con oxicloruro de cobre o hidróxido cuprico (barreto et al., 2002). uchuva la uchuva constituye una de las especies frutícolas más promisorias comercialmente debido a su amplio espectro de exportación y gran aceptación en el mercado internacional (angulo, 2000). la uchuva es clasificada dentro de las plantas “maleza” y, debido a que en colombia su establecimiento como cultivo es relativamente reciente, los estudios de las enfermedades del cultivo se han limitado al reporte de las patologías más comunes en las zonas de cultivo y a la publicación y promoción de cartillas informativas que permitan la identificación de las sintomatologías más importantes a las que se enfrentan los agricultores en la etapa de producción. según el reporte de zapata et al. (2002), para uchuva se han identificado patologías asociadas a alternaria sp. (mancha negra de las hojas) y ralstonia solanacearum (marchitez bacteriana). blanco (2000) reporta, en la sabana de bogotá, la incidencia de una enfermedad conocida como “secamiento descendente del ápice de la raíz”, ocasionada por la acción conjunta de cladosporium sp. y posiblemente a. alternata, que atacan frutos próximos a su madurez, cambiando la turgencia y calidad del fruto. finalmente, se encontró alta incidencia del patógeno p. infestans en cultivos de uchuva vecinos a cultivo de papa (vargas et al., 2007). lulo es una planta originaria de suramérica con un desarrollo importante en países como ecuador, colombia y perú (boletín semanal de la red del sector productivo del de324 agron. colomb. 25(2) 2007 partamento de casanare, 2005). comúnmente se conocen dos especies de esta fruta: s. quitoense, lulo con espinas caracterizado por un tamaño pequeño y menor peso, y s. septentrionale, el cual presenta espinas en ramas, tallo, peciolo y nervadura y tiene un tamaño un poco mayor. en colombia, se destaca la comercialización del lulo la selva, el cual fue el resultado del mejoramiento genético realizado por corpoica regional 4. los problemas fitosanitarios más limitantes en la producción son la antracnosis del fruto, ocasionada por colletotrichum gloeosporioides, los nemátodos del nudo radical meloidogyne javanica y m. incógnita y la pudrición blanca, ocasionada por sclerotinia sclerotiorum. también se han reportado enfermedades asociadas a phytophthora infestans y ralstonia solanacearum (zuluaga, s.f.). el control de las principales enfermedades de este cultivo se realiza mediante la aplicación de productos químicos y prácticas agronómicas adecuadas. no obstante, en regiones como antioquia, donde las condiciones de cultivo son propicias para el desarrollo de ciertos patógenos, se ha hecho necesario el trabajo de selección de variedades resistentes. actualmente en el centro de investigación la selva se realizan pruebas de tamizado para encontrar materiales de lulo resistentes al ataque de phytophthora infestans (zapata, josé luis, comunicación personal, 2006). tomate de árbol el cultivo de tomate de árbol representa el 5,3% de la producción frutícola nacional, y se constituye una de las actividades frutícolas más importantes, convirtiendo a colombia en primer exportador de esta fruta en el mundo (bernal et al., 2003). dentro de las enfermedades asociadas a su cultivo, la antracnosis del fruto, causada por colletotrichum gloeosporioides (penz.) penz & sacc y colletotrichum acutatum simmonds, es la enfermedad más importante debido a su amplia distribución y a la magnitud de las pérdidas que ocasiona (bernal et al., 2003). otras enfermedades asociadas son la mancha zonada (alternaria nees) y dormidera o marchitez del tomate de árbol, causada por ralstonia solanacearum (smith). ají y pimentón el género capsicum es originario de las regiones tropicales y subtropicales de suramérica. en colombia, el pimentón es una hortaliza que ha venido aumentando su popularidad por sus propiedades nutricionales, la buena rentabilidad y las amplias posibilidades de exportación (barreto et al., 2002). sin embargo se conoce muy poco sobre las enfermedades asociadas a su cultivo. algunos de los patógenos reportados asociados son: phytophthora capsici (quemazón), ralstonia solanacearum, alternaria tenuis, a. solani y a. capsici (podredumbre por alternaria) (zubieta et al., 1974), a. alternata (barreto et al., 2002), entre otros. tabaco debido a la altísima importancia en la calidad final de la hoja de tabaco, el control de las enfermedades de este cultivo siempre ha constituido un renglón fundamental en las investigaciones de los países productores de tabaco. algunas de las patologías más comunes reportadas a nivel mundial son: phytophthora parasitica var. nicotianae (pata prieta o black sank), alternaria alternata (mancha parda) y ralstonia solanaceaum (marchitez bacteriana) (georgia ipm, tobacco diseases, s.f.). en colombia, durante los años 1968 a 1970, el ica y la compañía colombiana de tabaco, en un proyecto conjunto, determinaron la presencia de la raza 0 de p. parasitica (ica, 1969) y lograron lanzamiento de la variedad de tabaco negro ica servita, con buenas características de calidad, producción y resistencia a la “pata prieta” (moreno et al., 1992). por otro lado, desde 1957, los productores de tabaco reportaron la existencia de la enfermedad conocida como “dormidera del tabaco” que ocasionaba pérdidas hasta del 30% en la cosecha. el ica y coltabaco identificaron que el agente asociado era la raza i de la bacteria r. solanacearum y se establecieron ensayos de evaluación en los que se encontraron cuatro variedades de tabaco que presentaron porcentajes de resistencia moderada cuando eran inoculados con la raza i de la bacteria (ica, 1969). estudios de diversidad genética usando marcadores fenotípicos, moleculares y enzimáticos en colombia phytophthora infestans este patógeno que se encuentra distribuido en todas las zonas productoras de papa del mundo. su carácter heterotálico determina que su reproducción sexual requiera dos tipos de apareamiento, a1 y a2. este patógeno, anteriormente incluido dentro de los hongos verdaderos, en la actualidad se encuentra más relacionado con algas no fotosintéticas, debido a la composición de su pared celular y producción de propágulos mótiles flagelados (agrios, 2006). las primeras migraciones del patógeno a partir de su centro de origen supuesto méxico, mostraron una reducida variabilidad genética que llevó a pensar que en esta migración solo estaba involucrado el tipo de apareamiento a1. sin 3252007 carreño, vargas, bernal y restrepo: problemas fitopatológicos en especies de la familia solanaceae... embargo, en una segunda migración se detectó la presencia de a2 con la posibilidad de convertir al patógeno en un organismo más complejo genéticamente y más resistente a las prácticas de control utilizadas (garcía, 1997). en colombia, los estudios sobre la composición de las poblaciones del patógeno, estuvieron enfocados en un principio a la identificación de las razas fisiológicas. sin embargo la urgencia de investigar más a fondo la estructura genética de las poblaciones colombianas de p. infestans promovió la realización de proyectos que evaluaran la variabilidad genética y patogénica del oomicete. razas fisiológicas desde 1949, se han llevado a cabo estudios sobre la reacción de las especies y variedades de la colección central colombiana de papa a diferentes aislamientos del patógeno p. infestans. los primeros experimentos fueron realizados por de rojas peña et al. (1953), quienes reportaron una amplia distribución de la raza a, la cual afecta solo a uno de los diferenciales empleados para la evaluación (s. tuberosum), y una muy poco frecuente y fragmentada distribución de la raza d que afecta dos de los diferenciales empleados para la evaluación (s. tuberosum y 2ly-13) y que parece estar relacionada con la raza a. estos resultados fueron confirmados por guzmán (1962, citado por mazo et al., 1995), quien encontró además el primer registro de la raza 3,4. actualmente se conocen 12 genes de resistencia (r) que permiten llevar a cabo la caracterización de las razas. teóricamente, tales genes pueden estar presentes en 4096 (1212) posibles combinaciones, incrementando la posibilidad de encontrar diferentes razas de p. infestans, igual al número de combinaciones anteriormente descritas (henfling, 1987, citado por mazo et al., 1995), de las cuales en colombia, han sido reportadas hasta 19 razas provenientes de poblaciones con una altísima complejidad patogénica (mazo et al., 1995; marín et al., 1998; gilchrist, 2001). tipo de apareamiento en colombia se han realizado monitoreos temporales de aislamientos colectados de papa y de otros hospederos para determinar el tipo de apareamiento presente. hasta el año 2004, los estudios realizados solamente han detectado la presencia del tipo de apareamiento a1, indicando que el oomicete se reproduce asexualmente, evitando el incremento de mayores proporciones en su variabilidad. sin embargo, la presencia del tipo de apareamiento a2 en otros países y en consecuencia, la reproducción sexual de este, permitió el desarrollo de razas nuevas, diferentes y más diversas que en colombia (mazo et al., 1995; gonzález, 1997; marín et al., 1998; gilchrist, 2001; león, 2004). aloenzimas para la caracterización de poblaciones de phytophthora infestans, se han identificado la glucosa-6-fosfato isomerasa (gpi) e.c. 5.3.1.9, la peptidasa (pep) e.c. 3.4.3.1, la enzima málica (me) e.c. 1.1.1.40, la manosa fosfato isomerasa (mpi) e.c. 5.3.1.8 y la xantina deshidrogenasa (xdh) e.c. 1.2.1.37, como enzimas con alto nivel de polimorfismo y factibilidad de resolución en geles de agarosa (fry et al., 1992 y koh et al., 1994, citados por gualtero, 1997) para la evaluación de poblaciones del patógeno. en colombia se han realizado caracterizaciones a partir del estudio de patrones aloenzimáticos, que han revelado poblaciones de origen clonal presentando genotipos 100/100 para análisis de la enzima glucosa-6-fosfato isomerasa (gpi), y genotipo 92/101 en el locus de peptidasa-1. el análisis de las enzimas alfa y beta estereasas han presentado en el gel bandas iguales para todos los aislamientos evaluados (castañeda et al., 1996; gualtero, 1997; morales et al., s.f.), indicando que con respecto a los patrones isoenzimáticos se presentan poblaciones no muy diversas y con las mismas características propias de las poblaciones evaluadas. sensibilidad al metalaxyl en 1981, navarro et al., reportaron la disminución de la efectividad del producto químico metalaxyl en las regiones productoras de papa de antioquia, lo cual incrementó la incidencia de la enfermedad en la zona. los estudios realizados hasta ahora revelan un aumento de poblaciones tolerantes al metalaxyl, tanto en el departamento de antioquia (rave et al., 1998; cortes, 1999) como en el altiplano cundiboyacense (gonzález, 1997; espitia, 2005). estudios moleculares las variables mitocondriales hasta ahora reportadas en el mundo para p. infestans son llamadas: ia, iia, ib y iib. en las poblaciones colombianas del patógeno sólo se ha reportado la ocurrencia del los haplotipos ii-a y i-b (jaramillo, 2003; gilchrist, 2001; león, 2004). perspectivas moleculares p. infestans es uno de los patógenos más estudiados y una de las metas ha sido la secuenciación completa de su genoma que consta de 237 mb. desde una perspectiva molecular, el conocimiento de esta secuencia reviste una gran importancia en el entendimiento de los procesos involucrados en la patogenicidad y puede convertirse en una valiosa fuente de información para identificar los genes que participen en la infección, determinar blancos químicos de ataque y entender más claramente la estructura poblacional y la evolución de este importante patógeno (ohio state university, s.f.). 326 agron. colomb. 25(2) 2007 por otro lado, para r. solanacearum en un proyecto conjunto entre el centre nacional de la recherche scientifique (cnrs), y el institut scientifique de recherche agronomique (inra), se logró secuenciar el genoma completo de la cepa gmi1000 de esta bacteria gram negativa. la información obtenida ha servido como modelo determinante en el conocimiento de los procesos moleculares de la patogenicidad de las bacterias, identificando varios genes involucrados en la infección, así como regiones y proteínas determinantes en la virulencia del patógeno (complete genome sequence of the plant pathogen bacterium…, 2002). conclusiones la investigación de las enfermedades en solanáceas causadas por lo géneros phythophthora, alternaria y ralstonia se ha centrado en el control de p. infestans en papa, que se constituye como el patógeno de mayor importancia en el cultivo de este tubérculo en nuestro país. los géneros alternaria y ralstonia, a pesar de ser patógenos potenciales de esta familia de plantas, no se han presentado como problemas de importancia en cuanto a producción y rendimiento. es importante subrayar que los reportes de los estudios se han efectuado en su mayoría a partir de trabajos docentes, tesis de grado, informes, publicaciones, cartillas y boletines. también se identifica un gran vacío en el estudio molecular de las enfermedades y en la investigación de enfermedades en frutas tropicales como la uchuva, el lulo y el tomate de árbol, que constituyen alternativas importantes para mejorar la exportación de productos agrícolas nacionales. literatura citada aguirre, v. 2003. evaluación de la cepa p11f12 de la rizobacteria pseudomonas sp. como inductora de resistencia sistémica para el control de phytophthora infestans en papa solanum tuberosum var. parda pastusa. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. agrios, g. 2006. plant pathology. 15th edition. elsevier academic press, california. aldana, j.f. 1989. respuesta de cultivos celulares de papa (solanum tuberosum l.) var. diacol-monserrate a diferentes agentes de presión de selección del hongo phytophthora infestans mont de bary. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. angulo, r.c. 2000. siembra, soporte, poda y fertilización. pp. 4149. en: flórez v.j., g. fischer y a.d. sora (eds.). producción, poscosecha y exportación de uchuva (physalis peruviana l.). unibiblos, universidad nacional de colombia, bogotá. barreto j.d, m.c. aguirre, a.m. caicedo, d. miranda, l.a echeverri y y.y. campos. 2002. manual: el cultivo del tomate tipo milano, pimentón, maíz dulce y fríjol en el sistema de siembra de camas plastificadas bajo las condiciones agroecológicas de la meseta de ibagué. editorial el poira, ibagué. bernal, j.a y c.a. díaz. 2003. tecnología para el cultivo del tomate de árbol. manual técnico 3. ecorregión andina centro de investigación la selva. rionegro, antioquia. blanco, j.o. 2000. manejo de enfermedades. pp. 57-65. en: flórez v.j., g. fischer y a.d. sora. 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con y sin reguladores de crecimiento. para proliferación de brotes se sembraron segmentos caulinares apicales en el medio de cultivo mencionado, con auxinas y citoquininas adicionadas individualmente o combinadas. además se evalúo el efecto de diferentes concentraciones de caseína hidrolizada y sacarosa. para enraizamiento se sembraron brotes en medio del cultivo con ácido 3-indol-butírico. la aclimatización de las plántulas –proceso que se inició en cuarto de incubación y finalizó en invernadero– se llevó a cabo en diferentes sustratos. el mayor porcentaje de embriones germinados (91%) se contabilizó en medio sin reguladores de crecimiento. en el medio de proliferación con ácido 3-indol-butírico 2,46 μm más 6-bencilaminopurina 0,044 μm se contabilizó la mayor cantidad de brotes de apariencia normal (5,96 brotes/explante). durante la fase de enraizamiento el porcentaje de brotes enraizados en medio con ácido 3-indol-butírico 0,49 μm, fue del 54,1%. después de 30 días de aclimatización, se constató la viabilidad del 60% de las plántulas transferidas a suelo de capote. the study developed a protocol for the micropropagation of espeletiopsis muiska, an endangered species of ecological, medicinal and industrial importance. sexual embryos were cultured in vitro in murashige and skoog (1962) complete and incomplete (reducing macrosalts by half) mediums, with and without growth regulators. initial proliferation was carried out by culturing apical stem segments in medium with individual and combined addition of auxins and cytokinins; also evaluating the effect of different concentrations of hydrolyzed casein and sucrose. rooting was promoted by growing the shoots in culture medium with 3-indole-butyric acid. plantlet acclimatization, which started in incubation room and finished in greenhouse, made use of different substrates. the highest percentage of germinated embryos (91%) was obtained in growth regulator free medium. the largest number of normal appearance shoots per explant (5.96) was observed in proliferation medium containing 2.46 μm 3-indole-butyric acid plus 0.044 μm 6-benzylaminopurine. during the root taking phase, the medium containing 0.49 μm 3-indole-butyric acid promoted a rooting percentage of 54.1%. after 30 days of acclimatization, 60% of the plantlets transferred to soil enriched with organic matter resulted viable. key words: cytokinins, auxins, sucrose, hydrolyzed casein, propagation. palabras clave: citoquininas, auxinas, sacarosa, caseína hidrolizada, propagación. fecha de recepción: 5 de febrero de 2009. aceptado para publicación: 6 de noviembre de 2009 1 laboratorio bioplasma, escuela de ciencias biológicas, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 2 autor de correspondencia. jocpach@gmail.com agronomía colombiana 27(3), 349-358, 2009 de procesos de condensación (van der hammen, 2002); sin embargo, dado que las áreas de páramo están siendo intervenidas y utilizadas para el establecimiento de cultivos, la mayoría de los frailejones se encuentran en alto riesgo de extinción (muñoz, 2002; calderón, 2004). hace diez años la población de individuos de e. muiska era de 350 en la reserva natural de la municipalidad de ranchería que colinda con paipa y sotaquirá. actualmente existen menos de 40, lo cual representa una disminución micropropagación de espeletiopsis muiska (cuatrecasas), frailejón del parque natural la ranchería – boyacá, colombia micropropagation of espeletiopsis muiska (cuatrecasas), ‘frailejon’ from rancheria natural park-boyaca, colombia leidy rache c.1 y josé pacheco m.1, 2 introducción espeletiopsis muiska, frailejón nativo de los páramos colombianos, se localiza en subpáramos, 2.800 a 3.200 msnm y páramos, 3.200 a 3.800 msnm, con temperaturas de 6 a 12°c y precipitaciones de 500 a 1.000 mm año-1 (cuatrecasas, 1976). los frailejones son importantes industrial y medicinalmente (correa y bernal, 1990) y esenciales en ecosistemas de páramo debido a la gran biodiversidad que albergan, artrópodos entre otros (van der hammen, 2002), y por contribuir a la regulación y al mantenimiento de fuentes hídricas mediante la captación de agua proveniente 350 agron. colomb. 27(3) 2009 de 90% debida a las actividades de pastoreo y cultivos agrícolas establecidos (posada, 2009). a pesar del riesgo de extinción, no se conocen estudios sobre la propagación de esta especie; algunos reportes abordan temas como: “un ácido labdanoico componente mayoritario en espeletiopsis muiska” (ramírez et al., 2000); “estudio químico de la espeletiopsis muiska (cuatr.) y evaluación de la actividad antimicrobiana” (ramírez et al., 2000) y “estudio preliminar del cariotipo y del ciclo celular en espeletiopsis muiska (cuatrec)” (rondón y pacheco, 2006). el objetivo de esta investigación fue establecer un protocolo de micropropagación como una alternativa para producción masiva de plántulas de e. muiska utilizables para repoblamiento de áreas de páramo intervenidas. materiales y métodos condiciones generales de cultivo el medio base utilizado fue ms (murashige y skoog, 1962) suplementado con (en mg l-1): ácido nicotínico 0,5; piridoxina 0,5; glicina 2,0; tiamina 0,1; sacarosa 30.000 y agar 6.500, ph de 5,8 ajustado con koh y/o hcl (0,5–1,0 n). los medios se autoclavaron durante 20 min, a 1.500 kpa y 121°c. los cultivos se mantuvieron en cuarto de incubación a 24±1°c, con iluminación continua (70-80 μmol m² s-1) suministrada por lámparas fluorescentes de 75 w. recolección y caracterización del material vegetal de partida en el parque natural la ranchería (paipa, boyacá, colombia), ubicado a 3.200 msnm, temperatura promedio de 11°c y humedad relativa de 67%, se localizaron cinco plantas adultas de espeletiopsis muiska; de cada planta se tomaron ocho a diez aquenios maduros (fig. 1a) y se transportaron en bolsas plásticas; posteriormente se realizó el conteo y la descripción de semillas. establecimiento in vitro de cultivos para la asepsia de semillas, en cámara de flujo laminar, las semillas se enjuagaron con agua destilada estéril más tween 20 (0,1% v/v) durante 5 min y luego se sumergieron consecutivamente en etanol (70%) durante 5 min y en naocl (5,25% p/v) al 2% (v/v) durante 10 min. finalmente, se enjuagaron cuatro veces consecutivas (2 min cada una) con agua destilada estéril. con ayuda de pinzas y bisturí, las semillas se escarificaron (fig. 1b) y los embriones obtenidos se cultivaron durante 30 d en los medios indicados en la tab. 1. una vez determinado el medio de cultivo y el regulador de crecimiento más adecuado para germinación de embriones, se cultivaron en ms con diferentes concentraciones de aib (0; 2,46; 4,9; 9,8; 14,7 y 24,6 μm). en cada tratamiento se cultivaron, en frascos de vidrio de 10 ml con alícuotas de 5 ml de medio, 30 embriones durante 30 d. tabla 1. medios de cultivo y reguladores de crecimiento ensayados para germinación de embriones de e. muiska. medio de cultivo reguladores de crecimiento concentración (μm) ms/2 ana 4,9 9,8 aib 4,9 9,8 sin reguladores ms ana 4,9 9,8 aib 4,9 9,8 sin reguladores ms/2, macroelementos a la mitad de su concentración original. proliferación de brotes axilares se utilizaron segmentos apicales de 1,0-1,5 cm de longitud (fig. 1d) tomados de las plántulas obtenidas en la etapa anterior (fig. 1c) y se cultivaron en recipientes de vidrio de 100 ml con alícuotas de 20 ml de medio. la proliferación de brotes comprendió dos fases: inducción y expresión (30 d cada una); la fase de expresión se realizó en medio sin reguladores. se realizaron tres ensayos de proliferación cultivando 30 segmentos apicales por tratamiento y repitiendo cada ensayo dos veces. los datos de cada ensayo se tomaron al finalizar la fase de expresión, cuantificándose número y longitud de brotes axilares desarrollados/ explante y, longitud y número de hojas del tallo principal (explante primario desarrollado). la longitud de brotes y tallo principal se midió sobre papel milimetrado estéril. ensayo 1 efecto de auxinas y citoquininas. para la fase de inducción, los segmentos caulinares se cultivaron en presencia de los reguladores indicados en la tab. 2. 3512009 rache c. y pacheco m.: micropropagación de espeletiopsis muiska (cuatrecasas), frailejón del parque natural la ranchería figura 1. micropropagación de espeletiopsis muiska. a, aquenio maduro con capítulos florales; b, semillas escarificadas; c, plántula en desarrollo; d, segmentos caulinares apicales; e, brotes axilares; f, plántula; g, plántula aclimatizada. brotes axilares desarrollados en medio suplementado con: h, aia; i, aib; j, ana; k, ba; l, kin; m, tdz; n, aib + tdz; o, aib + ba; p y q, brotes anormales desarrollados en medio suplementado con aib + 20 ó 40 g de sacarosa o con caseína hidrolizada. a b c d e f g h i j k l m n o p q 352 agron. colomb. 27(3) 2009 tabla 2. reguladores de crecimiento ensayados para inducción de brotes axilares de e. muiska. reguladores concentración (μm) aia 4,9 9,8 14,7 aib 4,9 9,8 14,7 ana 4,9 9,8 14,7 sin reguladores ba 0,44 4,44 8,87 kin 0,44 4,44 8,87 tdz 4,5.10-4 4,5.10-3 4,5.10-2 sin reguladores ensayo 2 efecto del aib combinado con ba o tdz. con base en los resultados obtenidos en el ensayo anterior, durante la fase de inducción los segmentos caulinares se cultivaron en presencia de las combinaciones de reguladores indicadas en la tab. 3. tabla 3. combinaciones de aib con ba o tdz ensayadas para inducción de brotes axilares de e. muiska. combinaciones concentración (μm) aib+ ba 0,49 + 0,044 aib + ba 2,46 + 0,044 aib+ tdz 0,49 + 4,5.10-2 aib+ tdz 2,46 + 4,5.10-2 ensayo 3 efecto de diferentes concentraciones de caseína hidrolizada y de sacarosa. los segmentos caulinares se cultivaron en medio suplementado con aib, caseína hidrolizada o sacarosa en las concentraciones indicadas en la tab. 4. enraizamiento de brotes brotes de longitud >2,0 cm, obtenidos en la etapa de proliferación (fig. 1e), fueron individualizados y cultivados en medio con aib (0; 4,9; 0,49 y 0,049 μm). se cultivaron 30 brotes por tratamiento y cada tratamiento se realizó por duplicado. después de 30 d de cultivo se cuantificó el número de brotes enraizados y el número de raíces/brote. tabla 4. concentraciones de caseína hidrolizada y sacarosa ensayadas para inducción y desarrollo de brotes axilares en e. muiska. inducción expresión aib 9,8 μm+sacarosa 30.000 mg l-1 sacarosa 30.000 mg l-1 aib 9,8 μm+sacarosa 20.000 mg l-1 sacarosa 20.000 mg l-1 aib 9,8 μm+sacarosa 40.000 mg l-1 sacarosa 40.000 mg l-1 aib 9,8 μm sin caseína hidrolizada sin caseína hidrolizada aib 9,8 μm+caseina hidrolizada 500 mg l-1 sin caseína hidrolizada caseína hidrolizada 500 mg l-1 aib 9,8 μm+caseina hidrolizada 1.000 mg l-1 sin caseína hidrolizada caseína hidrolizada 1.000 mg l-1 aclimatización de plántulas una vez extraídas las plántulas de los frascos, las raíces se enjuagaron con agua corriente para eliminarles el agar. posteriormente, las plántulas se transfirieron a vasos plásticos de 100 ml con los sustratos arena: tierra: cascarilla de arroz: tierra de capote (mantillo de bosque) en una proporsión 1:1:1:2; arena: tierra: cascarilla de arroz: tierra de capote (1:2:1:3) y tierra de capote. los vasos se colocaron en recipientes de vidrio de 50 x 30 x 10 cm cerrados con plástico extensible y se mantuvieron en cuarto de incubación (23°c y 97% de humedad relativa) durante 30 d, con riego por aspersión cada 8 d. posteriormente, se trasladaron a invernadero y, de forma progresiva, durante 15 d, se eliminó el plástico extensible. la aclimatización concluyó a 75-85% de humedad relativa, temperatura media diurna 18°c y nocturna 12°c. en invernadero las plántulas se regaron por nebulización durante 6 s cada 24 h. en cada uno de los sustratos utilizados se sembraron 20 plántulas, el ensayo se realizó dos veces y se cuantificó el porcentaje de plántulas viables. análisis estadístico los datos de número y longitud de brotes axilares desarrollados y longitud y número de hojas del tallo principal fueron analizados mediante anava, con un nivel de confiabilidad de 95%. para los factores que resultaron estadísticamente significativos se realizó la prueba lsd. 3532009 rache c. y pacheco m.: micropropagación de espeletiopsis muiska (cuatrecasas), frailejón del parque natural la ranchería los datos fueron procesados con el paquete estadístico statgraphic versión 2.0. resultados y discusión caracterización del material vegetal de partida las semillas presentaron forma espatulada, testa delgada y 4 a 5 mm de longitud. el embrión está recubierto por dos envolturas y su eje embrionario está entre los dos cotiledones. como resultado de la observación de 500 semillas se encontró que 56% tenía embrión, 35% no tenía embrión y 9% estaba infestado con larvas de himenópteros. establecimiento in vitro de cultivos la asepsia de semillas con naocl durante 10 min fue efectiva para eliminar los contaminantes superficiales y permitió la germinación de los embriones. después de 30 d los embriones cultivados en ms y ms/2 suplementados con ana, así como los embriones cultivados en ms/2 sin reguladores de crecimiento no germinaron, mientras que 85% de los embriones cultivados en ms sin reguladores de crecimiento y 74% de los cultivados con aib germinaron y desarrollaron el eje embrionario. con respecto a germinación in vitro de embriones, george (1996) indica que muchos compuestos de los medios de cultivo, así como los suplementos hormonales, pueden afectar de varias maneras los procesos morfogenéticos de crecimiento y desarrollo. además, cuando los explantes son cultivados en medios con bajas concentraciones de sales minerales, se pueden producir alteraciones metabólicas que, a su vez, pueden retrasar e incluso interrumpir los procesos de crecimiento y desarrollo. teniendo en cuenta el desarrollo de los embriones cultivados en ms, se evidenció que el medio proporcionó los requerimientos necesarios para el desarrollo progresivo normal de los embriones hasta la formación de plántulas; cabe señalar que la alta concentración de sacarosa que contiene el ms actúa no solo como fuente de energía sino que mantiene la osmolaridad del medio, factor de gran importancia en el cultivo de embriones (montoya, 1991). después de 30 d de cultivo en ms suplementado con aib (2,46-24,6 μm) se cuantificó 72-83% de embriones germinados; sin embargo, el mayor porcentaje de germinación, 91%, se cuantificó en ms sin reguladores de crecimiento. proliferación de brotes axilares ensayo 1 en presencia de auxinas y citoquininas. comparando la producción de brotes/por explante en medio sin reguladores de crecimiento (testigo) con la producción en medios suplementados con auxinas (fig. 1 h, i, j), la mayor cantidad (5,7) se cuantificó (tab. 5) en presencia de 14,7 μm aib, mientras que en presencia de ana se cuantificó la producción más baja. los datos sobre longitud de brotes axilares desarrollados presentaron diferencias significativas, observándose que en presencia de 14,7 μm de aib los brotes fueron de mayor longitud promedio (2,13 cm), mientras que en presencia de ana (9,8 y 14,7 μm) los brotes fueron de menor longitud con respecto a los producidos y desarrollados en presencia de aib, aia y en ms sin reguladores. meyer y staden (1991) también estudiaron el efecto del aib en aloe barbadensis y obtuvieron resultados similares a los de este ensayo, mayor cantidad de yemas axilares en desarrollo en medio con aib, seguido del medio suplementado con aia y, en menor cantidad, en medio con ana. durante la fase de proliferación todos los explantes cultivados desarrollaron un tallo principal, observándose que la mayor longitud promedio (2,88 cm) la presentaron los explantes cultivados en presencia de 14,7 μm de aib. con respecto al efecto de las auxinas sobre el número de hojas desarrolladas, la mayor cantidad de hojas/explante se cuantificó en los brotes cultivados en ms sin auxinas. además, la longitud de brotes, número de hojas y longitud del tallo principal fueron semejantes en presencia de las diferentes concentraciones de aia, mientras que el aumento de la concentración del aib mostró un efecto positivo y progresivo sobre dichos parámetros. estos resultados pueden ser explicados en razón de que las auxinas no solo tienen capacidad para inducir agrandamiento y alargamiento celular, sino que, además, se ha encontrado que promueven división celular en tejidos cultivados in vitro (krikorian, 1991). en este ensayo de proliferación se observó que de las auxinas ensayadas, ana fue la menos efectiva, cuantificándose una disminución progresiva y significativa tanto en el número y la longitud de brotes axilares como en el número de hojas y la longitud del tallo principal a medida que aumentó la concentración (tab. 5). andrade et al. (1999) en lavandula vera, observaron una reducción significativa en el número de brotes desarrollados por explante al suplementar con ana el medio de proliferación. los datos de proliferación de brotes en presencia de citoquininas (tab. 6, fig. 1 k, l, m) indicaron que la mayor producción de brotes en desarrollo/explante, se produjo con 0,44 μm de ba; en contraste, el más bajo se cuantificó en el medio sin reguladores (tab. 6). con respecto a longitud de brotes axilares desarrollados, los resultados de los diferentes tratamientos presentaron 354 agron. colomb. 27(3) 2009 diferencias estadísticamente significativas, cuantificándose la más alta, en los explantes cultivados con 0,44 μm de ba. la mayor cantidad de hojas por tallo, se encontró en presencia de 8,87 μm de ba, mientras que la menor cantidad se cuantificó en presencia de 4,5.10-4 μm de tdz. el tallo principal presentó mayor longitud, 1,83 cm, en presencia de 0,44 μm de ba y 4,5.10-2 μm de tdz (tab. 6). los datos registrados en este ensayo indican que en los medios de cultivo con 0,44 μm de ba se obtuvieron los mayores promedios de brotes axilares, longitud de brotes y número de hojas; hossain et al., 2008, obtuvieron 30 a 50 tallos por explante de stevia en medio con ba. en los medios con tdz la apariencia de los brotes fue anormal, presentando tallos y hojas notoriamente alargadas. también se evidenció que el ba fue la citoquinina más efectiva para inducir desarrollo de brotes axilares. observando, en orden secuencial, la efectividad de las citoquininas sobre la formación de brotes, los resultados concuerdan en parte con el orden de eficacia citado por sujatha y ranjitha (2007) en artemisia vulgaris: ba>kn>zeatina>adenina. además, se observó un efecto negativo del tdz sobre el desarrollo de brotes de e. muiska. comparando los resultados obtenidos en los diferentes tratamientos de este ensayo, se observó que en los cultivos de proliferación de brotes en ms con auxinas o citoquininas (tab. 5 y 6), mientras el aib favoreció más la tabla 5. efecto del aia, aib y ana sobre la inducción y el desarrollo de brotes axilares de e. muiska. reguladores (μm) brotes tallo principal no. longitud (cm) no. hojas longitud (cm) aia 4,9 5,17±2,98 c 1,28±0,61 b 11,50±3,70 bcd 2,31±0,64 bc aia 9,8 5,00±2,61 c 1,39±0,63 b 12,13±3,54 cd 2,42±0,46 bc aia 14,7 3,97±1,79 b 1,26±0,61 b 12,20±4,07 cde 2,12±0,72 b aib 4,9 3,93±2,23 b 1,84±0,99 c 12,40±2,88 de 2,32±0,74 bc aib 9,8 5,59±2,06 c 1,75±1,04 c 12,59±3,48 de 2,46±0,81 c aib 14,7 5,70±2,55 c 2,13±1,13 d 12,97±2,89 de 2,88±0,87 d ana 4,9 3,00±1,19 b 1,46±0,74 b 10,48±2,69 bc 2,30±0,82 bc ana 9,8 0,56±0,86 a 0,52±0,32 a 10,40±3,35 b 1,03±0,49 a ana 14,7 1,13±0,97 a 0,50±0,24 a 8,54±3,17 a 1,17±0,42 a sin reguladores 3,57±1,69 b 1,36±0,58 b 13,87±3,34 e 2,14±0,48 bc promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba lsd (p tabla 6. efecto del ba, kin y tdz sobre la inducción y el desarrollo de brotes axilares de e. muiska. reguladores (μm) brotes tallo principal no. longitud (cm) no. hojas longitud (cm) ba 0,44 7,90±3,14 e 1,45±0,48 d 16,4±5,73 c 1,83±0,58 c ba 4,44 5,50±1,87 bcd 1,42±0,42 d 19,17±7,88 d 1,62±0,42 abc ba 8,87 6,20±2,33 cd 1,15±0,38 bc 22,68±6,41 e 1,60±0,46 abc kin 0,44 4,96±1,87 b 1,16±0,41 bc 12,30±3,92 b 1,77±0,41 bc kin 4,44 7,52±2,51 e 1,14±0,44 bc 12,52±3,60 b 1,53±0,49 ab kin 8,87 5,20±1,98 bcd 0,94±0,34 a 11,55±2,87 ab 1,50±0,42 a tdz 4,5.10-4 5,10±1,97 bc 0,91±0,32 a 9,80±2,95 a 1,63±0,41 abc tdz 4,5.10-3 5,43±2,03 bcd 1,09±0,50 b 9,93±2,07 a 1,75±0,45 bc tdz 4,5.10-2 6,27±2,27 d 1,12±0,37 b 11,33±2,74 ab 1,83±0,44 c sin reguladores 3,70±1,35 a 1,24±0,51 c 10,40±2,37 ab 1,49±0,46 a promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba lsd (p 3552009 rache c. y pacheco m.: micropropagación de espeletiopsis muiska (cuatrecasas), frailejón del parque natural la ranchería elongación, el ba estimuló más la proliferación de brotes. además, en presencia de ba se cuantificó la mayor cantidad de hojas/tallo principal, 22,68, mientras que en el ensayo con auxinas, el mayor número se cuantificó en el testigo (medio sin reguladores de crecimiento) 13,87. con base en estas comparaciones se infirió que una apropiada combinación de auxina con citoquinina favorecería una adecuada elongación y un aumento del número de brotes desarrollados. respecto a esta inferencia, sotolongo et al. (2003) sugieren la utilización de auxinas con el fin de superar y reducir los efectos residuales de las citoquininas favoreciendo la elongación de los brotes. ensayo 2 efecto del aib combinado con ba o tdz (fig. 1 n, o). los datos registrados para número de hojas, longitud del tallo principal y longitud de brotes desarrollados (tab. 7) no mostraron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos realizados. mientras que para número de brotes/explante se observaron diferencias significativas, cuantificándose el mayor número de brotes/explante (6,93) en presencia de 2,46 μm de aib y 4,5.10-2 μm de tdz, pero estos brotes presentaron hojas anormalmente alargadas. aunque en presencia de 2,46 μm de aib y 0,044 μm de ba se cuantificó 5,96 brotes/explante, los brotes presentaron apariencia normal y adecuada para ser transferidos a medio de enraizamiento y posterior aclimatización. estos resultados corroboran el efecto positivo de la combinación auxina-citoquinina sobre la multiplicación celular indicado por suárez et al. (2006) y la importancia de establecer balances adecuados auxina/citoquinina para elevar las tasas de proliferación (brucato et al., 2006). ensayo 3 efecto de la sacarosa y la caseína hidrolizada. en los tratamientos con sacarosa y caseína hidrolizada, la longitud y el número de hojas del tallo principal no presentaron diferencias estadísticas significativas. sin embargo, la longitud de brotes desarrollados en los tratamientos con sacarosa o caseína hidrolizada mostraron diferencias estadísticamente significativas, cuantificándose los valores medios más elevados, 1,83 y 2,13 cm de longitud de brotes en los segmentos caulinares cultivados en ms suplementado con 30.000 mg l-1 de sacarosa o en ms sin caseína hidrolizada. en general, el promedio de brotes por explante en los diferentes tratamientos de este ensayo fue alto, 5,26 a 7,22 (tab. 8); sin embargo, al aumentar o disminuir la concentración de sacarosa o al utilizar caseína hidrolizada en los medios de proliferación, los brotes desarrollados presentaron apariencia anormal, con tallos delgados muy ramificados y con hojas deformes muy alargadas (fig. 1p, q). cabe recordar que los carbohidratos sirven como fuente de carbono o energía para el metabolismo de las plantas cultivadas in vitro y actúan como agentes que modifican las condiciones osmóticas (gemas y bessa, 2006). además, aunque la caseína hidrolizada ha sido utilizada para aumentar el crecimiento y la proliferación, en este ensayo se observó un efecto negativo sobre la proliferación de brotes. además de los resultados descritos anteriormente, en los cultivos realizados en los diferentes ensayos de proliferación también se observó: — un mayor porcentaje de explantes necróticos se cuantificó a medida que aumentó la concentración de aib y ana, 2,4 a 16,9 y 4,8 a 24,05, respectivamente (datos no mostrados). los menores porcentajes de explantes necróticos 7,0 y 8,3; 2,4, 2,5 y 4,1, se cuantificaron cuando los explantes se estimularon con 0,44 y 4,44 μm de kin, con sacarosa a diferentes concentraciones y cuando los explantes fueron estimulados en presencia de caseína hidrolizada. en los demás tratamientos no se presentó necrosis de tejidos. — al estimular segmentos caulinares apicales con aia se cuantificaron bajos porcentajes de explantes con callo basal, 4,9 a 9,8% y de brotes hiperhidratados 3,35 a 10,00%. al estimular con aib, el porcentaje de explantes con callo basal aumentó, 30,9 a 71,5%, y se cuantificaron, en general, porcentajes similares de explantes hiperhidratados, 13,8; a 16,9, mientras que tabla 7. efecto del aib combinado con ba o tdz sobre la proliferación de brotes axilares de e. muiska. reguladores (μm) brotes tallo principal no. longitud (cm) no. hojas longitud (cm) aib 0,49 + ba 0,044 5,4±1,52 a 1,6±0,55 10,83±2,49 20,07±0,62 aib 2,46 + ba 0,044 5,96±1,79 a 1,65±0,55 11,8±3,64 2,17±0,67 aib 0,49 + tdz 4,5.10-2 5,13±1,81 a 1,59±0,49 12,36±3,31 2,06±0,58 aib 2,46 + tdz 4,5.10-2 6,93±2,30 b 1,56±0,48 11,73±3,18 2,14±0,57 ns ns ns ns, no significativo. promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba lsd (p 356 agron. colomb. 27(3) 2009 al estimular con ana, 92,8 a 100% de los explantes formaron callo compacto y de color marrón (fig. 2). todos los explantes que formaron callo posteriormente murieron. al igual que en este ensayo, el ana estimuló el crecimiento de callo en stevia rebaudiana (bondarev et al., 1997). — en general, más de 50% de los explantes formó callo basal en presencia de las combinaciones aib-ba o aib-tdz, sacarosa a diferentes concentraciones y caseína hidrolizada, excepto el tratamiento 23 (aib 0,49 μm más tdz 0,0045 μm) en el cual 40,8% de los explantes desarrollaron callo. el número de explantes hiperhidratados fue mayor cuando se cultivaron en ms con aib-ba que cuando se cultivaron con aib-tdz. al aumentar o disminuir la concentración de sacarosa y al incrementar la de caseína hidrolizada aumentaron los porcentajes de explantes hiperhidratados (fig. 2). enraizamiento después de 30 d de cultivo en medio de enraizamiento, se observó que a medida que se incrementó la concentración de aib, también aumentó el porcentaje de brotes enraizados y la media de raíces por explante, mientras que en estudios realizados por suárez et al. (2006) en stevia rebaudiana, a medida que se aumentó la concentración de aib en el medio de cultivo la formación de raíces disminuyó; sin embargo, en otros estudios con stevia (debnath, 2008 y hossain et al., 2008), el mayor número, 2 a 8, de raíces/ explante se registró en presencia de 1,0; 1,5 y 2,0 mg l-1 de aib. en este ensayo, aunque en presencia de 4,9 μm de aib se cuantificó el mayor porcentaje, 70%, de brotes enraizados y el mayor promedio, 6,5, de raíces por explante (tab. 9), el aib también indujo formación y desarrollo de brotes en la base del explante, dificultando la aclimatización de estas plántulas. de otro lado, aunque en el medio con 0,49 μm de aib se cuantificó 54,17% brotes enraizados y 4,7 raíces/ explante (tab. 9, fig. 1f), la inducción y el desarrollo de brotes axilares en la base del explante disminuyó, pero el porcentaje de plántulas viables en la fase de aclimatización aumentó. tabla 9. efecto del aib sobre el desarrollo radical de brotes de e. muiska. concentración (μm) explantes enraizados (%) raíces por explante sin reguladores 21,43 3,2 aib 4,90 70,00 6,5 aib 0,49 54,17 4,7 aib 0,049 42,31 2,5 aclimatización después de 90 d de aclimatización, el mayor porcentaje, 60%, de plántulas viables se cuantificó en el sustrato tierra de capote (fig. 1g), observándose que la textura y estructura de este sustrato favorecen el desarrollo caulinar y radical de las plántulas. teniendo en cuenta que la tierra de capote presenta alta porosidad, elevada retención de agua, buena aireación, ph bajo y textura fina (valencia y ramírez, 1993), se convierte en un sustrato apropiado para la aclimatización de e. muiska. el control inicial de temperatura, humedad e iluminación fue imprescindible durante la primera etapa de aclimatización, observándose que las plántulas transferidas directamente del cuarto de cultivo a condiciones de invernadero no fueron viables (resultados no mostrados). tabla 8. efecto de la sacarosa y la caseína hidrolizada sobre la proliferación de brotes axilares de e. muiska. inducción (mg l-1) expresión brotes tallo principal no. longitud (cm) no. hojas longitud (cm) aib 9,8 μm+sa 30.000 sa 30.000 5,4±2,06 a 1,83±0,78 b 11±2,46 2,21±0,85 aib 9,8 μm+sa 20.000 sa 20.000 6,76±2,54 b 1,51±0,49 a 11,73±3,51 2,02±0,53 aib 9,8 μm+sa 40.000 sa 40.000 5,43±2,16 a 1,63±0,69 a 10,93±3,05 2,11±0,59 aib 9,8 μm+sch sch 6,2±2,06 ab 2,13±0,92 c 11,96±2,68 2,36±0,85 aib 9,8 μm+ch 500 sch 5,47±1,77 a 2,01±0,75 bc 10,15±3,35 2,04±0,81 ch 500 5,38±2,06 a 1,86±0,77 b 10,05±3,61 1,98±0,73 aib 9,8 μm+ch 1.000 sch 5,26±1,94 a 1,32±0,57 a 10,94±3,64 1,84±0,77 ch1.000 7,22±2,67 b 1,51±0,79 a 9,77±2,92 2,03±0,84 ns ns sa, sacarosa; sch, sin caseína hidrolizada; ch, caseína hidrolizada. promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencia significativa según la prueba lsd (p ns, no significativo. 3572009 rache c. y pacheco m.: micropropagación de espeletiopsis muiska (cuatrecasas), frailejón del parque natural la ranchería conclusiones a través de los ensayos realizados se estableció un protocolo de micropropagación de espeletiopsis muiska que permite la producción masiva de plántulas utilizables para repoblamiento de áreas de páramo intervenidas. el protocolo de micropropagación de e. muiska más adecuado comprende: germinación de embriones en ms sin reguladores de crecimiento; proliferación de brotes axilares en medio con 2,46 μm de aib más 0,044 μm de ba; enraizamiento de brotes en medio con 0,49 μm de aib y aclimatización de plántulas en condiciones controladas utilizando como sustrato suelo de capote. agradecimientos los autores agradecen al instituto colombiano para el desarrollo de la ciencia y la tecnología “francisco josé de caldas” (colciencias) y a la dirección de investigaciones de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja, el apoyo económico para el desarrollo del trabajo, así como a los integrantes del grupo de investigación bioplasma, uptc, por su valiosa colaboración. literatura citada andrade, l.b., s. echeverrygaray, f. fracaro, g.f. pauletti y l. rota. 1999. the effect of growth regulators on shoot propagation and rooting of common lavender (lavandula vera dc). plant cell tiss. org. cult. 56(2), 79-83. barcelló, j., g. nicolás, b. sabater y r. sánchez. 1993. fisiología vegetal. 6a ed. ediciones pirámide, madrid. brucato, g., m. graziella, i.e. trujillo d. y m. oropeza c. 2006. micropropagación de lepidium virginicum l. a partir de microesquejes. agron. trop. 56(4), 651-656. calderón s., e. 2004. lista preliminar de plantas fanerógamas: familia asteraceae (=compositae). en: instituto humboldt, http://www.humboldt.org.co/conservacion/asteraceae.html; 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aarfrias@gmail.com agronomía colombiana 29(3), 473-480, 2011 silicon and plant diseases. a review el silicio y las enfermedades de las plantas. una revisión alicia romero1, 4, fernando munévar2, and gerardo cayón3 abstract resumen disease is one of the main limitations on the amount and quality of crop production, by reducing the availability, absorption, distribution and use of nutrients by the plant. silicon (si) is one of the most abundant elements in the lithosphere and most soils have considerable amounts. although not considered an essential nutrient for most plants, a lot of evidence shows the beneficial effects of nutrition with si on growth, development and health of crops. many studies have suggested that si activates the defense mechanisms of plants, but the exact nature of the interaction between this element and the biochemical pathways that direct resistance still remains unclear. this article presents a review of the relationship between mineral nutrition and disease development and discusses the beneficial effects of silicon in crops, its mobility in soil, the process of assimilation through the roots and its influence on tolerance to fungal diseases. las enfermedades constituyen una de las principales limitaciones de la cantidad y calidad de la producción de los cultivos porque reducen la disponibilidad de los nutrientes, su absorción, distribución y utilización por la planta. el silicio (si) es uno de los elementos más abundantes en la litosfera y la mayoría de los suelos presentan cantidades considerables de este elemento. aunque el si no se considera un nutriente esencial para la mayoría de las plantas, muchas evidencias demuestran los efectos benéficos de la nutrición con si sobre el crecimiento, desarrollo y estado sanitario de los cultivos. muchos estudios han sugerido que el si activa los mecanismos de defensa de la planta, pero la naturaleza exacta de la interacción entre este elemento y las vías bioquímicas que dirigen la resistencia permanece aún sin esclarecer. en este artículo se presenta una revisión sobre las relaciones entre la nutrición mineral y el desarrollo de las enfermedades y se discuten los efectos benéficos del silicio en los cultivos, su movilidad en el suelo, el proceso de asimilación a través de las raíces y su influencia en la tolerancia a enfermedades causadas por hongos. key words: mineral nutrition, plant diseases, beneficial elements. palabras clave: nutrición mineral, enfermedades de plantas, elementos benéficos. introduction mineral nutrition influences the growth and production of crops and causes changes in the pattern of growth, morphology and anatomy, and particularly the chemical composition of the plants. it has been established that mineral nutrients may increase or decrease the tolerance of plants to pathogens and pests, and are considered important factors in controlling diseases (huber and graham, 1999; marschner, 2002) and form part of the chemical environment of the soil-plant system, and their management is of potential usefulness in plant control (munévar, 2004). in fact, the severity of the majority of plant diseases can be reduced by improved mineral nutrition management. this can be achieved by modifying the availability of particular nutrients or improving the efficiency of absorption and utilization by the plant (huber, 1997; hodson et al., 2005). the supply of nutrients through fertilization or modification of the soil environment influences the availability of nutrients, and constitutes a form of plant disease control and is an integral component of agricultural production (huber and graham, 1999). many farming practices such as crop rotation, application of organic amendments, adjusting the ph of soil, weed control and maintenance of irrigation often influence disease through interactions with mineral nutrients. these practices directly supply nutrients or increase availability to plants through the alteration of soil biological activity (huber, 1997; solomon et al., 2003; turner, 2003; hodson et al., 2005; huber and haneklaus, 2007). however, the mechanisms by which nutrition induces changes in the development of diseases are complex and diverse and include effects of mineral 474 agron. colomb. 29(3) 2011 nutrients directly on pathogens and development of the plant and its mechanisms of resistance (munévar, 2004; walters and bingham, 2007). interactions between nutrition and plant diseases are very complex with dynamics and results that depend on many factors including plant species, growth stage and biotic and abiotic factors. the level of severity of most diseases can be reduced through proper management of nutrients. this article analyzes and discusses the latest information on the relationship of silicon with some plant diseases. silicon (si) according to the classical definition of essentiality (arnon and stout, 1939), si has not been identified as an essential nutrient for plants, but some authors (epstein, 1994; ma and takahashi, 2002; ma and yamaji, 2008; datnofft et al., 2007; pilon-smits et al., 2009) have extensively documented the beneficial or favorable effects of si nutrition on growth, development and health status of plants. si has been identified as a bioactive and beneficial element in some species (richmond and sussman, 2003) to the point that its potential benefits on growth and behavior of some species have been extensively reviewed (epstein, 1994). these favorable effects include increased growth and production, improvements in some morphological characteristics (height, root penetration into the soil, exposure of leaves to light, resistance to lodging), reduced transpiration and resistance to stress, resistance to salinity and toxic metal toxicity, effects on enzyme activity and increased resistance to pathogens. although some of these properties are probably derived from the setting of amorphous silica deposits (sio2·nh2o), others may be considered as a consequence of the bioactivity of monosilicic acid (fauteux et al., 2005). the positive effects produced by si in plants have been attributed to: 1) reduction of water loss by cuticular transpiration caused by the formation of deposits of si beneath the cuticle, 2) decreased apoplastic flow and reduced absorption of toxic minerals due to the formation of deposits of si on the root, and 3) increased stiffness and strength of plant cell wall (ma and yamaji, 2006; ma and yamaji, 2008). below are some general aspects of si in soil and plants, their effect on disease control in some crops and mechanisms of action through which the resistance of plants is possibly mediated by this element. si in the soil si is the second most abundant element in soil and is approximately 28% of the earth’s crust. si available in the soil for plants is in the form of monosilicic acid, si(oh)4 (sommer et al., 2006; currie and perry, 2007). monosilicic acid is found in soils in concentrations between 0.1 and 0.6 mm (mckeague and cline, 1963; savant et al., 1997a; savant et al., 1997b) as monosilicic acid [si(oh)4] or its ionized form, si(oh)3o-, which predominates at ph values greater than 9.0. si is also found in silicate minerals and may be adsorbed or precipitated with oxides of al, fe and mn. monosilicic acid concentration in the soil solution, available to the roots, is affected by its dissolution from soil minerals (crystalline and amorphous), adsorption on or desorption from the oxides and hydroxides of al, mn, fe and its dissociation from the polymer of si(oh)4 (mckeague and cline, 1963). some plants, like microorganisms, have mechanisms to remove the insoluble forms of si from the ground, like producing acidity on the surface of their roots or chelating agents to release rhizosphere, processes that increase the concentration of monosilicic acid in the soil solution (winslow, 1995). mckeague and cline (1963) reported that the concentration of si in the soil solution is controlled by a ph dependent reaction by which the sesquioxides, especially aluminum oxide, adsorbed monosilicic acid. aluminum sesquioxide is recognized as adsorbing monosilicic acid in the soil at levels which can increase with increasing ph (jones and handreck, 1967). the concentration of sesquioxides of fe and al in soil is positively correlated with the adsorption of si. there is also evidence that the si can be released from the complex fe-si present in the soil (jones and handreck, 1967). reifenberg and buckwold (1954) showed that phosphorus (p) on the ground, as orthophosphates, affects the release of si in the soil solution, thus increasing the amount of kaolinite and phosphate added to seven different types of soil obtained large amounts of si in the soil extracts. the authors suggested that si and p compete for binding sites on clay and, as p is absorbed, si is released into the solution. despite the abundance of soluble si in most of the world’s mineral soils, its deficiency may occur as a consequence of depletion of this element due to continuous cultivation of crops which require high amounts of si, as in the case of rice. this crop can absorb between 230 and 470 kg ha-1 of si and, given the intensity with which it is grown, si is removed from the soil more rapidly than can be naturally replaced (savant et al., 1997a; savant et al., 1997b). si deficiency occurs most often in oxisols and ultisols, which are cultivated with rice in asia, africa and latin america. in regions with high rainfall, where these two soil types occur, different processes can occur such as filtration and 475romero, munévar, and cayón: silicon and plant diseases. a review desilification (savant et al., 1997a; savant et al., 1997b; datnofft et al., 2007). histosols also have lower amounts of si available to plants due to its high content of organic matter (80%) and low mineral content, while entisols has a high content of quartz (sio2) in the sand, but the si is just slightly soluble and unavailable to plants (datnofft et al., 2007). si in plants like many macronutrients, the concentration of si in plants varies between 0.1 and 10% by weight on a dry basis. plants that have lower si contents are structurally weaker and more prone to abnormal growth, development and reproduction (epstein, 1994; epstein, 1999). the presence of si in the plant is the result of its absorption from the soil in a soluble form such as monosilicic acid, also called orthosilicic acid si(oh)4, and its controlled polymerization in a final location, but the ability of the plants to accumulate si varies widely between species. a high accumulation of si in monocots has been determined, as well as that the different parts of the same plant can have large differences in the accumulation of si (currie and perry, 2007). si absorbed by diffusion and absorption of the roots is induced by perspiration by the mass flow process. the species of the family poaceae (grasses) accumulate si at levels commensurate with their rate of transpiration (jones and handreck, 1967). when si is absorbed by the plant in the form of phytoliths or silica bodies (sio2·nh2o) which occupy spaces between the root (apoplast of the cortex) and the cell walls of some of the cells of the plant, for example those of leaves (yoshida et al., 1962a; prychid et al., 2004; currie and perry, 2007; datnofft et al., 2007), it accumulates in a higher amount in mature leaves than in young ones (ma et al., 1989; ma and takahashi, 2002). some studies indicate that in rice, most of the accumulated si deposits in the leaves (chen, 1990; epstein, 1999) and once it is deposited, it is immobilized and is not redistributed to the growing tissues due to low mobility in the phloem (datnofft et al., 2007). the silica particles grow to a size of about 1 to 3 nm and are negatively charged such that they can interact with the local environment of the cell walls of plants. it has been suggested that the nucleation and growth of these structures are under the control of specific proteins (harrison, 1996; perry and tucker, 2000) and that a fraction of si form bonds with proteins, phenolic compounds (lignin, condensed polyphenols) , lipids and polysaccharides (cellulose) (kolesnikov and gins, 2001). although it has been established that si interacts with cell wall components (pilon-smiths et al., 2009), the nature of this association is not yet completely understood (perry and lu, 1992; currie and perry, 2007). it has been found that several factors affect the condensation processes of silica, among which are included silicic acid concentration, temperature, ph and the presence of other ions, small molecules and polymers (fauteux et al., 2005; currie and perry, 2007). plants are considered accumulators of si at concentrations greater than 1% of dry weight (epstein, 1999). dicots, such as tomatoes and soybeans, with a percentage less than 0.1% in their biomass accumulate less si compared to the grass monocots such as corn, oats, rye and wheat, which contain about 1% of si in their biomass, while some aquatic species have contents exceeding 5% (jones and handreck, 1967; epstein, 1999; datnofft et al., 2007). plant species belonging to the families poaceae and cyperaceae absorb si at concentration levels equal to or greater than some of the essential nutrients like n and k (savant et al., 1997b). the si/ca ratio is another criterion used to determine whether a plant species is classified as a si accumulator (takahashi et al., 1990; datnofft et al., 2007). si in controlling fungal diseases probably the first researcher to suggest that si was involved in rice’s resistance to attack by the fungus magnaporthe grisea was onodera (1917), who showed the results of a comparative study of the chemical composition of rice plants from 13 different regions in western japan, where infected plants always had lower concentrations of si than healthy ones despite having grown under the same conditions. these results do not necessarily indicate that the incidence of disease was reduced by the concentration of si or plants with lower concentrations were more susceptible but showed that there could be a relationship between concentrations of si and the susceptibility of the rice plant to disease. this study began a series of investigations into the possible relationship between si and diseases of rice in japan. then, kawashima (1927) showed that, under controlled conditions, the application of si to rice plants increased resistance to attack by the fungus m. grisea and that this increase in resistance was higher as the concentration of si applied in the soil increased. the effects of si on the reduction in the incidence and severity of plant diseases have been widely reported (fauteux et al., 2005). the favorable effect of si in the control of fungal diseases of monocots, mainly rice and other grasses, has been documented since the 60s (jones and handreck, 1967). the way in which si is able to exert its 476 agron. colomb. 29(3) 2011 protective effect has not yet been fully understood and so far, functions including physical and biochemical protection systems have been proposed (currie and perry, 2007). tab. 1 shows some references which reported a decreased incidence of certain diseases caused by fungus, due to the application of silicon. table 1. reduction in incidence of fungal diseases due to the application of silicon to plants. host pathogen reference paprika phytophthora capsici french-monar et al. (2010) rose diplocarpon rosae gillman et al. (2003) cucumber colletotrichum orbiculare sun et al. (2002) wheat septoria nodorum rodgers-gray and shaw (2000; 2004) erysiphe graminis leusch and buchenauer (1989) corn pythium aphanidermatum fusarium moniliforme sun et al. (1994) rice magnaporthe grisea datnofft et al. (1991); seebold et al. (2000) barley alternaria spp. kunoh and ishiazaki (1975) mechanical protection of plants caused by si a notable example of the protection of plants against pathogens due to si acting as a physical barrier is the pathosystem rice-magnaporthe grisea, wherein the increase in resistance has been associated with the density of silicified cells present in the epidermis of the leaves, which act as a physical barrier to prevent penetration of the fungus (datnofft et al., 2007). the hypothesis of the physical barrier was proposed and supported by yoshida et al. (1962b) who reported the existence of a silica layer about 2.5 mm thick below the cuticle of the leaves of rice and said the second layer formed by si on the cuticle could prevent penetration of m . grisea and thus reduce damage on the leaves of the plant. furthermore, volk et al. (1958) claim that si can form complexes with organic compounds in the cell walls of epidermal cells, which can increase resistance to degradation by enzymes released by m. grisea. it was also suggested that si may be associated with lignin-carbohydrate complexes present in the cell wall of epidermal cells of rice (inanaga et al., 1995). kim et al. (2002) investigated some of the cytological features that may be associated with resistance to pathogen attack provided by si and observed that the thickness of the epidermal cell wall was not significantly affected by the presence of si, but the relationship between the thickness of the silica layer and the thickness of the epidermal cell wall was much higher in a cultivar which was identified as resistant than in one identified as susceptible. although these authors concluded that fortification of epidermal cell walls could be the main cause of the reduction of injuries sustained in the leaves by pathogen attack, they did not assume that this was sufficient evidence to explain the impediment of fungal penetration in the leaves. kawamura and ono (1948) reported that rice resistant to attack by pyricularia oryzae had a lower number of lesions on the leaves and more silicified epidermal cells than susceptible crops, although hashioka (1942) stated that the density of silicified cells in the epidermis of the leaves of rice was not proportional to the level of resistance to attack. from these results it was suggested that resistance to m. grisea in plants treated with si is much more complex than a physical resistance to penetration due to the silicification of the cells or the double layer of si formed in the cuticle (datnofft et al., 2007). recently, heine et al. (2007) found that the accumulation of si in the cell walls of the roots of squash and tomatoes did not represent a physical barrier to the spread of pythium aphanidermatum but does contribute to increased resistance to the pathogen. resistance induced by si rodrigues et al. (2003), studying the interaction of rice and magnaporthe grisea at the cellular level when si was applied, provided the first cytological evidence that si mediated resistance to m. grisea is correlated with a specific cellular response in leaves which interferes with the propagation of the fungus. they found that fungal colonization was significantly reduced in samples of plants fertilized with si, while those that were not had fungus that grew and colonized all tissues. the cytochemical marking of chitin revealed no material differences in the pattern of chitin localization over fungal cell walls in plant samples with si and without it. in a subsequent study, rodrigues et al. (2004) found that leaf extracts of plants inoculated with m. grisea and fertilized with si had higher amounts of phytoalexins than plants without si. these results indicated that a limited production of chitinases can be one of the defense mechanisms of rice plants against the attack of the fungus and that compounds such as phenols and phytoalexins play a crucial role in the rice defense response against infection caused m. grisea, suggesting that si plays an active role in rice resistance to the attack of the fungus, which is more complex than the formation of a physical barrier in the epidermis of the leaves. in addition to this, other researchers also observed an increase in the generation of superoxide radicals (o2-) in rice leaves treated with si, the mechanism that prevents the growth of fungi (datnofft et al., 2007). recent work with monocots and dicots confirmed an active role of si in the natural stimulation of defense reactions of the plant (walters and bingham, 2007). an example was 477romero, munévar, and cayón: silicon and plant diseases. a review reported by menzies et al. (1991a) who observed a negative correlation between concentrations of si in the leaf tissues of cucumber plants and leaf area covered with colonies of sphaerotheca fuliginea, for which the authors suggested that the increased resistance of the leaves of cucumber to pathogen attack was associated with enhanced epidermal cell walls produced by si but also noted that the accumulation of si around the colonies on the cucumber leaves affected fungal growth and diameter of the colonies. in another study, menzies et al. (1991b) found a rapid accumulation of phenolic compounds in a large number of cells of plants of cucumber amended with si and inoculated with s. fuliginea. biochemical analysis of the extracts of the leaves of cucumber plants inoculated with the pathogen indicated the presence of flavonoids and phenolic acids which were specifically and strongly induced in a pattern typical of phytoalexins (fawe et al., 1998). these findings support the theory that the resistance provided by si to pathogen attack cannot be attributed solely to the presence of si in the cell walls of the epidermal cells of the cucumber plant. in cells of the root of cucumber plants, si presented a rapid and extensive increase in electron density caused by the presence of phenolic compounds and antifungal activity against the pathogen pythium ultimun which attacks the root (chérif et al., 1992) as well as an increase in the activity of chitinase, peroxidases and polyphenoloxidase in the tissues of cucumber plants. in addition, extracts of plant tissues treated with si and in the presence of p. ultimun showed a marked increase in the concentration of antifungal phenolics (chérif et al., 1994). other studies conducted on cucumber leaves investigating the process of infection of the plant showed that resistance to infection can be acquired by the expression of a protein rich in proline together with the presence of silica at the site of pathogen penetration (kauss et al., 2003). the c-terminus of this protein contains lysine and arginine residues of high density, to which the catalysis is attributed in the formation of silica deposits localized at the site of vulnerability (currie and perry, 2007). it has been suggested that si could act as a potentiator of defense responses or as an activator of protein-mediated cell signaling (fauteux et al., 2005). dann and muir (2002) reported an increased activity of chitinase and b-1,3-glucanase in pea seeds inoculated with potassium silicate in plants that had been previously inoculated with mycosphaerella pinodes. the number of lesions observed in tissues of plants with si was lower than that of plants without si. other research in wheat (bélanger et al., 2003) and rice (rodrigues et al., 2004) on the defense mechanisms in which si is involved in the presence of fungal pathogens, have also indicated that this element is capable of inducing biologically active defense agents, among which may be the increase in the production of glycosylated phenols and antimicrobial products such as diterpenoid phytoalexins (currie and perry, 2007). as a step in this research, ghanmi et al. (2004) formed a study of arabidopsis thaliana in order to clarify the role of si in plant-pathogen interactions. the results obtained were the first evidence that a. thaliana has the ability to absorb soluble si which protects it from infection by the fungus erysiphe cichoracearum. the results of this study corroborated recent observations in other species and helped support the theory that once absorbed by the plant, si operates as a mediator of defense reactions and can control the activity of cell signaling systems. hutcheson (1998) identified three classes of active defense mechanisms according to response: a) the primary response occurs in cells infected by the pathogen; b) the secondary response is induced by elicitors and limited to cells adjacent to the initial site of infection; c) the acquired systemic response is transmitted hormonally to all plant tissues. the signals that direct the expression of defense responses of the plant are transmitted to the nucleus via activation of specific kinases and phosphatases cascades. biotic stress responses are dependent on the mitogen-activated protein kinases (map) that stimulate mitosis (mitogenic) (takahashi, 1995; nürnberger and scheel, 2001; tena et al., 2001; morris, 2001; zhang and klessig, 2001; fauteux et al., 2005). as protein kinases transmit information to the nucleus by phosphorylation of hydroxyl groups on amino acid residues, it has been suggested that si may bind to the hydroxyl groups affecting the activity or the conformation of proteins. the mode of action of si in signal transduction could also result from interactions with phosphorus or cations of micronutrients such as iron or manganese, in fact, metals play a structural role for many enzymes. enzyme dysfunction may be due to excess essential metal species or the presence of toxic metal cations (louie and meade,1999), but it has not yet been established whether si increases plant defenses by directly controlling the activity of proteins or indirectly through the sequestration of metal cations. after the pathogen attack, the infected tissue, through its defense reactions, synthesizes hormones and antimicrobial compounds such as salicylic acid and ethylene. it has been proposed that in a cell, si controls the signaling events that guide the synthesis of these antimicrobial compounds, and could also control the generation of systemic signals. in this way, silicic acid, without being a second messenger, might play a role in resistance, both local and systemic (fauteux et al., 2005). si is a bioactive element in different 478 agron. colomb. 29(3) 2011 biological systems, but its mode of action in plants is still not completely understood. this element has been shown to increase the expression of the natural defense mechanisms of plants and the accumulation of phytoalexins in monocots and dicots. the results reported for si indicate that it may be acting locally through the induction of defense reactions and may also be contributing to systemic resistance through an increase in the production of stress hormones. however, the exact mechanism by which si operates signaling in plants is still unclear. the evidence has shown that si could act as an enhancer of the defense responses of plants or as an activator of protein-mediated cell signaling, implying that si may interact with many key components of stress signaling systems in plants and direct induced resistance against fungal pathogens. literature cited arnon, d. and p. stout. 1939. the essenciality of certain elements in minute quantity for plants with special reference to copper. plant physiol. 14, 371-375. bélanger, r., n. benhamou, and j. menzies. 2003. cytological evidence of an active role of silicon in wheat resistance to powdery mildew (blumeria graminis f. sp. tritici). phytopathol. 93, 402-412. chen, y. 1990. characteristics of silicon uptaking and accumulation in rice. j. guizhou agric. sci. 6. 37-40. chérif, m., n. benhamou, j. menzies, 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(schejtman y berdegué, 2004). la implementación de proyectos de desarrollo social y económico se ve afectada por los diferentes actores sociales, políticos y económicos que se encuentran presentes o intervienen en el territorio. por lo tanto, es necesario para un coordinador, director o gerente de proyecto considerar estas variables y tener la capacidad de identificarlas, caracterizarlas y controlarlas de acuerdo a sus intereses y capacidades de intervención para el buen desarrollo del proyecto. freeman (1984) plantea que los stakeholders son “cualquier individuo o grupo que puede afectar el logro o ser afectado por el logro de los objetivos de una organización”. por ello los stakeholders no deben ser desconocidos en el proceso de ejecución de proyectos de desarrollo en territorios rurales. en las organizaciones económicas los gerentes de proyectos han considerado los stakeholders de dos formas distintas. la primera se basa específicamente en la consecución de beneficios para los accionistas o inversionistas del proyecto; la segunda se basa en la responsabilidad social del proyecto que vela por la satisfacción de todos los individuos o grupos de personas con los que se relaciona (ronald, 2005), definición que se aproxima más al objetivo del presente artículo. se propone entonces, demostrar que la teoría de los stakeholders es útil en el proceso de implementación de proyectos de desarrollo en territorios rurales, pues permite reconocer a los agentes determinantes de los proyectos, más precisamente en los procesos de la intervención estatal. también se resalta la importancia de identificar, clasificar y seleccionar los stakeholders, de acuerdo a su capacidad de incidir en la formulación de estrategias para el manejo de los mismos. 492 agron. colomb. 28(3) 2010 se busca aportar a las instituciones públicas y/o privadas interesadas en el desarrollo de un territorio rural, una herramienta de análisis en la que se resalta la necesidad de identificar, seleccionar y manejar los stakeholders como agentes determinantes en el éxito de los proyectos. el estudio se realiza en el territorio de la provincia oriente de cundinamarca –colombia, el cual geográficamente se encuentra ubicado hacia el oriente de la ciudad de bogotá. stakeholders: definición, descripción, clasificación, supuestos e intereses los stakeholders son: “cualquier individuo o grupo que puede afectar o ser afectado por el logro de los objetivos de una organización” (freeman, 1984). siguiendo a freeman (1984) y carroll (1993), el enfoque de los stakeholders se refiere a la culminación de tres fases en la evolución de la visión de la organización. la primera fase se consideraba la “visión productiva”, seguida de la “visión directiva” en la cual se incluía la primera visión, teniendo en cuenta a los propietarios y los empleados, además de los proveedores y clientes de la organización. finalmente se llegó al enfoque de los stakeholders que mantiene una visión de la organización situada entre un conjunto de actores interesados en sus acciones. en 1984 freeman fue el primero en proponer los stakeholders como una estrategia de la administración, declarando que las organizaciones tenían que considerar no sólo las necesidades de los inversionistas, sino también las de los demás interesados. el concepto de stakeholders incluye además de los accionistas a los clientes, empleados, proveedores, competidores y a la comunidad en general (ronald, 2005). en este trabajo se plantea que en el proceso de ejecución de un proyecto de desarrollo socio-económico en los territorios rurales no sólo se deben considerar los intereses de las entidades financiadoras y ejecutoras, sino también los de los demás grupos presentes en el territorio rural: organizaciones sociales, sindicatos, entidades internacionales, ong e instituciones públicas. los stakeholders se pueden clasificar en primarios y secundarios. para efectos de este trabajo se llamarán primarios a las entidades financiadoras públicas y/o privadas y a la población objetivo del proyecto; y se denominarán secundarios a las demás instituciones y población presentes en el territorio de interés del proyecto, es decir, aquellos stakeholders que afectan de manera voluntaria o involuntaria el desarrollo del proyecto. en la teoría los stakeholders se evidencian tres atributos que pueden ser utilizados para la identificación, clasificación y manejo de los stakeholders y que definen su capacidad de intervención en el progreso de una visión de desarrollo. estos son poder, legitimidad y urgencia (olander y landin, 2005). el poder se refiere a la existencia o posibilidad de un actor social de obtener recursos coercitivos (fuerza física, armas), recursos utilitarios (tecnología, dinero, conocimiento, logística, materias primas), recursos normativos (leyes, normas, decretos) y recursos simbólicos (prestigio, estima, carisma) para imponer su voluntad sobre otro(s) en una relación. la legitimidad hace referencia a la percepción generalizada de que las acciones de un actor social (persona, organización, marca, símbolo, etc.) son deseables o apropiadas dentro de ciertos sistemas socialmente construidos de normas, valores, creencias y definiciones, y la urgencia consiste en la atención inmediata en función de diferentes grados de sensibilidad temporal y criticidad equivalente, teniendo en cuenta la posibilidad de daño a la propiedad, sentimiento, expectativa y exposición. estos atributos son los que permiten la identificación y clasificación de los stakeholders. estos se clasifican de acuerdo a la tenencia de uno, dos o tres atributos, y la forma en que son combinados para intervenir. según esta clasificación se podrá formular estrategias de manejo. en la medida que posean más atributos aumenta la probabilidad de afectar el cumplimiento de los objetivos del proyecto. clasificación de los stakeholders las clases de stakeholders definidas por freeman se definen en términos de la combinación de los tres atributos: poder, legitimidad y urgencia. en total son siete clases de stakeholders. stakeholders latentes: esta clasificación se refiere a aquellos actores de un territorio que presentan sólo uno de los tres atributos posibles, y aunque tienen poca interacción con la entidad ejecutora del proyecto, se deben tener en cuenta ya que estos pueden adquirir otros atributos y fortalecerse cada vez más. dentro de estos están los stakeholders dormantes que poseen solamente el atributo de poder y presentan la capacidad de imponerse sobre la entidad ejecutora, pero no tienen legitimidad ni reclamaciones urgentes. otro grupo se refiere a los que tienen solamente la legitimidad y se denominan stakeholders discretos. un tercer grupo de stakeholders latentes son los stakeholders demandantes que poseen reclamos urgentes, pero no poseen poder ni legitimidad para manifestar sus intereses. stakeholders expectantes: son aquellos que poseen dos de los tres atributos. estos se clasifican en stakeholders dominantes, que poseen poder y legitimidad pero no poseen urgencia; los stakeholders dependientes, que poseen urgencia y legitimidad pero no poseen poder; y los stake4932010 ángel p.: manejo de stakeholders como estrategia para la administración de proyectos de desarrollo en territorios rurales holders peligrosos, que poseen poder y urgencia pero no poseen legitimidad. stakeholders definitivos: son los que poseen los tres atributos; poder, legitimidad y urgencia. como el modelo es dinámico y no estático, los stakeholders pueden cambiar de una clase a otra dependiendo de las circunstancias. es decir, puede cambiar de una clase de stakeholders latentes a la clase stakeholders expectantes y de esta clase a stakeholders definitivos. debido a que el modelo es dinámico y no estático los stakeholders pueden cambiar de una clase a otra dependiendo de las circunstancias. pueden cambiar de una clase de intervinientes latentes a la clase intervinientes expectantes y de esta clase a intervinientes definitivos. los supuestos de los stakeholders de un proyecto de desarrollo en un territorio rural son: • los proyectos de desarrollo en un territorio rural necesariamente mantienen relaciones con numerosos stakeholders que afectan la ejecución del proyecto o se ven afectados por las decisiones del mismo. • un proyecto de desarrollo en un territorio rural sólo puede existir a partir de la interacción, transacción e intercambio con estos grupos de interés. • los intereses de los stakeholders tienen valor intrínseco, y ningún interés es más importante que otro. • el conflicto entre stakeholders en un proyecto es el último supuesto básico. en el desarrollo del proyecto se pueden encontrar diversos stakeholders con diferentes tipos de intereses. por ejemplo puede encontrarse a las organizaciones sociales y a la comunidad local con el interés de obtener un beneficio social o económico; al personal del proyecto con el interés del cumplimiento de las metas del mismo; al personal adjunto al proyecto que vela por la ejecución de los recursos de acuerdo a lo proyectado: el pago de parafiscales, los sindicatos, que velan por los derechos de los trabajadores, propiedad y uso de los recursos, los proveedores, cuyo interés está en la posibilidad de conseguir nuevos contratos y las cuentas de crédito; y a las demás instituciones que intervienen en el territorio y que actúan con los mismos u otros intereses sobre la población local. importancia de los stakeholders en el desarrollo rural territorial el principal objetivo del concepto de stakeholders como teoría es afirmar y mostrar que la gestión de un proyecto es responsabilidad no sólo de los financiadores y ejecutores, sino también de los demás individuos o grupos que tienen algún interés en las acciones y decisiones de dicho proyecto (freeman, 1994). este concepto tiene como principal función promover una visión amplia de la administración de proyectos en un territorio rural teniendo en cuenta el contexto en el que se desempeña. el análisis de los stakeholders permite asignar a los individuos o grupos, roles y responsabilidades que van más allá de la obtención de beneficios económicos. se busca que los gestores de proyectos presten atención y respondan a las demandas de otros stakeholders diferentes a los financiadores del proyecto (ronald, 2005). el principal objetivo del concepto de intervinientes como teoría es afirmar y mostrar que la dirección de un proyecto enmarcado en una política pública es responsabilidad no sólo de los gestores institucionales, sino también de otros individuos y/o grupos que tienen algún interés en las acciones y decisiones de dicha política (gohary et al., 2006). el análisis cobra gran importancia al momento de fortalecer las relaciones en una cultura organizacional que ponga en práctica la ética y valores para el tratamiento de los stakeholders y ayude a minimizar los comportamientos no éticos de esos intervinientes (gohary et al., 2006). este estudio se propuso en un territorio rural del departamento de cundinamarca diverso en necesidades, actividades económicas y recursos ambientales y sociales, permitiendo orientar el estudio a identificar la importancia de cada uno de los stakeholders desde el punto de vista de sus capacidades, jurisdicción y objetivos locales y territoriales. en este sentido se realiza un análisis sobre cómo identificar los intereses de cada uno de los actores interesados en el territorio y de lograr el planteamiento de políticas públicas integrales que permitan el desarrollo de los territorios contemplando cada uno de los intereses de los stakeholders, que sean implementadas efectivamente a través de proyectos y alianzas institucionales. esta metodología será útil para los ejecutores de proyectos en el sentido de que se busca mantener una visión no de la organización como lo plantea la teoría sino del territorio situado en un conjunto de stakeholders. manejo de los stakeholders debido a la influencia de los stakeholders en las decisiones del proyecto y/o política y, por tanto, el interés y poder sobre los resultados, deben considerarse las expectativas de cada grupo para favorecer el cumplimiento de sus objetivos propios. para ello y antes de examinar la respuesta necesaria a cada uno de los stakeholders, se debe comprender que una reducción en la desigualdad de expectativas y comporta494 agron. colomb. 28(3) 2010 mientos entre los stakeholders y los ejecutores del proyecto puede suceder debido a cualquiera de las siguientes razones: • los comportamientos del ejecutor del proyecto cambian y se acercan a las expectativas de los stakeholders. • las expectativas de los stakeholders cambian aceptando las del ejecutor. • las expectativas tanto de los stakeholders como las del ejecutor cambian las conductas de los dos (gohary et al., 2006). generalmente un cambio se debe a causa de la intervención de ambas partes, por ejemplo, un cambio en las expectativas de uno de los stakeholders puede deberse a un cambio en las actuaciones del proyecto. hillman y keim (2001) afirman que desarrollar relaciones efectivas y saber responder a los stakeholders que denominan primarios –población objetivo, empleados o contratistas, proveedores, comunidad y entorno– constituyen una fuente de recursos intangibles que diferencia la organización en términos de largo plazo. de esta forma se desarrollan relaciones de intercambio para obtener un beneficio mutuo. otro concepto para lograr el manejo de los stakeholders es entender el poder que pueden ejercer los actores en el territorio y la ejecución de los proyectos principalmente influidos por sus atributos sociales. según nohria (1992) el estudio de los distintos factores que determinan el poder de los actores sobre la organización puede enriquecerse considerando su posición en la red social en la que están inmersos: “la posición puede ser una fuente de poder independiente de otros factores”. otra estrategia utilizada por los stakeholders son los esfuerzos para manipular o modificar la estructura del entorno creando un público y unas creencias nuevas (modificación). este factor importante que describe oliver (1991) en el manejo y análisis de los stakeholders es la capacidad y estrategias que utilizan para ganar legitimidad que se encuentran desde la pasividad, la conformidad hasta la proactividad de la manipulación. la conformidad conlleva el menor número de cambios externos, mientras que la manipulación conlleva mayores cambios. materiales y métodos lugar del estudio el estudio se realiza en el territorio de la provincia oriente de cundinamarca –colombia, el cual geográficamente se encuentra ubicado hacia el oriente de la ciudad de bogotá y se divide en dos zonas, una compuesta por los municipios de fómeque, choachí, ubaque; y la otra, compuesta por los municipios de chipaque, une, gutiérrez, cáqueza, fosca. los dos subterritorios cuentan cada uno con un corredor logístico que los integra: la vía bogotá – choachí y la vía bogotá – villavicencio. los municipios son muy cercanos a la ciudad de bogotá, el más lejano está a tan solo tres horas de la ciudad. la principal actividad económica es la producción agropecuaria, pero además se desarrollan actividades como el turismo y agroturismo. este territorio es una zona muy intervenida por las instituciones públicas y privadas debido a las características del mismo en términos de ubicación, cerca de bogotá, por la disponibilidad de recursos naturales, además de la calidad del recurso humano disponible. método identificar a los interesados en el desarrollo territorial de la provincia oriente de cundinamarca es una tarea compleja debido a los múltiples grupos de interés “stakeholders” presentes en el territorio. como se ha definido anteriormente estos actores interesados en los proyectos de desarrollo ejecutados en el territorio son de gran importancia debido a que pueden potencializar o limitar los resultados del mismo. grimble y wellard (1997) sugieren que los interesados se identifiquen inicialmente a través de la reputación, grupos de discusión o análisis demográfico. esto es hacer el análisis desde el nivel nacional, regional, departamental, municipal o local. en este sentido, para este estudio se realizó una investigación intensiva mediante discusiones en grupos focales y entrevistas individuales. se trabajó con un total de 18 grupos focales constituidos por actores locales que viven en el territorio y que tienen una actividad económica, principalmente del sector agropecuario. de otro lado, se trabajó con 15 actores institucionales que intervienen o evidencian interés en el territorio, de los cuales cinco son del orden nacional, cuatro del orden territorial o gubernamental, cinco de carácter privado y dos del orden local. con estos grupos y actores institucionales se realizó una discusión sobre los intereses y motivaciones sobre el desarrollo del territorio para identificar de esta forma los factores que limitan la ejecución de un proyecto de desarrollo rural con enfoque territorial. tanto los grupos focales como las entrevistas individuales se llevaron a cabo utilizando un conjunto predeterminado de temas: a) ¿cuáles son lo intereses y motivaciones?; b) ¿cómo fueron identificados los stakeholders?; c) ¿todos los stakeholders se incluyeron?; d) el nivel de controversia sobre el enfoque territorial del desarrollo rural; e) 4952010 ángel p.: manejo de stakeholders como estrategia para la administración de proyectos de desarrollo en territorios rurales la relación entre los stakeholders; y f ) identificación de estrategias de trabajo. análisis de stakeholders mitchell et al. (1997) desarrollaron una metodología de análisis de stakeholders encaminada precisamente a disminuir ese universo de involucrados esenciales para tener en cuenta en el análisis. la teoría de los stakeholders propuesta por estos autores consiste en establecer una metodología para la definición de quién es y quién no es stakeholder y qué tipo de stakeholder interviene en el desarrollo del proyecto, ya que esto es esencial para la correcta formulación de la misión organizacional y para la construcción de un modelo de gestión que asegure la evolución en un esquema sustentable (falcao y fontes, 1999). uno de los puntos importantes que ofrece esta metodología es la generación de parámetros de análisis que permiten introducir una discusión entorno del carácter sustentable del proyecto de desarrollo rural con enfoque territorial, ya que realiza un balance de los intereses de los actores, y se definen unas categorías de stakeholders. esto “también puede permitir una evaluación (interna o externa) del desempeño organizacional (corporate social performance) del ejecutor o gestor del proyecto, tomado en sentido amplio y relacionado con los actores directamente implicados en el proceso de generación de resultados organizacionales (deseables o no)” (frooman, 1999). en este sentido se tomaron los 16 actores que se encuentran en el territorio y que manifestaron de alguna manera interés en el desarrollo del territorio que corresponde a la provincia oriente de cundinamarca. con estos actores se evaluó la capacidad de intervenir en el proceso a través del uso de alguno de los tres atributos ya explicados (poder, legitimidad y urgencia) y a partir de la presencia o no de uno, dos o los tres atributos. de otro lado, a partir de las motivaciones e intereses identificados con los actores del territorio se intentará hacer un cruce con el tipo de actor y clasificarlos en términos de la teoría de los stakeholders del territorio. resultados y discusión actores identificados los actores identificados que intervienen en el territorio de la provincia oriente de cundinamarca, y con los que se trabajó, presentaron las siguientes características: instituciones del orden nacional • actor 1: institución de carácter educativo que además gestiona proyectos de capacitación y formación en diferentes temas técnicos, frecuentemente desarrolla proyectos de desarrollo tecnológico. • actor 2: institución de carácter educativo e investigativo, gestiona proyectos de fortalecimiento social, económico, ambiental y técnico, frecuentemente desarrolla proyectos de desarrollo tecnológico y social. • actor 3: institución gremial que representa a productores, gestiona y da lineamientos para el desarrollo social y económico del sector • actor 4: institución encargada de la formulación, coordinación y adopción de las políticas, planes, programas y proyectos del sector agropecuario, pesquero y de desarrollo rural. • actor 5: institución estatal de investigación, certificación y acompañamiento al sector agropecuario nacional. instituciones del orden local • actor 6: organizaciones locales de productores agropecuarios. • actor 7: instituciones de administración local encargadas de formular, coordinar y adoptar políticas, planes, programas y proyectos en los diferentes sectores. instituciones del orden territorial y gubernamental • actor 8: institución del orden territorial, enfocada a orientar y liderar la formulación de políticas de desarrollo económico de las actividades comerciales, empresariales y de turismo, que conlleven a la creación o revitalización de empresas, a la generación de empleo y de nuevos ingresos. • actor 9: institución enfocada al desarrollo sostenible, competitivo y equitativo del sector agropecuario, agroindustrial, artesanal, y al mejoramiento de la calidad de vida de la población rural del territorio de su influencia. • actor 10: institución encargada de ejercer autoridad ambiental y administrar los recursos naturales, la biodiversidad y el ambiente para orientar el desarrollo territorial sostenible de su jurisdicción. • actor 11: otra institución encargada de ejercer autoridad ambiental y administrar los recursos naturales, la biodiversidad y el ambiente para orientar el desarrollo territorial sostenible de su jurisdicción. instituciones de carácter privado • actor 12: empresa encargada de la construcción, operación y mantenimiento vial para contribuir al 496 agron. colomb. 28(3) 2010 tabla 1. clasificación de los stakeholders que intervienen en el territorio oriente de cundinamarca. instituciones legitimidad urgencia poder tipo de stakeholders orden nacional actor 1 x x latentes– discretos actor 2 x latentes–discretos actor 3 x x x definitivos actor 4 x x x definitivos actor 5 x latentes–discretos orden local actor 6 x latentes–demandantes actor 7 x x expectante– peligrosos instituciones del orden territorial y gubernamental actor 8 x x expectante– dominantes actor 9 x x expectante– dominantes actor 10 x x expectante– dominantes actor 11 x x expectante– dominantes instituciones de carácter privado actor 12 x x expectante– peligroso actor 13 x x expectante– peligroso actor 14 x latente–dormante actor 15 x x expectante– peligroso actor 16 x x expectante– peligroso desarrollo económico y a la preservación del medio ambiente. • actor 13: empresa sin ánimo de lucro, encargada del abastecimiento mayorista y minorista, líder en el intercambio de alimentos. ofrece servicios de infraestructura, administración y operación logística. • actor 14: entidad gremial, sin ánimo de lucro, encargada de fomentar el desarrollo del comercio y de orientar, representar y proteger sus intereses dentro de un criterio de bienestar y progreso. • actor 15: empresa que en el marco de la responsabilidad social corporativa se interesa por implementar o participar en programas que aporten al mejoramiento social y económico de la población del territorio de su influencia. • actor 16: entidad privada sin ánimo de lucro que promueve el crecimiento económico, el desarrollo de la competitividad y el mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes y empresarios del territorio de su influencia. clasificación de los stakeholders la clasificación de los stakeholders (tab. 1) se hizo de acuerdo a los intereses planteados por cada una de las instituciones y organizaciones y a la caracterización de las mismas de acuerdo a los criterios establecidos en la metodología de stakeholders. los criterios son: el poder expresado en fuerza, recursos utilitarios, recursos normativos, recursos simbólicos (prestigio, estima, carisma). la legitimidad expresada en normas, valores, creencias y definiciones y, la urgencia expresada en la sensibilidad temporal y criticidad. en la fig. 1 se pueden observar las instituciones y organizaciones de carácter público o privado del orden nacional, territorial y local que intervienen en diferentes grados en el proceso de los proyectos que ejecutan las políticas públicas de desarrollo. en este sentido se han clasificado de la siguiente manera: 4972010 ángel p.: manejo de stakeholders como estrategia para la administración de proyectos de desarrollo en territorios rurales figura 1. clasificación de los stakeholders que intervienen en el territorio de la provincia oriente de cundinamarca. stakeholders latentes-discretos: las organizaciones que se ubican en esta clasificación son los actores 1 y 2, instituciones de carácter público del orden nacional, y el actor 5 que es una institución de carácter mixta (público-privada) también del orden nacional. estas instituciones se ubican en esta casilla ya que son instituciones que presentan legitimidad en su accionar expresados en la capacidad de establecer normas, valores y definiciones sobre diferentes temas para el desarrollo. con respecto al atributo de poder, las instituciones no lo evidencian ya que no tienen la capacidad de influir en el territorio a través del uso de recursos utilitarios y normativos, además no tienen urgencia de participar en la formulación, implementación y ejecución de proyectos enmarcados en políticas públicas sobre desarrollo en el territorio rural de la provincia oriente de cundinamarca. stakeholders dominantes: en esta categoría se ubican los actores 8, 9, 10 y 11, que integran el grupo de instituciones territoriales. su incidencia se da en la mayoría, sino en todos los municipios pertenecientes al territorio rural de la provincia oriente de cundinamarca. estas entidades se ubican en esta clasificación dado que poseen dos de los tres atributos: poder y legitimidad. los actores 8 y 9 como entidades encargadas de orientar y liderar la formulación de políticas de desarrollo económico y sostenible tienen el poder expresado en recursos normativos y utilitarios, además poseen la legitimidad expresada en normas y definiciones. de otro lado, los actores 10 y 11 al ser instituciones encargadas de ejercer la autoridad ambiental, evidencian de manera automática el atributo de poder, pero además tienen la legitimidad para hacerlo. stakeholders latentes-demandantes: en esta categoría se encuentra ubicado el actor 6 representado por las organizaciones de productores, las cuales poseen altas demandas con urgencia, pero no poseen la legitimidad y el poder para hacerlas sentir. es de aclarar que este es uno de los stakeholder de mayor cuidado ya que tiene la facilidad de volverse stakeholders expectantes – peligrosos o definitivos, pues existe la posibilidad de que adquieran el atributo de poder mediante el empoderamiento de su territorio y el atributo de legitimidad mediante la reclamación de sus demandas a través de un alto poder adquirido. stakeholders expectantes-peligrosos: los stakeholders de tipo expectantes-peligrosos son aquellos que poseen los atributos de urgencia y poder. urgencia en el sentido de hacer sentir sus demandas o intereses como instituciones de carácter privado, y el poder que han adquirido por su participación en el mercado, por su participación económica en la ejecución de proyectos de carácter socioeconómico. dentro de esta clasificación de stakeholders están los actores 7, 12, 13, 15 y 16. stakeholders dormantes: en esta clasificación se encuentra el actor 14, el gremio de comerciantes. esta institución tiene 498 agron. colomb. 28(3) 2010 poca influencia en el territorio, pero sí mucha en territorios urbanos de los cuales depende la economía del primero. por esto se ha clasificado como una institución con poder, pero con poca legitimidad y urgencia ante la ejecución de proyectos de políticas públicas sobre desarrollo aplicadas al territorio rural. análisis para el manejo de los stakeholders el análisis para el manejo de los stakeholders se enfocó en determinar el nivel de intervención de los actores, la capacidad de decisión política sobre el desarrollo del territorio, el conocimiento sobre los intereses de los actores locales, la legitimidad para establecer los lineamientos de desarrollo y la capacidad de uso de recursos para implementar los lineamientos establecidos. en este sentido se podría plantear la siguiente estrategia: 1. trabajar principalmente con las instituciones que fueron clasificadas como stakeholders dominantes y definitivos, ya que son los que más podrían influir de forma positiva o negativa en la formulación e implementación de un proyecto de desarrollo rural con enfoque territorial. 2. no se deben descuidar a los actores clasificados como stakeholders peligrosos, pues cuentan con el atributo de poder expresado en el uso de recursos utilitarios y simbólicos, pero no poseen la legitimidad para ejercer sus intereses, por ello es necesario direccionar sus intereses y hacer uso de los recursos que poseen. 3. es necesario contar con los actores clasificados como stakeholders discretos ya que poseen la legitimidad suficiente para direccionar el proceso y, por lo tanto, obtener una mayor credibilidad. 4. el actor que fue clasificado como stakeholder dormante es necesario considerarlo, ya que posee el poder necesario para hacer que el proceso resulte más atractivo en términos de beneficio social y económico. 5. por último, al actor ubicado en la casilla de stakehold-ers demandante es necesario tenerlo en cuenta ya que tiene el conocimiento sobre las necesidades y potencialidades del territorio y ayudaría a que el proceso de implementación del proyecto fuera más efectivo. después de haber establecido una estrategia de trabajo con los stakeholders del territorio se debe proceder a identificar los intereses de los actores con el objetivo de construir un discurso coherente con la estrategia de desarrollo territorial rural. conclusiones y recomendaciones cuando el stakeholder está en la capacidad de incidir en el accionar del proyecto de desarrollo y decide hacerlo, nos encontramos con que se convierte en un actor de política. debido a que no todos los actores tienen el mismo costo de oportunidad de interactuar dentro del espacio de la política pública, ni la misma capacidad de negociación, resulta relevante identificar aquellos actores indispensables en el proceso de realización de política e involucrarlos en su diseño y ejecución para aumentar su posibilidad de éxito. estar interesado no necesariamente implica que se vaya a actuar o influenciar el accionar del proyecto de desarrollo rural con enfoque territorial, eso depende de una serie de condiciones específicas del entorno, del momento en que se piensa ejercer la política pública y de qué tanto impacta sus intereses, pero además de la capacidad de acción del involucrado. cuando se trata de utilizar un territorio como referente es necesario considerar la influencia de la historia y las condicionantes sociales y económicas, ya que estas determinan el comportamiento de los actores a lo largo del tiempo y las posibilidades de acuerdo y generación de consenso alrededor de la definición de una estrategia colectiva de futuro. generalmente debe haber una recolección y análisis de información general secundaria sobre el desarrollo, evolución, necesidades y prioridades del territorio con el objeto de generar una línea base que permita analizar la evolución de la intervención en el mismo. en los territorios siempre se van a encontrar comunidades que han tenido alguna experiencia positiva o negativa sobre organización, debido a esto se requiere identificar las experiencias anteriores de éxito y fracaso tanto por parte de la comunidad como por parte de las instituciones presentes o que hayan hecho presencia en el territorio con el objeto de determinar factores que podrían afectar negativa o positivamente la ejecución del proyecto. se recomendaría trabajar con grupos en proceso de consolidación dado que tienen mayores expectativas, tienen mayor disposición al cambio y no han tenido experiencias negativas que generen desconfianza. una entidad externas al territorio con el ánimo de ejecutar un proyecto requiere imprescindiblemente identificar las entidades presentes en el territorio, especialmente las locales, con el objeto de apoyarse en ellas para facilitar el acceso a la comunidad e identificar las necesidades y prioridades de 4992010 ángel p.: manejo de stakeholders como estrategia para la administración de proyectos de desarrollo en territorios rurales la misma, ya que son los actores que más demandas tienen, pero carecen de poder y legitimidad para hacerlas sentir. en el caso de que se haya formulado con algunas entidades del territorio y algunos representantes de la comunidad un proyecto y sea ejecutado por una entidad externa al territorio, es necesario realizar acercamientos iniciales a la comunidad con el objeto de informarla y ajustar el proyecto a sus intereses y necesidades. al contrario, cuando los proyectos son formulados por la misma comunidad y las entidades son acompañantes del proceso, es necesario priorizar las necesidades debido a que las demandas son muchas y los recursos son pocos. literatura citada carroll, a.b. 1993. business and society: ethics and stakeholder management. 2a ed. south-western, cincinnati, oh. falcao, m. y f. fontes. 1999. ¿en quién se pone el foco? identificando stakeholders para la formulación de la misión organizacional. revista del clad reforma y democracia 15, 111-140. freeman, r.e. 1984. strategic management: a stakeholder approach. pitman, boston, ma. freeman, r.e. 1994. the politics of stakeholder theory. bus. ethics quart. 4(4), 409-421. frooman, j. 1999. stakeholder influence strategies. the academy of management review 24(2), 191-205. gohary, n., h. osman y t. el-diraby. 2006. stakeholder management for public private partnerships.   int.  j.  proj.  manage. 24(7), 595-604. grimble, r. y k. wellard. 1997. stakeholder methodologies in natural resource management: a review of principles, contexts, experiences and opportunities. agric. syst. 55(2), 173-193. hillman, a.j. y g.d. keim. 2001. shareholder value, stakeholder management, and social issues: what’s the bottom line? strat. mgmt. j. 22(2), 125-139. mitchell, r., b. agle y d. wood. 1997. toward a theory of stakeholder identification and salience: defining the principle of who and what really counts. acad. manage. rev. 22(4), 853-886. nohria, n. 1992. is a network perspective a useful way of studying organizations? pp. 1-22 in: nohria, n. y r.g. eccles (eds.). networks and organizations: structure, form, and action. harvard business school press, boston, ma. olander, s. y a. landin. 2005. evaluation of stakeholder influence in the implementation of construction projects. int. j. proj. manage. 23(4), 321-328. oliver, c. 1991. strategic responses to institutional processes. acad. manage. rev. 16(1), 145-179. ronald, w.c. 2005. the lessons from stakeholder theory for u.s. business leaders. bus. horiz. 48(3), 255-264. schejtman, a. y j. berdegué. 2004. desarrollo territorial rural. debates y temas rurales 1. rimisp; centro latinoamericano para el desarrollo rural, santiago. resumen abstract se evaluó el efecto de la aplicación foliar de níquel en plantas de cucurbita ficifolia (lacayote), en concentraciones de 1,0; 2,5 y 5,0 mg l-1 y un testigo sin aplicación; se valoró la incidencia en las semillas para la producción de ureasa cristalina, con el fin de realizar estudios enfocados a una mejor producción de ureasa y aprovechando la relación del níquel con esta enzima. se observó el crecimiento y desarrollo morfológico de las plantas desde la primera aplicación hasta fructificación. se determinó la cantidad de níquel y ureasa en las semillas, liofilizando la ureasa obtenida, el efecto de las concentraciones de enzima y sustrato, temperatura y ph sobre la actividad enzimática de la ureasa. se analizó y se comparó la enzima obtenida con la ureasa de uso clínico en muestra de orina. en todas las plantas, el ni causó fitotoxicidad; el crecimiento de frutos y semillas fue indirectamente proporcional a las concentraciones aplicadas. la adición de 1,0 y 2,5 mg l-1 de ni fue soportada por las plantas, pero se presentó clorosis intervenal. las concentraciones de 5,0 mg l-1 de ni causaron senescencia total de flores en 100% de las plantas, impidiendo la fructificación. la cantidad de ureasa obtenida fue directamente proporcional a las concentraciones de níquel aplicadas. en todos los estudios catalíticos evaluados, la actividad de la ureasa en su orden fue: 1,0 mg l-1 de ni > testigo > 2,5 mg l-1 de ni. la ureasa obtenida de cada uno de los tratamientos tuvo rendimiento menor que la ureasa comercial. the effect of nickel foliar application to plants of cucurbita ficifolia (tropical squash) was evaluated at 1.0, 2.5 and 5.0 mg l-1 concentrations, and on a control experiment, in terms of later extraction of crystalline urease from the seeds. this work is intended to contribute to studies that aim at increasing the production of this enzyme, which is closely related to nickel. thus, after determining seed nickel and urease contents, the extracted enzyme was lyophilized. the effects of enzyme and substrate concentrations, temperature and ph on extracted urease catalytic activity were analyzed and compared to conventional clinical urease, by testing their performance on urine samples. nickel applications were found to cause phytotoxicity on all plants. plant growth and vegetative development were registered from the initial application through fructification. fruit and seed growth were indirectly proportional to the concentrations used. the 5.0 mg l-1 ni concentration caused flower senescence in 100% of the plants, therefore preventing fructification. the 1.0 and 2.5 mg l-1 concentrations were tolerated by the plants, but intervein chlorosis was observed. contrarily, extracted urease amounts were directly proportional to applied ni concentrations. in all cases, urease catalytic response to ni concentration was maximum at 1.0 mg l-1, medium for the control treatment, and minimum at 2.5 mg l-1. the extracted urease had a weaker performance when compared to the commercial one. key words: catalytic activity, enzymes, seeds, phytotoxicity, lyophilization. palabras clave: actividad catalítica, enzimas, semillas, fitotoxicidad, liofilización. fecha de recepción: 16 de julio de 2008. aceptado para publicación: 19 de febrero de 2009 1 grupo de investigación ecofisiología vegetal, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 2 grupo de investigación catálisis, facultad de ciencias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 3 autor de correspondencia. ppcalma@gmail.com agronomía colombiana 27(1), 33-40, 2009 aplicación foliar de níquel en cucurbita ficifolia bouché para producción de ureasa (ec 3.5.1.5) cristalina foliar nickel application to cucurbita ficifolia bouché for crystalline urease (ec 3.5.1.5) production pedro josé almanza m.1, 3, hugo alfonso rojas s.2, gloria del carmen borda g.2, alba ruth galindo a.2 y diana rocío galindo a.2 introducción la relación de algunos metales pesados con las enzimas de las plantas es un tema de importancia en la investigación de las últimas décadas. por esta razón, se ha incrementado el interés por conocer los efectos de metales pesados sobre el metabolismo y desarrollo de las plantas, con el fin de hacerlos más provechosos para la generación de productos derivados de estas. el níquel ha sido reconocido desde el año 2004 por la asociación americana oficial de control de nutrientes vegetales, como elemento esencial en plantas (wood et al., 2004), dada su relación con la enzima ureasa como catalizador o inhibidor y constituyente de esta (dixon et al., 1975). el níquel es requerido por las plantas superiores en cantidades “traza” y es fitotóxico en altas concentraciones. contreras et al. (2006) reportan que la planta chorella vulgaris requiere níquel para su crecimiento, y se indica la 34 agron. colomb. 27(1) 2009 necesidad de este elemento para el crecimiento de la cebada. a pesar de los estudios realizados, es muy poco lo que se conoce acerca del metabolismo o la función metabólica del níquel, comparado con otros microelementos. las fuentes para la obtención de esta enzima se encuentran ampliamente distribuidas en la naturaleza, destacando microorganismos, residuos industriales y orgánicos, y semillas de plantas de las familias anonáceas, leguminosas y cucurbitáceas (vicente et al., 1975). en la actualidad, las principales fuentes de ureasa son los microorganismos y la semilla o fríjol jeack bean, debido a que su rendimiento es considerable, con relación a las otras fuentes. la importancia de esta enzima está ligada a la hidrólisis de la urea para contribuir al metabolismo del nitrógeno, a sus aplicaciones en la industria alimentaria, en el campo agronómico y en la medicina. vicente et al. (1975) comprobaron que la ureasa se encuentra ligada a la fracción celulósica de la pared de células de cotiledones de diferentes variedades de cucurbitáceas, entre ellas cucúrbita ficifolia. esta planta está estrechamente emparentada con las distintas variedades de cucúrbita spp., aunque es atípica en sus caracteres cromosómicos y bioquímicos con respecto a ellas. actualmente cucúrbita ficifolia es cultivada en diferentes países, principalmente para su uso en gastronomía, empleándose las flores y los brotes como verdura, y el fruto maduro y su semilla para la elaboración de dulces (barrera et al., 2007). el objetivo de este trabajo consistió en evaluar el efecto de diferentes dosis en aplicaciones foliares de níquel en plantas de calabaza y determinar la incidencia en las semillas en la producción de ureasa cristalina. materiales y métodos las semillas de calabaza se obtuvieron de un cultivo en el municipio de simijaca, cundinamarca. el fertilizante “lignosulfonato de níquel" fue donado por la empresa nipan llc en valdosta, ge, usa. para los procesos de laboratorio se utilizaron: acetona al 99,57%, urea al 99,3% de pureza y éter de petróleo de la casa comercial j. t. baker, méxico; fosfato de ácido de potasio al 97%, fosfato diácido de potasio al 95%, nitroprusiato de sodio al 95% de pureza y ureasa liofilizada de merck (darmstadt, alemania); ácido clorhídrico al 37% de la casa comercial riedel-de hën (hannover, alemania); carbón activado, fenol al 99,5% de panreac, barcelona (españa) e hipoclorito de sodio al 30% de pureza. para el establecimiento del cultivo se seleccionaron semillas del tercio medio de frutos maduros de calabaza y se sometieron a secado en sombra durante diez días en condiciones ambientales normales. la germinación se indujo cultivándolas en sustrato humus y aserrín en proporción 5:1, sembrando dos semillas por bolsa. aplicaciones foliares de níquel y cosecha la dilución del fertilizante se hizo en agua ultra pura, para asegurar así su efectividad y descartar posibles impurezas. se hicieron tres aplicaciones foliares de “níquel plus”, en concentraciones de 1,0; 2,5 y 5,0 mg l-1 para los tratamientos 1, 2 y 3, respectivamente, y un testigo sin aplicación; la primera aplicación se hizo 157 días después del trasplante, cuando las plantas tenían entre 10 y 20 flores masculinas por una flor femenina. las aspersiones foliares para todos los tratamientos se hicieron cada 15 d, cosechándose aleatoriamente tres frutos maduros por tratamiento. determinación de la concentración de níquel en las semillas se tomaron 50 g de semillas de cada tratamiento, incluido el testigo, y se analizó la concentración de ni mediante espectrofotometría de absorción atómica, con un equipo perkinelmer 3110 (boston, ma, usa) con lámpara múltiple de cátodo hueco para análisis de co, cr, cu, fe, mn y ni (calibrando con patrones merck, bajo la norma awwa 3500 ni ab 92). purificación de la enzima ureasa para la extracción de ureasa, se secaron 200 g de semillas de c. ficifolia por cada tratamiento a temperatura ambiente bajo sombra durante 15 d; triturando 100 g de cada muestra se delipidaron, sometiéndolas a reflujo (extracción soxhlet) a temperatura de 40°c durante 12 h utilizando como solvente éter de petróleo. la ureasa se extrajo siguiendo el método propuesto por m. alemany en 1982 (borda et al., 1998; bolívar y méndez, 2000). el filtrado resultante fue llamado “extracto crudo”. aislamiento enzimático o purificación de la enzima al extracto crudo se le adicionó acetona a 0°c en relación 2:1 para precipitar algunas proteínas y demás enzimas presentes; el aislamiento de ureasa se realizó con ultrafiltración utilizando un filtro con tamaño de poro de 0,45 µm. se comprobó la pureza y concentración de la enzima extraída en cada una de las muestras mediante cromatografía líquida de alta resolución (hplc); se usó una columna synchropak propil de fase reversa id 100 * 4,6 (volumen fijo inyectado de 20 µl, lectura de absorbancia 208 nm, velocidad de flujo 0,75 ml min-1, tiempo empleado de 15 min, y fase móvil buffer fosfato ph 7); como referencia para la cuantificación se utilizó la ureasa liofilizada de merck. las muestras de 352009 almanza m., rojas s., borda g., galindo a. y galindo a.: aplicación foliar de níquel en cucurbita ficifolia bouché para producción... ureasa obtenidas se liofilizaron empleando una temperatura de congelación de -50°c y una presión de 7,6 mbar por 6 h, en un equipo de liofilización synchropak propyl freeze dry system/ freezone 4.5. para obtener resultados confiables en la evaluación de los parámetros cinéticos iniciales evaluados fue necesario realizar una determinación de amoniaco no ureico en la urea y en los extractos de ureasa provenientes de las semillas, mediante la prueba de bertheloth modificado (borda et al., 1998; bolívar y méndez, 2000). estudios cinéticos iniciales se observó el efecto de la concentración de enzima, concentración de sustrato, ph y temperatura sobre la actividad de la enzima liofilizada, utilizando el método colorimétrico berthelot-modificado (borda et al., 1998; bolívar y méndez, 2000). el paralelo de actividad se realizó en muestra de orina en el hospital regional san rafael de tunja. la muestra de orina fue diluida con agua destilada en proporción 1:50. la cuantificación de urea en muestra de orina se realizó en una alícuota de 10 µl de esta muestra diluida; se tomó como cantidad de enzima liofilizado 2 µg por cada tratamiento; se utilizó buffer fosfato ph 6,9 y temperatura de 37°c, el equipo utilizado fue un espectrofotómetro uv-visible perkinelmer lamda 2; la enzima usada por el hospital fue ureasa > 500 u ml-1 de la casa comercial biosystems (barcelona, españa). análisis estadístico. el cultivo fue establecido según un diseño experimental de bloques al azar, con tres réplicas, sembrando a una distancia de 2,0 m entre plantas y 2,5 m entre surcos; con una densidad de siembra de 10 plantas por unidad experimental. con el fin de controlar el efecto entre tratamientos adyacentes, se dejaron distancias de 1,0 m entre unidades experimentales y de 2,5 m entre bloques. para el análisis de datos se utilizó el análisis de correlación múltiple, en donde se estudió la relación entre las variables. sin embargo, este análisis se tuvo en cuenta como una orientación del posible comportamiento de la enzima, dado que la estadística no podría indicar datos concretos con respecto al comportamiento de las enzimas, considerando que estas no son estructuras estáticas y su actividad depende de diferentes factores. resultados y discusión efecto del níquel en el desarrollo y crecimiento de plantas las plantas con aplicación de níquel estuvieron afectadas fisiológicamente; experimentaron toxicidad gradual a través del tiempo y presentaron clorosis intervenal de hojas, siendo más notorio en las hojas viejas. en estudios realizados con respecto a la fitotoxicidad del níquel en trigo, el síntoma característico presentado en las hojas es una clorosis longitudinal (mishra y kar, 1994; setia et al., 1988 y díaz et al., 2001). la severidad de los síntomas aumentó después de las dos siguientes aplicaciones (fig. 1); esta fue directamente proporcional a la concentración de ni aplicado. se corrobora que el níquel es un elemento fitotóxico cuando está presente en altas concentraciones en las plantas, como lo mencionan sheoran y singh. posterior a las fertilizaciones con níquel, el crecimiento de las plantas disminuyó y fue lento para plantas cuyas figura 1. síntomas de fitotoxicidad por níquel en cucurbita ficifolia, 15 d después de la tercera aplicación. izq. 1,0 mg l-1 de ni. der. 2,5 mg l-1 de ni. 36 agron. colomb. 27(1) 2009 aplicaciones fueron de 1,0 y 2,5 mg l-1 de ni con respecto al testigo. la respuesta a estos efectos observados se debió posiblemente a que el ni+2 fue transportado rápidamente a los sitios metabolicamente activos ocasionando múltiples efectos tóxicos en el crecimiento como lo establecieron mishra y kar (1974); krämer et al. (1997) y díaz et al. (2001); e interfirió en la absorción y translocación de otros nutrimentos a los diferentes órganos de las plantas provocando deficiencias, como lo comprobaron rubio et al. (1994). díaz et al. (2001) mencionan que el ion ni2+ puede competir por los sitios de transporte de los cationes divalentes (mg2+, ca2+, mn2+ y fe2+). de ahí que varios autores han sugerido que el síntoma de la clorosis intervenal en las hojas causado por el ni se debe a una deficiencia de fe, pero también a interferencias del ni con la síntesis de clorofila. en las plantas fertilizadas con 5,0 mg l-1 de ni el crecimiento fue más lento a partir de la segunda aplicación comparado con los tratamientos de 1,0 y 2,5 mg l-1. las flores tanto femeninas como masculinas presentaron senescencia desde la base de los zarcillos hacia el ápice, por tanto no hubo producción de frutos. se deduce que estos efectos fueron causa de acumulaciones de ni2+ en los órganos reproductores que impidieron la realización normal de las reacciones metabólicas de la planta, consecuencia de deficiencias por otros elementos. los efectos de las aplicaciones incidieron también en el tamaño de frutos y semillas, siendo estos indirectamente proporcionales a las cantidades aplicadas, así, los frutos de mayor tamaño fueron los del testigo y los de menor los del tratamiento de 2,5 mg l-1 de ni aplicado. sin embargo, todos tuvieron madurez igual en tiempo y desarrollo. las semillas tuvieron un desarrollo normal, pero el crecimiento también se vio afectado. concentración del níquel en las semillas las concentraciones de níquel en semillas fueron directamente proporcionales a las aplicaciones realizadas. se podría asumir que el ni aplicado fue transportado a las semillas, coincidiendo con los resultados obtenidos por sauerbeck (1991), quien sugirió una movilización de este elemento de las partes vegetativas a las reproductivas, para posteriormente acumularse en las semillas (mishra y kar, 1974). el incremento de níquel entre tratamientos de aplicaciones de 1,0 y 2,5 mg l-1 con respecto al testigo fue de 17% y 22%, respectivamente, y entre estos, de 3,6%. por tanto, a mayor concentración de ni aplicado, mayor será el contenido de níquel en las semillas de c. ficifolia, siempre y cuando las aplicaciones de este elemento sean inferiores a 5,0 mg l-1. estos resultados comprueban que la amplitud de la variación del contenido de este elemento en las plantas es acorde con la disponibilidad de níquel en el medio de desarrollo (hernández, 2002). determinación y pureza de ureasa en extractos enzimáticos se confirmó presencia de ureasa en las muestras de acuerdo con los resultados obtenidos mediante hplc, lo cual reafirman los resultados de vicente et al. (1975) en cucurbitáceas. los cromatogramas del testigo y tratamiento de 1,0 mg l-1 de ni mostraron elevada pureza; el cromatograma del tratamiento de 2,5 mg l-1 de ni (fig. 2), señaló impurezas que podrían ser péptidos o proteínas diferentes a la ureasa. figura 2. cromatograma de la ureasa obtenida de semillas de cucurbita ficifolia, en la aplicación de 2,5 mg l-1 de ni. se observan impurezas entre los 7 a 9 min y entre los 13 a 15 min. cuantificación de ureasa en las semillas el incremento de ureasa entre tratamientos de 1,0 y 2,5 mg l-1 de ni aplicado con respecto al testigo fue de 17,25% y 20,70%, respectivamente, y entre estos, de 2,96%. los resultados comprueban que las aplicaciones de níquel aumentaron el contenido de ureasa en las semillas de c. ficifolia. se podría indicar que la adición de ni incrementa la ureasa en la hoja, activando y previniendo la acumulación de urea (hernández, 2002). liofilización de la enzima ureasa el color de la ureasa en todos los tratamientos fue marrón claro, coloración diferente a las ureasas comerciales que es blanco-cristalina. esto se atribuyó posiblemente a la presencia de lípidos residuales como ácidos poliinsaturados linoléico o linolénico, que representan en las semillas de calabaza 50% de la grasa total contenida (nuez et al., 2000); estos son fácilmente oxidables, siendo muy sensibles a la luz, al oxígeno y a la temperatura. 372009 almanza m., rojas s., borda g., galindo a. y galindo a.: aplicación foliar de níquel en cucurbita ficifolia bouché para producción... determinación de amoniaco no ureico no se presentó amoniaco libre como contaminante en la urea que se utilizó, ni en los extractos enzimáticos de los diferentes tratamientos; por tanto el amoniaco liberado en la determinación de los parámetros cinéticos realizados fue exclusivamente resultado de la acción de la enzima sobre la urea. determinación de estudios cinéticos en la enzima liofilizada el efecto de la concentración de enzima sobre la actividad enzimática en los extractos del testigo y tratamiento de 1,0 mg l-1 de ni fueron similares; sin embargo en este último se registró mayor actividad, pues las cantidades de µm l-1 de nh3 liberado fueron más altas. en el tratamiento de 2,5 mg l-1 de ni la actividad estuvo por debajo de las dos anteriores. en la fig. 3 se observa el comportamiento normal de la actividad enzimática de la ureasa con respecto al efecto de la concentración de enzima para el testigo y el tratamiento de 1,0 mg l-1 de ni; dado el aumento de la cantidad de amoniaco liberado, corroborando así que a medida que se aumenta la concentración de ureasa, será mayor la producción de amoniaco, pues para el sustrato habrá más disponibilidad de los sitios activos de la enzima. con base en lo anterior se podría suponer que el níquel dirigido a las semillas fue utilizado para aumentar el contenido de ureasa, y por consiguiente el número de sitios activos de la enzima, considerando que el sitio activo está compuesto por un dímero de ni (ii) de alto espin, con geometría de coordinación octaédrica distorsionada. herrera et al. (2002) postularon que la enzima puede tener entre tres o cuatro centros activos por subunidad; por tanto se podría pensar que la ureasa no tiene un número fijo de sitios activos, así que una parte del ni aplicado se encontraría formando más centros activos dentro de la molécula de ureasa para los tratamientos de 1,0 y 2,5 mg l-1 de ni aplicado. por otra parte, el comportamiento inferior de actividad del tratamiento de 2,5 mg l-1 de ni posiblemente estuvo influido por el ni2+, porque con la fertilización se superaron los niveles permisibles del elemento en la planta, ocasionando seguramente una acumulación del metal en las semillas en estado divalente (ni2+), lo que implicó una inhibición de la reacción. hernández (2007) menciona que ciertos metales (pb, hg, as y ag) inhiben enzimas de forma no competitiva que tienen en su centro activo grupos -sh libres. efecto de la concentración de sustrato sobre la actividad enzimática las actividades de la ureasa del testigo y el tratamiento de 1,0 mg l-1 de ni tuvieron un comportamiento similar con respecto a la concentración de sustrato requerida para su saturación. en el tratamiento de 2,5 mg l-1 de ni la ureasa requirió más sustrato para llegar a esta condición. además, se observó entre estas una variación representativa de la cantidad de amoniaco liberado. la fig. 4 muestra que las curvas resultantes de la variación en la concentración de sustrato en relación con la producción de amoniaco liberado son hiperbólicas para todos los tratamientos. michaelis y menten (1913) postularon que si se mantiene la concentración de la enzima constante variando la concentración de sustrato, se obtiene una curva hiperbólica para enzimas no alostéricas. para las muestras, la hidrólisis de la urea alcanzó un máximo con incremento en la concentración de sustrato, pero una vez superado este máximo y aumentando la concentración de urea, la actividad de la enzima disminuyó gradualmente. esto permitió formular dos hipótesis: la primera, que la disminución en la actividad después figura 3. efecto de la concentración de enzima sobre la actividad enzimática de la ureasa. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 mg l-1 1,0 mg l-1 2,5 mg l-1 enzima (mg l-1) n h 3 (µ m ol l -1 ) 0 0,5 1,0 1,5 2,0 0 0,025 0,050 0,075 0,100 0 mg l-1 1,0 mg l-1 2,5 mg l-1 urea (µmol l-1) n h 3 lib er ad o (µ m ol l -1 ) figura 4. efecto de la concentración de sustrato sobre la actividad enzimática de la ureasa. 38 agron. colomb. 27(1) 2009 de saturada la enzima podría deberse a que la ureasa fue inhibida por el amonio producido. la segunda, que la ureasa fuera una enzima alostérica, pues aunque estudios realizados demuestran que no tiene este tipo de propiedades, algunos autores no descartan que pueda comportarse como tal, dadas sus características estructurales de trímero, tetrámero o hexámero con subunidades de alto peso molecular (gerendás et al., 1999). entonces, si la ureasa fuera alostérica, el amonio producido sería un efector negativo que inhibe la enzima. aunque las curvas dadas por el testigo y el tratamiento de 1,0 mg l-1 de ni tengan la misma tendencia, en el tratamiento de 2,5 mg l-1 se observa que hubo mayor liberación de amoniaco en las mismas concentraciones de sustrato. si se tiene en cuenta que en la ureasa del tratamiento de 1,0 mg l-1 hubo formación de sitios activos adicionales causados por las aplicaciones de ni en las plantas, la liberación de amoniaco sería superior que la del testigo, porque el sustrato adicionado tendría mayor disponibilidad de sitios activos para reaccionar. no obstante, en la fig. 4 se observa que la concentración de sustrato para saturar los sitios activos de la enzima es de 0,035 µm l-1 de urea para el testigo y para el tratamiento, de 2,5 mg l-1. entonces, si se supone que la ureasa del testigo tiene menos centros activos, la concentración de sustrato para su punto de saturación no sería 0,035 µm l-1 de urea, sino una concentración menor. por el contrario, para el tratamiento de 1,0 mg l-1, la concentración de sustrato requerida para saturar sus sitios activos sería posiblemente mayor a 0,035 µm l-1 de urea. por otra parte, al detallar los resultados de la concentración de sustrato requerida por la enzima del tratamiento de 2,5 mg l-1 de ni para su saturación (tab. 1), el amoniaco liberado superó los valores de los otros tratamientos. al respecto se podría deducir que así como el número de sitios activos aumentó en la enzima del tratamiento de 1,0 mg l-1 con la aplicación de ni, lo mismo sucedió con el tratamiento de 2,5 mg l-1; no obstante la enzima probablemente pudo haber estado inhibida por el ni2+; sin embargo si hubiera sido así, la liberación de amoniaco para esta enzima sería menor con respecto a las otras debido a que pocos sitios activos se encontrarían disponibles por la acción inhibidora del níquel. efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática la mayor actividad catalítica se observó a 20°c en todas las muestras. el comportamiento de los tratamientos fue igual frente al cambio de temperatura; sin embargo, la curva del tratamiento de 2,5 mg l-1 tuvo una actividad menor con respecto a las demás pero no se responsabiliza a la temperatura de ello, sino a la posible inhibición causada por el ni+2. resulta importante señalar que no existe unanimidad en el grado de temperatura óptima para la actividad de la ureasa. se ha encontrado que para el fríjol, la temperatura óptima es de 60°c, para la ureasa de semillas de sandía y aspergillus níger es de 40°c (mohamed et al., 1999) y para la ureasa de lactobacillus fermentum es de 37°c (castellucci, 2005). teniendo en cuenta el análisis estadístico, se descarta la incidencia de las aplicaciones foliares de níquel con respecto a la temperatura sobre la actividad de la ureasa, siendo esto confirmado por la similitud de la curva del testigo con respecto a los demás. efecto del ph sobre la actividad catalítica el comportamiento de la ureasa de los tratamientos y el testigo con respecto al ph fue similar, coincidiendo en que la mayor actividad de la enzima se reflejó a ph 7. al igual que la temperatura, el ph no es específico para todas las ureasas. de acuerdo con el análisis estadístico, se descarta la incidencia de las aplicaciones foliares de níquel con respecto al ph sobre la actividad de la ureasa, dada la similitud de la curva del testigo con respecto a los otros tratamientos. hernández (2007) menciona que como las enzimas son proteínas, cualquier cambio brusco de ph puede alterar el carácter iónico de los grupos amino y carboxilo en la superficie proteica, afectando así las propiedades catalíticas de una enzima. al igual que los resultados de los demás estudios enzimáticos realizados, el tratamiento de 2,5 mg l-1 presentó menor actividad causada seguramente por la inhibición del ni2+. tabla 1. efecto de la concentración de sustrato sobre la actividad enzimática de la ureasa. urea (µmol l-1) níquel (mg l-1) 0 1,0 2,5 amoniáco liberado (µmol l-1) 0,001 0,017 0,015 0,011 0,050 0,157 0,204 0,074 0,010 0,321 0,440 0,195 0,015 0,492 0,641 0,330 0,020 0,675 0,934 0,440 0,035 1,033 1,546 0,668 0,050 1,019 1,558 1,102 0,065 1,017 1,555 1,570 0,080 1,014 1,552 1,568 392009 almanza m., rojas s., borda g., galindo a. y galindo a.: aplicación foliar de níquel en cucurbita ficifolia bouché para producción... las plantas que crecieron con 2,5 mg l-1 de ni presentaron síntomas de fitotoxicidad, y la actividad enzimática fue menor frente a las demás, posiblemente debido a la inhibición de la enzima causada por el ni en estado divalente. en todos los estudios cinéticos evaluados la actividad de la ureasa con respecto a los tratamientos, en su orden, fue: 1,0 mg l-1 de ni > testigo > 2,5 mg l-1 de ni. literatura citada barrera, n., r. trujillo y a. rebolledo. 2007. la victoria, bolo, mexicano o calabaza. cucurbita ficifolia. otro recurso genético que debemos rescatar. corpoica, palmira, colombia. bolívar, c. y g. méndez. 2000. extracción, 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menten. 1913. ecuación de michaelis-menten. en: wikipedia, http://es.wikipedia.org/wiki/cin%c3%a9tica_ de_michaelis-menten; consulta: febrero de 2009. figura 5. contenido de urea en orina utilizando ureasa de los tratamientos 1, 2 y 3 con respecto a las aplicaciones foliares de níquel. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 u re a (m g dl -1 ) níquel (mg l-1) contenido de urea en muestra de orina de acuerdo con los resultados, se identificó un mejor comportamiento de la enzima comercial para la cuantificación de urea en muestra de orina. la cuantificación de urea utilizando la ureasa del tratamiento de 1,0 mg l-1 estuvo por debajo del valor de la ureasa comercial en 1,25 mg dl-1 de urea; se destaca que la enzima de este tratamiento fue más significativa con respecto a los demás tratamientos. no obstante, la actividad del tratamiento de 1,0 mg l-1 fue superada por la ureasa comercial, porque las condiciones de estudio a las cuales fueron sometidas (ph 6,9 y temperatura de incubación 37°c) son establecidas como óptimas para la reacción de la ureasa comercial pero no para la enzima obtenida en la investigación. la fig. 5 muestra que sin aplicaciones foliares de ni en plantas de c. ficifolia, la urea cuantificada es de 27 mg dl-1, y en la medida en que se aplica níquel a las plantas (concentraciones entre 0,1 a 1,0 mg l-1), la cantidad de urea determinada aumenta. pero concentraciones superiores o iguales a 2,5 mg l-1 de ni causan disminución en la medición de urea en muestra de orina. conclusiones aplicaciones foliares de níquel en c. ficifolia iguales o superiores a 2,5 mg l-1, posiblemente aumentan el contenido de ni en estado divalente en las semillas, convirtiéndose en un inhibidor irreversible de la enzima ureasa, cuando se une a grupos sulfhidrilos de cisteínas presentes en la cadena polipeptídica de esta enzima. la adición de 1,0 mg l-1 de ni presentó clorosis, pero, fue soportada por las plantas; tuvo efectos positivos con respecto al aumento del contenido de ureasa en semillas, proporcionándole características que le permitieron estar por encima de la actividad de las enzimas del testigo y 2,5 mg l-1, pero por debajo de la ureasa de uso clínico. 40 agron. colomb. 27(1) 2009 mishra, d. y m. kar. 1994. nickel in plant grown and metabolism. bot. rev. 40, 395-452. mohamed, t., m. mohamed, s. mohamed y a. fahmy. 1999. purification of urease from water melon seeds for clinical diagnostic kits of molecular biology national research centre. bioresource technol. 68, 215-223. nuez, f., j. ruiz, j. valcárcel y p. fernández de córdova. 2000. colección de semillas de calabaza del centro de conservación y mejora de la agrodiversidad. monografías inia. ministerio de ciencia y tecnología, madrid. rubio, m., e. martínez, c. lópez y a. sanz. 1994. cadmium and nickel accumulation in rice plants. effects on mineral nutrition and possible interactions of abscisic and gibberellic acids. plant growth regulat. 14, 151-157. sauerbeck, d. 1991. plant, 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profiled in parallel with the latent global financial crisis. thus, the crucial decade 2010-2019 reflects a seemingly opportune time to highlight the competitiveness of colombian regions, which will be understood from the intradepartmental and interdepartmental level4. this becomes very important due to expectations that the bank deposited on the recovery of emerging economies such as final mark for the recovery of the crisis (dailami and timmer, 2009). the notion of regional competitiveness today intended to replace the paradigm of development in the regions of colombia, cuts across the traditional export products, which means accelerating regional industrialization, even in contrast to a national structure in mostly rural areas and non-industrialized. such export is represented by worldclass sectors (scm)5, which the colombian productive transformation program are those that are in high demand in the global economy where colombia has the opportunity to have a growth of 10 times per sector in the short term (gartner, 2009). the ministry of commerce, industry and tourism defined 8 sectors divided into two areas: “more and more of the good” (auto, printing industry, electricity, goods and services, textile, clothing, fashion and design) and “new and emerging” (remote outsourcing services, software and it services, cosmetics and toiletries, health tourism) (mcit, 2009). in colombia, about 90% of the production is concentrated in bogotá, which suggests that only regions such as valle del cauca, now renamed the “valley of the pacific”, seem to be able to benefit from this juncture of the scm, on which received for publication: 1 august, 2010. accepted for publication: 2 february, 2011. 1 executive director creactividad foundation; principal philosopher nudo-tanque de pensamiento “el vuelo del colibrí” (alternative development advisors for nariño planning secretary between 2001-2003, 2004-2007); competitiveness regional committee of nariño: competitiveness regional plan, 2009). 2 corresponding author: ilichruizreynel@yahoo.com 3 it refers to the rapid pace of economic growth of a nation that allows you to jump in productivity to become an upper middle income country, setting a new position in global competitiveness. 4 geographical areas defined in departmental blocks. colombian pacific region consists of four departments: nariño, valle, chocó and cauca has only one industrial capacity (valle) to take advantage of competitive trend in colombia, the other departments are largely rural with high rates of social inequality. 5 this projection was consolidated in 2009 becoming the central strategy to promote national competitiveness with global visibility. only a few semiindustrialized regions of the national territory would enjoy its infancy. agronomía colombiana 29(1), 147-152, 2011 paradigm-region and vocation-region in nariño department, colombia paradigma-región y vocación-región en nariño, colombia ilich ruizreynel1,2 abstract resumen the present article proposes that for the decade between 2010-2019, the curl paradigm region-vocation would be an alternative concrete and located to the territorial imperative of the own thing forms from the own thing in response to the current career competitiveness. for it raises the following thematic sequence: a) nariño development visions; b) territorial marketing; c) paradigma-región and nariño’s vocation-region (central reflection from theoretical exposition). the aim is to contribute conceptual bases to nariño’s current dilemma of achieving a condition of coexistence between the rural worlds of the industrialization and the conservation. en el presente artículo avisora y propone que entre 2010-2019, el bucle paradigma región-vocación representaría una alternativa concreta y localizada al imperativo territorial de configurar lo propio desde lo propio en respuesta a la carrera de competitividad actual. para ello se plantea la siguiente secuencia temática: a) visiones de desarrollo para nariño; b) mercadeo territorial en nariño; c) paradigma-región y vocación-región de nariño (reflexión central desde un planteamiento teórico). se pretende aportar bases conceptuales frente al dilema actual que afronta el departamento de nariño: lograr la coexistencia entre los mundos rurales de la industrialización y la conservación. key words: emergent economy, panamazonic region, world class sectors. palabras clave: economía emergente, región panamazónica, sectores de clase mundial. 148 agron. colomb. 29(1) 2011 it is intended to focus, set the tone and leading colombian competitive on the international stage next. it is from this maximum competitiveness colombian regions like nariño are embedded at a crossroads: on the one hand, it should participate in the scm since everything is done in nariño in industrialization to become a key pacific in the negotiations, on the other hand, is disadvantageous to participate in the scm as in nariño do not have actual competitive conditions to enjoy tangible results swiftly to engage the productive toward that end. this requires defining a regional position against such possibilities tempting but risky. this decision is known as regional bet6, where a whole region turns its intentions and efforts toward a common purpose which fully corresponds to the territorial reality and the vision of developing harmonized with that reality congruence which is recognized under the term adjusted development7. in that order, nariño emphasizes that includes a rural area with bio-geographical characteristics and ethno-exceptional population colombia, which will define the shape and levels of competitiveness which will compete. in this regard, there are several positions and especially two versions ranging from viewing the non-rural industrialization in nariño as an advantage or a disadvantage. for creactivity foundation (fc) version follows the lead opinion that a non-industrialized territory to explore and enjoy alternative sources of progress and competitiveness based on the conservatism of non-harmful ways of life and harmonics, while the version disadvantage due to the criterion on which a non-industrialized country is seen as a wasted land that has not been exploited profitably and consistently, looking like a potential territory from its use full power intact. is obtained for the competitive future of nariño is going through a dilemma: to bet on a region with great potential for industrialization or bet on the complexity regional territories for the conservation and creative promotion. 6 that process begins with the regional competitive dnp, governments and chambers of commerce, through the department productive agenda aimed at production chains (2006-2007). in 2008-2009, involving the ministry of industry, trade and tourism and take the form of regional competitiveness, achieving greater efficiency in regional competitiveness under the concept of productivity and encompassing than the subjectivity of the issue tactical development. 7 concept proposed by the present author (2003). so this reflection seeks to expose the current dilemma of nariño: to achieve a state of coexistence between the worlds of industrialization and rural conservation. it is necessary to think so from the knot-think tank “the flight of the hummingbird” creactivity foundation (ntp: vc-fc) region is called paradigm-designed as a source of inspiration to the calling-region. in order to dig this reflection is required to address the following topics: a) nariño development visions, which shows the evolutionary development discursively; b) territorial marketing, which illustrates the essence of rural and indigenous potential competitive implications exogenous; c) paradigm-region and nariño’s vocation-region, where the theoretical approaches emerging, laying the foundation for addressing sensitive industry then calls in nariño, in response to the dilemma of harmonizing industrial and conservation nariño development visions the fc has been exercising the past decade a number of academic and scientific processes and socio-political-institutional thoughts on changing allies concerning alternative to the idea as a destination for nariño consistent. these processes had to experience adhesions and resistance from the leading exponents of old structures nariño thinking on regional development obeyed and, especially, suffered from the syndrome of the conflict paradigm of orthodox doctrines of “left” and “right”, meaning them as “pro-marxist-socialist principles” and “pro-neoliberal principles,” respectively. interestingly, this conflict did not cause strong positive impact on the styles of governance and governance within each transition of power, especially when only half a decade ago in nariño experienced a socio-ecological crisis outside their traditional idiosyncrasies, where the positions of thought old and emerging nariño were challenged to consider new solution schemes do address it with rampant social mobility of immigrant populations from violent backgrounds term impact the lifestyle of “living well” established by long ancestral generations in nariño8. aware of this, from the ntp: vc-fc had an educational campaign showing traditional and new situations in nariño 8 nariño department began to suffer the consequences of violence from the immigration of people displaced by the effects of plan colombia. unlawful practices of the immigrants were replicated in several areas of nariño, degrading the social fabric in rural areas first, then in urban areas. the contrast of wealth-poverty over the same context, were among others, the series of crises faced and faces as nariño progressively loses the title of “haven of peace.” 149ruizreynel: paradigm-region and vocation-region in nariño department, colombia from the optimistic and strategic revolved around the regional potential of nariño had complex patterns reflected in two scenarios9: virtuous and vicious. this thought process referred to alternative development concept for the magical world of nariño, has nurtured strategic scenarios involving, sometimes temporary and sometimes sustained, the main agents of development in the region. in this peculiar transition of knowledge, nariño, between 2000 and 2009, was a struggle over what i was looking sparse and common development horizon: on the one side were those who wanted a nariño not so isolated from the rest of the country10, either by their desire to integrate social processes exerted from more open to cultural exchange and political inertia or a strategic policy makers and technocrats sought to attract more resources from the colombian state to align their regional economic development policies conpes issued from the west. on the other hand, were those who were reluctant to join the country based on the idea of seeing nariño as an independent republic to be heir to this mega-strategic region, a multiversity territory with huge potential to revive its status as pre-columbian and republican rule. this introverted rejection from much of the town to retain a bicentennial nariño ridicule, public humiliation, national exclusion, neglect and unpunished massacres that colombia nariño11 historically owed, the final calculations that assume a high price nariño is still paying for having supported the spanish crown12 during the campaign bolivarian independence13. 9 complexity of nariño is all that potential untouched by immigration. vicious complexity is flawed immigration situations with which they began to live and worse, to accept as a means of subsistence. it is unclear the meaning of this phrase. who began to live together and accept? does the department of nariño? 10 there are still ways behind to perceive nariño as “other colombia” agreed with ecuador and geopolitical friend historic social resistance positions in their desire to domestic demand. 11 as black christmas night in which, from an unprecedented military strategy, were massacred entire pasto families thereby violating fundamental rights treaty. 12 the painter and soldier john augustine accepted the royal title agualongo highest military awarded by the spanish crown, brigadier general of the spanish troops, title creole always aspired to bolivar. agualongo, to defend the spanish cause on account of the conditions of freedom of thought pastuso people, made opposition to the infatuation front of bolivar against pasto people beating him at every opportunity. 13 liberating promises offered by the bolivarian independence campaign pastuso the people were inferior to that achieved by this people in direct agreement with the crown, without revolution. meant to defend spanish interests to defend the interests of pasto and lifestyle in balance with the spanish nobles in trade, quality of life and education, among others, for alternative ways to indiscriminate violence or organized rebellion. some people argue that grass was the first free trade agreement in south in summary, there are two views: a regional development that follows the central path or trace regional development and follows its own path. however, in 2009, from fc begins to approximate a first synthesis of these visions to be developed below. nariño marketing planning in nariño the term territorial marketing (mt)14 began to be used intensively in spanish speaking countries in the early 2000 in parallel with the global positioning of the tourism industry. today it is observed that non-industrialized15 regions with a vocation of indefinite development, they need to venture into the mt. the latter occurs when the characteristics of non-industrialized territory constitute the type of development appropriate for it, and not vice versa, when the industrialized areas because of its robust structure, able to compete easily adapted for conditioning the overall pace the market. the mt is to show the best possible competitive advantage of the territory, even when the same non-industrialized country with all its untapped development potential is itself a competitive advantage offered. this first form of mt focuses on the great advantage of the territory itself, itself based on their specific comparative advantages that have come to be sub-managed. a second form of mt is focused on enhancing the competitiveness already configured and constructed, expressed in semi-industrialized areas and industrialized countries. in any case, the mt is to “sell the territory” as the export advantage, where the product itself is competitive differentiation potential of the territory itself, through which it manages to attract the attention of various agents who, convinced the potential risk, investment promotion foster16 competitiveness. america, as well as the futuristic first province ahead of the times and was already thinking about foreign relations of cooperation for regional development. pasto, from the beginning has been constituted as a peculiar source of political diplomacy arise where alternative ideologies most relevant to political events in colombia. 14 one of the best exponents of hispanics in the matter is romeo cotorruelo (see cotorruelo, 2003). 15 non-industrialized regions should not be considered as sites with no industry but have a very light industrial presence. this is dependent territories whose production profile of the rural. 16 according to ntp: vc-fc, cooperation “promotion” of cooperation differs “repair”. cooperation in promoting progressive initiatives being promoted in the territory involved. in cooperation repair-resolved offrebuild communities affected by war and / or state abandonment. 150 agron. colomb. 29(1) 2011 as above, it should be brought forward nariño their own process of mt, since it has not been an industrialized region and therefore has no right characteristics to align with global competitiveness parameters required in regions with moderately consolidated industrial apparatus. in nariño and colombia are often noted the socio-geographical territory as a defect nariño, however, was the fc who argued that in this complex are defective keys nariño alternative development that underlie its success to assume it as power in the region as it promotes the deployment of its subregions of knowledge vital to the planet. nariño in their biology and culture through authentic knowledge, expresses its future marketing territorial level (ruiz and mora, 2004, 2005, 2006, 2007, 2010). finally, it is necessary to further distinguish that an effective process of mt in nariño, the area required to define themselves first before expanding its competitiveness on strategic product lines and bet on the market believes. thus, an mt system being fitted in the first instance makes a self-promotion territory glocally17 from inbound tourism from the products of appellation of origin of export privileges and from landmarks sociopolitical and cultural kind that attract the eye of considerable capital for local investment. this is what territorial self from the ntp: vc-fc paradigm has wanted to call-region leading to the famous vocation-region. nariño paradigm-region paradigm-region (pr) is to set the self-conception of region, so the territory can be known, recognized, promoted, as there is sufficient knowledge of possession of the region itself: state of knowledge. thus, a country is worthy of his own pr when he does raise their levels of self-consciousness, that is, their ability based on his wisdom native composition, where the territory timely understand their world position in the world, well what sabogal (2010) mentioned quoting tolstoy, who said: “know your village and you will be universal”. “only what you love and know only what we love, protect and promotes”18. the same happens when a territory has its own pr when deciding set and builds the identity of his people from their land. 17 ntp: vc-fc glocalization understood as a term used in local economic development issues, which is to mitigate the local impacts from global fosteredas a method of protection against global threats or as a method of “adaptation-introjection” exogenous conditions of globalizing. 18 tomada y adaptada de la frase “conocer para amar, amar para defender” – asociación para el desarrollo campesino adc. the identity principle embraces the concept of identification: the identity corresponds to the symbolic weight of a territorial system that describes personality that land, that is, a definition of regional self in all its complexity included. the identification corresponds to the display surface reflects a territory from its position to the other regions of the country and the world. the identity or personality of the territory has to do with the regional spirit, while the identification of the territory has to do with the image it projects from the regional brand and different competitive measurements involved. identification can be generated by actors and external environments to the territory, the construction of identity is only in the hands of the various development actors own territory. the key figure to pr would give: discovery of the endogenous potential19 of the territory, ownership of territory20, global megatrends distinction that can refer to the territory21 and acceptance of the imaginary over the territory22. these keys are derived from the energy value creactive23 which integrate harmoniously from the active-creative spark should correspond to a strategy of maximizing intuition. therefore, a pr corresponds to a faithful expression of harmony proper to the territory that seeks to preserve and promote its authenticity as a territory and people, leading to regional spirit that needs to be reflected in a transcendent insignia, where the area can contain and convey so simple all its complexity, ie, his whole being and life, as the territory itself is conceived as a living being with its own personality. in nariño has already thought of some models of alternative development sui generis sponsored from the configuration of self-region paradigm nariño, as in the case of the postulated “flight of the hummingbird,” which manages to argue a possible nariño region seen as a potential reaching development in the midst of its own complexity. the phi19 view giancarlo canzanelli. 20 territorial virtue of belonging: to know, love, defend-believe in the region to promote it in time and space. regionalism in the spirit of those who fall in love with life and unique worlds within its territory. 21 land of opportunity under: knowledge monitoring strategic environments of opportunity to be exploited from a paradigm of megatrends observatory (ruiz and mora, 2004). 22 virtue territorial diversity: harnessing the facets and / or worlds of the territory. unlike the more specialized, more wealth. 23 creactive energy value refers to the spiritual dimension of development in the postulate of relational dimensional unpublished manuscript form thesis: “an alternative development thinking from qualitative capital approach” (ruiz and mora, 2004). 151ruizreynel: paradigm-region and vocation-region in nariño department, colombia losophy of the hummingbird, in addition to being nariño regional totem24 becomes the aforementioned insignia transcendent. regional totem this describes the life and self-leadership style of nariño and therefore its own development mode. finally, a pr in all its authenticity (spirit, knowledge, imagination, identity, personality, insignia totem) needs to channel the energy system of its complexity through a medium and a strategic game described in the scenario of vocation-region. nariño vocation-region vocation-region (vr) is looking for a territory to achieve the maximum result-consistency, ie to achieve success together with transcendence: a region territorial winner retain their authenticity. the territories have not set their own vr often frustrated, because while the vr was made to guarantee the results forcefully, not conducive to possess little chance of success with results that are no longer competitive spread betting without a trace of concern to the region, ie without property or leadership projects for regional identity. the latter occurs when the vr does not come from a thorough process and concerted pr. however, the territory that has acquired its own vr from pr is fully convinced of his true potential, raising a decisive character in leadership development from the territorial to be tapped and no. therefore, the vr should have the collective will to ensure territorial local development actions in the system in the exogenous and endogenous, collective intelligence in the case of multiple wills in the territory, which emanate from the need to respond creatively to the complex territorial , and generate strategic investment attraction parallel to the progress or economic growth, competitiveness. a territory that creates incentives25 for safety flange itself to actual and potential investors, own and guests, due to consistency in their results, is a territory that seeks to project itself as a region that is always in fashion because of its constant processes of authenticity and social innovation, that reflect more clearly the synergy of all types of wills land above. 24 término propuesto por el presente autor en 2006 desde el ntp:vc-fc, para referirse a la relación de un territorio con un animal insignia que evoque significaciones distintas a las del escudo. desde la fc se divulga: “¿por qué ser águila, si somos colibrí?”. se aplica para nariño como una de las regiones tropicales endémicas latinoamericanas. 25 attractive set of tangible-intangible asset type that generates public value local actions on territorial potentials natural-artificial-mixed (eg social profitability levels of local citizenship). the vr allows a country to shine, to determine the horizon it seeks to transcend from the historically recognized strengths and favorable short-term in those scenarios in which you can explore in the near future, ie. in those scenarios and products they could have chance of success visible, accurate and sustainable. vr can have all the power to prosecute territorial towards a strategic focus where all social forces, multiple land resources, institutional projects, development planning and finally all the inputs that are activated by local economic development agencies to end up translating in a matter of approach or effective concentration of the purposes of the region. the vr refers specifically to the collective construction of a common strategic horizon mode supported by a regional development and generational responsibility cognitive significance26. the vr is explained when the essence of a stochastic region takes a course “lead alertness27“, and its global competitive decision becomes processed in the range of options and scenarios as an end product for a plan of territorial life style own brand distinguished leadership in regional and territorial personality28. hence it is important to define the global and local target to which a country wants to get from its own public value, the particular path to follow, how to exercise governance over the development model you want to live, etc.. vr is then to decide how to live and, consequently, the mode of living to compete internally and externally. vr is understood that the development is the figure that takes a region to a particular competitive deployment, so the pr is the substance and the vr is the container where this substance is deposited. the vr is supported by a high sense of: a) regional belonging (regional possibility)29 and, 26 term proposed by the present author in 2005 from the ntp: vc-fc, which transcends the concept and corporate social responsibility policy, referring to the global commitment to conservation-territory solver (biotic and abiotic). 27 “derive on alert” is a thought ancestral worldview of pastures used by max neef in his “principles of economics barefoot” with which she was awarded the alternative nobel prize of economy, based on mode life of the people of the grassland, located in the province of carchi (northern ecuador) and obando exprovincia nariño department (southwestern colombia), where today’s first free zone develops agroindustrial department. 28 term proposed by the present author in 2005 from the ntp: vc-fc, is to overcome the conventional idea of personality complemented by two new forms of person other than the human and legal person: * * divine person and territorial person and / or regional , classified in levels. 1 individual: individual; 2 organizational, legal person, 3 territorial regional person, 4-universal spiritual divine person. 29 term of this author’s own thinking-ability principle. previously thought of a national-socialism, they would now think of a possibility that regional-possible worlds is also possible in a region of their worlds. in kasiyadú (fals, 2001) stresses the “territorial awakening.” reyes (2001) provides ethnocentric attitudes from modernity and globalization. 152 agron. colomb. 29(1) 2011 b) contextual relevance (competitive strategy). here is more apparent than the regional spirit that dares to launch the appropriate bets based on a competitive strategic thematic territory, which are built around the various regional development scenarios. conclusion the vr is responsible for giving boost to the pr to realize the imaginary region in a process-product30 of real competitiveness. thus, the development of a vocation is well-defined territory if it can explain itself through its process-product of factor theme translated region, ie. a topic that will be peculiar to the region under which is endogenous its full potential, making smart and strategic leadership in regional competitiveness that is applicable in environments endogenous and exogenous environments, especially, as is the case of the vr 2009 “in nariño sensitive industries” from of pr “nariño, sensible territory.” literature cited canzanelli, g. 2004. valorización del potencial endógeno, competitividad territorial y lucha contra la pobreza. paper no. 1. circle. naples (italy). comisión regional de competitividad de nariño. 2007. visión regional de la competitividad de nariño (parte introductoria del plan regional de competitividad de nariño). pasto: cámara de comercio de pasto. comisión regional de competitividad de nariño. 2009. plan regional de competitividad de nariño (coordinado por ilich ruiz reynel). pasto: cámara de comercio de pasto. bogotá: sistema nacional de competitividad snc; ministerio de industria, comercio y turismo; departamento nacional de planeación dnp. cotorruelo, r. 2003. aspectos estratégicos del desarrollo local; http://www.ecpunr.ar/cocs/cotorruelo.pdf; consulted: october, 2009. dailami, m. and h. timmer. 2009. desarrollo financiero global 2009: trazando una recuperación global. pekin: banco mundial. gartner, j. 2009. conociendo los sectores de clase mundial en colombia. http://www.jggartner.com/2009/03/conociendo-lossectores-de-clase.html; consulted: october, 2009. 30 in the process-product nariño began in march 2009 with the formulation of the nariño regional competitiveness and the new plan of leda nariño. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector autopartes. mcit, bogota. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector industria gráfica. mcit, bogota. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector energía eléctrica, bienes y servicios conectos. mcit, bogota. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector textiles, confecciones, diseño y moda. mcit, bogota. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector servicios tercerizados a distancia (bpo&o). mcit, bogota. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector software y servicios de ti. mcit, bogota. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector cosméticos y artículos de aseo. mcit, bogota. mcti (ministerio de comercio, industria y turismo). 2009. desarrollando sectores de clase mundial en colombia. informe final sector turismo de salud. mcit, bogota. reyes, g. 2001. teoría de la globalización: bases fundamentales. revista tendencias 2(1). ruiz, i. and m. mora. 2004. reflexión sobre un nuevo modelo de desarrollo alternativo a partir del capital cualitativo. universidad de nariño, pasto. ruiz, i. and m. mora. 2005. solidaridad competitiva. el enfoque transdisciplinario. universidad de los andes, bogota. ruiz, i. and m. mora. 2006. laboratorio de pensamiento para el desarrollo tridimensional relacional de la complejidad del municipio cumbitara-nariño. fundación creactividad en convocatoria ii laboratorio de paz, alto patía macizocolombiano. pasto. ruiz, i. and m. mora. 2007. laboratorio de pensamiento para el desarrollo regional del trópico lp-drt. fundación creactividad en propuesta a universidad de nariño. pasto. ruiz, i. and m. mora. 2010. industrias sensibles de nariño. in: ponencia primer coloquio de desarrollo rural con enfoque territorial (dret). universidad nacional de colombia. bogotá. sabogal, j., 2010. diálogos por la reforma universitaria. no. 10. editorial universitaria universidad de nariño, pasto. recceived for publication: 20 may, 2010. accepted for publication: 13 november, 2010 1 department of economics, sociology, and agrarian policy, universidad de cordoba. cordoba (spain). rosagallardo@uco.es agronomía colombiana 28(3), 475-481, 2010 rural development in the european union: the concept and the policy el desarrollo rural en la unión europea: el concepto y la política rosa gallardo-cobos1 abstract resumen rural areas are key elements that underpin the social and economic european territory and shape its landscape. the rural setting is a dynamic concept, able to distinguish three stages on how the european union (eu) understands “rural”: rural as image, rural as local, and rural as a social construction. the evolution of the concept is reflected in the need to adapt the approach used to address rural issues, and consequently the political design for rural development. thus, under the term rural development, the eu has included and mixed very different issues, supporting measures and equally heterogeneous financial instruments. for the purpose of supporting the european rural world the two main eu policies have come together: the agricultural and the regional policies. so, rural development in the eu has been navigating between the sectorial policy and the territorial policy. at a time of redefinition of european priorities and policies for 2013, territorial cohesion, rural/urban articulation, social partnership, institutional cooperation, environmental sustainability, and governance (flexible and multilevel) are the fundamental elements upon which a policy should rest that is addressed to ensure the existence of a living countryside, inhabitable and friendly environment. el medio rural es un elemento fundamental que vertebra social y económicamente el territorio europeo y configura su paisaje. los intensos cambios que pueden observarse en la consideración de lo rural en la unión europea (ue) permiten afirmar que la ruralidad es un concepto en evolución, pudiéndose diferenciar tres etapas: lo rural como imagen, como localidad y como construcción social. la evolución del concepto tiene su reflejo en la necesaria adaptación del enfoque utilizado para abordar la problemática rural, y como consecuencia en el diseño político de apoyo a estos territorios. bajo el término de desarrollo rural la ue ha ido incluyendo asuntos muy dispares, apoyándolos con medidas e instrumentos financieros igualmente heterogéneos. para el objetivo de apoyar al mundo rural han confluido las dos grandes políticas: la agraria y la regional, por lo que la política de desarrollo rural ha venido navegando entre lo sectorial y lo territorial. en un momento de redefinición de las prioridades políticas europeas a partir del 2013, cohesión territorial, articulación rural/urbana, concertación social, cooperación institucional, sostenibilidad ambiental y gobernanza, son elementos fundamentales para una política que se plantee garantizar la continuidad de un medio rural vivo, habitable y respetuoso con el medio ambiente. key words: rural, rural territories, territorial development, rural development policies. palabras clave: rural, territorios rurales, desarrollo territorial, política de desarrollo rural. introduction to learn the essence of rural development we need a theory to explain what is happening in the rural development practice: new networks, new activities, new territorial identities, new organizations or new leadership in european rural areas. in the first place, it is important to recognize: (i) that european rural development is a complex process that is rooted in the agricultural and development model followed by european union (eu) countries and surges to a greater extent as a response to the depletion and to the results of the modernization paradigm; (ii) that the rural world has not always been considered by eu community nations in the same manner, regarding its problems, as well as that related to its role in the overall economy. consequently, it can be stated that the european rural policy has – from the start – been characterized because of its diffuse conceptualization (delgado, 2004). it has gone from actions directly related to the common agricultural policy (cap), to territorial actions seeking to respond to the current situation in rural areas and which recognize the importance of these territories for europe. the european rural areas are characterized by the diversity of territories they harbor and by the diversity of functions they fulfill. this diversity includes physical and geo-morphological characteristics, biodiversity, landscapes, etc., as well as social characteristics, land uses, culture, traditions, symbolism, etc., and considers it a priority to keep the standardizing of the development model or the practices 476 agron. colomb. 28(3) 2010 and uses from deriving into a reductionist homogenization of these spaces. also, agriculture, the food industry, and rural development are important allies in the construction of cohesive territories, to improve its surveillance, efficiency, competitiveness, employment generation, social, environmental, cultural, and economic sustainability, as well as for the governance of such. because of all this, an important part of the eu common policies has been and is aimed at the rural world. in recent years, there has been in the european union a profound reassessment of the rural setting, which has been reflected on the policy decisions regarding these territories. ever since the eu began explicitly suggesting rural development, conceptual and political changes have been intense in this field. this document gathers some keys and determinant elements of such changes. the rural setting in the european union rural development is a complex notion as are the rural world and the social and economic phenomena contained therein. thus, diversity is an important characteristic of the rural setting in the european union, highlighting the multiplicity and diversity of all types of elements that conforms it, which explains the difficulty in adequately defining and characterizing it. there are different perceptions of what the rural setting is and what it is not, as well as of the different elements characterizing rural areas (natural, economic, cultural elements, etc.). and this is why there is no global definition of rural development (clark et al., 1997), which is generally accepted by everyone, for which the notion of rural development has been making strides amid controversy. the terms “rural” and “rural development” are not only open to diverse interpretations, but rather, as concepts, have evolved intensely in recent decades (ceña, 1994). in fact, there are completely opposing positions on the matter. while for some it is a process that will end up with the final expropriation of farmers, others see it as a force that will revitalize agriculture (multi-functionality) (van broekhuizen et al., 1997). to some observers, rural development is merely an addition to the existing pattern of agriculture and rural life, while others anticipate that both are moving toward an important reconstruction. there are those who consider that rural development is a form of local development resulting from the integration of space within economic reasoning. in this sense, local development is considered a notion rich in teachings for the elaboration of a definition of rural development (le roi, 1998). their analysis should, therefore, follow a global approach that bears in mind all the activities and their relationships at the core of their territory, that is, the specialized economic and social phenomena. other authors consider that rural development means a new model of development for the agrarian sector (van der ploeg et al., 2000). however, despite the lack of a “global” definition, there is consensus in considering the rural setting as one of the fundamental elements that socially and economically vertebrate the european territory and set its landscape. an important percentage of the population is concentrated in rural areas2, being the physical support of an extensive and varied natural and cultural heritage currently representing one of great values of eu, in addition to constructing the basis of many economic activities that generate significant levels of employment and revenue (moyano, 2009). traditionally, rural areas have been perceived as settings characterized more by their differences regarding the urban environment than their own values or attributes, having been frequently described as a place where the lack of infrastructure and equipment are manifested and where there are no opportunities for social and economic promotion for the population. nevertheless, differences between the rural and urban settings within eu have been evidently declining in recent decades, tending to match their living standards and intensifying the social and economic interactions among their respective populations; although it is true that there are still rural areas experiencing serious situations of isolation and handicap. all these changes allow us to state that the rural sense is a concept in evolution, differentiating three stages in the way the rural setting has been understood in eu, which are hereinafter briefly characterized: the first stage covers the 1950s to the late 1980s. during these years, the rural sense was understood as an image clearly identified with the agrarian setting. thus, agriculture was the concept encompassing and defining nature and the values penetrating the whole rural space. rural development was completely identified with agrarian development. the second stage extends from 1988 to the late 1990s. in this stage, the rural sense is addressed as “location”. during the 1980s, important changes were produced related to processes of diversification of rural economy and society 2 rural areas in the eu occupy 91% of its surface and are home to 56% of european population. 4772010 gallardo-cobos: rural development in the european union: the concept and the policy beyond agriculture. there is a reversal of the deficits of the population and the location of new economic activities. thus, the rural setting is now independent of agriculture and also includes “the set of regions or zones with diverse activities (agriculture, handicrafts, smalland mid-sized enterprises [sme], trade, services, etc.) where there are settlements of towns, villages, small cities and regional centers, as well as natural and cultivated areas, the custodian of natural resources and habitats, leisure and key for the equilibrium of ecosystems” (european commission, 1988). therefore, the rural setting was characterized in this stage by the heterogeneity of activities and spaces, by the diversity of local endogenous resources available in the rural environment and somehow became novel as was the “external consumption of rural products”. agriculture and the rural setting have started to be differentiated from each other during the process of economic development and modernization and no longer coincide and; hence, require policies that respond not only to farmers but also to other functions carried out in such areas with development (saraceno, 2007). finally, the third stage extends from the 1990s to the present day, understanding the rural setting as a “social construction”. at this stage, the rural setting is something that can be seen as symbolic and transformable. within this context, the rural area goes from being the support for social and functional relations to becoming an agent of social transformation. this territory is contemplated as a specific resource and as a main player of economic development and not merely as a space or framework of economic or social activities. pecqueur (2000) states: “territory, while a mode of adapting to globalization, is considered a constructed space, which permits revealing and enhancing specific resources, as opposed to globalization as a convergence of non-reversible models”. at this stage, we can say that the rural territory is the result of a process in which the players reach institutional arrangements that permit assigning value to specific resources (or even create them). consequential to this definition, the territorial approach to rural development is the process of mobilization of players that leads to elaborating a strategy of adaptation to external constraints, based on a collective identification with a culture and a territory (gallardo et al., 2008). the rural development policy of the european union the evolution of the concept already described briefly is reflected on the necessary adaptation of the approach used to address rural issues, and – consequently – in the political design for support to these territories. under the term of rural development, the european union has been including and mixing disparate issues, supporting them with equally heterogeneous financial measures and instruments. for the purpose of supporting the european rural world, the two major eu policies have converged: agrarian and regional, meaning that the rural development policy in the eu has been navigating between both waters, that of sectorial policy and territorial policy. thus, the common agricultural policy (cap) has tried to link the policy of agricultural structures with development aspects up to the 1988 reform of structural funds, while the regional policy, in addition to integrating the eaggf3– guidance, has been articulating a community initiative on rural development (leader4) with its same structural funds. within this agrarian/regional context, the eu rural development policy has evolved from being centered on the structural problems of the agrarian sector to considering the multiple roles agriculture plays in society, which is akin to saying that it has been transformed from an exclusively sectorial perspective to a territorial approach. at the core of this evolution there is an exogenous governance model (european guidelines), coexisting with a dynamic of endogenous development (the territory as a common and unifying element) (castillo and ramos, 2010). this double contradictory dynamic joins others of conceptual or strategic type that do not aid in clarifying the role of the current rural policy (compés and garcía, 2009). rural development did not explicitly emerge in the european union until the late 80s, with a double objective: 1) one external, consisting of improving the cap perception by third countries and 2) another internal, upon proposing measures to mitigate internal socioeconomic effects of a cap reform necessary within the framework of evolution toward the economic and monetary union in need of a great regional policy. until then, the rural debate was non-existent. the european rural model at the moment could be assimilated to the concern for existing rural imbalance, given that specific problems of rural areas had not yet been manifested linked to problems different from those purely agrarian (delgado, 3 european agricultural guidance and guarantee fund. 4 « liaison entre activités de développement de l’économie rurale ». links among activities of rural economy development. 478 agron. colomb. 28(3) 2010 2004). because of the identification of the rural context with the agrarian setting in this first stage, the proceedings connected with the modernization of agricultural structures are what could be denominated as rural policy. the situation changed in 1988 with the publication of the document: “the future of the rural world” (european commission, 1988). this document can be considered the end of the agricultural policy, and gives rise to a long process of reflections, debates, and contributions on the objectives, the mechanisms and the effects of public intervention in favor of the rural environment, with a new approach able to overcome the unwanted effects of the sectorial policy. this document confirms the profound changes that had been produced in the rural world and the risk of breaking the balance among the distinct functions it carried out, making it necessary to design specific rural activities. the importance of european rural areas is recognized, along with the need to address its problems in comprehensive manner. in this new context, the leader community initiative (european commission, 1991) was approved in 1991, which promoted the design and application of rural policies focused on the territory, and markedly endogenous. this community initiative is considered by many authors as the seed for a true territorial development policy in the european rural environment. the leader objective was to drive the endogenous development of rural areas through the creation of a network of local action groups5 (lag) that had to trigger innovative initiatives of local rural development with demonstrative value throughout the rural areas, and based on integration among the distinct sectorial measures and on active participation from economic and social agents. these groups also had to promote transnational cooperation and exchange of information and experience of interest through the european rural development network. the leader contribution to the definition of a european rural model revolves around what has been denominated as the leader specificities: territorial approach, creation of a horizontal partnership, participation from the population, innovation, integrated approach, decentralized management and network cooperation (sumpsi, 2000). in 1994, a new edition of the leader community initiative (leader ii) was approved, broadening and consoli5 lags are a set of public and private partners who define a common strategy and a series of innovative actions for the development of a rural area with local dimensions (less than 100-thousand inhabitants) (european commission, 1991). dating experiences from the previous edition. this edition was fundamentally characterized by the search for innovation in all its aspects, for the purpose of struggling against the decline observed in numerous european rural areas. finally, a third edition of this community initiative was approved, denominated leader+, for the 2000-2006 period, aimed at diversifying the economic activities of rural areas by practicing integrated and participatory innovative regional development strategies. leader + is articulated around the three following chapters: • chapter 1: support to integrated pilot territorial strategies of rural development, based on the ascending approach and horizontal cooperation; • chapter 2: support to inter-territorial and transnational cooperation; • chapter 3: creation of a network of all the rural areas of the community, beneficiaries or not of the leader+ initiative, and of all those leading rural development. the leader initiative, in its distinct leader i, leader ii, and leader + generations, has been a very important instrument, it may be said emblematic for the eu rural world, which has served for other more financially important policies to assume the so-called leader approach. in spite its difficulties and aspects that could be improved, we can state that the leader initiative has been a flexible, efficient and cost-effective instrument to promote the sustainable creation of social capital, productive investments, employment, revenue, and demonstrative effects in backward areas. in addition to the leader community initiative, rural development became part, since 1988, of one of the priority policies of the european union like the regional policy. the objective of this policy was to enhance economic and social cohesion in the eu, reducing development disparities among regions. this policy was financed through the structural funds6, whose 1988 reform changes rural development into a priority action objective of these financial instruments. simultaneously, the common agrarian policy (cap) continues evolving and incorporating complementary aspects 6 european agricultural fund for rural development (eafrd), european social fund (esf) and european agricultural guidance and guarantee fund (eaggf). 4792010 gallardo-cobos: rural development in the european union: the concept and the policy to those traditionally linked with regulation of prices and markets. thus, this process remarks the incorporation, in 1992, of the “agri-environmental measures” and above all, we must note the approval in 1999 of a substantial reform for the consideration of rural development in the european union. this reform was called the 2000 agenda, which converted rural development into the second pillar of cap. its fundamental principles were: 1) the multifunctionality of agriculture, 2) the multi-sectorial and integrated approach of rural economy, 3) the flexibility of rural development aid based on the principle of subsidies to favor the decentralization of decisions, consultations with the regions and agreeing on them as a working method, and 4) simplification. this agrarian policy with greater rural leadership sought to establish a coherent and sustainable framework for the future of rural areas, trying to complement the reforms introduced in markets, promoting a competitive and multifunctional agrarian sector, integrated onto the rural development strategy. as of that moment, interventions in rural development policy could be grouped into three main orientations: • measures associated to restructuring and improving competitiveness of agriculture and forest areas • measures with environmental and land management objectives • measures of diversification of rural economy and support to rural communities in 2003, the cap was reformed; reinforcing measures and the budget destined for rural development through the “modulation” of agrarian subsidies. it may be said that with the successive reforms of the common agricultural policy, rural development began being strategically positioned within the core of the cap (gallardo and ramos, 2009). after the cap reform in 2003, the agricultural council adopted, in september 2005, a fundamental reform in the policy of rural development for the period covering 2007–20137. a new regulatory framework was introduced, which insisted on the objectives of the lisbon strategy for growth and employment, and on the gothenburg strategy for development and sustainability. thus, in the current 7 council regulation (ec) no 1698/2005 of 20 september 2005 on support for rural development by the european agricultural fund for rural development (eafrd) (council of the european union, 2005). stage, the eu policy of rural development revolves around the european agricultural fund for rural development (eafrd) and complemented in spain with the start of some pilot experiences in the application of the legislation for sustainable development of the rural environment8. the objectives of the new the new policy for rural development financed by efarde are: 1) to increase the competitiveness of agriculture and forestry through aid to restructuring, development, and innovation (line 1), 2) to improve the environment and the rural setting through aids for land management (line 2), 3) to improve the quality of life in rural areas and promote the diversification of economic activity (line 3). in general, the new guideline emphasizes on being an instrument of rural development and not merely of agrarian restructuring. these objectives correspond to three action lines to which a fourth line is added, denominated “leader” based on the experience with the leader community initiative that introduces the possibility of applying the “leader approach” in part of the actions carried out within the the scope of this policy. the great european rural diversity translates to different responses from the member states to the menu of 401 rural development measures offered by efarde. this has been reflected on how budget percentages have been distributed among the lines of their national rural development programs (rdps). the strategic decisions the different member states have expressed in their rdps objectively express the needs that have been prioritized in each nation, as well as the political will and financial availability to co-finance them (ramos and gallardo, 2009). finally, the cap health check (2009) recognized a set of new challenges (climate change, bio-fuels, water management, biodiversity, and innovation) in rural development programming. the member states are obligated to incorporate in the rural development programs operations related to these new challenges. the main lessons learnt from this long period center on the need to make the policy of rural development clear and 8 legislation 45/2007 of 13 december for sustainable rural development (marm, 2007). 480 agron. colomb. 28(3) 2010 visible and for it to be as simple as possible, to where respect for diversity and the principle of subsidies permit. as a consequence of these lessons financing of this policy has been simplified through a single financial instrument (the efarde). and because of the same reason, the lines and community strategic guidelines have been designed to promote collaboration and synergies between the two pillars. to conclude: reflections for the future it may be concluded that the rural development experience in the european union currently responds, more than in the past, to the two functions – sectorial and territorial, which the rural areas need, understanding that they do not coincide and that they should be complementary. hence, the multiplicity of functions and possible guidelines for rural zones should not be seen as alternatives and in competition amongst each other, given that there are positive relationships that are mutually enhanced. evolution of policies of rural development has been the consequence of some intense changes in the rural environment and in the consequential conceptualization of the development of these territories. as has been pointed out throughout this document, traditionally, rural setting has been perceived as a space more characterized by its differences regarding the urban setting, than by its own values and attributes. nevertheless, the differences between the rural and urban environments at the core of the eu have been evidently diminished in recent decades, tending to equate their living standards and to intensify the social and economic interactions between their respective populations9. besides, said integration is not currently conducted within the terms of subordination and dependency of yesteryear, given that it is taking place within the framework of an interesting process of reassessment of rural territories as areas of welfare and quality of life for the population. it is within this interesting and renovated process of rural/urban synthesis economic and social dynamics are produced, which are today characteristics of european territories. sharing this position, the public policies should open their field of action, contemplating all the sectors and stakeholders in the territory from a global and comprehensive perspective and within a flexible governance context in its 9 the reflections hereinafter exposed regarding the future of ue rural and territorial policy belong to the document “from rural development to territorial development; reflections from the spanish experience” of the iesa forum on the cohesion of rural territories to which the author belongs. multiple levels. the new policies should drive cooperation strategies between the rural and urban environments favoring the necessary synergies between both populations, and all this with the purpose of availing of endogenous and exogenous resources, to place them on the path that will lead them to the sustainable development of said territories. this is the most complete and comprehensive way to address the development of rural areas, because it overcomes the identification between rural development and the “second pillar” of the cap, and also overcomes the rural/urban division that has marked these policies; now decisively waging on economic and social cohesion to reduce current imbalance among different european rural or urban territories. these ideas are in synch with those formulated in the green book of territorial cohesion (european commission, 2008), a document that, as it also occurred with the report on the future of the rural world in the 1980s and 1990s, suggests interesting reflections on the road that should be taken by the future territorial development policy in the eu. among the dynamics today setting off the rural territories, it is worth highlighting: the strong  rural/urban interactions; the broad development of roadway communications in the rural environment; the great expansion of the new information technologies (it) and knowledge; the new insight into the meaning of the rural setting by the whole population; the change in nature of migratory flows; the new social demands regarding natural spaces; consumer demands in terms of health and food safety; disambiguation of environmental and landscape aspects required from all the sectorial actions, and, of course, the growing number of economic activities that could currently be installed in the rural environment and those the use of clean energy and the consideration of its implications on the surroundings with play a leading role when having to condition their installation to an adequate and necessary territorial planning. this constitutes for all policy design as of 2013 a significant change of scenario when addressing the development of european rural territories. going from rural development to territorial development does not imply homogenization of public policies, but the contrary: including diversity in the logic that should inspire policies of territorial development. in fact, as indicated in the already mentioned green book of territorial cohesion, the great value of the european territories lies in its diversity, upon which the future of the european policy of territorial development should be constructed. this policy should rest, in addition, on the 4812010 gallardo-cobos: rural development in the european union: the concept and the policy adequate cooperation between players and institutions as fundamental elements of a flexible governance system. hence, territorial cohesion, rural/urban articulation, social partnership, institutional cooperation, environmental sustainability and governance are fundamental elements for a policy suggested to guarantee the continuity of a rural environment alive, inhabitable, and respectful with the environment. literature cited castillo, j.s. and e. ramos. 2010. el nuevo desarrollo rural y el futuro de la política rural en la unión europea. pp. 177-212. in: gómez-limón, j.a. and j.m. garcía (eds.). el chequeo médico de la pac. editorial eumedia; marm, madrid. ceña, f. 1994. planteamientos económicos del desarrollo rural: perspectiva histórica. revista de estudios agrosociales 169, 11-52. clark, j.r.a., a. jones, c.a. potter, and m. lobley. 1997. conceptualising the evolution of the europen union’s agrienvironment policy: a discourse approach. environment and 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investigador científico ii, disciplina de mejoramiento genético y biotecnología, centro nacional de investigaciones del café (cenicafe), chinchiná, caldas. e-mail: juanc.herrera@cafedecolombia.com resumen: la citogenética es la disciplina que estudia las implicaciones genéticas de la estructura y el comportamiento de los cromosomas. durante las últimas dos décadas los estudios citogenéticos avanzaron gracias a la información generada por métodos clásicos, los cuales permitieron establecer los primeros modelos citogenéticos en especies como tomate, trigo y arroz. al final del siglo pasado los estudios citogenéticos mostraron un avance significativo gracias a la implementación de nuevas técnicas destinadas al análisis de cromosomas, tanto mitóticos como meióticos, entre las cuales se destacan el bandeo de cromosomas y la hibridación in situ sobre cromosomas. actualmente, la mayoría de las técnicas de citogénetica molecular se basan en la tecnología de la hibridación in situ fluorescente o fish (fluorescent in situ hybridization). esta tecnología abrió la posibilidad de estudiar regiones específicas de la cromatina directamente sobre los cromosomas, gracias a la información derivada de la secuencia misma del adn, y no solamente por simples características morfológicas. como consecuencia, la citogenética molecular ha adquirido una importancia cada vez mayor en los diferentes proyectos de mapeo genético que se adelantan actualmente. en la presente revisión se hace una descripción breve de la progresión que han tenido las técnicas de citogenética, desde la llamada ‘citogenética clásica’ hasta las técnicas actuales de alta resolución. esta descripción histórica es seguida de varios ejemplos concretos que ilustran la utilización de la fish, no sólo en el mejoramiento genético de los cultivos, sino también en el estudio estructural y funcional de los genomas vegetales. palabras clave: hibridación in situ, fish, cromosomas, mejoramiento genético, mapa citogenético. abstract: cytogenetics would be defined as a discipline concerned with the genetic implications of chromosome structure and behavior. during past twenty years cytogenetics studies were carried out due to the information derived from classical methods based on chromosome deletions and translocations. as a result of such studies, the first cytogenetic models in such species as tomato, wheat, and rice were created. significant advances in most plant cytogenetic systems have occurred in the last quarter of the 20 century with the introduction of chromosome banding, in situ hybridization, and other techniques for the analysis of somatic and meiotic chromosomes. most of current cytogenetic protocols are based on the fluorescent in situ hybridization (fish) technology. this dna:dna in situ method had opened a possibility to address chromatin regions of individual chromosomes on the basis of dna sequence information in addition of mere morphological features. with genome mapping projects underway sequencing chromosomes and genomes, cytogenetic research had become more relevant. in this review, a historical perspective of chromosome research during the last 80 years is presented. it shows the progression of the ‘classical cytogenetics’ up to current ‘molecular cytogenetics’ founded on high resolution techniques such as fish. the diversity of applications is illustrated through some practical examples of valuable current utilization of fish-based methodologies in plant breeding programs, as well as in structural and functional genomics. key words: in situ hibridization, fish, plant breeding, plant chromosomes, cytogenetic map. fecha de recepción: 21 de noviembre de 2006 aceptado para publicación: 06 de junio de 2007 agronomía colombiana 25(1), 26-35, 2007 herrera: la citogenética molecular y su aplicación... 27 2007 introducción el término citogenética define en un sentido amplio aquella disciplina que trata sobre la estructura y el comportamiento de los cromosomas, así como de las implicaciones genéticas derivadas de su estudio (gill y friebe, 1998). los trabajos citogenéticos realizados en los últimos veinte años se han concentrado principalmente en el estudio de la estructura y evolución del genoma de diferentes especies vegetales, tanto silvestres como cultivadas. en estas últimas, la citogenética ha facilitado grandemente el entendimiento de la organización y estructura de los genomas, de ahí la importancia que ha empezado a tener en los proyectos de mapeo genético que se adelantan actualmente en distintas especies. los llamados mapas citogenéticos o cromosómicos constituyen una etapa intermedia entre los mapas físicos (basados en el ordenamiento secuencial de grandes fragmentos cromosómicos) y los mapas genéticos (derivados de los análisis genéticos o de ligamiento). la disponibilidad de un mapa citogénetico permite posicionar los genes, y los marcadores ligados a éstos, con respecto a los marcadores de tipo estructural propios de regiones cromosómicas específicas (por ejemplo, centrómeros, telómeros, constricciones secundarias). en consecuencia, una información citogenética detallada resulta indispensable para combinar de manera coherente, la información genética disponible con la estructura física de los cromosomas. orígenes de la citogenética clásica la citogenética clásica propiamente dicha nació en los albores del siglo xx con los estudios sobre la estructura y comportamiento de los cromosomas del maíz, los cuales dominaron una buena parte de las ciencias biológicas de la época (longley, 1927; randolph, 1941; roman, 1947). gracias a estos primeros resultados, hacia 1930 ya se contaba con mapas detallados de los cromosomas paquiténicos del maíz, donde cada cromosoma podía ser diferenciado con base en su tamaño, la posición del centrómero, el largo de sus cromátides y los patrones de coloración de la cromatina. como resultado de ello, diferentes mapas citogéneticos estuvieron rápidamente a disposición de los genetistas, cada vez más interesados en el estudio detallado del genoma. dentro de los muchos estudios citogéneticos realizados cabe destacar las contribuciones pioneras de la dra. barbara mcclintock al conocimiento de la dinámica de los ‘elementos móviles’ en los cromosomas del maíz (jones, 2005). años más tarde, rick y colaboradores desarrollarían el primer sistema citogénetico para el tomate, basados en la información generada por los estudios sobre los cromosomas paquiténicos. fue justamente este complejo sistema el que sirvió de base al grupo de tanksley para la clonación del primer gen de resistencia sobre una especie vegetal (martin et al., 1993). luego del descubrimiento en 1953 del código genético por watson y crick, la mayor parte de los trabajos científicos en el área de la citogenética se orientaban a la descripción minuciosa de la forma y el número de cromosomas, así como a la caracterización detallada de las mutaciones. el rápido desarrollo de nuevas metodologías de tinción y manipulación de los cromosomas llevó sentar las bases para el gran desarrollo que habría de tener la citogenética en los años venideros. fue por aquella época que se logró determinar el número exacto de cromosomas del genoma humano (tijo y levan, 1956) e identificar las estructuras proteicas responsables del apareamiento cromosómico durante el proceso de división celular (moses, 1968). la nueva era de la citogenética molecular quince años debieron pasar antes que las llamadas ‘tecnologías del adn’ hicieran irrupción en el área de la citogenética, dando comienzo a una revolución sin precedentes en el conocimiento de la ultraestructura y el funcionamiento de los cromosomas. como producto de ello nació la citogenética molecular, una disciplina que podría definirse como la fusión entre la citogenética clásica y la biología molecular. en forma general, agrupa un conjunto de técnicas que aplican diferentes métodos de la biología molecular directamente sobre preparaciones citológicas tales como tejidos, células, cromosomas y fibras de adn. el punto de partida de la citogenética molecular remonta a los primeros experimentos de hibridación con sondas de adn y de arn marcadas radioactivamente (jhon et al., 1969; pardue y gall, 1969). a pesar de la importancia de estos resultados, por aquella época la técnica per se no tendría el auge esperado por dos razones fundamentales: a) la existencia de limitaciones técnicas relacionadas con la detección autoradiográfica de las sondas radioactivas, y b) la ausencia de protocolos eficientes para la clonación de secuencias de interés. no obstante, una observación derivada de estos trabaagron. colomb. 25(1), 2007 28 jos daría comienzo a una importante innovación en el campo de la citogenética. en efecto, durante sus experimentos, pardue y gall (1969) notaron una alteración en las propiedades de coloración de los cromosomas cuando éstos eran sometidos a condiciones de denaturación específica (por ejemplo, lisis alcalina y alta temperatura). este hecho sugería que era posible obtener bandas específicas que a priori permitirían diferenciar individualmente los cromosomas. un año después los trabajos de caspersson et al. (1970) mostraron que algunos agentes fluorescentes como la quinacrina, permiten obtener patrones de bandas específicos cuando se fijaban sobre regiones cromosómicas ricas en guanina. este tipo de bandeo diferencial, conocido como ‘bandas q’, sirvió de base para la identificación completa de los cromosomas en humanos y más tarde en otras especies (comings, 1978; schweizer, 1980; vosa, 1985). la verdadera revolución en el campo de la citogenética se dio en los últimos 15 años, particularmente en el área humana y animal. las innovaciones técnicas en la microscopía confocal y epifluorescente, así como el desarrollo de componentes ópticos de excelentes características (lentes, filtros, captores), mejoraron de manera decisiva el desempeño de los clásicos microscopios de luz transmitida. a estos cambios se sumó la implementación progresiva de una amplia gama de métodos de hibridación con sondas fluorescentes, basadas en la utilización de una gran variedad de fluorocromos que abarcaban prácticamente toda la gama del espectro luminoso, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. en fin, el desarrollo de métodos rápidos y precisos para la marcación y detección de sondas, así como la utilización de software especializado para el tratamiento de imágenes, darían un gran empuje a las técnicas modernas basadas en la llamada hibridación in situ fluorescente o fish (por fluorescent in situ hybridization) utilizadas en la investigación médica y biológica actual. la hibridación in situ de alta resolución a diferencia de las técnicas citogenéticas convencionales, las técnicas fish se basan en reacciones moleculares específicas entre el adn cromosómico y otra secuencia cualquiera denominada ‘sonda’. el principio de la técnica fish sobre cromosomas consiste en la hibridación de sondas de adn previamente marcadas con un fluorocromo específico directamente sobre el adn cromosómico, aprovechando la homología existente entre éstas. las sondas utilizadas pueden ser de dos tipos: secuencias repetitivas o secuencias únicas o de ‘copia simple’. para la detección de tales sondas los preparados cromosómicos se exponen a la luz ultravioleta, lo cual provoca la excitación de los electrones de la molécula fluorescente. esta excitación se caracteriza por una emisión de rayos cuya longitud de onda varía según el tipo de fluorocromo empleado. las principales ventajas de esta técnica radica en su seguridad, su rapidez y, sobre todo, en su potencial para la identificación simultánea de diferentes sondas (jiang y gill, 1994; heslopharrison y schwarzacher, 1996; lichter, 1997). los primeros estudios de fish en diferentes especies vegetales se orientaron principalmente al mapeo de secuencias repetitivas y de familias de multigenes (jiang et al., 1996). sin embargo, el rápido progreso de la técnica ha permitido optimizar cada una de las diferentes etapas, trayendo como consecuencia una mejora sustancial tanto en la sensibilidad como en el poder de resolución espacial, hasta el punto de permitir la detección de secuencia únicas (herrick y bensimon, 1999). el término ‘sensibilidad’ designa el tamaño mínimo de una secuencia de adn que puede ser detectada de manera no ambigua bajo el microscopio. por su parte, ‘la resolución espacial’ puede definirse como la distancia física mínima a la que dos secuencias adyacentes (en el adn cromosómico) pueden ser identificadas bajo un microscopio de fluorescencia (de jong et al., 1999). los trabajos recientes que han usado la microscopía electrónica de barrido han permitido tener una visión más realista de la estructura de los cromosomas mitóticos de las plantas. de acuerdo con el modelo propuesto por wanner et al. (2005), los cromosomas se estructuran en diferentes niveles de condensación, que van desde la fibra desnuda de adn de apenas dos nanómetros (nm) hasta los llamados cromómeros, que corresponden a estructuras en bucle de 200 a 300 nanómetros (figura 1). es el ‘super-enrollamiento’ de estos cromómeros lo que va a formar los brazos (o cromátidas) de los cromosomas. en la práctica, bajo condiciones óptimas de hibridación y de detección, la sensibilidad de la técnica fish depende en buena parte de la accesibilidad de la sonda a la región homóloga sobre el adn, la cual está determinada a su vez, por el grado de condensación del adn cromosómico. en otras palabras, entre menos condensados se encuentren los cromosomas, la molécula de adn estará menos enrollada y, en consecuencia, la accesibilidad de las sondas al adn cromosómico será mejor (van de rijke et al., 2000). el grado de condensación de la cromatina varía herrera: la citogenética molecular y su aplicación... 29 2007 de forma importante, no solamente entre las diferentes fases de la división celular (figura 2), sino también entre los diferentes tipos de configuración adoptada por el adn cromosómico (tabla 1). el primer material utilizado para realizar análisis fish fueron los cromosomas mitóticos en metafase. este tipo de cromosomas se caracterizan por mantener su morfología básica, lo cual permite inferir de manera general la ubicación de las sondas en el genoma. sin embargo, la elevada condensación de la cromatina que caracteriza la metafase reduce grandemente tanto la resolución como la sensibilidad obtenidas al utilizar este tipo de cromosomas. ante tal limitante, la fijación de cromosomas mitóticos en estadios más tempranos (como la interfase) es una alternativa interesante dado el menor grado de condensación que presentan. si bien la resolución mejora sensiblemente, la pérdida de la estructura cromosómica, a causa de la descondensación de la cromatina, impide la localización precisa de la sonda respecto al cromosoma (de jong et al., 1999). la utilización de cromosomas meióticos, y más exactamente en fase de paquiteno, ofrece dos ventajas importantes con respecto a los cromosomas mitóticos: a) son naturalmente menos condensados y, por tanto, de mayor longitud (hasta 40 veces más largos que los cromosomas mitóticos), lo cual mejora sensiblemente la resolución obtenida; y además b) muestran una diferenciación clara entre las regiones de eucromatina y heterocromatina que facilita la identificación de regiones específicas dentro de cromosomas individuales (lavania, 2001; cheng et al., 2002). a pesar de esto, la obtención de cromosomas paquiténicos sigue siendo difícil y tediosa, particularmente en lo que respecta a la obtención de los tejidos florales (por ejemplo, las anteras) y a la interpretación correcta de las diferentes fases del ciclo meiótico entre especies. aunque el poder de resolución obtenido con los cromosomas paquiténicos es elevado (entre 10 5 y 10 6 bases, según el tipo de cromatina), el mayor progreso en la detección de secuencias mediante la fish se obtiene cuando se usan fibras desnudas de adn, método conocido como ‘fiber-fish’ (de jong et al., 1999). este método supone el aislamiento de los núcleos y la posterior liberación de las fibras de adn, previa degradación de la matriz nuclear. recientemente, valàrik et al. (2004) propusieron un método alternativo que se fundamenta en la preparación de cromosomas ‘super-extendidos’. sin embargo, aunque ésta técnica ofrece elevados niveles de resolución, la necesidad de tener que aislar cromosomas individuales constituye una limitación mayor para una aplicación generalizada. figura 1. esquema de los diferentes niveles de condensación de la cromatina según el modelo de matriz dinámica (modificado de wanner et al., 2005). figura 2. microfotografías de cromosomas de café (coffea arabica): a, b y c) diferentes fases de condensación de la cromatina durante el ciclo mitótico; d) preparación de fibras de cromatina extendidas a partir de núcleos aislados de células somáticas de café. línea blanca = 5 µm. agron. colomb. 25(1), 2007 30 algunas aplicaciones de la fish en el estudio de los genomas vegetales la adaptación de protocolos de fish en un número cada vez más creciente de especies vegetales ha abierto nuevas posibilidades para el estudio de los genomas vegetales permitiendo, entre otras cosas, los desarrollos siguientes: a) identificar cromosomas específicos, b) estudiar el origen y la estructura de los genomas híbridos, c) comparar regiones genómicas homologas, d) estudiar el comportamiento cromosómico, y e) localizar secuencias específicas de adn (como por ejemplo, transposones y otros fragmentos cromosómicos). a continuación se presentan ejemplos de algunas de estas aplicaciones. identificación de cromosomas. la fish, combinada con otras técnicas como el bandeo de cromosomas, permite en algunos casos generar nuevos patrones de polimorfismo útiles en la identificación y caracterización de cromosomas (cariotipaje). un ejemplo de esto es el trabajo de schrader et al. (1997) en el girasol (helianthus annuus); estos autores combinaron la técnica de bandeo con giemsa con la detección de genes específicos mediante la fish con el fin de diferenciar cada uno de los cromosomas de ésta especie. en forma similar, koo et al. (2004) utilizaron la hibridación in situ para caracterizar los cromosomas de una especie cultivada de colza (brassica rapa). combinando los patrones heterocromáticos producidos por la coloración fluorescente con dapi (4’-6-diamino-2-fenilindol) y la presencia de secuencias repetitivas específicas, lograron construir un mapa citogenético completo. de otro lado, andras et al. (2000) fueron capaces de obtener patrones diferenciales en cromosomas de diferentes especies vegetales, mediante la combinación de dos fluorocromos: el ioduro de propidio y el dapi. en la figura 3 (a, b y c) se ilustran algunos ejemplos de la utilización de la fish para la localización de secuencias repetitivas con el fin de diferenciar cromosomas de arroz, pino y maíz. análisis del origen y estructura de genomas. la hibridación genómica in situ (gish, por genomic in situ hybridization) es una modificación de la fish que permite colorear diferencialmente los cromosomas de distintos ancestros (en el caso de una especie) o de genomas parentales (en el caso de un híbrido). esta técnica utiliza el adn genómico total de uno de los ancestros (o especies parentales) como sonda, la cual se híbrida sobre los cromosomas metafásicos del individuo estudiado (ya sea una especie o un híbrido). gracias a esta técnica ha sido posible clarificar el origen del genoma de algunas especies de interés, la mayoría de tipo alopoliploide como el tabaco (kenton et al., 1993 ), el trigo (mukai et al., 1993 ; jiang y gill, 1994), la avena (jellen et al., 1994), el banano (d’hont et al., 2000), el café (lashermes et al., 1999), el maíz (gonzales et al., 2004), o la planta modelo, arabidopsis (ali et al., 2004). la figura 3 (d y e) muestran la utilización de la técnica gish para diferenciar el origen de los cromosomas en un híbrido hexaploide de trigo y en un híbrido intergenérico entre lolium festuca. tabla 1. resolución y sensibilidad estimadas para la técnica fish según las diferentes configuraciones del adn cromosómico (modificado de valàrik et al., 2004). configuración del adn cromosómico resolución espacial sensibilidad características cromosomas mitóticos en metafase 5-10 mb 10 kb baja sensibilidad y resolución espaciales. la cromatina se encuentra altamente condensada. los cromosomas conservan sus características morfológicas. cromosomas en interfase y/o profase temprana 100 kb 10 kb buena sensibilidad y resolución espaciales debido a una baja condensación de la cromatina nuclear. cromosomas aprisionados en el núcleo sin una separación clara. identificación morfológica casi imposible. cromosomas meióticos en paquiteno 60 a 120 kb (en eucromatina) 0,14 a 1,2 mb (en heterocromatina) 10 kb alta sensibilidad y resolución espacial. cromosomas fuertemente decondensados. características morfológicas reconocibles. preparación laboriosa. cromosomas mitóticos super-extendidos 69 kb 1-2 kb alta sensibilidad y resolución espaciales. cromosomas metafásicos estirados linealmente. pérdida completa de la morfología cromosómica. fibras de adn 1-5 kb 1 kb optima sensibilidad y resolución espaciales. las fibras desnudas de adn posibilitan la estimación de las distancias físicas mediante co-localización de marcadores adyacentes. 1 kb = 10 3 ; 1 mb = 10 6 . herrera: la citogenética molecular y su aplicación... 31 2007 figura 3. algunos ejemplos de las aplicaciones de la técnica fish en el estudio de los genomas vegetales: a) localización de sondas de adn repetitivo (psc119.2; psc200 y psc250) sobre cromosomas metafásicos de arroz; b) localización de secuencias de adn ribosomal sobre cromosomas metáfasicos de pino, pinus elliottii; c) ubicación de secuencias teloméricas y centroméricas sobre cromosomas paquiténicos de maíz; d y e) discriminación del origen parental de los cromosomas en dos híbridos interespecíficos diferentes mediante gish; f) fibras extendidas de adn del arroz (tomado de: schwarzacher y heslop-harrison, 2000; puertas y naranjo, 2005). agron. colomb. 25(1), 2007 32 la gish también ha sido utilizada con éxito para el análisis de la introgresión en híbridos interespecíficos e intergenéricos, aprovechando la diferencia estructural entre genomas y, particularmente, la presencia de secuencias genoma-específicas (para revisión ver anamthawat-jonsson, 2001). la organización nuclear y el comportamiento de los cromosomas han sido también objeto de intensos estudios, no sólo sobre híbridos f1 (anamthawat-jonsson et al., 1993; poggio et al., 1999) sino también, sobre genotipos avanzados (schwarzacher et al., 1992; hou y peffley, 2000; ji et al., 2004). la gish se ha revelado igualmente eficiente para localizar regiones cromosómicas portadoras de genes de resistencia (tang et al., 1997). estudios comparativos entre genomas. la fish ha sido empleada para el análisis comparativo entre genomas gracias a la técnica conocida como hibridización genómica comparativa o cgh (por comparative genome hybridization). esta técnica, propuesta por zoller y colaboradores (2001), se basa en la utilización del adn genómico de una especie patrón (por ejemplo, arabidopsis) que se usa como sonda para hibridizarlo sobre los cromosomas de otra especie. esta hibridación cruzada genera una serie de bandas sobre los cromosomas de la especie estudiada, las cuales corresponden a regiones genómicas conservadas (por lo general, secuencias repetitivas) entre las dos especies. la ventaja principal de la cgh es que permite analizar el cariotipo de una especie dada con un enfoque molecular, sin necesidad de utilizar secuencias específicas que son difíciles de obtener. la utilización de arabidopsis como especie patrón tiene la ventaja del acceso a la información genética completa, gracias a que todo su genoma ya ha sido enteramente secuenciado. una modificación de la cgh es el mapeo comparativo in situ o iscm (por in situ comparative mapping) el cual permite la co-localización de secuencias particularmente conservadas entre dos genomas. este tipo de análisis ha sido utilizado para el estudio de la colinearidad entre genomas de diferentes especies, y en particular, de la estructura de los cromosomas homeólogos (cabrera et al., 2002). mapeamiento físico de secuencias de adn. dado que los extendidos de fibras de adn dejan al descubierto la posición linear de las secuencias a lo largo de un fragmento cromosómico, la hibridación in situ sobre fibras de adn o fiber-fish permite localizar y ordenar secuencias específicas de interés (figura 3, f). de esta forma es posible obtener una imagen detallada e integral de la secuencia y de su colinearidad con los marcadores asociados a dicha región. además, permite calcular la distancia física que las separa. el desarrollo de la técnica de fiber-fish ha sido una herramienta decisiva para el mapeo de regiones asociadas con diferentes enfermedades en el genoma humano (herrick y bensimon, 1999). si bien la adaptación de esta técnica para el estudio del genoma de las plantas se encuentra actualmente restringido a unas pocas especies, los resultados obtenidos son prometedores. la localización de genes presentes en regiones teloméricas o centroméricas es de particular interés para los estudios de mapeo genético en plantas. sin embargo, el estudio genético de estas secuencias es generalmente una tarea difícil por la presencia de regiones ricas en heterocromatina, las cuales perturban la recombinación meiótica. ante las limitaciones del análisis genético, la técnica fish ofrece una alternativa rápida y precisa para el estudio de este tipo de secuencias. la utilidad de la fish sobre fibras de adn para la localización de sondas de pequeña longitud (hasta 40 kilobases, kb) fue demostrada por primera vez en el arroz (jiang et al., 1995). el trabajo realizado por zhong et al. (1999) es un ejemplo práctico de la utilización de la fish en fibras de adn para el estudio de genes de interés. con base en la información genética disponible, los autores lograron ubicar físicamente los genes mi y apsi presentes en la región centromérica del cromosoma 6 del tomate, particularmente rica en secuencias repetitivas. gracias a la hibridación con sondas portadoras de secuencias ligadas a tales genes se logró establecer de manera precisa la distancia física entre estos dos genes. otros estudios permitieron confirmar la importancia de esta técnica como una herramienta complementaria para la generación, y posterior verificación, de mapas físicos en especies como arroz y arabidopsis (zhang y wing, 1997; jackson et al.,1998). la fiber-fish ha sido utilizada igualmente para el mapeo de fragmentos de adn-t transferidos por transgénesis en plantas de papa (wolters et al.,1998) y en la localización física de diferentes fragmentos cromosómicos estrechamente asociados con genes de resistencia (xu et al., 2001). limitaciones de la técnica fish como toda nueva tecnología, las técnicas basadas en la hibridación in situ traen consigo algunas limitacioherrera: la citogenética molecular y su aplicación... 33 2007 nes, las cuales deben tenerse en cuenta al momento de considerar su utilización. algunos de los problemas más recurrentes en los experimentos de fish en plantas tienen que ver con la sensibilidad de detección (determinada principalmente por el tamaño de las secuencias usadas como sonda), y con la especificidad de las sondas (dependiente de la homología genética entre genomas). estos problemas parecen explicarse por las diferencias existentes respecto del tipo de secuencias (únicas o repetitivas) y de su distribución (localizada o generalizada) a lo largo de los genomas, tanto animales como vegetales. contrariamente a lo que se observa en los cromosomas animales, los cromosomas de las plantas poseen un adn con una proporción muy importante de secuencias repetitivas que se caracterizan por un equilibrio entre los nucleótidos adenina (a) y timina (t) respecto de la guanina (g) y la citocina (c), es decir, en la relación at:gc. tal equilibrio posiblemente explica la extensa homogenización que han sufrido los cromosomas en los genomas vegetales como resultado de una frecuencia elevada de eventos de transposición y/o conversión (schwarzacher et al., 1997). en el caso de algunas especies alopoliploides (derivadas de un cruzamiento entre dos especies ancestrales) así como de ciertos híbridos interespecíficos, el uso de la fish para discriminar genomas parentales no siempre resulta eficaz; ello por cuanto, si las secuencias repetitivas presentes en el adn de cada uno de los padres son muy parecidas, o si tales secuencias parentales han sufrido una extensa homogeneización en el genoma del híbrido, la discriminación del origen de los cromosomas se hace muy difícil, y en algunos casos, imposible (schubert et al., 2001). finalmente, otro aspecto a tener en cuenta cuando se utiliza la fish es la eventual variación en la respuesta con el tipo de tejido analizado (murata et al., 1997). por tanto, antes de proceder a una utilización extensiva de la fish en un programa de mapeo físico, podría ser recomendable analizar la respuesta de diferentes tejidos a la hibridación con una prueba específica. conclusiones y perspectivas gracias al avance vertiginoso de la citogenética molecular de alta resolución, hoy se dispone de un gran arsenal de herramientas destinadas al estudio estructural y funcional de los genomas. el constante adelanto en la tecnología de los equipos de microscopía, así como el desarrollo de métodos de marcación y detección cada vez más sensibles, hacen presagiar un futuro promisorio para las técnicas de hibridación in situ sobre adn en los campos de la genómica y la post-genómica. dentro de las nuevas técnicas que se están aplicando para la detección de secuencias en plantas, aquella conocida como prins (por primed in situ labeling) ofrece una elevada sensibilidad de detección respecto de la fish convencional (kubaláková et al., 2001). esta técnica se basa en la hibridación de sondas no marcadas sobre el adn cromosómico, seguida de una amplificación enzimática vía pcr, en presencia de nucleótidos marcados con fluorescencia. de otro lado, la disponibilidad actual de una amplia gama de fluorocromos, permite la coloración simultánea de diferentes cromosomas en un solo experimento de hibridación. si bien esta técnica, llamada mcgish (por multicolor gish), ha sido ampliamente utilizada en el análisis del genoma humano y otras especies de mamíferos (langer et al., 2004), su aplicación en plantas es aún limitada (lysak et al., 2003). a estas nuevas metodologías se suma la posibilidad técnica de poder aislar cromosomas enteros o partes de un cromosoma con el fin de obtener librerías específicas de utilidad para el aislamiento de secuencias y genes de interés presentes sobre un cromosoma particular. la caracterización futura de los genomas animales y vegetales mediante las técnicas de citogenética molecular va, sin duda, más allá de la simple genómica descriptiva. un ejemplo de ello son algunos trabajos recientes que combinan el uso de técnicas de inmunocitogenética y de citogenética molecular para el estudio de la arquitectura nuclear y de los procesos bioquímicos implicados en la transcripción y la replicación del adn (tessadori et al., 2004). la utilización progresiva de todas estas tecnologías en los proyectos de genómica que se desarrollan actualmente en diferentes cultivos, servirá sin duda para mejorar nuestra comprensión sobre la organización y la expresión de los genes, uno de los objetivos fundamentales de cualquier programa de mejoramiento genético. agradecimientos el autor desea expresar sus agradecimientos a m. rodier y f. anthony por la lectura y sugerencias aportadas durante la escritura de este documento. agron. colomb. 25(1), 2007 34 literatura citada ali, h.b.m., 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de grupo de las agroempresas productoras de frutales caducifolios de la región. el levantamiento de la información se hizo con base en el diseño de una ficha técnica, la cual se aplicó a las 28 unidades productivas de estas especies en los municipios más representativos de tales provincias. el trabajo de campo se desarrolló con visitas a las agroempresas del estudio y entrevistas directas a los productores, operarios y expertos, quienes suministraron la información requerida y actualizada sobre los aspectos técnicos, económicos, administrativos y financieros de dichas unidades productivas. posteriormente se organizó, tabuló y analizó la información, con el fin de establecer la rentabilidad de cada una de las 28 agroempresas estudiadas durante el período 2003–2004. con el uso del paquete estadístico, se agruparon las explotaciones objeto de estudio en los grupos de cabeza, media y cola, de acuerdo con la metodología propuesta por chombart de lawe. a partir de este agrupamiento se identificaron las características de cada uno de los grupos de empresas productoras, destacándose sus principales variables empresariales y los indicadores financieros. igualmente, se hicieron las comparaciones de los indicadores obtenidos en cada grupo de explotaciones y se propusieron alternativas para que las unidades con menor rentabilidad, o del grupo de cola, adopten las tecnologías y el sistema de producción de las agroempresas más rentables de la región, o del grupo de cabeza. the study was realized in the provinces of center, marquez, sugamuxi and tundama of the department of boyacá with the purpose to analyze the group of agricultural enterprises that produce deciduous fruits in the region. taking into account the design of the technical report, the productive units were selected among the most representative provinces and the practical work was developed by means of visits to the farms, where the study was carried out, and direct interviews to the producers, workers and experts, who gave the proper and updated information about the economical, technical administrative, and financial aspects of the productive units. after that the data were organized, analyzed, and tabulated in order to establish the rentability of each one of the 30 studied agricultural enterprises during 2003 and 2004. the exploitations were grouped by means of the statistical tools in the groups of head, medium and tail according to the methodology proposed by chombert de lawe. in this way, the characteristics of each group were identified with the emphasis on their main enterprise variables and financial indicators. similarly, the comparisons of the indicators were made in each exploitation group and different alternatives were proposed so that the least productive units or the tail groups adopt the technologies and systems of production from more productive ones in the region or from the head group. key words: agricultural enterprises, explicit cost, implicit cost, technical report, rentability. palabras clave: agroempresa, costos explícitos, costos implícitos, ficha técnica, rentabilidad. fecha de recepción: junio 13 de 2006. aceptado para publicación: abril 9 de 2008 1 profesora asistente, programa administración de empresas agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, duitama. gloriacened@latinmail.com 2 profesor titular, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. luisfelirodriguez@yahoo.com 3 profesora asociada, facultad seccional duitama, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, duitama. liliateresabermudez @yahoo.com introducción en el departamento de boyacá los frutales caducifolios se encuentran ubicados en zonas de características especiales, destacándose las provincias de márquez, centro, ricaurte, sugamuxi y tundama; en ellas sobresalen los municipios de nuevo colón, sotaquirá, tuta y duitama. al revisar los documentos existentes más nombrados sobre el tema de caducifolios en boyacá, se percibe que la mayoría de ellos corresponde a investigaciones y estudios sobre factores técnicos, notándose una carencia de trabajos en el área empresarial, situación que constituyó la razón fundamental para el desarrollo de esta investigación. agronomía colombiana 26(1), 146-154, 2008 análisis de grupo de las empresas productoras de frutales caducifolios del departamento de boyacá group analysis of the productive enterprises of deciduous fruits in the depar tment of boyaca gloria acened puentes1, luis felipe rodríguez2 y lilia teresa bermúdez3 147 el presente trabajo de investigación planteó como objetivo general realizar un estudio de caracterización técnico económico de las unidades productoras de frutales caducifolios en las provincias de márquez, centro, sugamuxi y tundama, en el departamento de boyacá. la metodología empleada fue la del “análisis de grupo”, que hace parte de los llamados métodos analíticos de gestión. su propósito es conformar y comparar grupos de agroempresas en el contexto de criterios económicos, técnicos y financieros, destacándose entre estos los costos de producción, la rentabilidad y las operaciones de manejo agronómicas. este estudio precisó los siguientes objetivos específicos: identificar los principales problemas de carácter técnico, económico y comercial del sistema de producción de caducifolios en boyacá; calcular la rentabilidad de cada una de las agroempresas productoras seleccionadas, en el marco de los municipios considerados líderes en este sistema de producción; configurar los tres grupos típicos definidos en el marco de la metodología del análisis de grupo (cabeza, media y cola), tomando como indicador base la rentabilidad de la unidad productora; y formular recomendaciones técnicas, financieras, administrativas y de comercialización que contribuyan con el mejoramiento de las explotaciones frutícolas del departamento de boyacá. se utilizó este método de gestión con la finalidad de saber por qué algunas de las agroempresas de producción de frutales caducifolios se desenvuelven mejor económicamente e investigar todas las posibles causas que pueden determinar las diferencias entre las unidades de los grupos. es importante destacar que la medición del desempeño económico o de la gestión de las explotaciones de la categoría cabeza es un referente para hacer las recomendaciones adecuadas a los productores de los otros grupos. el método del análisis de grupo fue establecido en francia por el profesor j. c. chombart de lawe en 1965. para su aplicación se requiere de las siguientes fases: la primera consiste en el análisis de la explotación, mediante la búsqueda de puntos débiles en su sistema de producción actual; en la segunda fase se hace la síntesis de los puntos débiles, estableciendo prioridades en los aspectos y medidas que se van a tomar para incrementar el beneficio, y la tercera fase, o de consejo, toma el diagnóstico como base para aportar diferentes recomendaciones (chombart, 1965). el método de análisis de grupo, requiere la constitución de una zona homogénea (explotaciones que siguen el mismo sistema de producción), y tiene como propósito analizar un grupo de explotaciones bajo ciertos criterios, que varían de acuerdo con las características presentadas por la zona a estudiar. luego, dependiendo del beneficio obtenido por estas agroempresas, se dividen en tres categorías: “cabeza”, “media” y “cola”. la categoría de cabeza sirve de base para la determinación de objetivos y es donde se incluyen las agroempresas que obtienen los mejores resultados económicos; las explotaciones clasificadas dentro de la categoría cola son aquellas en las que se encuentran los errores y las deficiencias más graves y tienen los más bajos resultados económicos (chombart, 1965). finalmente, se utilizan las llamadas normas clave o elementos clave y los diversos criterios utilizados en la medición del desempeño económico o de la gestión de la explotación o explotaciones de la categoría cabeza para hacer las recomendaciones adecuadas al colectivo de productores. los principios del método se pueden resumir en tres puntos, así: homogeneidad del grupo. solo se pueden comparar aspectos que sean similares, es decir, las unidades deben estar situadas en la misma región natural, con características similares en cuanto a clima, topografía, condiciones ambientales, clase y fertilidad de suelos. deben, además, emplear recursos parecidos en cuanto a superficie cultivada, unidades de gran ganado, tipo de mecanización y trabajo disponible. deben tener sistemas de producción aproximadamente iguales (chombart, 1965). diligenciamiento de las fichas de información para cada una de las explotaciones, teniendo en cuenta que sean comparables. la ficha de explotación resume la información básica sobre cada agroempresa en aspectos como elementos técnicos (rendimientos, superficie, cantidad de insumo, etc.) y elementos económicos (costos de todas las técnicas empleadas, valor de los productos obtenidos, entre otros). los promedios de estos valores se utilizan como la guía o norma, contra la cual se han de comparar las explotaciones de todos los grupos (carranza, 1978). examen de resultados. se trata de agrupar las explotaciones en tres categorías: cabeza, media y cola y de calcular sus medias de variables técnicas, económicas, financieras y operativas. utilizar una técnica sencilla de comparación, que consista básicamente en contrastar las medidas de todas las agroempresas del grupo con la media de las explotaciones mayores; o, sencillamente, se compara la media del grupo cabeza con la de los otros grupos (guerra, 1997). interpretación de los resultados. en esta fase se permite descubrir los puntos débiles del sistema de producción y 2008 puentes, rodríguez y bermúdez: análisis de grupo de las empresas productoras... 148 agron. colomb. 26(1) 2008 definir unos objetivos para el grupo, apoyándose en las normas clave. metodología y procedimientos de investigación el diseño metodológico empleado en esta investigación fué el no experimental, de carácter explicativo; apoyado en una metodología participativa con la utilización del diálogo de saberes. la zona de estudio donde se hizo este trabajo estuvo constituida por las provincias de márquez, centro, sugamuxi y tundama, en el departamento de boyacá. población la población objetivo consistió en 50 agroempresas de características específicas. a partir de esta población se definió la muestra a estudiar, teniendo en consideración los fundamentos del método de análisis de grupo. la muestra objeto de esta investigación fueron inicialmente 30 unidades, de las cuales se eliminaron posteriormente 2 debido a que los resultados sesgaban la investigación; por esta razón se decidió analizar solo 28 agroempresas, las cuales se tomaron como unidades objeto en este trabajo de investigación. dado que es una condición fundamental que en la conformación del grupo de unidades en estudio se tuviera en cuenta la homogeneidad de las agroempresas, se precisó el hecho de que las unidades de explotación objeto de la aplicación de este método fueran agroempresas en la que se manejara el mismo sistema de producción, procurando que estas unidades productivas tuvieran una extensión superior a 1 ha y que cultivaran mínimo 2 especies de caducifolios. fuentes de información fuentes primarias representadas por profesionales, técnicos y propietarios de las empresas productoras de caducifolios, así como expertos en el tema. fuentes secundarias constituidas por trabajos de grado de estudiantes de la carrera de administración de empresas agropecuarias de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, seccional duitama; documentos e informes de investigación, tablas estadísticas y publicaciones de instituciones como el sena, secretaría de agricultura, bases de datos de la corporación colombia internacional (cci) e internet. instrumentos el instrumento básico para la recolección de la información primaria fue la ficha técnica, apoyada en la utilización del diario de campo; de esta manera fue posible levantar la información primaria mediante la observación directa y la realización de encuestas a empleados y propietarios sobre las particularidades socioeconómicas, financieras y técnicas del sistema de producción de caducifolios en las zonas consideradas como el epicentro geográfico de esta investigación. en el desarrollo de la aplicación de este importante método de gestión se usaron varias técnicas estadísticas, entre ellas: distribución de frecuencias; estimación por intervalos de confianza, análisis de varianza y la prueba de comparación múltiple dms (diferencia mínima significativa). una síntesis del procedimiento de investigación adelantado en este estudio se visualiza en el diagrama de bloques de la figura 1. resultados y discusión economía e ingeniería de sistemas de producción de frutales caducifolios en boyacá el proceso productivo de los frutales caducifoleos se fracciona en 2 fases bien definidas con sus respectivas operaciones de campo. fase de establecimiento del sistema de cultivos dentro de este grupo se destacan la investigación de mercados, el estudio agronómico y planificación del cultivo. vale la pena resaltar que en la etapa de la instalación del cultivo se realizan operaciones como la selección del sitio y del material vegetativo; el análisis de suelos, trazado, ahoyado y siembra. la producción de duraznero, manzano y ciruelo inicia a los 3 años, en tanto que el peral a los 5 años, por lo que se deben conocer las etapas fenológicas y su duración, así como las características propias para cada especie y variedad. fase de mantenimiento y producción aquí se relacionan las operaciones que se hacen en el lapso de cosecha a cosecha, donde ocurren todos los estados fenológicos propios de los frutales caducifolios, tal como se ilustra en la tabla 1, que expone como ejemplo un plan de manejo para la variedad de duraznero rubidoux en el marco de la actividad productiva de caducifolios en el departamento de boyacá se destacan los siguientes problemas: 149 en la precosecha de los frutales caducifolios, la causa radica en la falta de planeación del cultivo y en la deficiente visión empresarial, a lo que se suma la ausencia de políticas de estado que fomenten estas agroempresas. en la fase de la cosecha se presenta un alto porcentaje de pérdidas del producto debido a la falta de conocimiento en la identificación de índices de madurez, así como a la carencia de investigación en el comportamiento de cada una de las variedades establecidas, en el estudio de los microclimas y de los factores de producción utilizados en estas agroempresas (castro,1997). en la fase de poscosecha se pudo observar que aunque se han hecho esfuerzos por cambiar el empaque de las frutas, aún se carece de conocimientos para empacar y transportar productos perecederos en forma adecuada que evite las pérdidas poscosecha. los problemas de comercialización en estas especies frutícolas radican en la falta de asociatividad, diferenciación de los productos y oferta constante, ya que las importaciones de estas frutas se incrementan año tras año. según esta investigación, el manejo de cosechas bajo el modelo de cosechas forzadas4 es un punto favorable para producir frutas durante todo el año, aprovechando así las ventajas comparativas de la zona y las ventajas competitivas de los empresarios (lizarazo, 2004). perfil económico y financiero de la agroempresa de frutales caducifolios en el contexto de la concepción de la agroempresa como sistema, la unidad de producción de caducifolios en el departamento de boyacá se caracteriza por presentar como mínimo combinaciones de dos especies: duraznero y ciruelo; peral y manzano; duraznero y manzano; ciruelo y peral. esta situación se hace notoria en la presente investigación con plantaciones de diferentes variedades en el mismo huerto, dependiendo de factores como la región, el tradicionalismo, la vocación agrícola, los precios de la fruta y la demanda del mercado nacional. las áreas manejadas en promedio son de 2,8 ha y la forma predominante de la tenencia de la tierra es la de propiedad en el 100%, hecho fundamentado en el carácter perenne de este sistema de producción. en el desarrollo de esta investigación se utilizó el modelo de estructura de costos, bajo el enfoque económico de las categorías de costos reales (explícitos) y estimados (implícitos) que propone chombart (1965) en la metodología para el análisis de grupo. dentro de este contexto, se parte de la inversión actual de las unidades de producción, asignándoles valor –en pesos constantes del 2004– al terreno; las plantas, de acuerdo a la especie, el manejo, la edad y la tecnología; la infraestructura de riego, la maquinaria y el equipo. en cuanto a los costos reales o explícitos, fueron 4 se refiere al manejo de las variables agua, poda, nutrición, compensador de frío, las cuales ayudan a desplazar la cosecha de los caducifolios a meses diferentes. figura 1. flujograma de bloques del procedimiento metodológico del análisis de grupo para agroempresas productoras de caducifolios en boyacá. 2008 puentes, rodríguez y bermúdez: análisis de grupo de las empresas productoras... 150 agron. colomb. 26(1) 2008 calculados teniendo en cuenta la mano de obra contratada; los insumos comprados y los servicios pagados, como la asistencia técnica y el transporte. con el fin de calcular los costos estimados o implícitos se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros: el costo de oportunidad del uso del terreno, la mano de obra familiar, las depreciaciones de equipos y maquinarias, y el costo financiero del dinero, calculados para el periodo 2003-2004 (rojas, 2004). un elemento sustancial en el análisis económico y financiero de las unidades productoras es el relacionado con el índice de rentabilidad, obtenido en cada una de las unidades estudiadas, el cual señala a este tipo de actividad como rentable. este índice se constituyó en el elemento clave para la conformación de los grupos de las agroempresas, por ser el indicador más conocido en el contexto empresarial agropecuario y por facilitar su comparación con el valor del dtf (costo de oportunidad del dinero en el mercado financiero colombiano). para hallar la rentabilidad de cada unidad empresarial para el periodo 2003-2004 se parte de determinar el ingreso neto, dividirlo por la inversión total y multiplicarlo por 100 (murcia, 2002). análisis de grupo de las empresas productoras de caducifolios en el departamento de boyacá para efectuar el agrupamiento y caracterizar las agroempresas de acuerdo al modelos típico de cabeza, media y cola se utilizó como factor clave la rentabilidad de la agroempresa, cuyo cálculo dio como resultado valores oscilantes entre el -3% , para las explotaciones menos rentables, hasta el 55%, correspondiente a las explotaciones más rentables, según se muestra en la distribución de frecuencias de la tabla 2. calculadas las rentabilidades de las 28 agroempresas (casos estudiados) se procedió a elaborar su distribución de frecuencias con el propósito de conformar los grupos de etapa tiempo ( días) entradas operaciones salidas 1. cosecha 30 implementos, mano de obra, capital producto 2. defoliación 90 equipos: aspersora, canecas, insumos (oxicloruro de cobre + sulfato de zinc). mano de obra: 1 obrero/día-400 árboles. alistamiento de mano de obra y equipos. asperjar. árbol 100% sin hojas, flores y frutos. 3. reposo 30 insumos. serruchos, podaderas, brochas, escalera, bolsas. mano de obra. capital. alistar equipos, insumos y mano de obra. podar. mezclar productos. cicatrizar. recolectar y quemar material podado. asistencia técnica. árboles podados de acuerdo con los requerimientos tecnológicos. 4. hinchamiento de yemas 30 fumigadora, insumos, balanza, canecas, agua, baldes. mano de obra. capital. observar variables climatológicas. aplicar para control fitosanitario. aplicar compensador de frió. alistar polinizador. asistencia técnica. árboles asperjados libres de pudrición de flores. 5. floración 35 insumos. fumigadora. mano de obra. observar clima. fumigar. asistencia técnica. cuajamiento de fruto. 6. desarrollo del fruto 150 insumos. calibrador. mano de obra. fumigar. observar clima. calibrar fruto, ralear frutos. aclareo de ramas. podar en verde. agobiar chupones. frutos con tamaño y sanidad adecuada a la variedad. 7. cosecha 30 canastillas, baldes, cosechadoras, escaleras, podadoras, penetrómetro. balanzas. mano de obra. determinar índices de madurez. disponer equipos, mano de obra. recolectar fruto en finca. descargar el producto. asistencia técnica. frutos apilados en la finca. 8. poscosecha 30 empaques, embalaje, balanzas. mano de obra. instalar sala poscosecha. seleccionar, clasificar, empacar, almacenar. frutos seleccionados clasificados y empacados. 9. comercialización 30 servicio telefónico. transporte. papelería. contactar compradores. enviar, entregar producto. negociar. recibir dinero. recibir el valor por la venta de la fruta. tabla 1. plan de manejo para la fase de cosecha y mantenimiento; especie duraznero, variedad rubidoux. cosecha octubre 2003 octubre 2004. 151 cabeza, media y cola. la configuración de los grupos en mención se estructuró una vez aplicada la técnica estadística de estimación por intervalos de confianza, como se ilustra en la figura 2. en la figura 2 se representa la distribución de frecuencias de las rentabilidades/ha de 28 agroempresas y la conformación de los grupos típicos del análisis de grupos, mediante la utilización de un intervalo de confianza del 95%. dichosgrupos se configuraron así: grupo de cola. comprende los valores de la rentabilidad desde -3% hasta los valores positivos de 27%. en este tramo se localizan 8 explotaciones. grupo de cabeza. está conformado por las agroempresas que muestran los valores más altos de rentabilidad. el intervalo para este grupo se extiende desde 40,48% hasta 55%, dentro del cual se localizan 12 agroempresas. grupo de media. incluye las agroempresas con rentabilidades empresariales entre el 27,43% (límite inferior) y 40,48% (límite superior), correspondiente a 8 unidades. definidos los grupos se procedió a someter su rentabilidades empresariales al análisis de varianza con el propósito de confirmar las diferencias estadísticas entre las rentabilidades promedias de los respectivos grupos. efectuando el cálculo del anova, se determinó una diferencia estadística altamente significativa, ya que el valor del f calculado (54,33) es mayor que el f de la tabla, tanto al 5% (3,38) como al 1% (5,57), con una confiabilidad del 95% y con un de 5%. como complemento a este análisis, se efectuó la prueba de comparación múltiple de medias (dms), mostrando y explicando el grado de significancia estadística para los promedios de rentabilidades de los tres grupos de agroempresas. el orden de los promedios de rentabilidades es el siguiente: la más alta, con un 47%, pertenece al grupo de cabeza, seguida por la media del grupo de la media con un 33%, y el menor promedio de rentabilidad la presentó el grupo de cola, con un 16%. la anterior prueba estadística se realizó con una confiabilidad del 95%. una vez se establecieron los grupos de agroempresas definidos en el marco del método de gestión análisis de grupo, así como comprobadas las diferencias entre grupos, se procedió a realizar un análisis cualitativo de los aspectos positivos y negativos que presentan los grupos tipificados de cabeza, media y cola, como se observa en la tabla 3. dentro del análisis de esta técnica de gestión sobresale la determinación de indicadores técnico-financieros de los grupos, destacándose entre ellos la rentabilidad por ha, cuyo comportamiento se ilustra en la figura 3. figura 2. conformación de grupos de cabeza, media y cola de las agroempresas productoras de frutales caducifolios en el departamento de boyacá. variable discriminante: rentabilidad/ha. rentabilidad % marca clase número de agroempresas proporción de agroempresas acumulado agroempresas proporción agroempresas acumulado li-ls xi fi hi fi hi -3,0 6,7 16,9 27,2 37,4 47,6 6,7 16,9 27,2 37,4 47,6 57,8 1,6 11,8 22,05 32,2 42,5 52,5 2 2 4 7 8 5 0,07 0,07 0,14 0,25 0,29 0,18 2 4 8 15 23 28 0,07 0,14 0,28 0,53 0,82 1,00 tabla 2. distribución de frecuencias de rentabilidad en agroempresas productoras de frutales caducifolios en el departamento de boyacá. 2008 puentes, rodríguez y bermúdez: análisis de grupo de las empresas productoras... 152 agron. colomb. 26(1) 2008 grupo cabeza: grupo media grupo cola p un to s po si tiv os promedio: extensión 3,74 ha promedio: extensión 2,59 ha promedio: extensión 2,21 ha nivel tecnológico: medio nivel tecnológico: bajo nivel tecnológico: nulo • cosechas forzadas. • empresarios con visión empresarial y experiencia. • infraestructura de riego, investigación constante. • venta de la fruta en el segundo semestre del año. • especializadas en dos especies (ciruelo y duraznero). • innovación en el manejo de podas, paquete nutricional, fitosanitario. • requieren de la asistencia técnica. • programan la producción. • conquistan mercados regionales y nacionales. • realizan manejo de podas. • adoptan nuevas tecnologías. • manejan paquetes tecnológicos de nutrición. • especializados por especies. • realizan control de las labores culturales. • tendencia a agricultura comercial. • los productores conocen el manejo técnico del cultivo. • el propietario dedica todo el tiempo al manejo del sistema. • ocurren en costos bajos y hay alta incidencia de la mano de obra familiar. • reducen costos explícitos con la intervención de mano de obra familiar. • posee el menor costo en insumos. p un to s ne ga tiv os • carencia de sentido de asociación. • adquisición de insumos a altos costos. • las variedades son numerosas. • no utilizan registros. • tienen alta inversión de capital. • carecen de investigación en todos los aspectos. • la finca es manejada por administradores encargados. • manejo de varias especies y variedades en una misma área. • deficiente manejo fitosanitario. • falta planificación de cosechas. • bajos rendimientos por planta. • comercialización con intermediarios. • no hay sistema de riego. mínima extensión dedicada a la explotación de caducifolios, tecnología tradicional, carencia del sistema de riego, cultivos intercalados, la producción de la especie más representativa que es el peral coincide con épocas de alta oferta, precios bajos, deficiente manejo fitosanitario, alto porcentaje de pérdidas poscosecha, algunos son cultivos experimentales. tabla 3.caracterización de los grupos de agroempresas productoras de frutales caducifolios resultantes del análisis de grupo. figura 4. análisis comparativo de los costos totales por ha en los grupos de cabeza, media y cola de agroempresas productoras de frutales caducifolios en el departamento de boyacá. figura 3. análisis comparativo de la rentabilidad por ha de los grupos de cabeza, media y cola de las agroempresas de frutales caducifolios en el departamento de boyacá. en la figura3 se observan las diferencias significativas en el factor rentabilidad: si un fruticultor pertenece al grupo cabeza, por cada 100 pesos invertidos recibe 47 pesos en un año; si pertenece al grupo de la media, la ganancia estará en 33 pesos, y si es del grupo de cola recibe 16 pesos. de lo anterior se puede destacar el hecho de que las agroempresas de frutales caducifolios en el departamento de boyacá son rentables. se debe aclarar que esta rentabilidad se obtiene cubriendo todos los costos, tanto explícitos como implícitos, incluyendo el valor de la renta presuntiva según la dian para los agronegocios. un indicador económico relevante es el de costos totales/ha: es evidente que para llegar a obtener altos ingresos se requiere incurrir en altos costos, hecho que se muestra objetivamente en la figura 4. 153 indicadores cabeza (12 empresas) media (8 empresas) cola (8 empresas) promedio técnicos área (ha) 3,74 2,59 2,21 2,84 rendimientos (kg/planta): ciruelo duraznero peral manzano 36,0 50,0 35,0 40,0 40,0 20,0 27,0 33,0 40,0 20,0 33,6 41,0 40,0 20,0 no. plantas/ha (incluyendo manzano) 746,0 635,0 645,0 675,0 financieros inversión ($ millones/ha) ingreso total ($ millones/año) costo total ($ millones/año) costos explícitos (%) mano de obra contratada (%) insumos (%) costos implícitos (%) mano de obra familiar (%) ingreso neto ($ millones) rentabilidad (%) 134,0 39,0 26,0 50,0 18,9 21,6 50,0 12,0 13,0 47,0 108,0 24,0 18,0 42,0 16,3 20,3 58,0 9,5 6,0 33,0 152,0 24,5 21,0 40,0 12,8 20,7 60,0 7,5,0 3,5 16,0 131,33 29,16 21,66 44,00 16,00 20,86 56,00 9,70 7,50 32,00 tabla 4. indicadores técnico-financieros del análisis de grupo de las agroempresas productoras de frutales caducifolios en el departamento de boyacá. según el comportamiento de los costos totales por ha, en el grupo de cabeza se precisa el hecho de que las mejores explotaciones de caducifolios deben incurrir en promedio en 26 millones de pesos para producir una hectárea de estas especies, a diferencia de las agroempresas del grupo de la media, que gastan 18 millones de pesos, presentando así una diferencia de 8 millones. el grupo de cola presenta unos costos similares al grupo de la media. con relación a la mano de obra, es importante resaltar que estas agroempresas se caracterizan por disponer regularmente de mano de obra familiar y en algunos casos también contratada. en cuanto a la distribución de costos explícitos o reales, el rubro de mano de obra contratada representa uno de los mayores porcentajes en la composición de la estructura de costos/ha, especialmente en las agroempresas del grupo de cabeza debido a la contratación de un administrador. del mismo modo sucede respecto a los costos de operarios en los diferentes estados fenológicos del cultivo; en el caso específico del grupo de la media, disminuye este porcentaje de mano de obra contratada en un 2% con relación al primer grupo, en tanto que para el grupo de cola el porcentaje que representa este rubro es de 12,8%. otros resultados importantes de resaltar relacionados con los aspectos técnicos y financieros de las agroempresas de caducifolios se plasman en la tabla 4. en la tabla 4 se resaltan los indicadores técnico-financieros de mayor relevancia para contrastar los grupos de agroempresas resultantes del análisis de grupo. allí se muestra que el grupo de cabeza obtiene los mejores resultados en cuanto a indicadores técnicos tales como área plantada, número de plantas, productividad por planta, al igual que los indicadores financieros. en lo que respecta al grupo de la media, en todos los ítems mantiene un valor intermedio debido al uso eficiente de los factores de producción, llegándose a obtener una rentabilidad promedio del 33%. figura 5. análisis comparativo de los requerimientos de mano de obra contratada en las agroempresas de caducifolios en boyacá según análisis de grupo. 2008 puentes, rodríguez y bermúdez: análisis de grupo de las empresas productoras... 154 agron. colomb. 26(1) 2008 por su parte, el grupo de cola obtuvo los menores valores en cada uno de los ítems, contrastado con los valores altos en inversión y costos, y bajos en ingresos, lo que dio como resultado los menores índices de rentabilidad, con 16% en promedio. conclusiones el sistema de producción de frutales caducifolios en el departamento de boyacá se enmarca básicamente dentro del subsector de la economía campesina, con predominio de pequeñas agroempresas con extensiones de 2,8 ha en promedio. en las agroempresas productoras de futales caducifolios de boyacá es típico la realización de planes alternativos de producción de mínimo dos rubros de las especies peral, manzano, ciruelo y duraznero, y de hasta tres variedades de estas, como resultado de las ventajas comparativas con las que cuenta la región. la producción de frutales caducifolios en el departamento de boyacá, en el marco del análisis de grupo, es una actividad rentable, con indicadores promedios del 47%, 33% y el 16%, respectivamente, para los grupos de cabeza, media y cola. resultados considerados atractivos frente a otras alternativas de inversión en la región, así como frente al valor de la rentabilidad de referencia, es decir, el dtf a 90 días, establecido por el mercado financiero colombiano como costo de oportunidad del dinero. una de las prácticas que se constituye como factor fundamental para que la explotación de caducifolios sea rentable es la programación de las cosechas, práctica que consiste en obligar a los frutales a producir en épocas diferentes a las comunes mediante el manejo de variables de producción. las especies que alcanzan una mayor rentabilidad serían en su orden: el duraznero y el ciruelo, en razón de la demanda regional y nacional que tienen estos frutos, así como por sus bondades organolépticas, las que son superiores a las de la fruta importada. las de menor rentabilidad fueron el peral y el manzano, las cuales se cultivan en mayor proporción en la provincia de márquez, zona caracterizada por tener clima monomodal y con bajo nivel tecnológico. literatura citada artunduaga, s.r. 1977. evaluación física y económica de las pérdidas agropecuarias por efecto de las heladas, en los altiplanos de boyacá y cundinamarca. instituto colombiano agropecuario (ica), bogotá. campos, t. 1991. proyecto: propagación y mejoramiento de frutales de hoja caduca. documentos 1, 2, 3, 4. universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. carranaza, j. 1978. análisis de grupo de explotaciones de caña panelera en el distrito dri de villeta. tesis de maestría en economía agrícola. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia e instituto colombiano agropecuario (ica), bogotá. castro, a. 1997. paquete de capacitación en el manejo poscosecha de durazno. convenio sena – reino unido, sogamoso. chombart, e.l. 1965. moderna gestión de las explotaciones agropecuarias. editorial mundi-prensa, madrid. fischer, g. y f. torres (eds.). 1992. international symposium on fruit growing in tropical higlands. acta hort. 310, 248 p. flórez, a. 2000. manejo poscosecha de frutas y hortalizas en venezuela. segunda edición. uniellez, san carlos. lizarazo, o. 2004. estudio económico y financiero de las unidades productivas de caducifolios en la provincia márquez, centro, sugamuxi y tundama del departamento de boyacá. trabajo de grado. escuela de administración de empresas agropecuarias, uptc duitama. mendenhall, w. 2000. estadística para administradores. grupo editorial iberoamericana, méxico. murcia, h. 2002. creatividad empresarial para el sector agropecuario. unisalle, bogotá. nri, sena, dfid. 1998. manejo poscosecha y comercialización de durazno, boyacá. puentes, g. 2006. diagnóstico sobre la producción de caducifolios en el departamento de boyacá. diagnóstico sobre la producción de caducifolios en el departamento de boyacá. equidad y desarrollo 5(1), 39-46. ramírez, r. 1987. el cultivo del durazno en venezuela. editorial américa, caracas. rodríguez, l.f. 2002. gestión moderna de agroempresas, teoría y casos. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. rojas, p. 2004. estudio económico y financiero de las unidades productivas de caducifolios en la provincia centro del departamento de boyacá. trabajo de grado. escuela de administración de empresas agropecuarias, uptc duitama. sánches, a. y j. león. 1996. el cultivo del duraznero en el ecuador. instituto de investigaciones agropecuarias iniap, quito. sirtorio, g. y e. boffelli. 1999. guía fotográfica de la poda. editorial vecchi, barcelona. agronomía colombiana 25-1-2007.pdf agrono. colomb. 25(1), 2007 160 movilidad de los plaguicidas carbofuran e imidacloprid en un suelo typic humitropept mobility of pesticides carbofurane and imidacloprid in typic humitropept soil héctor mario gutiérrez 1 , luz edith barba 2 y hernán materón 3 1 profesor, universidad del valle, cali. e-mail: hegutier@univalle.edu.co 2 profesora, universidad del valle, cali. e-mail: luebarba@univalle.edu.co 3 profesor, universidad del valle, cali. e-mail: materon@univalle.edu.co fecha de recepción: 17 de mayo de 2006 aceptado para publicación: 06 de junio de 2007 resumen: la movilidad de los plaguicidas carbofuran e imidacloprid se estudió en un suelo tipo typic humitropept de la serie meléndez, cali, valle del cauca, usando columnas empaquetadas con un diámetro interno de 5,4 cm y 30 cm de altura, que se encontraban en capacidad de campo y que fueron expuestas a una precipitación simulada de 300 mm/48 horas; se obtuvo un coeficiente de retardo para el imidacloprid de 4,29 y para el carbofuran de 6,05. los resultados de los anteriores ensayos fueron contrastados con los resultados de movilidad de los plaguicidas en lisímetros de campo que fueron operados bajo una simulación de lluvia de 300 mm/ mes; se obtuvo que la mayor parte del imidacloprid eluyó entre los días 36,5 y 43,5, con un porcentaje de recuperación de 39,75%; el carbofuran eluyó entre los días 30 y 36,5, con un porcentaje promedio de recuperación de 46,4%. estos resultados se obtuvieron en sistemas los cuales están sujetos a los efectos de advección, dispersión y adsorción; por tanto, se puede concluir que el imidacloprid es menos móvil que el carbofuran en el tipo de suelo evaluado. palabras clave: columnas de suelo, coeficiente de retardo, lisímetro, plaguicidas, lixiviación, fluorescencia, imidacloprid, carbofuran. abstract: laboratory studies were conducted in order to determine mobility of the pesticides carbofuran and imidacloprid in a soil type typical humitropept of melendez, cali, valle del cauca series. the packed columns with 5.4 cm internal diameter and 30 cm of height, soil water contents of field capacity, and feigned precipitation 300 mm in a period of 48 hours were used in order to obtain a factor of retard 4.29 for imidacloprid and 6.05 for carbofuran. the results of the previous assays were compared with the results of pesticide mobility in field lysimeters that were operated under a simulation of rain 300 mm/month. it was found that the most of imidacloprid was leached during the days 36.5 and 43.5, with a percentage of recovery 39.75%, whereas carbofuran was leached during the days 3036.5 with an average percentage of recovery 46.4%. these results were obtained in systems that included the effects of advection, dispersion, and adsorption. therefore, they allow concluding that imidacloprid was the less mobile pesticide than carbofuran in the evaluated soil. key words: soil column, retardation coefficient, lysimeter, pesticides, leaching, fluorescence, imidacloprid, carbofuran. introducción los xenobióticos (herbicidas, insecticidas, fungicidas, policlorobifenilos, etc.) pueden acumularse en el ambiente y, adicionalmente, pueden ser transportados a través del suelo llegando a contaminar aguas subterráneas, lo que genera un alto riesgo al ambiente y a la salud del ser humano, todo esto debido a la exposición a trazas de estas sustancias a través de los alimentos y el agua potable (margni et al, 2002; nemeth-konda et al, 2002). agronomía colombiana 25(1), 160-167, 2007 gutiérrez et al.: movilidad de los plaguicidas carbofuran e imidacloprid... 161 2007 el potencial de lixiviación de los plaguicidas en los suelos está estrechamente relacionado con el grado de afinidad con la materia orgánica presente en el suelo, los tipos de arcillas presentes y las características hidráulicas del mismo (ndongo et al., 2000; capri, 2000; granada et al., 1998). el comportamiento de movilidad puede ser seguido mediante el uso de columnas de suelo perturbadas (peck et al., 1995; ndongo et al., 1998; cogger et al., 1998; flores et al., 2002) y bloques de suelo sin perturbar (cogger et al., 1998; alphen et al., 2000; roy et al., 2001; perfect et al., 2002) permitiendo evaluar el potencial de lixiviación de un plaguicida en un suelo. ndongo et al. (2000) estudiaron el transporte del linuron, imidacloprid a través de columnas de suelo sin perturbar en invernadero; se simularon dos precipitaciones (288 mm y 496 mm) distribuidas sobre un período y fueron estudiados dos modos de aplicación, individual o combinado (ndongo et al., 2000). castillo et al. (2003), usando la metodología de columnas de suelo perturbada, determinaron la movilidad del carbofuran en dos tipos de suelo con contenidos de materia orgánica de 3% y 5%, respectivamente y se determinó que en el tratamiento con menor nivel de materia orgánica el carbofuran fue arrastrado en el agua percolada rápidamente, mientras que el tratamiento con mayor contenido de materia el arrastre fue más lento (castillo et al., 2003). la movilidad de los plaguicidas en los suelos puede generar problemas de contaminación de aguas superficiales y subterráneas. esto puede ser determinado por medio de ensayos de laboratorio, hallando la relación adsorción:desorción en el suelo y la velocidad de lixiviación (cox et al., 1997). el coeficiente de retardo (la relación entre la velocidad del agua en los poros del suelo y la velocidad con que se transporta el plaguicida) puede ser calculado mediante mediciones en columnas de suelo; este factor permite calcular la velocidad de viaje de los contaminantes en un determinado tipo de suelo (eweis et al., 1999; flores et al., 2002; perfect et al., 2002). los factores que afectan al flujo de plaguicidas en la zona no saturada son el contenido en arcillas, materia orgánica, textura, estructura y porosidad, grado de humedad, así como la temperatura y ph (eweis et al., 1999), factores que están incluidos en el coeficiente de retardo. se han realizado una serie de ensayos tendientes a evaluar los efectos de la materia orgánica disuelta sobre la movilidad del imidacloprid en un suelo calcáreo; los resultados evidenciaron el incremento de la velocidad de lixiviación del imidacloprid al aumentar el contenido de materia orgánica en solución (flores et al., 2002). adicionalmente se han desarrollado modelos matemáticos que permiten la predicción de la lixiviación de los agroquímicos, considerando el transporte del contaminante con los flujos advectivos y dispersivos (suzuki et al., 1998; perfect et al., 2002). adicionalmente se han propuesto índices que permiten predecir el riesgo de contaminación de un acuífero subterráneo (alister et al., 2005). el objetivo de este estudio fue evaluar en un suelo typic humitropept del conjunto melendez, en el valle del cauca, la movilidad del imidacloprid (1-(6-cloro-3pyridil-methyl-2(nitroimino)-3,4 hidroimidazolideno) y el carbofuran (2,3dihidro2,2dimetilbenzofuran-7 -il metilcarbamato) los cuales son plaguicidas usados en el valle del cauca para controlar la mosca blanca en cultivos de yuca. materiales y métodos los solventes ussados fueron metanol grado pesticida mallincrodt® y acetonitrilo grado pesticida mallincrodt®. respecto de los equipos utilizados, se contó con un espetrofotómetro u.v.-visible shimadzu uv-160a® y un fluorómetro shimadzu rf-1501®. las muestras de suelos se recolectaron en meléndez (cali) y su clasificación taxonómica, que fue realizada por instituto geográfico agustín codazzi en el año de 1970 (igac, 1970), indica que corresponde a un suelo typic humitropept de textura franco-arcillosa. caracterización del suelo se analizó el contenido de materia orgánica (mo), la capacidad de intercambio cationico (cic), la granulometría, ph, conductividad hidráulica y humedad, de muestras de un suelo tomado en meléndez (cali, valle). columnas empacadas de suelo ensayo de movilidad. en los ensayos de movilidad en columnas de suelo empacadas con suelo disturbado se siguieron las condiciones y procedimientos de la guía oecd 106 (oecd, 1999), usando una columna de suelo de 30 cm de alto y 5,2 cm de ancho ,y simulando agrono. colomb. 25(1), 2007 162 una lluvia de 300 mm en 48 horas (687 ml/48 horas), se adicionaron 3,4 mg de cada plaguicida. toma de muestras. se determinó la concentración de los plaguicidas en secciones de 6 cm de altura en la columna de lixiviación de 30 cm de altura. procedimientos analíticos usados. se efectuaron limpieza (clean-up) y una cuantificación, así: limpieza (clean – up). 2,5 g del suelo y se adicionaron 10 ml de acetato de etilo; a continuación se llevó a ultrasonido por media hora, luego se filtró el extracto y el solvente fue evaporado; posteriormente, el extracto de la muestra se disolvió en agua. la activación de los cartuchos de c-18 se realizó con 5 ml de acetonitrilo (acn) y 5 ml de agua, pasando gota a gota. posteriormente se dejaron secar los cartuchos por 20 min y se inició el paso de las muestras, con flujo de 5 a 10 ml por min, se eluyó con 5 ml de metanol (meoh) y se evaporó el solvente; el eluato se aforó con agua destilada a 10 ml y se filtró en papel de fibra de vidrio whatman gf/a; esta solución se analizó por la técnica de fluorescencia para determinar la concentración del plaguicida. 2,5 g de suelo y se adicionó 25 ml de acetonitrilo para llevar a ultrasonido por media hora; el solvente fue evaporado hasta 15 ml y el extracto se aforó con agua a 100 ml. el extracto se extrajo por extracción mediante fase sólida de igual manera que el imidacloprid. la activación de los cartuchos de c-18 y la extracción se realizaron igual al procedimiento anterior: posteriormente se eluyó con 5 ml de acetonitrilo. el eluato se aforó con agua destilada a 10 ml y, posteriormente, se actuó igual que en el procedimiento anterior. cuantificación. las mediciones de la concentración de imidacloprid (vilchez et al., 1998) y carbofuran se realizaron por el método de fluorescencia, así: de tal forma que las concentraciones en los balones aforados estuvieran entre 0,05 y 1,0 mg· l-1, se adicionaron 15 ml de la buffer 0,04m britton robinson de ph 11,8 unidades a cada uno de ellos, se agitaron y se aforaron a 25 ml con agua desionizada. posteriormente se colocaron 3 ml de la solución en una celda de cuarzo y se irradió por tres minutos a una longitud de onda de 335 nm; finalmente, se leyeron las máximas intensidades de fluorescencia a una longitud de onda de 376 nm. problema de tal forma que la concentración de carbofuran en el balón aforado estuviera entre 0,2 y 1,0 mg· l-1, se colocaron 3 ml de la solución en una celda de cuarzo que se irradió con una longitud onda de excitación de 276 nm; a continuación se leyeron las máximas intensidades de fluorescencia a una longitud de onda de emisión de 303 nm. posteriormente se realizó el cálculo de la concentración usando la curva de calibración. lisímetro de campo ensayo de movilidad en campo. los recipientes usados fueron de un diámetro de 0,4 m y altura de 0,25 m, con una forma circular y con un lecho poroso para recolectar el lixiviado en un recipiente. a cada uno de estos cilindros se les colocó un bloque de suelo de las mismas medidas del recipiente y los vacíos laterales se llenaron con suelo que se compactó; se llevó el suelo a la capacidad de campo y se adicionó el plaguicida en cada lisímetro en una dosis de 15 kg· ha-1; luego éstos se cubrieron con plástico para evitar efectos de evapotranspiración o disolución por lluvia. posteriormente a la aplicación del plaguicida se realizó una aspersión diaria de 1,38 l de agua en dos aplicaciones a cada lisímetro durante el periodo de ensayo; el total de estas adiciones de agua permitió simular una precipitación mensual de 300 mm. se registró el volumen de las muestras lixiviadas y se tomaron muestras dos veces por semana, las cuales se preservaron en frascos ámbar a 4°c para su posterior análisis. procedimientos analíticos usados. se efectuaron una limpieza (clean-up) y una cuantrificación, tanto para el imidacloprid, como para el carbofuran, así: 400 ml de muestra y se realizó la extracción en fase sólida. se activaron los cartuchos de c-18 con 5 ml de agua, 5 ml de acn, pasando gota a gota; luego se dejó secar los cartuchos por 20 min y se inició el paso de las muestras, con flujo de 5 a 10 ml por minuto. posteriormente se dejaron secar los cartuchos y se eluyeron con 5 ml de metanol para el imidacloprid y 5 ml de gutiérrez et al.: movilidad de los plaguicidas carbofuran e imidacloprid... 163 2007 acetonitrilo para el carbofuran, despues de lo cual se evaporó el solvente. el eluato se aforó con agua destilada a 10 ml, solución que se filtró y posteriormente se analizó por la técnica de fluorescencia, como se describió en el anterior procedimiento. tiempo de monitoreo. el monitoreo de los ensayos de lixiviación en los lisímetros de campo se realizó durante 45 días para el confidor® y furadan®, presentaciones comerciales de imidacloprid y carbofuran, respectivamente. se colectaron muestras del lixiviado en el instante cero y los días 0, 4, 7, 11, 14, 18, 21, 25, 28, 32, 35, 38, 42 y 45. se registró el volumen de las muestras y se preservaron en frascos ámbar a 4°c. resultados y discusión se realizó un perfil del suelo de 0-15 cm, 15-30 cm y 3045 cm en un área de trabajo de 80 m2; los resultados de la caracterización del suelo se presentan en la tabla 1. la evaluación de los resultados mostró que las características fisicoquímicas del suelo corresponden a un sustrato con buenas características para el tipo agrícola typic humitropept; sin embargo, el suelo posiblemente presentaba un estado de compactación. movilidad en columnas empacadas de suelo cada plaguicida se aplicó a tres columnas usando una dosis del ingrediente activo (i.a.) de 15 kg· ha-1 (equivale a la adición de 3,24 mg de plaguicida por columna) y una columna se utilizó como blanco. posteriormente se inició la simulación de lluvia por 48 horas. los resultados de la cuantificación del plaguicida en el lixiviado se presentan en la tabla 2: muestran una mayor recuperación de carbofuran en los lixiviados que de imidacloprid, lo que indica que el carbofuran tiene una tasa de retención menor que el imidacloprid en este tipo de suelos. cada columna con suelo perturbado de se dividió en cinco secciones, las cuales fueron pesadas y luego se realizó la extracción y cuantificación del plaguicida en cada una. la tabla 3 resume el valor de la concentración del carbofuran en cada una de las secciones (la columna 3 tabla 2. cuantificación de plaguicida en el lixiviado. concentración carbofuran mg· l -1 columna 1 columna 2 (blanco) columna 3 columna 4 promedio desviación estándar 0,91 0,00 0,63 0,59 0,71 0,06 concentración imidacloprid mg· l -1 columna 1 columna 2 columna 3 (blanco) columna 4 promedio desviación estándar 0,15 0,20 0,00 0,19 0,18 0,01 tabla 3. dosificación del carbofuran (mg) por secciones. columna 1 columna 2 (blanco) columna 3 columna 4 promedio sección dosis carbofuran mg/sección dosis carbofuran mg/sección dosis carbofuran mg/sección dosis carbofuran mg/sección dosis carbofuran mg/sección 1 0,00 0,32 0,00 0,00 0,00 2 0,00 0,00 1,04 0,00 0,35 3 1,16 0,00 0,59 0,67 0.81 4 0,89 0,00 1,40 1,04 1,11 5 0,33 0,00 0,87 2,65 1.28 total mg 2,39 0,32 3,90 4,36 3,55 % retenido columna 70,33 9,35 114,76 128,09 104,1 % total recuperado 87,40 0,00 126,95 139,17 117,9 tabla 1. caracterización del suelo typic humitropept. parámetro profundidad (cm) 0 15 cm 15 30 cm 30 – 45 cm ph (unidades) 6,9 7,04 6,92 humedad (%) 4,8 5,28 5,19 materia orgánica (%) 3,02 2,99 2,28 c.i.c. (me·100 g -1 ) método del acetato de amonio 39,82 30,31 36,18 densidad aparente (g·cm -3 ) 1,69 1,75 1,73 porosidad (%) 35,2 32,6 34,8 humedad a capacidad de campo (%) 42 44 43 conductividad hidráulica (mm/día) 496 499 512 % granulometría arena limo arcilla textura 32,38 29,51 29,53 29,45 33,99 29,78 38,16 36,5 40,69 franco – arcilloso franco – arcilloso franco – arcilloso agrono. colomb. 25(1), 2007 164 fue el blanco) y en la tabla 4 se evidencia la concentración del imidacloprid en cada sección (la columna 3 fue, así mismo el blanco). en el traslado de un contaminante a través del suelo se experimentan fenómenos de advección, dispersión hidrodinámica y adsorción/desorsión, de equilibrio instantáneo en un medio poroso uniforme. estos fenómenos resultan complejos en su descripción individual y al combinarse generan múltiples interpretaciones. por lo anterior se utiliza de una manera más sencilla el coeficiente de retardo que involucra todos estos fenómenos. el factor de retardo se describe así: r = 1 + ( / ) kd ecuación 1 donde: r: coeficiente de retardo; : densidad; : porosidad; kd: coeficiente de distribución (eweis et al., 1999). observando las tablas 3 y 4 se identificó la profundidad a la cual se encuentra la mayor cantidad de cada uno de los plaguicidas en cada columna a las 48 horas de desarrollo del ensayo. esto permite calcular la velocidad de migración del pesticida, junto con el valor de la conductividad hidráulica (velocidad en poros) se calcula el coeficiente de retardo del transporte (r) en el suelo para cada uno de los plaguicidas de la siguiente manera: r = velocidad en poros velocidad del contaminante ecuación 2 (eweis et al., 1999). la ecuación 1 es una expresión que permite calcular los coeficientes de distribución de cada uno de los plaguicidas. al sustituir con los valores promedio de coeficiente de retardo, la porosidad y la densidad, el coeficiente de distribución hallado para el carbofuran fue de 8,6 x 10-4 m3· kg-1 y para el imidacloprid de 5,6 x 10 -3 m3· kg-1. este resultado permite concluir que el carbofuran tiene menor afinidad por la materia orgánica y las arcillas presentes en el suelo estudiado. el promedio del coeficiente de retardo fue de 4,29 para el carbofuran, con una desviación estándar de 0,33 y un c.v. de 7,77%. el resultado promedio del coeficiente de retardo para el imidacloprid fue de 6,05, con una desviación estándar de 0,87 y un c.v. de 14,4% (tabla 5). tabla. 4. dosificación del imidacloprid (mg) por secciones. sección columna 1 columna 2 columna 3 (blanco) columna 4 promedio dosis imidacloprid mg/sección dosis imidacloprid mg/sección dosis imidacloprid mg/sección dosis imidacloprid mg/sección dosis imidacloprid mg/sección 1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3 1,63 2,13 0,00 0,19 1,32 4 0,99 0,98 0,00 1,4 1,12 5 0,00 0,00 0,00 1,14 0,38 total mg 2,620 3,11 0,00 2,77 2,62 % retenido columna 77,03 91,38 0,00 81,40 83,27 % total recuperado 79,93 95,20 0,00 85,01 86,71 tabla 5. coeficiente de retardo (r) de los plaguicidas estudiados. columna 1 columna 2 columna 3 columna 4 profundidad carbofuran (cm) 21 21 27 profundidad imidacloprid (cm) 15 15 21 velocidad carbofuran (mm/día) 120 120 160 velocidad imidacloprid (mm/día) 86,8 86,8 121 r carbofuran 4,45 4,52 3,91 r imidacloprid 6,96 5,99 5,21 gutiérrez et al.: movilidad de los plaguicidas carbofuran e imidacloprid... 165 2007 los resultados del coeficiente de retardo muestran que el carbofuran presenta una mayor velocidad de transporte, lo que significa que se tiene un mayor potencial de contaminar las fuentes subterráneas (tabla 5). los resultados muestran la mayor adsorción del imidacloprid debido a que los suelos estudiados presentan una carga superficial negativa debido al alto contenido de arcillas (38,16 a 40,69% de arcillas) y el imidacloprid presenta más grupos de carga positiva que el carbofuran. lo importante del coeficiente de retardo calculado usando las columnas de lixiviación es que incluye en una forma precisa los efectos de la advección (velocidad media de transporte en el campo), la dispersión (trayectorias tortuosas y difusión molecular), los efectos de la adsorción en el tipo de suelos analizados, teniendo en cuenta la humedad y porosidad de este tipo de suelos; por tanto, se pueden tener condiciones de comportamiento hidráulico muy similares a las de los bloques de suelo sin perturbar en campo (eweis et al., 1999). flores et al. (2002) reportaron la realización de experimentos en columnas de suelos disturbados para la determinación de la movilidad del insecticida imidacloprid en suelos calcareos, en los cuales la elusión se realizó con una solución 0,01 m con cantidades variables de materia orgánica disuelta; los resultados mostraron que la movilidad se incrementa al aumentar la concentración del ácido tanico y las ligninas. esto muestra que en los suelos estudiados se reduce la adsorción y se favorece la lixiviación incrementando el potencial de contaminación con la materia orgánica. en estos ensayos se obtuvieron coeficientes de retardo que oscilan entre 1,65 y 2,10, valores que indican una alta lixiviación. castillo et al. (2003) reportaron que el carbofuran presenta una mayor retención en suelos con altos contenidos de materia orgánica; adicionalmente se determinó que en los suelos ensayados la totalidad del carbofuran había sido lixiviado en un tiempo menor a 15 días, en columnas de suelo perturbado de 20 cm. los anteriores antecedentes muestran que la velocidad del movimiento de los plaguicidas estudiados en los poros del suelo, están afectados por el contenido de la materia orgánica; no obstante, aún en dichas condiciones se tiene que presentan alto potencial de lixiviación, lo que confirma el alto riesgo de contaminación de los cuerpos de agua subterráneos con los plaguicidas estudiados. estudio de los lisímetros en campo durante el periodo de estudio se colectaron muestras del lixiviado dos veces por semana para su posterior cuantificación. los datos de las concentraciones obtenidos se multiplicaron por el volumen de la muestra de lixiviado recolectada y así se calculó el valor de la masa del plaguicida en miligramos lixiviada en el día de toma de muestra. para poder conocer la cantidad total del plaguicida lixiviado, se calculó el valor de la masa de plaguicida que se tendría dentro del rango de los días de dos mediciones, esto se expresa de la siguiente forma matemática: masa recuperada (mg) en un período de tiempo = v (t)* c (t) * t ecuación 3 donde: v (t) = volumen de lixiviado en un instante t. c (t) = concentración de plaguicida en el lixiviado en un instante t. t = rango de días en el que esta incluido el día del instante t (gutiérrez, 2004). las figuras 1 y 2 presentan la masa de imidacloprid y de carbofuran versus el tiempo, para identificar el tiempo en cual lixivió la mayor cantidad de los plaguicidas. para el imidacloprid se observó que en los lisímetros li-1 y li-2, se obtuvo la mayor concentración de imidacloprid en el rango de los días 40 y 43,5 mientras para el lisímetro li-3 entre los días 36,5 y 40. al comparar el tiempo calculado con el coeficiente de retardo de 45,4 días, se tiene que el plaguicida eluyó entre cinco y nueve días antes de lo esperado. en la figura 1 se observaron dos puntos máximos de aparición del plaguicida, el primero corresponde al lavado inicial que arrastró al plaguicida a través de caminos preferenciales y el segundo se debió a la aparición del plaguicida que se eluyó a través del bloque de suelo en un periodo de 36,5 a 43,5 días. en la figura 2 se observa que en los lisímetros lc-1 y lc-3 se obtuvo la mayor concentración de carbofurán en el rango de los días 30 a 33,5 mientras para el lisímetro lc-2, entre los días 33,5 y 36,5. comparando el tiempo calculado con el coeficiente de retardo de 32,2 días, se tiene que el plaguicida eluyó en el periodo esperado. entonces se determinó que el carbofuran es eluído casi 15 días antes que el imidacloprid y que su masa recuperada es mayor. por tanto, el carbofuran es lixiviado más fácilmente que el imidacloprid y, por tanto, representa un mayor riesgo ambiental para la contaminación de las aguas subterráneas. agrono. colomb. 25(1), 2007 166 ndongo et al. (2000) reportaron el estudio de la movilidad de imidacloprid y linuron en suelos de alto contenido de materia orgánica, usando lisímetros con suelo sin perturbar de una altura de 65 cm; estos ensayos mostraron que el linuron no lixivió por debajo de los 65 cm y el imidacloprid si mostró trazas en el agua percolada, paralelo al ensayo se determino hizo un estudio de trazadores el cual determinó la existencia de caminos preferenciales. al comparar los resultados obtenidos en nuestro ensayo con la referencia, se puede presumir que la presencia de una elevada concentración de los plafigura 1. masa de imidacloprid recuperado (mg/volumen de muestra recolectado) durante las mediciones. figura 2. masa de carbofurán recuperada (mg/volumen de muestra recolectado) durante las mediciones. guicidas en el lixiviado en los primeros días del ensayo se relaciona con la presencia de caminos preferenciales en los bloques de suelo (ndongo et al., 2000). extoxnet (2007) reporta que los valores del índice de gustafson (que depende del tiempo de vida medio y del coeficiente de adsorción) para imidacloprid y carbofuran son de 3,42 y 3,89; de manera correspondiente, estos valores clasifican a los mencionados plaguicidas como sustancias que presentan una alta capacidad de lixiviación, lo cual fue confirmado a través de los ensayos realizados; gutiérrez et al.: movilidad de los plaguicidas carbofuran e imidacloprid... 167 2007 también se observa que el carbofuran presenta un valor más alto del índice lo cual esta acorde a la mayor velocidad de lixiviación que presento en los ensayos. conclusiones el estudio de lixiviación en columnas de suelo mostró que el carbofuran posee un coeficiente de retardo de 4,29 y el imidacloprid de 6,05. por tanto, el carbofuran se transporta más rápidamente en el suelo de la serie melendez typic humitropept, de cali (valle). los ensayos de campo confirmaron el comportamiento los dos plaguicidas, determinado también en los ensayos de movilidad en columna a escala de laboratorio: el carbofuran eluyó entre los 33,5 y 36,5 días, con un porcentaje de recuperación de 46,3% y el imidacloprid eluyó entre los días 36,5 hasta 43,5, con un porcentaje de recuperación de 39,7%. los resultados del coeficiente de retardo obtenidos en los ensayos usando las columnas de lixiviación permiten calcular en un periodo de tiempo cercano el tiempo de recorrido de los plaguicidas en los lisímetros de campo y, por tanto se puede afirmar que los resultados describen de una forma precisa los efectos de la advección, la dispersión y la adsorción, lo cual permite estudiar en forma confiable el comportamiento del tránsito de plaguicidas en el tipo de suelos evaluados. agradecimientos los autores agradecen a la vicerrectoría de investigaciones de la universidad del valle por su valioso apoyo al desarrollo de este proyecto y al laboratorio ambiental de la cvc por colaboración en el desarrollo del mismo. literatura citada alister, c. y m. kogan. 2005. eri: enviromental risk index. a simple proposal to select agrochemicals for agricultural use. crop protection 25(3), 202-211. alphen, v. y j. stoorvogel. 2002. effects of soil variability and weather conditions on pesticide leaching— a farm-level, evaluation. j. environ. qual. 31, 797–805. capri, e. 2001. imidacloprid and pyrimethanil soil sorption. agronomie 21, 57-64. castillo, a., m. delfino, m. subovsky, s. rodríguez, n. fernández y j. rojas. 2003. movilidad de carbofuran (2,3-dihidro-2,2-dimetilbenzofuran-7-metilcarbamato) en columnas de suelo. en: comunicaciones científicas y tecnológicas. http: //www1. unne.edu.ar/cyt/2003/comunicaciones/05-agrarias/a-016. pdf. 3p; consulta: marzo 2006. cogger, c.g. 1998. transport and persistence of pesticides in alluvial soils: ii. carbofuran. j. environ. qual. 27, 551-556. eweis, j., s. ergas, d. chang y e. schöeder. 1999. principios de biorrecuperación. mc graw-hill interamericana, madrid, 327 p. extoxnet (extension toxicology network). 2007. profiles oregon state unversity, usa. en: http://ace.ort.edu/cgi-bin/ mfs/01/pips/imidacloprid (carbofurane). htm.1p. consulta: marzo 2007. flores, f.; e. gonzález; m. fernández; m. pérez; m. villafranca; m. socías y m. ureña. 2002. effects of dissolved organic carbonon sorption and mobility of imidacloprid in soil. j. environ. qual. 31, 880-888. granada, l.a., m. páez y j. lerma.1998. relación de la movilidad del fluometuron con la adsorción en cuatro suelos del valle del cauca. información tecnológica 9(4), 65-69. gutiérrez, z. 2004. selección de insecticidas usados en el cultivo de yuca, tesis, universidad del valle, cali. 150 p. igac (instituto geográfico agustín codazzi). 1970. estudio semidetallado de suelos del valle geográfico del río cauca. colombia, 582 p. margni m., d. rossier, p. crettaz y o. jolliet. 2002. life a cycle impact assessment of pesticides on human health and ecosystems. agriculture, ecosystems and environment 93, 379-392. ndongo, b., g. leroux y j. fortín. 2000. transport du linuron, d´el imidaclopride et du bromure au travers de colonnes de sol et de lysimètres drainast. biotechnology agronomic society 4(1), 33-40. nemeth-konda, l., g. füley, g. morovjan y p. csokan. 2002. sorption behaviour of acetochlor, atrazine, carbendazim, diazinon, imidacloprid and isoproturon on hungarian agricultural soil. chemosphere 48(5), 545-552. oecd. 1999. leaching in soil columns. guideline 106, 13 p. peck, m., j. coterrill, f. blanco, r. wilkins y f. silva. 1995. field experiments to compare the movement of diuron from wettable powder and controlled release formulations in a brazilian soil. en: allan walker (ed.). pesticide movement to water monograph no 62. bcpc publications. perfect, e., m. sukop y g. hasler. 2002. prediction of dispersivity for undisturbed soil columns from water retention parameters. soil sci. soc. am. j. 66, 696-701. roy, j., j. hall, g. parkin, c. wagner y b. clegg. 2001. seasonal leaching and biodegradation of dicamba in turfgrass. j. environ. qual. 30, 1360-1370. suzuki, t., h. kondo, k. yagushi, t. maki y t. suga. 1998. estimation of leachibility and persistence of pesticides at golf courses from poiny – source monitoring and model to predict pesticide leaching to ground water. environ. sci.technol. 32, 920-929. vilchez, j., r. el-khattabi, r. blanc y a. navalon. 1998. photochemical-fluorimetric method for the determination of the insecticide imidacloprid in waters samples. analytica chimica acta 371, 247-253. agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen el desconocimiento de los signos y síntomas visibles de las deficiencias nutricionales no permite establecer oportunos correctivos para manejar plantas con suficiente vigor, producción y calidad de los frutos. plantas de uchuva ecotipo colombia, propagadas por semilla, se sembraron en sustrato de arena cuarcítica en materas de plástico (25 l), y se mantuvieron durante 135 días en condiciones de invernadero de plástico en bogotá. las deficiencias nutricionales se indujeron a través de soluciones nutritivas, usando el método del elemento faltante y empleando un diseño completamente al azar con ocho tratamientos y cinco repeticiones, a saber: t0. testigo con fertilización completa; t1. fertilización completa –n; t2. –p; t3. –k; t4. –ca; t5. –mg; t6. –b, y t7. agua potable únicamente. solamente en el caso del nitrógeno se aplicó 15% del n de la fertilización completa. quincenalmente se efectuó una descripción visual y se llevó un registro fotográfico de los síntomas manifestados. las plantas con deficiencias de n, k y b presentaron los síntomas más severos, generando efectos negativos sobre la arquitectura y el deficiente porte de las plantas, además de causar una seria afección sobre el tejido vegetal. las plantas deficientes en b tomaron una forma de roseta, típico síntoma hipoplástico. las uchuvas que sufrieron deficiencias de p, ca, mg presentaron distorsiones en el color del follaje, observándose para la deficiencia de p, una coloración púrpura tanto en hojas de la zona reproductiva de la planta como en las del tallo principal. las deficiencias de mg y ca, respectivamente, indujeron clorosis foliar intervenal y coloraciones anaranjadas. the lack of knowledge about the visible signs and symptoms of nutritional deficiencies does not allow timely introducing plant management corrections as to obtain vigorous, productive and qualified crops. in the present experiment, which was carried out in the city of bogota, seed propagated cape gooseberry plants of the colombia ecotype were kept under plastic greenhouse conditions in 25 l plastic containers filled with quartz sand, for 135 days. mineral deficiencies were induced through nutrient solutions treated with the missing element technique, and arrayed in a completely randomized design with five replications and eight treatments, which were: t0. complete fertilization control treatment; t1. complete fertilization without nitrogen (-n); t2. complete fertilization -p; t3. -k; t4. -ca; t5. -mg; t6. -b, and t7. tap water. only in the case of nitrogen, 15% of full n fertilization was applied. apparent symptoms were visually described and photographed every 2 weeks. plants with n, k or b deficiencies expressed the most severe symptoms, including negative effects on plant size and architecture, and serious tissular affections. those plants suffering from p, ca or mg deficiency showed distortions in leaf color. in the particular case of p, a purple color in the leaves of the generative shoots and the vegetative stem was observed. foliar intervein chlorosis and orange colorations were respectively induced by mg and ca deficiencies. key words: nutrient solution, photographic record, chlorosis, necrosis, hypoplastic symptom. palabras clave: solución nutritiva, registro fotográfico, clorosis, necrosis, síntoma hipoplástico. fecha de recepción: 20 de enero de 2009. aceptado para publicación: 2 de julio de 2009 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 departamento de asistencia técnica, monómeros colombo-venezolanos s.a., bogotá (colombia). 3 autor de correspondencia. femartinezma@unal.edu.co agronomía colombiana 27(2), 169-178, 2009 riencia de cada agricultor, lo que a su vez implica un alto consumo de insumos y ausencia de tecnología (sanabria, 2005). pese al insuficiente nivel tecnológico, la uchuva es el segundo fruto exportado de colombia. enfermedades, plagas y deficiencias nutricionales son los principales problemas encontrados en los sistemas de producción de los fisiología de cultivos síntomas de deficiencia de macronutrientes y boro en plantas de uchuva (physalis peruviana l.) deficiency symptoms of macronutrients and boron in cape gooseberry plants (physalis peruviana l.) fabio ernesto martínez1, 3, jenny sarmiento1, gerhard fischer1 y francisco jiménez2 introducción siendo la uchuva (physalis peruviana l.) una planta solanácea originaria de perú, de hábito silvestre o semisilvestre (fischer, 2000), en colombia es cultivada por pequeños productores con bajo nivel de asistencia técnica, lo cual ha generado que diversas prácticas basadas en la expe170 agron. colomb. 27(2) 2009 frutales tropicales de clima frío y frío moderado (cano et al., 2000). la observación de los síntomas visibles de las alteraciones nutricionales es un método de diagnóstico cualitativo (garate y bonilla, 2008). la caracterización del desarrollo foliar y de la planta en general, sumado a los síntomas de deficiencias de nutrientes pueden ser una ayuda en el diagnóstico de desórdenes y desbalances nutritivos (yeh et al., 2000). los efectos nutricionales dependen de la influencia que ejerce cada nutriente en particular sobre los procesos fisiológicos y bioquímicos de la planta (mengel et al., 2001). sin embargo, evaluar el efecto de los diferentes nutrientes resulta complejo debido a que el metabolismo celular es, de un lado, regulado por la totalidad de los nutrientes absorbidos y, de otro, por la intensidad de la asimilación fotosintética (friedrich y fischer, 2000). si la concentración de un elemento nutriente esencial en el tejido vegetal está por debajo del nivel necesario para un óptimo crecimiento, indica que la planta es deficiente en ese elemento, y se produce así una alteración en la ruta metabólica en la que participa dicho elemento, afectando además otros procesos inmediatamente involucrados (epstein y bloom, 2005). algunos elementos son móviles en el floema (n, k, p, mg); otros son poco móviles (ca, b) y son obtenidos del xilema, y otros son de movilidad intermedia (fe, mn, cu, zn, mo) (calderón, 1995; gil, 2006). de hecho y como regla general, cuando empieza a manifestarse la deficiencia en los elementos móviles, el elemento que está almacenado en las hojas maduras tiende a desplazarse a las más jóvenes para cubrir sus necesidades, por lo que los síntomas de estos se presentan en las hojas maduras de la parte basal de la planta o ramas (navarro y navarro, 2000). situación diferente ocurre en los elementos poco móviles que tienden a manifestarse primero en las hojas jóvenes, mientras los de movilidad intermedia se muestran, en muchos casos, primero en la parte intermedia de la planta (calderón, 1995). la aparición de síntomas muchas veces es la primera indicación de que una def iciencia está limitando el crecimiento y a partir de este momento se requiere una cuidadosa observación y descripción de ellos, ya que se relaciona con la función y distribución de los nutrientes y podrían ser confirmados mediante el análisis de los tejidos (calderón, 1995). los primeros estudios en síntomas de deficiencia en la uchuva fueron realizados por garg y singh (1975), refiriéndose únicamente a n, p y k. los nutrientes considerados en la presente investigación fueron seleccionados de acuerdo con el siguiente criterio: los macronutrientes (n, p, k, ca y mg) fueron incluidos teniendo en cuenta que el tejido de las plantas los contiene en elevadas concentraciones (epstein y bloom, 2005), llegando sus deficiencias a determinar reducciones marcadas en el crecimiento, desarrollo y rendimiento. adicionalmente se incluyó el b, ya que se encuentra estrecho relacionado con cambios estructurales en las paredes celulares, las cuales llegan a tener hasta un 90% del contenido celular de este elemento (loomis y durst, 1992). de hecho, la deficiencia de b puede llegar a determinar condiciones tisulares muy anormales (rice, 2007). las deficiencias de nutrientes en el cultivo de la uchuva reducen el rendimiento y la calidad del fruto (martínez et al., 2008), y por ende, la rentabilidad del productor, por lo cual el objetivo de este estudio se centró en identificar los síntomas de deficiencia de varios nutrientes en esta especie con el fin de facilitar su reconocimiento en campo y para que el fruticultor pueda tomar medidas de corrección a tiempo. materiales y métodos la investigación se realizó en la facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, sede bogotá, en condiciones de invernadero de plástico. se trasplantaron plantas de uchuva ecotipo colombia, de 1 mes de edad, en materas de plástico, con una capacidad de 25 kg; estas a su vez se llenaron con arena cuarcítica con un tamaño de grano de 0,5 mm y una conductividad eléctrica de 0,01 ds m-1. se implementó un diseño completamente al azar con ocho tratamientos y cinco repeticiones, distribuidos así: t0: fertilización completa (testigo); t1: fertilización completa menos nitrógeno (-n); t2: fertilización completa menos fósforo (-p); t3: fertilización completa menos potasio (-k); t4: (-ca), t5: (-mg), t6: (-b) y t7: aplicación de agua potable únicamente, sin ningún elemento adicional. en el caso sin nitrógeno se adicionó el 15% del n (fuente: nitrato de amonio), aplicado en el tratamiento completo (testigo) para garantizar un crecimiento mínimo de la planta (martínez, 1997). las plantas se ubicaron en cinco camas espaciadas a 1,5 m y dejando 1,5 m entre plantas. para evaluar el efecto de los tratamientos, se utilizó la solución de hoagland y arnon (1950) modificada (tab. 1), la cual fue mezclada para generar soluciones madre en tanques de 40 l; esta fue aplicada dos veces por día mediante regadera. al agua de riego se le realizó un análisis fisicoquímico (tab. 2) con el fin de verificar que fuera apta para el estudio. 1712009 martínez, sarmiento, fischer y jiménez: síntomas de deficiencia de macronutrientes y boro en plantas de uchuva... las fuentes utilizadas fueron: nitrato de amonio líquido, fosfato monopotásico, dap, nitrato de potasio, sulfato de potasio, nitrato de calcio líquido, mainstain calcio, sulfato de magnesio, edta-fe 11%, cosmoquel b y molibdato de amonio. el sistema de tutorado de las plantas utilizado fue en ´v´ y no se realizó ningún tipo de poda. las evaluaciones se tomaron con una frecuencia de 15 d (durante 7 meses) a partir de la fecha de la siembra realizando una descripción de los síntomas manifestados por las plantas y un registro fotográfico del desarrollo de los mismos para cada una de las deficiencias. con el fin de constatar las deficiencias de nutrientes se efectuó un análisis foliar en cada planta a los 135 días después de la siembra (dds). resultados y discusión las plantas regadas solamente con agua presentaron una reducción drástica de crecimiento, especialmente por la deficiente nutrición en n (tab. 3) y una clorosis severa generalizada; además no indujeron flores y por consiguiente frutos, comparados con el testigo (fig. 1a). nitrógeno el n es un constituyente de un gran número de compuestos orgánicos, incluidas hormonas de crecimiento (wild y jones, 1992) esenciales en el metabolismo de la planta, forma parte de la estructura de todas las proteínas, de los ácidos nucleicos (adn, arn), y además se encuentra como constituyente de las clorofilas y enzimas del grupo de los citocromos, intabla 1. niveles de nutrientes (mg l-1) para cada tratamiento en solución nutritiva hoagland y arnon (1950), modificada por d.f. ortega (comunicación personal, 2007), aplicada diariamente. tratamiento nutriente -n -p -k -ca -mg -b t0 h2o ce (ds m-1) 0,11 0,13 0,12 0,12 0,11 0,14 0,14 0,07 n 18 120 120 120 120 120 120 0 p 25 0 25 25 25 25 25 0 k 150 150 0 150 150 150 150 0 ca 80 80 80 0 80 80 80 0 mg 40 40 40 40 40 40 40 0 b 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 0,5 0 tabla 2. análisis de agua del riego utilizada en el estudio. parámetro resultado método analítico ph 7,01 potenciómetro conductividad eléctrica (ce) (ds m-1) 0,07 conductímetro elementos (mg l-1) potasio (k+) 0,38 absorción atómica calcio (ca++) 7,40 absorción atómica magnesio (mg++) 0,71 absorción atómica sodio (na+) 0,90 emisión llama suma cationes (meq l-1) 0,48 bicarbonatos (hco3) 17,00 volumétrico cloruros (cl-) 4,30 volumétrico fósforo (h2po4 -) 0,00 colorimétrico azufre (so4 -) 1,40 turbimétrico suma aniones (meq l-1) 0,48 boro (b) 0,09 colorimétrico hierro (fe, a ph real) 0,21 absorción atómica hierro (fe, a ph 2,0) 0,22 absorción atómica alcalinidad (mg l-1 caco3) 14,00 dureza ((mg l-1 caco3) 20,00 relación de absorción de sodio (ras) 0,08 172 agron. colomb. 27(2) 2009 dispensables para la fotosíntesis y la respiración, y en varias coenzimas, como los nicotinamida-adenin-dinacleótidos (nad, nadp) (navarro y navarro, 2000). las plantas con deficiencia de nitrógeno (tab. 3) presentaron un menor porte (fig. 1b), solamente 99,6 cm de altura comparado con el testigo (216,2 cm), lo cual no es sorprendente ya que el n es el cuarto elemento más abundante en la planta, después del c, o y h (navarro y navarro, 2000); además mostraron un hábito etiolado (epstein y bloom, 2005). tuvieron tallos y ramas delgados con entrenudos cortos, hojas de reducido tamaño y grosor (garg y singh, 1975) y desprendieron prematuramente hojas antiguas, como también observaron en otras solanáceas, deficientes de este elemento, cabezas et al. (2002) en lulo, bergmann (1993) en tomate, y avilán (1975) en guanábana. se presentó una coloración verde pálido generalizada (fig. 1c), a causa de la pérdida de clorofila (calderón, 1995), que fue más acentuada en hojas bajeras (gómez, 2006); también se desarrolló una coloración púrpura intervenal muy marcada tanto en lámina como en pecíolo. este síntoma se presenta en caso de una grave deficiencia nitrogenada (navarro y navarro, 2000), lo cual explica bergmann (1993) como una mayor síntesis de carbohidratos en plantas carentes de n, que conduce a formar más antocianinas. se evidenció un retardo en la ramificación, floración y fructificación (8-10 d después del testigo), también reportado por garg y singh (1975) en esta especie y por gómez (2006) en otras plantas. en ramas se manifestó una coloración púrpura y la floración fue reducida. al igual que en las hojas, los cálices (que cubren el fruto durante todo su desarrollo) exhibieron un color verde claro generalizado acompañado de pigmentación púrpura más acentuada hacia la zona de inserción del pedúnculo y venación rojiza. el color de los frutos fue de un naranja más claro. fósforo el p, no obstante ser un elemento usado en bajas cantidades en la planta (mengel et al., 2001), desempeña un rol muy importante en un gran número de reacciones enzimáticas que dependen de la fosforilación, incluida la incorporación del fosfato en los nucleótidos (adp, atp), por lo que el fósforo representa una función fundamental en la conservación y transferencia de energía. los fosfatos son, también, constituyentes de los ácidos nucleicos y de los fosfolípidos, además son esenciales para la división celular y para el desarrollo de los tejidos meristemáticos (wild y jones, 1992); asimismo intervienen en la utilización del azúcar y del almidón (mengel et al., 2001). con la deficiencia de fósforo (tab. 3) se observó en las plantas de uchuva una coloración verde levemente más oscura que en el testigo, coincidiendo con garg y singh (1975) (fig. 2a), pero no hasta verde-azul como describen epstein y bloom (2005) esta deficiencia. no se presentaron cambios severos en el porte de la planta, ya que no hubo diferencia significativa entre el tratamiento testigo y el sin p para la variable altura de la planta (martínez y sarmiento, 2008). las hojas de la parte bajera de la planta mostraron una coloración púrpura a parda en la venación principal (epstein y bloom, 2005) iniciando en el ápice, distribuida a manera de moteado y que posteriormente abarcó la totalidad de la hoja (fig. 2b). las hojas exhibieron una consistencia acartonada y textura rugosa (friedrich y fischer, 2000). este síntoma fue más acentuado en los nudos basales, antes de la bifurcación. igualmente, las hojas generativas ubicadas después del primer nudo en la segunda bifurcación manifestaron la misma coloración púrpura intensa, más acentuada en la base y márgenes foliares, pero que en estados finales alcanzó toda la lámina (fig. 2c). los síntomas fueron tabla 3. concentración de n, p, k, ca, mg y b en hojas de uchuva en los tratamientos de deficiencia (-n) y ausencia de nutrientes (-p, -k, -ca, -mg, -b) en la solución nutritiva y solo agua, a final del estudio, comparado con el testigo (t0). tratamiento n p k mg ca b % mg kg-1 t0 2,49 0,22 1,83 1,25 2,54 127,00 -n 1,57 -p 0,09 -k 0,48 -mg 0,05 -ca 0,80 -b 31,22 h2o 1,62 0,59 1,75 0,98 2,46 53,62 1732009 martínez, sarmiento, fischer y jiménez: síntomas de deficiencia de macronutrientes y boro en plantas de uchuva... 1a. testigo, con solución nutritiva completa. 1b. –n, crecimiento reducido de la planta. 1c. –n, coloración verde pálido, más acentuada en hojas bajeras. 2a. –p, coloración verde intensa de la planta, levemente más oscura que el testigo. 2b. –p, coloración púrpura a parda en la venación principal de las hojas en la parte bajera de la planta. 2c. –p, coloración púrpura intensa en hojas del tercio superior. 3a. –k, reducido porte de la planta, que indica síntomas foliares muy severos. 3b. –k, manchas necróticas distribuidas de forma intervenal rodeadas de un halo clorótico. 3c. –k, manchas necróticas de forma irregular, acentuándose más en el tercio medio del cáliz. figuras 1-3. síntomas de deficiencia en plantas, hojas, cáliz y frutos de uchuva con deficiencia de n (1b-c) y ausencia de nutrientes p (2a-c) y k (3a-c) mg (4a-c) ca (5a-c) y b (6a-c) en la solución nutritiva, comparado con el testigo (fig. 1a). mg (4a-c) ca (5a-c) y b (6a-c) 174 agron. colomb. 27(2) 2009 4a. –mg, síntomas principalmente en hojas de ramas generativas del tercio medio de la planta. 4b. –mg, clorosis intervenal desde el ápice hacia los bordes de la lámina en forma de “v”. 4c. –mg, en estados avanzados, pigmentos púrpura o pardos entre las venas y en las márgenes foliares y del cáliz. 5a. –ca, síntomas tanto en hojas bajeras como en las del tercio medio, después de la segunda bifurcación. 5b. –ca, aceleración de la senescencia con una fuerte clorosis que inició desde la base de las hojas. 5c. –ca, algunos frutos mostraron manchas redondas o alargadas de color crema a blanco. 6a. –b, disminución fuer te en el tamaño y porte de la planta, tornándose muy quebradiza. 6b. –b, clorosis foliar generalizada, más acentuada en el tercio medio, con pigmentos de color púrpura. 6c. –b, excesiva caída de flores y aborto de frutos. los que se desarrollaron fueron pequeños y deformados. figuras 4-6. síntomas de deficiencia en plantas, hojas, cáliz y frutos de uchuva con ausencia de nutrientes mg (4a-c) ca (5a-c) y b (6a-c) en la solución nutritiva, comparado con el testigo (fig. 1a). 1752009 martínez, sarmiento, fischer y jiménez: síntomas de deficiencia de macronutrientes y boro en plantas de uchuva... más apreciables en el primer y segundo tercio de la planta (gómez, 2006). en estados finales las hojas se tornaron completamente púrpuras a pardo-amarillo, y subsiguientemente se dio la abscisión foliar prematura, similar a lo observado por garg y singh (1975) en donde las hojas en sus últimos estados se tornaron de un color verde-grisáceo, con eventual secamiento y caída prematura. potasio la planta exige el k para generar la turgencia y el mantenimiento del potencial osmótico celular, regulando en las células guarda la apertura de los estomas (bennet, 1993). además, según el mismo autor, el k funciona como un estabilizador del ph celular, contrarresta las cargas negativas de los ácidos orgánicos y aniones inorgánicos, y es activador para más de 60 enzimas en el tejido meristemático. también actúa en la producción del atp, en la síntesis de almidón y proteínas, y en el proceso de fotosíntesis y el metabolismo de los carbohidratos (samra y arora, 1997). las deficiencias de k se presentan con mayor frecuencia en suelos arenosos (wild y jones, 1992), lo que incrementó la manifestación de síntomas de deficiencia en este estudio. junto con la carencia en boro y nitrógeno, esta deficiencia (tab. 3) fue la que más afectó el porte de la planta y mostró los síntomas foliares más severos (fig. 3a) causando una disminución del tamaño de la planta en general, como también lo reportaron gargh y singh (1975) en esta especie y marschner (2002) en general. en el tallo se observaron entrenudos cortos, similar a lo manifestado en fríjol (bergmann, 1993), ramas poco elongadas (gómez, 2006) y más delgadas que las del testigo, lo que concuerda con lo reportado por pissarek y finck (1972) en maíz debido a un menor grosor del sistema vascular. algo semejante se presenta en los cítricos, en los cuales una deficiencia muy fuerte del potasio resulta en una pérdida de rigidez y posterior doblamiento de ramas (montoya et al., 2005). en el tejido foliar el daño inició con unas manchas o puntos muy pequeños de forma irregular, con un tono más claro y de apariencia húmeda, distribuidos de forma intervenal (garg y singh, 1975) en toda la lámina, lo que está relacionado con el colapso de los cloroplastos (mengel et al., 2001). posteriormente incrementaron su tamaño, tornándose en pudriciones secas o manchas necróticas, y se rodearon de un halo clorótico que luego tomó un color amarillo a anaranjado intenso (fig. 3b), similar a lo reportado por chang y liang (1978) en algodón. estas pudriciones secas incrementaron su área afectando por completo el tejido de la hoja, que finalmente se volvió totalmente amarilla, secándose progresivamente del ápice a la base (wild y jones, 1989) en el caso de hojas generativas, o de la base al ápice en hojas bajeras. tal como en otra solanácea, como el lulo (cabezas et al., 2002), la deficiencia de potasio se presentó especialmente en las hojas adultas y de estas en sus bordes, donde empezó a manifestarse una necrosis perimetral, la cual aumentó progresivamente y luego alcanzó toda la lámina foliar. la planta perdió la totalidad de sus hojas en el primer y segundo tercio del dosel, lo que describieron garg y singh (1975) como una abscisión prematura de hojas en uchuva debido a esta deficiencia nutricional. los síntomas se presentaron inicialmente en hojas vegetativas o bajeras (mengel et al., 2001), las cuales además presentaron una superficie corrugada (garg y singh, 1975; mengel et al., 2001) y epinastias; posteriormente las hojas jóvenes mostraron los mismos síntomas. las ramas de segundo orden tomaron una tonalidad parda y se secaron progresivamente iniciando desde la zona apical o zonas de nuevo crecimiento hacia la base; finalmente, al igual que las hojas, estas se secaron totalmente y murieron, síntomas que describen epstein y bloom (2005) como “dieback” (muerte descendente) en condiciones de deficiencia de k severa. se presentó el mismo daño de tejido en el cáliz de los frutos. inició con puntos y manchas de poco tamaño y de forma irregular, acentuándose más en el tercio medio del cáliz (fig. 3c), y se expandió hacia su ápice hasta cubrir gran parte del capacho. finalmente se observaron cáliz y pedúnculos completamente secos y de consistencia crocante. los frutos maduraron más lentamente, en contraste con los cítricos cuyos frutos bajo este desorden maduran prematuramente (bergmann, 1993), a pesar de que se apreció madurez de cosecha en el cáliz. magnesio el mg es un componente específico de la clorofila (porfirina magnésica) en la que un átomo de magnesio está ligado a cuatro anillos pirrólicos (wild y jones, 1992). cumple un rol específico como activador de enzimas envueltas en la respiración, fotosíntesis y síntesis de adn y arn (taiz y zeiger, 2006). actúa como cofactor de la mayor parte de las enzimas que intervienen en la fosforilación, y su importancia es grande en la transferencia de la energía (wild y jones, 1992). los síntomas de este elemento se mostraron principalmente en hojas de ramas generativas del tercio medio de la planta (fig. 4a), después de la segunda bifurcación, contrario a lo manifestado en los estudios de mengel et 176 agron. colomb. 27(2) 2009 al. (2001) y epstein y bloom (2005) en donde se observaron primero en hojas maduras. además, en las hojas se presentó un moteado o clorosis intervenal (mengel et al., 2001) de color verde muy claro, que inició en el ápice o por la zona media de la hoja y avanzó por los bordes hacia toda la lámina en forma de “v” (fig. 4b), síntoma similar a lo descrito por navarro y navarro (2000) en cítricos. en estados avanzados, se desarrollaron pigmentos púrpura (gómez, 2006) o pardos (epstein y bloom, 2005) en las márgenes y entre las venas y las hojas y el cáliz (fig. 4c), y se tornaron completamente cloróticas. no se apreció un efecto importante sobre el porte de la planta, siendo la deficiencia magnésica de menor impacto sobre el hábito de crecimiento de la planta (marschner, 2002). síntomas similares fueron reportados por cabezas et al. (2002) en lulo, donde además las hojas jóvenes conservaron su color original pero se notaron flexuosas y brillantes. calcio según navarro y navarro (2000), una de la principales funciones del ca en la planta es formar parte de la estructura de la protopectina, como agente cementante para mantener las células unidas, estando localizado en la lámina media y en la pared primaria celular. entre las otras funciones del calcio, las describen estos autores como la regulación de la absorción de nitrógeno, su actuación en la traslocación de los carbohidratos y proteínas, la neutralización de los ácidos orgánicos y la activación de algunas enzimas como amilasa y fosfolipasa. además actúa como segundo mensajero entre factores ambientales y diferentes respuestas de las plantas en crecimiento y desarrollo (marschner, 2002). los síntomas de la deficiencia cálcica (tab. 3) se observaron tanto en hojas bajeras como en hojas del tercio medio principalmente, es decir ubicadas después de la segunda bifurcación (fig. 5a) que se diferenciaron de las observaciones de otros autores (montoya et al., 2005; gómez, 2006), los cuales indican que estos síntomas se presentan, más bien, en hojas jóvenes y superiores de la planta. las hojas afectadas aceleraron su senescencia manifestando una fuerte clorosis o color anaranjado intenso, que inició desde la base de las hojas y se extendió a la totalidad de estas (fig. 5b). la clorosis o color naranja intenso comenzó por lo general en un lóbulo de la base de la lámina foliar. además se observaron puntos minúsculos necróticos en el margen foliar, lo cual fue descrito también por bergmann (1993). en algunos casos los frutos mostraron manchas redondas o alargadas de color crema a blanco y de tamaños variables (fig. 5c), pero no se observó el rajado de este órgano, descrito por cooman et al. (2005) y fischer (2005) debido a esta deficiencia. angulo et al. (2005) reportan que la carencia de ca se manifiesta en algunos frutos, especialmente de la parte superior de la planta, con cálices deformes que no cubren la totalidad del fruto y manchas necróticas en el ápice de este, similares a los que muestra el tomate por deficiencia de calcio. boro el boro desempeña un rol primario en la biosíntesis y estructura de la pared celular y en la integridad de la membrana plasmática (marschner, 2002); asimismo está involucrado en el transporte de azúcares, la lignificación de la pared celular (loomis y durst, 1992), la elongación celular, la síntesis de ácidos nucleicos y las respuestas hormonales (taiz y zeiger, 2006). la deficiencia de boro (tab. 3) afectó severamente la arquitectura de la planta. la planta en general tomó una forma de roseta (friedrich y fischer, 2000) que es un típico síntoma hipoplástico (montoya et al., 2005), debido a la malformación de todas sus estructuras y a la desorganización de sus meristemos, lo que conduce, generalmente, a la muerte prematura de los ápices caulinares (wild y jones, 1992) acentuándose durante el transcurso de carencia de este elemento en el ensayo, como lo observaron hernández y pacheco (1986) en cardamomo. la baja concentración de b genera disminución rápida en el nivel de rna y, en consecuencia, cesa la división celular en los meristemos (wild y jones, 1992). además de una fuerte disminución en el tamaño y porte por un retraso en el crecimiento (navarro y navarro, 2000), la planta de uchuva perdió elasticidad en sus tejidos, tornándose muy quebradiza (fig. 6a). las hojas del tallo principal y de las ramas generativas en el tercio medio de la planta mostraron una textura corrugada y una consistencia acartonada o crocante muy fuerte, retorciéndose (navarro y navarro, 2000) y tomando forma de cilindro o cono, porque no se presentó una expansión completa de la lámina foliar (yeh et al., 2000). schopfer y brennicke (2006) explican la consistencia crocante y quebradiza de los tejidos en las plantas carentes de b debido a la irregular formación de la pared celular por una ineficiente reticulación de la pectina. adicionalmente se presentó una clorosis foliar generalizada (navarro y navarro, 2000), que fue más acentuada en el tercio medio, y se desarrollaron pigmentos púrpura a manera de mosaicos en las venas, expandiéndose desde el ápice a toda la lámina (fig. 6b). en estados finales se presentaron pudriciones secas de forma irregular extendidas entre las venas (navarro y navarro, 2000). 1772009 martínez, sarmiento, fischer y jiménez: síntomas de deficiencia de macronutrientes y boro en plantas de uchuva... similar a lo reportado por cabezas et al. (2002) en lulo (solanum quitoense), se observó daño en los meristemos y zonas de crecimiento atrofiadas en uchuva; en consecuencia, las hojas del tercio superior se malformaron tomando la apariencia de una gota o lanza, por la deformación de su base. como una posible explicación para este síntoma, christensen et al. (1978) afirmaron que las células pueden continuar dividiéndose pero la estructura de los nuevos tejidos no se forma completamente. igualmente se observaron hiponastias (gómez, 2006), y superficies corrugadas, abultadas y brillantes. se apreciaron clorosis irregulares en la lámina foliar (navarro y navarro, 2000), ya fuese en forma de puntos o manchas diminutas repartidas a lo largo de la hoja, o clorosis parciales acompañadas de coloraciones púrpura muy acentuadas. las ramas generativas desarrollaron entrenudos muy cortos y fueron excesivamente quebradizas, similar a lo descrito por christensen et al. (1978) en la vid. en las zonas apicales se presentó una excesiva brotación de tallos cortos y deformados, semejante a lo observado por sindoni et al. (1994) en ajonjolí, en el cual la deficiencia severa de b activó las yemas axilares acortando los entrenudos apicales y dando a las hojas un aspecto de roseta. hubo excesiva caída de flores y aborto de frutos (gómez, 2006). los que se desarrollaron, presentaron un tamaño muy reducido, deformaciones (fig. 6c) (friedrich y fischer, 2000), un fuerte daño en tejido debido a pudriciones en la zona de inserción del pedúnculo y cálices deformados. también se observó un reducido número de retoños basales comparado con el testigo. conclusiones los síntomas de deficiencia más severos se manifestaron por disminución marcada del n y ausencia completa de los elementos k y b en la solución nutritiva, en donde, además de efectos sobre la lámina foliar, se presentó un cambio drástico en la arquitectura y en la textura de los tejidos. las deficiencias de p, mg y ca indujeron un cambio en el color y la calidad de las hojas sin afectar en mayor grado el crecimiento de la planta. la descripción de síntomas en la planta de uchuva y el material fotográfico presentado en este estudio facilitan el reconocimiento de estas deficiencias nutricionales y la toma de medidas correctivas en el cultivo por el fruticultor. literatura citada angulo, r., c. bojacá, a. cooman, d. gómez y c. torres. 2005. resultados investigaciones ciaa. pp. 49-77. en: angulo, r. 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cada caldo representa una fuente muy importante de microorganismos benéficos, especialmente el caldo rizósfera por su mayor población de hongos y de bacterias totales, fijadoras de n2 y solubilizadoras de fósforo. en cuanto a los efectos sobre el crecimiento del cultivo, cada caldo por separado igualó al testigo químico y superó a la mezcla de los dos y al testigo absoluto. sin embargo, los valores de conductividad eléctrica indican que se debe tener especial cuidado con el número de aplicaciones. razón por la cual se recomienda que los dos biofertilizantes se apliquen semanalmente, como suplemento de la fertilización, en secuencia rotativa y en integración con prácticas agronómicas que permitan mantener niveles adecuados de materia orgánica, para asegurar la multiplicación y actividad no solamente de los microorganismos introducidos por medio de los biofertilizantes sino también de las poblaciones nativas del suelo. the objective of this study was to evaluate the potential of the rhizosphere and super four broths as biofertilizers for the sustainability of the onion bulb culture. the broths were analyzed chemically and microbiologically, and applied to onion bulb pots at 10% concentration at 20, 40, and 60 days after transplanting. a complete randomized design was used with five treatments and 30 replicates. the variables evaluated were leaf number and length, and bulb diameter and weight. the chemical analysis showed that each broth contained a great variety of nutrient elements that are essential for the nutritional balance of the plant. likewise, the microbiological analysis indicated that each broth represents a very important source of beneficial microorganisms, especially the rhizosphere broth due to its greater population of fungi and of total bacteria, nitrogen fixers, and phosphorus solubilizers. in relation to plant growth, each broth showed results similar to the chemical control, and superior to the mixture of them and the absolute control. however, the electrical conductivity values indicate that special care should be taken with the number of applications. for this reason its recommended that both biofertilizers be applied weekly, as a supplement to the fertilization, in a rotary sequence and in integration with agronomic practices that maintain adequate levels of organic matter to secure the multiplication and activity not only of the microorganisms introduced through the biofertilizers but also the indigenous soil populations. key words: biological agriculture, sustainable agriculture, biofertilization, agricultural bio-inputs. palabras clave: agricultura biológica, agricultura sostenible, biofertilización, bioinsumos agrícolas. fecha de recepción: 13 de diciembre de 2007. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008. 1 profesor titular, programa de ingeniería agronómica, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja. sviteri@uptc.edu.co 2 ingenieras agrónomas, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja. agronomía colombiana 26(3), 517-524, 2008 potencial de los caldos rizósfera y súper cuatro como biofertilizantes para la sostenibilidad del cultivo de cebolla de bulbo (allium cepa) potential of the rhizosphere and super four broths as biofertilizers for the sustainability of the onion bulb (allium cepa) culture silvio e. viteri1, marcela granados2 y ana rosa gonzález2 introducción los grados de contaminación ambiental y de agotamiento de los recursos básicos para la producción de alimentos y fibras que hoy en día se observan en varias regiones del mundo son parte de los resultados de la adopción del modelo de la revolución verde desde los comienzos de la segunda mitad del siglo xx. en este escenario la seguridad alimentaria, la salud y en general el bienestar y posibilidades de progreso y desarrollo de las comunidades que dependen del agro se encuentran en alto riesgo (medina y león, 2004). la situación se torna aún más crítica si se 518 agron. colomb. 26(3) 2008 tiene en cuenta que en la actualidad existe una mayor demanda de productos de mayor calidad y libres de residuos tóxicos, tanto en los mercados nacionales como en los internacionales. debido a lo anterior, actualmente los agricultores tienden a cambiar los fertilizantes y pesticidas convencionales por insumos agrícolas que les permitan producir los alimentos de acuerdo con las exigencias actuales de los mercados. el reemplazo de los agroquímicos resulta conveniente desde todo punto de vista (silva-acuña y arias, 2007); el problema estriba en que en los países en vía de desarrollo los fundamentos científicos que soporten la validez y potencial de los nuevos insumos que están siendo utilizados como alternativa, entre los cuales figuran los caldos rizósfera y súper cuatro, aún no han sido documentados. en consecuencia los criterios para su elaboración y para su aplicación a los cultivos aún se basan en consideraciones meramente artesanales (viteri, 2002). frente a esta situación, los esfuerzos de los investigadores se deben dirigir a documentar los principios y fundamentos de esta nueva tendencia en la producción agrícola con el fin de determinar si las alternativas utilizadas tienen efectivamente potencial para reorientar el enfoque de la producción agrícola hacia un modelo que, como proponen altieri y anderson (1986) y altieri y nicholls (2000), en sinergia real con la ecología y la economía, dé énfasis a la biodiversidad, al reciclaje de nutrientes, a la regeneración y conservación de los recursos y a las interacciones positivas entre cultivos, animales, suelos y el resto de componentes biológicos en los agroecosistemas. el objetivo general de esta investigación fue contribuir a la fundamentación de este nuevo enfoque en la agricultura, al determinar la composición química y microbiológica de los caldos rizósfera y súper cuatro y los efectos de su aplicación sobre el crecimiento y desarrollo de la cebolla de bulbo. los resultados permitirán precisar si estos dos bioinsumos verdaderamente tienen potencial como alternativas de biofertilización, específicamente para la producción de cebolla de bulbo con un enfoque sostenible. el trabajo se desarrolló como parte inicial del componente edáfico del proyecto “investigación participativa en el manejo ecológico del cultivo de cebolla de bulbo (allium cepa l.) en boyacá”, el cual fue cofinanciado por colciencias, ocensa y los municipios de cucaita y tibasosa y ejecutado por investigadores del grupo manejo biológico de cultivos (gmbc), del programa de ingeniería agronómica de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), durante los años 2003 a 2005. materiales y métodos el estudio se realizó en el invernadero del programa de ingeniería agronómica de la uptc, en tunja, a una altura de 2.680 msnm. los materiales utilizados fueron los caldos rizósfera y súper cuatro, suelo, semilla de cebolla de bulbo (híbrido yellow granex) y fertilizante 15-15-15. el semillero de cebolla se estableció en un área del lote de la uptc, asignado al grupo de investigación manejo biológico de cultivos, donde no se había sembrado cebolla anteriormente. el terreno se preparó, niveló y surcó a una profundidad de 2 a 3 cm. la semilla se distribuyó a chorrillo y se tapó con una mezcla de suelo y cascarilla de arroz. el riego se suministró cada 3 días. simultáneamente al establecimiento del semillero se empezó la elaboración de los caldos. la preparación de los caldos rizósfera y súper cuatro se basó en el protocolo de ramírez y agudelo (2001), respectivamente siguiendo la secuencia descrita por méndez y viteri (2007). a los 2 meses, del mismo lote donde se estableció el semillero se coleccionó una cantidad de suelo suficiente para llenar 150 materas, cada una con capacidad de 2 kg. una vez llenadas las materas se trasplantó la cebolla, 2 plántulas por matera. a los 15 días del trasplante se realizó el raleo dejando la mejor planta por matera y se organizaron 5 grupos de 30 materas, a cada uno se le asignó al azar uno de los tratamientos siguientes: 1. caldo rizósfera (10%), 2. caldo súper cuatro (10%), 3. caldo rizósfera (10%) + caldo súper cuatro (10%), 4. testigo químico (fertilizante 15:15:15) y 5. testigo absoluto. el diseño experimental utilizado fue completamente al azar, con 30 repeticiones. los tratamientos se aplicaron a la base del tallo a los 20, 40 y 60 días del trasplante. en cada aplicación las materas correspondientes a los tratamientos 1 y 2 recibieron 50 ml del caldo respectivo disueltos en 450 ml de agua, las del tratamiento 3 una mezcla de 50 ml de caldo rizósfera y 50 ml del caldo súper cuatro disueltos en 400 ml de agua, las del testigo químico 3 g de fertilizante triple 15 disueltos en 500 ml de agua (equivalente a una aplicación de 1.000 kg·ha-1) y las del testigo absoluto 500 ml de agua. el riego se suministró cada 3 días. antes de la utilización, de cada uno de los caldos se tomaron dos muestras representativas de 500 ml, una se envió al laboratorio agrosoil para el análisis químico y la otra al laboratorio de la fundación de asesorías para el sector rural (fundases) para el análisis microbiológico. igualmente del suelo utilizado para el llenado de las materas se tomó una muestra representativa y se envió también al agrosoil lab para análisis de fertilidad. los resultados de dicho análisis se presentan en la tabla 1. 5192008 viteri, granados y gonzález: potencial de los caldos rizósfera y súper cuatro como biofertilizantes... las variables determinadas en el cultivo fueron número y longitud de hojas a los 90 días del trasplante y peso y diámetro del bulbo a la cosecha (120 días después del trasplante). los datos de cada variable se sometieron al análisis de varianza y a la prueba duncan (gómez y gómez, 1984). tabla 1. características del suelo utilizado en el estudio. determinación valor nivel crítico textura franca ph 7,1 neutro ntotal (%) 0,1 bajo p2 o5 (ppm) 449 muy alto s (ppm) 7,5 bajo k (meq·100 g-1) 3 alto ca (meq·100 g-1) 9,3 alto mg (meq·100 g-1) 9,5 alto na (meq·100 g-1) 0,2 medio bajo fe (ppm) 18 bajo b (ppm) 0,4 medio fuente: agrosoil lab. resultados y discusión composición química de los caldos utilizados como biofertilizantes los resultados del análisis químico de los caldos se presentan en la tabla 2; indican que tanto el caldo rizósfera como el caldo súper cuatro contienen una gran variedad de nutrimentos, constituida por elementos mayores, secundarios y menores, que son esenciales para el equilibrio en la nutrición de la planta (tisdale et al., 1993). teniendo en cuenta que no se ha establecido un sistema para categorizar el contenido nutricional de productos que se utilizan como biofertilizantes, al resultado de cada una de las determinaciones se le asignó un nivel crítico, tomando como base los rangos establecidos por el instituto geográfico agustín codazzi (igac) para la interpretación de los resultados del análisis de suelos (castro, 1998). según dichos niveles críticos, el contenido de p y s en los dos biofertilizantes es alto, al igual que el de cu y zn en el caldo rizósfera y el de b, cu, fe, mg y zn en el caldo súper cuatro. la excepción la constituyen el ca, fe y mn en el caldo rizósfera y el mn en el caldo súper cuatro, cuyos contenidos figuran por debajo del nivel crítico que se tomó como referencia. esta variedad de elementos nutricionales, cuyos contenidos generalmente superan los niveles críticos (tabla 2), permite inferir que cualquiera de los dos biofertilizantes podría utilizarse apropiadamente como suplemento de la fertilización convencional que el agricultor generalmente aplica a sus cultivos, consistente en altas dosis de n, p y k, a través de fertilizantes compuestos. esta inferencia es apropiada puesto que, pese a la gran variedad de elementos nutritivos que cada uno de ellos presenta, es necesario tener en cuenta que los requerimientos nutricionales de los cultivos, especialmente de n, p y k, generalmente son altos (tisdale et al., 1993); por lo tanto, tratar de suplir dichos requerimientos por medio de cualquiera de estos dos biofertilizantes implicaría incrementar considerablemente el número de aplicaciones, lo cual no sería adecuado por al menos dos razones principales: 1. el incremento en el costo de mano de obra y 2. la alta conductividad eléctrica, especialmente del caldo súper cuatro. los valores de conductividad eléctrica registrados en la tabla 2 son demasiado altos, si se tiene en cuenta que, en términos de riego, las aguas que tienen una conductividad eléctrica menor de 0,75 ds· m-1 se consideran satisfactorias para todos los cultivos y las que tienen valores mayores de 2,25 ds·m-1 conducen rara vez a buenos rendimientos (richards, 1954; tisdale et al., 1993). el otro punto que respecto a la conductividad eléctrica de los caldos debe tenerse en cuenta es la conductividad eléctrica del suelo ya que, según la escala de richards (1954), en el rango de 0 a 2 ds·m-1 los efectos de salinidad son despreciables, en el rango de 2 a 4 ds·m-1 los rendimientos de cultivos muy sensibles pueden ser restringidos, en el rango de 4 a 8 ds·m-1 los rendimientos de muchos cultivos son restringidos, en el rango de 8 a 16 ds·m-1 solo cultivos tolerantes rinden satisfactoriamente y con valores mayores de 16 ds·m-1 poquísimos cultivos tolerantes rinden satisfactoriamente. según tisdale et al. (1993), los rendimientos se restringen principalmente por toxicidad causada por na y cl. por lo tanto, la frecuencia de aplicación de cualquiera de estos dos biofertilizantes debe formularse muy cuidadosamente teniendo en cuenta la composición química del suelo; de lo contrario, el uso indiscriminado de cualquiera de los dos biofertilizantes podría generar o agravar problemas de salinidad en el suelo. además de las limitaciones anteriores, es preciso tener en cuenta que ninguno de los dos biofertilizantes incluye una fuente de materia orgánica, la cual es esencial para la sostenibilidad de la capacidad productiva de los suelos (viteri, 2002), a través de sus efectos no solo sobre las propiedades físicas y químicas sino especialmente sobre la activación del potencial biológico del suelo (alexander, 1977; burbano, 1989; sylvia et al., 1998, 2005). en cuanto al ph, aunque el caldo rizósfera presenta un valor bastante bajo (ph 4,6), se infiere que las cantidades (en dilución del 10%) que semanalmente se aplicarían al cultivo no alcanzarían a producir ningún impacto sobre el ph del suelo, el cual generalmente tiene resistencia a los cambios de acidez (tisdale et al., 1993), especialmente si su contenido de materia orgánica es el adecuado (burbano, 1989). 520 agron. colomb. 26(3) 2008 tabla 2. composición química de los caldos utilizados como biofertilizantes. determinación caldo rizósfera caldo súper cuatro contenido nivel crítico* contenido nivel crítico* ph 4,6 muy fuertemente 5,8 moderadamente ácido c. orgánico (%) 2,7 alto 0,5 bajo n (%) 1,2 alto 1,4 alto relación c:n 2,3 baja 1,4 baja p (p2o5) (ppm) 300 alto 1.400 alto s (ppm) 1.900 alto 2.000 alto k (meq·100 g-1) 5,7 alto 11 alto ca (meq·100 g-1) 1,7 medio 6,7 alto mg (meq·100 g-1) 2,5 bajo 19,5 alto na (meq·100 g-1) 0,4 medio 4,4 alto fe (ppm) 3 bajo 200 alto cu (ppm) 10 alto 100 alto mn (ppm) 2 bajo 10 bajo zn (ppm) 10 alto 2.000 alto b (ppm) 600 alto ce (ds·m-1) 8,2 fuertemente salino 23,5 extremadamente salino fuente: agrosoil lab. * valor asignado según los niveles críticos establecidos por el igag para la interpretación de los resultados del análisis de suelos. análisis microbiológico de los caldos utilizados como biofertilizantes los resultados del análisis microbiológico de los caldos se presentan en la tabla 3. de acuerdo con las normas de control de calidad que establecen que para que los microorganismos introducidos por medio de biofertilizantes tengan posibilidad de colonizar el suelo la densidad de población debe ser mínimo de 108 ufc·g-1, como lo es en el caso de los inoculantes para leguminosas (vincent, 1970; somasegaran y hoben, 1985), el biofertilizante que en cuanto a bacterias totales cumple con dicha normatividad es el caldo rizósfera (tabla 3). entre dicha población bacteriana figuran los grupos funcionales fijadores de nitrógeno atmosférico (n2) y solubilizadores de fósforo, cuyo aporte es fundamental para la nutrición de las plantas (alexander, 1977; tisdale et al., 1993; brock et al., 1994; sylvia et al., 1998, 2005). además, en este biofertilizante se registró una muy aceptable población del hongo geotrichum y de levaduras. el geotrichum es un hongo imperfecto del suelo (atlas y bartha, 1981), importante en la descomposición de sustancias pécticas en los residuos vegetales (alexander, 1977) que se utilizan como fuente de materia orgánica. en cuanto a las levaduras, la densidad de población fue también considerable, sin embargo el papel que ellas desempeñan en el suelo es aún desconocido (alexander, 1977), como lo es también el del lactobacillus sp. en comparación al caldo rizósfera, la densidad de población microbiana en el caldo súper cuatro fue considerablemente más baja, a excepción del grupo específico fijadores de n2. según el reporte del laboratorio de microbiología de la empresa fundases, el microorganismo predominante en el caldo súper cuatro fue una levadura de color rosado y consistencia cremosa, la cual solubilizó p (halo de solubilización de aproximadamente 0,5 mm en 4 días). esta observación merece consideración desde dos puntos de vista, primero porque contribuye al entendimiento de la función de las levaduras en el suelo que hasta hoy se reporta como desconocida (alexander, 1977) y segundo por su potencial como una nueva alternativa para la solución de los problemas relacionados con la baja disponibilidad de p en los suelos tropicales, donde, debido a la acidez, la fijación de este elemento, principalmente por el aluminio, constituye uno de los factores más limitantes para el buen crecimiento y desarrollo de las plantas (sánchez, 1981). según castro (1998), la acidez que se registra en más del 70% de los suelos de colombia es responsable de la baja disponibilidad del p para los cultivos. la presencia de actinomicetos en el caldo súper cuatro resulta también muy interesante ya que es bien conocido que este grupo de microorganismos desempeña importantes funciones en el suelo, entre las cuales se destacan su contribución a la descomposición de los constituyentes más resistentes de la materia orgánica 5212008 viteri, granados y gonzález: potencial de los caldos rizósfera y súper cuatro como biofertilizantes... químico en cuanto al número de hojas. el caldo súper cuatro, aunque significativamente inferior al caldo rizósfera, no se diferenció del testigo químico y resultó también superior a la mezcla de los biofertilizantes y al testigo absoluto. en contraste, la mezcla de los dos biofertilizantes resultó significativamente inferior a cada uno de ellos aplicado por separado y al testigo químico, lo cual indica que dicha mezcla no fue adecuada. el testigo absoluto resultó inferior a todos los tratamientos pese a que, según los resultados del análisis, el suelo utilizado en el presente estudio tenía muy buenas condiciones de fertilidad (tabla 1). en cuanto al diámetro y peso del bulbo, el caldo rizósfera no se diferenció del súper cuatro ni del testigo químico y estos tres tratamientos resultaron significativamente superiores a la mezcla de los biofertilizantes y al testigo absoluto. cabe resaltar que en cuanto a estas dos variables, que reflejan los efectos de los tratamientos directamente sobre la producción, tanto el caldo rizósfera como el súper cuatro igualaron al testigo químico, el cual, además del aporte del alto nivel de fertilidad del suelo (tabla 2), recibió una aplicación de fertilizante 15:15:15, equivalente a 1 t·ha-1. esta observación destaca el gran potencial que cada uno de los caldos ofrece como biofertilizante para el cultivo de cebolla de bulbo. la mezcla de los dos caldos, al igual que en las dos variables relacionadas con el crecimiento de la planta, resultó inferior a cada uno de ellos aplicado separadamente e igual al testigo absoluto, lo que refleja una vez más que la mezcla no es una opción recomendable, debido posiblemente a la generación de condiciones no adecuadas de supervivencia de las poblaciones microbianas o interacciones negativas como resultado de incompatibilidad entre algunas de las poblaciones. estos resultados indican que en condiciones de suelo fértil, como el utilizado en este estudio (tabla 2), cualquiera de los dos biofertilizantes aplicado por separado conduce a la producción de bulbos con tamaño y peso similares a los que se pueden obtener mediante la aplicación de altas dosis de fertilizante npk, como tradicionalmente lo hace el agricultor. el problema estriba en que en general en el trópico la gran mayoría de suelos no son fértiles, por el contrario se caracterizan por ser ácidos, pobres en materia orgánica, con deficiencias nutricionales muy limitantes, principalmente de nitrógeno y fósforo (sánchez, 1981). con estas limitaciones, la sola aplicación de caldo rizósfera o caldo súper cuatro no sería suficiente para nutrir adecuadamente la planta y obtener rendimientos que desde el punto de vista de rentabilidad sean aceptables. si bien es cierto que, con las debidas medidas de precaución para su aplicación, tanto su potencial nutricional (tabla (lignina, celulosa y hemicelulosa) (sylvia et al., 1998, 2005) y la producción de antibióticos que juegan papel importante en el control biológico de patógenos que ocasionan pérdidas económicas en los cultivos (cook y baker, 1989; alexander, 1977). la relativa baja población microbiana encontrada en el caldo súper cuatro permite concebir el potencial de este biofertilizante relacionado más con el aporte de elementos esenciales (tabla 2) para el equilibrio en la nutrición de la planta, que con su contribución de microorganismos benéficos al suelo. estas observaciones, desde el punto de vista de su composición química y microbiológica, permiten inferir que en términos agronómicos cada uno de estos dos biofertilizantes por separado constituye un magnífico complemento del otro: el caldo rizósfera aporta básicamente la diversidad microbiana con la densidad de población adecuada para la activación del potencial microbiológico del suelo y el caldo súper cuatro la variedad de nutrimentos para el equilibrio en la nutrición de los cultivos, especialmente en suelos donde el contenido de micronutrimentos es bajo, como en los suelos de cucaita, boyacá, donde la cebolla de bulbo representa la principal fuente de ingreso en su economía (méndez y viteri, 2007). tabla 3. composición microbiológica de los caldos utilizados como biofertilizantes. microorganismo caldo rizósfera (ufc/ml) caldo súper cuatro (ufc/ml) bacterias totales 2,6 x 108 2 x 103 fijadoras de nitrógeno (n2) 2 x 10 4 2 x 103 solubilizadoras de fósforo (p) 4,8 x 106 2 x 103 actinomicetos ausentes menos de 104 lactobacilos 3 x 102 ausentes hongos geotrichum sp. 4,8 x 105 levaduras 6,8 x 105 5,1 x 103 fuente: laboratorio fundases. efectos de los caldos sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo los resultados de la aplicación de los biofertilizantes sobre cuatro de las variables agronómicas relacionadas con el crecimiento y desarrollo del cultivo de cebolla de bulbo se presentan en la tabla 4. el análisis de varianza mostró que en cada una de las variables determinadas las diferencias entre tratamientos fueron altamente significativas (1%). en las dos variables relacionadas con el crecimiento el caldo rizósfera superó a los demás tratamientos, excepto al testigo 522 agron. colomb. 26(3) 2008 2) como microbiológico (tabla 3) resultan muy atractivos, es preciso tener en cuenta una vez más que, además del riesgo indicado por los altos valores de conductividad eléctrica, ninguno de los dos biofertilizantes incluye una fuente de materia orgánica. por lo tanto, tomando en consideración el énfasis que enfoca el nuevo modelo agroecológico (altieri y anderson, 1986; altieri y nicholls, 2000), los resultados obtenidos en este estudio permiten sugerir que el uso de estos dos caldos como biofertilizantes sea semanalmente en secuencia rotativa y además en integración con prácticas agronómicas que contribuyan efectivamente al mantenimiento de niveles adecuados de materia orgánica en el suelo, de manera que tanto los microorganismos nativos como los introducidos a través de cada uno de los biofertilizantes, al disponer de suficiente alimento, puedan multiplicarse en el suelo y desarrollar efectivamente sus funciones específicas. en los últimos tiempos los abonos verdes, particularmente en regiones de clima frío, se perfilan como la práctica agronómica de mayor potencial agroecológico y la más viable para el agricultor y, como resultado de investigaciones recientes, ya existen recomendaciones específicas para su uso (viteri, 2002; viteri y méndez, 2003; viteri y velandia, 2006; hernández y viteri, 2006). la integración de prácticas alternativas para la sostenibilidad de la producción de cultivos resulta muy adecuada si se tiene en cuenta que, si el agricultor continúa con la sola aplicación de fertilizante npk, además del desbalance en la nutrición de los cultivos, el incremento de los problemas fitosanitarios y ambientales (silva-acuña y arias, 2007) y la mala calidad de los productos, la degradación de la capacidad productiva del recurso suelo es inminente (viteri, 2002) y en consecuencia la constante disminución de los rendimientos. el bajo costo que implica la elaboración de estos dos biofertilizantes soporta también su potencial como una alternativa muy posible para el agricultor. con una inversión muy módica, de cada uno de los biofertilizantes se obtiene inicialmente un producto concentrado el cual hay que diluir al 10% para aplicarlo. de esta manera, una caneca de 200 l alcanza para un mes de aplicaciones semanales en una extensión de aproximadamente cuatro fanegadas. según restrepo (2001), las aplicaciones se pueden efectuar por medio de fumigadora o del sistema de riego, dirigidas directamente al suelo, al pie de las plantas. conclusiones el análisis y la interpretación de los resultados de este estudio conducen a las conclusiones siguientes: desde el punto de vista químico tanto el caldo rizósfera como el súper cuatro contienen una fuente muy variada de elementos nutritivos esenciales para el balance en la nutrición de la planta y por lo tanto puede utilizarse cada uno como suplemento en la fertilización de los cultivos. desde el punto de vista microbiológico, los dos biofertilizantes contienen microorganismos benéf icos que mediante procesos específicos contribuyen positivamente al crecimiento y desarrollo de las plantas, pero se destaca especialmente el caldo rizósfera el cual, además de fijadores de nitrógeno, aporta una mayor densidad de población de bacterias totales, solubilizadores de fósforo, lactobacilos y hongos. con el fin de aprovechar adecuadamente el potencial químico y microbiológico de estos dos biofertilizantes, se recomienda que su aplicación se realice en secuencia semanal rotativa; el caldo rizósfera dirigido principalmente a activar el componente biológico del suelo y el caldo súper cuatro a asegurar el balance en la nutrición de las plantas. tabla 4. respuesta del cultivo de cebolla de bulbo a la aplicación de los biofertilizantes, en condiciones de invernadero. uptc, tunja. tratamiento variables número de hojas1 longitud de hojas (cm)1 diámetro del bulbo (cm)2 peso del bulbo (g)1 caldo rizósfera 11,0 a 75,8 a 5,3 a 67,1 a caldo súper cuatro 10,5 b 70,0 b 5,3 a 65,3 a caldo rizósfera + caldo súper cuatro 10,0 c 65,8 c 5,1 ab 57,2 b testigo químico 10,7 ab 69,8 b 5,4 a 65,5 a testigo absoluto 9,5 d 45,1 d 4,8 b 49,7 b significancia 1% 1% 1% 1% 1 promedio de 10 repeticiones. 2 promedio de 30 repeticiones. promedios con letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas según la prueba de duncan (p<0,05). 5232008 viteri, granados y gonzález: potencial de los caldos rizósfera y súper cuatro como biofertilizantes... el uso de estos dos biofertilizantes debe integrarse con otras prácticas agronómicas, como la de abonos verdes, de manera que se pueda mantener niveles adecuados de materia orgánica en los suelos, para asegurar la multiplicación y activación de los microorganismos introducidos y promover el potencial agronómico de las poblaciones nativas del suelo. el bajo costo de elaboración de cada uno de los caldos contribuye a soportar su potencial como alternativa que puede adoptar fácilmente el agricultor para la producción sostenible de sus cultivos. agradecimientos a la ingeniera agronoma sonia aguirre por su dirección en la planeación inicial de los experimentos, a la uptc por la financiación del proyecto y a colciencias, ocensa y los municipios de cucaita y tibasosa (boyacá) por la cofinanciación. literatura citada agudelo, a. 2001. agricultura orgánica: un proyecto de vida, con la vida y para la vida. pronatta, acción campesina colombiana y emcoba. editorial jotamar ltda., puente nacional, santander. 44 p. alexander, m. 1977. introduction to soil microbiology. 2nd ed. john wiley & sons, nueva york. 467 p. altieri, m.a. y m.k. anderson. 1986. an ecological basis for the development of alternative agricultural systems for small farmers in the third world. amer. j. alter. agric. 1, 30-38. altieri, m. y c. nicholls. 2000. agroecología: teoría y prácticas para una agricultura sustentable. pnuma, méxico. 43 p. atlas, r.m. y r. bartha. 1981. microbial ecology: fundamentals and applications. addison-wesley publishing co., londres. 560 p. burbano orjuela, h. 1989. el suelo: una visión sobre sus componentes biorgánicos. serie investigaciones no. 1. universidad de nariño, pasto. 447 p. brock, t., m. madigan, j. martinko y j. parker. 1994. biology of microorganisms. 7th ed. prentice hall, new jersey. 909 p. castro, h. 1998. fundamentos para el conocimiento y manejo de suelos agrícolas. manual técnico. produmedios, tunja. 360 p. cook, r. y k.f. baker. 1989. the nature and practice of biological control of plant pathogens. american phy topathological society. 539 p. gómez, k.a. y a.a. gómez. 1984. statistical procedures for agricultural research. 2nd ed. john wiley & sons, nueva york. 680 p. hernández, d.m. y s.e. viteri. 2006. selección de abonos verdes para el manejo y rehabilitación de los suelos sulfatados ácidos de boyacá. agron. colomb. 24(1), 131-137. medina, n. y o. león. 2004. biotechnology and sustainable agriculture: biofertilizers and biopesticides. en: pugwash workshop, http://w w w.pugwash.org/reports/ees/cuba2004/02. 33 p.; consulta: julio de 2008. méndez, m.j. y s.e. viteri. 2007. alternativas de biofertilización para la producción sostenible de cebolla de bulbo (allium cepa) en cucaita, boyacá. agron. colomb. 25(1), 168-175. ramírez, c. 2001. reforzando nuestros conocimientos. módulo 6. pp. 38-44. en: agudelo, a. (ed.). agricultura orgánica: un proyecto de vida, con la vida y para la vida. pronatta, acción campesina colombiana y emcoba. editorial jotamar, puente nacional, santander. 44 p. restrepo, j. 2001. elaboración de abonos orgánicos fermentados y biofertilizantes foliares: experiencias con agricultores en mesoamérica y brasil. san josé, costa rica. pp. 1-49. richards, l.a. 1954. diagnóstico y rehabilitación de suelos salinos y sódicos. departamento de agricultura de los estados unidos. manual de agricultura no. 60. imprenta venecia, méxico d.f. 172 p. sánchez, p.a. 1981. suelos del trópico: características y manejo. iica, san josé, costa rica. 634 p. silva-acuña, r. y b. arias rivas. 2007. los calificativos de la agricultura y su relación con el control de enfermedades de plantas. en: ceniap hoy, 3, http://www.ceniap.gov.ve/pbd/revistastecnicas/ceniaphoy/index.htm. 9 p.; consulta: julio de 2008. somasegaran, p. y h.j. hoben. 1985. methods in legume-rhizobium technology. university of hawaii, nif tal project and mircen, hawaii. 367 p. sylvia, d.m., j.j. fuhrmann, p.t. hartel y d. zuberer. 1998. principles and applications of soil microbiology. prentice hall, londres. 550 p. sylvia, d.m., j.j. fuhrmann, p.t. hartel y d. zuberer. 2005. principles and applications of soil microbiology. 2nd ed. prentice hall, londres. 550 p. tisdale, s., w. nelson, j. beaton y j. havlin. 1993. soil fertility and fertilizers. 5th ed. macmillan publishing, nueva york. 663 p. vincent, j.m. 1970. a manual for the practical study of the rootnodule bacteria. ibp handbook no. 15. international biological programme, londres. 164 p. viteri, s.e. 2002. selección de cultivos de cobertura con potencial para el desarrollo agrícola sostenible en el municipio de samacá, boyacá. tesis de maestría en desarrollo rural. facultad de ciencias agropecuarias, uptc, tunja. 150 p. viteri, s.e. y m.j. méndez. 2003. abonos verdes: selección e introducción de abonos verdes para la sostenibilidad de los sistemas de producción en los municipios de samacá, turmequé, tunja y paipa, boyacá. cartilla técnica divulgativa. uptc, tunja. 35 p. viteri, s.e. y j. velandia. 2006. evaluación de asociaciones vegetales por su potencial como fuente de materia orgánica para los suelos de samacá (boyacá). agron. colomb. 24(1), 138-146. 524 agron. colomb. 26(3) 2008 resumen abstract este estudio se realizó en el centro de investigaciones y asesorías agroindustriales de la universidad de bogotá jorge tadeo lozano, chía (cundinamarca), bajo condiciones de invernadero, durante diez meses de cultivo. se evaluó el efecto de diferentes densidades poblacionales de meloidogyne hapla (0, 50, 100, 200, 500 y 1.000 larvas j2/100 cc de suelo), sobre parámetros productivos de la uchuva: altura de las plantas, diámetro de tallo, peso fresco, peso seco y biomasa de follaje, peso fresco de raíces, índice de nodulación radicular y peso fresco de frutos. se hizo análisis de varianza, pruebas de contrastes y prueba de tukey (α= 0,05), en un diseño completamente aleatorio, con seis tratamientos y cinco repeticiones, mediante el programa sas v.8.0. el tratamiento de 500 larvas j2/100 cc suelo fue el que más afectó la altura de las plantas, el diámetro del tallo, la biomasa de follaje, el peso fresco de raíces y presentó el índice de nodulación radical más alto. no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos inoculados con m. hapla, para peso fresco, peso seco de follaje y peso fresco de frutos, ni para el número de larvas j2 en suelo y masas de huevos. mediante la ecuación: y = m + (1–m)zp-t propuesta por seinhorst (1965), se estableció un límite de tolerancia de 50 larvas j2 de m. hapla/100 cc suelo, para peso fresco de raíces y un límite de tolerancia de 450 larvas j2 de m. hapla/100 cc suelo, para biomasa de follaje. a trial was conducted at the center of investigations and agroindustrial accessory of the university jorge tadeo lozano, chía (cundinamarca) under greenhouse condition during ten months of cultivation. the effect of different population densities of m. hapla (0, 50, 100, 200, 500 and 1,000 larvae j2/100 cc soil) on productive parameters of the cape gooseberry, such as plant height, stem diameter, fresh and dry weights of leaves, fresh weight of roots, root nodulation index and weight of fruits in four harvests were evaluated. a variance analysis, contrasts test and tukey test, within a randomized design with six treatments, and five repetitions was done within sas v.8.0 program. it was determined that a treatment 500 larvae j2/100 cc soil had the highest effect on the plant height, stem diameter, leaf biomass and fresh weight of roots, besides it showed the highest root nodulation index. there were no significant differences found among the treatments for fresh weight and dry weight of leaves and fruits weight. for j2 larvae’s number in soil and eggs mass, the differences among the treatments inoculated with m. hapla were not found. a tolerance limit of 50 larvas j2/l00 cc soil was derived from fitting the data of root fresh weight and a tolerance limit of 450 larvas j2/l00 cc soil from data of biomass using the equation y=m+(1–m)zp-t proposed by seinhorst (1965). key words: inoculation, life cycle, tolerance limit, root knot nematode. palabras clave: inoculación, ciclo de vida, límite de tolerancia, nematodo de nudo. fecha de recepción: noviembre 8 de 2007. aceptado para publicación: abril 9 de 2008 1 programa de maestría en ciencias agrarias con énfasis en fitopatología, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. nancy. eunice@utadeo.edu.co 2 profesor titular, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. garbelaezt@unal.edu.co 2 docente asociado, universidad católica de oriente, río negro, antioquia. rnavarro@uco.edu.co introducción la uchuva (physalis peruviana l.) es una planta herbácea que ha sido considerada por mucho tiempo como maleza; sin embargo, en la actualidad es una especie frutícola exótica, apetecida en el mercado internacional, por sus propiedades nutricionales y medicinales. esta planta pertenece al orden tubiflorales, familia solanaceae y es originaria de la zona andina. el nombre científico del género viene de la raíz griega physa, que significa “vejiga” o “ampolla”, y la especie es en honor al perú, su país de origen. en colombia, la palabra uchuva se deriva del vocablo indígena ucuva, que significa “fruto”. en inglés se le conoce como cape gooseberry, golden berry, andean cherry o ground cherry, y en ecuador se le conoce como uvilla. la uchuva además se cultiva en menor escala en otros países como australia, nueva zelanda, kenia, sudáfrica e inglaterra (angulo, 2003; fischer, 2000). efecto de diferentes densidades poblacionales de meloidogyne hapla sobre uchuva (physalis peruviana l.) en invernadero effect of different population densities of meloidogyne hapla on the cape gooseberry (physalis peruviana l.) in greenhouse nancy eunice niño1, germán arbeláez2 y rafael navarro3 agronomía colombiana 26(1), 58-67, 2008 59 en colombia, a finales de la década del ochenta, se introdujeron al departamento de boyacá dos ecotipos africanos, procedentes de kenia y sudáfrica, los cuales se diferencian del ecotipo colombia por su tamaño, color y forma del cáliz (fischer, 2000; chaparro et al., 2005). los estudios dedicados a la propagación de esta planta aún no son bien conocidos, por ello, no se ha logrado la unificación de conceptos y criterios técnicos para el mejoramiento genético del fruto que logre la aceptación nacional y la calidad para exportación (almanza, 2000). a partir de los años noventa, colombia se convirtió en uno de los mayores productores de uchuva, con un incremento del área cultivada en los departamentos de cundinamarca, boyacá y antioquia, principalmente. además, este cultivo se ha convertido en una excelente alternativa agrícola y en una importante fuente de ingresos para los agricultores. sin embargo, con el auge del cultivo y su explotación intensiva, se han incrementado los problemas fitosanitarios que disminuyen el rendimiento y la calidad del producto (angulo, 2005). según datos de proexport (2007), en los últimos cuatro años las exportaciones de uchuva se han incrementado, hasta alcanzar en 2005 un total de ingresos por us$ 23.841.328, correspondientes a 6.421.664 t de fruta, con lo que se superó el total anual exportado en el año 2004. de acuerdo con las cifras de exportaciones totales anuales, colombia es considerado uno de los países exportadores de uchuva más importantes en el mundo, por su exquisita calidad, por encima de sudáfrica, kenia, zimbabwe y varios países americanos (angulo, 2005). la uchuva requiere de un manejo tecnificado para cumplir con las exigencias de los mercados internacionales; sin embargo, por ser relativamente reciente, aspectos como su fisiología, sus requerimientos nutricionales e hídricos y sus problemas fitosanitarios no han sido estudiados debidamente con fundamento científico. debido a esto, el ciaa de la universidad jorge tadeo lozano (ujtl) ha venido desarrollando proyectos de investigación que llenen estos vacíos (angulo, 2005). de acuerdo con los primeros resultados de este estudio en cultivos de uchuva de la sabana de bogotá y en miraflores (boyacá), entre los años 2001 y 2003, se encontró que los géneros meloidogyne, pratylenchus y rotylenchus estaban asociados a este cultivo, siendo meloidogyne el nematodo más importante. así mismo, se encontró meloidogyne formando asociaciones con otros patógenos de suelo y ocasionando síntomas más severos en los cultivos. por ejemplo, plantas de uchuva afectadas por este parásito, que presentaban infección por hongos fitopatógenos como fusarium oxysporum o por bacterias vasculares como ralstonia solanacearum, debido a que la presencia de este parásito puede incrementar la susceptibilidad de las plantas a patógenos de suelo (angulo, 2003 y 2005). según castillo (2002), en el municipio de silvania, cundinamarca (zona de mayor producción de uchuva en el país), se dedujo que el nematodo del nudo radical afecta la producción en uchuva y, en particular, la especie m. hapla, sin ser el patógeno primordial, disminuye notablemente el número de frutos por planta y el tamaño de estos, aparte de incidir severamente en otras enfermedades. así mismo, góngora y rojas (2006) reportan que en la mayoría de las zonas productoras de uchuva en cundinamarca algunas enfermedades causadas por hongos, bacterias y nematodos del género meloidogyne disminuyen la productividad del cultivo. teniendo en cuenta lo anterior y que además en colombia existen pocos trabajos en lo referente al diagnóstico, monitoreo y control de ese parásito en este cultivo, la presente investigación tuvo como objetivo determinar el efecto de diferentes densidades poblacionales iniciales de m. hapla sobre parámetros productivos de la uchuva (altura de las plantas, diámetro de tallo, peso fresco, peso seco y biomasa de follaje; peso fresco de raíces, índice de nodulación radicular y peso fresco de frutos), así como establecer el límite de tolerancia de uchuva para este parásito, bajo condiciones controladas de invernadero en la sabana de bogotá. materiales y métodos el trabajo se realizó en el cuarto número 3 del invernadero del área de control biológico del ciaa, el cual cuenta con un área aproximada de 10 m2 de piso en cemento y una temperatura promedio de 26 ºc. se utilizaron plantas de uchuva (p. peruviana, ecotipo colombia), obtenidas a partir de semillas sexuales de plantas de producción, provenientes del ciaa, que se germinaron bajo condiciones controladas y se mantuvieron en semillero durante siete semanas, donde se seleccionaron plantas de tamaño uniforme de una altura promedio de 15 cm. para la inoculación se utilizaron estados j2 m. hapla, obtenidos a partir de raíces de plantas de uchuva infectadas previamente por esta especie y de las cuales se tomaron agallas, donde se seleccionaron masas de huevos en estado avanzado de desarrollo, para hacer su extracción por el método de incubación modificado de shurtleff y averre (2005). se empleó suelo proveniente del ciaa, el cual se esterilizó en autoclave a 15 libras de presión por 20 minutos; poste2008 niño, arbeláez y navarro: efecto de diferentes densidades poblacionales de meloidogyne hapla... agronom comment on text sustituir por: min; 60 agron. colomb. 26(1) 2008 riormente, se mezcló con cascarilla de arroz en proporción de 3:1, con el fin de mejorar su estructura física. se utilizaron bolsas plásticas calibre 4, de 55 cm de diámetro x 80 cm de alto y, en cada bolsa, se colocaron 25 kg de sustrato y se sembró una plántula de uchuva. los tratamientos a evaluar con los niveles de población inicial (j2) fueron los siguientes: t0: 0 larvas (testigo) t1: 50 larvas (j2) x 100 cc de suelo t2: 100 larvas (j2 ) x 100 cc de suelo t3: 200 larvas (j2) x 100 cc de suelo t4: 500 larvas (j2) x 100 cc de suelo t5: 1.000 larvas (j2) x 100 cc de suelo para calcular el número de larvas j2 a inocular por bolsa, se utilizó la siguiente fórmula: c1v1 = c2v2; donde: v1= c2v2 c1 donde: c1= concentración inicial de larvas j2; v1= suspensión de larvas j2 eclosionadas en laboratorio; c2= concentración planteada en los tratamientos; v2= volumen de suelo a inocular. la inoculación de larvas j2 se hizo ocho días después del transplante y para aplicar el inóculo, se utilizó una pala, se sacó cada planta, luego se mezcló el suelo con el inóculo y finalmente, se volvió a sembrar la planta. una vez inoculadas, las plantas se mantuvieron bajo condiciones de invernadero, a una temperatura máxima de 27 ºc y mínima de 11,6 ºc. se colocaron sobre una base de listones de madera levantados con ladrillos, con el fin de que no hubiera contacto con el suelo, ni contaminación entre plantas. en el invernadero se colocó un termómetro de máximas y mínimas, para registrar la temperatura diaria durante el experimento. el experimento tuvo una duración de 10 meses, durante los cuales se hicieron todas las labores de mantenimiento de las plantas, fertilización, podas y control de plagas de follaje, según fischer (2000) y angulo (2003 y 2005). además se hicieron monitoreos semanales, para detectar la presencia de plagas y enfermedades de follaje y además hacer un manejo adecuado de la sanidad de las plantas durante el experimento. evaluación de parte aérea • evaluación de altura de las plantas. se tomaron medidas de altura, cada 15 días, a todas las plantas, desde la base del tallo hasta el extremo superior de la última rama. • evaluación de diámetro de las plantas. al final del experimento y con la ayuda de un calibrador se tomó la medida del diámetro de la base del tallo en cada una de las plantas. • evaluación de peso fresco y peso seco de follaje. se pesó cada planta al final del experimento, en una balanza analítica marca sartorius bl500, para obtener el peso fresco; luego, estas se colocaron en bandejas metálicas y se llevaron a un horno secador a una temperatura de 70 ºc, por 72 h, para obtener finalmente su peso seco. • evaluación de frutos. se evaluaron cuatro cosechas (al 4º, 6º, 8º y 10º mes), de las que se tomaron medidas de peso fresco y número de frutos en cada una de las plantas, para comparar la producción obtenida en cada tratamiento. evaluación de suelo y raíces • extracción de nematodos del suelo. al final del experimento, se tomó un kilogramo de suelo por planta, para su posterior procesamiento en laboratorio, donde se procedió a hacer la extracción de nematodos empleando el método de bearmann modificado (volcy, 1998). para cada muestra se realizaron tres réplicas. • evaluación de peso fresco de raíz. al final del experimento, las raíces fueron lavadas, para eliminar los residuos de suelo, y luego secadas con toallas de papel absorbente, con el fin de eliminar el exceso de agua. finalmente, cada una de las raíces fue pesada en una balanza digital sartorios bl500, con una precisión de décimas de gramo. • evaluación de índice de nudosidad. para determinar el grado de infección se utilizó la escala de bridge y page (1980), citado por volcy (1998), la cual considera valores de 0 a 10: 0= raíces sanas, 1-4= agallas sobre raíces secundarias solamente, 5-10= agallas sobre raíces laterales (5, 50% de raíces con agallas y 10, máxima infección). esta escala es recomendada por su fácil manejo en campo. • evaluación del número de nudos y masas de huevos. para cada una de las plantas en todos los tratamientos se tomaron submuestras de un gramo de raíz, con tres repeticiones, en las que se contó el número promedio de nudos y de masas de huevos. • diseño experimental. se estableció un diseño completamente aleatorio, con seis tratamientos y cinco repeticiones. para evaluar el efecto de poblaciones iniciales 61 de m. hapla sobre cada uno de los parámetros, se hizo análisis de varianza, pruebas de comparación de tukey (α=0,05) y prueba de contrastes, mediante el programa sas v. 8.0. para relacionar el peso de fresco de raíces, biomasa, altura de las plantas y peso fresco de frutos tomados durante el experimento, con las densidades poblacionales iniciales m. hapla, se utilizó el programa seinfit, version maquintosh (viaene et al., 1997), el cual, mediante la ecuación de seinhorst (1965), calcula el límite de tolerancia para cada parámetro. esta ecuación es una de las mejores formas de relacionar el efecto de diferentes densidades iniciales de nematodos, con el crecimiento de las plantas. resultados evaluación de la parte aérea. efecto sobre la altura de las plantas en el análisis de varianza para la variable altura de plantas, de acuerdo con la diferencia honesta significativa (dhs) de tukey (α= 0,05), a los 15 y 30 días después de la inoculación, la población de 100 larvas j2 de m. hapla presentó diferencias significativas con respecto al testigo, mientras que las demás poblaciones presentaron un comportamiento similar a los testigos no inoculados. durante los 45 y 245 días después de inoculación, no se presentaron diferencias entre los tratamientos, para esta variable. a partir de los 270 días después de la inoculación, el testigo mostró diferencias significativas frente a los tratamientos de 500 y 1.000 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo, al presentar los promedios de altura más bajos, mientras que los tratamientos de 50, 100 y 200 larvas j2 fueron similares entre sí y superados en el valor promedio por los testigos no inoculados. de acuerdo con el análisis de regresión cuadrática simple, para la variable altura de plantas, los tratamientos de 100, 200, 500 y 1.000 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo presentaron un comportamiento similar, con valores de altura más bajos que los testigos, mientras que el tratamiento de 50 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo presentó valores de altura mayores (figura 1). en el análisis de contrastes para el parámetro altura de plantas, el testigo (α= 0,05) y (p>f=<0,0001, f=20,17) presentó diferencias significativas con respecto a los demás tratamientos; así mismo, el tratamiento de 50 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo (α= 0,05) y (p>f 0,0299, f=4,73) presentó diferencias significativas con respecto a los tratamientos de 100, 200, 500 y 1.000 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo. entre los tratamientos de 100, 200, 500 y 1.000 larvas de m. hapla/100 cc de suelo no se presentaron diferencias significativas, ya que en la prueba de contrastes entre estos tratamientos se obtuvieron valores de probabilidad (p) mayores a 0,9 con α= 0,05. figura 1. efecto de diferentes densidades poblacionales de meloidogyne hapla (número de larvas (j2) x 100 cc de suelo) sobre la variable altura de plantas, al final del experimento. 2008 niño, arbeláez y navarro: efecto de diferentes densidades poblacionales de meloidogyne hapla... 62 agron. colomb. 26(1) 2008 efecto sobre el diámetro de tallo en cuanto al diámetro del tallo principal de las plantas, de acuerdo con la prueba de tukey (α= 0,05), no se presentaron diferencias significativas entre el testigo y los tratamientos de 50, 100, 200 y 1.000 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo. el tratamiento de 500 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo presentó diferencias significativas con respecto al testigo, con un valor de diámetro de tallo de 1,624 cm, mientras que el valor del testigo fue de 2,068 cm (tabla 1). efecto sobre el peso fresco de follaje para el parámetro peso fresco del follaje, de acuerdo con el análisis de varianza (α= 0,05; p>f= 0,056 y f= 2,54), no se presentaron diferencias significativas entre tratamientos. efecto sobre el peso seco de follaje según el análisis de varianza, para el peso seco de follaje, con un (α= 0,05) y (p>f 0,1314; f= 1,90), no se presentaron diferencias significativas entre tratamientos. evaluación de biomasa de follaje en cuanto a biomasa de follaje, de acuerdo con la prueba de tukey (α= 0,05), se presentaron diferencias significativas entre el tratamiento de 500 larvas j2 de m. hapla/100 cc suelo y los demás tratamientos, ya que este presentó el valor de biomasa más bajo (499,8 g). así mismo, los tratamientos de 50, 100, 200 y 1.000 larvas j2 de m. hapla/100 cc no presentaron diferencias entre sí y fueron diferentes al testigo y al tratamiento de 500 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo (tabla 1). evaluación de peso fresco de frutos en las cuatro cosechas de acuerdo con la prueba de tukey (α= 0,05), en las cuatro cosechas no se presentaron diferencias significativas en el peso fresco de frutos entre tratamientos (tabla 2). evaluación de número de frutos en tercera cosecha para el número de frutos en la tercera cosecha, según el análisis de varianza con (α= 0,05, p>f 0,4728; f= 0,94), no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos evaluados (tabla 3). evaluación de número de frutos en cuarta cosecha para el número de frutos en la cuarta cosecha, según la prueba de tukey (α= 0,05, p>f 0,7083; f= 0,59), tampoco se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos (tabla 3). p. inicial larvas j2 por 100 cc suelo efecto de m. hapla sobre el peso fresco de frutos (g) 1ª cosecha 2ª cosecha 3ª cosecha 4ª cosecha 0 3,92 a 3,38 a 3,72 a 3,69 a 50 3,82 a 3,28 a 3,34 a 3,58 a 100 3,81 a 3,21 a 3,48 a 3,63 a 200 3,78 a 3,27 a 3,64 a 3,50 a 500 3,72 a 3,18 a 3,51 a 3,08 a 1.000 3,74 a 3,15 a 3,51 a 3,69 a tabla 2. efecto de meloidogyne hapla sobre el peso fresco de frutos en las cuatro cosechas. promedios con la misma letra no difieren significativamente, de acuerdo con dhs de tukey (α= 0,05). p. inicial larvas j2 por 100 cc suelo efecto de m. hapla sobre la parte aérea de las plantas diámetro tallo (cm) p. fresco follaje (g) p. seco follaje (g) biomasa 0 2,068 a 866,22 a 247,36 a 629,60 a 50 1,742 ab 742,40 a 215,30 a 531,24 ab 100 1,844 ab 726,28 a 170,83 a 559,40 ab 200 1,854 ab 804,36 a 216,06 a 591,56 ab 500 1,624 b 728,34 a 230,48 a 499,86 b 1.000 1,768 ab 798,08 a 240,32 a 534,16 ab tabla 1. efecto de meloidogyne hapla sobre parámetros aéreos de las plantas, 10 meses después de inoculación. promedios con la misma letra no difieren significativamente, de acuerdo con dhs de tukey (α= 0,05). 63 evaluación de poblaciones de larvas j2 de m. hapla en suelo en cuanto a la población de larvas j2 de m. hapla en suelo, de acuerdo con la prueba de tukey (α= 0,05), no se presentaron diferencias significativas entre el grupo de tratamientos de 100, 200, 500 y 1.000 larvas j2 y, a su vez, estos fueron diferentes del testigo y del tratamiento de 50 larvas j2 100 cc/suelo, el cual presentó el valor promedio más bajo (62 larvas j2) (tabla 4). evaluación del índice de nodusidad radical (inr) según la prueba de tukey (α= 0,05), el testigo presentó diferencias significativas respecto a los demás tratamientos. los tratamientos de 100, 200 y 1.000 larvas j2 de m. hapla/100 cc no presentaron diferencias entre sí en el valor del índice de nudosidad radicular, pero estas sí fueron significativas entre los tratamientos de 50 y 500 larvas j2 de m. hapla. el índice de nudosidad radicular más alto lo presentó el tratamiento de 500 larvas j2, con un valor de 7 en la escala de bridge y page (1980), citado por volcy (1998) (figura 2). evaluación de número de nudos en raíces en el análisis de varianza, con (α= 0,05, p>f <0,0001; f= 65,73), en cuanto al número total de nudos/g de raíz, el testigo presentó diferencias significativas con los tratamientos de 50, 100, 200, 500 y 1.000 larvas j2 de m. hapla, los cuales presentaron valores similares entre sí para este parámetro (tabla 4). evaluación de número de masas de huevos de m. hapla en raíces en cuanto al número de masas de huevos de m. hapla por gramo de raíces, el testigo presentó diferencias significativas con los tratamientos de 50, 100, 200, 500 y 1.000 larvas j2 de m. hapla, los cuales presentaron valores similares entre sí para este parámetro, de acuerdo al análisis de varianza (α= 0,05, p>f= <0,0001; f= 24,28) (tabla 4). evaluación de peso fresco de raíz en cuanto al peso fresco de raíces, de acuerdo con la prueba de tukey (α= 0,05), los tratamientos testigo y el inoculado con 50 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo no presentaron diferencias significativas entre sí y fueron diferentes de los demás. los tratamientos de 100, 200 y 1.000 larvas j2 presentaron valores similares para este parámetro. finalmente, el tratamiento inoculado con 500 larvas j2 presentó el valor promedio más bajo de todos los tratamientos (204,94 g) (figura 3). relación entre las poblaciones iniciales de m. hapla y altura de las plantas empleando el programa seinfit (viaene et al., 1997), se hizo el mismo análisis anterior, con los datos de altura tomados cada mes y con los datos de peso fresco de frutos en las cuatro cosechas, pero en todos los casos se obtuvo figura 2. índice de nudosidad radicular de meloidogyne hapla en uchuva en cada tratamiento. promedios con la misma letra no difieren significativamente de acuerdo con dhs de tukey (α= 0,05). p. inicial de larvas j2 por 100 cc suelo efecto de m. hapla sobre el número de frutos 3ª cosecha 4ª cosecha 0 41,2 a 42,4 a 50 39,6 a 41,6 a 100 32,2 a 31,4 a 200 31,8 a 35,6 a 500 29,4 a 31,2 a 1.000 31,0 a 33,0 a tabla 3. efecto de meloidogyne hapla sobre el número de frutos en tercera y cuarta cosecha. promedios con la misma letra no difieren significativamente, de acuerdo con dhs de tukey (α= 0,05). p. inicial larvas j2 por 100 cc suelo poblaciones de m. hapla en suelo y raíces larvas j2/100 cc suelo masas huevos/g nudos/g raíz 0 0,00 a 0,00 b 0,00 b 50 62,00 ab 83,8 a 46,07 a 100 95,93 b 95,67 a 48,67 a 200 90,73 b 89,20 a 47,47 a 500 107,87 b 98,73 a 50,60 a 1.000 132,33 b 89,20 a 42,40 a tabla 4. poblaciones de meloidogyne hapla en suelo y raíces, al final del experimento. promedios con la misma letra no difieren significativamente de acuerdo con dhs de tukey (α= 0,05). 2008 niño, arbeláez y navarro: efecto de diferentes densidades poblacionales de meloidogyne hapla... 64 agron. colomb. 26(1) 2008 un límite de tolerancia igual a cero (0), es decir, que las diferentes densidades de m. hapla inoculadas en plantas de uchuva, durante los diez meses de evaluación, no presentaron efectos notables sobre estos parámetros. relación entre las poblaciones iniciales de m. hapla y el peso fresco de raíces con base en los datos de peso fresco de raíces tomados al final del experimento y empleando el programa seinfit (viaene et al., 1997), se logró determinar la ecuación de seinhorst, donde se relacionan las densidades poblacionales iniciales de m. hapla con el desarrollo de las plantas. partiendo de la ecuación de seinhorst, donde y= m + (1 – m)zp-t, y con los datos de peso fresco de raíces se obtuvo la siguiente ecuación: y = 206.299 + 69.666 + 0,985844^(x-50) para x > 50 donde: x < 50 = ym = 275.967 z = 0,985844 m = 0,7475 t = 50 r2= 0,86 de acuerdo con esta ecuación, se obtuvo un rendimiento en peso de raíz de 0,7475 y un límite de tolerancia de 50 larvas j2 de m. hapla, con un coeficiente de correlación del 86%, es decir que la presencia de poblaciones menores o iguales a este valor no tienen un efecto notable en el peso fresco de raíces y, por ende, en el desarrollo de las plantas (figura 4). relación entre las poblaciones iniciales de m. hapla y biomasa de follaje para biomasa de follaje, según el análisis estadístico, se presentaron diferencias significativas (α= 0,05, p>f= 0,0466; f= 2,67) entre la población inicial de 500 larvas j2 de m. hapla/100 cc y los testigos. a partir de la ecuación de seinhorst, se obtuvo la siguiente: y= 0 + 3,323 x 0,999 (x-450) para x >450 donde: ym = 3,32308 (rendimiento) z = 0,999 m = 0 t = 450 r2 = 0,63 figura 4. relación entre la densidad inicial de larvas j2 de meloidogyne hapla y el peso fresco de raíces de uchuva (t = densidad de tolerancia = 50). figura 3. efecto de meloidogyne hapla sobre el peso fresco de raíces, 10 meses después de inoculación. medias con la misma letra no difieren significativamente de acuerdo con dhs de tukey (α= 0,05). 65 de acuerdo con esta ecuación, se obtuvo un rendimiento en peso de raíz de 3,323 y un límite de tolerancia de 450 larvas j2 de m. hapla/100 cc suelo, con un coeficiente de correlación del 0,63%, es decir que, a partir de esta población, se comienza a ver efecto en la biomasa de follaje (figura 5). los testigos, estadísticamente no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos evaluados. así mismo, en una investigación similar llevada a cabo por chan y lópez (1992), donde se inocularon diferentes densidades poblacionales de m. incognita en tomate, no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos para el peso fresco del follaje, lo cual puede indicar que este parámetro no es determinante en la evaluación del efecto de nematodos en plantas de uchuva. para biomasa de follaje la población inicial de 500 larvas j2/100 cc suelo presentó diferencias significativas con el testigo, lo cual además se pudo calcular mediante la ecuación de seinhorst, donde se obtuvo un límite de tolerancia aproximado de 450 larvas j2/100 cc suelo, con un coeficiente de correlación del 62%, por tanto, se puede concluir que, a partir de esta población, el parámetro de biomasa comienza a verse afectado. al final del experimento, para la población final de larvas j2 de m. hapla en suelo, estadísticamente no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos 100, 200, 500 y 1.000, debido en parte a que los huevos de meloidogyne no eclosionan simultáneamente y porque, al tener hábito endoparásito, pasa la mayor parte de su ciclo dentro de raíces, esto según lo reportado por taylor y sasser (1983), eisenback (1985); eisenback y triantaphyllou (1990). en cuanto al peso de frutos, en las cuatro cosechas evaluadas, no se presentaron diferencias significativas entre tratamientos, así mismo, para el número de frutos en la tercera y cuarta cosecha, aunque se observó una tendencia a disminuir su número, a medida que aumentaban las poblaciones iniciales de m. hapla, estadísticamente no presentaron diferencias significativas. en forma similar, estudios realizados en cultivos de kiwi (actinidia deliciosa) por magunacelaya y monsalves (1994) no encontraron relación entre las producciones de frutos de las plantas estudiadas, con diferentes niveles poblacionales de m. hapla, ya que con un adecuado manejo agronómico de las plantaciones, sin la aplicación de nematicidas, para su control, se obtenía buenos rendimientos en cosecha. es importante anotar, que debido a la gran variación en tamaño y en forma de los frutos de uchuva dentro de una misma planta, de acuerdo con fischer (2000), dado que aún presenta características silvestres, por tanto, no se logró evaluar con precisión el efecto del nematodo sobre este parámetro. el peso fresco de raíces presentó una tendencia a disminuir a medida que se aumentaba la población inicial de larvas figura 5. relación entre la densidad inicial de larvas j2 de m. hapla y la biomasa de follaje de uchuva (t = densidad de tolerancia = 450). 2008 niño, arbeláez y navarro: efecto de diferentes densidades poblacionales de meloidogyne hapla... discusión en la evaluación del efecto de altura de plantas, en los primeros meses no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos. gaviria (1999) atribuye este efecto a que fisiológicamente las plantas absorben mayor cantidad de agua y aumentan su elongación, como respuesta inicial al ataque de nematodos. después de siete meses de inoculación, se observó un efecto negativo sobre la altura de las plantas en los tratamientos de 100, 200, 500 y 1.000 larvas j2 de m. hapla/100 cc de suelo. al final del experimento, el tratamiento 500 (500 larvas j2/100 cc de suelo) fue el que más afectó la altura de las plantas; lo anterior se puede explicar, dado que la infección de meloidogyne en raíces tiene efectos importantes en la fisiología de la planta y afecta principalmente la tasa fotosintética, así como la toma de nutrientes y, por tanto, su normal crecimiento y desarrollo (volcy, 1998). esto además coincide con los reportes de silva (1994), donde, después de 90 días de inoculación con 5.000 huevos de m. hapla, en 20 variedades de pompón, se encontró un efecto estadísticamente significativo sobre altura de las plantas, en variedades susceptibles y medianamente susceptibles. en cuanto a peso fresco y peso seco del follaje, a pesar de que estos tendieron a disminuir a medida que se aumentaban las poblaciones iniciales de m. hapla, con respecto a 66 agron. colomb. 26(1) 2008 j2 de m. hapla, sin embargo, el tratamiento 500 (500 larvas j2/100 cc de suelo) fue el que más afectó el peso fresco de raíces. esto coincide con los resultados obtenidos por chan y lópez (1992), donde plantas de tomate inoculadas con m. incognita afectaron en forma significativa el peso de raíces en poblaciones iniciales de 100, 200, 400, 1.200 y 1.900 huevos/100 cc de suelo, además el tratamiento inoculado con 400 huevos/100 cc de suelo fue el que presentó el menor peso de raíz. lo observado en esta investigación además es soportado con los resultados de silva (1994), donde el peso de raíces de pompón también resultó ser el mejor indicativo del efecto de m. hapla en la susceptibilidad de las plantas, ya que cuando aumentaban las poblaciones se disminuía el peso de raíces, con una correlación altamente negativa, en variedades susceptibles. según la ecuación de seinhorst, para el peso fresco de raíces de uchuva, se determinó un límite de tolerancia de 50 larvas j2 de meloidogyne hapla y un rendimiento en el peso de raíz de 0,7475; en un estudio similar realizado por chan y lópez (1992), obtuvo un rendimiento de 0,75 y un límite de tolerancia de 200 larvas j2 de m. incognita en cultivo de tomate, donde además estos autores citan reportes de olthof y potter (1977) y chiodo y khan (1988), quienes mencionan la necesidad de aplicar algún método de control con poblaciones iniciales de 100 y 200 j2/100 cc de suelo de m. incognita y m. hapla, respectivamente, ya que a partir de estas poblaciones la producción disminuía notoriamente. el tratamiento de mayor densidad poblacional, inoculado con 1.000 larvas j2/100 cc de suelo, no tuvo el mayor efecto negativo de las plantas, ya que presentó un comportamiento similar a los tratamientos de 100, 200 y 500 larvas j2 de m. hapla/100 cc suelo, como se esperaba, lo cual se puede atribuir a que en poblaciones muy altas, por competencia en la invasión y por sitios de alimentación, puede ocurrir mortalidad de individuos y, de esta forma, haya reducción en su multiplicación; esto de acuerdo a estudios de nematodos sedentarios realizados por jones y perry, citado por trudgill y phillips (1997). con base en los resultados y teniendo en cuenta lo anterior, se podría plantear una estrategia de manejo de m. hapla en cultivos de uchuva; aunque lo ideal es un manejo preventivo, donde no se tuvieran estados infectivos antes de la siembra; si se parte de poblaciones iniciales menores de 50 larvas j2/100 cc de suelo, según lo sugerido por oostenbrink (1971) y gaviria (1999), por debajo del límite de tolerancia, se puede hacer algún tipo de control biológico –con hongos nematófagos o extractos vegetales– con el cual se puedan controlar poblaciones bajas; si se parte de poblaciones mayores a esta densidad de m. hapla en suelo, se deben tomar medidas de control químico, ya que en estas poblaciones se comienza a ver mayor efecto en la parte aérea, como se pudo demostrar en los resultados obtenidos, donde se vieron afectados principalmente los parámetros peso fresco de raíces, altura de las plantas, diámetro de tallo y biomasa. en los resultados de este trabajo se pudo determinar que un adecuado manejo de la fertilización logra contrarrestar en parte el daño de este parásito cuando está presente, ya que no hubo un efecto significativo en algunos parámetros de follaje; lo cual coincide con lo reportado por magunacelaya y monsalves (1994), para cultivos de kiwi establecidos en los que, a pesar de tener m. hapla en diferentes densidades poblacionales, se lograron buenos rendimientos, con un adecuado manejo de la fertilización; sin embargo, es importante tener en cuenta que los daños mecánicos causados por m. hapla en raíces, de acuerdo con taylor y sasser (1983) y agrios (2005), predisponen las plantas a infección por otros patógenos de suelo como pythium, f. oxysporum, ralstonia solancearum, etc., los cuales son los que finalmente pueden causar la pérdida de las plantas. literatura citada agrios, g.n. 2005. plant pathology. 5th edition. elvesier academic press, londres, uk. 992 p. almanza, p.j. 2000. propagación. pp. 27-40. en: flórez, v.j., g. fischer y a.d. sora (eds.). 2000. producción, poscosecha y exportación de la uchuva (physalis peruviana l.). unibiblos, universidad nacional de colombia, bogotá. 175 p. angulo, r. 2003. frutales exóticos de clima frío. edición bayer cropscience s.a., bogotá. pp. 27-48. angulo, r. 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range of commodities, such as fruits and vegetables, that are highly valuable for humanity. they are extensively grown worldwide, and their production can be described as an open and highly complex system affected by many factors, among which we can count weather, soil and cropping system, as well as the interaction between these factors. the aim of environmental physiology is to characterize the interaction between envi ronmental stress and crop response, in order to maximize both yield quantity and quality. this review presents the most recent findings about the effects of the main abiotic environmental factors (light, temperature, and water) on whole plant physiology of horticultural crops. environmental stresses can cause morpho-anatomical, physiological and biochemical changes in crops, resulting in a strong profit reduction. a clear understanding of environmental factors and their interaction with physiological processes is extremely important for improving horticultural practices (irrigation, light management, mineral nutrition, greenhouse design, etc.), optimizing photosynthetic carbon assimilation and increasing fruit productivity and crop quality. in addition, the information obtained by ecophysio logical studies can be incorporated into breeding programs or agricultural zoning strategies. los productos hortícolas como frutas y vegetales son ampliamente cultivados, dado que incluyen un extenso abanico de alimentos de gran valor para la humanidad. los sistemas hortícolas son abiertos y altamente complejos, y se ven afectados por factores como el clima, el suelo y el sistema de producción, así como por la interacción entre estos factores. por lo anterior, la importancia de la fisiología ambiental o ecofisiología radica en que permite caracterizar la inte racción entre los factores de estrés ambiental y la respuesta de los cultivos, con el propósito de obtener una producción exitosa. el objetivo de esta revisión consiste en reunir los resultados de las inves tigaciones más recientes acerca del efecto de los factores am bientales abióticos (luz, agua y temperatura) sobre la respuesta fisiológica de los cultivos hortícolas. los factores de estrés ambiental pueden causar distintos cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos en los cultivos, determinando una considerable reducción en su rendimiento. la comprensión de la interacción entre estos factores ambientales y procesos fisiológicos es im portante en el mejoramiento de las prácticas hortícolas (riego, manejo de la luz, nutrición mineral, diseño de infraestructuras, etc.), con el objetivo de optimizar la fotosíntesis e incrementar la productividad de los cultivos. adicionalmente, la información que se obtiene mediante la ecofisiología es una herramienta útil en los programas de mejoramiento genético, o en estrategias de ordenación del territorio agrícola. palabras clave: hortalizas, árboles frutales, estrés térmico, sequía. key words: vegetable crops, fruit trees, water stress, temperature. received for publication: 17 december, 2009. accepted for publication: 5 march, 2010 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá (colombia). 2 citrus research and education center, university of florida, lake alfred, fl (united states). 3 department of horticulture, texas a&m university, college station, tx (united states). 4 corresponding author. hrestrepod@unal.edu.co agronomía colombiana 28(1), 71-79, 2010 factors (schaffer and andersen, 1994), in order to obtain a successful production it is essential to understand clearly how said factors affect plant physiology (wien, 1997). in this context, ecophysiology is the science that studies the interactions between plants and their physical, chemical and biotic environment (larcher, 2003; lambers et al., 2008). environmental physiology is also important to study both the effect of different environmental stresses (shading, heavy metals, drought and salinity, among others) on ecophysiology of horticultural crops: an overview ecofisiología de cultivos hortícolas. una visión general hermann restrepo-díaz1, 4, juan carlos melgar2, and leonardo lombardini3 introduction widely cultivated for the high value of their products, horticultural crops include fruits and vegetables which provide essential food, minerals and vitamins that are critical to human nutrition (kwack, 2007). the production of horticultural crops can be characterized as an open and highly complex system affected by climate, soil, cropping system and interactions between these factors (lentz, 1998). given that plant growth and development are directly and indirectly influenced by environmental 72 agron. colomb. 28(1) 2010 growth and development (salisbury and ross, 1994) and the way plants compensate the detrimental effects of stress through different mechanisms (stress response, acclimation and adaptation) (taiz and zeiger, 2006). environmental physiology studies have been extensively used to improve the management of certain species or to explain differences among cultivars (higgins et al., 1992; hampson et al., 1996; campostrini and glenn, 2007; sagaram et al., 2007; lombardini et al., 2009). nevertheless, in regions where agriculture is not very modern, or where new horticultural crops are introduced, the information supplied by environmental physiology studies is highly valuable for deciding on the distribution and performance of crops (higgins et al., 1992). knowledge on the responses of horticultural crops to environmental factors such as temperature, water availability, light or carbon dioxide (co2) concentration is useful to determine the effect of suboptimal environmental conditions and to manage crops for maximum productivity (schaffer and andersen, 1994). in addition, a better understanding of the interaction between environmental factors and physiological processes contributes to horticultural breeding programs, production sustainability improvement and efficient agricultural zoning (campostrini and glenn, 2007). thus, the aim of this review is to gather the most recent information on the effects of environmental factors (light, temperature and water) on whole plant physiology of horticultural crops as expressed by growth, yield, fruit quality and photosynthetic features. light sunlight is not only the energy source for photosynthesis, but also the most important factor affecting productivity in horticultural crops (papadopoulos and pararajasingham, 1997; gregoriu et al., 2007). carbon exchange rate (cer) is strongly dependent on irradiance, absorption, and utilization of photon energy (jackson, 1980; gregoriu et al., 2007). low irradiance, in as much as it determines insufficient light penetration into the canopy, influences cer directly by reducing photon energy utilization, thus decreasing productivity (hampson et al., 1996; gregoriu et al., 2007). canopy management as a routine activity in horticultural crops is aimed at increasing light interception and productivity, stabilizing yield, and improving fruit quality (hampson et al., 1996). given that they need sunlight for flowering and fruit bud formation, fruit-tree crops keep a balance between light interception and light distribution (huett, 2004). since the relationship between photosynthetic photon flux density (ppfd) and net photosynthesis provides basic information for modeling leaf, plant, or canopy growth (hanson et al., 1987), several studies have focused on light interception and distribution into the canopy (higgins et al., 1992; wood, 1996; huett, 2004; lombardini, 2006a). light interception modeling has also been important in the development of pruning and training techniques for optimizing yield, and of tree removal strategies aimed at improving orchard productivity (garriz et al., 1998; huett, 2004; li and lakso, 2004; lombardini et al., 2006a). a summary of the photosynthetic performance of several fruit-tree crops is listed in tab. 1. shading (levels of 60% to 90%) affects leaf morphology and anatomy, gas exchange and water relations (water use efficiency, stomatal conductance, and thus photosynthesis) in horticultural crops (bjorkman, 1981; atanasova et al., 2003; heuvel et al., 2004; gregoriu et al., 2007). in addition, shade diminishes reproductive potential directly by decreasing flowering, fruit set and fruit size; and indirectly by reducing the vegetative growth that the plant needs to support reproduction (hampson et al., 1996). a summary of the effects of shading on several horticultural crops is reported in tab. 2. previous studies have shown the importance of plant response to shading, since this information is useful to determine ideal plant density, cropping systems or growth conditions in greenhouses (papadopoulos and pararajasingham, 1997; francescangeli et al., 2006; francescangeli et al., 2007; callejón-ferre et al., 2009). francescangeli et al. (2007) observed that shading increased growth cycle duration and diminished net assimilation rate in broccoli. however, as individual plant relative growth rate (rgr) was almost constant, they concluded that broccoli can be considered as a shade-tolerant plant, thus apt for intercropping systems. tsubo and walker (2004) and nasrullahzadeh et al. (2007) studied the effect of inter cropped beans and observed that dry mass was 40% lower in shaded plants (shading was up to 90%). nevertheless, shading did not have significant effects on yield parame ters (number of pods and number of grains per plant, and number of grains per pod). these authors concluded that growing beans in agroforestry or intercropping systems would be advantageous for farmers. regarding planting distance, close spacing has been observed to have a negative effect on fruit set in tomato, apparently due to an inadequate supply of photosynthates (papadopoulos and parara jasingham, 1997). in a 4-year study conducted in tomato by zahara and timm (1973), the variables stem diameter, fruit set, number of flowers 732010 restrepo-díaz, melgar and lombardini: ecophysiology of horticultural crops: an overview table 1. photosynthetic characteristics of several fruit-tree crops in full sun. crop light compensation point (µmol m-2 s-1) light saturation point (µmol m-2 s-1) a max (µmol m-2 s-1) reference almond (prunus dulcis) 60 1.130-1.330 15-20 higgins et al. (1992); de herralde et al. (2003) apple (malus domestica) 57 1.800-1.900 16 flore and lakso (1989); higgins et al. (1992) fig (ficus carica) 49 1.100 15-17 higgins et al. (1992) grape (vitis vinifera) 67 1.800-1.900 25 higgins et al. (1992) hazelnut (corylus avellana) 52 1.100-1.200 12 hampson et al. (1996) olive (olea europaea) 53 1.000-1.100 13-15 higgins et al. (1992) orange (citrus sinensis) 17 750-1.000 15-22 caruso-machado et al. (2005) papaya (carica papaya) 29 1.900 25-30 marler and mickelbart (1998); campostrini and glenn (2007) peach (prunus persica) 40 1.300 16-17 higgins et al. (1992) pecan (carya illinoinensis) 25 700-800 10-12 lombardini et al. (2009) table 2. summary of the effects of shading on several horticultural and nut crops. crop response reference melon (cucumis melo) reduced photosynthetic rate, fresh weight, and flesh firmness. low accumulation of sucrose. accelerated the formation of the “water-soaked” symptom in the flesh. nishizawa et al. (2000) pepper (capsicum annuum) enhanced flower abortion and thus reduced fruit yield. aloni et al. (1996) cauliflower (brassica oleracea) growth and development after curd initiation decreased with increasing shade levels. rahman et al. (2007) carrot (daucus carota) reduced photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration and water use efficiency thiagarajan et al. (2007) lettuce (lactuca sativa) decreased leaf thickness and leaf dry matter percentage. de pinheiro and marcelis (2000) pear (pyrus communis) decreased area per spur leaf, specific leaf mass and fruit diameter. garriz et al. (1998) olive (olea europaea) reduced percentage of inflorescence buds, number of fruits per tree, and fruit mass. gregoriu et al. (2007) grapevines (vitis vinifera) affected dry-matter partitioning and photosynthesis. heuvel et al. (2004) hazelnut (corylus avellana) reduced yield primarily by decreasing number of nuts and secondarily by decreasing nut size. hampson et al. (1996) pecan (carya illinoinensis) diminished photosynthesis, stomatal and trichome density. lombardini et al. (2009) pineapple guava (acca sellowiana) shading can reduce total soluble solids and fresh weight in fruits. martínez-vega et al. (2008) and number of leaves per plant decreased as plant density was increased up to 96.3 plants/m2. similar results were found by papadopoulos and ormrod (1990), who observed that tomato fruit set declined with decreased plant spacing (i.e. 58%, 52% and 13% fruit set at 60 cm, 45 cm and 23 cm spacing, respectively). in horticultural production systems, plants can experience water loss due to high solar radiation levels, often causing irreversible burns (castilla, 2005). shading is a useful strategy for reducing leaf temperature, fruit damage or water loss at irradiance peaks; and for growing shade-tolerant species in areas with excessive radiation (kittas et al., 1999). 74 agron. colomb. 28(1) 2010 in a 2-year study, callejón-ferre et al. (2009) evaluated the effects of using aluminized screens with different degrees of shading (40, 50, and 60%) as well as traditional whitewashing conditions on the production and quality of tomato cv. atletico grown under greenhouse conditions. the results showed that 60% shading improved fruit firmness but decreased the amount of soluble solids. temperature temperature is an important factor influencing seed germination, vegetative growth, flowering, fruit set and fruit ripening in horticultural crops (sage and kubien, 2007; ledesma et al., 2008; kositsup et al., 2009). both high and low temperatures, be they temporary or constant, can induce morpho-anatomical, physiological and biochemical changes in plants, leading to profit reduction (higuchi et al., 1998; wang et al., 2003; wahid et al., 2007). heat stress can be a concern in many regions of the tropics and subtropics, since high temperature can cause significant damage such as sunburns on leaves, branches and stems, anticipated leaf senescence and abscission, shoot and root growth inhibition and fruit discoloration and damage (yamada et al., 1996a; higuchi et al., 1998; almeida and valle, 2007; wahid et al., 2007). reproductive processes are also highly affected by heat stress in most plants (wahid et al., 2007). through observations in strawberry, ledesma et al. (2008) found that high temperature stress negatively affected the number of inflorescences, flowers and fruits, and that plant response to high temperature stress was cultivar dependent. in tomato, pollen germination and pollen tube growth, ovule viability, stigma and style positions and number of pollen grains retained by the stigma were also seriously affected by high temperature (foolad, 2005). in cherimoya, warm temperatures determined the production of low-viability pollen; and therefore of asymmetrical and small fruits containing few seeds (higuchi et al., 1998). however, it has been observed that pollen viability is reduced in papaya when the temperature drops below 20°c. this condition can also cause problems of sex change and low-sugar content in fruits (galán-saúco and rodríguezpastor, 2007). in cacao, temperatures above 23°c seem to accelerate vegetative flushing initiation (almeida and valle, 2007). regarding anatomical changes, symptoms observed under heat stress conditions are generally similar to those checked under water stress. plants present reduced cell size, closure of stomata, curtailed water loss, increased stomatal and trichome densities and greater xylem vessels in both root and shoot (añón et al., 2004; wahid et al., 2007). in rose, significant increases in stomatal index and in stomatal and epidermal cell density were observed in plants grown under high temperature (pandey et al., 2007). studies conducted by wentworth et al. (2006) in common beans showed high temperature dependent increases in leaf thickness, palisade development and stomatal density in the adaxial surface of the leaves. in a work conducted by zhang et al. (2005) in grapes, they found that warm temperatures considerably affected the mesophyll cells, increased plasma membrane permeability, enhanced the loss of grana stacking and determined the swelling of stroma lamellae. furthermore, an increase in the concentration of abscisic acid (aba) was observed in grape leaves due to high temperature, suggesting that aba may be a high-temperature acclimation and heat-tolerance induction factor in this crop (abass and rajashekar, 1993). as previously mentioned, heat stress evidently affects the anatomical structures from tissue to sub-cellular levels. thus, the accumulation of all these changes under high temperature stress may result in poor plant growth and productivity. figure 1. typical pattern of temperature acclimation observed in most c3 plants, with a summary of the leading potential drivers of the acclimation response. reproduced from sage and kubien (2007). high temperature induces the acclimation of photosynthesis by changing the photosynthetic capacity, the temperature response of photosynthesis or both (fig. 1) (sage and kubien, 2007; wang et al., 2007; kositsup et al., 2009). changes in several photosynthetic characteristics under high temperatures are excellent indicators of plant tolerance to heat stress (wahid et al., 2007), which is indeed capable of 1. cool acclimation: a. enhanced starch and sucrose synthesis (o2 sensitivity returns). b. enhanced electron transport capacity (unaffected o2 sensitivity) c. enhanced rubisco content (unaffected o2 sensitivity) 3. heat acclimation: a. respiratory decline b. increased electron transport capacity c. synthesis of a heat stable rubisco activase temperature 2. increased protein content n et c o 2 as si m ila tio n ra te ( µ m ol m -2 s -1 ) current atmospheric co 2 level 752010 restrepo-díaz, melgar and lombardini: ecophysiology of horticultural crops: an overview damaging the thylakoid membranes (petkova et al., 2007). as a consequence, a series of physiological parameters such as chlorophyll fluorescence, variable to maximum fluorescence ratio (fv/fm) and base fluorescence (f0) can be used to estimate heat tolerance in different species or cultivars (yamada et al., 1996a). studies realized by petkova et al. (2007) indicated that chlorophyll fluorescence induction parameters (f0, fm, fv and their ratios) are good indicators of heat tolerance in common beans, and can therefore be used to trace characters of interest in breeding programs. similar results have been reported by nyarko et al. (2008) in cabbage. changes in fv/fm ratio under heat stress conditions could also be a good indicator in screening heat-resistant grape cultivars (kadir et al., 2007). high temperatures influence photosynthetic capacity and stomatal conductance by decreasing the activation state of rubisco. furthermore, heat stress diminishes the amount of photosynthetic pigments (wahid et al., 2007). in tomato, the latter condi tion (temperature above 45°c for 2 h) injured the plasma membrane, altered the pigment composition of the photosynthetic apparatus, and caused an important reduction of the net photosynthetic rate due to affections in the calvin cycle and the functioning of photosystem ii (camejo et al., 2005). in citrus species, net co2 assimilation rate is reduced by partial decrease in both stomatal conductance and instantaneous carboxylation efficiency at temperatures above or below the optimum range (28-32°c) (machado et al., 2005). hence, knowledge about temperature levels is useful in physiological research as well as horticultural crop production. in general, optimum temperature levels have been obtained for many horticultural crops through laboratory and/or field experiments. understanding the way this factor affects plant physiology is greatly desirable to avoid damages due to unfavorable temperatures during plant ontogeny (wahid et al., 2007). a summary of optimum temperature levels for the photosynthesis of several horticultural crop species is shown in tab. 3. water since water is fundamental for maintaining normal physiological activity and membrane transport processes (jones and tardieu, 1998), supplying it adequately is crucial for obtaining maximum productivity of horticultural crops. in addition, water plays an important role in horticultural crops, since fruits and vegetables are usually sold on a fresh weight basis and yield is predominantly determined by water content (marcelis et al., 1998). drought stress occurs when there is not enough soil water content for successful growth or water supply replenishment (larcher, 2003; lombardini, 2006b). a decline in leaf relative water content (rwc) initially causes stomatal closure, which in turn leads to a decrease in the supply of co2 to the mesophyll cells and thus reduces leaf photosynthetic rate. likewise, drought stress also affects processes such as cell division and expansion, aba synthesis and sugar accumulation, consequently reducing crop yield (marsal and girona, 1997; chartzoulakis et al., 1999; raviv and blom, 2001; arquero et al., 2006; lombardini, 2006b). in general, it can be said that horticultural crops require a high water supply through appropriate irrigation schedules. nevertheless, deficit irrigation can enhance fruit quality by raising dry matter percentage and sugar content (jones and tardieu, 1998; spreer et al., 2007). furthermore, controlled water deficit has been used as a technique to stimulate blossoming in crops such as guava or litchi, or to substitute for adequate chilling when temperate crops such as apple are grown in the tropics (chaikiattiyos et al., 1994). hence, regulated deficit irrigation (rdi) and partial rootzone drying (prd) techniques have been applied to withhold water during certain periods, thus producing moderate drought stress, which in turn has improved yield, fruit quality and water use efficiency. the results of rdi experiments have been contradictory, but sometimes promising (lombardini et al., 2004; spreer et al., 2007). in experiments conducted in spain, rdi has increased grape productivity (faci et al., 2009) and citrus fruit quality (ballester et al., 2009), although the yield effect has been controverted for some species (robles et al., 2009). rdi can also be used to delay flowering and harvesting time (melgar et al., table 3. optimum temperature levels for the photosynthesis of some horticultural crop species. crop optimum temperature for photosynthesis (°c) reference apricot (prunus armeniaca) 25 wang et al., (2007) apple (malus domestica) 20 higgins et al. (1992) asparagus (asparagus officinalis) 20 inagaki et al. (1989) cherimoya (annona cherimola) 20 higuchi et al. (1999) common beans (phaseolus vulgaris) 27 bunce (2000) fig (ficus carica) 28 can and aksoy (2007) grape (vitis vinifera) 27 higgins et al. (1992) mango (mangifera indica) 30 yamada et al. (1996b) tomato (solanum lycopersicum) 30 wahid et al. (2007) sunflower (helianthus annuus) 25 bunce (2000) 76 agron. colomb. 28(1) 2010 2008) or to increase flowering and productivity at certain periods of the year when prices are high. such is the case of the “forzatura”, a traditional practice applied in lemon crops in sicily, where the summer bloom is accentuated by withholding irrigation until the trees wilt (barbera et al., 1985). it is necessary, however, to determine the optimum stress level so that the dry period does not have depressing effects on tree vitality, and to understand the interactions among tree water status, crop load and fruit growth, in order to optimize yield under water deficit conditions. for example, high yields can be obtained in peach with deficit irrigation if an appropriate management of fruit thinning is done at stage iii of fruit growth. this is so because said management enhances fruit size not only due to a reduction in fruit competition, but to an improvement in tree water status as well (marsal et al., 2006; lópez et al., 2006, 2007). on the other hand, it is important to discuss about flooding, since plant development is affected by either too little or too much water in the root zone. flooding is produced by storms, over irrigation, poor draina ge, high water tables and dam and river overflowing (rao and li, 2003). as it has been previously mentioned, plants induce a series of physical, chemical and biological processes in response to stress conditions. under flooding conditions, plants show similar symptoms to those they develop under heat or water stress. plant responses to waterlogging include increased internal ethylene concentration, low stomatal conductance, decrease in leaf, root and shoot development, changes in osmotic potential and nutrient uptake, and reduced chlorophyll content and photosynthesis (tamura et al., 1996; ashraf and rehman, 1999; rao and li, 2003; issarakraisila et al., 2007). flooding also increases the severity of certain diseases, mainly root-rotting fungi (rao and li, 2003), as reported by de siva et al. (1999) regarding phytophthora root rot in blueberry. the decrease of oxygen level in soils affects the bioavailability of nutrients as well as the ability of root systems to uptake and transport water and mineral nutrients (lizaso et al., 2001). waterlogging caused inhibition of n uptake from the soil and reduced leaf concentrations of n, p, k, ca and mg in avocado (schaffer and andersen, 1994) and pea (rao and li, 2003). the effects of flooding duration on some horticultural crops are summarized in tab. 4. conclusion it can be said that knowledge about the interactions between environmental factors and plant physiology facilitates the identification of environmental changes such as lack of light, high temperatures or water deficit. for example, the shading of horticultural crops can reduce photosynthesis rate, transpiration and stomatal density and conductance; and enhance flower abortion. likewise, high temperatures can affect pollen viability and germination, number of flowers and number of fruits per plant. finally, ecophysiological information is a tool that can be used in breeding programs to obtain improved cultivars, as well as in strategies of agricultural zoning, thus enhancing productivity. literature cited abass, m. and c.b. rajashekar. 1993. abscisic-acid accumulation in leaves and cultured cells during heat acclimation in grapes. hortscience 28, 50-52. almeida, a.a.f. and r.r. valle. 2007. ecophysiology of cacao tree. braz. j. plant physiol. 19(4), 425-448. aloni, b., l. karni, z. zaidman, and a.a. schaffer. 1996. changes of carbohydrates in pepper (capsicum annuum l.) flowers in relation to their abscission under different shading regimes. ann. bot. 78, 163-168. arquero, o., d. barranco, and m. benlloch. 2006. potassium starvation increases stomatal conductance in olive trees. hortscience 41(2), 433-436. ashraf, m. and h. rehman. 1999. mineral nutrient status of corn in relation to nitrate and long-term waterlogging. j. plant nutr. 22(8), 1253-1268. table 4. effects of flooding on physiological behavior in some horticultural crops. crop crop response reference avocado (persea americana) avocado is generally considered a very flood sensitive species. high soil moisture levels favor the development of phytophthora root rot. short periods of waterlogging reduce shoot and root growth. schaffer and andersen (1994) mango (mangifera indica) flooding determined reductions in net co2 assimilation, stomatal conductance and root growth, which in turn resulted in increased shoot:root ratios and substomatal co2 concentration. larson et al. (1993) papaya (carica papaya) papaya plants are sensitive to flooding. waterlogged soils have been reported to cause the death of these plants after 3 or 4 d, as well as the falling down of old leaves and chlorosis in the remaining ones. schaffer and andersen (1994) tomato (solanum lycopersicum) increased ethylene rate and reduced flow of nitrate, hydrogen ions, most protein amino acids, glutamine and abscisic acid to shoots. 40% yield reduction. rao and li (2003) legumes reduced yield, leaf conductance and transpiration. increased endogenous abcisic acid concentration. rao and li (2003) 772010 restrepo-díaz, melgar and lombardini: ecophysiology of horticultural crops: an overview atanasova, l., d. stefanov, i. yordanov, k. kornova, and l. kavardzikov. 2003. comparative characteristics of growth and photosynthesis of sun and shade leaves from normal and pendulum walnut (juglans regia l.) trees. photosynthetica 41, 289-292. ballester, c., j. castel, and j.r. castel. 2009. riego 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halotolerantes/alcalofilas asociadas a la cianobacteria arthrospira platensis (nordstedt) gomont que promueven el crecimiento temprano en sorghum bicolor (l.) moench liliana gómez g.1, 3, nelson valero v.2, and rosa de brigard c.2 abstract resumen arthrospira platensis associated bacteria (apab) identified through molecuar biology like bacillus okhensis, indibacter alkaliphilus and halomonas sp., are also producing 3-indol acetic acid (iaa), these bacteria was used in early plant growth promotion tests over sorghum bicolor, these bioassay was considered indirect evidence to suggest that apab also may have stimulatory effects over a. platensis growth naturally. i. alkaliphilus and b. okhensis enhanced early germination of s. bicolor seads, with better results than that achieved by azospirillum brasilense, bacterium used like reference as a common plant growth promoting rizobacteria. the three apab enhanced significative differences (p≤0.05) over morphoagronomic parameters, i. alkaliphilus and b. okhensis exhibith better resoults in elongation stimulation and root and foliage dry weight. above evidence suggest this bacteria like plant growth promoting and it recomended testing with a. platensis axenic cultures and its associated bactteri for understanding true interaction between them. bacterias asociadas a arthrospira platensis (baap) identificadas a través de biología molecular como bacillus okhensis, indibacter alkaliphilus y halomonas sp., productoras de acido 3-indol acético (aia) se utilizaron en ensayos de promoción del crecimiento temprano de sorghum bicolor como prueba indirecta para sugerir a las baap como estimuladoras sobre el crecimiento de a. platensis. las bacterias i. alkaliphilus y b. okhensis favorecieron la germinación temprana de las semillas de s. bicolor, con resultados mayores que el alcanzando por azospirillum brasilense bacteria utilizada como referencia y reconocida como promotora de crecimiento vegetal. las tres baap registran diferencias significativas (p≤0,05) sobre parámetros morfoagronómicos, sobresalen i. alkaliphilus y b. okhensis en la estimulación del alargamiento y peso seco de raíces y follaje. por lo anterior se sugiere que estas bacterias son promotoras de crecimiento vegetal y se recomienda realizar ensayos con cultivos axénicos entre a. platensis y sus bacterias asociadas para determinar el tipo de interacción existentes entre ellas. key words: pgpb, phytohormones, agricultural microbiology, indole-3-acetic acid. palabras clave: bpcv, fitohormonas, rizobacteria, microbiología agrícola, ácido 3-indol acético. introduction the growth-promoting microorganism has been a growing scientific interest in recent years, due to their applications as the basis for the development of inoculants for crop plants; their search has been extended to differrent environments and growing conditions. the growth-promoting microorganism more studied are found in association or symbiosis in the rhizosphere of higher plants, however this kind of beneficial association is not solely with plants, some studies have shown the existence of close associations bacteria-microalgae, suggesting the desirability of these interactions for the establishment of microalgae and cyanobacteria in the ecosystem; it has been suggested that the beneficial interaction and reciprocal character is determined by the production of organic carbon by algal cells, whose use has effect on bacterial growth, meanwhile the microalgae stand to gain the intake of vitamins and growth factors released by the bacteria, 112 agron. colomb. 30(1) 2012 depending on environmental conditions (riquelme and avendaño-herrera, 2003). through studies of some associations bacteria-cyanobacteria have demonstrated the production of indole-3-acetic acid (iaa) and phosphate solubilization by bacteria associated to cyanobacteria in lichens (liba et al., 2006). otherwise it has been shown the growth stimulation of microalgae through the induced association to growthpromot i ng bac teria, usi ng t he model azospir illum brasilense cd-chlorella vulgaris (de-bashan et al., 2002), through a mechanism of action related with the iaa production by a. brasilense, similarly to what happens in the interaction of these bacteria with higher plants; although many organic substances produced by plants at very low concentrations are capable of regulate the plant growth because they affect their physiology and morphology, largely of growth promoting activity lies in the synthesis of phytohormones such as auxins, cytokins and gibberellins by associated microorganisms (jagnow and david, 1991; dobbelaere et al., 2003). the cyanobacteria arthrospira platensis has different uses at biotechnology level and recently has been proposed for use as growth promoting of probiotic bacteria such as lactobacillus, beneficial interaction given by the production of exopolysaccharides that favor biomass increased of these bacteria proposing as a prebiotic (parada et al., 1998. otherwise has shown the presence of bacteria closely associated to a. platensis (gang-guk et al., 2007) so that there are complications in the axenic cultures obtaining of this cyanobacteria, this fact allows to suggest the relation is beneficial for the two microorganisms; however has not been evaluated the growth promoting ability of these bacteria on a. platensis, precisely by the difficulty of obtaining and maintaining axenic cultures of the cyanobacteria for later use in growth promoting assays. in the laboratory of agricultural and environmental microbiology at the universidad popular del cesar was achieved three bacterial strains associated with unialgal culture of a. platensis, which are iaa producer, these strains were identified by molecular biology through the region 1,465 pb of the 16 s ribosomal gene, such as bacillus okhensis kh10-101, indibacter alkaliphilus lw1 and halomonas sp. ap-5. to verify the bacteria associated to a. platensis are growth promoting of cyanobacteria, ideally would be realize testing between pure cultures of the associated bacteria and the axenic culture of a. platensis, however due to the difficulty in obtaining axenic cultures of these cyanobacteria, and taking into account the ability of these bacteria to produce iaa, in this work was indirectly evaluated the phytostimulator ability of these three bacteria through grow th promotion assays on plants, as a preliminary test on the assumption that these bacteria possibly present growth promoting bacteria to favor the a. platensis development. materials and methods microorganism the bacteria evaluated as growth promoters in sorghum plants (sorghum bicolor) were isolated from unialgal culture of a. platensis, identified through molecular biology as bacillus okhensis kh10-101, indibacter alkaliphilus lw1t and halomonas sp. ap-5 (are part of the laboratory of agricultural and environmental microbiology at the universidad popular del cesar culture collection). bacteria were grown in 225 ml flasks with 150 ml of nutrient broth supplemented with yeast extract (0.005%) and saccharose (0.5%) for 6 d at 37°c. subsequently an inocolum was adjusted from 0.01 mg ml-1 of each bacterial biomass, based on the determination of dry weight of the quivalente bacterial biomass present in a given amount of culture broth. bioassay s. bicolor growth stimulation in 15 x 25 cm trays was placed 1 kg of solarized soil previously, to reduce the microbial load native that can interfere with the effect of bacteria to evaluate, 60 seeds of s. bicolor were sown and it was applied 10 ml of inoculum of each bacteria. it was used s. bicolor variety abs7500, the seeds were previously sterilized during 15 min in a commercial sodium hypochlorite solution at 10%, subsequently was wash three times with distilled water sterile and left in imbibition during 15 min (kortemaa et al., 1994). treatments consisted in the inoculation with each of the three bacterias bacillus okhensis, indibacter alkaliphilus, halomonas sp. and azospirillum brasilense cd taken as the reference treatment, as a model bacteria widely used in plant growth promoting assays, the control treatment consisted in a tray with 60 seeds without any inoculum. for the experiment followed a completely randomized design. later observations were daily made during 15 d, recording the number of sprouts, considering sprouts those whose radicle reached 2 mm in length. from the recorded data was determined the percentage of germination (pg) expressed as the total percentage of sprouts after 7 d. the germination index (gi) was calculated according to the formula proposed by brown and mayer (1988): 113gómez g., valero v., de brigard c.: halotolerant/alkalophilic bacteria associated with the cyanobacterium arthrospira platensis (nordstedt) gomont... gi = p1/t1+p2/t2+…+pn/tn (1) where p, number of sprouts. t, time that germinated. n, day of last control. th e average time of germination (atg) was calculated according to garcía et al. (1982): atg = [(x1 d1)+(x2 d2)+…(x15 dn)]/xn (2) where x1, x2, x15 are sprouts in the day 1, 2,…15; d1,d 2,… dn are the days of incubation, and xn are the total number of sprouts in the last day when it was made the fi nal count of sprouts. aft er 21 d were unearthed all the plants, the roots were carefully washed and made the following determinations of the morphoagronomics parameters: stem length, roots length, stem dry weight and roots dry weight. th e results for each variable were subjected to an analysis of variance to a track. it was made comparison of average tests through the dms test, using the ibm®-spss program version 15. results and discussion pgpb effect on the germination of s. bicolor the obtained data for the accumulative percentage of daily germination show that the treatments with the three pgpb stimulated seed germination in the early days, like a. brasilense, compared with untreated seeds (fig. 1), from the fi ft h day tends to homogenize the answer between the treatments and halomonas sp. presents the tendecy to decrease the number of germinated seeds; the treatment with i. alkaliphilus increased the germination reached the 86.7%, exceeding the control (81.7%) and b. okhensis (80%), the treatment with a. brasilense reached 75% germination and halomonas sp. reached the 63.3% (tab. 1). th e trend indicates that pgpb cause a decrease in the time of the initiation of germination, eff ect that is confi rmed with the values of germination speed index (gsi), but not necessarily increase the fi nal number of germinated seeds (tab. 1). consistent with the previous results, the treatments with the three pgpb and a. brasilense had an average time of germination (tog) lower compared the control treatment, this indicate that the 50% of the seeds on average require less time to germinate when treated with the tested bacterias. th ese results suggested the bacteria expressed mechanisms that activate the seeds physiology inducing early germination, but don’t increased the number of total seeds that can germinate, these results is common for the plant promoting growth bacteria (bashan et al., 2004). table 1. germination of s. bicolor seeds inoculated with bacterias associated a. platensis. treatment pg ivg tmg i. alkaliphilus 86.7 6.9 3.6 b. okhensis 80.0 6.5 3.5 halomonas sp. 63.3 5.0 3.6 a 75.0 5.1 4.0 control 81.7 3.4 5.1 pg, percentage of germination; ivg, germination rate index, tmg, mean germination time. figure 1. cumulative germination of s. bicolor seeds after bacterial inoculation. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 c um ul at iv e ge rm in at io n (% ) time (d) i. alkaliphilus b. okhensis halomonas sp. a. brasilense control 114 agron. colomb. 30(1) 2012 pgpb effect on the early development of plants s. bicolor the tab. 2 presents values of the variables evaluated after fifteen days of inoculation of the seeds with each of the bacteria. the results show the three evaluated bacteria, as a. brasilense present the trend to increase the roots length respect to the control treatment, although the data didn’t show statistically significant differences; however the root dry weight if revealed statiscally significant differences for all the tested bacteria compared to control, b. okhensis and a. brasilense (plant growth promoting bacteria used as reference) present the best results. a well-documented effect of the plant growth promoting bacteria is the stimulation of cell elongation of the root, through the action of 3-indole acetic acid (iaa), phytohormone which induces cell wall softening due to ph changes caused by induced increases in the activity of h+ atpase of the plasma membrane (dobbelaere et al., 1999; bashan et al., 2004; valencia et al., 2005); on the other hand, the iaa secreted also induce mitotic points proliferation of the roots, that generate high number of secondary roots and root hairs (canellas-pasqualoto et al., 2002). table 2. effect on growth of seedlings of s. bicolor inoculated with bacterias associated a. platensis. treatment rl (cm) sl (cm) rdw (g) sdw (g) i. alkaliphilus 14.697 a 12.934 a 0.013 a 0.013 a b. okhensis 15.171 a 12.066 ab 0.015 b 0.015 a halomonas sp. 14.421 a 12.879 a 0.006 c 0.014 a a. brasilense 15.179 a 11.532 b 0.014 ab 0.015 a control 13.234 a 9.897 c 0.006 c 0.009 b rl, roots length; sl, stem length; rdw, roots dry weight; sdw, stem dry weight. means in the same column followed by the same letter are not significantly different according to dms test (p≤0.05). with respect to the length and foliage dry weight, the three pgpb and the reference strain caused increased with statistically significant differences (p≤0.05), for these parameters respect to the control treatment. this result provides evidence of a better result of the root of the seedlings, a result of early germination, or an additional effect caused by additional contributions of combined nitrogen, when plant growth promoting bacteria are nitrogen fixing, it’s logical think the iaa producing bacteria such as b. okhensis and i. alkaliphilus they also have the ability to fix nitrogen (unpublished data) cause growth stimulation and seeds development, in response to a strategy which integrates the above mechanism. finally, further support the hypothesis, the results indicate that these bacteria could be used in biotechnological studies more detailed, in order to prove their efficiency as beneficial inoculants for agriculture, mainly alkaline soils with high salinity, because bacteria is adapted to such environments, where cyanobacteria proliferate naturally a. plantensis, to which they are associated. conclusions according to the results on the reduction in the time of seed germination of s. bicolor, the positive effect on the biomass of roots and foliage and the tendency to stimulate root length, can be seen that there is sufficient evidence to consider preliminary the three pgpb as plant growth promoters, with similar results and in some cases higher than those presented by the reference bacterium a. brasilense. given the above and considering the production of iaa, suggesting a kind of positive interaction between pgpb and the cyanobacterium a. platensis, however still need the inoculation trials in axenic cultures to test the effect of these bacteria associated to unialgal culture of cyanobacteria. acknowledgements the authors express their gratitude to the research division at the universidad popular del cesar, who funded this research through the convention 008 of 2008, the laboratories of environmental engineering, bachelor of natural science and microbiology at the popular university of cesar by loan of materials and equipment, agricultural and environmental microbiology group (magya), and members of the luz verde hotbed for their intellectual contributions. literature cited bashan, y., g. holguin, and l. de-bashan. 2004. azospirillumplant relationships: physiological, molecular, agricultural, and environmental advances (1997–2003). can. j. microbiol. 50, 521-577. brown, r. and d. mayer. 1988. representing cumulative germination. 1. a critical analyses of single – values germination indices. ann. bot. 61, 117-125. canellas-pasqualoto, l., f. lopes olivares, a. okorokova-façanha, and a. rocha façanha. 2002. humic acids isolated from earthworm compost enhance root elongation, lateral root emergence, and plasma membrane h-atpase activity in maize roots. plant physiol. 130, 1951-1957. de-bashan, l.e., y. bashan, m. moreno, v.k. lebsky, and j.j. bustillos. 2002. increased pigment and lipid content, lipid variety, and cell and population size of the microalgae chlorella spp. when co-immobilized in alginate beads with the microalgae growth promoting bacterium azospirillum brasilense. can. j. microbiol. 48, 514-521. dobbelaere s., a. croonenborghs, a. thys, a. vande broek, and j. vanderleyden. 1999. phytostimulatory effect of azospirillum brasilense wild type and mutant strains altered in iaa production on wheat. plant soil 212, 155-164. 115gómez g., valero v., de brigard c.: halotolerant/alkalophilic bacteria associated with the cyanobacterium arthrospira platensis (nordstedt) gomont... dobbelaere, s., j. vanderleyden, and y. okon. 2003. plant growth promoting effects of diazotrophs in the rhizosphere. crit. rev plant sci. 22, 107-143. gang-guk, c., b. myong-sook, a. chi-yong, and o. hee-mock. 2007. induction of axenic culture of arthrospira (spirulina) platensis based on antibiotic sensitivity of contaminating bacteria. biotecnol. lett. 30, 87-92. garcía, j., j. monteith, and g. squire. 1982. time, temperatura, and germination of pearl millet (pennisetum typhoides s. & h.). j. exp. bot. 33, 288-296. jagnow, g. and w. david. 1991. biotecnología: introducción con experimento modelo. ed. acribia, zaragoza, spain. kortemaa, h., h. rito, k. heahtela, and a. smolandder, 1994. root colonization ability of antagonistic streptomyces griseoviriling. plant soil 163, 77-83. liba, c., 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(ed.). estrategias adaptativas de plantas de páramo y del bosque altoandino en la cordillera oriental de colombia. unibiblos, bogota. soils, fertilization and management of water received for publication: 17 august, 2010. accepted for publication: 29 june, 2012. 1 department of agronomy, faculty of agronomy, universidad nacional de colombia. bogota (colombia). vjflorezr@unal.edu.co agronomía colombiana 30(2), 266-273, 2012 changes in ec, ph and in the concentrations of nitrate, ammonium, sodium and chlorine in the drainage solution of a crop of roses on substrates with drainage recycling cambios en ce, ph y en los contenidos de nitrato, amonio, sodio y cloro en la solución drenada en rosa cultivada en sustratos con recirculación de drenajes mariela rodríguez1 and víctor flórez1 abstract resumen the rose cultivation system has been changing from soil to substrate on the plateau of bogota. the objective of this study was the monitoring of the ec, ph, and the levels of nitrate, ammonium, sodium and chlorine in a drainage solution in a crop of roses with substrates based on burnt rice husk and coconut fiber. the charlotte rose variety grafted onto ‘natal briar’ was planted in a greenhouse located in one of the sena facilities in mosquera (colombia); with a density of 6.5 plants/ m2. for this experiment, a split plot design was used arranged in randomized blocks with a three-level recirculating system (0, 50 and 100%) on the substrates 100% burnt rice husk; 65% burnt rice husk plus 35% coconut fiber; and 35% burnt rice husk plus 65% coconut fiber, repeated three times. the ec decreased from 2.7 to 1.3 ms cm-1 within weeks 2 and 5 which demonstrated an increase of mineral consumption by the plants. the ph levels dropped from 7.46 to 6.27 within weeks 3 to 8 and then increased to 7.39 within weeks 8 to 12. nitrate concentrations showed a decreasing trend in recirculation treatments within weeks 2 to 12. a lower ammonium concentration was observed at week 4 in treatments with and without recirculation during the vegetative stage. the levels of sodium and chloride increased in treatments with recirculation, without signs of toxicity. el sistema de cultivo de rosa en la sabana de bogotá ha venido cambiando de suelo a sustrato. el objetivo del presente estudio fue monitorear la ce, el ph y las concentraciones de nitrato, amonio, sodio y cloro de la solución drenada en un cultivo de rosa sembrado en sustratos a base de cascarilla de arroz quemada y fibra de coco. en el sena de mosquera (colombia) se sembraron en invernadero rosas de la variedad charlotte injertadas sobre ‘natal briar’, a densidad de 6,5 plantas/m2. se empleó un diseño de parcela dividida en bloques al azar con 0, 50 y 100% de recirculación en los sustratos cascarilla de arroz quemada, cascarilla de arroz quemada 65% más fibra de coco 35% y cascarilla de arroz quemada 35% más fibra de coco 65%, con tres repeticiones. la ce del drenaje decreció de 2,7 a 1,3 ms cm-1 entre las semanas 2 y 5, lo cual indicaría mayor consumo de sales minerales por la planta. el ph disminuyó entre las semanas 3 y 8, de 7,46 a 6,27; con posterior incremento a 7,39 entre las semanas 8 y 12. el nitrato presentó una tendencia decreciente en los tratamientos con recirculación entre las semanas 2 y 12. la menor concentración de amonio se presentó en la semana 4 con y sin recirculación en el estadio vegetativo. las concentraciones de sodio y cloro aumentaron en los tratamientos con recirculación, no se observaron síntomas de toxicidad. key words: soilless crops, organic substrates, recirculating drainage, cut flowers. palabras clave: cultivo sin suelo, sustratos orgánicos, recirculación de drenajes, flor de corte. introduction from the entire crop of hybrid roses on the plateau of bogota, it is expected that no more than 10% is currently using substrates or recycling drainage systems. however, there is an increasing interest which leads to an increasing demand of substrates and techniques to improve productivity and quality of the flower stems. this trend of soilless cultivation is also present in other south-american countries such as brazil (furlani et al., 2005). cabrera (2006 and 2007) reports that commercial cultivation of roses is handled with excess inputs of water and fertilizers, creating losses between 50 and 60% due to nitrogen leaching. these surpluses have an environmental impact on surface and ground water bodies. the same author reports that nitrogen ions have a salinizing effect because the no3concentrations found in leachates collected from roses (with different doses of nitrogen) contribute between 21 to 76% of the total electrical conductivity (ec). 267rodríguez and flórez: changes in ec, ph and the levels of nitrate, ammonium, sodium and chlorine in the drainage solution of a crop of roses... roses are capable of uptake nitrogen as nitrate and ammonium. when a plant absorbs nitrate, assimilation occurs in the leaves, where it is reduced to ammonium before becoming amino acids and proteins (lorenzo et al., 2000). moreover, when a plant uptake ammonium, the plant directly converts it into amino acids and proteins and so it saves energy in comparison with the uptake of nitrate. another important aspect is nitrogen uptake during the phenophase, in this respect, cabrera (2006) reports that roses uptake more nitrogen when the flower stem is close to harvest, which implies that there are phonological stages in which there is a greater concentration of nitrate in the leachates. nevertheless, these soilless techniques are debated as a global concern: pollution of water and soil generated from leachates dropping from open soilless systems because ions such as phosphates and nitrates generate eutrophication in surface water bodies when they are constantly added to the environment as leachates (bechmann and øgaard, 2010). additionally, ground water bodies are contaminated by the presence of nitrates which are harmful to human health, as seen with methemoglobinemia, or blue baby syndrome, which is developed due to the consumption of nitrate concentrations greater than 45 mg l-1 (boink and speijers, 2001). to reduce the pollution generated by leaching from open systems, the alternative of recirculating the nutrient solution is used in order to conserve water and minimize the loss of nutrients (tüzel et al., 2001). although the conversion of open drainage systems to recirculating drainage mitigates impacts to the environment, there are also problems present because changes in the concentration of nutrients and increasing levels of the ec in the nutrient solution through salt accumulation (ehret et al., 2005). on the other hand, the use of waste water accelerates the salinization of the nutrient solution and of the substrate because of the accumulation of, especially, sodium and chlorine (incrocci et al., 2006; savvas et al., 2005). the management of the nutrient solution quality in closed systems involves tracking some relevant variables such as: 1) ec, 2) ph and 3) some ions that have positive correlations with the ec such as na+, cland no3-, among others. in addition, monitoring variables must be in real time to estimate the quality of the drained solution, and the water and fertilizer volumes required for its supplementation (savvas, 2002). knowing the ec variations of the nutrient solution is important since this by itself does not ensure that there is a good nutrition process, because recirculation causes nutrient imbalances. in closed crops systems, the concentration of ions is constantly adjusted by monitoring the ec, the criteria for adjustment is related to the cultivated species and desired ec (ling et al., 2001; pardossi et al., 2002; ehret et al., 2005). additionally, there are climatic conditions that affect this variable, for example, high radiation and low relative humidity cause a high ec, and likewise, high relative humidity and cloudy days also increase the ec (savvas, 2003). another important aspect for managing the nutritive solution is ph. values above 7 induce deficiencies of p, fe, mn and cu and sometimes zn. ph values below 4 cause root damage because of the effects from h+, several mn and al hydroxides that are soluble at a ph level less than 5; below 5.5 ph levels, the growth of the plant may be affected because it may not absorb ca, k and mg; below a 4.5 ph level, one sees increases in the proportion of phosphate content in the nutrient solution in undissociated forms that are not uptaked by the plant. the desired ph range for most crops is between 5.0 and 6.2 (savvas, 2003). among soilless crops, there are often salinity problems that have a detrimental effect on production due to the high osmotic pressure in the root micro environment which reduces growth and plant production. the need for washing the substrates is often determined by the accumulation of sodium and chlorine in the root environment, especially when poor quality irrigation water is used (massa et al., 2008). however, sodium is considered as a beneficial element for three reasons: it is essential for certain plants species like c4 and cam, it can replace potassium functions in plants and it has a positive effect on the plant’s growth (marschner, 1998). in roses cv. lambada, lorenzo et al. (2000) reported that with 10 meq l-1 sodium sulfate in the nutritive solution, the floral stem length increased, thus the nitrogen and potassium contents in the leaf tissue, conversely, the variables values dropped when the salt concentration increased to 30 meq l-1. additionally, chlorine is an essential element involved in water photolysis in the process of the photosynthesis, in addition, it also plays an important role in stomatal regulation, serving as a companion anion to potassium in and out of the guard cells. another less known function has to do with cell division. in many plants, the absence of chlorine is reflected in a reduction in leaf area and therefore dry mass is reduced (marschner, 1998). on the other hand, in roses, sodium and 268 agron. colomb. 30(2) 2012 chloride excesses cause necrosis and defoliation on older leaves and stem cracking, as well as decreasing dry mass content mainly due to sodium (solis and cabrera, 2007; oki and lieth, 2004). the objective of this study was monitoring the ec, ph, and the concentrations of nitrate, ammonium, sodium and chlorine in the solution drained into a crop of roses with a recycling drainage system. materials and methods the study was conducted at the multisectorial center sena facilities in mosquera-cundinamarca, colombia, located at 5° n and 75° e and 2,516 m a.s.l., with a 12.6ºc average annual temperature and 670 mm in average annual rainfall. the charlotte rose variety grafted on natal briar was planted in pots filled with substrate at a density of 7 plants/ m2 under greenhouse conditions on raised beds with 12 m2 (15 x 0.80 m), made out of wood and 1/8” diameter cable chains. the crop was grown in a traditional wood greenhouse with side vents (manual curtains) and a passive zenith, covered with plastic film: agroclear nxf. the fertigation treatments without recirculation were conducted with computerized equipment: priva®brand, while recirculating treatments were handled by automatic recycling systems with specialized hardware and software, as described by cuervo et al. (2011). a split plot design arranged in randomized blocks with three levels of recirculation was used. the main plot had three substrates and was replicated three times, for a total of nine treatments. recirculating levels were 0, 50 and 100% and the substrates used were: 100% burnt rice husk (100brh), mixture of burnt rice husk 65 with 35% coconut fiber (65brh) and a mixture of burnt rice husk 35 with 65% coconut fiber (35brh). the evaluated treatments are summarized in tab. 1. the fertilizer formula in mg l-1 was 170 of total n with 15% ammonium; 35 p; 150 k; 110 ca; 60 mg; 82 s; 1 mn; 0.5 zn; 0,5 cu; 3 fe; 0.5 to 0.1 b and mo. this fertilizer solution was developed taking into account the nutrients provided by the irrigation water. the ec of the solution was between 1.5 and 1.8 and the ph up to 5.8. variable measurement the ec and ph in the drainage of nine treatments with different mixtures of rice husk and coconut fiber were recorded daily for 13 weeks. the first week of the evaluation corresponded to the week before pruning, the next 9 weeks corresponded to stem growth and flower budding, plus a three-week harvest period. the ec and ph were measured with a potentiometer brand orion 150ae with two significant figures. ammonium and nitrate monitoring was done three times a week at 2, 4, 7, 8, 9, 11 and 12 weeks after pruning (wap) in treatments without recirculation and at 2, 4, 9, 11 and 12 wap in treatments with recirculation. for the quantification of the ions, a reflectometry method was used with merck® high range strips (5 to 225 mg l-1). weekly averages of the information obtained are given. sodium and chloride ions were recorded in seven phenological stages in the treatments without recirculation: pruning, a day after pruning (dap), primordium (38 dap), rice (45 dap), pea (51 dap), chickpea (58 dap), streaking color (65 ddp) and harvesting (73 ddp). in the treatments with recirculation, the ions sodium and chloride were recorded starting at 51 d after pruning. sodium determination was performed by means of atomic absorption spectrophotometry with a aanalyst 300 spectrophotometer with four significant figures; chloride determination was performed with the argentometric detection method with three significant figures (apha, 1965). in both cases, the samples were taken from the drainage that was collected weekly in each experimental unit. table 1. split plot design arranged in randomized blocks with recirculating levels taken as the main plot and the substrates taken as the subplot, used in the assay of the charlotte rose variety with automatic recirculating drainage. treatment subtrate types recirculation (%) 100brh burnt rice husk 0 100brh 50 100brh 100 65brh 65% burnt rice husk plus 35 % coconut fiber 0 65brh 50 65brh 100 35brh 35% burnt rice husk plus 65 % coconut fiber 0 35brh 50 35brh 100 statistical analysis in order to carry out the ec and ph analysis, the recorded information was consolidated weekly and the sas / stat statistical package software was used, version [8] for unix copyright©. since the field data did not meet the normality test, the friedman nonparametric statistical analysis was applied. in those cases in which significant difference between treatments appeared, the tukey test (p≤0.05) was applied, considering medians as the central tendency measure. 269rodríguez and flórez: changes in ec, ph and the levels of nitrate, ammonium, sodium and chlorine in the drainage solution of a crop of roses... results and discussion ec fig. 1 shows the ec changes recorded during the development of flower stalks stage. in general, it was observed that between week 2 and week 5, the values of this variable decreased when the demand for minerals required for plant growth increased, particularly in the floral stems manipulated with pruning; at weeks 5 and 6 the lowest ec values appeared, indicating that the plant uptake more nutrients at this stage, which is characterized by a high cell proliferation rate in the stem and in the bud. hence, the ec tended to increase from week 6 until harvest, indicating that in this period the plant uptake less nutrients and the ions that would be accumulated in the nutrient solution, as is shown in the ec values of treatments with recirculation (fig. 1a). because of recirculation, ions accumulate which may affect flower stem growth, such as sodium, chloride, bicarbonates and even magnesium. those ions fall upon ec and at high concentrations in the nutrient solution are undesirable for the plant (solis and cabrera, 2007). the ec median values in those treatments with recirculation were within 1.35 and 2.7 ms cm-1, while in those treatments without recirculation the median values were within 1.5 and 2.5 ms cm-1. in this regard, sonneveld (2000) reported that ec values greater than 2 ms cm-1 influence production. however, solis and cabrera (2007) reported that grafted varieties at rootstock of r. manetti showed moderate salt tolerance, which is consistent with the results of this research. in the crop of rose, it is recommended that the ec oscillate between 0.8 and 1.5 ms cm-1, this range ensures that no nutritional deficiencies in cultivated plants occur (bustillo, 2011). for the analysis of variance at weeks 5 and 6, no significant difference between treatments for the ec were noticed, which confirms that this is an important phase in the uptake of nutrients. however, at week 12, for the harvest period, significant differences between treatments were noticed. the treatment with the highest ec was 100brhr100%, which, among other reasons, possibly derived it from the smaller particle size of this substrate compared with other substrates in the study, including mixtures, which implies greater retention due to a larger water contact surface and therefore more concentrated drainage (quintero et al., 2006). moreover, treatments 35brh, 65brh and 100brh with zero percent of recirculation had the lowest ec values at the end of the production cycle, the rest of the treatments showed intermediate values among those mentioned above. finally, although there was an increase of the ec in the recirculating solution, the rose plants showed no symptoms of chlorosis or toxicity. ph in genera l ter ms, t he ph t rend wa s si m i la r i n a l l treatments up until the end of the productive cycle under this study (fig. 1), when three distinct periods were established. the first was seen from week 1 to week 3, when the ph showed a positive slope. the second period started at week 3 until week 8 with a negative slope, possibly due to the electrochemical potential changes generated by a faster absorption of cations rather than anions, compensated by the release of hydrogen ions through the roots (savvas, 2003). between week 8 and 12, the slope was again positive; except for the 100brh-r100% treatment between week 9 and 10. however, the growing trend was maintained in this treatment. the analysis of the variance for the evaluation period showed signif icant differences among treatments in each week . however, treat ments 65bhr-r 50% a nd 65bhr-r100% tended to have higher ph values during the development of the f loral stems period. on the other hand, treatment 100brh-r50% kept low values for this variable. nitrate at week 7, in treatments without recirculation, the nitrate concentration in the leachates presented inferior values than with daily fertilizer formula applied to the crop. however, by week 9, some outliers were noticed in treatments 65brh-r0% and 35brh-r0% (fig. 2a), when also high volumes of water were demanded, fact that minimized the drainings. in week 9, treatment 100brh-r0% presented a lower nitrate concentration compared with treatment 35brh-r0% and 65brh-r0%, this is due to the fact that burnt rice husk, over time, becomes fragmented into smaller pieces, allowing greater retention of water in the substrate; therefore, when applies fertilizer irrigation greater water drainage was observed and nitrate concentration decreases compared with the other treatments. during the evaluated period in treatments with drenage recycling (fig. 2b), there was a decreasing trend of the nitrate concentration in the drainage, with the highest concentrations at weeks 2, 4 and 9, and in the treatment with the biggest amount of coconut fiber and the highest recirculation rate (35brh-r100%). in addition, this treatment was always among the highest values until the end of cycle. furthermore, the leachates from treatment 100brh-r50% maintained one of the lowest nitrate concentrations during weeks 2, 9, 11 and 12, indicating that brh could hold this anion. for nitrate demand, at the 270 agron. colomb. 30(2) 2012 crop phenological stage, the treatments with recirculation showed lower values than at the beginning of the fl oral stem stage. in general, the nitrate contents in the drainage tended to decrease during the development of the fl ower stalks, which agrees with cabrera (2006). ammonium th e ammonium concentration in the leachates from the treatments with recirculating drainage as well as in those without recirculation did not exceed 2.5 mg l-1 (fig. 3a and 3b), possibly due to the plants’ nutritional needs, in addition to the nitrifi cation and ammonium fi xation in the organic mass (navarro and navarro, 2003). moreover, at week 4, this cation was not detected in leachates or in drainage, indicating that, during this development of fl ower stems stage, the plant uptakes effi ciently. sodium tab. 2a shows, that by day 38 aft er pruning, the lowest sodium concentration in the leachates was related to pruning and rice (45 dap), suggesting the plant uptakes it during this phenophase. additionally, analysis of variance showed that the sodium concentration in drainage was signifi cantly higher in the stages of rice (45 dap) and pruning compared with the primordium stage (38 dap) (tab. 2). subsequently, the sodium accumulated in the drainage of both treatments with and without recirculation. cabrera (2008) states that for growing ornamental plants in containers, irrigation water with sodium concentrations below 3 meq l-1 cause a minimum degree of problems, concentrations between 3 and 9 meq l-1 cuase increasing problems and concentrations greater than 9 meq l-1 cause figure 1. weekly behavior of the ec median(a) and ph (b) during a cycle of development of floral stems from pruning to harvest, working with the charlotte rose variety grown in substrates with drainage recirculation. for abbreviations of variables see tab. 1. 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ph crop weeks 100brh-r0% 100brh-r50% 100brh-r100% 35brh-r0% 35brh-r50% 35brh-r100% 65brh-r0% 65brh-r50% 65brh-r100% 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ec ( m s c m -1 ) 100brh-r0% 100brh-r50% 100brh-r100% 35brh-r0% 35brh-r50% 35brh-r100% 65brh-r0% 65brh-r50% 65brh-r100% * * * * * * * * a b 271rodríguez and flórez: changes in ec, ph and the levels of nitrate, ammonium, sodium and chlorine in the drainage solution of a crop of roses... figure 2. weekly behavior of nitrate ion concentration in the drainage coming from treatments 100brh, 35brh and 65brh without recirculating drainage (a) and with recirculation of 50 and 100% (b), in the charlotte rose variety grown on substrates. for abbreviations of variables see tab. 1. 0 100 200 300 400 500 600 2 4 7 8 9 11 12 100brh-r 0% 35brh-r 0% 65brh-r 0% n o 3 ( m g l1 ) 0 50 100 150 200 250 300 350 2 4 9 11 12 n o 3 ( m g l1 ) weeks after pruning 100brh-r 50% 100brh-r 100% 35brh-r 50% 35brh-r 100% 65brh-r 50% 65brh-r 100% a b severe problems. according to this criteria, the results of tab. 3 indicate that the sodium concentration in the fertilizer solution becomes worse with recirculation. however, no signs of toxicity were observed among the roses planted. furthermore, lorenzo et al. (2000) reported that sodium concentrations of 10 meq l-1 stimulate stem growth in the lambada rose variety, while sodium concentrations of 30 meq l-1 negatively affect flower stem growth. chloride tab. 2b shows this anion with the lowest concentration values on days 1 and 38 for pruning and the primordium phenological stages (38 dap), where it is noticeable that, at these stages, the anion is either retained by the substrate or uptake by the plant. it is important to acknowledge that chlorine, as well as sodium, is not in the fertilizer formula, these ions are incorporated into the crop through irrigation. tab. 2b shows that chloride tends to accumulate in the leach solution and also that the treatments which had the highest concentration values were: 100brh-r50% and 100brh-r100%, confirming that this anion is accumulated by recirculation. regarding the handling of chloride, this is an undesirable anion in water for agricultural irrigation. irrigation water with concentrations under 0-2 meq l-1 have minor problems, concentrations between 2 and 10 meq l-1 have increasing problems and concentrations higher than 10 meq l-1 cause severe problems (cabrera, 2008). tab. 2b shows that the chloride concentration in the recirculating solution presented values that indicate that the anion concentration is troublesome for agricultural usage. however, no toxicity due to chlorine was observed. in this regard, for rose plants grafted on r.manetti, cabrera (2006) reassessed the sensitivity of the rose to salinity and found that although the rose is considered sensitive to salinity when planted in soil, it behaves tolerant when exposed to increasing concentrations of chloride 272 agron. colomb. 30(2) 2012 figure 3. weekly behavior of ammonium ion concentration in the drainage of the treatments 100brh, 35brh, 65brh with 0% of recirculation (a) and treatment 35bhr 50% and 100% with recirculation (b) for the charlotte rose variety grown in substrates. for abbreviations of variables see tab. 1. 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2 4 7 8 9 11 12 n h 4+ ( m g l1 ) 100brh-r 0% 35brh-r 0% 65brh-r 0% 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 2 4 9 11 12 weeks after pruning 35brh-r 50% 35brh-r100% weeks after pruning n h 4+ ( m g l1 ) a b tabla 2. sodium (a) and chloride (b) concentrations in the leacheates and drainage of the charlote rose variety crop in substrate (meq l-1). a – sodium concentration treatments whithout recirculation (%) treatments whith recirculation (%) 100brh 35brh 65brh 100 brh 35brh 65brh dap 0 0 0 50 100 50 100 50 100 1 9.14 a 9.00 b 8.97 a 38 7.16 c 7.49 c 6.68 b 45 8.87 b 9.83 a 8.86 a 51 11.23 11.86 10.97 9.94 8.67 10.87 12.67 14.90 12.63 58 11.52 13.41 11.88 13.99 17.49 11.24 9.81 15.67 13.57 65 13.10 13.01 13.86 15.86 19.19 11.32 11.23 15.94 15.07 73 11.87 12.42 12.55 15.97 12.42 15.01 13.81 15.90 15.09 b – chloride concentration 1 7.45 c 7.63 c 7.63 b 38 8.26 b 8.29 b 7.72 b 45 10.61 a 11.21 a 10.05 a 51 10.59 12.23 10.65 11.48 9.15 11.70 12.95 15.56 11.87 58 10.71 11.62 10.58 13.11 17.00 11.09 8.99 13.18 12.09 65 13.38 12.36 13.63 15.02 17.76 10.39 10.99 14.78 13.91 73 11.68 12.12 12.53 16.05 12.12 14.29 13.32 14.86 14.73 for abbreviations of variables see tab. 1. and sodium in cropping systems with fertigation and hydroponics, especially with the variety bridal pink grafted on r. manetti, which is toleratant to increasing nacl concentrations up to 30 mm which is equivalent to 30 meq l-1 sodium and chlorine (690 and 1065 mg l-1of na and cl). conclusions the phenological stages of primordium and rice had a higher nutrient demand, including for chlorine and sodium. treatments with recirculation have a higher ec than those without recirculation due to the accumulation of nutrients. treatments without recirculation showed lower ph values at the end of the cycle, while treatments 65brh-r50% and 65brh-r100% had the highest values for this variable, indicating that different proportions of materials used in the substrates have influence over the buffer capacity of the substrate when subjected to recirculation. nitrate concentrations in leachates from treatments with and without recirculation are above the values reported as dangerous to human health (45 mg l-1). 273rodríguez and flórez: changes in ec, ph and the levels of nitrate, ammonium, sodium and chlorine in the drainage solution of a crop of roses... in the days before the phonological stage known as primordium, the roses absorbed a higher proportion of ammonium compared to the other stages. the demand for nitrate increased in the days prior to harvesting of the flowering stem. the sodium and chloride concentrations in the leachates increased towards the end of the development of the flower stem cycle, so it is assumed that the charlotte rose variety would be more tolerant to salinity. acknowledgements special thanks to ministry of agriculture and rural development, the sena-agricultural biotechnology center, ceniflores-asocolflores and the faculty of agronomy at the universidad nacional de colombia, bogota; and to the sponsoring institutions for the cleaner production of carnation and roses with soilless growing systems on the plateau of bogotá where this research was developed. thanks to productos químicos andinos s.a. for donating the plastic cover and container of growth beds, and to brenntag colombia s.a. for providing the nutrient solutions. literature cited apha, american public health association. 1965. physical and chemical examination of natural and treated waters in the absence of gross pollution. pp. 31-322. in: standard methods for the examination of water and wastewater: including bottom, sediments and sludges. new york. bechmann, m. and a.f. øgaard. 2010. critical source areas of nutrient losses from agriculture in norway. acta hort. 852, 63-72. boink, a. and g. speijers. 2001. health effects of nitrates and nitrites, a review. reporthort. 563, 29-36. bustillo, r. 2011. el secreto de las rosas. in: http://manejodelasrosas. 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investigadora, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), centro de investigación tibaitatá, vía mosquera (cundinamarca). hreichel@corpoica.org.co introducción la achira (canna edulis ker.) pertenece a la familia cannaceae (aparentemente, originaria de suramérica) y se cultiva en américa latina y el caribe, australia y asia (corpoica, 2001; rodríguez et al., 2003) ante todo para extraer de sus rizomas un almidón (fácilmente digestible) que se usa en la elaboración de alimentos como panes, ponqués, pastas, etc. el cultivo de la achira y la extracción de su almidón son actividades importantes para la economía de varios departamentos colombianos (torres, 2000 ; corpoica, 2001; borray et al., 2003; torres, 2004). en el oriente de cundinamarca, la achira se cultiva en áreas de minifundio (corpoica, 2001; torres, 2004), el 80% de la producción de su cultivo se destina a la comercialización del almidón y el restante 20% se destina al autoconsumo en las fincas de esa localidad (torres, 1999; díaz et al., 2000). en el sur del huila y en los departamentos de nariño, cauca, tolima y caquetá, hay importantes cultivos de achira (díaz et al., 2000; borray et al., 2003). se estima en 1.308 t anuales la producción de almidón de achira en los departamentos de cundinamarca y huila; de los cuales el 95% es producido en cundinamarca (corpoica, 2001; barray et al., 2003). en colombia, de los rizomas de la achira se extrae un almidón que es usado para la elaboración de panes, bizcochos de achira, el pan de sagú, los bizcochuelos y otros panificados, natillas, dulces, coladas y pastas. las plantas de achira, también, son ornamentales y forrajeras (corpoica, 2001). la achira se cultiva entre los 1.600-2.200 msnm y a una temperatura promedio de 18 ̊ c, principalmente en áreas de ladera. este cultivo no presenta limitantes por plagas ni enfermedades (torres, 1999; barray et al., 2003; torres, 2004). la achira se propaga mediante semillas y como material de propagación se utilizan los rizomas laterales más jóvenes. canna spp. es una planta que puede ser infectada por agentes virales, como el canna yellow mottle virus (género badnavirus) (fauquet et al., 2005; brunt et al., 1990) y el cucumber mosaic virus (cmv, género cucumovirus). en colombia, canna edulis es infectada por el cmv (castaño et al., 1994; castaño et al., 1995; reichel et al., 1995), y por un virus baciliforme (reichel et al.,1997) aún sin caracterizar. también se han observado infecciones mixtas de partículas filamentosas similares en su morfología a partículas flexuosas de aspecto viral aisladas de achira (canna edulis ker.) afectada por clorosis en colombia flexuous virus-like particles isolated from a canna edulis ker. plant affected by chlorosis in colombia helena reichel1 agronomía colombiana 25(2), 330-332, 2007 fecha de recepción: octubre 17 de 2007. aceptado para publicación: diciembre 13 de 2007 331 especies del género potexvirus y partículas baciliformes similares a especies del género badnavirus en plantas de achira afectada por síntomas virales, procedentes del departamento de nariño (reichel, sin publicar). se observaron plantas de achira con síntomas de clorosis foliar severa, procedentes del huila. teniendo en cuenta la importancia de la achira en colombia, se determinó su posible relación con un agente viral. el presente estudio se realizó en la corporación colombiana de investigación colombiana (corpoica) en tibaitatá. materiales y métodos aislamiento se observaron síntomas de clorosis en las hojas de una planta de achira (figura 1), procedentes del departamento del huila. se utilizó un método de purificación de partículas virales (lockhart, 1997), con algunas modificaciones. se homogenizó tejido foliar con síntomas de clorosis (62 g) a 4 ˚c en una licuadora con 2,5 volúmenes de solución tampón kpo4 200 mm, ph 6,7 (el cual contenía 0,5% 2-mercaptoethanol y 0,25% na2s03). la mezcla se filtró a través de gasa; se adicionó triton x-100 para obtener una concentración final de 2,5% de triton x-100), se agitó por 90 min a temperatura ambiente, y luego se centrifugó a 10.000 rpm durante 15 min. el sobrenadante se agitó por 2 h a temperatura ambiente con 5% peg (polyethylen glycol) y luego se centrifugó a 12.000 rpm por 20 min. el precipitado se recubrió con aproximadamente 1/10 del volumen original con tampón kpo4 10 mm, ph 7,2 que contenía 0,85% nacl (bf), y luego se resuspendió y clarificó a 10.000 rpm por 10 min. la suspensión se colocó sobre 0,8 ml de un colchón de sucrosa 30% en tampón bf y se centrifugó a 40.000 rpm por 1 hora (en un rotor beckman tla 100.3). el precipitado se recubrió con aproximadamente 515 μl de tampón bf y luego de dejarlo por aproximadamente 24 h, a 4 ˚c, el precipitado se resuspendió y clarificó por centrifugación a 3.500 rpm por 10 min. tres días después, la suspensión clarificada se colocó en un gradiente de sucrosa de 10 a 40% (p/v) en tampón bf y se centrifugó a 20.000 rpm en un rotor beckman tls-55 por 90 min. el virus se recuperó del gradiente y se diluyó en un volumen final de aproximadamente 3,5 ml tampón bf. figura 1a: hoja de achira (canna edulis) con síntomas de clorosis, procedente de huila (colombia). 2007 reichel: partículas flexuosas de aspecto viral aisladas de achira... figura 1b: partículas filamentosas de ca. 600 x 10 nm observadas al microscopio electrónico (obtenidas de la purificación parcial de hojas de achira del huila). 332 agron. colomb. 25(2) 2007 microscopía electrónica se utilizó una muestra de la suspensión viral, para la tinción negativa con ácido fosfotúngstico (pta) al 2%, para su observación posterior en un microscopio electrónico de transmisión (hitachi hu-12a). resultados y discusión la hoja sintomática de achira (figura 1a) contenía partículas filamentosas con un diámetro de aproximadamente 10 nm y una longitud de 600 (figura 1b), las cuales fueron observadas al microscopio electrónico. la morfología de estas partículas aisladas de achira son similares a las descritas para especies del genero potexvirus (familia flexiviridae) (francki et al., 1985; adams et al., 2004; fauquet et al., 2005). es importante realizar la caracterización de estas partículas filamentosas, teniendo en cuenta la importancia económica de este cultivo. estudios que ayuden a determinar su clasificación taxonómica, distribución geográfica, modo de transmisión, rango de hospederos, patogenicidad, epidemiología, etc., son necesarios con el fin de tomar medidas de control adecuadas. este es el primer reporte sobre el aislamiento de partículas flexuosas de aspecto viral similares a las descritas para especies del género potexvirus, obtenidas de una planta de achira en colombia. finalmente, se recomienda hacer también hacer la caracterización del virus baciliforme que infecta plantas de achira en colombia (reichel et al., 1997), el cual probablemente se trate del canna yellow mottle virus y no del banana streak virus (reichel, sin publicar); y de las infecciones mixtas de virus baciliformes y virus filamentosos (reichel, sin publicar). teniendo en cuenta que muchos agentes virales se pueden diseminar mediante propagación vegetativa, o por contaminación mecánica, como medida de control se recomienda el uso de material de siembra certificado, libre de agentes virales. agradecimientos esta investigación fue financiada por la corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), y por margarita perea (departamento de biología, laboratorio de cultivo in vitro, universidad nacional de colombia, bogotá). la autora agradece a rosalía pérez (pontificia universidad javeriana de bogotá) y a ricardo zerda (fundación santa fe de bogotá) por su colaboración en microscopía electrónica. literatura citada adams, m.j., j. f. antoniw, m. bar-joseph, a.a. brunt, t. candresse, g.d. foster, g. p. martelli, r.g. milne y c.m. fauquet. 2004. the new plant virus family flexiviridae and assessment of molecular criteria for species demarcation. arch. virol. 149, 1045-1060. brunt, a., k. crabtree y a. gibas, 1990. viruses of tropical plants. cab international, wallingford. 154 p. castaño, m., j. arroyave, g. gálvez y f. morales. 1995. cucumovirus afectando plantaciones de banano y plátano en caicedonia (valle del cauca). ascolfi informa 21(1), 14-15. castaño, m., g.e. gálvez, j.a arroyave, a.c. velasco y f. j. morales. 1994. aislamiento de una cepa colombiana del virus del mosaico del banano. fitopatología colombiana 18, 130-134. corpoica. 2001. análisis socioeconómico y técnico de la minicadena agroindustrial de la achira. reporte técnico. corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica) y la organización de las naciones unidas para el desarrollo industrial (onudi), ministerio de agricultura y desarrollo rural de colombia, bogotá. 97 p. díaz, c.g., r.l. wilches, y u.b. ramírez. 2000. la achira, tecnología para su producción y beneficio. corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica) y programa nacional de transferencia tecnológica agropecuaria (pronatta). ibagué. 48 p. fauquet, c.m., m.a. mayo, j. maniloff, u. desselberg y l.a. ball. 2005. virus taxonomy. eighth report of the internacional commmittee on taxonomy of viruses. elsevier, academic press. 1259 p. reichel, h., j. kummert, p. lepoivre, s. belalcázar y j. narváez. 1995. ingeniería genética para la resistencia al virus del mosaico del pepino (cmv) en especies comerciales de musa spp. en colombia. revista agrocambio 2, 9-16. reichel, h., s. belalcázar, g. munera, e. arévalo y j. narváez. 1997. first report of banana streak virus infecting sugarcane and arrowroot in colombia. plant dis. 81, 552. rodríguez, g.a., h.r. garcía, j.h. camacho y f.l. arias g. 2003. el almidón de achira o sagú (canna edulis ker.). manual técnico para su elaboración. corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), programa nacional de transferencia de tecnología agropecuaria, bogotá. 33 p. torres, l.j. 2000. cosecha y extracción de sagú o achira en colombia. plegable promocional, corpoica, regional uno. torres, l.j. 1999. achira cultivo promisorio en colombia. corpoica, regional uno. sena, creced oriente de cundinamarca. produmedios, bogotá. 23 p. torres, l.j. 2004. tecnología para el cultivo de sagú o achira (canna edulis ker.). corpoica y departamento de cundinamarca. secretaría de agricultura y desarrollo rural, bogotá. 39 p. agronomia 26-2 -profe194).indd 256 agron. colomb. 26(2) 2008 protección de cultivos resumen abstract fecha de recepción: febrero 29 de 2008. aceptado para publicación: julio 10 de 2008 1 líder, área fitosanidad, cenibanano-augura, urabá (colombia). prodriguez@augura.com.co 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. dgcayons@unal.edu.co efecto de mycosphaerella fijiensis sobre la fisiología de la hoja de banano physiological effect of mycosphaerella fijiensis in banana leaves paola andrea rodríguez-gaviria1 y gerardo cayón2 agronomía colombiana 26(2), 256-265, 2008 las tasas de fotosíntesis y transpiración, la concentración de azúcares reductores y no reductores, de almidón y el contenido de clorofila fueron cuantificados en hojas de banano con y sin síntomas de sigatoka negra, enfermedad causada por el hongo mycosphaerella fijiensis morelet. las hojas enfermas presentaron alteraciones en todas las variables fisiológicas evaluadas, determinándose una pérdida notable de biomasa y de pigmentos fotosintéticos desde los estadios iniciales de infección, afectando directamente procesos fisiológicos básicos como fotosíntesis y transpiración. estos dos procesos, así como la resistencia y la actividad estomática, se alteraron en relación directa con el aumento de la severidad de la enfermedad. se observó un daño severo de las cavidades estomáticas, causado por la penetración del hongo y por la extrusión del inóculo para nuevas infecciones. también, disminuciones en las concentraciones de almidón y azúcares desde los inicios de la infección, relacionadas presumiblemente con el consumo de estos compuestos por el hongo, ya que son necesarios para su nutrición. todas las variables evaluadas se relacionan con procesos fisiológicos básicos, lo que indica que existen daños irreparables en los tejidos de la hoja que impiden el funcionamiento adecuado de la planta y que inciden directamente sobre su desarrollo y producción. a partir de los primeros estadios de la enfermedad se observan daños irreparables en los tejidos celulares; sin embargo, los mayores efectos se observan en el estadio 4, lo que indica la necesidad de un control temprano de la enfermedad. palabras clave: enfermedades de plantas, sigatoka negra, fotosíntesis, transpiración, interacción planta-patógeno. rates of photosynthesis and transpiration, and chlorophyll, sucrose, starch and reducing sugar contents were quantified in banana leaves with and without black sigatoka, a disease caused by the fungus mycosphaerella fijiensis moleret. the disease affected all physiological variables. biomass and photosynthetic pigments were affected from the earliest infection stages and this effect was related to photosynthesis and transpiration process. these two processes, as well as resistance and stomata activity, were more affected as disease severity increased. fungal penetration and release of conidia caused severe damage in the stomata structures. decreases in starch and sugar concentrations occurred from the onset of infections and were presumably related to the consumption of these compounds by the fungus during penetration. all the measured variables are related to basic physiological processes indicating severe damages in banana leaf tissues that affect plant function, growth and production. irreversible cell damages are caused at the earliest disease stages, however, the most severe effects are observed at the fourth stage. these results suggest the necessity of an early disease control for a good crop management. key words: plant diseases, black sigatoka, photosynthesis, transpiration, plant-pathogen interaction. introducción la sigatoka negra se ha constituido en la principal limitación fitosanitaria para la industria bananera y es considerada como la enfermedad foliar más importante en los países tropicales productores alrededor del mundo (balint-kurti et al., 2001; merchán, 1996; marín et al., 2003; belálcazar et al., 1991). mycosphaerella fijiensis morelet, patógeno causante de esta enfermedad, ataca las hojas produciendo un rápido deterioro del área foliar, afectando el crecimiento de la planta y su productividad al disminuir la capacidad fotosintética e induciendo la maduración prematura de los racimos (marín et al., 2003). el proceso de infección de las especies de mycosphaerella de importancia económica, como m. fijiensis, m. eumuagronomia 26-2 -profe194).indd 256 06/10/2008 19:40:40 rodríguez-gaviria y cayón. efecto de mycosphaerella fijiensis sobre la fisiología de la hoja de banano 257 cayón et al. (1995) realizaron un análisis de la relación entre estas variables morfológicas y fisiológicas y la productividad en el cultivo del plátano y encontraron que la fotosíntesis se correlacionó positivamente con la transpiración y el contenido de clorofila en cualquier estado de desarrollo de la hoja, demostrando que el proceso fotosintético está ligado funcionalmente con el de transpiración y depende de la concentración de clorofila en la lámina foliar. en trabajos posteriores, cayón (2001) determinó, en materiales de plátano con diferentes grados de resistencia a sigatoka negra, la relación entre la actividad del proceso de intercambio gaseoso con la mayor concentración de clorofila que presentan las hojas y la mejor captación de radiación fotosintéticamente activa (rfa) que realiza el dosel de la planta, encontrando que las mayores tasas de fotosíntesis y conductancia estomática correspondieron a materiales con mayores niveles de resistencia a enfermedad, correlacionadas positivamente con la concentración de clorofila, el peso foliar específico y la conductancia estomática. son evidentes los efectos fisiológicos que causan los patógenos en las plantas, pero muchos de los eventos que ocurren están poco documentados o entendidos. la información referente al tema para el patosistema m. fijiensis-banano es escasa, razón por la que este trabajo se propuso como objetivo dilucidar el efecto que causa esta enfermedad en plantas de banano sobre procesos fisiológicos como el intercambio de co2, la transpiración, el contenido de clorofila, la tasa fotosintética y el metabolismo de los carbohidratos. materiales y métodos peso fresco y seco, peso foliar específico se tomaron muestras de hojas de musa aaa cv. gran enano afectadas por el patógeno, correspondientes a cada uno de los grados de severidad de la enfermedad según la escala de stover modificada por gauhl (1989) (tabla 1); además, se tuvieron en cuenta los estadios de cada lesión según la escala de fouré (1985) (tabla 2). se seleccionó como área foliar para el trabajo a porciones de hoja de 450 cm2 tomadas en plantas al azar, en una finca comercial ubicada en el municipio de carepa (antioquia), con condiciones climáticas promedias de 26,5 °c, 2.650 mm de precipitación anual y 87% de humedad relativa. se tomaron 25 repeticiones, asegurando que cada porción correspondiera al daño de cada grado de severidad. a cada muestra se le realizó la medición del peso fresco (pf) y, después de secada a una temperatura de 60 °c durante 24 h, se midió el peso seco (ps), con el que se estimó el peso foliar específico (pfe), un indicador del grosor de la superficie foliar. el pfe se calculó mediante la relación del ps y el área foliar del sector tomado como muestra (450 cm2). con la medición de estas variables sae y m. musicola en plantas de banano y de m. tritici en trigo, es muy similar, por lo que pueden relacionarse para tratar de interpretar y determinar la importancia de la interacción planta-patógeno y sus efectos patogénicos en los hospedantes (balint-kurti et al., 2001; balint-kurti y churchill, 2004). los estudios citológicos realizados por lepoivre et al. (2002) demuestran que m. fijiensis es un parásito biotrófico en los primeros estadios, que coloniza inicialmente los espacios intercelulares sin la formación de haustorios. mediante la transformación de cepas con el gen de proteína verde fluorescente, balint-kurti et al. (2001) confirmaron el comportamiento biotrófico en los primeros estados de desarrollo para las especies de mycosphaerella relacionadas con banano; rohel et al. (2001) indicaron este mismo estado para m. graminicola en trigo. posterior a la penetración, las hifas crecen entre las células dentro del tejido, que se torna necrótico, momento en que el hongo crece saprofíticamente en el tejido muerto; por esto es clasificado con un hongo hemibiótrofo, por su compleja interacción con el hospedante (lepoivre et al., 2002; kema et al., 1996). estos patógenos presentan tubos germinativos que regularmente germinan a lo largo de las células guarda de los estomas, entrando al tejido vegetal exclusivamente por la vía estomática y colonizando los espacios intercelulares (apoplasto) entre las células del mesófilo antes de generar las primeras alteraciones citológicas del tejido. existe un período, antes de la penetración, en el que el hongo permanece en forma latente sobre la cutícula, lo que sugiere una fase de comensalismo con el hospedante antes de que comience la infección que se explicaría mediante el paso de nutrientes en pequeñas cantidades a la superficie (lepoivre et al., 2002; kema, 1996). washington et al. (1998) reportan que el sitio de infección primaria de m. fijiensis es el envés de la hoja; esto concuerda con las observaciones de otros autores, que reportan que la densidad de estomas en hojas de musáceas es mayor en el envés de la hoja y en el ápice, sitios donde el tubo de germinación del hongo tiene una mayor probabilidad de penetrar (sandoval y muller, 1999; cayón et al., 1991). los estomas intervienen en los procesos fisiológicos básicos de intercambio de gases, porque su dinámica de apertura y cierre permite regular el flujo de co2 y vapor de agua; en consecuencia, la fotosíntesis y la transpiración dependen directamente de su actividad, su resistencia y su grado de apertura. internamente existe un equilibrio acuoso reflejado por la turgencia de las células guardas y la apertura de los estomas, con efectos directos en la fotosíntesis, el metabolismo de los carbohidratos y nitrógeno y demás procesos metabólicos (sánchez-díaz y aquirreola, 2000). agronomia 26-2 -profe194).indd 257 06/10/2008 19:40:40 258 agron. colomb. 26(2) 2008 se buscó determinar el impacto de la infección del hongo en sus diferentes grados de ataque sobre la acumulación de biomasa en la hoja afectada. contenido de clorofila para la determinación de la concentración de clorofila se utilizó el método de extracción con etanol (wintermans y de mots, 1965), en discos foliares de 1,3 cm2 tomados del sector foliar correspondiente a cada estadio de la enfermedad, según la escala de fouré. la extracción de los pigmentos se realizó macerando en frío cada disco foliar en un mortero con 4 ml de una solución fría de mgco3 (0,5 g l-1) en etanol al 98%. el extracto se transfirió a un tubo y se lavó el mortero con 4 ml de la misma solución de etanol para completar un volumen final de 8 ml. la separación del extracto se hizo por centrifugación a 3.000 g durante 5 min. al extracto etanólico obtenido se le leyó la absorbancia (a) a 645 y 663 nm en un espectrofotómetro genesys 2. a partir de estos datos, se calcularon las concentraciones de clorofila a (cla), clorofila b (clb) y clorofila total (clt), con base en las siguientes ecuaciones: cla = [(12,7 (a663) 2,69 (a645)) ps) clb = [(22,8 (a645) 4,48 (a663)) ps) clt = [(20,2 (a645) 8,02 (a663)) ps), donde ps corresponde al peso seco del disco foliar. fotosíntesis y transpiración para la determinación de las tasas de fotosíntesis y transpiración, se tomaron 10 lecturas en sectores de las hojas con cada grado de severidad de la enfermedad, según la escala de stover modificada por gauhl, entre 7:00 am y 2:00 pm bajo condiciones de exposición solar plena, con el sistema portátil de fotosíntesis li-6200 (li-cor, nebraska). almidón y azúcares la concentración de almidón se midió por el método de hidrólisis enzimática y la de azúcares, por el método de antrona, en los laboratorios del centro internacional de agricultura tropical (ciat), en palmira (colombia). se tomaron porciones de las hojas afectadas para cada estadio de la enfermedad, se secaron en horno a 60 °c y se enviaron al laboratorio para su evaluación. densidad de estomas para determinar la actividad de los estomas en cada estadio de infección, se tomaron porciones de 2 cm2 de tejido afectado y se dejaron por 24 h en una solución de hipoclorito de sodio al 3,5%. se montaron en placas de vidrio para determinar al microscopio el número de estomas y su grado de daño. se cuantificó la cantidad de estomas por milímetro cuadrado de lámina foliar, para determinar el porcentaje de estomas afectados por efectos del patógeno. a todas las variables medidas se les realizó un análisis de varianza, usando el procedimiento glm; además del análisis de regresión con el programa sas. para la comparación de medias se utilizó la prueba de tukey (p<0,01). tabla 2. escala de fouré (1985) para estadios de la sigatoka negra en musa sp. estadio descripción 1 pequeñas decoloraciones menores de 1 mm de longitud, de color blanco-amarillento, visibles sólo en el envés de la hoja. no son visibles a contraluz 2 estrías de 2-3 mm de longitud de color café rojizo, visibles en haz y envés 3 la estría aumenta su grosor y longitud, se mantiene de color café rojizo 4 manchas ovales de color café en el envés y negro en el haz 5 manchas negras rodeadas de un halo amarillento y centro semihundido 6 manchas con centro hundido de color blanco grisáceo tabla 1. escala de stover modificada por gauhl (1989) para grados de severidad de sigatoka negra en musa sp. grado de severidad descripción de la severidad 0 sin síntomas 1 <1% de área foliar afectada y/o hasta 10 estrías 2 1-5% de área foliar afectada 3 6-15% de área foliar afectada 4 16-33% de área foliar afectada 5 34-50% de área foliar afectada 6 >50% de área foliar afectada agronomia 26-2 -profe194).indd 258 06/10/2008 19:40:41 rodríguez-gaviria y cayón. efecto de mycosphaerella fijiensis sobre la fisiología de la hoja de banano 259 resultados y discusión peso fresco hoja (pf) la variable pf permite describir la pérdida de biomasa causada por la enfermedad, al comparar tejidos con grados crecientes de severidad (fi gura 1). el mayor valor de pf lo presentaron las hojas sanas, que expresan todo su potencial fi siológico y productivo. los pf de los grados 1, 2 y 3 no fueron signifi cativamente diferentes entre sí, pero sí con los de las hojas sanas, observándose que las lesiones de la enfermedad, aun en estadios correspondientes a pizcas y a lesiones pequeñas, inducen la reducción del peso fresco de la hoja, posiblemente como consecuencia de la pérdida de humedad por muerte celular. a partir del grado 3 se observó una diferencia notoria en la disminución del pf causado por la enfermedad, siendo a partir de este grado donde comienzan a observarse diferencias estadísticas signifi cativas del efecto de las lesiones. los grados 4, 5 y 6 difi eren estadísticamente entre sí y con los menores grados de la enfermedad, observándose que a partir de estos estadios el hongo genera graves desordenes fi siológicos en la planta. peso seco hoja (ps) el peso seco de la hoja aumentó con el grado de severidad de la enfermedad (fi gura 1). esta biomasa del tejido foliar en el grado de mayor severidad es atribuible al peso del hongo con sus estructuras reproductivas que se encuentra en los tejidos de la hoja afectada por la enfermedad. entre los grados 1 y 5 de severidad no se observaron diferencias respecto a esta variable, pero se encontró diferencia estadística signifi cativa al comparar el grado 0 con los grados 2, 4, 5 y 6. el grado 6 presentó el mayor peso seco, diferenciándose signifi cativamente de todos los demás grados de severidad de la enfermedad. peso foliar específico (pfe) una forma de estimar la fotosíntesis de la planta es mediante la determinación del peso foliar específi co de la hoja. esta variable, indicadora de la producción de materia seca por unidad de superfi cie foliar, tuvo el mismo comportamiento del peso seco de la hoja, presentando un aumento en su valor conforme aumentó el grado de severidad de la enfermedad (fi gura 1). se presentaron diferencias estadísticas signifi cativas entre los tratamientos, con diferencias marcadas respecto a la hoja sana a partir del estadio 4. en parte, el comportamiento de esta variable se atribuye al aporte de la biomasa del hongo dentro del tejido vegetal, antes que a alguna acumulación de materia seca estimulada por la enfermedad. como el pfe puede relacionarse con el grosor de la hoja, debido al número de capas de células en empalizada y tamaño de ésta (marini y sowers, 1990), es posible que, a medida que la sigatoka avanza, el grosor del mesófi lo también aumente a causa de las estructuras presentes del patógeno. las diferencias observadas en el pfe también podrían deberse a diferencias estructurales anatómicas y morfológicas inducidas en el tejido por la acción del hongo al colonizar los tejidos de empalizada del mesófi lo foliar, lo que trae como consecuencia el incremento de la biomasa de la hoja, como se observa en el estadio 6 de la enfermedad. contenido de clorofila la fi gura 2 presenta el contenido de clorofi la total de la hoja, expresado en miligramos por centímetro cuadrado figura 1. efecto de la severidad del ataque de la sigatoka negra sobre las hojas de musa aaa, cv. gran enano, en: a) peso fresco, b) peso seco y c) peso foliar específico. letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0,01). agronomia 26-2 -profe194).indd 259 06/10/2008 19:40:41 260 agron. colomb. 26(2) 2008 de hoja y miligramos por gramo de peso seco de la hoja; se observa que ambos disminuyeron considerablemente con el aumento del grado de severidad de la enfermedad. las hojas sanas presentaron diferencias estadísticas signifi cativas con las hojas enfermas en cualquier grado de severidad de la enfermedad (fi gura 1); el contenido de la clorofi la total se redujo en 50% cuando la severidad alcanzó el grado 2 (menos de 5% del área foliar afectada) y tuvo valores inferiores a cero cuando la severidad superó 50% del área foliar afectada, lo que evidencia el efecto directo del patógeno en el contenido de clorofi la de la hoja desde los primeros síntomas de la enfermedad. la reducción en la concentración de clorofi la observada desde las primeras horas de inoculación y coincidente con los primeros estadios de las lesiones, se puede explicar por el detrimento en la forma y ubicación de los cloroplastos dentro de la célula, los cuales se condensan y, junto con el núcleo, se relocalizan hacia la pared celular antes de colapsar (kema et al., 1996; hoyos et al., 2006). hoyos et al. (2006) reportan además otro cambio en la ultraestructura celular de la planta, relacionado con la degradación de las células del mesófi lo y de los espacios aéreos intercelulares, cuyos daños en el tejido se vinculan directamente con los procesos de transpiración y fotosíntesis. aunque la pérdida de clorofi la es un síntoma típico observado durante la senescencia foliar, su desaparición es más lenta que la de otros componentes fotosintéticos (friedrich y huff aker, 1980; holloway et al., 1983; kurahotta et al., 1987; makino et al., 1983). fotosíntesis la tasa de fotosíntesis de la hoja disminuyó al aumentar el grado de severidad de la enfermedad (fi gura 3), y se encontraron diferencias signifi cativas entre las hojas sanas y las hojas enfermas con cualquier grado de severidad, siguiendo el mismo comportamiento descrito para el contenido de clorofi la en las hojas. hubo diferencias signifi cativas en la tasa de fotosíntesis entre las hojas sanas y las hojas enfermas con cualquier grado de severidad; los grados 2 y 3 no mostraron diferencias entre sí, y el grado 4 tuvo una disminución de la tasa fotosintética cercana a 30%. a partir del grado 5 se determinaron valores cercanos a cero y valores negativos, indicando que no existe actividad fotosintética alguna por el grado de daño del tejido fotosintético. estos resultados coinciden con los reportados por hidalgo et al. (2006) en plántulas de banano inoculadas bajo condiciones de invernadero y confi rman la necesidad de realizar un control temprano de la enfermedad para evitar que las plantas sufran los procesos de senescencia causados por el hongo. en clones de plátano, cayón et al. (1991) reportaron que la tasa máxima de fotosíntesis está correlacionada con el contenido de clorofi la en las hojas, que limita el proceso fotoquímico. la tasa de fotosíntesis debe ser proporcional a la concentración de clorofi la en las hojas y disminuye cuando la concentración se encuentra por debajo de los niveles óptimos para el proceso (cayón et al., 2001). la sigatoka negra induce y acelera la senescencia de las hojas afectadas por reducir drásticamente la tasa fotosintética, lo que supone que se afecta la actividad de las enzimas fotosintéticas. estudios realizados para aclarar el mecanismo de reducción de la fotosíntesis durante la senescencia de las hojas indican que este fenómeno se debe a cambios en la concentración y cinética de la enzima rubisco (evans, 1986; makino et al., 1985). la actividad de la cadena de transporte de electrones, correlacionada positivamente con la fotosíntesis, también disminuye durante la senescencia foliar, demostrando que la reducción de la fotosíntesis es causada, principalmente, por la degradación funcional del los sistemas fotosintéticos (camp et al., 1982; holloway et al., 1983; kura-hotta et al., 1987). transpiración, resistencia estomática la tasa de transpiración disminuyó con el incremento de la severidad de la enfermedad, siendo más drástica la reducción en los estadios 4, 5 y 6. las hojas sanas no presentaron diferencias estadísticas signifi cativas con las hojas enferfigura 2. contenido de clorofila total en hojas de musa aaa, cv. gran enano, con diferentes grados de severidad de sigatoka negra. letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0,01). figura 3. tasa de fotosíntesis en hojas de musa aaa, cv. gran enano, con diferentes grados de severidad de sigatoka negra. letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0,01). agronomia 26-2 -profe194).indd 260 06/10/2008 19:40:43 rodríguez-gaviria y cayón. efecto de mycosphaerella fijiensis sobre la fisiología de la hoja de banano 261 mas en los tres grados más bajos de severidad. las tasas máximas y mínimas de transpiración las presentaron los grados 2 y 6, respectivamente, con diferencias estadísticas signifi cativas (fi gura 4). esto concuerda con los resultados encontrados por hidalgo et al. (2006) en plántulas de banano bajo condiciones de invernadero, que indican que la tasa de transpiración disminuye conforme aumenta el porcentaje de área foliar afectada por la sigatoka negra. la resistencia estomática aumentó con la severidad de la enfermedad, sin presentarse diferencias signifi cativas entre los primeros tres grados evaluados. a partir del grado 4 hubo un aumento de cuatro veces el valor de la resistencia estomática, con diferencia signifi cativa frente a los anteriores grados de la enfermedad; en el grado 5 se determinó el mayor valor, pasando en el estadio 6 a un valor muy similar al de los primeros estadios. este cambio en la resistencia estomática se debe al bloqueo de las cavidades estomáticas por el hongo, primero al penetrar en el tejido al inicio del proceso de infección y, posteriormente, al llenarlas con sus estructuras de reproducción. este bloqueo de las cavidades estomáticas afecta también la regulación de la pérdida de agua y la toma de co2 y, por lo tanto, el adecuado proceso de fotosíntesis (taiz y zeiger, 2002). estos resultados permiten proponer una relación directa entre la actividad y resistencia estomática y los procesos de transpiración y fotosíntesis, los cuales se comprometen en el desarrollo de la enfermedad en las hojas. belalcázar et al. (1991) reportan que la penetración mecánica por el estoma por parte del hongo compromete el proceso de la fotosíntesis al reducir la conductividad estomática. la transpiración está controlada por la apertura de los estomas y es el factor dominante en las relaciones hídricas de la planta. los cambios en la resistencia y apertura estomática son importantes para la regulación del agua en la planta, controlando la tasa de toma de co2 para su fi jación durante el proceso de fotosíntesis (taiz y zeiger, 2002; th omas y turner, 1998; brun, 1961). la disminución del contenido hídrico reduce el coefi ciente de fotosíntesis y la tasa de respiración, presentándose una reacción en cadena de pérdida de turgencia, cese del ensanchamiento celular, reducción de la fotosíntesis e interferencia con el metabolismo, causando la desorganización del protoplasma y la muerte celular (kramer, 1989). con los resultados obtenidos, se demuestra que todos estos aspectos fi siológicos son afectados por la infección de la sigatoka negra en las plantas de banano. apertura de los estomas la actividad de los estomas (fi guras 5 y 6) se afectó con el aumento en el daño en las hojas por causa de la enfermedad. en los primeros estadios, aunque no hay diferencias signifi cativas, se observó una disminución en la densidad de estomas abiertos por milímetro cuadrado, siendo a partir del grado 4 donde se observó una reducción de hasta 75% de la apertura estomática; en el grado 5 sólo 13% de los estomas permanecieron abiertos, mientras que en el mayor grado de severidad (6) no se observaron cavidades estomáticas en la hoja. entre estos dos últimos grados de severidad no se presentaron diferencias signifi cativas en los estomas abiertos que presenta el tejido de la hoja de banano. estos resultados se relacionan con las observaciones de hoyos et al. (2006), quienes indican que los peritecios observados en el tejido necrosado por la enfermedad corresponden a aquéllos que emergen por los estomas y por donde se liberan las ascosporas. los estudios histológicos indican daños en el tejido foliar y en los estomas desde el primer estadio de la enfermedad, en el que se reporta la degradación de las células subsidiarias del estoma; estos daños continúan y se acentúan en los siguientes estadios de desarrollo del patógeno, en los que se observa un deterioro total de la cavidad estomática (hoyos figura 4. transpiración y resistencia estomática en hojas de musa aaa, cv. gran enano, según la severidad de sigatoka negra. letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0,01). figura 5. estomas abiertos en hojas de musa aaa, cv. gran enano, con diferentes grados de severidad de sigatoka negra. letras distintas indican diferencia estadística significativa (p<0,01). agronomia 26-2 -profe194).indd 261 06/10/2008 19:40:44 262 agron. colomb. 26(2) 2008 et al., 2006; kema et al., 1996). estos eventos de patogénesis los observaron hoyos et al. (2006) bajo condiciones de urabá (colombia) y explican el comportamiento de las variables fi siológicas medidas (fi gura 7). almidón y azúcares los porcentajes de azúcares y almidón encontrados en los diferentes grados de severidad de la enfermedad se presentan en la tabla 3, en la que se observa que el patógeno alteró el metabolismo de los carbohidratos, ya que se encontró una menor cantidad de azúcares y almidón en los grados 5 y 6 de severidad de la enfermedad. el porcentaje de almidón es igual para la hoja sana y en los tres primeros estadios de la enfermedad y presenta una reducción a partir del grado 4 de severidad, con un valor igual al de los estadios 5 y 6. el mayor valor en contenido de azúcares totales, reductores y no reductores, lo presentan las hojas sanas, y a partir de la presencia del patógeno en la hoja se observan cambios en estas fuentes de carbohidratos, siendo notable la reducción de los azúcares como consecuencia de la acción del hongo en los tejidos foliares. la menor concentración de azúcares no reductores en la hoja se relaciona con la menor cantidad de fotoasimilados en el fl oema, principalmente de sacarosa, cuya síntesis en la hoja y translocación posterior están afectadas por acción del hongo. todos los azúcares que se transportan en el fl oema son azúcares no reductores, principalmente sacarosa, mientras que los azúcares reductores, incluyendo glucosa y fructosa, no se translocan por el fl oema y se encuentran en cantidades traza, ocasionalmente en exudados del fl oema, como productos de la hidrólisis de la sacarosa (salisbury y ross, 1985). rohel et al. (2001) realizaron estudios con el hongo m. graminicola transformado con el gen de proteína fl uorescente verde para explorar el metabolismo de los carbohidratos en el proceso de infección en plantas de trigo. estos autores reportan el consumo por parte del hongo de fuentes de carbono (glucosa, sacarosa, galactosa y maltosa), incluso antes de la penetración y durante los diferentes estados del proceso de infección hasta la formación de nuevas estructuras. el consumo de fuentes de carbono antes de la penetración se relaciona con carbohidratos solubles usualmente presentes en la superfi cie de la hoja en pequeñas cantidades (nanogramos por centímetro cuadrado) y se incrementa como resultado de la condensación de citoplasma y el aumento en la síntesis de proteínas por presencia de hifas en proceso de penetración. kema et al. (1996) indican que los cloroplastos contienen gránulos de almidón identifi cables, que parecen ser liberados justo antes del colapso y muy posiblemente estén funcionando como fuente de alimentación para el patógeno durante la infección de la sigatoka en hojas de banano. estos resultados sugieren que los cambios en los contenidos de carbohidratos en las hojas afectadas por la enfermedad pueden ser explicados, en parte, por la disminución en la fotosíntesis, variable que se correlacionó signifi cativamente con el desarrollo de la enfermedad, y por la alteración del metabolismo de los carbohidratos inducida por el hongo. el impacto directo del patógeno sobre la fi siología de la planta es evidente; la alteración de los tejidos y el funcionamiento de los organelos de las hojas generan la desregulación de las variables fi siológicas figura 6. daños en los estomas de hojas de musa aaa, cv. gran enano, afectadas por sigatoka negra. a) daño de la cavidad estomática, pérdida de forma; queda completamente abierta. b) taponamiento de la cavidad estomática con estructuras del hongo, a partir del grado 4 de severidad. fotografías tomadas de hoyos et al., 2006. a. b. agronomia 26-2 -profe194).indd 262 06/10/2008 19:40:45 rodríguez-gaviria y cayón. efecto de mycosphaerella fijiensis sobre la fisiología de la hoja de banano 263 a. b. c. d. c. d. figura 7. microscopía electrónica de barrido donde se compara: a) estoma sano y b-c) estomas afectados por m. fijiensis en hojas musa aaa, cv. gran enano. se observan estructuras del hongo emergiendo de los estomas. fotografías tomadas de hoyos et al., 2006. tabla 3. relación del contenido de almidón, azúcares totales y reductores con el grado de severidad de sigatoka negra en hojas de musa aaa, cv. gran enano. grado almidón (%) azúcares totales (%) azúcares reductores (%) azúcares no reductores (%) 0 4 2,67 1,30 1,37 1 4 1,65 1,07 0,58 2 4 1,58 1,26 0,32 3 4 2,08 1,89 0,19 4 3 2,40 1,83 0,57 5 3 1,07 1,01 0,06 6 3 1,15 0,89 0,26 agronomia 26-2 -profe194).indd 263 06/10/2008 19:40:46 264 agron. colomb. 26(2) 2008 básicas, cuyos daños son irreversibles y aumentan conforme lo hace la infección. literatura citada balint-kurti, p., g. may y a. churchill. 2001. development of a transformation system for mycosphaerella pathogens of banana: a tool for the study of host/pathogen interactions. fems microbiol. letters 195, 9-15. balint-kurti, p. y a. churchill. 2004. towards a molecular understanding of mycosphaerella/banana interactions. pp.147-160. en: s. mohan jain y r. swennen (eds.). banana improvement. agricultural research service, usda, usa. 392 p. belalcázar, s., v.m. merchán y m. mayorga. 1991. plagas y enfermedades del plátano. pp. 7-61. en: ica. boletín de sanidad vegetal, 4. produmedios, bogotá. brun, w. 1961. photosynthesis and transpiration of banana leaves as affected by severing the vascular system. plant physiol. 36, 577-580. camp p.j., s.c. huber, j.j burke y d.e. moreland. 1982. biochemical changes that occur during senescence of wheat leaves. i. basis for the reduction of photosynthesis. plant physiol. 70, 1641-1646. cayón, d.g., j.e lozada y s. belalcázar. 1995. contribución fisiológica de las hojas funcionales del plátano (musa aab simmonds) durante el llenado del racimo. pp. 725-739. en: morales, v. 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porcentaje de cobertura de las especies arvenses fue mayor para las plantas de la clase magnoliopsidae, que presentó el mayor número de especies identificadas, con un total de 20, frente a 4 especies de la familia poaceae y 1 de la cyperaceae. no hubo diferencias significativas en los rendimientos para el cultivo sin arvenses durante 30, 45 y 60 días. las diferencias en número de granos y peso de las vainas no fueron significativas entre tratamientos, pero los pesos de los granos frescos y secos sí fueron significativos. competition is one of the types of interference that frequently occurs in agricultural systems; however, there are few documents related to the pea crop in colombia. in order to assess the effect of weed competition in pea crop the pea seeds, santa isabel variety, were used under a tutoring system and with a density of 133.333 plants/ha in a randomized blocks design with six weed free periods. we determined percentage of weed coverage through botanical categories and variable crop yield of peas under weed free periods. the percentage of weed species coverage was higher for plants in class magnoliopsidae, which had the highest number of species identified, with a total of 20, compared with 4 species of the family poaceae and 1 of cyperaceae. there was no significant difference in crop yields without weeds for 30, 45 and 60 days. the differences in the number of grains and weight of pods were not significant between treatments, but the weights of fresh and dried grains were significant. key words: weeds, interference, santa isabel, yield components, espalier. palabras clave: malezas, interferencia, santa isabel, componentes de rendimiento, tutorado. fecha de recepción: 20 de octubre de 2007. aceptado para publicación: 5 de noviembre de 2008 1 profesora auxiliar, departamento de fitotecnia, facultad de ciencias agropecuarias, universidad de caldas, manizales (colombia). carolina.zamorano@ucaldas.edu.co 2 ingenieros agrónomos, universidad de cundinamarca, fusagasugá (colombia). holmanlopez@gmail.com; leonelalzate@yahoo.com agronomía colombiana 26(3), 443-450, 2008 evaluación de la competencia de arvenses en el cultivo de arveja (pisum sativum) en fusagasugá, cundinamarca (colombia) evaluation of weed competition on green pea crop (pisum sativum) in fusagasugá, cundinamarca (colombia) carolina zamorano1, holman lópez2 y gustavo alzate2 introducción el cultivo de arveja en colombia ha sido por varios años el regulador de la economía de pequeños y medianos productores de zonas andinas, y su producción se concentra en cundinamarca, boyacá, nariño y tolima (buitrago et al., 2006). actualmente la variedad más sembrada es la santa isabel, variedad indeterminada, adaptada a altitudes entre 2.200 y 3.000 metros, se cosecha entre 115 y 145 días en verde y hasta 160 días en seco, sus rendimientos fluctúan entre 900 y 1.200 kg∙ha-1 (sánchez y mosquera, 2006; buitrago et al., 2006). la competencia es un tipo de relación entre plantas en el que hay reducción de un factor esencial para el crecimiento y los rendimientos de los cultivos resultan afectados (radosevich et al., 1997). en el estudio de la competencia de las arvenses con los cultivos se relaciona el efecto de la presencia de las arvenses sobre el rendimiento, y varios estudios han determinado a partir de ellos los periodos óptimos de control (cousens, 1991). en general, se recomienda que los cultivos semestrales permanezcan libres de competencia durante el primer tercio de su ciclo de vida (ciat, 1989). la competencia entre plantas varía según las especies involucradas y las condiciones ambientales y debido a esto las plantas pueden responder al fenómeno de competencia con el incremento de la mortalidad y en el tamaño o capacidad reproductora individual (zimdahl, 444 agron. colomb. 26(3) 2008 1979); en contraste, sattin y berti (2004) mencionan que el impacto de la competencia sobre el rendimiento depende más de las características del cultivo, como altura y cobertura, que de la mezcla de arvenses acompañantes. froud-williams et al. (1983) afirman que las poblaciones de arvenses pueden cambiar dependiendo del sistema de cultivo empleado, así como también del sistema de labranza, mínimo, convencional o cero, encontrándose más fácil asociación de especies arvenses de la familia poaceae en suelos sin actividad agrícola que especies de la clase magnoliopsidae. en el cultivo de arveja se utilizan el sistema de siembra en surco y con tutorado; este último es el que se asocia con mayores rendimientos puesto que permite un mejor manejo de arvenses y enfermedades, no tiene limitaciones con los periodos de lluvia e incrementa los rendimientos (buitrago et al., 2006; sañudo et al., 1999). igualmente el tipo de material, determinado e indeterminado, decide variaciones en los sistemas de producción dado que los materiales indeterminados se consideran más rústicos, con porte alto y periodo vegetativo más largo mientras que los determinados, arbustivos, son materiales exigentes en la preparación del suelo y en las condiciones de precipitación (gonzález y ligarreto, 2006). buitrago et al. (2006) refieren que en los primeros estados de desarrollo es conveniente que el cultivo de arveja esté libre de arvenses y recomiendan hacer la primera deshierba entre 10 y 15 días después de la emergencia. con el propósito de evaluar el impacto de la competencia de las arvenses en el cultivo de arveja (pisum sativum var. santa isabel), se planteó: i) identificar y caracterizar la comunidad arvense asociada al cultivo de la arveja en fusagasugá, cundinamarca; ii) relacionar la cobertura de las arvenses con la altura y el rendimiento de las plantas de arveja, y iii) establecer la relación entre los periodos de enmalezamiento y los componentes de producción del cultivo de arveja. materiales y métodos el proyecto se desarrolló en el segundo semestre de 2004, en el centro de estudios para la conservación integral de la ladera (cecil), localizado en la vereda usatama del municipio de fusagasugá, cundinamarca, con una altitud de 1.728 m, temperatura promedio de 19,8 °c y precipitación media anual de 1.224 mm. se utilizaron semillas de la variedad santa isabel, con distancias de siembra de 1 m entre surcos y 0,30 m entre plantas, 4 semillas por sitio, para una densidad de 133.333 semillas/ha. se aplicó una dosis de 150 kg∙ha-1 de un fertilizante 10-30-10 al momento de la siembra. para el manejo preventivo del mildeo polvoso se aplicaron productos a base de azufre. el sistema de tutorado se estableció 30 días después de la siembra. para la identificación y caracterización de la flora arvense asociada al cultivo se colectaron arvenses por medio de un cuadro de 0,25 m2 (0,50 x 0,50 m) que se lanzó al azar hasta alcanzar el área mínima representativa. posteriormente se procedió a la identificación por medio de comparaciones fenotípicas en herbario, manuales de identificación y claves dicotómicas. para relacionar la cobertura de las arvenses con el rendimiento del cultivo de arveja, así como para evaluar el impacto de las frecuencias de deshierbe sobre los componentes del rendimiento del cultivo, se estableció un ensayo mediante un diseño de bloques completos al azar (4) con seis frecuencias de deshierbe (tratamiento). a cada tratamiento le correspondió una parcela con 60 plantas y un área total de 19,2 m2 (6,0 m x 3,2 m). las deshierbas se realizaron mecánicamente por medio de azadón y dependiendo del tratamiento las parcelas se mantuvieron libres de arvenses durante 0, 8, 15, 30, 45 y 60 días; a los 60 días se finalizaron las deshierbas porque las plantas se encontraban ya en proceso de maduración de la vaina. las plantas útiles para las evaluaciones de rendimiento y componentes del rendimiento se ubicaron en el surco central y los dos surcos a cada lado se tomaron como bordes. se evaluaron 8 plantas (40% de la población) del surco central marcadas al azar desde el inicio del ensayo. la cobertura de las arvenses se registró 8 días después de cada deshierba por medio de cuadros de 0,50 x 0,50 cm que se situaron en los surcos de cada parcela, para un total de 4 cuadros por parcela (1 m2 = 5,2% del área); mediante una evaluación cualitativa se determinó el área total ocupada por las arvenses y se discriminó en tres grupos: magnoliopsidae, poaceae y cyperaceae. esta variable se determinó con la siguiente frecuencia: primera = 8 días después de siembra (dds); segunda = 23 dds; tercera = 38 dds; cuarta = 53 dds; quinta = 68 dds. la altura de planta se determinó en los surcos internos de cada parcela sobre las plantas marcadas al azar desde el inicio del ensayo. el rendimiento por planta se determinó a los 68 días después de siembra utilizando el peso total de los granos secos por planta, y se relacionó con el área correspondiente a una hectárea. 4452008 zamorano, lópez y alzate: evaluación de la competencia de arvenses en el cultivo de arveja... los componentes del rendimiento determinados fueron: número de vainas por planta: se registraron los datos obtenidos de las ocho plantas seleccionadas al azar por parcela previamente marcadas y se asumieron como vainas verdaderas las que presentaran dos o más granos formados; número de granos por vaina: los datos obtenidos de las ocho plantas seleccionadas al azar se asumieron bajo el mismo parámetro de desarrollo ya descrito; peso total de las vainas por planta: se registraron los datos del número total de vainas de la planta, posteriormente se procedió a pesar en balanza electrónica; peso de granos en verde (pgv): se registraron los datos del número total de granos por planta, y se pesaron en balanza electrónica; peso de los granos en seco (pgs): se secaron con aire dentro del laboratorio durante 6 días y luego se pesaron en balanza electrónica. todos los datos se analizaron con el programa estadístico sas®, mediante análisis de varianza y la prueba de separación de medias de duncan con un α = 0,05. resultados y discusión arvenses asociadas al cultivo de arveja la comunidad de arvenses se conformó por 25 especies pertenecientes a 18 familias (tabla 1). las arvenses agrupadas como magnoliopsidae representaron un 80% de la composición total, con 16 familias y 20 especies, siendo la familia asteraceae la de mayor participación con el 20%. la familia poaceae contribuyó con el 16% (4 especies) y la cyperaceae, a diferencia de los grupos anteriores, únicamente reportó una especie, que representa el 4% del total de la comunidad vegetal. estupiñán y fandiño (1986), dentro de las especies más comunes en el cultivo de arveja, no reportaron arvenses de la familia asteraceae, pero sí encontraron mayor cantidad de especies de la clase magnoliopsidae (13), frente a 6 especies de la familia poaceae; la relación de estos dos grupos de arvenses coincide con lo reportado por froudtabla 1. arvenses asociadas al cultivo de arveja en fusagasugá, cundinamarca. clase familia nombre científico ciclo de vida magnoliópside asteraceae emilia sonchifolia anual ageratum conyzoides anual galinsoga parviflora anual siegesbeckia jorullensis anual convolvulaceae ipomoea tiliacea anual commelinaceae commelina difusa anual portulacaceae portulaca oleracea anual amaranthaceae amaranthus dubius anual oxalidaceae oxalis corniculata anual polygonaceae polygonum hydropiperoides anual mimosaceae mimosa pudica perenne fabaceae trifolium repens perenne plantaginaceae plantago major perenne caryophyllaceae drymaria cordata anual umbelliferae spananthes paniculata anual lamiaceae stachis micheliana anual lythraceae cuphea micrantha anual brassicaceae brassica alba anual capsella bursa-pastoris anual euphorbiaceae euphorbia hirta anual liliópside poaceae panicum zizanoides anual eleusine indica anual setaria geniculata perenne axonopus sp. anual cyperaceae cyperus ferax perenne 446 agron. colomb. 26(3) 2008 williams et al. (1983) quienes mencionan que la familia poaceae es mucho más numerosa en campos no cultivados o con poco laboreo. la comunidad de arvenses, en general, se conformó por especies de ciclo anual con características de rápida diseminación por su alta producción de semillas. algunas se reproducen vegetativamente, mecanismo de propagación de gran importancia al momento de poblar y competir en un terreno; se observó que el control de arvenses de reproducción vegetativa fue menos eficiente con respecto a las plantas de reproducción sexual, teniendo en cuenta que el control utilizado en este ensayo fue de desyerbas mecánicas. cobertura de las arvenses y rendimiento del cultivo la cobertura de las arvenses disminuyó con relación al incremento en el número de deshierbas que se realizaron, tendencia que se espera puesto que a mayor número de deshierbas debe lograrse menor cobertura de las arvenses y menor competencia con las plantas de arveja (tabla 2). la misma tendencia se observó para la cobertura de la familia poaceae en las parcelas con menos días libres de arvenses (0, 8 y 15), y conserva una menor participación en la composición de la flora arvense asociada que concuerda con lo afirmado por froud-williams et al. (1983) que relacionaron especies anuales de la familia poaceae con campos menos intervenidos; en el caso de magnoliopsidae refieren que tabla 2. dinámica de la cobertura de las arvenses en el cultivo de arveja en fusagasugá, cundinamarca, durante el segundo semestre de 2004. días después de siembra periodo libre de arvenses (días) cobertura de arvenses (%) general poaceae cyperaceae magnoliopsidae 8 0 10 36 6 59 23 0 40 26 6 68 38 0 54 44 5 51 53 0 73 17 1 82 68 0 84 27 6 67 8 8 0 0 0 0 23 8 25 25 8 67 38 8 34 41 1 58 53 8 51 31 6 63 68 8 64 29 5 66 8 15 0 0 0 0 23 15 0 0 0 0 38 15 21 30 0 70 53 15 39 32 5 63 68 15 56 28 6 66 8 30 0 0 0 0 23 30 0 0 0 0 38 30 0 0 0 0 53 30 10 51 1 48 68 30 28 40 6 54 8 45 0 0 0 0 23 45 0 0 0 0 38 45 0 0 0 0 53 45 0 0 0 0 68 45 14 43 9 48 8 60 0 0 0 0 23 60 0 0 0 0 38 60 0 0 0 0 53 60 0 0 0 0 68 60 10 44 10 46 4472008 zamorano, lópez y alzate: evaluación de la competencia de arvenses en el cultivo de arveja... sánchez y mosquera (2006) mencionan rendimientos de hasta 1.200 kg.ha-1, con periodos de cosecha en verde entre 115 y 145 días; en este estudio los rendimientos fluctuaron entre 560 y 900 kg.ha-1 pero el periodo de cosecha en verde fue de 68 días, tiempo mucho más corto comparado con los reportes; esto se debió a que si bien la variedad santa isabel es la más cultivada en las regiones productoras de colombia, su rango de adaptación está por encima de los 2.000 msnm; sin embargo con un tiempo a cosecha en verde que corresponde a casi la mitad del reportado para mayores altitudes, la tasa de retorno de la inversión favorecería la economía del pequeño y mediano agricultor que se dedica al cultivo de arveja. el tratamiento con 60 días libres de arvenses alcanzó el valor más alto de rendimiento (898,54 kg.ha-1) aunque no hubo diferencias significativas con respecto a los tratamientos con 60 y 45 días libres de arvenses, ya que todos coincidieron en que el cultivo estuvo limpio en el primer tercio del ciclo de la planta, considerado el más importante para la formación del rendimiento; según zimdahl (1980) son pocas las arvenses que no afectan el rendimiento de los cultivos pero también existe población de arvenses que pueden ser toleradas por los cultivos sin disminuir significativamente los rendimientos. buitrago et al. (2006) mencionan que la primera deshierba en el cultivo de arveja debe hacerse 20 días después de la emergencia, que correspondería a permitir arvenses durante los primeros 20 días; sin embargo, según los resultados de este estudio los rendimientos sí se afectan si se permiten las arvenses durante los primeros días, ya que con periodos libres de arvenses de 8 y 15 días el cultivo tuvo rendimientos menores y las diferencias se observan a partir de tener el cultivo libre durante los primeros 30 días; los mismos autores señalan que en algunas regiones la reducción de la mano de obra en el manejo de arvenses y establecimiento de sistemas de tutorado lleva a que los agricultores pierdan rendimiento pero se reducen significativamente los costos del cultivo. en el cultivo de fríjol (phaseolus vulgaris l.) la época crítica de competencia se encuentra en los primeros 30 días después de la emergencia, y las pérdidas debidas a la competencia en el cultivo pueden ser hasta de 51,1% (kohashi-shibata, 1990), periodo que coincide con el reportado por el ciat (1989) con respecto a los días después de emergencia en que cultivos como el fríjol deben permanecer libres de arvenses. como se mencionó anteriormente, mantener el cultivo libre de arvenses durante el primer mes fue lo que permitió los mayores rendimientos los resultados no han sido consistentes para este grupo, sin embargo la cobertura de esta clase de arvenses se conservó alta (>50%) con los periodos mencionados. por otro lado, con más días libres de arvenses (30, 45 y 60), que corresponderían a mayor movimiento del suelo, la cobertura se incrementa y la contribución de magnoliopsidae y poaceae alcanza valores cercanos de cobertura, 49% y 43%, respectivamente, y aunque no se evaluó la cobertura por especie de arvenses, podría decirse que correspondería a especies perennes de la familia poaceae como setaria geniculata que sí se favorecen por labores mecánicas como el deshierbe con azadón. al respecto, derksen et al. (1993), relacionando prácticas agronómicas con cambios en comunidades de arvenses, también mencionan que los cambios en las comunidades de arvenses son variables, están relacionados con el ambiente y con el tiempo de empleo de ciertas prácticas de manejo. la cobertura de las arvenses presentó una relación inversa con respecto al rendimiento de las plantas de arveja en los diferentes periodos libres de arvenses; la correlación entre las dos variables fue negativa con un coeficiente de 0,63, resultado esperado dada la competencia que ejercen las arvenses sobre los cultivos. cuando se alcanzó el mayor valor de cobertura de arvenses (83,75%) el rendimiento fue el más bajo, 562,53 kg.ha-1; contrario a lo ocurrido en el tratamiento de 60 días libres de arvenses en el que con una cobertura del 27,51% se obtuvo el rendimiento más alto: 898,54 kg.ha-1 (figura 1). 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 8 15 30 45 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 r en di m ie nt o (k g· ha -1 ) co be rt ur a % días libres de arvenses x figura 1. relación del rendimiento y la cobertura general de arvenses en un cultivo de arveja con diferentes periodos libres de arvenses. los rendimientos más bajos para la variedad santa isabel en grano seco están entre 900 y 1.100 kg.ha-1, con cosecha en grano verde de 120 días (buitrago et al., 2006), mientras 448 agron. colomb. 26(3) 2008 en arveja, sin embargo este resultado difiere del obtenido por estupiñán y fandiño (1986) quienes determinaron que la época de competencia más importante para el cultivo correspondía a los 50 días después de la emergencia; la diferencia puede estar relacionada con el hecho de que ellos evaluaron el comportamiento de la arveja sin sistema de tutorado, que se relaciona con mayores rendimientos, y tenían como principal limitante la salinidad del suelo. efectos de la competencia sobre la altura de las plantas hubo similitud de resultados en cuanto a alturas de las plantas en los 15, 23 y 38 días después de siembra (tabla 3), y los valores que alcanzaron las plantas con el periodo más largo libre de arvenses fue de 114 cm, menor que el que reportan para la variedad santa isabel, que es de 170 cm en promedio (buitrago et al., 2006), que estaría también relacionado con el menor ciclo de cultivo en las condiciones evaluadas. en la última evaluación las plantas con 30 días libres de arvenses presentaron el mayor valor de altura con respecto a los demás tratamientos, lo que corrobora el impacto que tienen las arvenses sobre la elongación del tallo de las plantas cultivadas como respuesta a la presencia de vegetación acompañante aunque el sistema de producción del cultivo de arveja en la zona requiere tutorado; sin embargo, la calidad de la luz, que puede ser afectada por la presencia de arvenses, produce en las plantas modificaciones en su arquitectura como puede ser elongación del tallo, dominancia apical, entre otras, y la habilidad de las plantas para detectar la presencia de plantas vecinas puede desencadenar ese tipo de respuestas (rajcan y swanton, 2001). arjona et al. (1977) reportaron que en los primeros 45 días las plantas de arveja se encuentran en fase vegetativa y durante esa época los efectos de la competencia sobre la altura de las plantas no es significativa; pero es al finalizar la etapa vegetativa, después de los 45 días después de siembra, cuando se puede cuantificar su impacto. efecto de la competencia con arvenses sobre los componentes de rendimiento del cultivo de arveja el número promedio de vainas en las plantas de arveja no presentó diferencias significativas entre los tratamientos evaluados (tabla 4). estos resultados son similares a los citados por estupiñán y fandiño (1986) que con la variedad perfection obtuvieron entre 4 y 6 vainas por planta; en el mismo sentido, gonzález y ligarreto (2006) mencionan que el número de vainas es una variable susceptible a la densidad de población del cultivo y a condiciones ambientales, y no encontraron diferencias significativas en diferentes líneas de arveja arbustiva. con 30 días libres de arvenses se presentó el mayor número de granos por planta comparado con los demás tratamientos solo con diferencias significativas respecto al cultivo siempre enmalezado (tabla 4). esto indica que los primeros 30 días después de siembra son críticos para la formación y el número de granos que se obtienen, ya que las desyerbas proporcionarán mejor retención de nutrientes en las primeras fases de desarrollo. además, se debe tener en cuenta que las desyerbas pueden generar fluctuaciones en la retención de nutrientes no solo por la competencia con otras plantas, sino también con las condiciones ambientales o la interacción con plagas y enfermedades. sarawat et al. (1994), en una evaluación de materiales de arveja, mencionan que el número de semillas por vaina es una variable determinada por el material genético; sin embargo, los resultados de este trabajo sugieren que hubo un efecto significativo sobre esta variable con relación a la duración de la competencia. la diferencia obtenida en el peso de los granos en verde y en seco muestra que las plantas tuvieron mayor eficiencia en la traslocación a los frutos en los tratamientos con 30, 45 y 60 días libres de arvenses, lo que explicaría el aumento en el peso de los frutos. tabla 3. efecto de la competencia de arvenses sobre la altura (cm) promedio en plantas de arveja en fusagasugá, cundinamarca. días libres de arvenses días después de siembra 8 23 38 53 68 0 9,78 a 18,89 a 37,84 a 71,72 b 100,62 b 8 10,48 a 19,61 a 39,25 a 77,57 ab 107,68 ab 15 10,01 a 19,11 a 38,56 a 73,00 b 95,26 b 30 10,23 a 19,47 a 38,40 a 83,00 a 114,70 a 45 10,05 a 19,27 a 41,53 a 71,96 b 94,20 b 60 10,15 a 19,42 a 40,34 a 74,13 b 107,01 ab promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de duncan (p<0,05). 4492008 zamorano, lópez y alzate: evaluación de la competencia de arvenses en el cultivo de arveja... finalmente, las arvenses que predominaron en el cultivo pertenecen a la clase magnoliopsidae, a la que también pertenece la arveja, pisum sativum, dado que comparten características morfológicas y de requerimientos nutricionales que les confieren una ventaja competitiva frente al cultivo. la interacción más importante entre las plantas cultivadas y las arvenses se verificó a los 30 días después de siembra, y sería ese periodo el más susceptible a la presencia de vegetación arvense; eso se sustentó por el rendimiento alcanzado por las plantas de arveja con el tratamiento libre de arvenses durante ese periodo. por otra parte, el efecto de la competencia de arvenses en el cultivo de arveja no se vio reflejado en el número de vainas, uno de los componentes de rendimiento evaluados, pero sí en el peso de los granos en verde y secos que fueron sensibles a la competencia. agradecimientos al instituto colombiano de desarrollo rural (incoder) por las facilidades brindadas para trabajar en el centro de estudios para la conservación integral de la ladera (cecil). literatura citada arjona d., h.e., r. sabogal y g. suárez. 1977. el cultivo de la arveja: pisum sativum. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 47 p. buitrago, j.y., c.j. duarte y a. sarmiento. 2006. el cultivo de la arveja en colombia. produmedios y fondo nacional de leguminosas, bogotá. 83 p. centro internacional de agricultura tropical (ciat). 1989. principios básicos para el manejo de malezas en los cultivos. guía de estudio, serie 04sw-01.01. ciat, cali. 36 p. cousens, r. 1991. aspects of the design and interpretation of competition (interference) experiments. weed technol. 5, 664-673. derksen, d.a., g.p. lafond, a.g. thomas, h.a. loeppky y c.j. swanton. 1993. impact of agronomic practices on weed communities: tillage systems. weed sci. 41, 409-417. estupiñán, j.a. y a. fandiño. 1986. determinación de la época crítica de competencia de malezas en el cultivo de arveja, pisum sativum l. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. froud-williams, r., d. drennan y r. chancellor. 1983. influence of cultivation regime on weed flora of arable cropping systems. j. appl. ecol. 20, 187-197. gonzález, f. y g.a. ligarreto. 2006. rendimiento de ocho genotipos promisorios de arveja arbustiva (pisum sativum) bajo sistema de agricultura protegida. fitotec. colomb. 6(2), 52-61. kohashi-shibata, j. 1990. aspectos de la morfología y fisiología del fríjol (phaseolus vulgaris l.) y su relación con el rendimiento. centro de botánica, colegio de posgraduados, chapingo, méxico. 44 p. radosevich, s.r., j.s. holt y c. ghersa. 1997. weed ecology: implications for management. segunda edición. john wiley & sons, nueva york. 430 p. rajcan, i. y c.j. swanton. 2001. understanding maize-weed competition: resource competition, light quality and the whole plant. field crop res. 71, 139-150. sánchez, e.a. y t. mosquera. 2006. establecimiento de una metodología para la inducción de regenerantes de arveja (pisum sativum) variedad santa isabel. agron. colomb. 24(1), 17-27. sañudo, s.b., o.e. checa y g. arteaga. 1999. manejo agronómico de leguminosas en zonas cerealistas. la arveja. fenalce, universidad de nariño, profiza, corpoica y corcopcebada. produmedios, bogotá. 98 p. sarawat, p., f.l. stoddard, d.r. marshall y s.m. ali. 1994. heterosis for yield and related characters in pea. euphytica 80(1-2), 39-48. sattin, m. y a. berti. 2004. parámetros para la competencia malezascultivos. pp. 23-41. en: labrada, r. (ed.). manejo de malezas para países en desarrollo. serie estudios fao: producción y protección vegetal, 120. fao, roma. 318 p. zimdahl, l. 1979. weed crop competition: a review. ipcc, oregon state university, corvallis. 220 p. tabla 4. producción promedio de las plantas de arveja en competencia con arvenses. dla vainas (número/planta) granos (número/vaina) ptotal (g/planta) pgv (g/planta) pgs (g/planta) rendimiento (kg.ha-1) 0 16,65 b 4,73 a 13,57 b 9,34 b 4,22 b 562,53 b 8 18,50 ab 4,82 a 15,06 b 10,19 b 4,61 b 614,51 b 15 18,78 ab 5,26 a 15,28 b 10,55 b 4,91 b 654,50 b 30 22,83 a 6,09 a 20,14 a 12,92 a 5,39 ab 718,49 ab 45 20,43 ab 5,62 a 16,04 ab 11,25 ab 4,63 a 617,18 ab 60 19,95 ab 5,55 a 16,90 ab 11,37 ab 6,74 a 898,44 a dla, días libres de arvenses, ptotal, peso total de las vainas; pgv, peso de los granos en verde; pgs, peso de los granos en seco; promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de duncan (p<0,05). 450 agron. colomb. 26(3) 2008 agronomía 21c.indd autor i n v i t a d o agronomía colombiana, 2003. 21 (1-2): 7-16 competencias profesionales del ingeniero agronomo jorge eduardo parra r.1 1 i n g . a g r ó n o m o . p r o f e s o r a s o c i a d o – vi c e d e c a n o a c a d é m i c o . f a c . a g r o n o m í a u n b o g o t á . la agronomía es una profesión que se caracteriza por el alto nivel de complejidad de los problemas que le atañen, complejidad que resulta de la naturaleza propia del objeto del cual se ocupa: la agricultura. la agricultura es una actividad humana definida muy directamente por aspectos sociales, económicos, tecnológicos, culturales, políticos y ambientales que la determinan o la regulan. dentro de esa multidimensionalidad debe además identificar, diagnosticar y resolver problemas en los que participan variables que introducen un alto grado de incertidumbre y en circunstancias donde hace presencia frecuente la oposición y el conflicto de intereses. el desarrollo de la agricultura ligado necesariamente al desarrollo de naciones como la nuestra, es tema de primera importancia en tanto tienen que ver con la superación de los conflictos sociales y políticos que nos han conducido a la crisis que vive el país, pero también con la necesidad de ocupar una posición digna en el cambiante orden mundial. son dos temas que van muy juntos. la evolución y el desarrollo de las naciones traen cada día nuevos desafíos a este sector de la economía política, que implica a su vez mayores exigencias para los profesionales del agro. estas consideraciones iniciales nos llevan a reflexionar sobre la necesidad de buscar caminos para el mejoramiento de la formación de un profesional que responda cada vez más a las expectativas y demandas de una nación con vocación rural. también es necesario considerar como lo proponen fuentes y clavijo (2003) que es a través de una profunda comprensión dialéctica de los procesos implicados en la formación de los profesionales, como podemos transformar, en el sentido de su perfeccionamiento, la educación superior. este documento, dirigido a profesionales, a docentes y a estudiantes, pretende dar una mirada a las implicaciones que tiene para la agronomía la formación por competencias, un concepto de la pedagogía moderna que ha venido implementándose en la educación básica y que quiere introducirse en el sistema de educación superior colombiano empleando como herramienta el examen de estado ecaes (examen de calidad de la educación superior); examen con el cual se pretende que educadores y educandos rindan cuentas a la sociedad sobre los resultados de su labor, sin desconocer que es un proceso permanente que tiene bases muy importantes en el paso por las aulas. pretendo justificar como competencias básicas y profesionales del ingeniero agrónomo las competencias cognitiva, indagativa, contextextualizadora, gestionaria y estratégica, con base en un análisis del perfil profesional; también promover la reflexion y la acción en torno a la forma como se podría adelantar un trabajo pedagógico orientado al desarrollo de las mismas, centrado principalmente en la cultura de proyectos donde la investigación y la extensión se proponen como áreas preferenciales. finalmente, mirar las posibilidades y problemas de la evaluación académica de las competencias. e l c o n c e p t o d e c o m p e t e n c i a en forma simultánea con las ideas de reconceptualización de lo rural, ha emergido un nuevo pensamiento que define la educación como un proceso transformador y forjador de hombres libres, comprometidos con su entorno y más autónomos. este pensamiento propone la abolición de lo que paulo freyre acunó como “educación bancaria”, donde el estudiante no es más que un sujeto pasivo en el cual el maestro deposita sus conocimientos. desde entonces se han buscado alternativas, una de las cuales habla del desarrollo de competencias, donde se busca que el estudiante cuente con el conocimiento para ponerlo en uso de manera creativa bajo distintas circunstancias. el concepto de competencia cobra importancia especial, como alternativa para formar ciudadanos partícipes, fundamentales en la construcción del desarrollo. la competencia es definida por algunos como un saber hacer en contexto. se trata de un saber hacer intelectual y/o físico; matematizar, filosofar, analizar o sintetizar, son ejemplos de capacidades intelectuales, que le permiten al individuo interpretar, argumentar, proponer, ejecutar, etc. así pues, la competencia se define también como la capacidad de utilizar el conocimiento para la identificación, comprensión y solución de problemas reales en su contexto. agronomía colombiana 8 vol. 21 · nos. 1-2 la competencia implica una capacidad y una actitud que impulsa al individuo a actuar de una determinada manera, bajo unas circunstancias dadas y enmarcada dentro de unos principios, valores y nivel de compromiso. es así como la competencia es definida también como un conjunto sistémico que integra en el individuo componentes cognitivos, motrices, actitudinales, motivacionales, volitivos y axiológicos, en un contexto que es definido a su vez como un factor regulador que permite orientar la acción. contexto que por supuesto también es necesario saber conocer, comprender e interpretar. el concepto de competencia se desarrolló inicialmente en el área lingüística. así se identifica la competencia lingüística como la capacidad para usar el lenguaje con base en el conocimiento que se adquiere de el; pero también se habló de una competencia sociolingüística, referida al conocimiento y uso del lenguaje en distintos contextos; significa un conocimiento y una capacidad para interpretar dichos contextos, particularmente en lo referido a la situación, los participantes, los canales, las normas y los símbolos que condicionan y dan sentido al lenguaje. ahora bien las competencias lingüística y sociolingüística son parte de la competencia comunicativa, que también exige conocer, usar e interpretar el lenguaje gestual, saber oír y saber callar entre otras capacidades. la competencia comunicativa es considerada una de las competencias básicas del individuo. para bogoya (2000), la competencia es vista como una potencialidad o una capacidad para poner en escena una situación problemática y resolverla, para explicar su solución y para controlar y posicionarse en esta. según torrado (2000), la noción de competencia trae consigo una nueva aproximación al desarrollo humano con importantes implicaciones en el campo educativo. por eso se investigan asuntos tales como las estrategias que utiliza un sujeto cuando trata o logra solucionar un problema, las operaciones que realiza cuando lee un texto o el conocimiento que utiliza para desempeñarse en una situación particular. ser competente, más que poseer un conocimiento, es saber utilizarlo de manera adecuada y flexible en nuevas situaciones. “nadie subiría a un automóvil conducido por alguien que solo ha estudiado una guía para manejar o conoce el funcionamiento del vehículo. el aprendizaje más bien se identifica con competencias, que suponen un saber pensar y hacer en contexto; esto es, que una persona ha aprendido algo cuando puede emprender confiadamente acciones nuevas que satisfagan sus intereses y los de otros. lo que se evidencia en un sujeto competente es su capacidad efectiva para aprender, para apropiarse de una o unas lógicas disciplinares, de un modo de ser, de hacer ciencia o construcción del saber” bravo salinas (2002). es posible diferenciar en las personas competencias cognitivas, meta cognitivas, interactivas, prácticas, éticas, estéticas, emocionales y expresivas. ser competente entonces a nivel de desempeño es por ejemplo ser artista y no solo saber de arte; matematizar y no solo saber de matemáticas. ser, hacer y saber en conjunción. para cárdenas (2000) la competencia para el ejercicio de la actividad docente lleva un alto grado de conocimiento y versatilidad en el campo en el cual se ejerce la docencia, pero también de su respectiva didáctica y pedagogía para llevar a cabo con éxito las labores de construcción del conocimiento. c o m p e t e n c i a s b a s i c a s y p r o f e s i o n a l e s el desarrollo de competencias, es un proceso en el que el ser humano desarrolla capacidades especiales para conocer e interpretar la realidad, para comunicarse con los demás, para tomar decisiones, para buscar información, para trabajar en equipo; en fin, saber, saber ser, saber hacer y saber actuar en contexto. son capacidades que deben ser incentivadas en los individuos desde una edad temprana; es por ello que la educación básica juega un papel fundamental. la educación para el desarrollo de competencias se propone como longitudinal en las etapas de formación de un individuo. en los primeros años, el desarrollo de competencias básicas posibilita que la persona saque mejor provecho de la educación media y superior, a la vez que abre la visión del individuo a la realidad, como maestra y depositaria de conocimientos y experiencias. distintos autores han definido como competencias básicas, la interpretativa (conocer-relacionar), comunicativa (interactuar con los demás), argumentativa (justificar, dar razones), propositiva (nuevas soluciones, nuevas lecturas) y valorativa (saber ser, saber vivir). se propone también una competencia indagativa definida como un saber identificar, acceder y manejar fuentes de información y mantener una actitud crítica y reflexiva frente a hechos y fenómenos. sin duda alguna la capacidad para aprender y construir conceptos llamada competencia cognitiva, resultante de las anteriores, es una de las más importantes competencias básicas. la educación superior en tanto desarrolla las competencias básicas a un nivel más avanzado, debe definir estrategias y medios para que los individuos alcancen competencias en la aplicación de los conocimientos en sus contextos específicos de vida profesional, laboral y ciudadano. son propias del ámbito profesional, competencias específicas o capacidades especializadas para realizar funciones propias de la respectiva profesión o disciplina, como diagnosticar, diseñar, calcular, inventar, decidir, etcétera, y competencias laborales como el manejo de ciertas tecnologías, relación con los demás, trabajo en equipo, responsabilidad, capacidad de riesgo, entre otras. toda competencia supone la integración de saberes, destrezas y rasgos de personalidad del sujeto. “…el verdadero saber es el que se expresa en la acción, el que parra: competencias profesionales... 9 2003 transforma la vida y el mundo, lo cual conduce a una exigencia o meta para la educación actual; las competencias sociales como la capacidad de asociarse, de negociar, de emprender, de concertar proyectos colectivos, son capacidades centrales para las actividades productivas, pero también para la política, la vida actual y el desarrollo personal y familiar.” garcía huildobro (1997). algunos autores hablan de competencias para la vida o competencias globales. d. ausbel citado por bravo salinas (2002), habla de los factores de dominio humano como son el factor yoico, factor cognitivo y factor asociativo. el factor yoico se refiere a las capacidades de autoestima, motivación, interés y afecto para emprender acciones con disposición y voluntad; el factor cognitivo como las capacidades para entrar en los dominios del conocer y el factor asociativo como las capacidades para interactuar socialmente. miguel de zubiría, según bravo salinas (2002), también habla de la afectividad, la cognición y la expresión refiriéndose a las capacidades de amar, conocer y comunicarse como macrocompetencias humanas. en todo caso las competencias involucran lo conceptual, lo metodológico, lo axiológico y lo actitudinal, no como compartimentos separados, porque se estaría fragmentando la unidad conceptual y metodológica de la competencia y la unidad cognoscitiva del estudiante distintos grados y categorías de las competencias son usados por las personas en la medida que se crean códigos de comportamiento y comunicación entre grupos humanos. el desarrollo de competencias laborales y para el desarrollo profesional y empresarial confieren una mayor capacidad de acción a las personas, en la medida en que se utilizan distintos grados de conocimiento “en contexto”; pero es importante insistir que las competencias básicas son fundamentales en la formación del recurso humano profesional. las universidades y los centros de educación superior juegan un papel definitivo. un profesional líder se logra con el impulso al desarrollo de competencias básicas y profesionales, en un esquema de formación que reconozca la realidad como un contexto complejo y dinámico, condicionante permanente de su labor. el trabajo por competencias es una propuesta válida y vigente en la educación superior, siendo esta el escenario en que el individuo genera conocimientos apropiados y pertinentes, bajo esquemas de investigación y de extensión universitaria. p e r f i l y c o m p e t e n c i a s d e l i n g e n i e r o a g r o n o m o katharina muller plantea como el perfil profesional determina los conocimientos y habilidades que dan respuesta a las necesidades actuales de desarrollo económico y social en relación con responsabilidades y funciones; las características personales y sociales del futuro profesional en términos de actitudes, valores y comportamientos, y las características deseables para adecuarse a los cambios técnico-científicos, sociales, políticos y culturales futuros. se transcriben a continuación los perfiles profesional y laboral definidos por distintos programas académicos de la ingeniería agronómica en colombia, los cuales dan una idea de las diferentes expectativas de la sociedad en torno a la profesión y muestran la ligazón con el tema de las competencias. como se puede evidenciar, más que el qué debe saber el agrónomo, los perfiles definen el qué debe ser; junto con conocimiento se espera capacidad para actuar en lo que para cada institución seguramente son las principales necesidades del sector: “conocer los agroecosistemas para promover el desarrollo sostenido. recomendar el uso eficiente y armónico de insumos. reconocer y diagnosticar atributos y limitantes de los modelos de producción agrícola. planificar y dirigir el desarrollo de la empresa productiva. proponer y manejar estrategias de mejoramiento del mercadeo. ser agente de cambio tecnológico” (uptc). “interpretar y aplicar los fundamentos del proceso de producción agrícola. contribuir al desarrollo de las ciencias agronómicas. contribuir al progreso tecnológico del país, mediante selección, adaptación, transferencia, optimización y creación de nuevas tecnologías. proponer soluciones de trascendencia para el país mediante el trabajo en grupos multidisciplinarios. dirigir y administrar actividades relacionadas con la producción agrícola” (u. nal. bogotá). “el profesional de la agronomía formula, diseña y desarrolla proyectos agrícolas sostenibles. gesta y administra empresas agrícolas. identifica, estudia, analiza, interpreta, problemas relacionados con la producción agrícola y diseña estrategias de solución. interactúa interdisciplinariamente con la comunidad, proyectando y desarrollando investigación y extensión. diagnostica, formula, crea y desarrolla manejo integrado de cultivos tropicales” (u de cundimanarca). “el ingeniero agrónomo debe tener conocimiento, habilidad y destreza para enfrentar los retos actuales que tiene la agricultura tradicional e industrial. conocer e interpretar los problemas de los agricultores y con ellos plantear soluciones que respondan a las necesidades de la comunidad. desempeñarse en actividades de investigación, administración de empresas agropecuarias, fomento y extensión” (u de nariño). “son características del ingeniero agrónomo tener formación y capacitación que le permita percibir, analizar e investigar el conjunto de factores bióticos, físicos, económicos, sociales y culturales que operan en la producción agropecuaria. intervención en todas las expresiones de la agricultura colombiana, tradicional y empresarial. en gestión, planificación, organización, dirección, asesoramiento y ejecución de proyectos de desarrollo agrícola agronomía colombiana 10 vol. 21 · nos. 1-2 en el orden empresarial, institucional, local, regional y nacional. conocimientos para participar en la formulación, evaluación y ejecución de planes, políticas, para el desarrollo rural en forma integral. interacción intensa con otros profesionales y otros actores del proceso global de desarrollo de la sociedad. tener base científica amplia y sólida en ciencias básicas, con experiencia en su área profesional y profundización intensa en un área del conocimiento agronómico” (u. nal. medellín). “entender la producción agrícola a través de la complejidad de las relaciones población vegetal, suelo, clima. contribuir desde una perspectiva científica a la solución de los problemas de la producción agrícola. interpretar con base en formación integral el compromiso con su entorno económico, social, cultural, científico y técnico. desarrollar una ética de la responsabilidad en lo que respecta a los efectos de sus acciones en la alimentación y salud humanas, en la economía y en la cultura” (u. nal. palmira). “desempeñarse como asesor, planificador, o gestor en el campo de la asistencia técnica y en la transferencia de tecnología y en el campo científico como investigador y docente. profesional con los conocimientos propios de la genética y fisiología vegetal, en el manejo y el control de plagas y en la física y manejo de suelos. con los conocimientos propios de los cultivos de los diferentes climas” (udca). “profesional con los conocimientos de las relaciones suelo, planta, agua. con el conocimiento de las interacciones de las plantas con los factores bióticos y abióticos. con los elementos para evaluar las potencialidades del país y técnicas para la experimentación agrícola. analista de los aspectos relacionados con la planeación y establecimiento de las explotaciones agrícolas. director y/o supervisor de los factores físico químicos, biológicos, económicos y financieros relacionados con la producción agrícola. director de actividades de transferencia de tecnología y comunicación agropecuaria, para la evaluación programas y proyectos de desarrollo rural” (u del tolima). “profesional con capacidad para crear y o gerenciar actividades y empresas agrícolas con criterios de competitividad, equidad, sostenibilidad, y gran calidad científica y tecnológica, mediante la identificación, diagnóstico y solución de los problemas agrícolas de la región. investigación, asesoría y transferencia de los procesos que intervienen en la mecanización agrícola, manejo sostenible del suelo, del riego, y del drenaje agrícolas, sanidad vegetal, fitotecnia, y en la gerencia y el desarrollo rural” (u. de córdoba). “profesional que maneja y lidera procesos de producción agrícola de forma individual o interdisciplinaria, bajo principios éticos, procurando el manejo integral, sostenible, competitivo y eficiente, transmitiendo conocimientos como agente de cambio. capacidad empresarial, directiva y aptitudes gerenciales. procura el manejo integrado en las relaciones suelo agua planta y hombre para la preservación del medio ambiente. con capacidad para identificar, analizar e interpretar las relaciones sociales que se dan en los procesos de producción agrícola. con capacidad para conducir procesos de investigación que generen nuevos conocimientos para la producción y conservación agrícolas” (u. del magdalena). “profesionales capaces de interactuar con las comunidades y los ecosistemas con respeto y basados en principios de sostenibilidad. profesional bien fundamentado en aspectos científicos, técnicos y humanísticos. profesionales con bases humanísticas que les permitan un adecuado desempeño en disciplinas investigativas y de proyección social. profesionales conocedores de su entorno, competitivos y con visión empresarial” (u. de los llanos). “profesional en condición de utilizar los recursos naturales, científicos y tecnológicos, para manejar y optimizar la producción de cosechas, la planificación, el mercadeo y la política agraria. actuar sobre los diversos sistemas de producción agrícolas en aras del mejoramiento de los productores, tanto en la producción avanzada como en los sistemas de pequeños productores. actuar como especialista en los campos de la producción por medio de la investigación, la asistencia técnica, la extensión, el mercadeo, la planificación y la administración. promover el uso de recursos vegetales, nativos y exóticos. actuar con sanos criterios éticos para el servicio social, y la relación con otros profesionales” (u de caldas). podemos agregar, para resaltar, el carácter de inventor con el que define colciencias el perfil del ingeniero: “profesional con conocimientos científicos y tecnológicos ligados a una capacidad práctica para desarrollar soluciones creativas y viables. actitud innovadora, creativa y de liderazgo para anticipar y promover el cambio tecnológico. habilidades gerenciales y empresariales, especialmente en la dirección estratégica de las organizaciones, gestión tecnológica, creación de empresa, formación de capital humano, trabajo en grupos y redes de innovación y gerencia de proyectos de innovación. ética, política y responsabilidad social: conciencia y compromiso con el desarrollo humano, de la comunidad, la región y la sociedad en general.” intentando integrar y consolidar lo planteado, de todo lo anterior podríamos concluir que las competencias básicas, profesionales y laborales del ingeniero agrónomo tienen que ver especialmente con su capacidad para aprender permanentemente (competencias cognitiva e indagativa); con su capacidad para interpretar, analizar y evaluar el contexto científico, tecnológico, social, cultural, ambiental, económico y político en que se desenvuelve dentro de escenarios presentes y futuros (competencia contextualizadora), y con la capacidad para identificar, proponer e implementar soluciones disciplinarias o multidisciplinarias a la problemática de la agricultura (competencias inventora y gestora). la profusión de información, la dinámica generación de conocimiento científico y tecnológico y el cambiante mundo son los principales argumentos que respaldan el postulado según el cual además de valores, el mejor parra: competencias profesionales... 11 2003 aporte del sistema educativo a un individuo es contribuir a perfeccionar su capacidad de aprendizaje. promover y capacitar a un sujeto interesado en aprender a aprender de la información científica, del discurso conceptual, del criterio, la opinión y la experiencia de otros y a aprender de su propia experiencia y del contacto con su entorno; es decir aprender a generar conocimiento nuevo, a construir conceptos, a plantear nuevas interpretaciones, a desarrollar criterios más confiables. es el resultado de las competencias cognoscitiva, indagativa y contextualizadora y es especialmente importante para un profesional del que se espera aporte y gestione soluciones innovadoras para un sector cuyo futuro depende de ello. tal necesidad plantea para la profesión un reto de grandes exigencias. demanda entre otros aspectos una muy sólida formación básica, donde distintas áreas de la ciencia cumplen un papel fundamental. la química por ejemplo, como ciencia de la microfísica y la microbiología (biología molecular), no solamente aporta conocimiento en estos temas, sino que debe formar al profesional en la interpretación de fenómenos complejos, procesos dinámicos, multifactoriales y multidimensionales, propios tanto de las ciencias biológicas y físicas, como de las económicas y sociológicas. el aporte de la matemática, amplio en la formación de una mente analítica y simbólica, es invaluable en la formación de las más importantes competencias básicas como son las competencias interpretativas, argumentativas, comunicativas y propositivas. como se puede deducir de los perfiles mencionados, en la formación básica del ingeniero agrónomo merecen un lugar privilegiado la formación humanística, especialmente en áreas de la sociología y la antropología, pues es la condición humana la variable que mas determina el desarrollo del sector, y la formación en lectoescritura como condición básica para la comunicación. “los procesos lectores y escriturales constituyen lógicas y competencias mas allá de la simple codificación y decodificación y supone estructuras complejas de pensamiento y construcción intelectual” (bravo salinas. 2002). la competencia contextualizadora se caracteriza porque su conquista capacita al individuo para actuar y utilizar el conocimiento bajo condiciones específicas; esto es, por definición, para desarrollar competencias. se trata de la interpretación, análisis y evaluación de un contexto social, cultural, histórico, económico, político, ambiental, académico y disciplinar, pero que tiene también unas dimensiones espaciales y temporales. considerando por supuesto los análisis históricos de causalidad y la situación presente, se vuelve muy importante “…asumir una función prospectiva y anticipatoria, dirigiendo el análisis crítico a los escenarios de futuro” icfes (2002). en pocas palabras se trata de saberse ubicar. la contextualización es requisito indispensable para actuar en consecuencia con las condiciones históricas de una situación; da al individuo sentido de oportunidad, de pertinencia y de viabilidad a su propuesta y a su actuación. la competencia gestionaria es un conjunto de habilidades que adquiere un individuo y que le permiten actuar con eficacia en un contexto determinado. se puede entender como un saber lograr u obtener resultados. define a un individuo capaz de identificar, formular y ejecutar exitosamente todo tipo de proyectos; de crear empresa, de idear proyectos investigativos, productivos, tecnológicos, económicos, sociales y políticos que puedan ser presentadas como alternativas en los territorios rurales. en otras palabras, formar para el desarrollo de competencias gestionarias es formar un individuo capaz de desencadenar procesos de transformación con la comunidad académica, productiva y profesional a la que pertenece. la ingeniería agronómica a diferencia de otras especialidades de la ingeniería debe abordar además, problemas donde hacen presencia en forma muy frecuente la incertidumbre y el conflicto de intereses (oposición inteligente). el medio ambiente, el mercado, la competencia, los conflictos de interés entre los actores que intervienen en los procesos de la producción, la comercialización, la organización, la gestión, el trabajo institucional, etc., son apenas algunos ejemplos de situaciones donde la incertidumbre y la oposición se convierten en factores prioritarios a considerar a la hora de tomar decisiones. la crisis en que se encuentra la producción rural del país, causada entre otras cosas por las nuevas tendencias de la economía globalizadora, obligan al sector a buscar nuevos caminos, nuevos métodos, nuevas metas que le permitan insertarse exitosamente en la corriente renovadora de comienzos de siglo. abrir camino, innovar, son también situaciones en que se enfrenta incertidumbre, oposición, conflicto y riesgo. el desarrollo rural, considerando integralmente sus dimensiones humana, económica, ambiental y tecnológica en contextos distintos y particulares, es una tarea que tiene como objeto de trabajo un sistema complejo en permanente conflicto de intereses, de visiones y de concepciones. la búsqueda de soluciones ojalá con resultados ganar-ganar es algo que también se espera del ingeniero agrónomo, catalizador de procesos sociales. cuando los problemas a resolver están bien definidos, se conocen sus causas y es predecible el efecto que se logra con la intervención, se acude a métodos como la programación lineal o la simulación; pero cuando no es esa la situación, cuando es necesario considerar el contexto y las distintas lecturas y valoraciones que sobre esa realidad particular hacen los propios actores, cuando es necesario ubicar las soluciones en escenarios deseables, posibles o imaginables, es imprescindible buscar modelos complementarios que consideren los factores de incertidumbre, oposición y conflicto a los que se hace referencia. el pensamiento estratégico es una forma de pensar y de actuar prospectivo y retrospectivo, sistémico y contextual, capaz de ayudar a interpretar y valorar situaciones, y a proponer e implementar soluciones dentro de una realidad interdependiente, donde la naturaleza biológica y la naturaleza humana por sus características propias, le incorporan a dicha realidad mayor complejidad, oposición e incertidumbre (parra 2002). agronomía colombiana 12 vol. 21 · nos. 1-2 d e s a r r o l l o d e c o m p e t e n c i a s la educación por competencias es un proceso social fundamentalmente antropocéntrico donde el individuo que se forma es sujeto y protagonista del proceso. el dinamizador por excelencia de un proceso así concebido es la motivación, y ésta es definida como “…una compleja integración de procesos psíquicos que regula la dirección (objeto) y la intensidad del comportamiento. la motivación constituye unidad de lo cognoscitivo (percepción, pensamiento, memoria, etc.) y lo afectivo (emociones y sentimientos): el objeto reflejado cognoscitivamente en los fenómenos psíquicos afecta las necesidades del individuo, por lo que provoca en él una determinada actitud emocional, es decir, vivencias predominantemente pasivas o una disposición a actuar en dependencia de cómo son afectadas las necesidades. en la regulación de la actividad humana ocurre que el proceso cognoscitivo se convierte en afectivo y viceversa; en esta identidad surgen los procesos volitivos (tendencias), cuya misión principal es aportar la dirección al comportamiento: fuerza dinámica vinculada a un objetivo” (gonzález, 1995). un papel del educador dentro de este enfoque será entonces ser identificador y/o promotor de la motivación del estudiante. si la motivación a su vez (orientación e intensidad) es guiada por la necesidad, el trabajo consistirá en promover que se opere una elaboración cognoscitiva de las necesidades en deseos, fines y planes. abraham maslow, psicólogo, plantea que las necesidades humanas básicas tienen un orden jerárquico ascendente así: fisiológicas: hambre, sed, sueño; seguridad: protección contra el peligro, abrigo; crecimiento: pertenencia, amor, socialización; autoestima: auto respeto, posición, reconocimiento; autorrealización: crecimiento, desarrollo personal. una necesidad satisfecha deja de ser motivación, así que la motivación responde a una gradación. no todos están de acuerdo en que el orden sea estrictamente el formulado por maslow, aunque la tendencia sí sea que al inicio se ubican las necesidades biológicas e instintivas y en el grado más alto las más distintivamente humanas, donde es de esperar se ubique especialmente un estudiante universitario. la formación por competencias es un tema especialmente relacionado con la metodología pedagógica que se utilice. “el proceso de formación de los profesionales, como todos los procesos que involucran al hombre, es complejo, multidimensional y como realidad objetiva no puede interpretarse desde una sola dimensión; por el contrario se tiene que interpretar dialéctica y multidimencionalmente nutriéndose de la diversidad. la formación de competencias relaciona los conceptos de competencia e interdisciplinariedad, asumiendo la segunda como el enfoque adecuado para la construcción y formación de competencias” (caicedo, 2001). el autor justifica su afirmación con su propia definición de competencia: capacidad de acción e interacción sobre el medio natural, físico y social. capacidad de acción e interacción efectiva, eficaz y eficiente en el enfrentamiento a la solución de problemas, en la realización de las propias metas, en la creación de productos pertinentes a necesidades sociales, en la generación de consensos. la vida en sociedad permite el desarrollo de las competencias, pero es la “escuela” el sitio para hacerlo en forma sistemática y reflexiva: “se propone una competencia graduada en tres niveles: el primero hace referencia al reconocimiento e identificación de los distintos elementos y objetos propios de cada sistema de significación; da razón de la apropiación de un conjunto de herramientas que le permiten a alguien empezar a defenderse y que es necesario asimilar para iniciar un proceso escolar formal. el segundo nivel tiene que ver con el uso comprensivo de los elementos de ese sistema de significación. en este nivel, de mayor exigencia y elaboración conceptual que el primero, además de tener asimilado el código, es pertinente utilizarlo con sentido, es decir poner en práctica, aquello que se ha adquirido, en contextos situados, sean cotidianos o hipotéticos y preferiblemente que sean nuevos. el tercer nivel tiene que ver con el control y posicionamiento. se trata de un nivel superior en el que la persona toma distancia y puede lanzar un juicio. en este nivel hay que comprender el estatuto de comportamiento interno, porque si no se comprende, no puede darse razón de él” (bogoya, 2000). van der veen (2000) desarrolla una teoría sobre el aprendizaje, la cual plantea que para entender el proceso de aprendizaje en un contexto complejo y dinámico, se deben distinguir tres tipos de aprendizaje: el aprendizaje reproductivo, el aprendizaje comunicativo y el aprendizaje transformativo el aprendizaje reproductivo puede ser visto como la forma más tradicional de aprendizaje. tres teorías en particular explican el aprendizaje reproductivo: el aprendizaje social, el conductismo y el cognoscitivismo. la más importante formulación de la teoría del aprendizaje social es que aprendemos imitando a otros. el individuo interactúa, evalúa, observa y trata de mejorar la manera de hacer las cosas. esta que es una combinación de imitación y negociación, es la forma dominante de todo el aprendizaje humano. esta forma de aprendizaje es lo que sucedería entre un productor y su hijo, quien está aprendiendo en el trabajo, mediante la simple observación e imitación. el conductismo, define el aprendizaje como un cambio hacia un comportamiento abierto y visible. la teoría también asume que el aprendizaje comienza con las necesidades particulares, tal como la necesidad de comida o la necesidad de respeto. la necesidad es vista como un estímulo para el aprendizaje. el individuo que aprende responde a esa necesidad, experimentando con el comportamiento que puede suplir la necesidad. cualquier respuesta que más o menos colme la necesidad, refuerza una respuesta particular. el reforzamiento probablemente parra: competencias profesionales... 13 2003 lleve a la repetición y a adquirir un comportamiento exitoso, de tal forma que el aprendizaje suceda. esta forma de aprendizaje por ensayo y error es común en escenarios agrícolas y rurales. el cognoscitivismo, al ser opuesto al conductismo, mira el aprendizaje no como un cambio en el comportamiento sino como el mejoramiento de los procesos mentales particulares, tales como la observación, la memoria y la vinculación de hechos. mientras que el conductivismo evita pensar en la mente, tratándola como una caja negra, el cognoscitivismo está precisamente interesado en lo que sucede dentro de la caja negra. el aprendizaje reproductivo es, en general, útil cuando se conocen las respuestas y cuando se pueden transmitir habilidades e información claras respecto de los problemas que se han anticipado. cuando las situaciones se convierten en algo muy complejo y dinámico, van der veen, plantea que el aprendizaje debe cambiar de un estilo reproductivo a uno comunicativo. el aprendizaje comunicativo se vuelve importante en situaciones donde no es claro que exista conocimiento disponible acerca del mundo o la mejor solución para un problema. esto no significa que el aprendizaje reproductivo no sea importante, sino que un nuevo elemento es adicionado. el aprendizaje comunicativo, significa construir con otros un entendimiento subjetivo e interrelacionado sobre la materia. el aprendizaje comunicativo es también llamado constructivismo social, y juega un papel importante en el desarrollo del pensamiento estratégico y en general en el desarrollo de competencias. la idea de aprendizaje comunicativo, asume que los grupos pueden aprender a través de la reflexión y la comunicación. los grupos, son usualmente capaces de decisiones más inteligentes que las adoptadas por los individuos, y frecuentemente pueden también motivar a los individuos a aprender. en particular, el grupo puede reconocer y rechazar situaciones incorrectas y tener una memoria más precisa de los hechos y eventos que los individuos. pero esto no ocurre siempre y depende mucho del facilitador. existe una tendencia en los grupos para oprimir el pensamiento crítico. este fenómeno, ha sido descrito en la literatura como “pensamiento grupal” y ocurre cuando por ejemplo en un grupo convencido de las bondades de la agricultura orgánica, alguien que tiene dudas por no observar los resultados esperados no las expresa por que todos han caído como grupo en la idea que ese tipo de agricultura es buena per se. el productor que desafía la situación es reprendido por los demás por atreverse a dudar. tal inhibición del pensamiento crítico, puede ser causada por una variedad de factores incluyendo un liderazgo directivo que no permite discusiones grupales abiertas y críticas. así los beneficios del aprendizaje cognoscitivo en grupos, se materializan solamente bajo el liderazgo facilitador que estima el pensamiento abierto y crítico. una segunda limitación de la competencia cognoscitiva de los grupos, tiene que ver con las características opuestas de aprendizaje. aún cuando un facilitador capaz logra estimular el pensamiento divergente, el grupo depende de sus miembros más inteligentes para el proceso de acuerdo subsiguiente. el aprendizaje cognoscitivo requiere la competencia para revisar y supervisar todos los hechos y argumentos divergentes en una nueva síntesis convergente. a pesar de estas limitaciones, últimamente se ha profundizado en el aprendizaje comunicativo, como un área crítica de la innovación metodológica, dado que ofrece oportunidades para explorar problemas, como el de la sostenibilidad, en los cuales las preguntas no son necesariamente conocidas y cuyo surgimiento puede depender de la propuesta individual y del consenso colectivo. no obstante, los individuos necesitan asumir grandes responsabilidades, sin el tiempo o la oportunidad de participar en procesos extensivos de aprendizaje comunicativo. la teoría básica del aprendizaje transformativo es que el aprendizaje no se detiene con la adolescencia, y que la edad adulta es el tiempo para revalorar nuestra concepción de los años formativos, que frecuentemente resulta en visiones distorsionadas de la realidad. esto puede ser más bien un proceso lento, en la medida que gradualmente cambiamos nuestros puntos de vista del mundo que nos rodea y de nosotros mismos, dando una nueva dirección a nuestras vidas. tales transformaciones de nuestras perspectivas, también ocurren frecuentemente en forma sorpresiva, en respuesta a un dilema desorientador impuesto internamente, tal como una crisis familiar o el cambio en el trabajo. es así como los dilemas que todos vivimos se convierten en agente catalizador que precipita una reflexión crítica y en perspectiva. esta forma de aprendizaje asume un carácter personal, como para el caso del productor mencionado arriba que está mejorando su habilidad para manejar hechos y argumentos divergentes y reorganizando éstos en nuevos conceptos convergentes. para van der veen el aprendizaje se refiere en definitiva, a inculcar hábitos de reflexión y pensamiento crítico en los estudiantes con el fin de que continúen con el aprendizaje transformativo por su cuenta, después de la experiencia grupal. ser capaz de guiar este profundo proceso de reflexión, demanda mucho del facilitador. parecería entonces que un buen enfoque es un eclecticismo integrador que considere todo aprendizaje como enriquecedor para el individuo. en la universidad el desarrollo de competencias tiene una gran posibilidad alrededor del trabajo docente adecuadamente orientado en el aula de clase con las prácticas pedagógicas mas pertinentes y que promuevan los distintos tipos de aprendizaje; pero es particularmente potencial en el trabajo investigativo y de extensión universitaria. las bondades del método científico no están solamente en la apropiación de los productos que la ciencia pone al agronomía colombiana 14 vol. 21 · nos. 1-2 servicio de los estudiantes, sino en las posibilidades del método mismo como modelo pedagógico para el desarrollo del conocimiento y la formación de competencias, tanto cognitivas, indagativas, contextualizadoras y gestionarias. no olvidemos que un individuo es competente cuando actúa valiéndose de un saber, no cuando se ha apropiado de uno determinado. pensar y actuar científicamente es una competencia profesional indispensable. sin embargo, muchas veces la investigación que se realiza en las universidades solo promueve una capacitación en métodos instrumentales de experimentación, limitando las posibilidades que el desarrollo del ciclo completo del proyecto investigativo tiene en el desarrollo del pensamiento y de la actuación situada. la investigación debe propiciar el entendimiento y manejo de la lógica científica, alentar la creatividad, el desarrollo intelectual, la búsqueda de información y la adecuada selección de fuentes; pero también debe fomentar la capacidad para identificar problemas, ubicarlos en su contexto y proponer alternativas de solución, viables desde las distintas dimensiones que los determinan. significa conceder valor al enfoque multidisciplinario con que se deben abordar los problemas y al valor agregado que le da la interdisciplinariedad o transferencia de métodos y fundamentos epistemológicos propios de cada disciplina al estudio de un problema por especializado que sea. un aspecto definitivo en el ciclo de un proyecto investigativo es la pertinencia del mismo; se considera la pertinencia como la importancia, oportunidad y ligazón que tiene el proyecto con otros o con otras acciones orientadas hacia el mismo fin. implica un amplio conocimiento del entorno profesional, disciplinario y o socio productivo y esto lo aporta la extensión universitaria entendida como la interacción del ente educativo con su entorno académico, profesional y social. así pues la investigación y la extensión universitarias, se constituyen en una estrategia de doble entrada, fundamental para la formación del profesional para la construcción de conocimiento, actitud, valores y actuación que en conjunto conforman la competencia profesional. e l t r a b a j o p o r p r o y e c t o s no solo los proyectos investigativos juegan un papel central en la formación de competencias básicas y profesionales; el trabajo por proyectos en general es una excelente manera de buscar por la vía académica y/o extraacadémica el desarrollo de competencias en los estudiantes, pero también de mejorar la eficiencia de los maestros en su labor de promotores en la construcción de conocimiento. competencias básicas como las comunicativas, argumentativas, propositivas, interpretativas, el mejoramiento de la capacidad de gestión, de la visión sistémica, de la contextualización, son el producto del conocimiento teórico-práctico que implica identificar, diseñar, ejecutar y evaluar un proyecto, cualquiera sea su nivel de complejidad; permite desarrollar mayor comprensión, criterios y habilidades sobre todos esos aspectos. es por ello que se constituye en una herramienta pedagógica de invaluable utilidad en la educación por competencias. un proyecto es un proceso que describe la idea dinámica de una acción organizada para lograr determinados fines u objetivos; que se puede planear, administrar y evaluar por si mismo, constituyendo un ámbito de gestión peculiar que no puede ser confundido con el de la entidad madre o del sistema de donde surge. pero no parece conveniente admitir que un proyecto se pueda planear y administrar aisladamente de cualquier referente institucional o de situaciones, planes y programas que operan en el contexto en que ese proyecto surge y se desarrolla. el proyecto se puede definir también como la descripción y desarrollo de un proceso que permite resolver un problema y orientar un cambio mediante la instrumentación de estrategias apropiadas dentro de un horizonte de tiempo y espacio dados. un proyecto constituye un campo de acción, de responsabilidad y de gestión propios. generalmente el término proyecto se relaciona con la idea o el deseo de hacer algo. el proyecto puede constituirse en una actitud, y en este caso se relaciona con una idea o una intención. también puede ser una actividad, en tal caso se relaciona con un diseño, un esquema o un bosquejo. de cualquier manera es un proceso de ordenamiento mental que disciplina metódicamente el qué hacer del individuo. existen muchas interpretaciones del término proyecto, las cuales dependen del punto de vista que se adopte. en diversas definiciones de proyecto se expresa la idea de ordenamiento de antecedentes y datos, con el objeto de estimar la viabilidad de realizar determinada acción. el proyecto tiene como fin satisfacer una necesidad corriendo el menor riesgo posible de fracaso y permitiendo el mejor uso de los recursos disponibles. existen diversas definiciones de proyectos expresadas por diferentes autores: “un proyecto es un modelo de emprendimiento a ser realizado con las precisiones de recursos, de tiempo de ejecución y de resultados esperados (ibarrolla, 1972). un proyecto es la búsqueda de una solución inteligente al planteamiento de un problema, tendiente a resolver una necesidad humana (sapag y sapag, 1987). un proyecto es un conjunto de medios ejecutados de forma coordinada, con el propósito de alcanzar un objetivo fijado de antemano (chervel y le gall, 1991). un proyecto es la compilación de antecedentes y elementos de diagnóstico que permiten planear, concluir y recomendar las acciones que se deben llevar a cabo para materializar una idea. un proyecto es una propuesta ordenada de acciones que pretenden la solución o reducción de la magnitud de un problema que afecta a un individuo o grupo de individuos y en la cual se plantea la magnitud, características, tipos y periodos de los recursos requeridos para completar la solución propuesta dentro de las limitaciones técnicas, sociales, económicas y políticas en las cuales el proyecto se desenvolverá” (parra, 2002). parra: competencias profesionales... 15 2003 la elaboración de un proyecto consiste esencialmente en organizar un conjunto de acciones y actividades a realizar, que implican el uso y aplicación de recursos humanos, ambientales, financieros y técnicos en una determinada área o sector, con el fin de lograr ciertas metas u objetivos. en los proceso de identificación y de formulación, quien lo hace organiza las ideas de una manera lógica; argumenta la justificación, precisa los objetivos que puede alcanzar con su acción y concreta las actividades específicas que necesita realizar. identificar y formular un proyecto es ante todo un proceso creativo. la expresión de cualquier idea de intervención sobre la realidad, tanto a nivel privado como público, a través de proyectos, es hoy día casi un código universal de comunicación. ante esta situación, el conocimiento y la habilidad para identificar, formular y gestionar proyectos, cobra cada vez más importancia. la presentación de proyectos permite dar una idea completa y a la vez sintética de lo que se quiere lograr y de cómo se puede llevar a cabo. el trabajo por proyectos es la mejor forma de desatar en el individuo y en los grupos, procesos de acción-aprendizaje, conducentes al desarrollo de capacidades autogestionarias. este tipo de trabajo permite enseñar y aprender, sobre la puesta en marcha de acciones concretas, a comprender e interpretar aspiraciones, problemas, necesidades y oportunidades, así como la forma de actuar ante los mismos. una clara comprensión de los hechos se constituye en la base para plantear soluciones, acordes a las particularidades del proponente, a su vez actor de su propia realidad, al ser él mismo quien siente y percibe en su cotidianidad, la existencia de situaciones en espera de cambio, quien además piensa y concreta alternativas de acción; el grado de apropiación obtenido tanto del problema como de sus soluciones, permite que sean el individuo y el grupo quienes se responsabilizan y comprometen con los resultados esperados. en las condiciones actuales podemos afirmar que el proyecto es la unidad operativa del desarrollo. los planes de desarrollo y los programas individuales, sectoriales y empresariales bien concebidos, descansan sobre un catálogo amplio de posibles proyectos. difícilmente se pueden materializar planes de desarrollo si no se han identificado, formulado y evaluado sus correspondientes proyectos. un proyecto especifica claramente: qué se quiere lograr, por qué y para qué se quiere lograr, dónde se va a lograr, quién lo va a lograr, cómo y por qué medios (acciones, insumos, recursos y condiciones), con qué se cuenta y qué es necesario conseguir, qué productos se van a lograr, cuándo se logrará, riesgos y posibilidades que el entorno ofrece, costo total o presupuesto requerido, fuentes de financiación, criterios e indicadores para verificar o valorar el nivel de éxito. los criterios para evaluar proyectos deben ampliarse. es necesario considerar distintas factibilidades: factibilidad técnica: analiza la relación entre medios y fines. factibilidad económica: responsabilidad de recursos humanos, materiales y financieros. factibilidad social: recurso humano, condiciones culturales y sociales. factibilidad ambiental: nivel de impacto. factibilidad financiera: costo beneficio, utilidad, eficiencia, riesgo… en todos los niveles del desarrollo educativo del estudiante, el trabajo por proyectos es útil; lo va capacitando para abordar cada vez situaciones mas complejas, esto es con mayor participación de variables y dentro de un contexto que contenga un mayor grado de incertidumbre o de oposición inteligente. de la misma manera el desarrollar proyectos individuales y colectivos, de distinta naturaleza y de distintas disciplinas, le da la oportunidad de experimentar diversas situaciones y por lo tanto, una mayor probabilidad de ejercitarse en las diferentes competencias; pero además a desarrollar una mente versátil que le permite conocerse más a si mismo y desempeñarse mejor en su entorno. el plan curricular, la investigación, la extensión universitaria y cada curso en particular pueden ser planteados como proyectos pedagógicos; pero también las demás actividades que se adelantan tanto dentro del claustro como fuera de él. competencias deportivas, concursos artísticos, organización y participación en eventos, son ejemplos de actividades que propuestas como proyectos con el rigor conceptual adecuado (y con todo su ciclo), pueden dejar un saldo pedagógico muy alto de acuerdo al alcance que se les asigne en forma planificada y concertada. l a e v a l u a c i o n d e c o m p e t e n c i a s dice gardner que la evaluación de competencias no se siente cómoda con el uso de instrumentos formales administrados en un entorno neutro y descontextualizado, como lo son los instrumentos estandarizados, porque precisamente esta evaluación se concentra en problemas puntuales, en aras de proponer soluciones. hacer realidad los principios de la evaluación, presupone entonces y necesariamente, establecer un contacto directo con la población involucrada en ella. este contacto tendrá como propósito analizar conjuntamente los desempeños de los estudiantes. pero no hay competencia sin desempeño o desempeño sin competencia; no existe la competencia como virtualidad sino como acción. las competencias son identificables solo en condiciones espontáneas de interacción de los sujetos. en relación a esto (según gardner), es demasiado simple afirmar que un individuo determinado posee o no posee el conocimiento requerido; dicho conocimiento puede mostrarse en presencia de los “detonadores” humanos y físicos adecuados, pero en otros casos, puede permanecer invisible a cualquier prueba. “se requiere entonces visualizar otras formas o estrategias para realizar la evaluación de competencias; estas otras formas pueden emerger en procesos de interlocución continuados. entre esas otras formas de la evaluación de competencias estaría el seguimiento a las formas de la argumentación oral en el contexto del aula y en contextos extra aula, así como también la argumentación escrita agronomía colombiana 16 vol. 21 · nos. 1-2 según sean las demandas pragmáticas de los grupos. esto presupone un acceso genuino a los laboratorios (grabando lo que ocurre en ellos), a los museos de la ciencia (registrando las conjeturas posibles), a la manipulación de los instrumentos, al uso recurrente de los medios de comunicación; en suma, a una necesidad de hablar sobre la ciencia y sobre las artes y a su uso social, lo que supondría también una transformación de las estructuras curriculares, reconociendo su heterogeneidad y su movilidad, según sean los proyectos de desarrollo (académico y social) de las instituciones educativas. el estudiante adquiere la competencia de cuando si y cuando no usar el conocimiento; sobre qué problemas o situaciones hacerlo, sobre con quien y en qué forma evaluar la participación de otros en la solución del problema, y esto también debe ser objeto de evaluación” (valencia, 2000). es muy poco aconsejable evaluar el desempeño de un estudiante acudiendo a pruebas escritas especialmente con preguntas cerradas y de selección de respuestas. sin embargo, cuando se trata de evaluar grupos grandes y con un criterio similar, no son muchas las alternativas; es lo que ocurre con los exámenes de estado. se requiere para esos casos acudir a pruebas que evalúen indirectamente las competencias. ejemplo de ello es la propuesta de evaluar las habilidades cognitivas, las cuales muestran una capacidad potencial para el desarrollo de competencias. benjamín bloom (1956) clasifica las habilidades cognitivas en capacidad de recordación, de comprensión, de aplicación, de análisis, de síntesis y de evaluación; según dicho autor son habilidades que exigen capacidades mentales cada vez más complejas. su evaluación permite conocer hasta cierto punto algunas competencias básicas. sin embargo, para competencias como la argumentativa, gestionaria, indagativa, comunicativa y estrategica, o para las cognitivas de síntesis y evaluación, es la evaluación presencial del maestro lo que podrá dar razón del desempeño; un modelo alternativo escrito es el uso de pregunta abierta tipo ensayo. la evaluación forma parte del proceso pedagógico, así que la evaluación debe dar información especialmente al estudiante de cual es su nivel de desarrollo y de donde se encuentran sus fortalezas y debilidades. el trabajo mediado por la motivación incluirá entonces la motivación por la auto evaluación como una parte central de la formación del estudiante. la evaluación no solo debe dar razón de qué tanta competencia se ha logrado, sino también sobre cuales son las mejores rutas y estrategias pedagógicas y didácticas para lograrlo; esto es, debe evaluar los resultados pero también el proceso y su contexto, con criterio sistémico. la planeación del proceso ha definido previamente tanto los logros a obtener como los indicadores con los cuales se evaluará; los indicadores son referentes empíricos observables y medibles cuantitativa y cualitativamente como actuaciones, actitudes, desempeños, respuestas a dilemas, soluciones de problemas, etc., definidos por la institución en conjunto pero implementados y evaluados en las disciplinas y en actividades multidisciplinarias. la evaluación de competencias exige del maestro competencia evaluativa en contexto pedagógico; competencia que exige conocimiento, reflexión y praxis y que solo se puede evaluar en el desempeño. b i b l i o g r a f i a c i t a d a y c o n s u l t a d a amtmann, c. a. 2000. la formación profesional para el desarrollo rural en américa latina. en: memorias del seminario internacional “la nueva ruralidad en américa latina”. bogotá. bloom, b. 1956. taxonomía de objetivos educativos. vol. 1: dominio cognoscitivo. new york: david mckay. bogoya, d.; vinent, m.; restrepo, g.; torrado, m.c.; jurado, f.; perez, m.; acevedo, m.; garcia, g.; sarmiento, f.; cardenas, f.; granes, j. y diaz, l.g. 2000. competencias y proyecto pedagógico. universidad nacional. bogotá. bravo salinas, n. 2002. acerca de las competencias desde un enfoque sistémico. chaparro, f. 1998. conocimiento, innovación y construcción de sociedad: una agenda para la colombia del siglo xxi. colciencias. bogotá. caicedo, n. 2001. la interdisciplinariedad como enfoque para la construcción de competencias a nivel universitario. universidad de san buenaventura. cali. innoed. siglo xxi. fuentes, h. y galo, a. 2003. una alternativa curricular con base en competencias y créditos. universidad de cundinamarca. fusagasuga. garcia, j. e. 1997. las reformas latinoamericanas de la educación para el siglo xxi. foro de las reformas educativas. cab gonzalez, d. 1995. teoría de la motivación y práctica profesional. editorial pueblo y educación. madrid. icfes. 2002. estándares mínimos de calidad. www.icfes.gov.co lacki, p. 1997. la formación de profesionales para profesionalizar a los agricultores. oficina regional de la fao para américa latina y el caribe. santiago de chile. lanza, h. 1996. los ámbitos de aplicación de las competencias: ¿competencias para la vida? ministerio de cultura y educación, argentina. ponencia para el seminario internacional sobre medición y estándares en educación. unesco/orealc., brasil. parra, j. e. 2003. pensamiento estratégico en la agronomía. en edición. universidad nacional. agronomía. bogotá. parra, j. e. 2002. curso virtual de formulación y gestión de proyectos de agricultura ecológica. universidad virtual. universidad nacional. bogota perez, e. 2000. el desarrollo rural y la formación de profesionales en américa latina. en: memorias del seminario internacional “la nueva ruralidad en américa latina”. bogotá. agronomia 26-2 -profe194).indd 340 agron. colomb. 26(2) 2008 resumen abstract fecha de recepción: febrero 19 de 2007. aceptado para publicación: julio 10 de 2008 1 docente, institución educativa técnica san juan bautista, los andes (nariño, colombia). sinagro@latinmail.com 2 bacterióloga, centro hospital san miguel, berruecos (nariño, colombia). alu2403@ hotmail.com efecto de la fertilización orgánica en el cultivo de papa criolla solanum phureja effect of the organic fertilization in the cultivation of potato native solanum phureja variety luis alfonso muñoz1 y any mercedes lucero2 agronomía colombiana 26(2), 340-346, 2008 el presente trabajo consistió en evaluar el rendimiento de s. phureja con la aplicación de fertilizante químico 13-26-6 en dosis de 0, 600, 900 y 1.200 kg ha-1 y abono orgánico en dosis de 0, 800, 1.000 y 1.200 kg ha-1, para lo cual se estableció un ensayo en la vereda villa nueva, municipio de providencia (nariño, colombia). los resultados mostraron que la fertilización conjunta de abono químico 13-26-6 y abono orgánico en dosis de 300-800 kg ha-1 dieron los mayores rendimientos de s. phureja de primera y total, con 6.366,7 y 13.888,9 kg ha-1, respectivamente. además, se encontró que para el cultivo de papa criolla las cantidades adecuadas de abono orgánico están entre 800 y 1.200 kg ha-1 y la mejor dosis de fertilizante químico fue la de 300 kg ha-1. en la localidad evaluada los resultados mostraron que el cultivo de s. phureja reaccionó favorablemente en cuanto a rendimiento con dosis altas de abono orgánico; pero la dosis 900 kg ha-1 de fertilizante químico 13-26-6 no incrementó la producción, tal vez porque las mayores cantidades de nitrógeno inciden en un desarrollo excesivo de follaje y no de tubérculos. el análisis económico demostró que el tratamiento 300/800 kg ha-1 de fertilizante químico y abono orgánico fue el que tuvo la mayor relación beneficio-costo. palabras clave: fertilizante químico, abono orgánico, análisis económico. the present work consisted of evaluating the yield of solanum phureja with the application of chemical fertilizer 13-26-6 in dose of 0, 600, 900, and 1,200 kg ha-1 and organic fertilizer in dose of 0, 800, 1,000, and 1,200 kg ha-1, for that was established a trial in the locality of villa nueva, municipality of providencia (nariño, colombia). the results showed that the joint fertilization of chemical fertilizer 13-26-6 and organic fertilizer in dose of 300/800 kg ha-1 gave the greater yields of first and total of s. phureja with 6,366.7 kg ha-1 and 13.888,9 kg ha-1 respectively. furthermore, it was found that, for the native potato cultivation, the adequate quantities of organic fertilizer are between 800 and 1,200 kg ha-1 and the better chemical fertilizer dose was that of 300 kg ha-1. in the locality evaluated, the results showed that the cultivation of s. phureja reacted favorably concerning yield with high dose of organic fertilizer, but the dose 900 kg ha-1 of chemical fertilizer 1326-6 did not increase the production, possibly due to the fact that the greater quantities of nitrogen impact in an excessive development of foliage and not of tubers. the economic analysis demonstrated that the treatment 300/800 kg ha-1 of chemical fertilizer and organic fertilizer was the one which had the greatest cost-benefit relationship. key words: chemical fertilizer, organic fertilizer, economic analysis. introducción en la zona de clima frío del departamento de nariño, el cultivo de papa es uno de los principales renglones de la economía y su producción alcanza 368.273 t en 23.301 ha, con un rendimiento promedio de 15.802 kg ha-1 (cevipapa, 2004). a nivel nacional, la producción alcanza 2.840.926,3 t en una superficie de 164.293,9 ha, para un rendimiento promedio de 17.291,7 kg ha-1. en el cultivo de papa se realiza una preparación excesiva del suelo, un uso indiscriminado de agroquímicos y una fertilización sin considerar el balance de nutrientes, lo que ha generado degradación del suelo (burbano, 2001). la papa criolla, como se le conoce en colombia, tiene un reconocido valor alimenticio; una hectárea de solanum phureja duplica el rendimiento de proteínas de una hectárea de trigo. además contiene proteína de alta calidad (2%) y cuenta con todos los aminoácidos esenciales y vitamina c (román y hurtado, 2002). en el departamento de nariño el cultivo de papa criolla representa 10% del total de la papa producida en el país; en agronomia 26-2 -profe194).indd 340 06/10/2008 19:41:37 muñoz y lucero. efecto de la fertilización orgánica en el cultivo de papa criolla... 341 la actualidad se cultivan en colombia alrededor de 17.000 ha. aunque hay una leve disminución en el área sembrada, la productividad se ha incrementado por la aplicación de nuevas tecnologías, como la aplicación de riego y enmiendas químicas y el control de plagas y enfermedades (ministerio de agricultura e iica, 2003). según rodríguez y rodríguez (2005) en estudios realizados en el municipio de pasto (nariño), los gastos en fertilizantes en el cultivo de papa criolla representan 29,26% de los costos totales, y dosis de fertilizante químico superiores a 900 kg ha-1 ocasionan un crecimiento vegetativo exuberante y reducción en la producción de tubérculos. garcía y pantoja (2004) determinaron que la práctica de fertilización de papa criolla en nariño es deficiente: no es común el uso de análisis de suelo y se emplean como fórmula común y repetitiva los fertilizantes que poseen nitógeno, fósforo y potasio en proporción 1:3:1, a razón de 50 kg de abono por bulto de semilla sembrada. se ve entonces la necesidad de evaluar alternativas de fertilización para el cultivo que resulten ser más económicas a los agricultores y ambientalmente más sostenibles. el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el rendimiento de s. phureja con la aplicación de fertilizante químico 13-26-6 en dosis de 0; 600; 900 y 1.200 kg ha-1 y de abono orgánico en dosis de 0; 800; 1.000 y 1.200 kg ha-1; además, para cada alternativa de fertilización empleada se realizó el análisis de costos respectivo. materiales y métodos localización la investigación se adelantó en el municipio de providencia, ubicado a 1º 6’ latitud norte y 7º 7’ 37” longitud oeste, al sur occidente del departamento de nariño, a una distancia de 130 km de pasto (programa agropecuario municipal de providencia, 2006). el trabajo se estableció en la vereda villa nueva (providencia), a una altura de 2.520 msnm, zona caracterizada como bosque húmedo premontano (bh-p), con suelos jóvenes derivados de cenizas volcánicas. el horizonte a tiene hasta 45 cm de profundidad y es de textura franca a franco-arcillosa (programa agropecuario municipal de providencia, 2006). la humedad relativa es de 80%-85%, la precipitación pluvial promedio de 1.200 mm anuales y la temperatura de 7-13 ºc (ideam, 2006). descripción del ensayo en el ensayo se sembraron tubérculos de papa criolla (s. phureja) pertenecientes a la variedad yema de huevo, con un peso de 38-42 g y un diámetro de 4,3-4,7 cm. en el lote seleccionado se trazaron tres bloques de 120 m x 6 m cada uno, para un área total de 720 m2 por bloque, con separación de 2 m entre ellos; en cada bloque se trazaron cuatro parcelas grandes de 28,5 m x 6 m con separación entre parcelas de 2 m. en cada parcela grande, se establecieron cuatro parcelas pequeñas de 6 m x 6 m; la separación entre estas parcelas fue de 1,5 m. en las parcelas pequeñas se trazaron seis surcos a una distancia de 1 m entre ellos y en ellos se sembraron 20 tubérculos cada 30 cm, para un total de 120 sitios por parcela pequeña. el área total empleada para el ensayo y la unidad experimental fue de 2.640 m2 y 6 m2, respectivamente. el diseño estadístico para las variables evaluadas correspondió a un diseño de bloques al azar con arreglo factorial y tres replicas por tratamiento. el factor a tuvo cuatro niveles, que fueron las dosis de fertilizante químico 13-26-6 de 0; 300, 600 y 900 kg ha-1, y el factor b correspondió a las dosis de abono orgánico de 0; 800; 1.000 y 1.200 kg ha-1; la preparación del abono orgánico se realizó con 2 meses de anterioridad al montaje del ensayo, siguiendo el protocolo descrito por morillo (2002). fertilización y cosecha la fertilización tanto química como orgánica se fraccionó en dos aplicaciones: a los 15 días después de la siembra se aplicó el 75% y luego de 30 días, el 25% restante (ortega y muñoz, 1997). la cosecha se realizó a los 4 meses, cuando la piel del tubérculo no se desprendía fácilmente al hacerle presión y los tallos se habían secado. variables evaluadas rendimiento de primera: al momento de la cosecha se seleccionaron los tubérculos que presentaron un diámetro de 7 cm ó mayor, se pesaron y se calculó el rendimiento en kilogramos por hectárea. rendimiento de segunda: en la cosecha se seleccionaron los tubérculos que presentaron un diámetro de 5-7 cm, se pesaron y el rendimiento se calculó en kilogramos por hectárea. rendimiento de tercera: se seleccionaron los tubérculos que alcanzaron un diámetro de 3-5 cm, se pesaron y el rendimiento se calculó en kilogramos por hectárea. rendimiento total: consistió en el pesaje de todos los tubérculos y luego el rendimiento se calculó en kilogramos por hectárea. diseño estadístico y análisis económico con los datos obtenidos se realizó el análisis de varianza para cada una de las variables evaluadas y, cuando se agronomia 26-2 -profe194).indd 341 06/10/2008 19:41:37 342 agron. colomb. 26(2) 2008 encontraron diferencias estadísticas significativas, se procedió a realizar la prueba de comparación de medias de tukey al 95% (gonzález, 2003). el análisis económico se realizó teniendo en cuenta los costos de cada tratamiento y se determinó la relación beneficio-costo de cada uno de ellos, empleando la metodología propuesta por perrin (1976). resultados y discusión rendimiento de primera los resultados de la investigación se examinaron mediante el análisis de varianza para el rendimiento de primera, segunda, tercera y total. de las tablas de los cuatro análisis de varianza se compilaron los resultados parciales de ellas (tabla 1). para el rendimiento de primera, el análisis de varianza presentó diferencias altamente significativas de los tratamientos para las dosis de abono químico, abono orgánico y la interacción abono químico y abono orgánico (tabla 1). el análisis de los tratamientos3 mostró que el rendimiento de papa de primera varió de 3.311,1 kg ha-1 para el tratamiento 900/0 a 6.366,7 kg ha-1 para la mezcla 300/800 (tabla 2). las producciones de papa de primera obtenidas concuerdan con lo reportado por rodríguez y rodríguez (2005), quienes obtuvieron rendimientos de papa de primera a razón de 5.300 kg ha-1. además, se corrobora lo que anotan ortega y muñoz (1997) respecto a que las dosis altas de abono químico no repercuten en mayores rendimientos, tal vez porque el nitrógeno favorece un desarrollo excesivo de follaje y no de tubérculos. 3 como era de esperarse, el comportamiento anterior permite inferir que las propiedades del suelo donde se desarrolló el trabajo afectaron la respuesta del rendimiento a los tratamientos. el alto contenido de materia orgánica y nitrógeno total (tabla 3) puede influir para que el tratamiento sin aplicación de abono químico y abono orgánico presente un buen rendimiento. en el tabla 3 se aprecia que las cantidades de k en el suelo son altas, y por lo tanto, hay mayor respuesta en los tratamientos con las dosis bajas del fertilizante químico (tabla 2). el cultivo de papa criolla es un cultivo altamente demandante de k, cuya fase crítica de absorción es muy breve; por lo tanto debe haber una buena disponibilidad de este elemento para que la planta lo asimile con facilidad (barrera, 2004). a l respecto se menciona que el principa l elemento responsable de la movilización del almidón desde las hojas hacia el tubérculo es el k, de tal forma que una buena disponibilidad de este nutriente es decisivo para la obtención de un alto rendimiento y calidad (corzo y moreno, 2003). para el rendimiento de s. phureja de primera en la localidad evaluada, según los resultados las cantidades adecuadas de abono orgánico están entre 800 y 1.200 kg ha-1 y la dosis de fertilizante químico 13-26-6 con el mayor rendimiento medio fue la de 300 kg ha-1. rendimiento de segunda al realizar el análisis de varianza para esta variable, se encontraron diferencias estadísticas altamente significatabla 1. cuadrados medios para las variables rendimiento de primera, segunda, tercera y total. cultivo de papa criolla, municipio de providencia (nariño). análisis de varianza grados de libertad cuadrados medios rendimiento primera segunda tercera total bloque 2 161138,60 146533,56 142362,55 879033,56 factor a 3 5112723,69** 850011,57** 979870,75** 16665621,14** factor b 3 2313786,65** 1425235,34** 714029,70** 7005821,76** interacción a b 9 809819,32** 274740,22 ns 146188,91 ns 1928510,80* error 30 142720,39 163024,31 100072,43 764516,60 total 47 cv (%) 9,35 11,70 9,85 8,17 cv, coeficiente de variación; ns, diferencias estadísticas no significativas * diferencias estadísticas significativas al 95% ** diferencias estadísticas altamente significativas al 99% para facilitar la discusión de los tratamientos de la mezcla abono químico/abono orgánico, se utilizará este orden al referirse a las dosis conjuntas. agronomia 26-2 -profe194).indd 342 06/10/2008 19:41:38 muñoz y lucero. efecto de la fertilización orgánica en el cultivo de papa criolla... 343 tabla 2. prueba de comparación de medias de tukey al 95% para la interacción fertilizante químico 13-26-6 y abono orgánico sobre la variable rendimiento de primera. cultivo de papa criolla, municipio de providencia (nariño). abono orgánico (kg ha-1) fertilizante químico (kg ha-1) 0 300 600 900 promedios ± es 0 3.727,8 ± 320,34a 3.977,8 ± 27,77c 3.588,9 ± 277,77b 3.311,1 ± 277,77a 800 3.672,2 ± 348,05a 6.366,7 ± 83,33c 4.366,7 ± 237,62a 3.950,0 ± 209,71a 1000 3.312,1 ± 277,27a 4.200,0 ± 83,32c 3.394,4 ± 237,33b 3.977,8 ± 238,88a 1200 3.547,2 ± 350,53a 5.463,9 ± 42,48b 4.061,1 ± 155,55ab 3.711,1 ± 111,11a comparador de tukey (95%) 1050,30 348,68 756,13 819,21 es, error estándar * valores con la misma letra no presentan diferencias estadísticas significativas tabla 3. propiedades físico-químicas del suelo del lote empleado para el ensayo. parámetro valor ph 5,0 materia orgánica (%) 21,4 densidad aparente (g ml-1) 0,7 fósforo (ppm) 11,7 capacidad de intercambio catiónico (meq 100 g-1) 46,6 calcio de cambio (meq 100 g-1) 5,3 magnesio de cambio (meq 100 g-1) 1,1 potasio de cambio (meq 100 g-1) 0,69 acidez de cambio (meq 100 g-1) 0,80 hierro (ppm) 44 manganeso (ppm) 5,40 cobre (ppm) 0,60 zinc (ppm) 0,84 boro (ppm) 0,14 grado tex tural ar-a nitrógeno tot al (%) 0,69 carbono orgánico (%) 12,43 fuente: laboratorio de suelos, universidad de nariño, pasto. tivas para la aplicación de fertilizante químico y abono orgánico. la interacción aplicación de abono químico y abono orgánico no presentó diferencias estadísticas significativas (tabla 1). con base en lo anterior y la prueba de comparación de medias de tukey (95%), se encontró que el mayor rendimiento medio de papa de segunda fue de 3.805,6 kg ha-1 obtenido con el tratamiento con 300 kg ha-1 de 13-26-6, sin diferencias estadísticas significativas con el tratamiento con 600 kg ha-1 de 13-26-6, con el que se obtuvieron 3.492,4 kg ha-1 (tabla 4). los tratamientos con 800 y 1.200 kg ha-1 de abono orgánico presentaron los mayores rendimientos medios para papa de segunda, con 3.856,30 y 3.613,9 kg ha-1, respectivamente, sin diferencias estadísticas significativas entre sí (tabla 5). las dosis con alto contenido de materia orgánica repercuten en los rendimientos de s. phureja de segunda, ya que aportan elementos menores como b, ca, mo, mn, fe, cu, y zn, que favorecen la asimilación de los elementos mayores. al respecto, muñoz (2005) reporta que la asimilación de n y de fertilizantes químicos a base de n, p, k se hace más eficiente con la presencia de abonos orgánicos, por el contenido de elementos menores y microorganismos, como bacterias y hongos, que inciden en la asimilación de los nutrientes. rendimiento de tercera al realizar el análisis de varianza para esta variable (tabla 1), se encontraron diferencias estadísticas altamente significativas para la aplicación de abono químico y abono orgánico. la interacción aplicación de abono químico y abono orgánico no presentó diferencias estadísticas significativas. de acuerdo al análisis de varianza y la prueba de comparación de medias de tukey (95%), se encontró que el tratamiento con 300 kg ha-1 de 13-26-6 tuvo el mayor rendimiento medio de papa de tercera, con 3.570,1 kg ha-1, sin diferencias estadísticas significativas con el tratamiento con 600 kg ha-1 de 13-26-6, con el que se obtuvo un rendimiento medio de 3.304,9 kg ha-1 (tabla 6). agronomia 26-2 -profe194).indd 343 06/10/2008 19:41:38 344 agron. colomb. 26(2) 2008 tabla 5. prueba de comparación de medias de tukey al 95% para el efecto de la aplicación de abono orgánico sobre la variable rendimiento de segunda. cultivo de papa criolla, municipio de providencia (nariño). tratamientos con abono orgánico (kg ha-1) rendimiento de segunda ± es 0 3.175,7 ± 142,33b 800 3.856,3 ± 167,13a 1000 3.151,4 ± 115,05b 1200 3.613,9 ± 126,04ab comparador de tukey (95%) 448,21 es, error estándar * valores con la misma letra no presentan diferencias estadísticas significativas tabla 7. prueba de comparación de medias de tukey al 95% para el efecto de la aplicación de abono orgánico sobre la variable rendimiento de tercera. cultivo de papa criolla, municipio de providencia (nariño). tratamientos con abono orgánico (kg ha-1) rendimiento de tercera ± es 0 3.175 ± 119,52b 800 2.934 ± 106,96b 1000 3.197,9 ± 105,31ab 1200 3.527,8 ± 165,15a comparador de tukey (95%) 351,16 es, error estándar * valores con la misma letra no presentan diferencias estadísticas significativas tabla 6. prueba de comparación de medias de tukey al 95 % para el efecto de la aplicación de fertilizante químico sobre la variable rendimiento de tercera. tratamientos con 13-26-6 (kg ha-1) rendimiento de tercera ± es 0 2.966,7 ± 98,17b 300 3.570,1 ± 140,08a 600 3.304,9 ± 134,21ab 900 2.993,1 ± 61,82b comparador de tukey (95%) 351,16 es, error estándar * valores con la misma letra no presentan diferencias estadísticas significativas tabla 4. prueba de comparación de medias de tukey al 95% para el efecto de la aplicación de fertilizante químico 13-26-6 sobre la variable rendimiento de segunda. cultivo de papa criolla, municipio de providencia (nariño). tratamientos con abono químico (kg ha-1) rendimiento de segunda ± es 0 3.294,4 ± 119,66b* 300 3.805,6 ± 191,79a 600 3.492,4 ± 161,24ab 900 3.204,9 ± 115,28b comparador de tukey (95%) 448,21 es, error estándar * valores con la misma letra no presentan diferencias estadísticas significativas según lo anterior y la prueba de comparación de medias de tukey (95%), se encontró que con el tratamiento abono químico y abono orgánico en dosis de 300/800 kg ha-1, se logró el mayor rendimiento medio (13.888,9 kg ha-1), sin diferencias estadísticas significativas con respecto al tratamiento con 300/1.200 kg ha-1, con el cual se alcanzó un rendimiento medio de 13.827,8 kg ha-1 (tabla 8). la producción fue relativamente alta para todos los tratamientos empleados en este estudio (tabla 8). se encontraron rendimientos similares a los promedios de producción nacional y regional, entre 12 y 15 t ha-1 (ministerio de agricultura y desarrollo rural y dane, 2003). los mayores rendimientos totales de s. phureja se presentaron para los tratamientos en los que se aplicaron las dosis mayores de materia orgánica, lo que permite afirmar que el cultivo de papa criolla responde favorablemente a dosis altas de materia orgánica, coincidiendo con los resultados de pérez y alvarado (2006), quienes, al evaluar la fertilización de papa s. phureja en los estados de mérida y táchira (venezuela), encontraron con los tratamientos con altas dosis de abonamiento orgánico los mayores rendimientos cuando la fertilización estaba acompañada de un abono químico. es conocido el efecto benéfico de la materia orgánica en el mejoramiento de las propiedades fisicoquímicas del suelo, ya que el cultivo de la papa reacciona favorablemente a abonos orgánicos y a los abonos verdes, porque se mejora la estructura del suelo y gradualmente hay liberación de varios nutrimentos (barrera, 2004); de esta manera el abono orgánico se constituye en un suplemento ideal para los fertilizantes químicos. garcía y pantoja (2004) reportan que la aplicación de materia orgánica en el cultivo de papa criolla en dosis de 5 t ha-1 y de abono químico a base de n, p, k incrementa cuando se aplicó el tratamiento con 1.200 kg ha-1 de abono orgánico, se alcanzó el mayor rendimiento de tercera, de 3.527,8 kg ha-1, sin diferencias estadísticas significativas con el tratamiento con 1.000 kg ha-1 de abono orgánico, con el que se obtuvo un rendimiento medio de 3.197,9 kg ha-1 (tabla 7). rendimiento total el análisis de varianza para esta variable presentó diferencias estadísticas altamente significativas para la dosis de abono químico, abono orgánico y la interacción abono químico y abono orgánico (tabla 1). agronomia 26-2 -profe194).indd 344 06/10/2008 19:41:39 muñoz y lucero. efecto de la fertilización orgánica en el cultivo de papa criolla... 345 tabla 8. prueba de comparación de medias de tukey al 95% para la interacción fertilizante químico 13-26-6 y abono orgánico sobre la variable rendimiento total. cultivo de papa criolla, municipio de providencia (nariño). abono orgánico (kg ha-1) fertilizante químico 13-26-6 (kg ha-1) 0 300 600 900 valores promedios ± es 0 10.077,8 ± 691,10a 10.638,9 ± 187,30b 10.119,4 ±233,65a 9.172,2 ± 329,61a 800 9.991,7 ± 657,11a 13.888,9 ± 213,07a 11.341,7 ± 451,02a 10.294,4 ± 460,50a 1000 9.133,3 ± 381,88a 11.155,6 ± 368,69b 9.672,2 ± 214,71a 10.319,4 ± 210,83a 1200 10.100,0 ± 408,39a 13.827,8 ± 151,71a 11.466,7 ± 222,10a 9.955,6 ± 478,64a comparador de tukey (95%) 2.393,6 1.657,4 2.320,3 1.705 es, error estándar * valores con la misma letra no presentan diferencias estadísticas significativas tabla 9. análisis de costo-beneficio para los tratamientos de fertilización con abono químico 13-26-6 y abono orgánico, en un cultivo de papa criolla, municipio de providencia (nariño). precio por bulto, $30.000. tratamientos* (kg ha-1) rendimiento (kg ha-1) número de bultos ingreso bruto ($) costos totales ($) ingreso neto ($) relación b/c 300/800 13.888,9 277,78 8’333.340 5’667.057,65 2’666.282,35 1,47 300/1200 13.827,8 276,56 8’296.680 5’802.023,45 2’494.656,55 1,43 300/0 12.377,8 247,56 7’426.680 5’230.814,89 2’195.865,11 1,42 0/800 11.379,2 227,58 6’827.520 5’045.551,49 1’781.968,51 1,35 0/1200 11.337,5 226,75 6’802.500 5’174.048,94 1’628.451,06 1,31 0/0 10.077,8 201,56 6’046.680 4’662.550,09 1’384.129,91 1,30 300/1000 11.155,6 223,11 6’693.360 5’538.380,94 1’154.979,06 1,21 0/1000 10.070,1 201,40 6’042.060 5’023.279,51 1’018.780,49 1,20 0/800 99.91,7 199,83 5’995.020 5’033.358,59 961.661,41 1,19 0/1200 10.100,0 202,00 6’060.000 5’142.184,44 917.815,56 1,18 600/0 10.650,0 213,00 6’390.000 5’469.859,75 920.140,25 1,17 600/800 11.341,7 226,83 6’805.020 5’908.570,19 896.449,81 1,15 600/1200 11.466,7 229,33 6’880.020 6’010.669,28 869.350,72 1,14 0/1000 9.133,3 182,67 5’479.980 5’025.446,88 454.533,12 1,09 900/0 9.935,4 198,71 5’961.240 5’796.117,31 165.122,69 1,03 600/1000 9.672,2 193,44 5’803.320 5’847.098,18 -43.778,18 0,99 900/800 10.294,4 205,89 6’176.640 6’246.694,73 -70.054,73 0,99 900/1000 10.319,4 206,39 6’191.640 6’290.440,17 -98.800,17 0,98 900/1200 9.955,6 199,11 5’973.360 6’357.757,79 -384.397,79 0,94 b/c, beneficio/costo * abono químico 13-26-6/abono orgánico agronomia 26-2 -profe194).indd 345 06/10/2008 19:41:40 346 agron. colomb. 26(2) 2008 la producción de 11 a 17 t ha-1, resultados semejantes a los encontrados en esta investigación. análisis económico el análisis de costo-beneficio (tabla 9) muestra la mayor relación c/b (1,47) para el tratamiento con 300 kg ha-1 de 13-26-6 y con 800 kg ha-1 de abono orgánico, lo que indica que por cada peso invertido se recuperaron $1,47 pesos. de otra parte, el tratamiento que generó la mayor pérdida fue el de 900 kg ha-1 de 13-26-6 y 1.200 kg ha-1 de abono orgánico, con una relación beneficio-costo de 0,94, generando una pérdida de $0,06 por peso invertido. conclusiones en la localidad evaluada los mayores rendimientos de s. phureja de primera y total se presentaron con el tratamiento con abono químico y abono orgánico en dosis de 300/800 kg ha-1, obteniéndose 6.366,7 y 13.888,9 kg ha-1, respectivamente. se encontró para el cultivo de papa criolla que las cantidades adecuadas de abono orgánico están entre 800 y 1.200 kg ha-1 y la mejor dosis de fertilizante químico 13-26-6 es de 300 kg ha-1. el cultivo de papa criolla en la localidad evaluada reaccionó favorablemente en cuanto a rendimiento con dosis altas de abono orgánico, mientras que la dosis de 900 kg ha-1 de fertilizante químico 13-26-6 no incrementó la producción. el análisis económico demostró que el tratamiento con 300/800 kg ha-1 de fertilizante químico y abono orgánico fue el que presentó la mayor utilidad económica. literatura citada barrera, l. 2004. la fertilidad de los suelos de clima frío y la fertilidad de los cultivos. en: fertilidad de suelos, diagnóstico y control. sccs, bogotá. 85 p. burbano, h. 2004. foro taller futuro del sector papero de nariño. memorias. pasto (colombia). 43 p. cevipapa. 2004. centro virtual de la cadena agro-alimentaria de la papa. http://www.cevipapa.com. corzo, p. y j. moreno. 2003. manual de papa para productores. corporación colombiana de investigación agropecuaria, c.i. tibaitatá, mosquera (colombia). 101 p. garcía, b. y c. pantoja. 2004. fertilización del cultivo de la papa en el departamento de nariño. pp. 23-42. en: fertilización de cultivos de clima frío. bogotá. gonzález, b. 2003. métodos estadísticos y principios de diseño experimental. 2ª ed. universidad central, quito. 370 p. ideam [instituto de hidrología, meteorología y estudios ambientales]. 2006. información meteorológica. pasto. 45 p. ministerio de agricultura y desarrollo rural y departamento administrativo nacional de estadística [dane]. 2003. resultados consolidados de áreas sembradas año 2002. preliminar. primer censo nacional del cultivo de la papa, departamento de boyacá. ministerio de agricultura y desarrollo rural e instituto interamericano de cooperación para la agricultura [iica]. 2003. observatorio agrocadenas colombia. compendio estadístico agrario. en: http://www. agrocadenas.gov.co. morillo, h. 2002. evaluación del abonamiento orgánico en el cultivo de la quinua (chenopodium quinua w.) en el municipio de pasto, nariño. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto. 82 p. muñoz, j. 2005. evaluación de diferentes tipos de fertilizantes orgánicos en la zona papera antioqueña. facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. 98 p. ortega, l. y h. muñoz. 1997. producción de papa criolla “yema de huevo” (solanum phureja [juz. et 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de tecnología agropecuaria y forestal (centa), el salvador. 36 p. agronomia 26-2 -profe194).indd 346 06/10/2008 19:41:40 agronomía 22-2 final.indd determinación de las causas del rajado del fruto de uchuva (physalis peruviana l.) bajo cubierta: i. efecto de la variación en el balance hídrico determining the cause of cape gooseberry (physalis peruviana l.) fruit cracking in greenhouse conditions. i. effect of varying water balance claudia torres a.1, alexander cooman2 y gerhard fischer3 1 ingeniera agrónoma, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: claudiazuero79@yahoo.com 2 investigador, centro de investigaciones y asesorías agroindustriales (ciaa) de la universidad de bogotá jorge tadeo lozano, chía. e-mail: alexandercooman@utadeo.edu.com 3 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: gfischer@unal.edu.co fecha de recepción: 31 de agosto de 2004. aceptado para publicación: 01 de diciembre de 2004. resumen: con el fin de determinar la influencia del balance hídrico sobre el rajado de los frutos de uchuva, se hicieron los siguientes tratamientos bajo invernadero: (a) testigo, riego diario según la indicación del lisímetro; (b) poda severa, riego diario según la indicación del lisímetro; (c) r+(-), con dosis elevadas de riego entre las semanas 5 y 19 de cosecha, seguido por dosis bajas de riego entre las semanas 20 y 29; (d) r-(+), sometidas a un déficit de riego entre las semanas 5 y 19 de cosecha, seguido por dosis elevadas de riego entre las semanas 20 y 29. el r+(-) evidenció que el aumento de riego entre las semanas 5 y 19 de cosecha favoreció el incremento de la producción y el peso individual de los frutos, mientras el r-(+) tuvo frutos pequeños y menor productividad. los frutos del tratamiento poda fueron de mayor peso que el testigo, pero no se evidenció efecto sobre el rajado. de la semana 5 a la 19, el testigo y r+(-) no tuvieron cambios drásticos en el porcentaje de frutos rajados, posiblemente por no sufrir fluctuaciones en el riego. mientras el r-(+) aumentó el porcentaje de rajado con respecto al testigo, 56 días después de haberse iniciado con el déficit de agua, indicando que quizá los frutos fueron susceptibles al déficit fluctuante de riego en la etapa de división celular. de las semanas 20 a la 29, el r+(-) no varió con respecto al testigo, el r-(+) fue diferente al testigo al aumentar de 3% a 70% de frutos rajados, incremento que se atribuyó a los pequeños frutos formados bajo condiciones deficitarias de riego, haciendo que al incrementar el riego los frutos en la etapa de llenado fueran más susceptibles al rajado. palabras clave: riego, epidermis, poda, producción. abstract: the following treatments were applied in greenhouse conditions to determine the influence of water balance on the cracking of cape gooseberry fruit: (a) control, irrigating every day as indicated by lysimeter; (b) severe pruning, irrigating every day as indicated by lysimeter; (c) r+(-), heavy irrigation from harvesting week 5 to 19, followed by sparse irrigation between weeks 20 and 29; (d) r-(+), irrigation withheld between harvesting weeks 5 and 19, followed by heavy irrigation from weeks 20 to 29. the r+(-) treatment showed that increased irrigation between weeks 5 and 19 during the harvest period favoured increased production and individual weight of fruit whilst r-(+) treatment led to small fruit and lower productivity. fruit from pruned plants weighed more than these from the control; however, pruning had no effect on cracking. the control and r+(-) treatment presented no drastic changes in the percentage of split fruit observed during harvesting weeks 5 to 19, possibly due to not having suffered from fluctuations in irrigation. there was an increase in the percentage of cracked fruits in r-(+) plants 56 days after initiating water restriction, which could have indicated that these fruits were susceptible to fluctuating irrigation (or severely reduced irrigation) during cell division phase. r+(-) treatment was seen to be no different to that of control during weeks 20 to 29 whilst r-(+) plants differed to control plants as they presented increased fruit cracking (from 3% to 70%). this increase was assumed to be due to small fruit forming in water deficit conditions, causing fruit to become more susceptible to cracking when irrigation became intensified during the fruit filling phase. key words: irrigation, epidermis, pruning, production. agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 140-146 torres et al.: determinación de las causas del rajado... 1412004 introducción el cultivo de uchuva requiere un manejo adecuado para cumplir con las exigencias de los mercados nacionales e internacionales, en cuanto a presentación de la fruta. por esta razón, el rajado del fruto repercute con mayor regularidad en la calidad y comercialización, especialmente cuando se piensa en mercado para consumo en fresco, donde no se admiten frutos rajados, haciendo que durante el proceso de poscosecha sea necesario invertir tiempo en la selección de frutos de calidad. el rajado es un término general que ha sido aplicado a ciertos desórdenes fisiológicos de las frutas, expresado como fractura en la cutícula o epidermis del fruto; se ha atribuido principalmente al balance hídrico de la planta, que condiciona el crecimiento y fisiología de las hojas, tallos y raíces, afectando la velocidad del crecimiento y la producción de frutos, por el aporte de asimilados, utilizados tanto para el crecimiento, como para el almacenamiento y al ser la expansión del fruto el resultado de la acumulación de agua en la pulpa (grange, 1993). la variación en el contenido de humedad del suelo ha sido reportada como el principal factor que influye en el rajado de frutos de cereza, ciruela, manzana, naranja y tomate (kamimura et al., 1972; proctor y lougheed, 1980; opara et al., 1997; ruiz 1989; voisey et al., 1970). estas frutas tienen en común una iniciación del rajado después de un período seco o de carencia en el suministro de agua, seguido súbitamente por uno muy húmedo a causa de una fuerte irrigación, que reduce la fuerza extensible de la epidermis del fruto. en uvas y en otras frutas, el rajado se atribuye a condiciones de alta disponibilidad de agua y baja demanda de evaporación, que incrementan el suministro de agua a los tejidos de la fruta, produciendo una alta presión hidrostática (presión de turgencia) induciendo un exceso de fuerza extensible de las paredes celulares (coinsidine and kriedeman, 1972; coinsidine et al., 1974; aloni et al., 1999). en tomate, planta pariente de la uchuva, se ha concluido que la epidermis de la fruta es particularmente susceptible al rajado durante los cambios fisiológicos en la maduración, y a las condiciones de humedad del suelo, que pueden ocasionar una reducción de la fuerza y la elasticidad de la epidermis (peet, 1992). el agrietado es menos severo cuando hay una irrigación continua; por esto la estimación de la lámina de riego es conveniente para prevenir el agrietado (peet y willits, 1995). fischer (2000) manifiesta que un suministro irregular de agua puede ocasionar el rajado en los frutos de uchuva. fischer y martínez (1999) mencionan que el rajado en los frutos de uchuva se ha observado en los que son capaces de absorber el agua hasta los últimos estadios de madurez, o cuando en los estadios iniciales de la producción de la planta se ha efectuado un aclareo de ramas que hacen que los frutos se cuarteen con facilidad. esto pude ser una consecuencia de la reducción en el área foliar, lo cual reduce la transpiración de la planta. la uchuva se cultiva en colombia en el interior del país donde se presenta una precipitación bimodal, que hace que en algunos meses sea necesario el riego para corregir déficit hídrico temporal (campos, 2000). la evapotranspiración, el agua de riego y la percolación son parte de los componentes para la estimación de la necesidad de riego, factor importante en la producción agrícola, que influye en el rajado del fruto. en la actualidad no se conoce la influencia del balance hídrico de la planta sobre el rajado del fruto de la uchuva y al mismo tiempo la respuesta productiva. el objetivo de esta investigación fue contribuir a los conocimientos sobre las causas del rajado del fruto de uchuva, cuantificando el efecto del balance hídrico. se espera que con los resultados de esta investigación se puedan formular recomendaciones que minimicen el rajado del fruto, con el fin de incrementar los ingresos para el productor. materiales y métodos se hizo un experimento para evaluar el efecto del balance hídrico en la producción y calidad de la uchuva, en el centro de investigaciones y asesorías agroindustriales (ciaa) de la universidad de bogotá jorge tadeo lozano, en el municipio de chía, cundinamarca, ubicado al norte de bogotá, a una altitud de 2.560 m.s.n.m. con el fin de mantener mayor control sobre las variables que inciden en el comportamiento de las plantas y facilitar el manejo, se hizo el ensayo en materas bajo un invernadero de tipo venlo, cubierto completamente con vidrio tanto en las estructuras laterales como en el techo. este invernadero disponía de un sistema automático de control de la ventilación por medio de ventanas móviles en el techo, manteniendo agronomía colombiana 142 vol. 22 · no. 2 durante el transcurso del ensayo temperaturas promedias de 22º c en el día y 14º c durante la noche. el 28 de enero de 2003, se transplantaron las plantas de uchuva ecotipo colombia, de dos meses de edad, sin fertilizar, a bolsas plásticas de 60 litros de capacidad, llenadas con una mezcla de cascarilla de arroz entera sin quemar y turba rubia, en una proporción 70:30 en volumen. las plantas se ubicaron en tres surcos espaciados de dos metros, dejando dos metros entre plantas. un pliego de plástico fue puesto debajo de las bolsas, para evitar que la raíz penetrara el fondo de la bolsa e hiciera contacto con el suelo. el riego fue aplicado según la necesidad de la planta y fue determinado por lisímetros instalados a cada planta usada en el ensayo. la fertilización se hizo a través de fertirriego diario, con una solución estándar concentrada, diluida según el volumen de agua aplicado a las plantas desde el momento del transplante. en la poda de formación se dejaron tres ramas principales que dieron origen a las ramas productivas. el sistema de tutorado empleado fue en “v”. el manejo general del cultivo fue análogo al planteado por angulo (2003), de modo que ningún factor fuera de los tratamientos impuestos limitara el desarrollo de las plantas. durante los cinco meses después del transplante todas las plantas se manejaron de la misma forma, regándolas según las indicaciones de los lisímetros. los tratamientos se comenzaron cuando las plantas tenían cuatro semanas de cosecha y contaban con frutos en diferentes estados de desarrollo: 1) plantas testigo, regadas diariamente según la indicación del lisímetro. 2) plantas poda, regadas diariamente según la indicación del lisímetro, a las cuales se les hizo una poda, dejando el tallo principal, ramas primarias y secundarias, quitando una gran cantidad de hojas con el fin de reducir la transpiración. 3) plantas r+(-) con dosis elevadas de riego entre las semanas 5 a la 19 de cosecha, seguido por dosis bajas de riego de las semanas 20 a la 29. 4) plantas r-(+) con déficit de riego entre la semana 5 a la 19 de cosecha, seguido por dosis elevadas de riego de las semanas 20 a la 29. las dosis elevadas de riego consistieron en dos riegos diarios, con el fin de mantener el sustrato siempre cercano a capacidad de campo. las dosis bajas de riego fueron aplicadas dos o tres veces por semana para mantener las plantas en estrés hídrico. el intercambio de los tratamientos de riego elevado y bajo fue hecho cuando todos los frutos se habían desarrollado bajo las condiciones de la primera fase. con esto se lograron evaluar los cambios producidos por la oferta de agua. se utilizó un diseño en bloques al azar con tres réplicas, donde cada bloque correspondió a una línea de plantas y la unidad experimental a una planta. las variables evaluadas fueron el rendimiento de la cosecha y calidad de los frutos (color de cáliz verde amarillo y fruto amarillo). el rendimiento se determinó mediante el registro de las cosechas, y la calidad se evaluó tomando una muestra de diez frutos por planta, por semana, registrándoseles el peso con cáliz y cuantificando el rajado en la escala de 0 a 1, donde 0 correspondió a fruto sin rajado, 1 a rajado severo. las variables de los tratamientos testigo, r+(-) y r-(+) se comenzaron a medir 157 días después del transplante y para el tratamiento poda a los 225 días. todos los tratamientos se evaluaron hasta los 323 días después del transplante. se hizo el análisis estadístico del diseño experimental planteado, y un análisis de varianza y prueba de comparaciones múltiples (duncan) para el rendimiento. el análisis estadístico de las variables de calidad de los frutos fue “general lineal models”, el cual combinó análisis de varianza con análisis de regresión para tratar datos incompletos. se analizaron los datos de rajado con una transformación de la variable discreta (números 0 y 1) a una variable continua, calculando para cada fecha y planta la proporción de frutos en cada categoría (0 y 1). resultados y discusión rendimiento el rendimiento total promedio por planta se evidenció en el análisis de varianza efecto a causa de los tratamientos (riego: f< 0.0006; poda: f< 0.010, en tabla 1). para determinarlo se graficaron los totales de las cosechas colectadas durante el ensayo (figura 1). el tratamiento r+(-) mostró que el aumento de riego de la semana 5 a la 19 de cosecha favoreció la producción con respecto al testigo, que fue 20% menor, pero según la prueba de duncan no tuvieron diferencias sigtorres et al.: determinación de las causas del rajado... 1432004 nificativas. el incremento en el rendimiento del r+(-) se debió a que entre la semana 8 a la 14 de cosecha se alcanzó el pico y en este momento las plantas se encontraban con dosis elevadas de riego, lo que pudo beneficiar la entrada de nutrientes, acrecentando el follaje y asimilados. también se explica por un aumento en el peso individual de los frutos, por ser la expansión el resultado de la acumulación de agua en la pulpa (grange, 1993). en tomate, asimismo, al acrecentar el riego aplicado a las plantas sube el peso individual de los frutos, debido a una mayor absorción de agua (peet y willits, 1995). el tratamiento r-(+) tuvo 32% menos de kg cosechados que el testigo, siendo significativamente diferentes según duncan. la disminución en el rendimiento del r-(+) se atribuye al déficit de riego de la semana 5 a la 19, periodo durante el cual las plantas en condiciones normales producen frutos de mayor tamaño. resultado que coincide con el estudio de behboudian et al. (1998) en manzano ‘braeburn’, que recibieron una irrigación deficitaria desde los cuarenta días después de la floración obteniendo una reducción en la cosecha. estos resultados muestran la importancia de un abastecimiento constante de agua, para no limitar la producción. el tratamiento poda, como se aprecia en la figura 1, fue el de menor rendimiento, significativamente diferente al testigo. esta diferencia fue ocasionada por la poda severa que se hizo al iniciar los tratamientos, dejando la planta sin producción durante trece semanas. peso del fruto en el análisis de varianza el peso del fruto fue significativo en el tiempo (día, f<0.0001, tabla 2), indicando que el peso de los frutos disminuyó en el lapso de cosecha. esto se explica por el crecimiento de la planta, que a través del tiempo aumenta en longitud y número de ramas productivas, que son de menor grosor, produciéndose una menor translocación de asimilados a los frutos (demanda), haciendo que el peso diminuya en el tiempo. resultado que coincide con el estudio de mazorra y quintana (2002), quienes en uchuva encontraron en los frutos de ramas principales un mayor peso fresco y seco que en los de ramas secundarias. el valor f altamente significativo de los tratamientos de riego y poda (f<0.0001; tabla 2) indicó que existió efecto sobre el peso del fruto. en la figura 2 se observa que los tratamientos r+(-) y el testigo tuvieron pesos promedios similares y que el r-(+) fue el más bajo. la figura 1. rendimiento promedio de plantas de uchuva de acuerdo con la poda y el suministro de agua (p≤0,05, n=6), con prueba de duncan. figura 2. promedio del peso fresco del fruto con cáliz, en plantas de uchuva de acuerdo con la poda y el suministro de agua. tabla 1. análisis de varianza de la cosecha total por planta por tratamiento. fuente gl suma de cuadrados cuadrados medios f evaluada pr> f riego 2 80236016.45 40118008.22 31.82 0.0006 poda 1 45128053.10 45128053.10 35.79 0.0010 cama 2 11822399.51 5911199.75 4.69 0.0594 r2 modelo = 0.947734, raíz de cuadrado medio del error = 1122.909. tabla 2. análisis de varianza de peso de los frutos con cáliz. fuente gl suma de cuadrados cuadrado medio f evaluada pr>f riego 2 135.942762 67.971381 102.47 <0.0001 poda 1 33.988041 33.988041 51.24 <0.0001 cama (r*p) 4 183.383135 45.845784 69.11 <0.0001 dia (r*p) 4 2666.511383 666.627846 1004.94 <0.0001 r2 modelo = 0.015, raíz de cuadrado medio del error = 0.814463. agronomía colombiana 144 vol. 22 · no. 2 diferencia entre los tratamientos r+(-) y r-(+) se explica por los mayores pesos acumulados del r+(-), entre las semanas 5 a la 19 de riego elevado, cuando llegó al pico de producción; mientras las plantas del r-(+) tenían déficit de riego y no llegaron al pico. el tratamiento poda estuvo por encima del peso promedio del testigo (figura 2), y se atribuye a que las plantas produjeron durante 4 semanas y luego se hizo la poda, generando en principio, para los dos casos, pocos frutos que tuvieron mayor capacidad de llenado. además, después de la poda se cosechó durante 11 semanas, un tiempo corto, que evitó que la planta generara un mayor número de ramas productivas de menor vigor y capacidad de translocación. rajado del fruto el porcentaje de frutos rajados por semana, desde el inicio de la cosecha hasta el final del experimento, se observa en la figura 3. entre las semanas 1 y 5, cuando aún no se habían iniciado los tratamientos, se obtuvo en general un alto porcentaje de frutos rajados. un resultado similar en uchuva fue reportado por gordillo (2004), donde el mayor porcentaje de rajado se presentó en el primer mes de producción, con un promedio de 15%. en el análisis de varianza la f altamente significativa evidencia que existió efecto de rajado a causa de los tratamientos, y en la variable “semana” mostró que los resultados no cambiaron significativamente en el tiempo (tabla 3). en la figura 3 se observa que los tratamientos testigo y r+(-) no tuvieron cambios drásticos en el porcentaje de frutos rajados entre la semana 5 y 19. este resultado muestra que un suministro adicional de agua en el tratamiento r+(-) no hizo que el porcentaje de frutos rajados aumentara o disminuyera significativamente con respecto al testigo, debido probablemente a que no sufrió fluctuaciones en el suministro de riego, que ocasionaran que las plantas sufrieran un estrés por déficit. en tanto que el tratamiento r-(+) presentó amplias fluctuaciones con respecto al testigo en el porcentaje de frutos rajados, como se observa en la figura 3, entre la semana 5 y la 12 el comportamiento de r-(+) es similar al testigo. sin embargo, de la semana 13 a la 15 el porcentaje de frutos rajados se incrementó drásticamente y a partir de la semana 16 los frutos rajados disminuyen rápidamente. este resultado muestra que las fluctuaciones en el riego hicieron que los frutos se rajaran más, con respecto a las plantas que tuvieron un suministro de riego adecuado (testigo). para la discusión de este resultado se considera que el crecimiento del fruto de uchuva presenta un crecimiento de tipo sigmoidal simple, en el cual se pueden diferenciar tres etapas: una de crecimiento lento de división celular, que va desde 0 hasta 20 días después de cuajado el fruto; una segunda, de llenado del fruto, que comprende de los 21 a los 60 días; y una tercera de sobremaduración y senescencia que va desde los 61 hasta los 80 días (mazorra y quintana, 2002). los frutos son cosechados en promedio a los 55 días después del cuajado, en estado de madurez fisiológica y en etapa de llenado, bajo las condiciones de subia (cundinamarca). nótese que el porcentaje de frutos rajados del tratamiento r-(+) comenzó a incrementarse a partir de los 56 días después de iniciar con los déficit fluctuantes de riego (semana 13), indicando que los frutos que se rajaron entre las semanas 13 y 15 tabla 3. análisis de varianza de los frutos rajados. fuente gl suma de cuadrados cuadrados medios f evaluada pr>f tratamientos 3 2.90464930 0.96821643 38.31 <0.0001 cama 2 0.06323125 0.03161562 1.25 0.2877 semana (trat) 4 0.19302378 0.04825594 1.91 0.1088 r2= 0.2949527, raíz de cuadrado medio del error = 0.158966. figura 3. porcentaje de frutos rajados para los tratamientos desde la primera semana de cosecha hasta el final del experimento. las flechas indican el inicio de los tratamientos r+(-) y r-(+). la primera fase va de la semana 5 a 19 y la segunda fase de la 20 al 29. torres et al.: determinación de las causas del rajado... 1452004 secha con un porcentaje de 4% de frutos rajados. esto posiblemente se puede atribuir al balance entre área foliar y frutos, que se generó después de la poda, lo que evitó una alta presión de asimilados hacia los frutos, haciendo que no se presentara un alto porcentaje de rajado como durante el primer mes de cosecha. confirmando lo supuesto por fischer (2004) en uchuva, quien menciona que el balance entre el área foliar y el crecimiento de los frutos incide sobre el tamaño y el peso de los mismos, y recomienda retirar las primeras flores formadas para minimizar el porcentaje inicial de rajado en la cosecha. bibliografía angulo, r. 2003. frutales exóticos de clima frío. bayer cropscience, bogotá. pp. 27-48. aloni, b.; l. karni; s. moreshet; c. yao y c. stanghellini. 1999. cuticular cracking in bell pepper fruits ii: effects of fruit water relations and fruit expansion. journal of horticultural science biotechnology 74, 1-5. bakker, j. c. 1988. russeting (cuticle cracking) in glasshouse tomatoes in relation of fruit growth. journal of horticultural science 63(3), 459-463. behboudian, m. h.; j. dixon y k. pothamshetty. 1998. plant and fruit responses of lysimeter-grown ‘braeburn’ apple to deficit irrigation. journal of horticultural science and biotechnology 73(6), 781-785. campos, a. 2000. manejo de riego. en: flórez, v. j., g. fischer y a. sora (eds.). producción, poscosecha y exportación de uchuva (physalis peruviana l.). unibiblos. universidad nacional de colombia, bogotá. pp. 9-26. coinsidine, j. a. y p. e. kriedman. 1972. fruit splitting in grapes: determination of the critical turgor pressure. australian journal of agricultural research 23, 17-24. coinsidine, j. a., j. f. williams y k. c. brown. 1974. a model of studies on stress in dermal tissues of mature fruit of vitis vinifera: criteria for producing fruit resistant to cracking. pp. 611-617. en: r. l. bieleski et al. (eds.). mechanisms of regulation of plant growth, bull. 12. the royal society of new zealand, wellington. fischer, g. 2000. crecimiento y desarrollo de la uchuva. en: flórez, v. j., g. fischer y a. sora (eds.). producción, poscosecha y exportación de uchuva (physalis peruviana l.). unibiblos, universidad nacional de colombia, bogotá. pp 9-26. fischer, g. 2004. comunicación personal. bogotá. fueron los que desarrollaron la primera etapa de división celular bajo esta condición, y al llegar a la fase de llenado fueron más vulnerables a rajarse. mientras los frutos cosechados antes de la semana 13 se hallaban en la etapa de llenado al iniciar con déficit de riegos temporales, y no fueron propensos a rajarse. evidenciando que los frutos son más susceptibles a presentar rajado cuando existen fluctuaciones en el riego en la fase de división celular, que cuando han pasado a la fase de llenado. un resultado similar se observó en tomate por bakker (1988), que registró mayor frecuencia de frutos rajados cundo de la sexta a la séptima semana después del cuajado las plantas no fueron regadas adecuadamente. de la semana 16 a la 19 en el r-(+), los frutos rajados disminuyeron; esto se podría explicar por el déficit de riego, que hizo que la cantidad de área foliar se redujera y disminuyera el tamaño de los frutos, como se observó durante el ensayo. a partir de la semana 20 se inició la segunda fase del experimento, donde el tratamiento r+(-) no varió con respecto al testigo, resultado que probablemente se dio porque las plantas venían de un riego abundante, que originó mayor área foliar. al someterlas a déficit de riego, la diferencia entre la evapotranspiración y el riego suministrado, probablemente hizo que no se alcanzara a suministrar agua suficiente a los frutos formados en etapa i y ii, con una posible mayor elasticidad de la epidermis para resistir la fuerza del llenado, lo que posibilitó que no se rajaran. el tratamiento r-(+) fue significativamente diferente al testigo, mostrando un aumento de 3% a 70% de frutos rajados entre las semanas 20 y 25; este incremento se podría explicar porque bajo las condiciones de estrés por déficit de agua durante la primera fase del experimento, los frutos desarrollados fueron pequeños y con una posible reducida elasticidad de la epidermis, y al aumentar el riego en la segunda fase probablemente hizo que los frutos en la etapa de llenado se rajaran más, debido a que se incrementa la presión reduciéndose la fuerza y la elasticidad de la epidermis del fruto, como lo reportó kamimura et al. (1972) para tomate, cuando se incrementa el riego. en la semana 26 los frutos rajados comienzan a disminuir lentamente hasta el final del experimento, evidenciando que los frutos desarrollados bajo condiciones de riego constante presentan menos probabilidad de rajado. en el tratamiento poda la cosecha se comenzó en la semana 19 (figura 3), tiempo durante el cual la planta regeneró las ramas productivas y originó la primera coagronomía colombiana 146 vol. 22 · no. 2 fischer, g. y o. martínez. 1999. calidad y madurez de la uchuva (physalis peruviana l.) en relación con la coloración del fruto. agronomía colombiana 16(1-3), 35-39. gordillo o. 2004. efecto de tres niveles de riego y cinco tratamientos de fertilización sobre la incidencia del rajado en frutos de uchuva (physalis peruviana l.).trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. grange, r. 1993. crecimiento del fruto. en: azcón-bieto, j. y m. talón (eds.). fisiología y bioquímica vegetal. interamericana mcgraw-hill, bogotá. pp. 449-462. kamimura, s.; h. yoshikawa y k. ito. 1972. studies on fruit cracking in tomatoes. bulletin of the horticultural research station of the ministry of agriculture and forestry no. 7, serie c. morioka. mazorra, m. y a. quintana. 2002. desarrollo del fruto y madurez fisiológica de la uchuva (physalis peruviana l.) cultivada en la localidad de subia (cundinamarca). trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. opara, l.; c. studman y n. banks. 1997. fruit skin splitting and cracking. horticultural reviews 19, 217-261. peet, m. 1992. fruit cracking in tomato. horttechnology 2, 216-223. peet, m. y d. willits. 1995. role of excess water in tomato fruit cracking. hortscience 30(1), 65-68. proctor, j. t. a. y e. c. logheed. 1980. cracking of golden russet apples. canadian plant disease survey 60(4), 55-58. ruiz, l. l. y e. primo-millo. 1989. el rajado, agrietado o “splitting” de los frutos cítricos. levante agrícola 291, 98-102. voisey, p. w.; l. h. lyall y m. kloek. 1970. tomato skin strength: its measurement and relation to cracking. journal of the american society for horticultural science 95, 485-488. editorial la difusión de los esfuerzos de la comunidad científica y del gremio de productores agrícolas en pro de la modernización de nuestra agricultura depende en buena parte de una adecuada labor de difusión de los avances investigativos y de implementación tecnológica. a esta labor ha venido contribuyendo agronomía colombiana de un modo cada vez más activo. por ello tenemos el gusto de informar a nuestros lectores que este año nuestra revista ha sido incluida en el sistema de información científica “redalyc” (red de revistas científicas de américa latina y el caribe, españa y portugal). este portal permite la consulta directa de todos los artículos publicados en la revista. en este contexto, resulta grato para agronomía colombiana presentar los avances recientes de los distintos campos de la ciencia agronómica tropical en el contexto de colombia y latinoamérica. así pues, esperamos que su divulgación sea para investigadores, agricultores y en general, para los profesionales afines al agro, de gran provecho y utilidad. es así que en el campo del “fitomejoramiento, recursos genéticos y biología molecular” tenemos el gusto de presentar tres interesantes logros. en relación con el cultivo de la papa, uno de los pilares de la alimentación en nuestro país y en el mundo, el presente número incluye un importante trabajo que reporta el descubrimiento de un gen que se cree confiere resistencia a la gota (phytophtora infestans) en el grupo phureja de este cultivo. igualmente, resulta grato reportar la identificación de una serie de materiales de fríjol reventón –producto que tiene una variedad de aplicaciones industriales potenciales, incluida la preparación de crispetas– con características agronómicas y de procesamiento que resultan bastante promisorias. finalmente, tenemos una importante revisión sobre el estado de nuestro conocimiento acerca de la adaptación de cultivos –específicamente la soya– a las condiciones de la altillanura colombiana, la cual constituye para nosotros un gran polo de expansión agrícola, en la medida en que se consiga soslayar el obstáculo impuesto por la toxicidad del aluminio de sus suelos. en nuestra sección de “fisiología de cultivos” tenemos, por una parte, un análisis del metabolismo de carbohidratos de la palma de aceite cuando es afectada por la enfermedad conocida como “marchitez letal” (de etiología desconocida), la cual ha comenzado a presentarse en la región palmera del río upía en los llanos orientales de colombia. los cambios metabólicos encontrados parecen asociar la enfermedad a la presencia de fitoplasmas. a su vez, y en cuanto a otro cultivo que ha cobrado gran impulso en el país, tenemos una revisión acerca de un campo poco investigado: la relación entre la nutrición mineral y la ruta de síntesis de los edulcorantes presentes en estevia. a estos se suma un experimento sobre la fenología de la uchuva en condiciones de salinidad, que indica que esta es al parecer una especie moderadamente tolerante a la sal, lo cual resulta importante dado el proceso actual de salinización de tierras a nivel mundial. tenemos también una revisión sobre la dormancia de la papa –la cual resulta particularmente interesante dado que en colombia la papa criolla tiene un gran potencial de exportación, que se ve limitado por la rápida brotación de los tubérculos– que aborda los mecanismos fisiológicos que regulan este proceso. como una contribución a nuestra viticultura, presentamos una caracterización fisicoquímica del fruto de la vid para vino ‘pinot noir’, actualmente cultivada en el departamento de boyacá. dicho análisis ha facilitado una evaluación a fondo del momento óptimo de cosecha para esta variedad en esta región. cerramos esta sección con un estudio que, dada la prevalencia del cultivo de clavel en sistemas sin suelo, a partir de un estudio fenológico analiza la distribución de recursos a los distintos órganos de la planta cultivada en distintos sustratos y en suelo. encontraron que en este último la planta destina menos fotoasimilados al botón floral. en cuanto a la “protección de cultivos”, este número de nuestra revista trae avances novedosos y muy importantes, que, si son adecuadamente aprovechados por investigadores y agricultores, auguran provechosos beneficios agrícolas. en primer lugar, tenemos cuatro aportes al cultivo de la papa, dos en el campo de la virología, provenientes del instituto de biotecnología, y dos relacionados con el manejo de plagas y enfermedades por medio de aceites esenciales, realizados por el grupo de investigación en papa de la facultad de agronomía; ambas instituciones agronomía colombiana 28(2), 131-132, 2010 revagronomiacol 28(2).indb 131 27/11/2010 12:23:01 p.m. 132 agron. colomb. 28(2) 2010 pertenecientes a la uni versidad nacional de colombia, sede bogotá. el mencionado grupo ha experimentado con una serie de plantas de la familia lamiaceae como fuente de aceites esenciales, los cuales, en el primero de estos estudios han sido objeto de ensayos in vitro contra phytophthora infestans; y en el segundo contra tecia solanivora en condiciones de laboratorio. dado que estas son quizás las dos mayores amenazas para este cultivo en nuestro país, en ambos casos es muy grato tener el privilegio de informar que los resultados son promisorios. en cuanto a los trabajos sobre virología, es al tiempo estimulante y preocupante presentar los resultados de dos prospecciones sobre la presencia de una serie de virus específicos de la papa en la colección central colombiana de este tubérculo. afortunadamente, junto con los materiales infectados se encuentran en ella otros que hasta el momento no han mostrado la presencia de ningún patógeno de los estudiados. todavía dentro de esta sección, hemos incluido una prospección acerca de la distribución de la mosca anastrepha spp. –una importante plaga frutícola de nuestro país– en el departamento de tolima, como resultado del trabajo de varios lustros de recolección de información académica. igualmente valiosa resulta la evaluación in vitro de una serie de isotiocianatos contra rhizoctonia solani, acompañada de una importante consideración acerca de los métodos estadísticos utilizados para calcular las concentraciones necesarias para la eficacia de estos compuestos. finalmente, en el campo del manejo integrado de plagas, cerramos la descripción de esta sección con un experimento que observa la susceptibilidad a plaguicidas del insecto neoseiulus californicus, el cual tiene uso potencial en el control biológico de tetranychus urticae, una notable plaga del cultivo de rosa bajo invernadero. en “suelos, fertilización y manejo de aguas” tenemos cuatro nuevos aportes. el primero de ellos busca contribuir a la toma de decisiones agrícolas a nivel regional, a través de un método de prospección de la presencia de cultivos de arroz basado en imágenes satelitales, el cual alcanza una exactitud superior al 70%. el segundo trabajo constituye un aporte al conocimiento y la técnica de análisis mineralógico de nuestros suelos, ya que caracteriza los contenidos arcillosos de estos en el valle del río cauca –uno de los más fértiles del país– y evalúa el modelo de determinación utilizado. dentro de esta misma sección, el trabajo que publica los nomogramas de uso de la inyectora “unidrench®” permite al agricultor la adaptación de las variantes mecánicas de este equipo a sus necesidades específicas de aplicación de agroquímicos. para terminar, este aparte nos presenta un importante estudio que demuestra y documenta la provechosa influencia de la separación de basuras en la fuente, una práctica cultural poco difundida en la sociedad colombiana, sobre el compostaje de residuos sólidos municipales. nuestra sección “economía y desarrollo rural” contiene dos investigaciones. la primera reporta las causas por las cuales los caficultores de cundinamarca –específicamente del municipio de el colegio– no han renovado sus cafetales, a pesar de su vejez. el segundo aporte nos informa que la construcción y puesta en funcionamiento del distrito de riego del valle del alto chicamocha y firavitoba (en el departamento de boyacá), ha dado los resultados esperados en términos del aumento de la productividad y la producción, y la consecuente mejora del ingreso y el empleo en la región. cerramos así la presentación del presente número de agronomía colombiana, el cual esperamos sea no sólo de su agrado, sino de gran provecho para nuestra pujante agricultura. gerhard fischer editor revagronomiacol 28(2).indb 132 27/11/2010 12:23:01 p.m. editorial agronomía colombiana 28(1), 133-134, 2010 the dissemination of the efforts of the scientific community and the farmers guild towards the mo-dernization of our agriculture depends largely on the adequate publication and distribution of their research and technology implementation advances. agronomía colombiana has been contributing to this work in an ever more active mode. we are therefore pleased to inform our readers that this year our journal has been included in the scientific information system “redalyc” (network of scientific journals of latin america and the caribbean, spain and portugal). this portal allows direct consultation of all articles published in the journal, to which it confers great visibility great visibility worldwide. as this implies the need to achieve further progress in the adaptation of our publications to the needs of today’s world, for the coming year we are planning the publication of the largest possible number of articles in en glish. this makes the texts more readable by researchers from other countries, with whom it is therefore possible to exchange information. although we will continue to receive texts in spanish and portuguese, english is going the primary language of the magazine. thus, in the field of “plant breeding, molecular biology and genetic resources” we are pleased to introduce three interesting achievements. regarding potato, one of the food pillars of our country and the world, this issue includes an important study that reports the discovery of a gene that confers resistance to “late blight” (phytophthora infestans) in the group phureja of this crop. likewise, it is pleasant to report the identification of a series of “popping bean” materials –a product that has a variety of potential industrial applications, including the preparation of popped snacks– with promissory agronomic and processing characteristics. finally, we have an interesting review on the state of our knowledge about the adaptation of crops –specifically soy– to the conditions of the colombian altillanura (the northern half of the eastern plains). this geographical region constitutes a major focus of agricultural expansion, only limited by the aluminum toxicity of its soils. in our “crop physiology” section, for one thing we have an analysis of the metabolism of carbohydrates of the oil palm when affected by the disease known as “lethal wilt” (of unknown etiology), which has begun to appear in the palm region of the upía river in the eastern plains of colombia. the metabolic changes found seem to associate the disease with the presence of phytoplasmas. for another thing, regarding a crop that has gained great momentum in the country, we have a major review of an under-researched topic: the relationship between mineral nutrition and the synthesis path of the sweeteners contained in stevia. additionally, we present an experiment on the phenology of cape gooseberry in saline conditions suggesting that this species is moderately tolerant to saline conditions. this is a remarkable finding, given the current process of land salinization worldwide. still in this section, we have a review of potato dormancy –a particularly interesting feature, considering that colombian creole potato has great export potential, albeit limited by the rapid sprouting of its tubers– which addresses the physiological mechanisms that regulate this process. as a contribution to our viticulture, we introduce a physicochemical characterization of the grapevine fruit variety ‘pinot noir’, currently cultivated in the department of boyaca. said analysis has facilitated a thorough assessment of an optimum harvest moment for this cultivar and region. we close this chapter with a phenology study that, given the prevalence of carnation cultivation in soilless systems, analyzes the distribution of resources to the different organs of plants grown on different substrates, including soil. the results reveal that the latter induces the plant to assign less photoassimilates to the flower bud. as for “crop protection”, this issue of our journal brings new and important developments, which, if properly used by researchers and farmers, augur profitable agricultural benefits. we have four potato studies, two in the field of virology, contributed by the institute of biotechnology, and two related to the management of pests and diseases using natural products, coming from the potato research group of the faculty of agronomy; both institutions belonging to the national university of colombia, bogota campus. the mentioned group experimented experimented with a series of plants of the family lamiaceae as a source of essential oils, which in the first of these studies were tested in revagronomiacol 28(2).indb 133 27/11/2010 12:23:01 p.m. 134 agron. colomb. 28(2) 2010 vitro against phytophthora infestans, and in the second one against tecia solanivora under laboratory conditions. since these are perhaps the two greatest threats to this culture in colombia, it is a privilege to report that the results are promissory. as for the works on virology, it is both stimulating and worrisome to present the results of two surveys on the presence of a series of potato viruses in the colombian central collection of this tuber. fortunately, along with the infected materials, the researchers found others which, up to date, have not shown the presence of any pathogen of the studying. still within this section, we have included a survey on the distribution of anastrepha spp. flies –a major colombian fruit pest– in the department of tolima, as a result of decades of academic data collection. equally valuable is the in vitro assessment of a series of isothiocyanates against rhizoctonia solani, including an important analysis of the statistical methods used to calculate the concentrations required for the effectiveness of these compounds. finally, in the field of integrated pest management, we close this section with an experiment that observed the susceptibility to pesticides of the insect neoseiulus californicus, which has potential use in the biological control of tetranychus urticae, a significant pest of greenhouse rose crops. “soils, fertilization and water management” contains four new contributions. the first one seeks to support to agricultural decision-making at the regional level with a satellite image based screening method for the detection of rice crops, which reaches more than 70% accuracy. the second paper is a contribution to soil mineralogical knowledge and analysis techniques, which determined the clay content of the cauca river valley soils –one of the most fertile ones in the country– and evaluates the assessment model used. as part of this section, the study that introduces the technical nomograms of “unidrench®” injector allows farmers to adapt the components of this equipment to their specific agrochemical application needs. finally, this chapter brings an important study that demonstrates and documents the beneficial influence of source separation of wastes, a weak cultural practice in colombia, on municipal solid waste composting. our “economy and rural development” chapter contains two investigations. the first one surveys the reasons why the farmers of cundinamarca –specifically in the municipality of el colegio– have not renewed their coffee plantations despite their obsolescence. the second contribution reports that the construction and operation of the irrigation and drainage project of the upper chicamocha valley and firavitoba (in the department of boyaca) has yielded the expected results in terms of increased productivity and production, and consequent improved income and employment in the region. in this way we close the presentation of this issue of agronomía colombiana, which we expect to not only satisfy our readers, but also greatly contribute to our thriving agriculture. gerhard fischer editor revagronomiacol 28(2).indb 134 27/11/2010 12:23:02 p.m. editorial agronomía colombiana 28(1), 135-136, 2010 os esforços de divulgação da comunidade científica e o grêmio de agricultores para a modernização da nossa agricultura dependem muito do trabalho de publicação e distribuição dos seus avanços de pesquisa e aplicação tecnológica. agronomía colombiana tem vindo contribuindo a este trabalho de uma forma cada vez mais ativa. portanto, temos o prazer de informar aos nossos leitores que este ano a nossa revista foi incluída no sistema de informação científica “redalyc” (rede de revistas científicas da américa latina e o caribe, espanha e portugal). este portal permite a consulta direta de todos os artigos publicados na revista. este importante passo adiante nos coloca numa posição de maior visibilidade a nível mundial, pelo qual estamos comprometidos a avançar na adaptação das nossas publicações às necessidades do mundo de hoje. isso significa que para o próximo ano estamos planejando a publicação do maior número possível de artigos em inglês, já que isso torna os textos mais propensos ao diálogo com pesquisadores de outros países. assim, embora continue a receber textos em espanhol e português, o inglês passará a ser a língua principal da revista. assim, na área de “fitomelhoramento, recursos genéticos e biologia molecular” temos o prazer de apresentar quatro interessantes trabalhos. em relação à batata, um dos pilares da alimentação do nosso país e do mundo, esta edição inclui um importante estudo que relata a descoberta de um gene que confere resistência à requeima (phytophthora infestans) no grupo phureja desta cultura. da mesma forma, reportamos a identificação de uma série de materiais de feijão tipo estalante –produto que tem uma variedade de aplicações industriais potenciais, incluída a preparação de pipoca– com caraterísticas agronômicas e de processamento que são bastante promissoras. finalmente, temos uma revisão sobre a adaptação de culturas –específicamente da soja– às condições da altillanura colombiana, a qual constitui um dos maiores focos de expansão agrícola do país, na medida em que se possa superar a barreira imposta pela toxicidade alumínica dos seus solos. na nossa seção sobre “fisiologia de cultivos” temos, por uma parte, uma análise do metabolismo de carboidratos do dendezeiro (elaeis guineensis jacq.) quando é afetado pela doença conhecida como “murchamento letal” (de etiologia desconhecida), que tem começado a aparecer na região produtora desta palma no rio upía, nas planícies orientais da colômbia. as alterações metabólicas encontradas parecem associar a doença com a presença de fitoplasmas. por sua vez, e como uma cultura alternativa que vem ganhando grande impulso no país, temos uma revisão sobre um tópico pouco pesquisado: a relação entre a nutrição mineral e a rota de síntese dos edulcorantes presentes na estevia. além disso, foi apresentado um experimento sobre a fenologia do fisalis (physalis peruviana) em con dições de salinidade, pelo que se sugere que esta é uma espécie levemente tolerante à salinidade. esta é uma descoberta notável, dado o atual processo de salinização de solos em todo o mundo. ainda nesta seção, temos uma revisão sobre os mecanismos fisiológicos que regulam a dormência da batata, uma característica especialmente interessante, considerando que na colôlmbia a “batata crioula” tem um grande potencial de exportação, embora limitado pela rápida brotação de seus tubérculos. como contribuição para a nossa viticultura, apresentamos a caracterização físico-química do fruto da variedade de videira ‘pinot noir’, cultivada atualmente no departamento de boyacá. este estudo tem facilitado uma avaliação minuciosa do momento ótimo para a colheita deste cultivar nesta região. fechamos este capítulo com um estudo fenológico que, dada a predominância do cultivo do cravo em sistemas sem solo, analisa a distribuição de recursos para os diferentes órgãos de plantas cultivadas em diferentes substratos, incluindo o solo; os resultados revelam que este último induz a planta a destinar menos fotoassimilados ao botão floral. quanto à “proteção de cultivos”, esta edição da nossa revista traz uma série de importantes avanços que, se forem adequadamente utilizados por pesquisadores e agricultores, auguram proveitosos benefícios agrícolas. em relação com a batata, temos quatro estudos, dois no campo da virologia, vindos do instituto de biotecnologia, e dois relacionados revagronomiacol 28(2).indb 135 27/11/2010 12:23:02 p.m. 136 agron. colomb. 28(2) 2010 com o controle de pragas e doenças com produtos naturais, provenientes do grupo de pesquisa em batata da faculdade de agronomia; ambas instituições pertencentes à universidade nacional da colômbia, na sua sede de bogotá. o mencionado grupo experimentou com uma série de espécies da família lamiaceae como fonte de óleos essenciais que, no primeiro destes estudos foram testados in vitro contra phytophthora infestans, e no segundo contra tecia solanivora sob condições de laboratório. toda vez que estas são provavelmente as duas maiores ameaças desta cultura na colômbia, é para nós um privilégio informar que os resultados são promissórios. quanto aos trabalhos em virologia, é ao mesmo tempo estimulante e preocupante apresentar os resultados de duas pesquisas sobre a presença de uma série de vírus da batata na coleção central colombiana deste tubérculo. afortunadamente, junto com os materiais infectados têmse encontrado outros que, até à data, não têm demonstrado a presença de agente patogénico de aos estudados. ainda dentro desta seção, temos incluído um estudo sobre a distribuição da mosca anastrepha spp. –uma relevante praga frutícola da colômbia– no departamento do tolima, como resultado de décadas de coleta de dados acadêmicos. igualmente importante é a avaliação in vitro de uma série de isotiocianatos contra rhizoctonia solani, incluindo uma análise dos métodos estatísticos utilizados para calcular a concentração necessária para a eficácia destes compostos. no domínio do manejo integrado de pragas, fechamos esta seção com uma experiência que observou a suscetibilidade a agrotóxicos do inseto neoseiulus californicus, o qual tem uso potencial no controle biológico de tetranychus urticae, uma praga importante da cultura da rosa em estufa. “terras, fertilização e manejo de águas” contém quatro novas contribuições. a primeira visa a contribuir para a tomada de decisões agrícolas a nível regional com um método de detecção de culturas de arroz por meio de imágens de satélite, que atinge mais de 70% de precisão. o segundo documento é uma contribuição ao conhecimento mineralógico dos nossos solos e suas técnicas de análise, que determinou o teor de argila das terras do vale do rio cauca –umas das mais férteis do país– ao tempo que avalia o modelo de determinação utilizado. dentro desta seção, o estudo que publica os nomogramas técnicos da injetora “unidrench®” permite aos agricultores adaptar os componentes do equipamento às suas necessidades específicas de aplicação de agroquímicos. finalmente, vem um importante estudo que demonstra e documenta a influência benéfica da separação de resíduos sólidos municipais na fonte, uma prática cultural pouco difundida na colômbia, sobre a compostagem dos materiais vegetais contidos neles. em “economia e desenvolvimento rural” temos incluído duas investigações. a primeira delas examina as razões pelas quais os agricultores do departamento de cundinamarca –especificamente no município de el colegio– não têm renovado suas plantações de café, apesar de sua obsolescência. a segunda contribuição relata que a construção e operação do projeto de irrigação e drenagem do vale do alto chicamocha e o município de firavitoba (no departamento de boyacá) tem produzido os resultados esperados, em termos do aumento da produtividade e a produção, com a consequente melhora da renda e o emprego na região. desta forma, fechamos a apresentação desta edição de agronomia colombiana, que esperamos não só satisfaça os nossos leitores, mas também contribua consideravelmente para a nossa próspera agricultura. gerhard fischer editor revagronomiacol 28(2).indb 136 27/11/2010 12:23:02 p.m. resumen abstract en las plantas superiores la biosíntesis del almidón es sensible al efecto de condiciones ambientales adversas, las cuales actúan sobre el suministro de carbohidratos desde los órganos fuente, la actividad de los vertederos y de las enzimas biosintéticas asociadas. mediciones de la planta entera in vivo han demostrado que la tasa de flujo de carbono depende además de las propiedades del vertedero y de las características del sistema de transporte. en este documento también se revisan los aspectos del ajuste de esta interacción por el complejo de respuestas celulares inducidas por los estreses abióticos. además de la problemática de la ruta de señalización del estrés, se elucida su influencia sobre la expresión genética del metabolismo del almidón. por otro lado, se considera la manera como la planta percibe y responde a las señales ambientales a través de modificaciones en la partición del carbono, mediante el incremento de los niveles de los azúcares solubles y otras estrategias fisiológicas de aclimatación al estrés abiótico. in higher plants, starch biosynthesis is highly sensitive to stress acting on the supply of carbohydrates from source organs, sink activity, and the activities of associated enzymes. whole plant measurements in vivo have demonstrated that carbon flow rates are additionally dependent on the properties of sink, as well as those of whole transport system. in this article, some issues of the adjustment of this interaction through the complex of cellular responses to abiotic stress are reviewed. the aspects of pathway of stress signaling and its influence on the genetic program of starch expression are also elucidated. additionally, the pathway, by which a plant senses and responds to environmental cues and endogenous signals through changes in carbon partitioning and increases in soluble sugar cell concentration, and other adaptive physiological strategies are considered. efecto del estrés abiótico sobre la síntesis y degradación de almidón. una revisión effect of abiotic stress on starch synthesis and degradation. a review adriana tofiño1, hernán mauricio romero2 y hernán ceballos3 key words: gene expression, stress signaling, phloem transport, starch biosynthesis. palabras clave: expresión genética, señalización del estrés, transporte floemático, biosíntesis de almidón agronomía colombiana 25(2), 245-254, 2007 introducción en las células vegetales las rutas de transducción de señales afectan la trascripción de genes. las modificaciones en la transcripción pueden llevarse a cabo mediante activación e inhibición de las secuencias de reconocimiento en los promotores por la actividad de factores de trascripción, modificaciones en la cromatina, “empalme” del arnm y cambios en la estabilidad del arnm. el proceso de traducción también está influenciado por la dinámica de transducción de señales a través de modificaciones postranscripcionales, tráfico intracelular, degradación de enzimas, alteraciones de la actividad enzimática o la señalización hormonal. la interacción sinérgica entre las rutas de síntesis de aba y el estrés osmótico, mediante los factores de transcripción dreb y abreb, ejemplifican este tipo de regulación. por otro lado, análisis de mutantes individuales de 14 genes aldh de arabidopsis revelan interacción compleja entre rutas de señalización de respuesta a diversas limitaciones ambientales como sequía, salinidad y frío (chinnusamy et al., 2005; buchanan, 1997). la ruta de biosíntesis del almidón involucra gran número de isoenzimas que interactúan en complejos multiproteínicos y que en casos como el de las enzimas relacionadas con la degradación del almidón, también participan en la “poda” de glucanos altamente ramificados derivados de la síntesis de amilopectina, en el proceso de formación del gránulo (muñoz et al., 2006; lloyd et al., 2005). además del usual proceso refinado de regulación espacio temporal de las enzimas biosintéticas del almidón, el estrés abiótico también afecta la cinética del metabolismo de manera 1 investigadora corpoica, estación experimental motilonia, codazzi, cesar. atofino@corpoica.org.co, 2 profesor, departamento de biología, universidad nacional de colombia, bogotá. hmromeroa@unal.edu.co 3 profesor, facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, palmira. h.ceballos@cgiar.org fisiología de cultivos fecha de recepción: marzo 5 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 246 agron. colomb. 25(2) 2007 que el balance de los factores ambientales influencia la relación fuente-vertedero y, por tanto, la acumulación final de almidón en los órganos de almacenamiento (muñoz et al., 2006). tradicionalmente, durante el proceso de domesticación de la mayoría de los cultivos no se consideró como criterio de selección la capacidad de los genotipos para soportar las exigencias causadas por las condiciones abióticas adversas, por lo cual, la capacidad de ajuste o tolerancia de las plantas domesticadas a estas condiciones es limitada (grover et al., 2001). debido a lo anterior, se han utilizado herramientas genómicas en los programas de mejoramiento en busca de disminuir el efecto de las constricciones ambientales. en arroz, maíz, trigo y cebada se han identificado loci asociados con rasgos cuantitativos (qtl) de características relacionadas con resistencia a estreses abióticos como senescencia prematura, ajuste osmótico, morfología radical, caracteres estomáticos, enrollamiento de las hojas y acumulación de aba. así es evidente que las respuestas al estrés tienen un tipo de herencia poligénica que limita las posibilidades de la inserción de genes individuales sobre el metabolismo general de la planta (humphreys y humphreys, 2005; rehman et al., 2005). la presente revisión se enfoca en las bases moleculares de la modificación de la biosíntesis del almidón como respuesta al estrés en las plantas superiores. adicionalmente, se consideran los efectos generales de diversos factores ambientales adversos sobre la red de transducción de señales que modifica la relación fuente-vertedero. por último se ofrece un panorama de las principales estrategias fisiológicas de tolerancia al estrés abiótico en plantas superiores. principales factores que afectan la relación fuente-vertedero diversos factores ambientales causan grandes diferencias en la producción de biomasa por unidad de área entre especies vegetales y genotipos. el-sharkawy et al. (1989) encontraron en yuca (manihot esculenta crantz) asociación altamente significativa entre tasa fotosintética y productividad. sin embargo, en la mayoría de los cultivos, los altos rendimientos no suelen estar asociados con alta capacidad fotosintética, debido principalmente a la influencia genética y ambiental multifactorial que determina el rendimiento final. en este sentido los fotoasimilados producidos en la fuente se transportan hacia los posibles vertederos en forma de sacarosa y otros compuestos de la serie rafinosa dependiendo de la especie y el tipo de carga y descarga en el floema vía simplasto/apoplasto. por tanto, el metabolismo del almidón en el vertedero (semillas, raíces, tubérculos, hojas en desarrollo) está imbricado con la relación entre la síntesis de almidón/sacarosa en la fuente, eficiencia en la exportación de sacarosa, prioridad y potencia del vertedero a través de una compleja y dinámica red autorregulada (chen y kim, 2006). azúcares en la actualidad, los mecanismos que determinan la partición de la biomasa no se han develado totalmente. sin embargo, recientemente se ha propuesto que la concentración de sacarosa desempeña un papel central en la distribución del co2 asimilado, en buena medida a través de la regulación de la expresión de genes asociados con la síntesis de almidón o fructano. por ejemplo, se ha evidenciado que la sacarosa es la principal señal asociada con la inducción de la trascripción de la enzima de ramificación del almidón (sbe). adicionalmente, se han identificado otros azúcares efectores de la sbe como glucosa, glucosa-1-p y furanosa. por otro lado, la sacarosa también inhibe la síntesis de amilasa. mientras que el conjunto de azúcares citosólicos se considera mensajero químico intermediario entre el azúcar suministrado por el floema y el azúcar consumido por las “células receptoras” en el vertedero (muñoz et al., 2006; rung et al., 2004). las diferentes funciones de los azúcares en la ruta de transducción de señales de los limitantes abióticos han sido aprovechadas para inducir cambios en la tolerancia de las plantas mediante la transformación con genes foráneos y expresión alterada de la ruta de la sacarosa, debido principalmente a modificaciones en el balance de la partición del carbono y la fotosíntesis. adicionalmente, el trabajo con mutantes “knockout” y la utilización de genómica comparativa paulatinamente develarán los interrogantes remanentes sobre la percepción celular de los azúcares y su papel en la dinámica de la partición de la biomasa (chinnusamy et al., 2005). luz y ritmo circadiano la luz es un factor determinante en la activación y regulación del metabolismo del almidón. por tanto, modificaciones drásticas en el ritmo circadiano, intensidad y calidad de la luz, afectan la tasa de acumulación y degradación del almidón, removilización desde los vertederos de los productos hidrolíticos del almidón y la concentración de carbohidratos solubles. los ritmos circadianos mediados por luz funcionan por medio de señales relacionadas con 247 los sistemas de fitocromo que se transportan al núcleo, luego de la recepción de la luz, y modifican la expresión de genes con secuencias sensibles a diversos componentes de la ruta de transducción del fitocromo en sus promotores. la oscilación diurna de la enzima clave en el control de la producción final de almidón (agpasa), isoformas cloroplásticas de enzimas asociadas con la biosíntesis del almidón como la fructosa1,6 bifosfatasa y sacarosa fosfato sintasa (sps) y el metabolismo de la maltosa, están bajo la influencia del reloj circadiano (lu et al., 2005; geigenberger et al., 2004). a medida que se avanza en el entendimiento de la biosíntesis del almidón in vivo, se relaciona el estímulo luminoso con la regulación de nuevas enzimas y modificaciones en la cinética enzimática por la inducción de cambios conformacionales de diferentes complejos multiproteínicos. transporte de fotoasimilados la sacarosa es el azúcar predominante en la corriente del floema. un pequeño número de familias traslocan adicionalmente oligosacáridos de la serie rafinosa o azúcares alcohólicos como manitol o sorbitol. evidencias experimentales indican que las fitohormonas están directamente relacionadas con la transferencia de solutos a cortas distancias. por ejemplo, se ha sugerido asociación entre concentración de aba y tasa de crecimiento de los frutos en desarrollo. el aba también estimula la traslocación de azúcares en plantas intactas de fríjol, traslocación de sacarosa dentro del tejido radical de remolacha azucarera y descarga de sacarosa para la absorción del embrión, a partir del apoplasto de las cubiertas de semillas de soya (rolland et al., 2006; holtta et al., 2006; jung dae et al., 2006). el modelo que mejor explica la traslocación en el floema fue propuesto originalmente por e. munch en 1930. el mecanismo de flujo por presión o flujo en masa se basa en la transferencia masiva de los solutos desde la fuente hasta el vertedero, a lo largo de un gradiente de presión hidrostática ligada con el flujo del agua en la corriente transpiratoria y recirculación continua del agua en la planta. en un modelo de transporte propuesto recientemente por holtta et al. (2006), se complementa el concepto de flujo en masa y se pretende explicar el transporte de fotoasimilados entre vertederos competitivos de acuerdo con la dinámica del comportamiento del sistema floemático intacto. el modelo se basa en la extrapolación del modelo sencillo de una fuente y dos vertederos con rutas separadas, valores de resistencia individual y descripción de la función michaeliana específica saturable, a múltiples vertederos competitivos (holtta et al., 2006). el proceso de carga en el floema no es exclusivamente pasivo a través de los plasmodemos pues involucra gran cantidad de proteínas transportadoras de iones, agua y azúcares en la membrana. en la carga del floema participan pasos apoplásticos, simplásticos o su combinación. por ejemplo, en las células vegetales y en las del floema en particular, existe un mecanismo de absorción de sacarosa que depende del atp ligado a la toma de protones (cotransportadores azúcar-protón) que pueden hacer parte de familias de genes con expresión similar en la fuente/ vertedero o especificidad tisular y temporal de expresión. se han identificado y clonado genes que codifican formas heterólogas del transportador sacarosa-h+ (sut1, suc2), en muchas especies. estos genes pueden expresarse en la membrana plasmática de las células acompañantes (suc2) o en la de los vasos cribosos (sut1). recientemente, en caña de azúcar se aisló el transportador shsut1, con alta homología con la familia de transportadores de sacarosa sut/suc. el gen de este transportador, se expresa en hojas maduras que exportan sacarosa y en los entrenudos de los tallos que la acumulan. shsut1 podría actuar en la partición de sacarosa entre el tejido vascular y los puntos de almacenamiento en las células parenquimatosas de los entrenudos de los tallos de caña de azúcar. también existen indicios de transportadores específicos del vertedero como rcscr1 en ricinus communis, que se ajusta dinámicamente al tamaño del vertedero pero no actúa en la descarga del floema (eisenbarth y weig, 2005; rae et al., 2005). adicionalmente se ha identificado mediante herramientas de biología molecular la familia sut en arroz, compuesta por los transportadores ossut1, ossut2, ossut3, ossut4 y ossut5 que presentan expresión diferencial pero traslapada en el transporte de sacarosa a través de membranas en diferentes estados del desarrollo de la planta y tejidos fuente-vertedero (jung dae et al., 2006). de manera similar a la carga en el floema, la descarga de los azúcares en el vertedero puede realizarse tanto por la ruta del simplasto como la del apoplasto. la continuidad del flujo pasivo hacia el vertedero se mantiene gracias al gradiente de concentración de sacarosa mediante la hidrólisis de la sacarosa transportada a glucosa y fructosa en las células cercanas a los haces vasculares en el vertedero. una vez en el apoplasto, la sacarosa se hidroliza mediante la invertasa ácida, la cual está estrechamente ligada a la pared celular (lloyd et al., 2005; chen y kim, 2006). factores ambientales como temperatura y fitohormonas influyen el transporte hacia el vertedero pues actúan sobre el crecimiento y la diferenciación histológica del sumidero. 2007 tofiño, romero y ceballos: efecto del estrés abiótico... 248 agron. colomb. 25(2) 2007 la estructura de los componentes del sistema fuente-vertedero también determina el transporte de asimilados, así, en el mutante miri66a el nivel de transcripción de athb15 (factor de transcripción de expresión exclusiva en tejidos vasculares) disminuye y ocasiona diferenciación celular vascular acelerada a partir de células cambiales/procambiales (aloni et al., 2006). las características del sistema fuente-vertedero son dinámicas y varían de acuerdo con la etapa fenológica del cultivo, genotipo y condiciones agroclimáticas. uno de los objetivos del mejoramiento genético convencional ha sido favorecer el balance del carbono hacia el vertedero. sin embargo, en cultivos básicos como arroz, se ha llegado al parecer a un tope genético que requiere la implementación de estrategias distintas para incrementar el rendimiento y la eficiencia metabólica del carbono en la fuente y el vertedero. debido a lo anterior es indispensable el avance en el entendimiento de la fisiología de la interacción fuentevertedero in vivo mediante análisis de flujo metabólico y otros referidos arriba, para establecer los puntos putativos para el mejoramiento dirigido al incremento de la eficiencia de las rutas metabólicas. asignación de fotoasimilados en la fuente y el vertedero determinadas porciones de carbono se asignan para proveer las necesidades del metabolismo inmediato de la hoja y para satisfacer la demanda metabólica durante el ciclo de 24 horas. las reservas foliares son en consecuencia accesibles para ser reasignadas y exportadas en las noches o durante los periodos de estrés cuando la fotosíntesis es muy baja. cerca de la mitad del carbono recién asimilado se exporta inmediatamente de la hoja por la vía del floema; la otra mitad es almacenada transitoriamente como almidón en el cloroplasto (warren, 2006). en la acumulación de almidón foliar influye el suministro nutricional. la deficiencia de nitrógeno o fósforo en tabaco induce cambios en la actividad de enzimas que afectan la acumulación de carbohidratos como el caso del incremento de la oxidasa alternativa (aox). en condiciones de estrés, la producción de aox disminuye el contenido de carbohidratos (sieger et al., 2005; knox y clarke, 2005). en la tasa de exportación de sacarosa influye el balance entre síntesis de sacarosa y almidón durante el día y la eficiencia degradativa nocturna del almidón. existe un efecto de competencia entre ambas rutas de síntesis que se regula mediante la actividad de un transportador de triosas en la membrana cloroplástica y un complejo mecanismo de regulación alostérica que responde a la concentración de metabolitos intermediarios (lloyd et al., 2005; tofiño et al., 2006). dado que la regulación metabólica de la biosíntesis de almidón y sacarosa tiene que ver con dos enzimas: la fructosa1,6 bifosfatasa y la sacarosa fosfato sintasa (sps), es razonable esperar que los factores que influyen sobre la asignación del carbono, afecten las actividades de estas enzimas (weise et al., 2006). la síntesis de sacarosa a partir de glucosa y fructosa fosforiladas se realiza principalmente gracias a la acción enzimática concertada de sps, sacarosa fosfato fosfatasa y sacarosa sintetasa. sin embargo, la sobreexpresión de otras enzimas de la ruta de la sacarosa, fosfoglucomutasa (pgm) y pirofosfatasa, tiene efectos pleiotrópicos sobre la fotosíntesis, crecimiento y metabolismo heterotrófico de arabidopsis, papa y otros cultivos (rung et al., 2004; lee et al., 2005). el reparto del carbono puede alterarse por la acción individual o conjunta del suministro inadecuado de nutrientes, cambios en la actividad de enzimas claves en el control metabólico y por cambios en la fenología de la fuente (wissuwa et al., 2005). por ejemplo en el híbrido siempre verde, la velocidad de transporte de asimilados hacia el vertedero y la declinación de la tasa fotosintética fueron más lentas y el periodo de llenado de grano más largo con respecto a cultivares normales de trigo (gong et al., 2005). estos aspectos han sido aprovechados por la ingeniería genética en diferentes cultivos como yuca, para mantener la eficiencia de la fuente al aminorar la abscisión de hojas en la planta después de periodos prolongados de sequía, mediante la introducción de un sistema autorregulatorio de inhibición de la senescencia de las hojas asociado con la expresión del gen de isopentenil transferasa, participante en la ruta de síntesis de citoquininas (zhang y gruissem, 2005). también se ha trabajado en la modificación enzimática de adp glucosa pirofosforilasa (agpasa) para incrementar el rendimiento de almidón y la selección de genotipos con mayor capacidad de absorción de nutrientes bajo estrés hídrico para evitar la caída drástica del rendimiento bajo estrés (akihiro et al., 2005; mejía de tafur, 2002). estreses abióticos: genética y mecanismos de respuesta las plantas como organismos sésiles necesitan monitoreo constante de los cambios ambientales para modificar y ajustar el desarrollo y metabolismo en concordancia con tales cambios. la respuesta a estos estímulos ambientales requiere un mecanismo integrado donde las señales 249 internas y externas se detectan y ocasionan una reacción apropiada en la planta (stepanova y alonso, 2005). los principales mecanismos fisiológicos de respuesta general al estrés están relacionados con respuestas plásticas como modificaciones en la época de senescencia, cambios en el funcionamiento de las células guarda o en el cierre estomático, mantenimiento de la estabilidad de las membranas celulares y de los organelos y cambios en la elasticidad de la pared celular (chinnusamy et al., 2005; stepanova y alonso, 2005). se ha observado que la expresión de algunos genes está asociada con la respuesta común a varios tipos de estrés. en arroz, por ejemplo, se clonó un gen homólogo a la glicogenina glucosyltransferasa (osggt) que puede relacionarse con el estrés a la inmersión y con la respuesta plástica general a varios estreses ambientales (chinnusamy et al., 2005). además de proteínas asociadas con la respuesta a un amplio espectro de factores abióticos, se han identificado proteínas específicas a cada tipo de estrés, como las proteínas anaeróbicas (anp) que incluyen enzimas de la glicólisis y la fermentación; proteínas del estrés hídrico (wsp), asociadas con las proteínas de los canales de agua y las que forman osmoprotectantes; las proteínas de embriogénesis tardía (lea), asociadas con la rotación y la translocación de las proteínas como respuesta al estrés osmótico (busch et al.,2005; mariano et al., 2005; grover et al., 2001; seguí et al., 2005; buchanan, 1997). la percepción del estrés involucra componentes específicos de los cuales no se sabe mucho, en el proceso de señalización siguiente a la percepción, se amplifica y transduce el estímulo mediante la maquinaria de transducción que está compuesta por proteínas quinasas, fosfatasas y proteínas de ligamiento al ca+2. también se ha registrado la interacción entre diferentes fitorreguladores intermediarios y otras moléculas de la ruta de señalización, relacionados con la senescencia como etileno, glucosa y aba, y entre auxinas y aba en la cascada de proteínas de genes mitóticos activados por quinasas (mapk). de manera similar, la detención del crecimiento bajo estrés y la reanudación bajo condiciones óptimas se ha asociado con el efecto de la fluctuación del balance hormonal entre aba, giberelinas y auxinas sobre la estabilidad de las proteínas della (figura 1) (bennet et al., 2005). una vez amplificada en el citoplasma, la señal del estrés se transduce al núcleo, donde se activan genes que codifican factores de transcripción (stf) dreb, myc, myb, cbf y hsf, que contienen secuencias complementarias a elementos en los promotores de los genes sensibles al estrés (srg). la síntesis de factores de transcripción puede involucrar ribosomas citoplásmicos que median la interferencia núcleo-citoplasma; después de la síntesis los factores transactivos reingresan al núcleo donde producen la activación transcripcional de los promotores de genes que contienen elementos abre, ltre, dre, hse y are, sensibles al estrés (sre), a los que se ligan factores de transcripción. los genes de respuesta al estrés (srg) se traducen en ribosomas citoplásmicos en proteínas del estrés, cdr, wsp, ssp, hsp, anp, entre otras, responsables de la respuesta bioquímica celular y la consecuente respuesta fisiológica en la planta entera (figura 1) (lamotte et al., 2005; chernyad, 2005; akihiro et al., 2005; buchanan, 1997). respuestas hormonales del metabolismo del almidón al estrés abiótico además del papel sobresaliente de las fitohormonas en la regulación de la cascada bioquímica que modifica la expresión genética, ciertos iones como el ca+2 y algunos metabolitos intermediarios median algunos de los procesos integrados y las reacciones de respuesta de la planta al estrés (rolland et al., 2006). se ha demostrado en arabidopsis y yuca que aba actúa sinergísticamente con los azúcares en la intensificación de la expresión de los genes de la ruta biosintética del almidón apl3 y sbe2.2 (akihiro et al., 2005). el aba regula también la expresión de otros genes, por ejemplo, aldehído dehidrogenasa (aldh), osaps2 y osapl4. el análisis de mutantes de los genes aldh sugiere que las respuestas al estrés se controlan diferencialmente, además de aba, por las rutas que afectan el metabolismo del azúcar y la composición de los ácidos grasos de las membranas (kirch et al., 2005). por otro lado, en arroz la expresión de osaps2 y osapl4 promovieron la acumulación de almidón de acuerdo con el incremento de aba y sacarosa (akihiro et al., 2005). otras fitohormonas que modifican el metabolismo del almidón bajo estrés son las giberelinas y las citoquininas. las giberelinas actúan en el desarrollo de las semillas de arabidopsis mediante la inducción de los genes de a-amilasa. algunos investigadores sugieren que las citoquininas también desempeñan papel crucial en la partición de la biomasa pues se ha encontrado relación entre la concentración de varias citoquininas en parte aérea/raíz y acumulación preferencial de azúcar. este fenómeno afecta la “potencia relativa del vertedero” pues se exporta hacia la raíz cantidades relativamente mayores de carbohidratos (aloni et al., 2006), además del avance en el entendimiento de los 2007 tofiño, romero y ceballos: efecto del estrés abiótico... 250 agron. colomb. 25(2) 2007 componentes individuales de las bases moleculares de las fitohormonas como las mencionadas en este segmento. en la actualidad es de gran relevancia, el conocimiento de la genética de la integración del balance hormonal y la tasa de proliferación/diferenciación celular, componente fundamental del cambio metabólico en la fuente y el vertedero. efecto del estrés en el metabolismo del almidón en la fuente la eficiencia del proceso fotosintético depende de factores ambientales como humedad, temperatura e intensidad lumínica. la planta ajusta su eficiencia fotosintética a la máxima intensidad de luz, temperatura, estado de desarrollo, factores genéticos y a la apertura y cierre estomáticos dependientes de la dinámica del continuo sueloplanta-atmósfera. en este sentido, la tasa fotosintética de yuca disminuye notablemente durante periodos de estrés hídrico y la magnitud del efecto depende del genotipo, estado nutricional, intensidad lumínica, y concentración subestomática del co2 (el-sharkawy et al., 1989; mejía de tafur, 2002). la fotosíntesis es particularmente sensible al estrés por temperatura. el calor moderado puede ocasionar daños en el fotosistema ii, degradación de los tilacoides, desactivación de rubisco y reducción en la tasa fotosintética pues se estimula la producción de formas reactivas de oxígeno, en gran parte por el incremento de la actividad oxigenasa de rubisco. la tolerancia al estrés por temperatura elevada está relacionada, entre otros aspectos, con la capacidad de las plantas de modificar la composición de los lípidos de los tilacoides o por el suministro de isopreno. también es de relevancia el papel de proteínas de choque térmico (hsp), mecanismos de disipación de calor, capacidad transpiratoria, etc. (sharkey, 2005). además de daños al proceso fotosintético por la sobreproducción de radicales libres de oxígeno (ros) (rey et al., 2005), el estrés ocasiona alteraciones en la biosíntesis de carbohidratos no estructurales. en tejidos foliares de mango y manzana se forman sorbitol y sacarosa a expensas del almidón; mientras que en respuesta al estrés hídrico la actividad de agpasa decrece y aumenta la de amilasa. por otro lado, modificaciones en la actividad de las enzimas relacionadas con la síntesis de sacarosa, afectan el contenido y calidad de almidón formado en el vertedero (rolland et al., 2006; cheng et al., 2005). el incremento en la acumulación de azúcares solubles también promueve la tolerancia al estrés por frío en plantas superiores. de tal modo que la degradación del almidón desempeña un papel fundamental en la acumulación de azúcares inducidos por baja temperatura y está asociada con la función de a-glucano/h2o diquinasa, que regula putativamente la degradación del almidón en los plastidios. otra molécula involucrada en la tolerancia al frío y otros estreses es la trehalosa que actúa como protector de la estabilidad de las estructuras biológicas. las plantas transgénicas de tabaco y papa con sobreexpresión de trehalosa desarrollan tolerancia a la sequía y a la salinidad (zhang et al., 2005; chinussamy et al., 2005). de acuerdo con lo anterior, el mejoramiento genético para la estabilidad de la eficiencia genética de la fuente bajo estrés abiótico se fundamenta en la selección de genotipos con mecanismos eficientes de disipación del calor, eficiencia en la fermentación etanólica, velocidad de síntesis de solutos compatibles y moléculas detoxificantes del h2o2 y radicales libres, pues en esencia el efecto general del estrés abiótico en el metabolismo del almidón en la fuente se basa en la disminución de la eficiencia enzimática y la disrupción de los complejos proteínicos asociados con la fotosíntesis y la ruta biosintética del almidón. la selección asistida por marcadores podría indicar en cada especie los genes candidato putativos de mayor relevancia en la tolerancia al estrés abiótico. efecto del estrés abiótico en el metabolismo del almidón en el vertedero el metabolismo del almidón en el vertedero se ajusta a las fluctuaciones del suplemento de fotosintatos a partir de la fuente y a la dinámica de la interacción de los factores ambientales, pues los cambios en la concentración de azúcares y removilización de reservas constituyen simultáneamente mecanismo de aclimatación y componente de la ruta de señalización ante diferentes tipos de estrés. la fisiología de los carbohidratos en las flores por ejemplo, se afecta fuertemente por el estrés abiótico, que ocasiona infertilidad parcial o total (lebon et al., 2005). el llenado de los granos del arroz también depende del suplemento de carbohidratos en la fuente conjuntamente con la actividad del vertedero, lo cual incluye la actividad de transportadores de sacarosa, enzimas relacionadas con la síntesis del almidón y diversos factores de regulación transcripcional. un fenómeno asociado con la cinética órgano-específica de las enzimas ligadas al metabolismo de la sacarosa es el desarrollo no uniforme de los cariópsides, de acuerdo con la ubicación en las panículas del arroz, que se explica por diferencias entre cariópsides inferiores 251 y superiores en la relación hexosa/sacarosa, actividad de invertasa ácida y expresión de los genes del metabolismo de la sacarosa (ishimaru et al., 2005). de modo similar, en fríjol mungo se registraron variaciones cualitativas y cuantitativas del almidón durante el desarrollo de las vainas; también se observó acción sinérgica de susy, ugpasa y agpasa en el control de la partición de sacarosa en adp glucosa y, por consiguiente, en la regulación de la potencia del vertedero (muñoz et al., 2006). la temperatura elevada constituye otro factor que ocasiona alteraciones en la acumulación de almidón y amilosa, estructura fina de la amilopectina y actividad de algunas enzimas relacionadas con la síntesis del almidón. los cambios en la relación amilosa/amilopectina debidos al calor en gran parte se explican por la variación en la actividad de gbss (cheng et al., 2005). de manera similar, la temperatura afecta el llenado del grano de trigo y ocasiona la removilización de reservas de carbohidratos no estructura2007 tofiño, romero y ceballos: efecto del estrés abiótico... figura 1. modelo del proceso de percepción y respuesta de la célula vegetal al estrés abiótico. la gráfica representa un modelo mecanicista sugerido de las posibles rutas de percepción y transducción de señales del estrés hídrico a nivel celular, que no se presenta estrictamente en el metabolismo in vivo. sin embargo, se ajusta a los fundamentos teóricos y ayuda a la comprensión del lector. los recuadros en mayúscula definen tanto el proceso metabólico general como la numeración con la que se identifican ejemplos alternativos de cada proceso, en los recuadros en minúscula. la secuencia numérica indica la secuencia sugerida de eventos en la ruta de percepción y respuesta. (modificado de bennet et al., 2005; grover et al., 2001; lamotte et al., 2005; lu et al., 2005; rolland et al., 2006). abreviaciones: mapk: proteínas de genes mitóticos activados por quinasas; hxk: hexoquinasas; lre: elementos de respuesta a la luz; dre: elementos de respuesta a la sequía; abre: elementos de respuesta a aba; stf: factores de transcripción del estrés; srg: genes de respuesta al estrés; sod: superóxidodismutasa; chs: chalcona sintetasa; aldh: aldehido dehidrogenasa; wsp: proteínas del estrés hídrico; hsp: proteínas del choque térmico; anp: proteínas anaeróbicas; pal: fosfato amonioliasa; ssp: proteínas del estrés por sales. 252 agron. colomb. 25(2) 2007 les y de nitrógeno desde el tallo, lo cual sugiere asociación entre senescencia foliar y la eficiencia de la removilización (tahir y nakata, 2005). la biosíntesis del almidón también es sensible al efecto nutricional pues los diferentes elementos actúan como efectores, sustratos, inactivadores o componentes estructurales de las enzimas asociadas con la ruta. en las plantas de garbanzo sometidas al frío, por ejemplo, la concentración de almidón, azúcares reductores y no reductores varió en las semillas de acuerdo con las concentraciones de molibdeno (nautiyal et al., 2005; nayyar et al., 2005). de manera similar, las concentraciones inadecuadas de boro afectan la calidad de las semillas e incrementan la actividad de enzimas de la senescencia (chatterjee et a.l, 2005). mientras que diferentes proporciones de hierro, cobalto y fósforo afectan la calidad del fruto en tomate, al disminuir la concentración de clorofila a y b, licopeno, azúcares reductores y almidón (chatterjee y chatterjee, 2005). en cebada diferentes niveles de fósforo bajo ambientes saturados con co2 afectaron la calidad del grano pues incrementaron adenilatos, glutamina y carbohidratos no estructurales a expensas del almidón. también, se registran cambios en la morfología y la expresión genética en las raíces de lupino blanco sometidas a estrés por déficit/exceso de fósforo pues la fotosíntesis y los azúcares están asociados con la transducción de señales que modifican la expresión genética bajo deficiencia de fósforo (junqi liu et al., 2005). las lesiones resultantes del estrés hídrico se relacionan con efectos dañinos de la desecación sobre el protoplasma. la proporción de almidón total en el grano de cebada y trigo tendió a aumentar en condiciones de estrés hídrico, lo cual puede indicar plasticidad para contrarrestar la desecación del protoplasma (pessarakli et al., 2005). otro mecanismo para contrarrestar la desecación del protoplasma de las células del vertedero se identificó en variedades comerciales de yuca bajo estrés por deficiencia hídrica prolongada. la producción de materia seca del cultivo dependió más de la fertilización que del estrés hídrico y el contenido total de nutrientes fue mayor en las plantas bajo estrés hídrico (mejía de tafur, 2002). adicionalmente se evidenció que la acumulación de azúcares solubles y otro tipo de moléculas en las raíces, como norefinetrina en papa y prolina en garbanzo constituye una respuesta fisiológica de aclimatación de las plantas al estrés osmótico (kukreja et al., 2005). la concentración interna del oxígeno en el vertedero afecta la partición de asimilados en las plantas y la potencia de vertedero expresada en la raíz (herschbach et al., 2005). por ejemplo, en el grano de maíz se altera la síntesis de almidón y la distribución del atp debido a la fluctuación de la concentración de oxígeno. en condiciones anóxicas la fermentación etanólica es la vía de suministro energético pues debido a las altas tasas de glicólisis y fermentación el agotamiento rápido de los azúcares almacenados incrementa las probabilidades de supervivencia (mancuso y marras, 2006). por ejemplo en medicago truncatula la actividad de alaat incrementó la concentración de alanina que limita la acumulación del compuesto tóxico acetaldehído, producto de la fermentación (ricoult et al., 2005). por otro lado, la modificación de la actividad de algunas enzimas relacionadas con la ruta de la síntesis de sacarosa como sacarosa fosfato sintasa (sps) y sacarosa sintetasa (susy), se correlacionaron con la tolerancia a las condiciones anóxicas en potomagetón, pues se observó que el nivel de cdna del gen susy fue proporcional al alargamiento anaerobio del tallo (harada et al., 2005). el efecto del estrés abiótico al igual que los mecanismos de tolerancia al estrés abiótico son similares en la fuente y el vertedero. sin embargo, aunque el efecto del estrés actúa simultáneamente limitando tanto la fotosíntesis como la absorción de nutrientes, el principal problema para el rendimiento de los cultivos es la removilización y deterioro en la calidad de las reservas durante el periodo de estrés y durante la restauración de la normalidad metabólica posterior a la desaparición de la condición limitante. algunos cultivos presentan tolerancia natural frente a ciertas constricciones ambientales como la tolerancia a sequía de la yuca. sin embargo el cultivo es extremadamente susceptible a la inundación. cuando no existe variabilidad genética en las características de tolerancia al estrés dentro del germoplasma de la especie, el mejoramiento genético debe combinarse con estrategias productoras de variabilidad como la ingeniería genética y la mutagénesis inducida. las estrategias genómicas deben apuntar hacia la estabilidad de las enzimas del almidón en la fuente y el vertedero, promoción de la estabilidad de la fotosíntesis neta y la absorción de nutrientes y la modificación de la cinética michaeliana de las enzimas degradadoras del almidón bajo estrés, para promover la removilización de almidón de órganos distintos al del interés comercial. por ejemplo, la movilización rápida de reservas del tallo y hojas maduras de la planta de yuca en vez del almidón de las raíces. estos avances solo serán posibles a través del descubrimiento de promotores organoespecíficos y el desarrollo de minicromosomas para la inserción de genes múltiples (chynnusamy et al., 2005). 253 literatura citada akihiro, t., k. mizuno y t. fujimura. 2005. gene expression of adp-glucose pyrophosphorylase and starch contents in rice cultured cells are cooperatively regulated by sucrose and aba. plant cell physiol. 46(6), 937-946. aloni, r., e. aloni, m. langhans y c. ullrich. 2006. role of cytokinin and auxin in shaping root architecture: regulating vascular differentiation, lateral root initiation, root apical dominance and root gravitropism. aob 97(5), 883-893. bennet, m., c. bellini y d. van der straten. 2005. integrative biology: dissecting cross-talk between plant signaling pathways. physiol. plant. 123, 109. buchanan-wollaston,v. 1997. the molecular biology of leaf senescence. j. expl. bot. 48(307), 181-199. busch, w., m. wunderlich y f. schoffl. 2005. identification of novel heat shock factor-dependent genes and biochemical pathways in arabidopsis thaliana. plant. j. 41, 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(solanum quitoense lam. var. quitoense y septentrionale) determining the proper time for picking lulo fruit (solanum quitoense lam. var. quitoense and septentrionale) fanor casierra-posada1, edgardo josé garcía2 y peter lüdders3 resumen: este trabajo se orientó a evaluar las características fisicoquímicas de los frutos de dos variedades botánicas de lulo (solanum quitoense lam. var. quitoense y septentrionale) cultivadas en garzón, huila. la evaluación de los frutos se realizó mediante el promedio del peso fresco y seco, la pérdida de peso, la firmeza de la fruta, la acidez titulable, los sólidos solubles totales (sst), la relación sst / acidez titulable y los días de cosecha a maduración. los frutos se cosecharon en cuatro estados de maduración y se expusieron a temperatura ambiente (30 ± 2° c y 50 ± 5% hr) y a temperatura de refrigeración (13 ± 1° c y 85 ± 2% hr). los frutos testigo se cosecharon con madurez de consumo. los parámetros de calidad evaluados se midieron cuando los frutos llegaron a la madurez de consumo, y estos parámetros se compararon con los medidos en los frutos testigo. la época de cosecha a maduración y el ph fueron afectados por el estado de maduración. los frutos cosechados en un estado temprano de maduración demoraron más tiempo en madurar. los factores ‘estado de maduración’ y ‘condiciones de almacenamiento’ influyeron sobre la firmeza de los frutos y sobre la relación sst/acidez titulable. los sst fueron afectados por el estado de madurez y las condiciones de almacenamiento. la acidez titulable de los frutos dependió de la variedad botánica. la pérdida de peso durante el almacenamiento fue determinada por los tres factores evaluados. los frutos cosechados entre 50 y 75% de maduración mostraron los mejores valores en cuanto a los parámetros de calidad, en relación con frutos cosechados en estados de maduración más tempranos. palabras clave: maduración, poscosecha, sólidos solubles totales, acidez titulable, firmeza, ph. abstract: this research was aimed at evaluating the physical and chemical characteristics of fruit from two botanical varieties of lulo (solanum quitoense lam. var. quitoense and septentrionale) growing in garzón, huila. fruit evaluation was based on mean fresh and dry fruit weight, weight loss, fruit firmness, acidity, ph, total soluble solids (tss), tss / acidity ratio and days taken from harvesting to ripening. fruit were harvested at four stages of maturity and exposed to room temperature (30 ± 2°c and 50 ± 5% humidity) and low temperature (13 ± 1°c and 85 ± 2% humidity). control fruit were harvested at maturity (ripe for consumption). quality parameters were evaluated when fruit were ripe; these parameters were then compared to control fruit parameters. time taken from harvesting to ripening and ph were affected by maturity stage. fruit in early stages of maturity ripened slowly. maturity stage and storage conditions affected fruit firmness and tss/acidity ratio. sst was affected by maturity stage and storage conditions. variety affected fruit acidity. weight loss was affected by the three evaluated factors. fruit harvested at between 50% and 75% maturity showed the best quality characteristics regarding fruit harvested at an earlier stage of maturity. key words: ripening, postharvest, total soluble solids, titrable acidity, firmness, ph. casierra-posada et al.: determinación del punto óptimo... 332004 introducción en colombia, el cultivo del lulo en el año 2000 ocupaba un área de 4.804 ha con una producción promedio de 37.477 t∙a-1 y un rendimiento promedio de 7.801 t∙ha-1 (ministerio de agricultura y desarrollo rural, 2001). del área sembrada, el 74% se estableció bajo la tipología de economía campesina tradicional y el 26% restante se cultivó bajo economía empresarial (franco et al., 2002). las dos variedades botánicas de lulo más importantes en el país son la septentrionale y la quitoense: la primera se caracteriza por la presencia de espinas en el tallo y en las hojas, mientras la segunda variedad no presenta espinas; además, el fruto es generalmente menos ácido que en la variedad septentrionale (estrada, 1992). el índice de maduración con el que se recolecta la fruta tiene gran influencia sobre el comportamiento durante la poscosecha y la comercialización del lulo. por tanto, el estado de maduración en el que se cosechan los frutos es un factor dependiente de la distancia entre el punto de recolección y el centro de acopio; así, a mayor distancia, los frutos se deben cosechar en un estado de maduración más temprano y viceversa. en las plantaciones pequeñas de economía campesina, el índice de madurez de los frutos de lulo se determina visualmente por el color de la epidermis, que cambia de verde oscuro a verde claro; posteriormente los frutos adquieren tonalidades amarillas en los costados hasta llegar al color amarillo característico de los frutos maduros de la variedad (caicedo, 1999). la madurez hortícola se define como “la fase en la cual un producto ha alcanzado un estado suficiente de desarrollo como para que después de la cosecha y del manejo poscosecha (incluyendo la madurez comercial, si se requiere), su calidad sea, por lo menos, la mínima aceptable” (kader, 1992a). teniendo en cuenta que el lulo es un fruto climatérico, se han realizado ensayos para establecer los cambios producidos durante el proceso de la maduración y poscosecha en frutos de lulo expuestos a temperaturas entre 6 y 18º c con una humedad relativa (hr) entre 75 y 80%, encontrándose que los frutos almacenados a 6º c y 75% de humedad relativa no desarrollan completamente las características de maduración. por su parte, los frutos almacenados a 6 ºc alcanzan la máxima intensidad respiratoria el día 24, el día 22 a 10º c y el día 19 a 18º c (galvis y herrera, 1999). así mismo, se han realizado algunos ensayos para mantener la calidad de los frutos de lulo durante la poscosecha. para el efecto se utilizaron aspersiones con ésteres de sacarosa y diferentes tipos de películas para conservación de alimentos. el mejor resultado se obtuvo cubriendo los frutos con una película biodegradable de polisacáridos, con la cual se redujo la pérdida de peso fresco, la transpiración y el ablandamiento de los frutos (huyskens-keil et al., 2001). la aplicación de kmno 4 (1 g∙kg-1 de fruta) permite prolongar en diez días la vida del lulo almacenado en cajas de cartón a 18º c y 75% de humedad relativa. además, la inmersión de los frutos en solución de cacl 2 al 10% ayuda a reducir la pérdida de firmeza, a retardar su maduración y, por tanto, a prolongar la vida útil de los frutos expuestos a la temperatura y humedad relativa mencionados (ramírez et al., 1992; citados por galvis y herrera, 1999). los esfuerzos de los agricultores orientados hacia la producción del lulo se ven disminuidos por las pérdidas causadas por múltiples factores que afectan los frutos durante la precosecha, la cosecha y la poscosecha, razón por la cual se realizó este trabajo a fin de encontrar el punto óptimo de cosecha del fruto, de tal manera que se afecten en mínimo grado los parámetros que determinan la calidad del fruto cuando éste alcanza la madurez de consumo. ello permitiría cosechar los frutos en un grado de madurez tal que soporten la manipulación y el maltrato causado a lo largo de las actividades realizadas durante la cosecha y la poscosecha sin alterar la calidad de la fruta. materiales y métodos para la realización del presente ensayo se utilizaron las variedades botánicas septentrionale y quitoense que corresponden a las plantas de lulo con y sin espinas, respectivamente. los frutos se tomaron de un cultivo comercial ubicado en la vereda el vergel del municipio de garzón (huila), ubicado a 2.650 m.s.n.m., con una temperatura media anual de 21° c. el ensayo se realizó en las instalaciones del centro de investigación nataima de corpoica, vía espinal ibagué. los factores evaluados fueron: variedad botánica (quitoense y septentrionale), condiciones de almacenamiento (30 ± 2° c con 50 ± 5% hr y 13 ± 1° c con 85 ± 2% hr) y grado de madurez (uno a cuatro). como testigo se tomó el grado de maduración cinco (tabla 1). agronomía colombiana 34 vol. 22 · no. 1 firmeza (kg), sólidos solubles totales (ºbrix), ph del jugo, acidez titulable (expresada como porcentaje de ácido cítrico), índice de madurez (sólidos solubles totales / acidez titulable) y pérdida de peso (g). como información complementaria se registró el peso fresco del fruto, así como su diámetro longitudinal y ecuatorial al momento de la cosecha. estas variables se midieron cuando cada uno de los frutos cosechados en los diferentes estados de maduración alcanzó el estado cinco de madurez. el ensayo se realizó bajo un diseño de bloques completos al azar con diez replicaciones. la unidad experimental estaba conformada por un fruto. la información obtenida se analizó mediante un análisis de varianza y se hizo la prueba tukey para la comparación de promedios (alfa = 0,05). los análisis estadísticos se hicieron mediante la aplicación spss (8.0)®. en las barras de las figuras se presenta la respectiva desviación estándar y los resultados de la prueba tukey, en donde los tratamientos que tienen letras iguales no presentan diferencias estadísticas significativas al 95% de probabilidad. resultados y discusión en todas las figuras reportadas, el valor numérico de los tratamientos corresponde al grado de madurez al momento de la cosecha, de acuerdo con la tabla 1. la letra que acompaña a cada valor numérico corresponde a las condiciones de almacenamiento (a: 30º c con 50% hr; r: 13º c con 85 % hr, que corresponden a a: ambiente y r: refrigerado. la letra c corresponde al grado de madurez de consumo medido en condiciones de campo en el momento de la cosecha). en términos generales se encontró que los frutos cosechados en los grados de maduración tres y cuatro presentaron las mejores condiciones en cuanto a la evaluación de los parámetros que determinan la calidad, comparados frente a la evaluación hecha en los frutos cosechados directamente con maduración de consumo. duración de cosecha a maduración de consumo con respecto a esta variable (duración en días hasta alcanzar el estado cinco) se encontró diferencia significativa en cuanto al punto de madurez. este resultado resulta lógico, dado que los frutos cosechados en estacomo parámetro de referencia para el factor ‘grados de maduración’ se tomó la tabla de color para lulo de castilla reportada por franco et al. (2002), quienes presentan cinco grados de madurez diferentes (tabla 1). cabe anotar que los frutos tomados en el primer grado de madurez correspondían a frutos ‘hechos’, es decir, que ya habían terminado su proceso de crecimiento pero aún no tenían la apariencia de haber empezado a madurar. una vez cosechados, los frutos se agruparon por variedad botánica y grado de madurez, y posteriormente se expusieron a dos temperaturas y a dos valores de humedad relativa: temperatura ambiente (30 ± 2° c) y temperatura de refrigeración (13 ± 1° c), con humedad relativa de 50 ± 5% y 85 ± 2%, respectivamente. en el caso de los frutos refrigerados se utilizó una nevera industrial en la cual se ajustó la temperatura requerida para el ensayo. se hizo un seguimiento de la apariencia de los frutos cosechados en los grados de madurez uno a cuatro y cuando éstos alcanzaron el estado cinco de maduración se realizaron las pruebas de calidad de esos frutos. en aquellos cosechados en el grado cinco de madurez se determinaron las pruebas de calidad de manera inmediata. de este modo fue posible hacer una comparación de los parámetros que determinan la calidad de los frutos cosechados en los estados uno a cuatro, cuando alcanzaban el estado cinco de maduración, con los frutos cosechados directamente en el estado cinco de madurez. ello hizo posible determinar si el grado de maduración en el momento de la cosecha afecta la calidad del mismo cuando llega a la maduración (estado cinco) durante la poscosecha. los parámetros de calidad medidos en los frutos fueron: duración en días hasta alcanzar el estado cinco, tabla 1. grados de maduración de frutos evaluados en solanum quitoense lam. var. quitoense y septentrionale. grado de madurez color (%) verde amarillo 1 100 0 2 75 25 3 50 50 4 25 75 5 0 100 casierra-posada et al.: determinación del punto óptimo... 352004 dos más inmaduros demoran más tiempo en alcanzar la madurez de consumo (grado de madurez cinco) que aquellos que se habían cosechado en estados más cercanos a la madurez de consumo (figura 1). por otro lado, la temperatura tuvo un efecto retardante en el tiempo que demoraron los frutos en llegar al grado de madurez de consumo, lo cual se observó básicamente en los frutos cosechados en los estados uno y dos en ambas variedades. este efecto corrobora figura 1. tiempo en días necesario para que los frutos de lulo (solanum quitoense lam. var. septentrionale y quitoense) cosechados en los grados de madurez uno a cuatro, alcancen el grado de madurez de consumo (grado cinco de madurez). las letras a, r y c que acompañan el grado de madurez corresponden respectivamente a las condiciones de almacenamiento siguientes: a, 30° c y 50% hr; r, 13° c y 85% hr; c, testigo con madurez de consumo medido en el campo en el momento de la cosecha. figura 2. firmeza en frutos de lulo (solanum quitoense lam. var. septentrionale y quitoense) cosechados en los grados de madurez uno a cuatro, medida por penetrometría cuando los frutos alcanzaron el grado de madurez de consumo (grado cinco de madurez). las letras a, r y c que acompañan el grado de madurez corresponden respectivamente a las condiciones de almacenamiento: a, 30° c y 50% hr; r, 13° c y 85% hr; c, testigo con madurez de consumo medido en el campo en el momento de la cosecha. la afirmación de kader (1992b), quien manifiesta que la reducción en la temperatura disminuye el efecto del etileno sobre la maduración de los frutos. por otro lado, la reducción en la temperatura de almacenamiento de las frutas reduce la respiración mediante su influencia sobre la actividad enzimática en las mitocondrias, lo que retarda el proceso de maduración de los frutos (osterloh, 1996). los frutos cosechados en los grados de maduración tres y cuatro mostraron poco efecto de las condiciones de almacenamiento sobre el tiempo que demoraron los frutos en alcanzar la maduración de consumo, dado que estuvieron menos tiempo expuestos a las condiciones de almacenamiento; además, en estos frutos los procesos necesarios para llegar a la maduración de consumo ya estaban más adelantados que en los grados de madurez más tempranos. firmeza de los frutos la firmeza de los frutos fue afectada por los factores ‘grado de madurez’ y ‘condiciones de almacenamiento’. en ambos factores se encontraron diferencias altamente significativas (figura 2). se observó que en la variedad septentrionale, los frutos cosechados en los estados uno y dos y refrigerados fueron menos firmes que los frutos que maduraron a temperatura ambiente. esta tendencia se presentó únicamente en el grado de madurez uno de la variedad quitoense. en los grados de maduración restantes de ambas variedades, la tendencia fue que los frutos refrigerados fueron más firmes que aquellos cosechados en el mismo grado de madurez mantenidos a temperatura ambiente. lo cual es la manifestación de que los cambios bioquímicos que reducen la firmeza de los frutos son procesos en los cuales intervienen las enzimas, como la poligalacturonasa y la celulasa, cuya acción depende de la agronomía colombiana 36 vol. 22 · no. 1 temperatura (brady, 1987); además, la hidrólisis de las paredes celulares en frutos, dirigida por las enzimas, es el punto de partida para la maduración de los frutos climatéricos (tigchelaar et al., 1978), la cual induce el ablandamiento de los frutos. la figura 2 muestra que en ambas variedades, algunos frutos cosechados en los estados de maduración de uno a cuatro fueron más firmes que el control (5c), en el cual se midió la firmeza al momento de la cosecha. al respecto, se reporta que el incremento en la solubilidad de la pectina en sí no es una evidencia suficiente para correlacionar la pérdida en la firmeza de los frutos con la actividad de algunas enzimas, como la endopoligalacturonasa, pues se sabe que la degradación de la pectina también es el resultado de los cambios en la concentración de ácidos orgánicos, o en el ph de las paredes celulares de los frutos (brady, 1987). por tanto, las diferencias encontradas en este trabajo en cuanto a la firmeza de los frutos, de acuerdo con las condiciones de almacenamiento y la variedad botánica, se debieron al efecto de la temperatura y la humedad relativa, así como a los cambios bioquímicos internos que conllevan a la maduración de los frutos dependiendo del grado de maduración en que fueron cosechados; estos factores, actuando de manera simultánea, afectaron positiva o negativamente la firmeza de los frutos. a pesar que los análisis estadísticos no arrojaron diferencias significativas de la firmeza con respecto a las variedades estudiadas, la figura 2 muestra una mayor sensibilidad de la variedad septentrionale a las condiciones de almacenamiento, lo cual se manifiesta en una diferencia mayor de la firmeza de los frutos de esta variedad mantenidos a ambas temperaturas, comparados con los valores encontrados para la firmeza de los frutos en la variedad quitoense. sólidos solubles totales esta variable fue afectada por los factores ‘variedad botánica’ y ‘grado de madurez’, en los cuales se encontraron diferencias estadísticas significativas y altamente significativas, respectivamente (figura 3). en el caso de la variedad quitoense no hubo diferencias en el contenido de sólidos solubles totales de los frutos que se encontraban en el estado de madurez de consumo (grado de maduración cinco) y los que habían sido cosechados en los estados de maduración uno a cuatro. incluso no hubo ningún efecto de las condiciones de almacenamiento sobre esta variable en esta variedad. por el contrario, la variedad septentrionale muestró diferencias en cuanto al contenido de sólidos solubles, a pesar de lo cual, no hubo diferencias del contenido de sólidos solubles en los frutos cosechados en el último grado de maduración y el grado de madurez tomado como control (estado cinco). con respecto a esta variable se ha encontrado que, en el lulo, los sólidos solubles totales se incrementan durante el periodo de maduración, variando de 7,8 a 9,3 entre el primer y el séptimo día después de la cosecha (galvis y herrera, 1999); además, según los mismos autores, los valores para esta variable se incrementan también en proporción directa con el grado de maduración en el cual fueron cosechados los frutos; esta información corrobora los resultados obtenidos en el presente ensayo. así, los frutos de las dos variedades evaluadas, cosechados en estados de maduración más tardíos, tendrán una mayor concentración de sólidos solubles totales que aquellos colectados en estados de maduración tempranos. figura 3. sólidos solubles totales en frutos de lulo (solanum quitoense lam. var. septentrionale y quitoense) cosechados en los grados de madurez uno a cuatro, medida con el refractómetro cuando los frutos alcanzaron el grado de madurez de consumo (grado cinco de madurez). las letras a, r y c que acompañan el grado de madurez corresponden respectivamente a las condiciones de almacenamiento: a, 30° c y 50% hr; r, 13° c y 85% hr; c, testigo con madurez de consumo medido en el campo en el momento de la cosecha. casierra-posada et al.: determinación del punto óptimo... 372004 ph del jugo la figura 4 muestra que los valores de ph en el jugo de los frutos tienen bastante similitud entre los tratamientos, a pesar de lo cual, hubo diferencia altamente significativa sólo para el factor ‘grado de maduración’. se observa que en cada una de las variedades evaluadas, el valor de ph del jugo de los frutos cosechados en estados uno a cuatro, medido cuando los frutos tenían la madurez de consumo, no presenta diferencia con el valor de ph encontrado en el jugo de frutos cosechados directamente en el grado cinco de madurez (madurez de consumo), lo cual coincide con los resultados reportados por galvis y herrera (1999), quienes observaron que durante el periodo de maduración del lulo, el valor del ph es muy similar y oscila entre 2,9 y 3,2, entre el primero y el séptimo día después de cosecha. esto indica que el valor del ph en jugo no debe ser tomado como un parámetro para determinar la madurez de los frutos del lulo, tal como lo reporta thompson (1998). acidez titulable el porcentaje de ácidos orgánicos expresados como ácido cítrico (figura 5) presentó diferencia significativa para el factor variedad botánica y para la interacción de los factores grado de maduración * variedad botánica * condiciones de almacenamiento; además, hubo diferencia altamente significativa para los factores ‘variedad botánica’ y ‘condiciones de almacenamiento’. no se observó una tendencia clara en cuanto al porcentaje de ácido cítrico (figura 5), a pesar de lo cual se notó que, en la variedad septentrionale, la mayoría de los tratamientos evaluados no mostraron diferencia significativa con el control cosechado en el grado cinco de maduración. por el contrario, en los frutos de la variedad quitoense, el porcentaje de ácido cítrico está por encima de la mayoría de los tratamientos evaluados. con respecto a las diferencias que presentan los materiales de lulo en cuanto a la concentración de ácidos en los frutos, pinzón (2000) encontró diferencias en la concentración de ácidos en clones de lulo la selva comparados con el lulo de castilla; también reporta que el ácido cítrico es el más abundante en los materiales de lulo evaluados, con figura 5. acidez titulable expresada como ácido cítrico en frutos de lulo (solanum quitoense lam. var. septentrionale y quitoense) cosechados en los grados de madurez uno a cuatro, medida cuando los frutos alcanzaron el grado de madurez de consumo (grado cinco de madurez). las letras a, r y c que acompañan el grado de madurez corresponden respectivamente a las condiciones de almacenamiento: a, 30° c y 50% hr; r, 13° c y 85% hr; c, testigo con madurez de consumo medido en el campo en el momento de la cosecha. figura 4. ph del jugo de frutos de lulo (solanum quitoense lam. var. septentrionale y quitoense) cosechados en los grados de madurez uno a cuatro, medido con el potenciómetro cuando los frutos alcanzaron el grado de madurez de consumo (grado cinco de madurez). las letras a, r y c que acompañan el grado de madurez corresponden respectivamente a las condiciones de almacenamiento: a, 30° c y 50% hr; r, 13° c y 85% hr; c, testigo con madurez de consumo medido en el campo en el momento de la cosecha. agronomía colombiana 38 vol. 22 · no. 1 ración superiores al que se registró en el control (estado cinco). un fenómeno similar se encontró en los frutos de la variedad quitoense, en los cuales la mayoría de los tratamientos evaluados presentaron índices de maduración superiores al control. pérdida de peso en almacenamiento con respecto a esta variable se presentaron diferencias altamente significativas para los factores variedad, condiciones de almacenamiento y grado de madurez (figura 7). concentraciones alrededor de 13% en jugo de frutos con 75% de maduración. además, en el mismo grado de maduración, los ácidos cítrico, málico y oxálico alcanzan su mayor concentración en los frutos. la misma autora encontró que durante la poscosecha, en los clones de lulo la selva y de castilla evaluados, la concentración total de ácidos orgánicos se incrementa del cuarto al sexto día de almacenamiento a 7º c y luego decrece drásticamente a partir del sexto día. en el presente ensayo, los frutos de lulo colectados en el grado uno demoraron un máximo de 16 días en alcanzar la madurez de consumo (estado cinco de madurez); sin embargo, mostraron valores de ácidos totales superiores (en el caso de la variedad quitoense) a los reportados por pinzón (2000), cuando los frutos de lulo presentaban el pico máximo de concentración de ácidos totales (seis días después de almacenamiento). resultados similares a los encontrados en el presente ensayo fueron reportados por galvis y herrera (1999), quienes encontraron valores de acidez titulable (expresada como ácido cítrico) entre 7,8 y 9,3, en el período comprendido entre el primero y el séptimo día después de la cosecha. índice de maduración en esta variable se encontraron diferencias altamente significativas para los factores grado de madurez y condiciones de almacenamiento (figura 6). la variedad septentrionale mostró una tendencia ascendente típica, en la cual los frutos cosechados en estados más tempranos de maduración, independientemente de las condiciones de almacenamiento, tenían valores del índice de madurez inferiores medidos al alcanzar la maduración de consumo, frente a aquellos que fueron cosechados en grados de maduración más cercanos al grado cinco. por otro lado, cabe destacar que los frutos cosechados en los grados de maduración tres y cuatro mostraron índices de madufigura 6. índice de maduración en frutos de lulo (solanum quitoense lam. var. septentrionale y quitoense) cosechados en los grados de madurez uno a cuatro, medido cuando los frutos alcanzaron el grado de madurez de consumo (grado cinco de madurez). las letras a, r y c que acompañan el grado de madurez corresponden respectivamente a las condiciones de almacenamiento: a, 30° c y 50% hr; r, 13° c y 85% hr; c, testigo con madurez de consumo medido en el campo en el momento de la cosecha. figura 7. pérdida total de peso en frutos de lulo (solanum quitoense lam. var. septentrionale y quitoense) cosechados en los grados de madurez uno a cuatro, medido cuando los frutos alcanzaron el grado de madurez de consumo (grado cinco de madurez). las letras a, r y c que acompañan el grado de madurez corresponden respectivamente a las condiciones de almacenamiento: a, 30° c y 50% hr; r, 13° c y 85% hr; c, testigo con madurez de consumo medido en el campo en el momento de la cosecha. casierra-posada et al.: determinación del punto óptimo... 392004 los frutos que se habían cosechado en estados de maduración más tempranos perdieron más peso que los frutos cosechados en estados más cercanos a la madurez de consumo, dado que aquellos frutos estuvieron expuestos por un tiempo más prolongado a las condiciones de almacenamientos que los frutos últimamente mencionados. cabe resaltar la mayor sensibilidad de la variedad quitoense a la pérdida de peso con respecto a la variedad septentrionale. galvis y herrera (1999) reportan que, básicamente, los factores que determinan la pérdida de peso en los frutos de lulo son: la relación área superficial / volumen, la naturaleza de la pared del fruto y el estado del fruto. en el presente ensayo, la pérdida de agua por transpiración no se debió a la relación área superficial / volumen, ni al estado del fruto, dado que para el ensayo se tomaron frutos de tamaño uniforme y sin daños mecánicos. con base en el planteamiento de galvis y herrera (1999), deben existir diferencias en la naturaleza y composición de la pared del fruto en ambas variedades, que induce una mayor pérdida de agua por transpiración en los frutos de la variedad quitoense frente a los de septentrionale. es ampliamente conocido que la pérdida de peso en los frutos en almacenamiento está íntimamente ligada a la humedad relativa; sin embargo, en la figura 7 se aprecia que la pérdida de peso fue mayor en la variedad quitoense que en la septentrionale, independientemente de la influencia de la humedad relativa. agradecimientos la realización de este trabajo fue posible gracias al apoyo financiero de corpoica (corporación colombiana de investigación agropecuaria) y asohofrucol (asociación hortofrutícola de colombia) en el marco del proyecto no. pr06100111 “tecnología para la producción sostenible y competitiva del lulo (solanum quitoense lam.) en zonas productoras del departamento del huila”. bibliografía brady, c.j. 1987. fruit ripening. annual review of plant physiology 38, 155-179. caicedo, d. 1999. cosecha y poscosecha. en: gómez, c. et al. 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por otra parte, es de gran revelancia para el diseño y establecimiento de los canales de drenaje (smedema y rycroft, 1988). la determinación de la ks debe observarse desde un punto de vista más integral que proporcione mayor confiablidad, como lo es la geoestadística. el análisis geoestadístico permite detectar la existencia de la distribución espacial de las medidas estudiadas que constituyen una importante herramienta para el análisis detallado de la variabilidad espacial de las propiedades del suelo. conociendo las coordenadas geográficas de un punto muestreado, se pueden analizar los datos posibilitando representar el área con mayor detalle (vendrusculo, 2001). las propiedades físicas e hídricas de los suelos han sido estudiadas geoestadísticamente por diferentes autores (rogers et al., 1991; vieira et al., 1992; romano, 1993; mosuelos, fertilización y manejo de aguas distribución espacial de la conductividad hidráulica en un lote de la granja tunguavita (paipa, colombia) spatial distribution of hydraulic conductivity in a plot at tunguavita farm (paipa, colombia) mauricio guatibonza1, javier giovanni álvarez-herrera1, 2 y julián enrique sanabria1 262 agron. colomb. 27(2) 2009 hanty et al., 1994; moustafa y yomota, 1998; sepaskhah y rezaee, 1998; fietz et al., 1999; sousa et al., 1999; souza et al., 2001; joaquim-junior et al., 2002), quienes afirman que estas propiedades varían de un lugar a otro, dependiendo del manejo dado al suelo y sus propias características. algunos de estos estudios han sido incorporados para el diseño de canales de drenaje. melo-filho y libardi (2005) encontraron que la ks presenta una alta variabilidad con coeficientes de variación de más de 190% para un suelo saturado (typic hapludox). reportaron que la alta variabilidad espacial exhibida por la conductividad hidráulica saturada está asociada con la heterogeneidad de las propiedades físicas del suelo. en otros trabajos se utilizaron métodos diferentes para la medida de la conductividad hidráulica saturada, como el de buttle y house (1997), quienes usaron infiltrómetros de anillo simple, y obtuvieron alcances de 23 m en un área forestal de 3,22 ha. por otra parte, moreno et al. (2001) obtuvieron coeficientes de variación superiores al 70% para la conductividad hidráulica en dos tipos de suelos (arcilloso y franco), lo cual indica que esta alta variabilidad está fuertemente relacionada con los cambios en la textura del suelo, ajustando los semivariogramas experimentales a modelos esféricos o lineales. por lo anterior, este trabajo tuvo como objetivo evaluar la distribución espacial de algunas propiedades físicas y su relación con la conductividad hidráulica en la granja tunguavita de paipa (boyacá). materiales y métodos el estudio se realizó en la granja tunguavita de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc) ubicada en el municipio de paipa a una altitud de 2.470 msnm, con 5º 45’ n y 73º 06’ w, temperatura media anual de 14,1ºc, precipitación media de 966 mm y con humedad relativa media de 74,9% (ideam estación no. 2403517). la granja tiene una extensión total de 134 ha. la zona estudiada presenta un régimen de humedad údico, común para los suelos de climas húmedos, con precipitación bien distribuida. se realizó un estudio de altimetría con la ayuda del sistema de posicionamiento global (gps), con el fin de establecer un plano de la zona, y así identificar las áreas con posibles problemas de drenaje e inundaciones frecuentes, al igual que diferentes coberturas vegetales. para determinar la variabilidad espacial de las propiedades en estudio, se realizó el muestreo en 110 puntos, con la siguiente distribución: tres submallas, una con 25 puntos que se encuentra en la explotación maderable (eucalyptus globulus), las otras dos mallas (pastos), con 24 puntos cada una cerca a dos reservorios con una separación entre puntos de 10 m, para sumar 73 puntos y los 37 puntos restantes distribuidos de una forma aleatoria (fig. 1). figura 1. distribución de los puntos de muestreo en el área de estudio de la granja tunguavita de paipa (colombia). se determinó ks por medio del permeámetro de cabeza constante. en cada punto se tomaron muestras a una profundidad de 30 cm, y se determinó el porcentaje de arena, limo y arcilla por el método de bouyoucos. se obtuvo la densidad aparente, el contenido de humedad gravimétrica, volumétrica y saturación, así como la porosidad, la aireación y la relación de vacíos por el método del cilindro biselado utilizando el muestreador bulman modelo 0200 (beavercreek, oh); se determinó la densidad real por el método del picnómetro. el estudio estadístico descriptivo y las pruebas de normalidad de las variables se efectuaron utilizando el software sas® v.8e (sas institute inc., cary, nc). para el análisis de la normalidad se utilizó el test de bondad de komogorovsmirnov. los semivariogramas y el krigeado, se obtuvieron m alla 1 m alla 2 malla 3 2632009 guatibonza, álvarez-herrera y sanabria: distribución espacial de la conductividad hidráulica en un lote... para determinar la variabilidad espacial de los diferentes parámetros, mediante el software surfer 8.0 (goldengate®, san francisco, ca). con los datos obtenidos a partir de los muestreos, se determinaron los semivariogramas con la siguiente ecuación: hxizxiz hn h hn i 12 1 (1) siendo z(xi) los valores muestrales en los puntos xi, en los que se tienen datos tanto en xi como en xi + h; n(h) es el número de pares de datos separados por una distancia h. la representación de los valores seleccionados en cada región, frente a γ (h), se considera una distancia media, que da lugar al semivariograma experimental. una vez calculados los semivariogramas experimentales, se observó su comportamiento y la tendencia que muestran, por medio de estos se caracterizó la dependencia espacial de las variables analizadas y luego se ajustaron a los modelos teóricos. se efectuó la interpolación por kriging, en donde todos los estimadores son solo variantes del estimador básico z*(x), definido así: ximxizwixmxz n i 1 * (2) donde wi son los pesos asignados a los datos z(xi) siendo estos realizaciones de la variable aleatoria z(xi). los valores esperados de las variables aleatorias z(x) y z(xi) son m(x) y m(xi), respectivamente. tabla 1. análisis descriptivo de las variables. variable unidades media mediana desviación estándar mínimo cv curtosis conductividad hidráulica m d-1 0,035 0,031 0,030 0,001 85,49 6,62 densidad real g cm-3 2,33 2,35 0,194 1,870 8,32 0,25 densidad aparente en seco g cm-3 1,27 1,27 0,21 0,840 16,62 0,12 densidad aparente en húmedo g cm-3 1,60 1,60 0,17 1,140 11,15 0,05 arena % 34,02 34,88 13,33 8,880 39,19 0,53 arcilla % 34,34 34,74 11,08 9,120 32,27 0,10 limo % 31,62 30,00 7,92 12,000 25,05 0,16 contenido gravimétrico % 26,95 27,41 10,07 6,810 37,38 0,35 contenido volumétrico % 32,64 34,03 8,31 12,410 25,46 0,28 contenido saturación % 71,86 71,59 15,46 30,680 21,51 0,14 porosidad % 45,51 46,95 7,23 26,540 15,89 0,25 aireación % 12,86 11,64 7,37 0,520 57,30 0,25 relación de vacíos 0,86 0,88 0,24 0,360 28,75 1,33 resultados y discusión análisis estadístico descriptivo los resultados del análisis estadístico de las variables se presentan en la tab. 1. las pruebas de normalidad para la conductividad hidráulica saturada (ks) no muestran distribución simétrica, rechazando la hipótesis de normalidad. este comportamiento también lo reportaron moreno et al. (2001) y paz et al. (2003), quienes afirman que la conductividad hidráulica saturada presenta una distribución log-normal. los datos de ks presentan una alta variabilidad con un coeficiente de variación (cv) de 85,49%. esta variable se encuentra fuertemente relacionada con los diferentes cambios de la composición textural del suelo (moreno et al., 2001); así mismo, la alta variabilidad se puede presentar por los diferentes usos a los que está sometido este lote (praderas, cultivos y bosque). el contenido de arena presenta un cv de 39,19% mayor al reportado por rodríguez (2004) de 19,62%. por otra parte, el contenido de arcilla presentó un valor de 32,27%. este valor se considera dentro de un rango moderado por estar entre el 12 y el 60%, según warrick y nielsen (1980). el contenido de limo presenta un cv de 25,05% similar al obtenido por lozano et al. (2004) del 22,56% para un vertisol de textura arcillosa y el 27,06% para un entisol de textura arenosa. de igual forma en arena, limo y arcilla presentan una distribución simétrica normal similar a lo reportado por lozano et al. (2004). estos cv bajos se presentan en arena, limo y arcilla debido a que la textura es una 264 agron. colomb. 27(2) 2009 propiedad física muy estable y que varía poco en el tiempo y en el espacio. la textura del suelo se considera una propiedad básica porque los tamaños de las partículas minerales y la proporción relativa de los grupos por tamaño varían considerablemente entre los suelos, pero no se alteran tan fácilmente (montenegro y malagón, 1990). las propiedades físicas que presentaron menores cv fueron la densidad real con 8,32%, la densidad aparente en seco y en húmedo con un 16,82 y 11,15%, respectivamente. la porosidad fue de un 15,89%, resultados similares a los obtenidos por rodríguez (2004); esto se debe a que estas propiedades se encuentran muy relacionadas a la génesis del suelo y a su formación. la densidad real y la densidad aparente presentan asimetría y curtosis compatibles con la distribución normal. el contenido gravimétrico con un valor medio de 26,95% concuerda con los datos expuestos por sellés et al. (2003) en un suelo de textura franco arcillosa clasificado como fluventic haploxeroll. el contenido volumétrico presenta un valor medio de 32,64%, valor menor al encontrado por tobón et al. (2004), quienes encontraron un valor medio de 65,3% para un suelo de texturas arcillosas y arcillo limosas. este valor menor probablemente se debe a que la toma de muestras se realizó en un periodo de bajas precipitaciones (noviembre, 125,8 mm, y diciembre, 38,0 mm). el contenido de saturación presenta un cv del 21,51% similar al encontrado por mallants et al. (1996) con un valor de 22%, quienes estudiaron la variabilidad de las propiedades hidráulicas para varios tipos de suelo. los contenidos gravimétricos, volumétricos y de saturación muestran distribuciones simétricas a la normal, similares a lo expuesto por castrignano y buttafuoco (2004). la relación de vacíos con un valor medio de 0,86 se encuentra entre los parámetros establecidos por lambe y whitman (1979); esta coincide con otros estudios (bustamente y alva, 2002), los cuales reportan un valor medio de 0,92. américo (2002) encontró que la relación de vacíos ideal para suelos agrícolas debe ser de 1. la aireación del suelo con un valor medio de 12,86%, es acorde con los valores obtenidos por bravo et al. (2004) de 14,18 y 23,60% en un entisol de textura arenosa (profundidad de 30 cm). la relación de vacíos y la aireación presentan distribuciones de frecuencia normal. análisis geoestadístico se realizó el ajuste de los modelos de semivarianza para cada variable, indicando que estas presentan estructuras de dependencia espacial. en la tab. 2 se presentan los parámetros de los semivariogramas estimados para cada una de las variables. los rangos obtenidos varían entre 22,5 y 242 m. los semivariogramas experimentales encontrados presentan estructuras de dependencia espacial ya que en las variables evaluadas a excepción del limo, arena y contenido de saturación, todas tienen la semivarianza constante en función de la distancia. tabla 2. análisis geoestadístico. variable unidades modelo efecto pepita (co) meseta (c+co) rango (a) m co/c+co x 100 conductividad hidráulica m d-1 esférico 0,00029 0,00067 179,0 43,0 densidad real g cm-3 gaussiano 0,016 0,0328 125,3 48,0 densidad aparente en seco g cm-3 gaussiano 0,018 0,0423 121,3 42,5 densidad aparente en húmedo g cm-3 esférico 0,0071 0,0303 121,5 22,6 arena % epp arcilla % exponencial 64,300 129,000 242,0 49,8 limo % epp contenido gravimétrico % esférico 1,1600 85,500 48,6 1,3 contenido volumétrico % esférico 24,600 51,200 65,3 48,0 contenido saturación % epp porosidad % esférico 11,900 46,000 93,1 25,0 aireación % exponencial 17,940 43,000 22,5 41,7 relación de vacíos gaussiano 0,013 0,047 37,8 27,6 epp, efecto pepita puro; co/c+cox100, % efecto pepita. 2652009 guatibonza, álvarez-herrera y sanabria: distribución espacial de la conductividad hidráulica en un lote... a b c d e f figura 2. semivariogramas experimentales y ajuste de modelos para cada variable. a, conductividad hidráulica; b, densidad real; c, densidad aparente en seco; d, densidad aparente en húmedo; e, arena; f, arcilla. por otra parte, de los resultados obtenidos se puede afirmar que tanto la conductividad hidráulica, la densidad real, la densidad aparente en seco y húmedo, la arcilla, los contenidos de humedad gravimétrico y volumétrico así como el porcentaje de poros, la relación de vacíos y la aireación tienen una fuerte dependencia espacial. también presentan estacionariedad fuerte a moderada puesto que sus modelos son acotados (samper y carrera, 1990; biau, 1999). 0,0014 0,0012 0,0010 0,0008 0,0006 0,0004 0,0002 0 0 50 100 150 200 250 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 0,010 0 0 50 100 150 200 250 0,050 0,045 0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0 0 50 100 150 200 250 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0 0 50 100 150 200 250 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 50 100 150 200 250 140 120 100 80 60 40 20 00 50 100 150 200 250 266 agron. colomb. 27(2) 2009 g h i j k l figura 2. semivariogramas experimentales y ajuste de modelos para cada variable. g, limo; h, contenido gravimétrico; i, contenido a saturación; j, contenido volumétrico; k, aireación; l, porosidad. 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 50 100 150 200 250 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 0 50 100 150 200 250 200 150 100 50 0 0 50 100 150 200 250 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 70 60 50 40 30 20 10 0 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 50 100 150 200 250 2672009 guatibonza, álvarez-herrera y sanabria: distribución espacial de la conductividad hidráulica en un lote... todas las variables presentaron un claro efecto pepita, lo que sugiere la presencia de una microvariabilidad no explicada por el muestreo utilizado (arrouays et al., 2000), que se da porque la concentración de mallas y los sitios de muestreo presentan características diferentes. el contenido de saturación, limo y arena presentan un efecto pepita puro o independencia espacial, lo que significa que estas variables en el área de estudio no tienen ninguna correlación entre los puntos tomados. es decir que el valor obtenido en un punto de la malla no presenta ninguna dependencia espacial, no hay autocorrelación con otro punto cercano y se comporta de una manera aleatoria, debido a que probablemente el limo y la arena son partículas más grandes y más difíciles de traslocar de un punto a otro, mientras que la arcilla, por poseer un tamaño menor, se trasloca con más facilidad tanto en el perfil como espacialmente. el contenido de saturación no presentó dependencia espacial porque depende de la microporosidad de cada punto, similar a lo encontrado por ovalles y rey (1995), quienes encontraron que la semivarianza se mantuvo estable con los incrementos de la distancia reflejando la ausencia de dependencia espacial en un suelo clasificado como typic y fluventic ustropepts. los rangos más elevados los presentaron la arcilla y la conductividad hidráulica, lo que demuestra que la autocorrelación espacial es fuerte, ajustándose a un modelo de semivariograma esférico y exponencial, que puede atribuirse a los cambios de la composición textural del suelo en el área de estudio. libardi y melo-filho (2006) encontraron un modelo igual para dos tipos de suelo (arcilloso y franco) con un efecto pepita importante. en otros trabajos con diferentes métodos para la medida de la conductividad hidráulica saturada, como el de buttle y house (1997) usando infiltrómetros de anillo simple, se obtuvieron alcances de 23 m en un área forestal de 3,22 ha. la densidad real, la densidad aparente en seco y húmedo, así como el porcentaje de poros mostraron una moderada autocorrelación espacial, debido a que estas propiedades están íntimamente relacionadas con los factores formadores de suelo, clase de material parental, clima, topografía, entre otros. grego y vieira (2005) encontraron dependencia espacial de moderada a fuerte a una profundidad de 0 a 25 cm. los contenidos volumétrico y gravimétrico, con rangos entre 65,3 y 48,6 m, respectivamente, presentan dependencia espacial debido a los contenidos de arcilla y su capacidad de almacenamiento de agua y mayor microporosidad existente. la relación de vacíos y aireación presentaron una dependencia espacial débil, debido a sus rangos que oscilan entre 22,5 y 37,5 m. es importante resaltar que las relaciones pepita meseta para algunas variables en ningún caso sobrepasan el 50% (tab. 2), por lo que la interpolación presenta una mayor confiabilidad. según díaz-francés (1993), esto es recomendable para que el modelo de correlación describa la realidad con mayor confiabilidad. distribución espacial de las características hidráulicas y físicas en la fig. 3 se presentan los mapas de distribución espacial para cada variable obtenidos mediante kriging ordinario. la arcilla (fig. 3b) varió entre un 13 y 61%, presenta los valores más altos en el noreste y sur del mapa, y los valores menores en el oeste y noroeste del mapa. esta distribución espacial está influida por la geomorfología de la zona de estudio, la cual tiene una pendiente del 1 al 3%. los valores más altos para la conductividad hidráulica (fig. 3c) se presentaron hacia la parte noreste, este y sureste del lote, con valores de 0,11 a 0,17 m d-1; los valores más bajos se encuentran hacia el noroeste, oeste y suroeste, con 0,01 a 0,03 m d-1. la conductividad hidráulica se encuentra clasificada en un rango bajo a muy bajo (ssds, 1993), la cual está influida por valores altos de las densidades aparentes y por el manejo dado a esta zona con la explotación intensiva de pasturas para ganado bovino que generan compactación del suelo. m figura 2. semivariogramas experimentales y ajuste de modelos para cada variable. m, relación de vacíos. 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0 50 100 150 200 250 268 agron. colomb. 27(2) 2009 figura 3. mapas de distribución espacial para: a, relación de vacíos; b, arcilla (%); c, conductividad hidráulica (m d-1); d, aireación; e, densidad real (g cm-3); f, contenido de humedad gravimétrico (%). la densidad real (fig. 3e) presentó valores altos en la mayor parte del mapa, con excepción de una parte en el centro con valores de 1,9 a 2,2 g cm-3. las densidades aparentes en húmedo (fig. 3g) y seco (fig. 3i) presentaron los valores más altos, de 2,08 y 1,8 g cm-3, respectivamente, hacia el noroeste, oeste y suroeste del mapa, y los valores menores en la parte noreste del mapa. en general la distribución en los mapas es homogénea; las densidades se encuentran con valores altos, debido probablemente a la poca acumulación de materia orgánica, al excesivo pastoreo y a prácticas de mecanización no adecuadas que disminuyen la aireación del suelo. el porcentaje de poros (fig. 3j) fluctúa entre el 28% y el 64%. se observa una distribución heterogénea, cuyos valores máximos se encuentran hacia la zona noreste del mapa, seguido de valores medios de 56 y 48% en la zona central del mapa, y los valores mínimos en las zonas sureste y suroeste, que coinciden con los mapas de las densidades a b c d e f 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1127300 1127200 1127100 1127000 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1127300 1127200 1127100 1127000 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1,8 1,4 1,0 0,8 0,164 0,064 0,024 0,013 0,002 58 46 31 13 29,5 25,5 17,5 13,5 1,2 2,68 2,50 2,38 2,02 1,90 50 38 30 22 10 2692009 guatibonza, álvarez-herrera y sanabria: distribución espacial de la conductividad hidráulica en un lote... aparentes más altas. lo anterior pone de manifiesto una relación espacial entre el porcentaje de poros y el contenido de humedad, que a su vez afecta la conductividad hidráulica, ya que el porcentaje de poros controla el comportamiento del agua y otros procesos importantes para el desarrollo de la vida en el suelo. la relación de vacíos (fig. 3a) presenta valores menores de 1,0 en gran parte de la zona de estudio, a excepción de los valores más elevados de 1,2 a 1,8 en la zona sureste del mapa; esto se da porque son los suelos más cercanos a los lagos construidos, situación que disminuye el volumen de suelo por muestra recolectada. el contenido de humedad gravimétrico (fig. 3f) presenta valores altos en la zona central y hacia el noreste que varían del 30 al 50% y los valores menores de 10 al 26% del sur al suroeste del mapa. el contenido volumétrico (fig. 3h) presenta valores altos en gran parte del mapa oscilando entre 32 y 48%. esto muestra el volumen de suelo que está ocupado por agua. los menores valores se presentaron en algunas zonas aisladas al suroeste, donde se encuentra una explotación maderable (eucalyptus globulus), con valores de 16 al 28%, lo que indica que los contenidos de humedad permanecen el mayor tiempo con valores bajos, probablemente por la presencia de árboles que demandan gran cantidad de agua. según la onu (1999), el eucalipto posee un sistema de toma de agua muy eficiente, y por tanto el consumo de agua es mayor. la aireación (fig. 3d) presentó una distribución heterogénea, similar al porcentaje de poros luego de hacer la comparación visual, lo cual permite detectar una relación directa entre estas dos variables. en el análisis de los mapas se encontraron relaciones espaciales que influyen en el comportamiento de la ks en el suelo, las densidades aparentes, el porcentaje de poros, la arcilla, los cuales son los factores más influyentes en la ks. la acción de los factores formadores y sus interacciones muestran la gran heterogeneidad del sistema suelo. conclusiones el contenido de humedad gravimétrica es menor en la explotación maderable que en el lote de pastoreo. g h i j figura 3. mapas de distribución espacial para: g, densidad aparente en húmedo (g cm-3); h, contenido de humedad volumétrico (%); i, densidad aparente en seco (g cm-3); j. poros (%). 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1127350 1127300 1127250 1127200 1127150 1127100 1127050 1127000 1126950 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 1105500 1105600 1105700 1105800 1105900 1106000 1106100 2,08 1,80 1,64 1,44 1,24 1,00 48 40 32 28 16 1,80 1,64 1,44 1,24 0,96 0,75 64 60 48 40 32 270 agron. colomb. 27(2) 2009 la mayor parte de la zona estudiada presenta valores bajos a muy bajos de conductividad hidráulica. el limo, la arena y el contenido de saturación no presentaron dependencia espacial. las demás variables presentaron dependencia espacial de fuerte a moderada con rangos entre 22,5 y 242,0 m. la conductividad hidráulica se ve afectada principalmente por el porcentaje de poros, la densidad aparente en seco y húmedo. la presencia de bosque introducido ha afectado negativamente los contenidos de humedad en el suelo. literatura citada américo, h. 2002. valoración física conformante del ambiente radical (en línea). revista científica udo agrícola 2(1), 84-94. arrouays, d., s. martín, a. lepretre y h. bourennane. 2000. short-range spatial variability of metal content in soil on a one hectare agricultural plot. comm. soil sci. plant anal. 31, 387-400. biau, g. 1999. estimation of precipitation by kriging in the eof space of the sea level pressure field. j. climate 12, 1070-1085. bravo, c., z. lozano, r. hernández, l. piñango y b. moreno. 2004. efecto de diferentes especies de coberturas sobre las propiedades físicas de un suelo de sabana con siembra directa de maíz. bioagro 16(3), 163-172. bustamente, a. y j. alva. 2002. características geotécnicas del suelo de iquitos en perú. centro peruano japonés de investigaciones sísmicas y mitigación de desastres. en: cismid, http://www. cismid.uni.edu.pe/descargas/redacis/redacis04_a.pdf; 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(ed.). applications of soil physics. academic press, new york, ny. fecha de recepción: 8 de agosto de 2010. aceptado para publicación: 13 de noviembre de 2010 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia. bogotá (colombia). 2 facultad de ciencias agropecuarias, universidad de cundinamarca. fusagasugá (colombia). 3 autor de correspondencia. limhoyosca@unal.edu.co agronomía colombiana 28(3), 577-579, 2010 nematodos asociados con cultivos de arroz en huila y tolima nematode associated with rice crops in huila and tolima lilliana m. hoyos-carvajal1, 3 y javier g. moya2 resumen abstract en el presente estudio son reportados géneros de nematodos asociados a cultivos de arroz en zonas productoras en huila y tolima bajo sistemas de inundación, los cuales incluyen aphelenchoides, criconema, helicotylenchus, hemicycliophora, meloidogyne, paratylenchus, pratylenchus, psilenchus, tylenchorhynchus y tylenchus correspondientes a muestras de suelo y raíces. in present study are reported genus of nematodes associated at crops of rice in productive zones in huila and tolima that includes aphelenchoides, criconema, helicotylenchus, hemicycliophora, meloidogyne, paratylenchus, pratylenchus, psilenchus, tylenchorhynchus and tylenchus. palabras claves: oryza sativa, fitonematodos, huila, tolima. key words: oryza sativa, phytonematodes, huila, tolima. introducción en colombia, el cultivo de arroz (oryza sativa l.) bajo inundación constituye el mayor porcentaje del área sembrada (62%), con un promedio de 259.323 ha entre el 2006 al 2009. los nematodos fitoparásitos pueden causar en el arroz daños de importancia económica aún en condiciones de inundación. según prot (1992), más de 150 especies de nematodos se han asociado a cultivos de arroz, sin embargo, pocas especies establecen realmente una relación parasítica con esta planta (tab. 1). se estima que las pérdidas que pueden causar son del orden del 10 al 25%, pero estas, en realidad, pueden ser mayores, ya que los síntomas que producen en la parte aérea de la planta son atribuidos a problemas nutricionales (prot, 1992). en colombia se ha reportado en el cultivo del arroz en el departamento del tolima nematodos fitoparásitos (tab. 1), causando pérdidas cercanas al 10%, (volcy, 1997), no obstante, los reportes sobre el impacto de estos patógenos son escasos o inexistentes en los manuales técnicos de asistencia. metodología se llevó a cabo un muestreo en suelo y raíces de cultivos comerciales de arroz bajo inundación con plantas no mayores de 50 días de sembradas, en los departamentos de huila (municipios: tello, campoalegre, palermo) y tolima (municipios: ambalema, venadillo, alvarado, piedras, espinal, guamo, saldaña e ibagué) cubriendo un área total de 274 ha. para extraer los nematodos se empleó la técnica de tamizado y centrifugación flotación, luego se fijaron en formaldehido al 35%, ácido acético glacial y agua (afa) y finalmente en solución seinhort a y b (castaño-zapata et al., 1997). la identificación de los géneros de nematodos fitoparásitos se realizó por medio de claves taxonómicas (thorne, 1961; castaño-zapata et al., 1997; volcy, 1997; bridge y williams, 2002). resultados y discusión en el presente estudio se encontraron diversas especies de nematodos asociados al arroz (tab. 2). de los cuales, todos salvo hemicycliophora han sido reportados previamente por diversos autores (tab. 1). de manera semejante a lo reportado por gómez et al. (1981) en un trabajo realizado en las terrazas arroceras de ibagué, los géneros meloidogyne y pratylenchus se encuentran en altas frecuencias y poblaciones comparativamente con otros géneros, no así el género helicotylenchus, el cual se halla en bajas frecuencias. sin embargo, el género aphelenchoides aparece de forma recurrente en las muestras analizadas. esta es una aproximación a la nematofauna asociada a estos cultivos, pues es necesario realizar muestreos sistemáticos en diferentes etapas fenológicas y diferentes ciclos de cultinota científica 578 agron. colomb. 28(3) 2010 vo; sin embargo, es de anotar que los géneros reportados, meloidogyne, pratylenchus y aphelenchoides tienen como característica común un amplio rango de hospederos, por tanto, es necesario tomar en cuenta que el aumento de sus poblaciones puede darse aún en rotaciones. las poblaciones de meloidogyne llaman la atención por su alto número en raíces, incluso pueden notarse asintomáticas, es decir, sin los típicos nódulos que causa este tipo de nematodos en sus hospederos, y la proporción en tejidos puede ser de 8 a 38 veces más alta que la hallada en suelo. caso similar sucede con pratylenchus y aphelenchoides, los cuales se hallan en poblaciones numerosas en tejidos del hospedero. lo anterior sugiere que es necesario realizar pruebas de poblaciones de nematodos no sólo en suelo, sino también en tejidos radiculares, pues como generalidad en este estudio, estos se hallaron en raíces y en menor proporción en suelo. de igual forma es necesario revisar las prácticas de manejo y control, pues son dirigidas a suelo; concretamente en el caso de pratylenchus, volcy (1998) afirma que en arroz en secano este debe ser controlado con poblaciones de 18 nematodos/100 cm3 de suelo y su nivel de tolerancia en este cultivo es de aproximadamente 672 nematodos/g de raíces, y como puede verse en la tab. 2 en todos los casos se está cerca de estos niveles. los nematodos fitopatógenos son por naturaleza agentes predisponentes a problemas edáficos y a debilitar la parte aérea de la planta, la cual se hace más proclive a problemas como pyricularia o pudrición de la panoja, entre otras. tabla 1. nematodos asociados a cultivos de arroz en colombia. especie de nematodo referencia aphelenchoides besseyi christie buriticá, 1999 aphelenchus sp. chimá et al., 2000 criconemella sp. volcy, 1998 criconemoides sp. chimá et al., 2000 ditylenchus angustus (buttler) filipjev volcy, 1998 ditylenchus sp. chimá et al., 2000 helicotylenchus erythinae sher tovar et al., 1981 helicotylenchus pseudorobustus steiner chimá et al., 2000 helicotylenchus sp. buriticá, 1999 hirchmanniella sp. chimá et al., 2000 hoplolaimus sp. chimá et al., 2000 macroposthonia (sin: criconemella) volcy, 1998; buriticá, 1999 meloidogyne graminícola golden & birchfield jaraba-navas et al., 2001 meloidogyne sp. buriticá, 1999 paratylenchus sp. chimá et al., 2000 pratylenchus sp. chimá et al., 2000; buriticá, 1999 pratylenchus zeae graham tovar et al., 1981 psilenchus sp. chimá et al., 2000 rotylenchus sp. chimá et al., 2000 trophorus sp. chimá et al., 2000 tylenchorhynchus sp. tovar et al., 1981; chimá et al., 2000; buriticá, 1999 tylenchus sp. chimá et al., 2000 xiphinema sp. chimá et al., 2000 tabla 2. poblaciones y frecuencias de géneros de nematodos encontrados en raíz y suelo de cultivos de arroz en inundación en los departamentos de huila y tolima en colombia. género huila tolima suelo1 frecuencia raíz2 frecuencia suelo frecuencia raíz frecuencia aphelenchoides 28,25 100,0 10,0 33,3 6,1 62,5 65,0 37,5 criconema 54,30 50,0 0 0 nd 0 nd 0 helicotylenchus 14,70 50,0 4,3 33,3 1,8 25,0 10,0 12,5 hemicycliophora 1,30 16,7 0 0 nd 0 nd 0 meloidogyne 94,60 83,3 352,8 50,0 279,1 100,0 10.605,0 100,0 paratylenchus 1,50 33,3 0 0 nd 0 nd 0 pratylenchus 28,30 100,0 444,5 66,7 1,3 0 405,0 25,0 psilenchus 2,60 33,3 0 0 nd 0 nd 0 tylenchorhynchus 33,30 100,0 5,3 16,7 9,5 75,0 0 0 tylenchus 16,20 100,0 0 0 11,5 62,5 0 0 totales 274,80 816,8 309,3 11.085,0 relación raíz/suelo 3,5 35,8 1 promedio de nematodos cuantificados en 100 g de suelo en 24 muestras. 2 promedio de nematodos cuantificados en 100 g de raíces en 24 muestras. nd: no detectado en las muestras. 5792010 carvajal y moya: nematodos asociados con cultivos de arroz en huila y tolima literatura citada bridge, j. y t.d. williams. 2002. plant parasitic nematodes. pp. 140162. en: waller, j.m., j.m lenné y s.j. waller (eds.). plant pathologist’s pocketbook. 3a ed. cab international. wallingford, uk. buriticá, p. 1999. directorio de patógenos y enfermedades de las plantas de importancia económica en colombia. universidad nacional de colombia; instituto colombiano agropecuario ica. bogotá. castaño-zapata j., l. del río-mendoza y a. acosta. 1997. nematodos fitoparásitos. pp. 113-210. en: castaño-zapata, j. y l. del río-mendoza (eds.). manual para el diagnóstico de hongos, bacterias, virus y nematodos fitopatógenos. centro editorial universidad de caldas; universidad zamorano, tegucigalpa. chimá c., j., v. peniche, t. lozano y c.r. pérez. 2000. reconocimiento de nemátodos fitoparásitos asociados al cultivo de arroz secano mecanizado en el caribe húmedo. revista arroz 49, 26-31. gómez, j., f. puerta y r. gómez. 1981. nematodos fitoparásitos asociados a las siembras de arroz en la terraza de ibagué, tolima-colombia. revista arroz 30, 17-24. jaraba-navas, j., z. lozano y c.r. pérez. 2001. identificación del nematodo del nudo radical del arroz en los departamentos de cesar y guajira. fitopatol. colomb. 25, 29-32. prot, j. 1992. diseases caused by nematodes. pp. 46-49. en: webster, r. y r. gunnell (eds.). compendium of rice diseases. american phytopathological society, st. paul, mn. thorne, g. 1961. principles of nematology. united states department of agriculture, mcgraw-hill book coy, inc. nueva york, ny. volcy, c. 1997. nematodos. tomo 1. el abc de la nematología. universidad nacional de colombia, medellín, colombia. volcy, c. 1998. nematodos. tomo 2. diversidad y parasitismo en plantas. universidad nacional de colombia, medellín, colombia. agronomia 26-2 -profe194).indd 186 agron. colomb. 26(2) 2008 resumen the objective of this study was characterizing the chemical composition of plant tissue in mint and its relation to the mineral concentration in soil. the fresh weight, dry weight, height and number of knots, and the elemental concentration in aerial part of plants from 35 commercial crops at the time of harvesting were evaluated, as well as the soil chemical properties. the concentration of macronutrients in the plant tissue of mint showed the next order (% dm): k (1.07-7.23) > n (1.57-4.74) > ca (0.66-1.36) > p (0.24-0.64) > mg (0.14-0.60), and that one for the microelements (mg kg-1): fe (89-596), mn (19-303), zn (47-134), b (16-108), cu (8-13). no significant relations between the nutrients in soil and plant that permit to explain, in some degree, the growth variables were found. we would find significant correlations between mg and p in soil and their concentrations in plants (r=0,65** y 0,60* respectively) and between mn in soil and its concentration in plant (r=-0,60*). the best correlation was found between the k/ mg ratio in soil and mg in plant tissue (r=-0,73**) making these clear the antagonism between both nutrients and importance of cation balance in soil. the concentration of nutrients in mint was similar to the one reported in the other crops. in general, we can say that soils cultivated with mint don’t show limitations in regards to nutrient availability, probably, due to the intensive management of fertilization. key words: plant nutrition, plant analysis, soil analysis. abstract fecha de recepción: 18 de febrero de 2008. aceptado para publicación: julio 10 de 2008 1 ingeniero agrónomo, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. rapedrazar@unal.edu.co 2 profesora asociada, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. mchenaoto@unal.edu.co composición del tejido vegetal y su relación con variables de crecimiento y niveles de nutrientes en el suelo en cultivos comerciales de menta (mentha spicata l.) mineral composition of plant tissue in relation to growth variables and soil nutrients levels in commercial crops of mint (mentha spicata l.) rafael pedraza1 y martha c. henao2 agronomía colombiana 26(2), 186-196, 2008 el objetivo de este estudio fue determinar la composición química del tejido vegetal en menta y su relación con la concentración de nutrientes en el suelo. se evaluaron parámetros de crecimiento y la concentración de elementos de la parte aérea de la planta al momento de la cosecha, en 35 cultivos comerciales ubicados en el departamento de cundinamarca (colombia). paralelamente se determinaron las propiedades químicas del suelo en que crecían las plantas. la concentración de macroelementos en el tejido vegetal mostró el siguiente orden (% de materia seca): k (1,07-7,23) > n (1,57-4,74) > ca (0,66-1,36) > p (0,24-0,64) > mg (0,14-0,60); para los microelementos (mg· kg-1) fue: fe (89-596) > mn (19-303) > zn (47-134) > b (16-108) > cu (8-13). no se encontraron relaciones significativas entre los nutrientes en el suelo y la planta que permitieran explicar las variables de crecimiento. se presentaron correlaciones significativas entre mg y p en el suelo y sus concentraciones en la planta (r=0,65** y 0,60*, respectivamente) y del mg en el suelo y el mn en la planta (r=-0,60*). la mejor correlación se presentó entre la relación k/mg en el suelo y el mg en el tejido vegetal (r=-0,73**), poniendo de manifiesto el antagonismo entre ambos nutrientes y la importancia del balance catiónico k-mg en el suelo. en general se puede afirmar que los suelos cultivados con menta no presentaron limitaciones en la disponibilidad de nutrientes, muy probablemente por el manejo intensivo de la fertilización. palabras clave: nutrición vegetal, análisis de tejido vegetal, análisis de suelo. introducción la producción de hierbas aromáticas para exportación en fresco ha mostrado en colombia un notable crecimiento durante los últimos años, tanto en área cultivada como en número de toneladas producidas. el departamento de cundinamarca es el mayor productor de hierbas aromáticas en el país, según información disponible para el período 1997-2005 (portilla, 2007). dentro de las especies de hierbas aromáticas que se cultivan para exportación, la menta (mentha spicata l.) ocupa un agronomia 26-2 -profe194).indd 186 06/10/2008 19:39:58 pedraza y henao. composición del tejido vegetal y su relación con variables... 187 puesto importante (echeverri y forero, 2007); incluso en cundinamarca, corresponde a una de las hierbas aromáticas de mayor venta en el mercado interno. la producción de menta con calidad de exportación requiere la adopción de buenas prácticas agrícolas, que involucran el manejo sostenible de los recursos para la producción del cultivo, incluidos los aspectos de agua, suelo y fertilización. la menta es una planta perenne de la familia lamiaceae, originaria del sur de europa y norte de áfrica. entre las especies de menta se destacan m. spicata l. (yerbabuena o spearmint) y m. piperita l. (peppermint), por su uso en culinaria y en las industrias farmacéutica y cosmética. el cultivo es herbáceo con una alta densidad poblacional y al inicio un metro cuadrado puede contener aproximadamente 25 plantas. la propagación se hace a través de esquejes en siembra directa al suelo. el cultivo empieza a producir 6 semanas después de la siembra y, a partir de ese momento, se pueden hacer cortes cada 6-7 semanas bajo invernadero ó cada 9 semanas a libre exposición. al cabo de 3 meses la formación de estolones es tan prolífica que no se pueden diferenciar las plantas madre (bareño y clavijo, 2006). la producción total es de 2.000 g·m-2, aunque, una vez seleccionado el material tipo exportación, puede disminuir a 1.200 g·m-2 (bareño y clavijo, 2006). un manejo adecuado de nutrientes es esencial para el desarrollo de biomasa del cultivo, ya que si el suministro de nutrientes es bajo, los rendimientos del cultivo se reducen. la menta requiere 250-300 kg·ha-1 de n, 55-110 kg·ha-1 de p2o5 y cerca de 375 kg·ha -1 de k2o para obtener altos rendimientos (brown et al., 2003). ozcan (2003) encontró en el tejido en hojas y flores de m. spicata obtenidas de un mercado local en turquía: 0,22% de p; 2,47% de k; 1,13% de ca; 0,5% de mg; 0,31% de s; 414 mg·kg-1 de fe; 97,6 mg·kg-1 de mn; 18,7 mg·kg-1 de zn; 47,6 mg·kg-1 de b y 8,48 mg·kg-1 de cu. hart et al. (2003) evaluaron la acumulación de biomasa y nutrientes en m. piperita durante tres años en seis lugares diferentes, obteniendo los siguientes rangos de la máxima absorción de cada elemento: 3,85-4,41% de n; 0,40-0,63% de p; 3,65-4,77% de k; 0,36-0,48% de s; 0,88-1,52% de ca; 0,28-0,45% de mg; 20,4-27,8 mg·kg-1 de b; 1,25-19,4 mg kg-1 de cu; 77,5-119,9 mg kg-1 de mn y 28,0-45,6 mg kg-1 de zn, para un rendimiento de 4-6 t·ha-1. wolf (1996) reportó como valores de nutrientes en el tejido vegetal de menta: 4,0-6,0% de n; 0,3-0,7% de p; 2,0-6,0% de k; 1,0-2,0% de ca; 0,2-0,7% de mg; 7-25 mg·kg-1 de cu; 60-200 mg·kg-1 de fe; 30-200 mg·kg-1 de mn; 50-200 mg·kg-1 de zn y 20-70 mg·kg-1 de b. rodríguez et al. (2004) encontraron en m. piperita el máximo contenido de aceite 95 días después de la siembra (dds), que corresponde a los niveles de nutrientes en tejido foliar: 3,72% de n; 0,39% de p; 2,12% de k; 0,38% de mg; 0,3% de s; 323 mg·kg-1 de fe; 145 mg·kg-1 de mn; 22 mg·kg-1 de zn; 35 mg·kg-1 de b y 8 mg·kg-1 de cu. entre los factores limitantes para la producción en colombia de menta con calidad de exportación está la falta de conocimiento sobre el manejo tecnológico del cultivo, lo que no permite mantener unos volúmenes constantes de producción con altos estándares de calidad, bajo las normas de las buenas prácticas agrícolas. entre los principales problemas figuran el poco conocimiento sobre la nutrición del cultivo y el manejo de la fertilización. los análisis de suelos y foliares son herramientas importantes de monitoreo del estado nutricional y para la posterior planificación de la fertilización. la utilidad de los análisis de tejido vegetal, según havlin et al. (1999) y reuter y robinson (1986), radica, entre otros aspectos, en que sirve para: identificar síntomas de deficiencia; determinar que nutrientes están en niveles insuficientes antes de que aparezca la deficiencia; predecir las deficiencias de nutrientes en ciclos posteriores del cultivo; evaluar la cantidad de nutrientes removidos en los residuos de cosecha, con el propósito de restituirlos y mantener la fertilidad del suelo, y estudiar la relación entre el estado nutricional de la planta y el rendimiento del cultivo. el análisis foliar es un indicador de la fertilidad, pues se parte de la premisa de que la concentración del elemento en la planta es proporcional a la disponibilidad del nutriente en el suelo y, por lo tanto, es un índice de fertilidad (sims, 2001). el objetivo de la presente investigación fue determinar la composición química del tejido vegetal de la parte aérea de plantas de menta (m. spicata) tomadas de cultivos comerciales en el departamento de cundinamarca. se exploró la posible presencia de deficiencias, toxicidades o desbalances, de acuerdo con la apariencia del cultivo y la relación con algunas variables de crecimiento de la planta y los nutrientes disponibles en el suelo, interpretados con la ayuda de los niveles generales de referencia para otros cultivos hortícolas reportados en la literatura. este objetivo obedece a la dificultad actual para interpretar los análisis foliares en este cultivo, a causa de la escasa información de referencia. agronomia 26-2 -profe194).indd 187 06/10/2008 19:39:58 188 agron. colomb. 26(2) 2008 materiales y métodos zona de estudio se seleccionaron 35 cultivos comerciales establecidos en lotes homogéneos por tipo de suelo y relieve, localizados en el departamento de cundinamarca, en una zona comprendida entre 4° 25’ 45” y 5° 05’ 38” latitud norte y 73° 39” 3’ y 74° 20’ 42” longitud oeste. la región está caracterizada por una temperatura media anual de 12-18 °c y una precipitación anual de 1.000-2.000 mm. los municipios incluidos en el muestreo y el número de muestras tomadas por municipio se presentan en la tabla 1. la zona comprende dos tipos de paisaje geomorfológico: 1) planicie fluvio-lacustre, constituida por llanuras de inundación y terrazas del río bogotá, con pendientes menores de 5% y suelos formados a partir de depósitos de sedimentos, con influencia de cenizas volcánicas en algunos sectores; los suelos corresponden a entisoles, inceptisoles, andisoles y alfisoles, profundos a superficiales, bien a imperfectamente drenados, texturas finas a moderadamente gruesas y 2) montaña, con relieves ondulados y materiales parentales, en su mayoría sedimentarios con mantos de espesor variable de cenizas volcánicas; los suelos corresponden a inceptisoles, molisoles y andisoles, en general bien drenados, profundos y de texturas variables (instituto geográfico agustín codazzi, 2000). muestreos en cada cultivo se recogió una muestra de tejido vegetal compuesta por 20 plantas obtenidas de una cama escogida al azar y tomadas de manera sistemática en línea recta, cada 50 cm, de la parte central de la cama; la longitud muestreada por cada cama fue de 10 m. se tomaron únicamente tallos en estado vegetativo (sin flores) y listos para cosechar, de acuerdo al criterio de cada productor; es decir, que el estado de desarrollo alcanzado correspondió al punto de corte. la muestra de suelo también fue de carácter compuesto, constituida igualmente por 20 submuestras tomadas cada 50 cm junto a las plantas previamente muestreadas, empleando un barreno tubular de 3 cm de ancho, a una profundidad de 0-20 cm, con el fin de cubrir la zona de raíces de la planta. análisis de laboratorio los análisis de tejido vegetal se realizaron sobre una muestra secada a 60 °c y molida de acuerdo con los métodos empleados en cenicafé (centro nacional de investigaciones de café) para el análisis foliar (carrillo et al., 1994). se determinó el nitrógeno total por el método micro-kjeldahl con valoración volumétrica. a partir de la muestra calcinada a 475 °c, se midieron los contenidos totales de ca, k, mg, cu, fe, mn y zn por espectrofotometría de absorción atómica y de p y b por colorimetría. adicionalmente, se evaluó el porcentaje de humedad y de cenizas. a los suelos secos a 30 °c y pasados por tamiz de 2 mm se les analizó: ph (lectura en potenciómetro, relación suelo/agua de 1:1, con base a peso/volumen); conductividad eléctrica (lectura en conductivímetro en el extracto de saturación a 25 °c); carbono orgánico (método de walkley y black, valoración volumétrica); ca, k, mg y na intercambiables (extracción con acetato de amonio 1 m, ph 7, valoración por absorción atómica); capacidad de intercambio catiónico (desplazamiento del nh4 + intercambiado con nacl 1 m, valoración volumétrica); acidez de cambio (extracción con kcl 1 m, valoración volumétrica); fósforo disponible (método de bray ii, valoración colorimétrica); cu, fe, mn y zn disponibles (extracción con ácido dietilen triamino pentaacético [dtpa], valoración por absorción atómica); boro disponible (extracción con fosfato monobásico de calcio, valoración colorimétrica); porcentajes de arcilla (ar), limo (l) y arena (a) (método de bouyoucos, previa dispersión con hexametafosfato de sodio); textura (triángulo de clasificación textural, usda [united states department of agriculture]); nitratos y amonio (extracción con kcl 2 m, destilación y valoración volumétrica). variables de crecimiento de las 20 plantas seleccionadas en cada cultivo para el análisis de tejido vegetal, se tomaron registros de peso fresco, altura y número de nudos. se determinó el peso seco de la muestra a 60 °c y, para calcular el peso seco promedio de tabla 1. relación de las muestras de tejido vegetal tomadas en 35 cultivos comerciales de menta por municipio, departamento de cundinamarca (colombia). municipio altitud (msnm) número de muestras chía 2.519-2.581 3 chipaque 2.333-2.672 11 chocontá 2.453 1 cota 2.586-2.577 3 bogotá 2.600 2 el rosal 2.629 2 granada 2.359 2 madrid 2.543-2.629 9 tenjo 2.582 1 zipaquirá 2.578 1 agronomia 26-2 -profe194).indd 188 06/10/2008 19:39:58 pedraza y henao. composición del tejido vegetal y su relación con variables... 189 cada planta, éste se dividió por el número total de tallos que conformaron la muestra. análisis de datos se efectuó un análisis estadístico descriptivo para obtener niveles de referencia y observar además la variabilidad de los datos. se efectuó correlación simple y múltiple entre los niveles individuales y relaciones entre nutrientes, tanto en el suelo como en el tejido vegetal, y las variables de crecimiento. luego, para los modelos de regresión se estimó el parámetro vif (siglas en inglés de factor de inflación de la varianza), para determinar si hay dependencia o correlación entre las variables independientes que intervienen en el modelo (multicolinealidad); cuando es mayor de 10 hay multicolinealidad y por lo tanto se estarían inflando las varianzas de los coeficientes estimados (neter et al., 1989). los análisis se efectuaron con el paquete estadístico sas (statistical analysis system) versión 8. resultados y discusión los cultivos de menta en la zona de estudio corresponden por lo general a áreas menores de 1 ha, en donde 76% está establecido a libre exposición y dispuesto en camas de 1-4 m de ancho, aunque en algunos lugares no hay espaciamiento definido. los cultivos bajo invernadero están dispuestos en camas de 1,0-1,2 m de ancho. de los cultivos considerados, sólo 49% cuenta con sistemas de fertirriego y recibe por lo general aplicaciones de ca, mg, k y nh4 + en forma de nitratos, además de ácido fosfórico y elementos menores en formas solubles, tales como quelatos. los demás cultivos se manejan con fertilización edáfica, que se realiza después de cada corte con fuentes fertilizantes, como 15-15-15, 13-26-6, 25-15-0 y urea. el tiempo de corte estuvo entre 45-90 dds, presentándose los tiempos más largos entre cortes en los cultivos de tecnología baja; se evidencia en este último caso que el criterio general para la cosecha es dependiente de la oferta y demanda del producto, cuyas ventas van dirigidas principalmente al mercado bogotano, como ocurre con los cultivos de chipaque (cundinamarca). variables de crecimiento y composición del tejido vegetal el comportamiento de las variables de crecimiento entre cultivos se presenta en la tabla 2; cada dato resulta de promediar 20 observaciones por cama. la variación dentro del cultivo fue tan alta como entre cultivos, ya que se presentaron coeficientes de variación de 9%-23% en la altura, 26%-52% en el peso fresco y 10%-31% en el número de nudos entre las 20 plantas tomadas dentro de una misma cama. en todo el material vegetal muestreado, los diagramas de frecuencia indican que más de 80% de las plantas cosechadas presentó una longitud entre 15 y 45 cm, un peso menor de 15 g y tallos con un número de nudos entre 5 y 10 (figura 1) . de las diferencias observadas entre peso fresco y peso seco, se pudo estimar que el contenido de humedad de la parte área de la planta varió entre 76% y 92%. con relación al aspecto nutricional, en términos generales se puede afirmar que las plantas de menta llevadas al laboratorio para el análisis de elementos totales no presentaban estados visibles de clorosis, necrosis, acortamiento de la distancia entre nudos, ni ningún otro síntoma visual que se pudiera relacionar con una deficiencia. en los cultivos en el campo tampoco se observaron deficiencias generalizadas ni localizadas de algún elemento. en la tabla 3 se presenta la composición promedio del tejido vegetal, indicando una alta variabilidad, en especial para los microelementos cu, fe y mn. en general se halló que el elemento que se encuentra en mayor concentración en el tejido vegetal de la planta de menta es k, seguido, en su orden, por n, ca, p, mg, fe, mn, zn, b y cu. estos resultados no coinciden con los reportados para cultivos de menta establecidos en irán (zeinali et al., 2003), en donde el elemento predominante en el tejido foliar fue mg seguido por fe, con contenidos de k notablemente menores. a causa de la escasa información reportada en la literatura sobre rangos de concentración de elementos en toda la parte aérea de especies de menta, no es posible establecer comparaciones adicionales entre los datos obtenidos bajo condiciones similares. al comparar las concentraciones de elementos en las plantas de menta muestreadas, se evidenció que se encuentran tabla 2. variables de crecimiento de los cultivos de menta, considerando los valores promedio de las 35 camas muestreadas en cundinamarca (colombia). valor peso fresco (g) peso seco (g) altura (cm) número de nudos mínimo 4,75 0,42 17,93 4 máximo 21,49 2,97 52,38 12 media 10,50 1,36 32,75 8 cv (%) 38 46 25 23 cv, coeficiente de variación agronomia 26-2 -profe194).indd 189 06/10/2008 19:39:59 190 agron. colomb. 26(2) 2008 figura 1. distribución de frecuencias de las variables de crecimiento: a) altura de la planta; b) peso fresco de la planta y c) número de nudos; considerando 686 tallos de plantas de menta recolectadas en cundinamarca (colombia). tabla 3. composición mineral de las muestras de tejido vegetal de menta tomadas en 35 cultivos comerciales en cundinamarca (colombia). valor cenizas n p ca k mg cu fe mn zn b % mg·kg-1 mínimo 5,95 1,57 0,24 0,66 1,07 0,14 7,8 89 19 47 16,4 máximo 15,68 4,74 0,64 1,36 7,23 0,60 91,7 596 303 134 107,7 media 11,65 3,38 0,41 0,99 4,35 0,34 25,1 177 111 83 54,4 cv (%) 21 26 22 17 30 34 87,1 64 69 27 34 cv, coeficiente de variación en magnitudes similares a las de otras especies hortícolas (marschner, 1995; mengel y kirkby, 1982). en el caso del n, los niveles por debajo de 2%, que corresponden solamente a 9% de las muestras, resultan defi cientes comparados con las concentraciones reportadas como normales para otros cultivos. incluso valores de n entre 2% y 3% de la masa seca resultan bajos en comparación con el rango de sufi ciencia reportado en la mayoría de hortalizas (reuter y robinson, 1986). sin embargo, en esas muestras no se detectaron hojas amarillas relacionadas con defi ciencia de n. el rango de variación del k resultó mucho más amplio que el del n, y niveles por debajo de 3% de la masa seca de k se encontraron sólo en 9% de las muestras. según havlin et al. (1999), la concentración de este elemento en el tejido vegetal puede variar entre 0,5% y 6% de la masa seca. la relación k/n en el tejido vegetal varió predominantemente entre 1:1 y 2:1. con respecto al ca, 80% de las muestras tienen niveles entre 0,8% y 1,2%, similares a los reportados para otras variedades de menta. havlin et al. (1999) mencionan una variación en el ca en el tejido vegetal entre 0,2% y 1,0%. de los microelementos, el cu fue el de mayor variabilidad; sin embargo, 70% de las muestras presentan valores por debajo de 20 mg·kg-1, del mismo orden que los reportados por havlin et al. (1999). lo mismo ocurre con el fe, para el que 80% de las muestras presentan valores por debajo de 250 mg·kg-1. valores de cu y fe por encima de 20 y 250 mg kg-1, respectivamente, podrían refl ejar la aplicación de agroquímicos por vía foliar y corresponderían, por lo tanto, a datos atípicos para el cultivo de menta. de acuerdo con fageria et al. (2002), ninguno de los cultivos presentaron niveles tóxicos de microelementos, aunque agronomia 26-2 -profe194).indd 190 06/10/2008 19:40:00 pedraza y henao. composición del tejido vegetal y su relación con variables... 191 se encontraron niveles de mn por encima de 300 mg·kg-1, concentraciones tóxicas para las plantas. suelos en la tabla 4 se recoge la estadística descriptiva de las variables químicas de los suelos bajo cultivo. las muestras presentan de manera predominante texturas medias a gruesas, correspondientes a suelos francos a franco-arenosos. los suelos cubren todo el rango de ph de los suelo agrícolas: 11% evidencian una reacción fuertemente ácida (ph <5); 60%, moderadamente ácida (ph 5-6) y el 29% restante, ligeramente ácida a ligeramente alcalina (6,1-7,8). el predominio es de suelos que no presentan aluminio intercambiable. cerca de la mitad de las muestras poseen ph entre 5,5 y 6,5, rango adecuado para la producción agrícola (havlin et al., 1999). los suelos más ácidos se localizan en el municipio de chipaque, manejados con frecuencia a través de la sola aplicación de enmiendas calcáreas. los suelos cubren un rango amplio con respecto a los niveles de materia orgánica (3%-30%), presentándose los más altos en los municipios de madrid y el rosal (cundinamarca). en general todos los suelos presentan niveles medios a altos de materia orgánica, interpretados así de acuerdo a la altitud y, por consiguiente, a la condición de clima frío de los sitios donde se localizan los cultivos (instituto colombiano agropecuario, 1992) ninguno de los suelos presentó condiciones de salinidad, ya que casi la totalidad de los valores de conductividad eléctrica estuvieron por debajo de 2 ds m-1, rango que se considera no problemático para los cultivos (mengel y kirkby, 1982). un estudio sobre la tolerancia a las sales de m. piperita variedad officinalis (tabatabaie y nazari, 2007), en el que se evaluó su crecimiento en soluciones nutritivas con diferentes conductividades eléctricas, mostró una disminución en el peso fresco y el peso seco a partir de 1,4 tabla 4. características químicas de los suelos cultivados en menta en 35 cultivos comerciales en cundinamarca (colombia). variable unidades valor mínimo máximo promedio cv (%) ph 4,40 7,52 5,71 12,7 c orgánico % 1,60 17,42 7,35 61,6 conductividad eléctrica ds m-1 0,15 4,07 0,88 92,8 ca intercambiable cmolc kg -1 4,18 34,91 15,92 47,7 k intercambiable 0,26 2,61 0,91 60,9 mg intercambiable 0,46 10,37 3,39 72,7 na intercambiable 0,11 3,65 0,43 148,8 acidez intercambiable 0,00 1,84 0,24 201,0 cic 17,15 61,90 36,44 38,2 no3 mg kg-1 18,45 65,41 34,93 34,6 nh4 + 21,54 79,92 32,43 37,7 p 12,58 112,00 67,31 52,4 cu 0,20 21,55 4,89 90,4 fe 33 471 237 63,2 mn 1,22 67,37 15,67 103,6 zn 0,28 36,98 11,18 73,7 b 0,13 1,66 0,53 64,7 cic, capacidad de intercambio catiónico; cv, coeficiente de variación agronomia 26-2 -profe194).indd 191 06/10/2008 19:40:00 192 agron. colomb. 26(2) 2008 ds·m-1. en este muestreo, los dos cultivos que se encontraban en suelos con conductividad eléctrica entre 3 y 4 ds·m-1 no evidenciaron un efecto aparente de las sales. los suelos presentan alta fertilidad catiónica, indicada por la saturación de bases, la capacidad de intercambio catiónica efectiva (>5 cmolc kg -1) y los niveles individuales de ca (>10 cmolc kg -1), k (>0,4 cmolc·kg -1) y en menor grado de mg. en casi todos los suelos cultivados, los niveles de ca y p resultaron medios a altos, predominando la condición de suficiencia. el mg es el elemento que resultó deficiente en más casos, principalmente en los suelos de chipaque, con niveles por debajo de 1,5 cmolc·kg -1. la relación ca/k en el suelo varió entre 5 y 63. según los criterios de interpretación de análisis de suelos (instituto colombiano agropecuario, 1992), si la relación es más amplia de 6 indica un desbalance. los desbalances más pronunciados se presentaron en especial en los cultivos de la sabana de bogotá que reciben fertirriego. la relación mg/k varió entre 0,6 y 18,6. el instituto colombiano agropecuario (1992) considera que la relación normal es de 4:1. en más de la mitad de los suelos la relación puede resultar inapropiada, por cuanto los niveles de k tienden a exceder a los de mg. la relación ca/mg se considera muy estrecha cuando alcanza un valor de 1:1 ó demasiado amplia cuando excede 4:1. aunque esta relación varió entre 2,3 y 24,5, la tendencia de los suelos muestreados fue la de presentar una relación amplia, siendo los niveles de ca 5-25 veces más altos que los de mg. el p resultó alto en la mayoría de los suelos, por lo general mayor de 40 mg·kg-1, valor para el que no se recomienda su aplicación para casi ningún cultivo, de acuerdo al instituto colombiano agropecuario (1992). en relación con los microelementos disponibles, se considera que los suelos no tienen tendencia a presentar deficiencias, aun cuando no se encuentren bajo condiciones de acidez, condición que favorece la mayor la solubilidad de éstos en el suelo (instituto colombiano agropecuario, 1992). el cu se presentó bajo, menor de 1 mg·kg-1, solamente en 10% de las muestras. ningún suelo se puede considerar deficiente en fe, incluso 90% presenta altos contenidos del elemento (>50 mg·kg-1). en el caso del mn, menos de 25% de las muestras mostró niveles bajos (inferiores a 5 mg·kg-1) y sólo 3 de ellas presentaron valores muy altos, por encima de 40 mg·kg-1, que incidieron en la alta dispersión de los datos. el zn se mostró deficiente en 11% de las muestras. relación entre variables la relación entre las variables de crecimiento se presenta en la tabla 5. la correlación más baja entre la altura de la planta y el peso fresco puede resultar de la inclusión en el muestreo de plantas con algún grado de ramificación. tabla 5. coeficientes de correlación entre las variables de crecimiento en menta en 35 cultivos comerciales en cundinamarca (colombia). variable coeficientes de correlación (r) peso fresco peso seco altura peso seco 0,72** altura 0,61** 0,38 número de nudos 0,54* 0,85** 0,44 * diferencias significativas (p<0,05); ** diferencias altamente significativas (p<0,01) para evaluar el efecto del grado de crecimiento de la planta, se establecieron correlaciones entre la edad de la planta (días después de corte) con la altura, el peso fresco y el peso seco, para los casos en los que se dispuso de información confiable (n=9). se presentó una leve relación entre edad y peso seco (r=0,59*), pero no con la altura (r=0,1). una mejor correlación se manifestó entre días después de corte y concentración de k (r =-0,78**). no se encontró relación entre los niveles de nutrientes en el tejido vegetal y las variables de rendimiento, como peso fresco y peso seco de la planta. todos los coeficientes de correlación estuvieron por debajo de 0,54 y ninguno resultó significativo. aunque se conoce ampliamente que entre los factores que afectan la concentración de nutrientes se encuentra la edad de los tejidos (reuter y robinson, 1986), y ante la imposibilidad de obtener información completa de los cultivadores –algunas veces por su reserva y otras por falta de registros–, es posible que la ausencia de correlación se deba a que el estado de crecimiento al momento del muestreo no fue el mismo en todos los casos. a pesar de las limitaciones propias del muestreo, el que se esté analizando toda la parte área de la planta implica que dentro de la muestra se están mezclando tejidos de diferente edad. reuter y robinson (1986) consideran que analizar muestras constituidas por diferentes órganos de la planta y, a su vez, por tejidos de diferentes edades fisiológicas, resulta adecuado para elementos móviles, como n, p, k y mg, tanto en condiciones de deficiencia como de suficiencia, pero inadecuado para elementos de movilidad limitada. agronomia 26-2 -profe194).indd 192 06/10/2008 19:40:00 pedraza y henao. composición del tejido vegetal y su relación con variables... 193 según estos autores, aunque este tipo de muestras inciden en la pérdida de sensibilidad del método de diagnóstico, minimizan los errores de tomar muestras en una etapa fenológica inapropiada o en un órgano de la planta que no sea el más correcto para indicar el estado nutricional. la ausencia de correlación entre la concentración de nutrientes en la parte aérea y las variables de crecimiento puede resultar semejante a lo obtenido por van erp y van beusichem (1998), quienes indican que la determinación del contenido de nutrientes en la planta entera no siempre es un buen indicador del estado nutricional, ya que se estaría analizando una proporción sustancial del nutriente que no es metabólicamente activa o que no está incorporada a las estructuras celulares. por otra parte, tampoco se evidenciaron antagonismos o sinergismos entre los elementos en el tejido vegetal, al ser comparados de manera individual. en la planta no se presentó ningún caso de correlación de elementos entre sí. en general, no se presentaron relaciones evidentes entre las variables de crecimiento y las características químicas del suelo. tampoco hubo evidencia de relaciones estrechas entre la concentración de nutrientes extraídos por la planta y los elementos nutritivos disponibles en el suelo, y las pocas que se hallaron resultaron débiles (tabla 6). esto podría ser en parte un indicio de que los métodos analíticos empleados para extraer la porción disponible de los elementos nutritivos en el suelo no fueron los más adecuados en el caso del cultivo de menta. las mejores correlaciones entre los contenidos de nutrientes fueron positivas para mg y ca en el suelo, frente al de mg en el tejido vegetal, y para p disponible, frente al p en el tejido vegetal, en tanto que fueron negativas para mg en el suelo, frente al de mn en el tejido vegetal (figuras 2 y 3). el análisis de regresión lineal simple muestra que el mg y el p en el tejido presentaron una tendencia a aumentar en función de sus niveles en el suelo (figura 2). el antagonismo mg-mn se ha reportado gracias a la competencia de ambos cationes divalentes por los sitios de enlace en los coloides del suelo y en las membranas dentro de la planta (mengel y kirkby, 1982; merhaut, 2007). la relación entre el mg y el mn se presenta a través de una regresión simple (figura 3). su mejor ajuste corresponde a un modelo de tipo potencial, en el que el aumento de mg en el suelo incide en una disminución abrupta del mn hasta un cierto nivel, a partir del cual los niveles tienden a estabilizarse. al igual que es importante considerar la concentración de los elementos en los tejidos de la planta per se para su adecuada nutrición, también es necesario hacerlo con las relaciones ente éstos (malavolta, 1994). al comparar las diferentes relaciones iónicas, tanto en la planta como en el suelo, con las variables de crecimiento (altura, peso seco, peso fresco y número de nudos), no se encontraron correlaciones significativas. al comparar las relaciones entre elementos en el suelo con su concentración en la planta, se encontró significancia en la relación k/mg en el suelo y la concentración de mg en la planta (r=-0,73**) (figura 4), lo que indica que un incremento en la disponibilidad de k frente a mg en el suelo puede inhibir la absorción de éste en la planta. la relación antagónica entre k y mg es ampliamente conocida y está reportada en la literatura para muchos cultivos (merhaut, 2007). tuma et al. (2004) encontraron una disminución en la concentración de mg en las hojas de phaseolus vulgaris en respuesta a aplicaciones crecientes de k, relacionada con los mecanismos de toma de ambos nutrientes en el suelo. en la tabla 7 se muestran las regresiones múltiples para las que se obtuvieron los mayores coeficientes de determinación. según el mejor modelo obtenido, la acumulación de peso seco está relacionada de manera negativa con los niveles de p, k y mg en el tejido vegetal. la ecuación de regresión múltiple obtenida explica 53% de la variación del peso seco. el bajo valor de vif indica que las variables son independientes entre sí. esta relación entre peso seco y p y k en el tejido vegetal estaría de acuerdo con lo planteado por van erp y van beusichem (1998), respecto a que la concentración de nutrientes tales como n, p, k y s en la planta entera o en los tejidos tiende a disminuir cuando se tabla 6. coeficientes de correlación entre la concentración de algunos nutrientes en la parte aérea de plantas cultivadas de menta y los elementos disponibles en el suelo, en cundinamarca (colombia). variable coeficientes de correlación (r) n p mg mn n-no3 0,46 0,42 -0,03 0,36 n-nh4 + 0,37 0,15 -0,14 0,07 cationes intercambiables ca 0,32 0,14 0,60* -0,32 k -0,03 -0,01 -0,08 -0,06 mg 0,09 -0,10 0,65* -0,60* p disponible 0,22 0,60* -0,04 0,25 fe disponible -0,01 0,60* -0,17 0,38 * correlaciones altamente significativas (p<0,01) agronomia 26-2 -profe194).indd 193 06/10/2008 19:40:01 194 agron. colomb. 26(2) 2008 acumula la materia seca, pero no la de mg, que tendería a incrementarse o a permanecer constante. se observa que el n en la planta está infl uenciado directamente por los contenidos de nitratos y el porcentaje de c orgánico en el suelo; esto puede deberse a que el nitrato es a menudo una fuente preferencial de n para el desarrollo de los cultivos, que lo absorben principalmente en forma de no3 -, incluso cuando se aplican fertilizantes amoniacales, a causa de la oxidación microbiana del nh4 +. la tasa de absorción de no3 es muy alta, ya que las plantas requieren grandes cantidades de n; además, la absorción de no3 se da más rápido en suelos con ph bajo (mengel y kirkby, 1982). las cenizas que quedan después de calcinar el tejido vegetal a 425 °c están relacionadas positivamente por el contenido de k y n que la planta absorbe y acumula. el modelo obtenido explica 85% de la variación. conclusiones la alta variabilidad de los datos debida a factores como el manejo agronómico y la oferta ambiental (factores climáticos y edáfi cos), entre otros, no permitieron observar relaciones signifi cativas entre la concentración de los nufigura 2. variación de los niveles de: a) fósforo y b) magnesio en la parte aérea de plantas de menta, con relación a los niveles disponibles de cada uno de estos elementos en el suelo, en cundinamarca (colombia). figura 3. variación de los niveles de magnesio en la parte aérea de plantas de menta, con relación al magnesio intercambiable en el suelo, en cundinamarca (colombia). figura 4. variación de los niveles de magnesio en la parte aérea de plantas de menta, con relación a la concentración de magnesio con respecto a la de potasio intercambiables en el suelo, en cundinamarca (colombia). agronomia 26-2 -profe194).indd 194 06/10/2008 19:40:02 pedraza y henao. composición del tejido vegetal y su relación con variables... 195 trientes en la planta y las variables de crecimiento, como altura, peso seco y peso fresco. los niveles de nutrientes hallados en el material vegetal son similares a los encontrados por diferentes autores en otros cultivos; sin embargo, cabe destacar la mayor absorción de k que tiene la menta, con respecto al n, y la evidencia del antagonismo entre k y mg en el suelo, con respecto a la absorción del mg. agradecimientos los autores agradecen a la vicerrectoría de investigaciones de la universidad nacional de colombia por el apoyo económico para la realización de los muestreos y la ejecución de los análisis de laboratorio, a través de la convocatoria hermes 2006; también, a los propietarios y administradores de los cultivos de menta por permitirles la toma de muestras y compartir con ellos la información sobre el manejo del cultivo. literatura citada alloway, b. 2004. zinc in soil and crop nutrition. zinc in plant nutrition. international zinc association, bruselas. 128 p. bareño, p. 2006. hierbas aromáticas culinarias para exportación en fresco, manejo agronómico, producción y costos. pp. 6572. en: últimas tendencias en hierbas aromáticas culinarias para exportación en fresco. curso de extensión. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. brown, b., j.m. hart, m.p. wescott y n.w. christensen. 2003. the critical role of nutrient management in mint production. better crops, 87(4), 9-11. carrillo, i.f., b. mejía y h.f. franco. 1994. manual de laboratorio para análisis foliares. federación nacional de cafeteros de colombia, centro nacional de investigaciones de café. 52 p. echeverri, c. y l.e. forero. 2007. exportación de hierbas aromáticas y culinarias a estados unidos. aspectos fitosanitarios. pp. 73-74. en: perspectivas del agronegocio de hierbas aromáticas culinarias y medicinales. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá.. fageria, n. k., v.c. baligar y r.b. clark. 2002. micronutrients in crop production. adv. agron. 77, 185-268. hart, j., n. christensen, m. mellbye y g. gingrich. 2003. nutrient and biomass accumulation of peppermint. western nutrient management conference. vol. 5. salt lake city, ut. pp. 63-70. havlin, j.l., j.d. beaton, s.l. tisdale y w.l. nelson. 1999. soil fertility and fertilizers: an introduction to nutrient management. 6th ed. prentice-hall, inc., saddle river, nj. instituto colombiano agropecuario [ica]. 1992. fertilización en diversos cultivos. quinta aproximación. manual de asistencia tabla 7. análisis de regresión múltiple para algunas de las variables evaluadas en plantas cultivadas de menta en cundinamarca (colombia). variable dependiente variables parámetro estimado p>t vif peso seco pr>f = 0,0001 r2 = 0,52 intercepto 4,11 <0,0001 0 p foliar -3,48 0,0014 1,06 k foliar -0,15 0,036 1,06 mg foliar -1,99 0,009 1,00 número de nudos pr>f = 0,0001 r2 = 0,49 intercepto 13,52 <0,0001 0 k foliar -0,78 0,0002 1,00 mg foliar -6,88 0,0022 1,00 cenizas pr>f = 0,0001 r2 = 0,85 intercepto 2,73 0,0001 0 k foliar 1,43 <0,0001 1,25 n foliar 0,77 <0,0001 1,25 nitrógeno en el tejido vegetal pr>f = 0,0001 r2 = 0,50 intercepto 0,01 0,9887 0 nitratos 0,04 0,0006 1,10 c orgánico 1,47 0,0004 1,53 p en suelos 0,01 0,0039 1,49 vif, factor de inflación de la varianza agronomia 26-2 -profe194).indd 195 06/10/2008 19:40:02 196 agron. colomb. 26(2) 2008 técnica nº 25. instituto colombiano agropecuario, bogotá. 64 p. instituto geográfico agustín codazzi [igac]. 2000. estudio general de suelos y zonificación de tierras del departamento de cundinamarca. tomo ii. instituto geográfico agustín codazzi, bogotá, 450 p. marschnner, h. 1995. mineral nutrition of higher plants. 2nd ed. academic press limited, londres. 889 p. mengel, k. y e. kirkby. 1982. principles of plant nutrition. international potash institute, berna (suiza). 655 p. merhaut, d.j. 2007. magnesium. pp. 145-183. en: barker, a.d.j. pilbean (eds).handbook of plant nutrition. taylor & francis group y crc press, boca raton, fl. neter, j., w. wasserman y m.h. kutner. 1989. applied linear regression models. 2nd ed. richard d. irwin, homewood, il. ozcan, m. 2004. mineral contents of some plants used as condiments in turkey. food chem. 84, 437-440. portilla, a. 2007. entorno de la cadena productiva de las plantas aromáticas, medicinales y condimentarias en colombia. plan hortícola nacional (cci, asohofrucol, ministerio de agricultura). pp.11-26. en: perspectivas del agronegocio de hierbas aromáticas culinarias y medicinales. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. reuter, d.j. y j.b. robinson. 1986. plant analysis: an interpretation manual. inkata press, sydney. 218 p. rodriguez, c., v. faquin, d. trevisan, j.e. pinto, s. bertolucci y t. michlovská. 2004. nutrição mineral, crescimento e teor de óleo essencial da menta em solução nutritiva sob diferentes concentrações de fósforo e épocas de coleta. horticultura brasileira, 22(3), 573-578. sims, j.t. 1999. soil fertility evaluation. en: sumner, m.e. 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del tequendama para el desarrollo de productos del turismo rural, identificando factores por intervenir para la consolidación como destino turístico en el interior del país. se concluyó que el turismo rural es una alternativa económica para los agentes del territorio, la cual, en el marco del desarrollo territorial rural, permite reafirmar conceptos de multifuncionalidad y pluriactividad de los territorios, constituyéndose en un medio de promoción del desarrollo local y territorial. based on information supplied by local tourism agencies, a preliminary survey on the medium-consumption segment of rural tourism services was carried out. the consulted agencies were those operating in bogotá that had been registered in the industry, commerce and tourism ministry in 2007. the consumption trends and market segments preferred by bogotan tourists making use of such services through this commercial channel were identified. the rural tourism service development potential of the province of tequendama was explored, and the factors that need to be managed for the region to consolidate as an inland tourist destiny were identified. it is concluded that rural tourism is a feasible economic alternative for the region. this, in the framework of rural territorial development, allows reaffirming concepts such as regional multi-functionality and multiple regional activities, therefore constituting a good means to promote local and territorial development. key words: rural territorial development, market segments, territorial identity, local economic development. palabras clave: desarrollo territorial rural, segmento de mercado, identidad territorial, desarrollo económico local. fecha de recepción: 9 de abril 2008. aceptado para publicación:19 de febrero de 2009 este documento hace parte del proyecto de investigación “el turismo rural como estrategia de mercadeo territorial”, financiado por la dirección de investigación de la universidad nacional de colombia, sede bogotá, y desarrollado por el grupo de investigación de gestión y desarrollo rural. 1 programa de maestría en ciencias agrarias, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 3 autor de correspondencia. yvarandac@unal.edu.co agronomía colombiana 27(1), 121-128, 2009 exploración de consumo de servicios de turismo rural de la provincia del tequendama en cundinamarca, colombia, a través de las agencias operadoras de turismo de bogotá consumption trend survey of the rural tourism services offered by the province of tequendama, cundinamarca (colombia), through the tourism agencies of bogotá juliana combariza g.1 y yesid aranda c.2, 3 introducción los procesos de adaptación de las regiones a economías en donde la globalización muestra alta exigencia en materia de productividad, innovación y tecnología, obliga a plantear el desarrollo de las áreas rurales a través de estrategias con enfoque territorial, el cual contempla la identificación de factores endógenos y exógenos propios de los territorios, que permitan utilizar las ventajas comparativas, aprovechando sus potencialidades (soto, 2006). teniendo en cuenta lo anterior, schejtman y berdegué (2004) han planteado el desarrollo territorial rural (dtr), como un proceso simultáneo de transformación productiva, institucional y social en un determinado territorio rural, que contribuye a la reducción de los niveles de pobreza en el medio rural. en tal sentido, para lograr el desarrollo territorial rural es necesario que los territorios adquieran carácter competitivo de tal forma que puedan afrontar la competencia del mercado y garantizar al mismo tiempo la viabilidad medioambiental, económica, social y cultural, economía y desarrollo rural 122 agron. colomb. 27(1) 2009 aplicando lógicas de integración y de articulación interterritorial (farell y thirion, 2001). cambio en el paradigma sobre el territorio el cambio en el paradigma sobre el territorio desarrollado en el marco de la nueva economía rural (ner), plantea que el territorio deja de ser visto como un mero espacio físico “objetivamente existente”, y comienza a ser visto como un espacio en donde se desarrollan procesos sociales y económicos, centrados en la lógica de “actor y producto”, “causa y consecuencia”, en donde se relacionan factores sociopolíticos, económicos e institucionales, logrando una integración versátil que concluye en el desarrollo integral del mismo (bosherini y poma, 2000). para que ocurra la construcción del nuevo imaginario de territorio en el medio rural, es necesario que los agentes locales y las instituciones adquieran capacidades para valorar su entorno y actuar juntos, a fin de crear vínculos entre sectores, de modo tal que se mantenga in situ el máximo valor añadido y a su vez permitiendo establecer relaciones con otros territorios y con el resto del mundo, es decir, que comiencen a pensar, hablar y actuar de manera “glocal”, sin perder la identidad territorial. en la ner los conceptos de pluriactividad y multifuncionalidad consideran que en el medio rural los pobladores pueden laborar y hacer uso del territorio en actividades no vinculadas con la producción agropecuaria (barrera, 2006), lo cual motiva al desarrollo de nuevas alternativas como el turismo rural (tr). algunas cifras del turismo en el mundo según la organización mundial de turismo (omt), el turismo global durante el año 2006 reportó 842 millones de turistas, aumentando en 4,5% su cifra con respecto a 2005, lo que generó us$682.700 millones. el consejo del turismo de la omt estima que las actividades del sector turismo representan 10,4% del producto mundial, 12,2% de las exportaciones del mundo, y 9,5% de la inversión del mundo. la industria de turismo durante 2007 generó cerca de us$7 trillones, y según cálculos de la omt, se espera que durante la próxima década aumente a us$13 trillones (blanke y chiesa, 2008). la actividad turística en colombia generó en el año 2007 us$ 9.464 millones, y participó con 6,3% del pib; entre los años 1996 y 2006 se observó un crecimiento importante en el arribo de turistas internacionales, pasando de 580 mil a cerca de 1 millón, con un comportamiento similar en el ingreso de divisas por viajeros (ministerio de comercio, industria y turismo, 2005; world economic forum, 2008), y se espera un crecimiento de 3,4% en la participación del turismo en el pib para el año 2017. según el reporte de competitividad en viajes y turismo del año 2008, colombia se sitúa en la posición 71 entre 130 países analizados, por debajo de brasil, chile, argentina uruguay y perú en suramérica. a pesar de lo anterior, en cuanto a los indicadores de recursos humanos, culturales y naturales ocupa la posición 38, lo que indica las posibilidades en el desarrollo de servicios turísticos no tradicionales y que hacen uso de este tipo de recursos en el diseño de productos turísticos. el turismo rural (tr) como estrategia para el desarrollo territorial rural el concepto de tr es amplio y se refiere a las diferentes actividades de esparcimiento que se pueden realizar en el medio rural, dependiendo de las posibilidades y potencialidades que ofrezcan los territorios, con los valores culturales y patrimoniales tradicionales, compuesta por una oferta integrada de ocio, y cuya motivación es el contacto respetuoso con el entorno natural y con la población local; incluye modalidades como: turismo ecológico, agroturismo, turismo de aventura, turismo cultural, turismo de negocios, turismo joven, turismo social, turismo de salud y turismo deportivo, entre otros (riveros y blanco, 2003; silva, 2006). el tr posee dos características que lo convierten en una estrategia de desarrollo territorial; la primera tiene relación con el potencial turístico del medio rural; la segunda, tiene que ver con la posibilidad de crear eslabonamientos con otras actividades propias del medio rural que dinamizan la economía del territorio. en tal sentido la identidad del territorio es un aspecto fundamental sobre el que se ha de desarrollar la oferta de productos de tr, promoviendo no solo el uso del espacio físico, sino también mediante la oferta de productos autóctonos artesanales y agroalimentarios, lo que permite acortar la cadena de comercialización entre el habitante rural y el consumidor final, generando ventajas económicas (sena, 2005). el tr debe tratarse más que como alternativa de desarrollo, como complemento, debido a que si se toma como único elemento de desarrollo, se corre el riesgo de generar monofuncionalidad del territorio, trayendo consigo una alta estacionalidad, sometiéndolo a una fuerte presión externa, retrasando e impactando de forma negativa y en vía contraria el desarrollo del espacio rural (fourneau, 1998; andrés, 2000). por esta razón, los programas que involucren el tr 1232009 combariza g. y aranda c.: exploración de consumo de servicios de turismo rural de la provincia del tequendama... deben pensar en este como complemento dinamizador de otras actividades, ya que el turismo no es la solución a los problemas que enfrentan los espacios rurales, ni es aplicable a todos los territorios (sharpley, 2002). experiencia del turismo rural en cundinamarca en el departamento de cundinamarca se destacan algunas iniciativas de tr, principalmente mediante la oferta de productos que involucran la práctica de deportes extremos, el senderismo, el agroturismo y el turismo cultural, siendo las provincias de gualivá, alto magdalena, sumapaz, tequendama y sabana centro las que ofrecen una mayor oferta de estos productos. sin embargo, el posicionamiento del departamento de cundinamarca como destino de tr al interior del país hasta ahora comienza. recientemente, por iniciativa de la gobernación del departamento, se incluyó dentro del programa “provócate de cundinamarca” el apoyo a la consolidación de productos de tr como línea estratégica por incentivar en los próximos años. metodología de investigación la metodología utilizada en este estudio es descriptiva concluyente; consistió en una exploración de mercados orientada a identificar los hábitos y las tendencias de los consumidores que hacen uso de servicios de tr en el departamento de cundinamarca, que utilizan como canal de acceso las agencias de viajes operadoras. se realizó un censo de iluminación con las 196 agencias de viajes operadoras inscritas a 2007 en el registro nacional de turismo del ministerio de comercio, industria y turismo de colombia con operación en bogotá, a las cuales se les preguntó si ofertaban servicios de tr en el departamento de cundinamarca y especialmente en la provincia del tequendama. de las que respondieron afirmativamente, 13 operadores turísticos fueron seleccionados como la muestra para este estudio. los resultados obtenidos en este tienen un error estimado de 15,8%1. 1 el error se calculó a través de la fórmula para el cálculo del tamaño de la muestra para poblaciones finitas n = (z 2 * p* q * n) / (e 2 (n-1)+ z 2 *p*q) en donde n = tamaño de muestra que para el caso corresponde a 13 agencias operadoras de viajes, quienes respondieron afirmativamente al censo de iluminación. n = agencias operadoras de viajes inscritas ante el ministerio de comercio, industria y turismo, que para el caso son 196. p = probabilidad de ocurrencia de la oferta de servicios de tr. dado el censo de iluminación se trabajó como 0,9, toda vez que las agencias incluidas en la muestra efectivamente ofertan este tipo de servicios. la herramienta de investigación usada fue una encuesta semiestructurada, que contenía cuatro preguntas abiertas, cuatro cerradas y dos matrices. pretendía identificar la percepción de los agencias operadoras de tr sobre el mercado de esta actividad en cundinamarca, sondear el estado de desarrollo del tr en el departamento y especialmente en la provincia del tequendama, identificar los segmentos y perfiles de los consumidores finales de servicios de tr de la ciudad de bogotá y el tipo de tr que debería ir dirigido a cada uno de ellos. la elaboración de la herramienta se realizó teniendo en cuenta los criterios propuestos en el documento de asistencia técnica en la planificación del turismo del ministerio de desarrollo económico (2001). por último, con base en las percepciones de los operadores turísticos incluidos en la muestra, se realizó una evaluación de la percepción de los operadores turísticos sobre el grado de adecuación de los factores que intervienen en el desarrollo de actividades de tr versus la gobernabilidad por parte de los agentes locales sobre estos, con el fin de priorizar los factores a intervenir para consolidar la provincia del tequendama como destino de tr en el interior del país. la calificación de los criterios se realizó valorando la percepción de grado de desarrollo y la gobernabilidad de los mismos, para lo cual se usó una escala numérica de 0 a 5, siendo 0 bajo y 5 alto. para determinar qué tipo de variables eran los factores y priorizarlos, se usó el valor promedio de la calificación de los datos de grado de adecuación y gobernabilidad de cada uno de los criterios que conforman las variables (tab. 1). con los factores priorizados se identificaron las variables de intervención prioritarias para la creación de estrategias de mejoramiento de la actividad turística rural en la provincia del tequendama, cundinamarca. discusión y resultados el turismo rural en la provincia del tequendama de acuerdo con la percepción de los operadores turísticos, el tr en el departamento de cundinamarca ha presentado un comportamiento de aumento de la demanda; es así como 69% de los agentes encuestados tiene la impresión, a la luz de los resultados de su operación, de que los productos de tr se encuentran en una fase de crecimiento; 23% opina que hasta este momento empieza a surgir la demanda de estas q = probabilidad de no ocurrencia de la oferta de servicios de tr. dado el censo de iluminación se trabajó como 0,1, asumiendo que las agencias incluidas en la muestra no ofertan este tipo de servicios. z2 = se trabajó con una confianza de 50% a dos colas (z = 1,962). 124 agron. colomb. 27(1) 2009 actividades, y 8% considera que la demanda por este tipo de servicios se encuentra en etapa de madurez. el crecimiento en el consumo de servicios de tr en los últimos años se explica por la variada oferta de actividades que se pueden realizar en los espacios rurales del departamento, entre las que se destacan las caminatas al aire libre, la práctica de deportes extremos, el senderismo, la búsqueda por el desarrollo de actividades propias de la vida rural (agroturismo) y el turismo gastronómico, que les brindan a los turistas de bogotá nuevas alternativas para aprovechar el tiempo libre sin mayor desplazamiento y con una baja inversión. a través de esta investigación se confirma que las épocas en que los consumidores de este tipo de servicios prefieren participar de las actividades de tr son los meses de diciembre a enero, de junio a julio y en semana santa, temporadas que coinciden con la época de vacaciones escolares del calendario a. sin embargo se presenta un leve aumento de la demanda en fines de semana con puente; el principal hecho que explica este patrón de consumo es que la gran mayoría de paquetes de servicios ofertados y comercializados por el canal de las agencias operadoras de viajes se componen de actividades de corta duración, siendo frecuente encontrar planes, rutas y productos centrados en el “turismo de día”, en el cual el usuario se desplaza en horas de la mañana a los destinos y regresa en la noche a su lugar de origen. cuando se indagó acerca del canal por el cual los turistas acceden a los servicios del tr de la provincia del tequendama, 28,6% de agencias operadoras de viajes privadas afirman que los turistas adquieren estos servicios a través de los dueños de emprendimientos de tr directamente; 38,1% asevera que el canal de agencias de viajes es el medio a través del cual los turistas adquieren estos servicios, mientras que 33,3% afirma que la adquisición se realiza a través de las oficinas de recreación de las cajas de compensación familiar, prefiriendo los paquetes turísticos de fines de semana y vacaciones que ofrecen estas entidades. estos canales de comercialización de productos de tr ofrecen ventajas adicionales a la oferta realizada directamente por los propios dueños de emprendimientos en tr. entre dichas ventajas se resaltan la oferta de “paquetes” que incluyen varias actividades, la oferta de transporte, la organización de actividades lúdicas para cada una de las personas que conforman las familias, las facilidades de pago y los descuentos. a pesar de que productos ofertados por las agencias operadoras de viajes no son el principal canal usado por los turistas, es decir no es el que mayor volumen de turistas dirige al territorio, es importante la función que estas realizan debido a que son aliados potenciales en la promoción y consolidación de estas actividades en los territorios. en cuanto al medio de movilización usado por los clientes de tr de la provincia del tequendama, 56,5% de los operadores afirma que el turista usa el transporte de turismo especial; 26,1% considera que los turistas se desplazan al territorio en vehículo particular, aunque en festividades especiales como los reinados o las fiestas eclesiales, el transporte intermunicipal se vuelve muy importante para el transporte de los turistas (17,4%). dicha percepción tiene sentido debido a que las agencias de viaje y las cajas de compensación familiar, ofertan los destinos a través de paquetes turísticos que incluyen este tipo de transporte. tabla 1. criterios calificados para la valoración del grado de adecuación y gobernabilidad de los criterios que componen las variables estratégicas para el desarrollo del tr. variables evaluadas infraestructura oferta de alojamiento servicios públicos estrategias de promoción capacidad logística información atractivos turísticos vías internas vías de ingreso capacidad hotelera agua potable alcantarillado energía eléctrica comunicaciones campañas de divulgación y promoción grado de calificación del recurso humano en turismo guías de turismo operadores turísticos agencias de viaje ferias y eventos cantidad de cifras estadísticas fiabilidad de cifras estadísticas estudios de mercado sitios turísticos paisaje eventos fuente: adaptado de ministerio de desarrollo económico, 2001. 1252009 combariza g. y aranda c.: exploración de consumo de servicios de turismo rural de la provincia del tequendama... destinos con potencial turístico en la provincia del tequendama la provincia del tequendama tradicionalmente se ha destacado por ser uno de los destinos turísticos de los bogotanos; su oferta ambiental, el paisaje, las vías de acceso, el clima y, por supuesto la población rural, entre otros, son recursos con que cuenta el territorio para el desarrollo de servicios de tr, a la luz de los datos suministrados por las agencias operadoras de viajes. en la tab. 2 se presentan las principales actividades de tr que se ofertan en los municipios de la provincia del tequendama. tabla 2. tipos de tr identificados en la provincia del tequendama. municipio producto anapoima turismo convencional san antonio del tequendama turismo cultural, aventura, pedagógico cachipay senderismo, agroturismo la mesa ecoturismo, agroturismo, senderismo tena ecoturismo, senderismo el colegio turismo convencional, turismo arqueológico caracterización del segmento de consumidores de servicios de turismo rural de la provincia del tequendama, cundinamarca según los datos obtenidos en este estudio, se encontró que los turistas de los estratos que más demandan servicios de tr de la provincia son el 2, 3 y 4. el estrato 1 presenta limitaciones de ingreso que le impiden acceder en gran medida a actividades turísticas fuera de la ciudad, y los estratos 5 y 6 prefieren los destinos turísticos de sol y playa por encima de las actividades desarrolladas en espacios rurales. con el fin de orientar el diseño de servicios de tr y las estrategias de mercadeo adecuadas para productos de tr de la provincia del tequendama, se les pidió a los encuestados que ubicaran los segmentos de turistas que de acuerdo con su experiencia acceden al territorio. los resultados obtenidos se muestran en tab. 3. de acuerdo con la información suministrada, y con el fin de orientar el diseño y desarrollo de productos de tr y la posterior creación de paquetes de tr, para el segmento de jóvenes (14-22 años) el turismo de aventura se convierte en la mejor alternativa; para el caso de adultos (23-50 años) los paquetes de tr deberían concentrarse en actividades relacionadas con el etnoturismo y el turismo cultural; de otra parte, para adultos mayores (51 años en adelante), los operadores ven una respuesta muy favorables hacia paquetes que incluyan el agroturismo como eje principal. para el segmento de colegios, los productos deberían contener actividades centradas en etnoturismo, turismo cultural y agroturismo. para los segmentos niños, familias, profesionales y empresarios, los tipos de tr más adecuados para la creación de paquetes turísticos no están tan definidos como en los casos anteriores; sin embargo, para el caso de niños se pueden enfocar esfuerzos en ecoturismo, turismo cultural y agroturismo. los paquetes dirigidos a familias, por la propia naturaleza de este núcleo social, pueden contener una combinación de los diferentes tipos de turismo o concentrarse en una opción. para profesionales y empresarios la respuesta es media para cada uno de los tipos de tr propuestos. evaluación de los factores por intervenir para consolidar la provincia del tequendama como destino turístico la provincia del tequendama tiene grandes retos para consolidarse como destino turístico de calidad, según la percepción de los operadores de turismo acerca del grado de adecuación de los factores que intervienen en el desarrollo del tr. se observa que son variables por intervenir prioritariamente la información, las estrategias de promoción, la oferta de alojamiento y la capacidad tabla 3. tipo de turismo rural apropiado para algunos segmentos de mercado. tipo de turismo rural segmento niños jóvenes adultos adultos mayores familias profesionales empresarios colegios porcentaje de los operadores encuestados ecoturismo 38,5 30,8 46,2 30,8 53,8 30,8 46,2 61,5 turismo de aventura 30,8 92,3* 38,5 7,7 38,5 53,8 46,2 61,5 etnoturismo 7,7 30,8 69,2* 38,5 38,5 46,2 38,5 69,2* turismo cultural 38,5 30,8 84,6* 61,5 38,5 53,8 46,2 84,6* turismo arqueológico 7,7 23,1 53,8 7,7 30,8 53,8 38,5 61,5 agroturismo 46,2 38,5 53,8 76,9* 53,8 38,5 38,5 69,2* * respuesta más favorable. 126 agron. colomb. 27(1) 2009 logística (fig. 1). las anteriores variables presentaron los valores más bajos en la calificación de la percepción del grado de desarrollo de la variable, pero a su vez la mayor calificación en el grado de gobernabilidad de la variable; esto indica que los agentes directos involucrados con el diseño, la promoción y comercialización de servicios de tr en la provincia, con el apoyo de las administraciones locales y de otras entidades de apoyo, poseen el grado de control suficiente para realizar acciones que permitan mejorar estas variables y poner en valor el territorio para adelantar actividades de tr. tabla 4. calificación obtenida en valoración del grado de adecuación y gobernabilidad de las variables estratégicas para el desarrollo del tr. factores percepción grado de adecuación gobernabilidad infraestructura 3,08 2,30 oferta de alojamiento 2,79 4,30 servicios públicos 3,23 3,25 estrategias de promoción 2,36 4,22 capacidad logística 2,86 4,10 información 2,21 4,00 atractivos turísticos 4,17 3,80 total promedio 2,96 3,71 nula, 0 0,99; débil, 1,00 2,99; moderada, 3,00 3,9; fuerte, 4,00 5,00. en lo que respecta a la variable de información, la percepción es que principalmente la cantidad y fiabilidad de cifras estadísticas no permite tomar decisiones por parte de los emprendedores locales y las agencias de viajes, lo que, sumado a la carencia de estudios de mercado, aumenta el riesgo para consolidar ofertas en el territorio. con relación a las estrategias de promoción, la percepción de los encuestados es que son pocas o nulas las campañas de divulgación y promoción de los servicios que están capacidad de ofrecerse en la provincia. en este sentido, durante los últimos meses se observan avances por parte de la gobernación de cundinamarca, que incluyó en la convocatoria “provócate de cundinamarca” una línea especial para el apoyo y fortalecimiento de las iniciativas de productos de tr que se ofrecen en cundinamarca; esto, sumado a los esfuerzos de promoción que se hacen mediante el uso del portal en la red de esta entidad. de otra parte, fenalco ha participado activamente en algunas ferias y eventos cuyo objetivo es precisamente promocionar la provincia del tequendama como destino turístico en el interior del país. la variable de oferta de alojamiento valorada mediante el criterio de capacidad hotelera es toda una posibilidad y un desafío para la provincia. en este sentido, se afirma que en la provincia existen múltiples productos que están en la capacidad de ofrecer alternativas de hospedaje para los turistas; sin embargo, los operadores turísticos argumentan que dadas las condiciones de esta oferta y la baja calidad que poseen, es arriesgado para ellos promocionarlas a sus clientes. g ra do d e pe rc ep ci ón a ct ua l d e la v ar ia bl e 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 gobernabilidad iii iii iv infraestructura servicios públicos atractivos turísticos capacidad logística oferta de alojamiento estratégias de promoción información infraestructura oferta de alojamiento servicios públicos estrategias de promoción capacidad logística información atractivos turísticos figura 1. valoración del grado de percepción vs. gobernabilidad de factores. 1272009 combariza g. y aranda c.: exploración de consumo de servicios de turismo rural de la provincia del tequendama... respecto a la variable capacidad logística, valorada mediante los criterios de recurso humano calificado en turismo, disponibilidad de guías de turismo, presencia de operadores turísticos y agencias de viaje en el territorio, y ferias y eventos, en el territorio se han venido adelantando una serie de esfuerzos por parte de entidades públicas y privadas, en primera instancia por medio de las capacitaciones a la población local, ofrecida por medio del servicio nacional de aprendizaje, sena, sumado a la decisión de algunos de los colegios de la provincia de incluir en su pénsum la formación en turismo; estos esfuerzos permiten avanzar en la formación del capital humano y en el impulso de emprendimientos por parte de la población local. adicionalmente se observa la consolidación de operadores turísticos y agencias de viaje, cuyos emprendedores son los pobladores locales. en cuanto a las variables infraestructura y servicios públicos, fueron calificadas con valores de baja gobernabilidad y moderado grado de desarrollo. la percepción de los operadores de oferta es que la dotación en estos aspectos es adecuada para el desarrollo de las actividades; a pesar de que no se encuentran calificadas como fuertes, estas variables no son limitantes para el desarrollo de las actividades de turismo en la provincia. finalmente, la variable de atractivos turísticos, valorada mediante la calificación de los criterios sitios turísticos, paisaje y eventos, fue calificada con un fuerte grado de desarrollo y fuerte gobernabilidad, lo que indica que la percepción de los operadores sobre estos factores es muy positiva y muestra el interés de hacer uso del territorio que podrían llegar a tener los turistas y la voluntad de los operadores en comercializar productos y servicios de tr de la provincia. pese a que la evaluación de esta variable obtuvo buenas calificaciones, los operadores expresan la necesidad de identificar, valorar, y ante todo, poner en valor los recursos con que cuenta el territorio, el cual es un reto que involucra a los actores y a las instituciones del territorio. conclusiones las actividades desarrolladas en el marco del tr en el departamento de cundinamarca han presentado una dinámica creciente desde el punto de vista de la demanda en los últimos diez años, explicándose en gran medida por las facilidades de desplazamiento, cercanía y variedad de servicios turísticos (fiestas, gastronomía, paisajes, etc.) y recursos con que cuentan los territorios; sin embargo los agentes, que ofrecen productos de tr y en muchos casos explotan los recursos de los territorios son agentes externos a este. a pesar de las ventajas que posee el departamento de cundinamarca, y concretamente la provincia del tequendama para desarrollar actividades de tr, se deben establecer estrategias conducentes al mejoramiento de la capacidad logística de los territorios y al fortalecimiento de los operadores turísticos locales entre los que se encuentran los productores agropecuarios, quienes tienen la posibilidad de participar en la oferta de productos de tr, constituyéndose de esta forma en una alternativa para la generación de ingreso rural no agrícola. es necesario promover la creación de grupos, empresas y agencias de viajes del territorio, con el fin de aprovechar las posibilidades que ofrece el tr a la población local. crear medios que vinculen a estos grupos se convierte en una estrategia para la comunicación, promoción y venta de servicios del territorio. la identificación, la valoración, el diseño y la promoción de atractivos turísticos deben ser el resultado de un proceso de concertación y planeación en el que participen todos los agentes del territorio. dicho proceso ha de tener como base fundamental la identidad territorial reconocida, construida o reconstruida y compartida, a partir de los recursos endógenos del territorio, tanto materiales (paisaje, infraestructura, gastronomía, etc.) como intangibles (cultura, el saber hacer, la tradición, etc.), que le confieren características únicas que pueden ser usadas por los servicios de tr, otorgándoles un sello distintivo y de autenticidad en el mercado. aunque este trabajo avanza en la valoración de los segmentos de consumo y nichos de mercado para los servicios de tr, en la valoración de variables estratégicas para el mejoramiento del servicio, es necesario realizar estudios que permitan llegar a identificar y valorar fuentes alternativas y otros canales de comercialización, sobre aspectos operativos y de mercado, con el fin de ampliar la base de conocimiento y diseñar estrategias territoriales que permitan la consolidación de estas actividades de manera sostenible. ante todo, el tr debe tratarse más que como alternativa de desarrollo, como complemento de las actividades agropecuarias en el territorio, y así evitar el riesgo de monofuncionalidad del mismo. por esta razón los programas que involucren el tr deben pensar en este como complemento dinamizador de otras actividades, ya que el turismo no es 128 agron. colomb. 27(1) 2009 necesariamente la solución a los problemas que enfrentan las áreas rurales. sin embargo, como lo expresa aldana (2001), podrá servir como elemento para fortalecer el sector rural, a través de la diversificación de los ingresos de las comunidades campesinas. literatura citada aldana, o. 2001. evolución del turismo rural en el departamento de cundinamarca. trabajo de grado. facultad de ciencias económicas, universidad nacional de colombia, bogotá. andrés, j. 2000. aportaciones básicas del turismo al desarrollo rural. cuad. tur. 6, 45-59. barrera, e. 2006. la ruralidad en américa latina. pp. 15-30. en: barrera, e. (ed.). turismo rural: nueva ruralidad y empleo rural no agrícola. cinterfor oit, montevideo. blanke, j. y t. chiesa. 2008. the travel & tourism competitiveness index 2008: measuring key elements driving the sectoŕ s development. pp. 3-25. en: world economic forum, 2008. the travel & tourism competitiveness report 2008. balancing economic development and environmental sustainability. marzo 2008. ginebra, suiza, austria y alemania. boscherini, f. y l. poma. 2000. más allá de los distritos industriales: el nuevo concepto de territorio en el marco de la economía global. pp. 23-38. en: boscherini, f. y l. poma (eds.). territorio, conocimiento y competitividad de las empresas: el rol de las instituciones en el espacio global. editorial miño y dávila, buenos aires. farell, g. y s. thirion. 2001. la competitividad de los territorios rurales a escala global: construir una estrategia de desarrollo territorial con base en la experiencia de leader. innovación en el medio rural 6(5), 1-56. fourneau, f. 1998. el turismo en espacio rural en francia. cuad. tur. 1, 41-53. ministerio de desarrollo económico. 2001. asistencia técnica en la planificación del turismo. dirección general de turismo, ministerio de desarrollo económico, bogotá. riveros, h. y m. blanco. 2003. el agroturismo, una alternativa para revalorizar la agroindustria rural como mecanismo de desarrollo local. documento técnico. iica-prodar, lima. schejtman, a. y j. berdegué. 2004. desarrollo territorial rural. debates y temas rurales 1. rimisp. santiago. sena. 2005. turismo en espacios rurales. prosaica, medellín, colombia. sharpley, r. 2002. rural tourism and the challenge of tourism diversification: the case of cyprus. tourism mgt. 23, 233-244. silva, l. 2006. o turismo rural: instrumento para desenvolvimento sustentável. en: eumednet, http://www.eumed.net/ libros/2006c/194/; consulta: 5 de marzo de 2009. soto, d. 2006. la identidad cultural y el desarrollo territorial rural, una aproximación desde colombia. 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árboles de mayor altura con el fin de simular el hábitat natural del cafeto. sin embargo, en muchas situaciones, las plantaciones de café a plena exposición presentan una productividad mayor que aquellas bajo sombrío; como consecuencia, el sombrío ha sido abandonado como una práctica cultural regular en muchas regiones productoras. se ha discutido hace más de un siglo sí el sombrío favorece o no a las plantaciones de café en diferentes regiones productoras del mundo. en esta revisión se exploran y analizan aspectos agronómicos y eco-fisiológicos de la producción del cafeto bajo sombrío, en sistemas agro-forestales a plena exposición solar y, de manera particular, con coffea arabica. palabras clave: coffea arabica, sombrío, plena exposición solar, intercambio gaseoso, productividad. abreviaturas: tasa fotosintética neta (a), conductancia estomática (gs), humedad relativa (hr) y déficit de presión de vapor (dpv). abstract: coffee is native to tropical africa, where it is believed to have evolved as understorey trees. for this reason, the early plantations were shaded by planting overstorey trees to simulate their natural habitat. it was found afterwards that, in many situations, coffee could grow well without shade and generally out-yields shaded coffee. these facts have led to the abandonment of shading as a regular cultural practice in several coffee regions throughout the world. anyway, the question of whether the coffee tree would benefit or suffer from an association with shelter trees has been disputed for more than a century. in this review, agronomic and ecophysiological aspects of coffee (coffea arabica) production under shade (agroforestry) or at full solar exposure are examined. key words: coffea arabica, shading, solar full exposure, gas exchange, productivity. abbreviations: net photosynthetic rate (a), stomata conductance (gs), relative humidity (hr), pressure deficit of vapor (dpv). 1 departamento de biología vegetal, universidade federal de viçosa, viçosa, mg, brasil. e-mail: fdamatta@ufv.br 2 laboratorio de ecofisiología y producción vegetal, grupo de investigación en ecofisiología y metabolismo vegetal tropical (giefivet), escuela de biología, universidad industrial de santander, bucaramanga, colombia. e-mail: fisionel@uis.edu.co introducción el café se considera el principal producto agrícola de consumo en el mundo con un mercado que genera anualmente más de 90 billones de dólares. cerca de 8% de la población mundial, unos 500 millones de personas, están involucradas en el mercado del café, desde su siembra hasta su consumo final. actualmente, la producción aproximada de café asciende a 115 millones de sacos (60 kg) de café beneficiado, de los cuales 63% del total corresponden a coffea arabica l. y el 37% restante, a c. canephora pierre. agronomía colombiana 25(1), 113-123, 2007 agrono. colomb. 25(1), 2007 114 nativo de regiones tropicales de áfrica, el café evolucionó como especie leñosa del sub-bosque. las primeras plantaciones de café fueron, por lo tanto, conducidas bajo condiciones de sombrío mediante el asocio con árboles de mayor altura con el fin de simular el hábitat natural del cafeto. sin embargo, en muchas situaciones las plantaciones de café a plena exposición solar pueden presentar una productividad superior que aquellas bajo sombrío (fournier, 1988; beer et al., 1998). como consecuencia, el sombrío ha sido abandonado como una práctica cultural regular en muchas regiones del mundo, como en brasil en la década de los 50. en colombia, actualmente cerca de 67% de los cafetales se establece y conduce bajo sombrío o semi-sombrío (cardona-calle y sadeghian, 2005). hace más de un siglo que se discute si el sombrío favorece o no a las plantaciones de café en las diferentes regiones productoras del mundo (fournier, 1988; muschler, 1997; beer et al., 1998; damatta y rena, 2002). el potencial de producción, la competencia por el agua y los nutrientes, y la incidencia de plagas y enfermedades son aspectos importantes en esa controversia (beer et al., 1998). en sistemas de monocultivo el café requiere por lo general gran cantidad de insumos con el fin de maximizar la producción, lo que además se asocia con la degradación del suelo y la polución ambiental. la producción de café a pleno sol exige mayores gastos para su manejo, y por lo tanto, el productor está sujeto a más riesgos debido a la alta variabilidad de los costos de producción y a la inestabilidad del precio del café en el mercado internacional. por otro lado, en sistemas agroforestales (conjunto de técnicas de manejo de tierras mediante combinaciones de árboles forestales con cultivos, con ganadería o una otra combinación de ambos, en forma simultánea o escalonada en el tiempo y en el espacio) hay mejor conservación de los recursos naturales y menor aplicación de insumos, lo que se traduce en menores costos de producción. además, la explotación de los productos adicionales de los árboles utilizados para el sombrío (frutos, madera o leña para producción de carbón vegetal) resulta en ingresos adicionales para el agricultor, lo cual ha estimulado recientemente el interés sobre el uso de árboles para sombra, particularmente en áreas donde esa práctica fue abandonada (beer et al., 1998). en esta revisión se exploran y analizan aspectos agronómicos y eco-fisiológicos de la producción del cafeto bajo sombrío, es decir, en sistemas agroforestales y, de manera particular, con la especie coffea arabica. ventajas y desventajas de la arborización de cafetales la arborización es un término utilizado para indicar un grado de sombrío, el cual puede llegar hasta el 50% de la cobertura del terreno. según camargo (1990), la arborización es una práctica en permanente controversia. su adopción y aplicación varía considerablemente, de acuerdo con las condiciones ecológicas, la tradición local y el nivel de manejo o tecnología disponible en las plantaciones. principales ventajas i) aspectos climáticos: mejoramiento de las condiciones micro-climáticas, especialmente por la reducción de los eventos extremos de la temperatura del aire y del suelo, reducción de la velocidad del viento, mantenimiento de la humedad relativa (hr) y aumento de la disponibilidad hídrica en el suelo (caramori et al., 2004). como consecuencia, los cafetales arborizados están mejor protegidos contra las heladas y se crea un ambiente más adecuado para el mantenimiento de su intercambio gaseoso. ii) aspectos edáficos: mejoramiento o mantenimiento de la fertilidad debido al aumento en la capacidad de reciclaje de nutrientes y adición de residuos. la estabilidad de la temperatura del suelo converge con menores pérdidas por volatilización del nitrógeno. además, la capacidad de absorción e infiltración del agua se incrementa lo cual favorece la reducción de la erosión. sin embargo, de modo general, la utilización y la respuesta a la aplicación de nutrientes en cafetales sombreados es menor que en aquellos que crecen a pleno sol (carvajal, 1984; caramori et al., 2004; caramori et al., 1986). iii) aspectos endógenos: atenuación del ciclo bienal de la producción disminuyendo el estímulo a la superproducción que, a su vez, reduce el agotamiento de la planta y el secamiento de las yemas apicales y, en última instancia, hace el cultivo más perdurable (beer et al., 1998; damatta, 2004). además, el tamaño de los frutos producidos es mayor, si bien el incremento en la calidad de la bebida es asunto de controversia. así mismo, hay un alargamiento del período de maduración del fruto que permite adoptar mayor flexibilidad en las operaciones de cosecha. no obstante, debido a las varias floraciodamatta y rodríguez: producción sostenible de cafetales en sistemas agroforestales... 115 2007 nes, puede ser necesario mayor número de repases que encarecen el proceso de cosecha (damatta y rena, 2002). iv) aspectos bióticos: reducción de la incidencia de chasparria o cercosporiosis (cercospora coffeicola), del minador de la hoja (leucoptera coffeella) y de malezas, especialmente gramíneas (damatta y rena, 2002). v) aspectos económicos: ganancias adicionales derivadas de la explotación de la especie usada para la arborización (por ejemplo, madera, frutos, látex, palmito, etc.) (beer et al., 1998). principales desventajas las desventajas de la arborización están íntimamente asociadas con el uso de especies inadecuadas que compiten significativamente con el cafeto, con el sombreamiento excesivo y las dificultades en las operaciones de la cosecha. de esta manera, se pueden destacar como principales desventajas: i) en regiones con estaciones de sequía prolongada, con suelos pobres tanto en su estructura como en su contenido de nutrientes, o cuando se usan especies cuyo sistema radicular sea demasiado superficial, puede ocurrir competencia severa entre el cafeto y el árbol de sombrío. en regiones con suelos profundos y poca capacidad de retención hídrica para la caficultura, el uso de árboles con sistemas radiculares profundos que compiten poco con el café (por ejemplo, grevillea robusta) ha mostrado resultados satisfactorios (damatta y rena, 2002). ii) mayor incidencia de la broca del fruto (hipotenemus hampei) y de la roya (hemileia vastatrix) (damatta y rena, 2002). iii) limitaciones para la cosecha mecanizada: para minimizar ese problema se pueden plantar los árboles para sombrío en las líneas de la plantación de café, cada 8 o 16 líneas, lo que favorece la cosecha manual (damatta y rena, 2002). iv) dependiendo de las especies usadas, la poda o desbaste puede ser frecuente, ya que la densidad se puede tornar excesiva. esas operaciones son onerosas pero de fácil ejecución; además, los ramos caídos pueden causar daños mecánicos al cafeto (beer et al., 1998; damatta y rena, 2002). v) el potencial de producción se ve muchas veces limitado bajo condiciones de arborización y la respuesta a la aplicación de fertilizantes nitrogenados es también limitada (carvajal, 1984). especialmente en épocas de precios altos, ello puede tener un impacto considerable en la rentabilidad del cultivo para el agricultor. del cultivo del café en sistemas agroforestales materia orgánica y fauna del suelo el mantenimiento de altos niveles de materia orgánica en el suelo en sistemas agroforestales ayuda a estabilizar las poblaciones de nemátodos (meloidogyne y pratylenchus spp.) por debajo del nivel crítico para el cultivo del café (araya, 1994). al mismo tiempo, la reducción de retos ambientales debida al sombrío promueve el incremento de la tolerancia del cafeto a los nemátodos. no obstante, errores en la elección de la especie que se usa para brindar el sombrío pueden resultar en efectos negativos, como se observa con inga sp., que puede ser hospedera alternativa para nemátodos que afectan los cafetales (zamora y soto, 1976). fijación biológica de nitrógeno algunas prácticas de manejo pueden afectar la fijación biológica de nitrógeno (n) en plantaciones de café asociadas con especies arbóreas y, por supuesto, la disponibilidad de n en el suelo (carvajal, 1984; martínez et al., 2004). cuando las especies utilizadas como sombrío son leguminosas, las cuales fijan n por medio de la simbiosis con bacterias fijadoras de n, generalmente se siembran en una densidad de 100 a 300 árboles/ha. no obstante, en muchas plantaciones estas especies son cultivadas de forma libre; así mismo, en plantaciones de café con manejo intenso los árboles de sombra sufren podas periódicas a lo largo del año. en ese caso, los restos vegetales o residuos derivados de la poda deberían reducirse en pequeños pedazos para ser depositados alrededor de los árboles o ser utilizados como leña (beer et al., 1998). erosión del suelo la erosión superficial y la pérdida del suelo son menores en plantaciones bajo sombrío que en aquellas a plena exposición solar. sin embargo, beneficios similares se pueden obtener mediante la utilización de la cobertura muerta en las áreas a pleno sol (beer et al., 1998). así mismo, los árboagrono. colomb. 25(1), 2007 116 les asociados con la plantación contribuyen con la reducción de la erosión. así mismo, la caída natural de hojas que constituye el litter, y/o los residuos de la poda, resultan en el mantenimiento una capa de cobertura vegetal muerta; en ese escenario, una baja descomposición del litter puede ser ventajosa (cuenca et al., 1983). en las épocas de precipitaciones altas, el dosel denso formado por los árboles utilizados para el sombrío resulta en una mejor protección del suelo en comparación con árboles que forman dosel abierto o menos denso. sin embargo, los árboles pueden eventualmente redistribuir la precipitación como ocurre con las lluvias de baja o moderada intensidad en donde la coalescencia y goteo a partir de las hojas de las especies más altas (árboles) pueden promover la quiebra de las partículas del suelo y favorecer la erosión superficial del suelo. por lo tanto, el uso de árboles con copas pequeñas y de hojas pequeñas pueden evitar los daños causados por el goteo intenso durante las lluvias (beer et al., 1998). ciclaje de nutrientes la mayoría de los aspectos relacionados con el reciclaje de nutrientes pueden ser afectados directamente por las especies arbóreas utilizadas para el sombrío, en la medida en que éstas difieren significativamente en la producción de biomasa de la parte aérea, en la tasa de descomposición de la biomasa y en la producción de biomasa de raíces. se observan también diferencias con respecto a la profundidad del sistema radicular: aún en los suelos del trópico húmedo el mayor volumen de raíces se encuentra, usualmente próximo a la superficie del suelo. la transferencia de nitrógeno fijado biológicamente (nb), o extraído del suelo por leguminosas usadas para el sombrío por cultivos no fijadores de nitrógeno como el café, parece ser el resultado de los residuos de la poda de la parte aérea de los árboles como de la descomposición de las hojas que caen de las mismas. resultados experimentales han demostrado que en plantaciones de café y cacao sombreados con 120 a 560 leguminosas por hectárea, y con 0 a 3 podas por año, los suelos reciben de 3 a 14 t· ha-1· año-1 de materia seca y de 60 a 340 kg· ha-1· año-1 de n (beer et al., 1998). esos estudios sugieren que una proporción significante de nb de árboles usados en el sombrío debe, de hecho, ser transferida a las plantas no-fijadoras de n que se encontraron en el sub-bosque. en costa rica, babber y zak (1994) encontraron mayores tasas de mineralización de n en plantaciones de café sombreadas con erithrina poeppigiala (148 kg· ha-1· año-1 de n) comparada con las plantaciones no sombreadas (111 kg· ha-1· año-1 de n). es importante destacar que ambas plantaciones recibieron una fertilización alta de n mineral (300 kg· ha-1· año-1 de n). los mismos autores concluyeron que el reciclaje de n fue más eficiente en las plantaciones sombreadas porque, si bien las fertilizaciones con n mineralizado fueron iguales, ocurría una menor pérdida de n por lixiviación. gases asociados al efecto invernadero y polución se encontraron tasas de desnitrificación total significativas en las muestras de suelo con fertilización alta (hasta 300 kg· ha-1· año-1 de n) provenientes de plantaciones de café sombreado en comparación con plantaciones a pleno sol (732 y 455 kg· d-1 de n2o-n, respectivamente). eso indica que el uso de árboles de sombra en plantaciones fertilizadas puede contribuir en la producción de gases asociados al efecto invernadero. sin embargo, tales tasas elevadas de desnitrificación probablemente no ocurren por períodos prolongados en el campo (beer et al., 1998). kursten y burschel (1993) calcularon que de 14 a 52 t· ha-1 de c son almacenadas en la biomasa de la parte aérea de las árboles de sombra en asocio con plantaciones de café. comparados con cultivos anuales, esos sistemas agroforestales almacenan c adicional, entre 10 y 50 t· ha-1, en la capa de litter y materia orgánica del suelo. no obstante, la mayor contribución de las especies perennes usadas para el sombrío con relación a los niveles de co2 atmosférico recae en la protección de la plantación forestal establecida ya que ésta puede ofrecer a los agricultores una alternativa sostenible por el cultivo de especies de valor económico, evitando o disminuyendo la práctica de rotación de cultivos anuales que, generalmente, es precedida de quemas y deforestación que puede prevenir la liberación de c en más de 1.000 t· ha-1. a pesar de la contribución en cuanto la reducción de la liberación de gases de efecto invernadero que favorecen el calentamiento global, la fertilización nitrogenada inadecuada puede ocasionar la polución del agua freática con nitritos y nitratos. reynolds (1991) encontró que en el valle central (costa rica), donde cerca del 50% del agua freática se encuentra sobre las plantaciones de café bajo un intenso manejo de fertilizantes y en condiciones de poco o ningún sombrío, la contaminación por nitritos y nitratos ocasionalmente excedía 10 mg· l-1, nivel considerado de riesgo para la salud humana. sin embargo, damatta y rodríguez: producción sostenible de cafetales en sistemas agroforestales... 117 2007 aún son insuficientes los estudios que permitan ratificar que la utilización de árboles de sombra minimiza la contaminación del agua freática en los suelos de los cafetales con uso intenso de fertilizantes y pesticidas. especies arvenses o malezas la selección y el manejo adecuados de especies de sombra permanente pueden reducir de forma considerable la necesidad de mano de obra para el control de especies arvenses o malezas (maestri et al., 2001). el sombrío puede sustituir la composición de las especies invasoras permitiendo la propagación de especies menos agresivas (arvenses de hojas anchas), lo que reporta un cambio económico de considerable importancia, aunque la producción total de biomasa por esas invasoras sea constante (beer et al., 1998). el crecimiento de malezas en plantaciones de café, especialmente gramíneas agresivas que demandan alta intensidad luminosa, fue virtualmente eliminado por encima del 40% con el sombrío homogéneo de la plantación (muschler, 1997). por lo tanto, la disminución de costos debido a la reducción de arvenses equivale al doble de los costos que ocasionan dos podas anuales sobre las especies de sombrío. zona de tampón agroforestal y conservación de la biodiversidad en términos de su arquitectura y ecología, muchas plantaciones de café sombreado (que pueden tener una diversidad de más de 50 especies arbóreas) pueden presentar semejanzas con zonas de montaña o bosques naturales más que la mayoría de otros sistemas agrícolas (beer et al., 1998). en ese contexto, plantaciones de café sombreado en méxico son ejemplo de ambientes comparativamente favorables con los refugios forestales naturales de diversas aves migratorias. esos sistemas agroforestales tienen también un alto potencial de refugio para la biodiversidad, particularmente en áreas degradadas, así como para constituir el ‘tampón’ de las zonas de manejo de biodiversidad. cuando se usan especies nativas como árboles de sombra en ‘zonas de tampón’ puede mantenerse un gran pool genético, lo que sólo es posible en áreas de protección ambiental (beer et al., 1998). productividad de árboles de sombra los árboles de sombra productores de madera ocasionan costos de producción bajos y por eso se consideran opciones económicamente viables para su asocio en sistemas agroforestales (martínez et al., 2004). alternativamente, la utilización de árboles frutales, o de especies que puedan ser utilizadas para la producción de combustible (carbón vegetal), constituyen una opción en comparación con algunos árboles de la familia de las leguminosas habitualmente usados como sombrío en plantaciones de café. en costa rica, somarriba y beer (1987) estimaron que la producción de madera a partir de 100 árboles de cordia alliodora, en asocio con la plantaciones de café, oscilaba entre 4 y 6 m3· ha-1· año-1. el valor agregado derivado de esta producción ‘accesoria’ de madera podría compensar la reducción en la productividad de la plantación de café (causada por el sombrío y/o por la reducción en el número de plantas de café por hectárea) en más del 17%; ese porcentaje aumenta al 33% cuando los precios del café en el mercado se sitúan en valores intermedios (somarriba y beer, 1987). sin embargo, debe destacarse que los datos citados se obtuvieron en áreas de baja altitud y con precipitación relativamente alta a lo largo del año, lo cual disminuye la competencia por agua y nutrientes entre los árboles maderables y la plantación de café. la mayor problemática en cuanto al asocio entre café y árboles productores de madera se refiere al corte de los árboles y la extracción de la madera que puede dañar físicamente la plantación. entretanto, dependiendo de la especie arbórea adoptada, tal problemática puede ser minimizada. por ejemplo, el corte de 29 árboles de c. alliodora en plantaciones de café en la zona tropical húmeda de turrialba, costa rica, resultó en daños severos a la plantación con una extensión de 9%, mientras que el 91% restantes de las plantas apenas fueron levemente afectadas, principalmente por la copa de los árboles (somarriba, 1992). por lo tanto, las dimensiones de la copa y sus características morfológicas constituyen importantes criterios a ser observados para una buena selección de la especie arbórea que será utilizada para el asocio con el cafetal. además, los perjuicios generados por el eventual derribamiento de los árboles en el sistema agroforestal puede ser minimizado, programándose el corte de los árboles durante períodos de quiescencia de la plantación, o en períodos de baja productividad o, aún, cuando los precios del café estuvieran en baja en el mercado. de modo general, aunque el corte de los árboles puede resultar nocivo por el daño físico que sufre la plantación de café, los costos con reparos a la plantación afectada son bajos y promueven sólo pequeñas reducciones en la producción de café, siendo fácilmente agrono. colomb. 25(1), 2007 118 compensados por la ganancia adicional derivada de la venta de la madera obtenida; se justifica así la utilización de especies arbóreas en asocio con plantaciones de café en sistemas agroforestales. también es muy común en sistemas agroforestales con café el uso de especies frutales y productoras de leña para producción de carbón vegetal. por ejemplo, el asocio de café con naranja y plátano (productoras de frutos de valor económico agregado) o con las especies productoras de leña mimosa scabrella, inga densiflora o gliricidia sepium (beer et al., 1998). arborización y economía hídrica existe evidencia en la literatura que indica que la transpiración del café se ve significativamente reducida cuando crece bajo arborización/sombrío. carelli et al. (2000) estimaron, sin irigación, una reducción en la transpiración total de 27% y 47% en cafetales cultivados en arreglos con 50% y 70% de sombrío artificial, respectivamente; por otro lado, la transpiración disminuyó 60% y 84% bajo pleno riego. en estudios realizados en méxico, jiménez y golberg (1982) estimaron una evapotranspiración anual de 1.327 mm para coffea arabica en monocultivo, valor que disminuyó a 1.052 mm cuando el café fue sombreado con varias especies arbóreas, e incluso presentó valores de 703 mm cuando fue sombreado por inga sp. al contrario, bastias et al. (1999) no observaron diferencias en el contenido relativo de agua en las plantas cultivadas bajo diferentes grados de arborización o sombrío en relación con el de las plantas cultivadas a pleno sol, lo cual indica que la arborización no afectó adversamente el status hídrico de las plantas. es muy interesante resaltar que la utilización de árboles con sistema radicular profundo, como el de la grevillea robusta, puede aumentar la disponibilidad hídrica en el suelo después de largos períodos secos en las capas superficiales del suelo (miguel et al., 1995). es importante enfatizar que el uso de especies arbóreas con sistema radicular poco profundo puede ocasionar considerable competencia por agua y nutrientes, lo cual limita el éxito de los cafetales arborizados, especialmente en regiones con períodos secos prolongados. por tanto, en la planeación de un cultivo de café con sombrío, es crucial la correcta o adecuada selección del asocio de especies para la arborización, así como las evaluaciones de la densidad de la plantación, del tipo de suelo, de los regímenes térmico e hídrico, entre otros aspectos. la arborización del café parece ser viable en la medida en que reduzca la velocidad del viento y la temperatura e incremente la hr (barradas y fanjul, 1986; caramori et al., 1995; fanjul et al., 1985); disminuye así mismo, las pérdidas de agua por la transpiración excesiva y mejora la economía hídrica de la plantación. comportamiento estomático y fotosíntesis la arborización o sombrío, como ya se ha discutido, puede favorecer el intercambio gaseoso y el desempeño fisiológico del cafeto. bajo esas condiciones, la reducción de la temperatura del aire y también del follaje, además de la reducción de la velocidad del viento y el aumento de hr, ocasionan una disminución substancial del déficit de presión de vapor (dpv) e igualmente de la tasa de pérdida de agua por transpiración. en ese contexto, el gradiente absoluto de presión de vapor entre los espacios internos de la hoja y el aire adyacente disminuye y la transpiración pasa a depender mucho más de la resistencia del aire y menos de la resistencia estomática. en otras palabras, el ingreso de co2, en la medida en que los estomas permanecen abiertos, no es acompañado directa y efectivamente por la pérdida de vapor de agua, puesto que la resistencia del aire sobrepasa a la de los estomas. esto provoca el incremento en la eficiencia del uso del agua en las plantas, siendo una ventaja para las plantaciones de café ubicadas en zonas con periodos relativamente largos de sequía, con alta demanda evaporativa o ambas, ya que pueden incrementar su productividad y longevidad (damatta, 2003; damatta y rena, 2002). de modo general, los estomas del cafeto responden fuertemente a la demanda evaporativa de la atmósfera, lo cual se traduce en una reducción significativa de la conductancia estomática (gs) en la medida en que el aire se torne más seco (barros et al., 1997; damatta y ramalho, 2006; gutiérrez et al., 1994; nunes, 1988; pinheiro et al., 2005; tausend et al., 2000). en las horas del día en donde se registra alta temperatura del aire y la hr es mayor, como ocurre en las plantaciones arborizadas, puede observarse mayor abertura estomática, especialmente cuando el suministro o la disponibilidad de agua no es limitante (tesha y kumar, 1978). de ese modo, el estoma del cafeto puede responder a las variaciones en la demanda evaporativa de forma independiente del status hídrico foliar. de cualquier modo, la alta sensibilidad de los estomas del cafeto a la hr y a la reducción de la disponibilidad hídrica en el suelo, pueden ocasiodamatta y rodríguez: producción sostenible de cafetales en sistemas agroforestales... 119 2007 nar una restricción significativa en la producción, especialmente en zonas con períodos de sequía prolongados y demanda evaporativa alta. por lo tanto, en plantaciones de café ubicadas en regiones que poseen ese tipo de microclimas, el riego puede ser poco satisfactorio en ausencia de arborización. además, una apropiada densidad de árboles por unidad de área, sembrados con el objeto de mejorar las condiciones microclimáticas, puede favorecer el intercambio gaseoso foliar y atenuar los efectos adversos de la demanda evaporativa de la atmósfera, ofreciendo como resultado un incremento en la eficiencia en el uso del agua de la plantación (damatta y ramalho, 2006). en plantaciones de café cultivadas con niveles de irradianza baja o relativamente baja es común observar respuestas de plantas con adaptaciones a ambientes sombreados, por ejemplo: punto de compensación de luz bajo (rena et al., 1994), aumento del área foliar específica, reducción en el grosor de la cutícula, reducción en el punto de saturación luminosa, aumento en el número de grana y de tilacoides por granum en los cloroplastos (fahl et al., 1994; voltan et al., 1992), reducción de la actividad y cantidad de la enzima ribulose-1,5-bis-fosfato carboxilasa oxigenasa (kanechi et al., 1996; ramalho et al., 1999) y alteración en el ángulo de inserción de las hojas para incrementar la interceptación de la irradianza por el dosel foliar (damatta, 2004). sin embargo, el cafeto puede aclimatarse a irradianza plena o disponibilidad de luz alta, a pesar de los daños foto-oxidativos observados que pueden ocurrir en el follaje de las plantas cuando son transferidas de un ambiente sombreado a uno con plena exposición solar (damatta y ramalho, 2006). en general, la fotosíntesis observada en diversas especies leñosas perennes, incluyendo al café, ha sido obtenida en plantas jóvenes que crecen en materas bajo condiciones de invernadero o laboratorio, registrándose valores muy bajos con relación a los obtenidos en campo para un determinado valor de gs, en donde la tasa de fotosíntesis neta (a) muy escasamente sobrepasa valores de 12 µmol· m-2· s-1 de co2 (damatta y rodríguezlópez, 2005). sin embargo, el proceso de aclimatación fotosintética en plantaciones de café a plena exposición solar o irradianza alta está estrechamente relacionado y es dependiente de la disponibilidad de nitrógeno para las plantas, lo que explica la alta demanda por ese elemento en comparación con plantaciones bajo sombrío o arborizadas (carvajal, 1984). además, parece que no se presentan diferencias entre la capacidad de disipación térmica (o no fotoquímica) del exceso de energía de excitación (hasta 1.500 µmmol· m-2· s-1 de fotones) al comparar las hojas de cafeto a pleno sol o bajo 50% de sombrío (damatta, 2004). por lo tanto, una vez se alcanza el punto de saturación (600 µmmol· m-2· s-1 de fotones en hojas expuestas), la fotosíntesis continua sin reducciones substanciales hasta cerca de 1.020 µmmol m-2· s-1 de fotones (kumar y tieszen, 1980) o 1.400 µmol· m-2· s-1 de fotones (ramalho et al., 2000). lo anterior sugiere que, el café posee mecanismos para disipar, térmicamente o mediante mecanismos no fotoquímicos, el exceso de energía incidente sobre el dosel foliar, lo cual indica que esta especie puede responder de manera flexible a las variaciones de la irradiancia. por lo tanto, es inadecuado clasificar al cafeto como una especie típica de sombra, pero sí se le puede denominar como una especie facultativa de sombra o como una especie con una plasticidad relativamente elevada de su aparato fotosintético a los cambios de la irradianza (damatta y rena, 2002; damatta, 2004). en café, la a es usualmente menor bajo condiciones de sombrío que a pleno sol. en la mayoría de los trabajos en donde se reporta una menor a bajo condiciones de pleno sol que bajo sombrío, una menor gs parece explicar, en parte, esas observaciones. de hecho, según damatta (2004), a pleno sol la fotosíntesis puede verse limitada significativamente por bajos valores de gs. en regiones en donde se presentan temperaturas medias anuales relativamente elevadas, el sombrío de las plantaciones de café es una práctica común, como ocurre en américa central. lo anterior, podría explicarse por cuanto a temperaturas mayores de 24oc la fotosíntesis neta en c. arabica decrece progresivamente, hasta alcanzar valores próximos a cero cuando la temperatura llega a 34º c (maestri y barros, 1977). para algunos investigadores la temperatura elevada es el principal factor ambiental involucrado en la limitación de la producción y acumulación de biomasa seca en café, en la medida en que provocaría fuertes aumentos en la resistencia difusiva total de las hojas (bierhuizen et al., 1969; heath y orchard, 1957; nunes et al., 1968). sin embargo, recientemente ha sido observado que valores en la a hasta de 11-12 µmol· m-2· s-1 de co2 cuando la temperatura foliar registra valores de 32-34oc, presentado valores de gs relativamente elevados, superiores a 25 µmol· m-2· s-1 de fotones (carelli et al., 1999; silva et al., 2004). además, bajo condiciones controladas con suministro de co2 y luz saturantes, la tasa de fotosíntesis potencial máxima se alcanza a temperaturas de 35°c o agrono. colomb. 25(1), 2007 120 ligeramente superiores. por lo tanto, eliminando las restricciones impuestas a la difusión de co2, con valores de gs no limitantes, la a parece mantenerse elevada, independientemente de que la temperatura presente valores superiores a 30oc (damatta, 2004). de otro lado, existen evidencias consistentes que demuestran que el dpv y no la temperatura per se, está más directamente relacionado o es responsable del cierre estomático que diminuye, la fotosíntesis. no obstante, el cierre estomático como respuesta al aumento en el dpv, puede provocar aumentos adicionales en la temperatura foliar, por cuanto el flujo de calor latente es reducido, a través del proceso transpiratorio. en ese contexto, la a puede verse reducida en función de limitaciones estomáticas, aumento substancial de la tasa respiratoria y fotorespiratoria, que incrementan aún más la tasa fotosintética. además, la posibilidad de ocurrencia de daños sobre el aparato fotosintético es más fuerte a causa de temperaturas elevadas (damatta, 2004; damatta y ramalho, 2006). la arborización y la producción existe una gran controversia acerca de los efectos presumiblemente positivos de la arborización sobre la producción del café. en la literatura se encuentran muchos ejemplos en donde resultados experimentales presentan incrementos, reducciones o ninguna variación en el rendimiento y producción de las plantaciones de café, en función de la arborización o sombrío (beer et al., 1998; damatta, 2004). sin embargo, bajo condiciones ambientales óptimas y utilización intensiva de insumos (fertilización, riego etc.), plantaciones a pleno sol frecuentemente presentan mayor rendimiento y productividad cuando son comparadas con plantaciones bajo sombrío (damatta, 2004; muschler, 1997). tres factores pueden ser considerados, al menos teóricamente, para explicar que la producción se reduzca en la medida en que se incrementa la arborización o el sombrío en las plantaciones de café: a) menor asimilación de carbono por la planta entera bajo condiciones de arborización excesiva, b) mayor estímulo de la emisión de yemas vegetativas y reducción de la formación de yemas florales y c) reducción del número de nudos producidos en las ramas (cannell, 1975). considerándose que el número de nudos formados sea el principal componente de la producción de café, se puede presumir que, aumentado el sombrío, la producción se reducirá en función del menor número de nudos formados y la disminución del número de botones florales por nudo (castillo y lópez, 1966; montoya et al., 1961). los factores claves para decidirse sobre el empleo o no de la arborización pueden ser divididos en tres grupos: a) objetivo(s) de la producción, b) características ambientales y c) nivel y calidad de los insumos disponibles para mejorar las condiciones ambientales para el café (muschler, 1997). de esa manera, cuando el objetivo es producir café y, paralelamente, mantener la estabilidad de la producción, la biodiversidad y la conservación de los recursos naturales, o cuando se busca producir café orgánico o certificado, o aún cuando se desea la obtención de productos adicionales (por ejemplo, madera, frutos etc.), la arborización es recomendada. considerando las zonas o regiones marginales, de suelos pobres y con pendientes acentuadas, sujetos a estreses microclimáticos como una baja disponibilidad hídrica y vientos fuertes, el empleo de la arborización puede ser muy ventajoso. en una situación opuesta, con plantaciones creciendo a pleno sol serian más recomendadas. además, si hay disponibilidad de insumos químicos (fertilizantes, herbicidas, entre otros), de irrigación y de variedades seleccionadas, altamente productivas, las plantaciones a pleno sol deben superar a aquellas plantaciones con sombrío (damatta y rena, 2002; muschler, 1997). el análisis concomitante de esos factores deberá, por lo tanto, indicar el camino a tener en cuenta por los agricultores y asistentes técnicos. muschler (1997) desarrolló un modelo hipotético para c. arabica basado en experimentos de larga duración en diferentes ambientes de costa rica, en donde convergen respuestas aparentemente contradictorias a la arborización o sombrío, considerándolas conforme a las características particulares de cada localidad. en ese modelo, la producción de café fue evaluada en función de la altitud. en los suelos sin limitaciones hídricas y nutricionales, las mayores producciones se presentarían en plantaciones a pleno sol en la franja ideal de altitud. fuera de esa franja altitudinal, la producción puede verse reducida significativamente como respuesta a las altas temperaturas en las zonas o regiones de altitudes bajas, o en respuesta a la baja temperatura y posiblemente a los de daños causados por el viento, en altitudes elevadas. en esas condiciones sub-óptimas, la arborización podría atenuar los extremos microclimáticos y, de ese modo, incrementar la producción con relación a la de los cafetales a pleno sol. además, el modelo de muschler presentó que, en suelos con limitaciones nutricionales o con baja capacidad de almacenamiento de agua, la ventaja del potencial productivo de los cafetales a pleno sol en relación a los arborizados o sombreados decrecería, en cualquier altitud, particularmente, en las regiones de altitudes extremas. damatta y rodríguez: producción sostenible de cafetales en sistemas agroforestales... 121 2007 de otra parte, la arborización puede reducir significativamente las variaciones bienales de la producción del café. el café produce pocas flores en su ambiente nativo sombreado y, por lo tanto, no desarrolló a lo largo de su evolución mecanismos para mantener una carga de frutos balanceada con buena disponibilidad de carbohidratos y de minerales (cannell, 1985). de esa manera, el cafeto parece haber tenido una evolución en el sentido de llenar rápidamente todos los frutos formados después de la fase de expansión. por lo tanto, las causas del incremento en la producción en cafetales a plena exposición solar se pueden explicar por el aumento de la iniciación floral, la baja capacidad de remoción natural de parte de los frutos y la fuerza de los vertederos, especialmente, los endospermos de las semillas, en vez de una reducción de la tasa fotosintética per se. así mismo, el incremento de la producción puede llevar a un gasto de las reservas de las plantas de café, comprometiendo fuertemente el crecimiento y la producción de la cosecha del año siguiente; este proceso de baja producción al año siguiente permite la recuperación de las reservas del sistema tallo-raíz y de la tasa de crecimiento, proporcionando nuevamente condiciones adecuadas para otra carga pesada de frutos en el ciclo siguiente de producción. como consecuencia, las plantaciones de café a pleno sol producen irregularmente y, bajo condiciones adecuadas de cultivo, como las mencionadas anteriormente, esa irregularidad sigue a menudo un patrón bienal. en el caso de que la sobrecarga de frutos sea asociada a la sequía de yemas apicales, que inevitablemente es precedida por la muerte de raíces absorbentes, después de ciclos sucesivos de bienalidad, el cafetal sufre un marcado agotamiento, disminuyendo su vida productiva. en ese contexto, el sombrío, al permitir una reducción de la emisión de botones florales, regula las fluctuaciones bienales de la producción, evitando superproducciones y disminuyendo el agotamiento de la planta, permitiéndole rendimientos de grano satisfactorios por mucho más tiempo. en términos económicos, mayor número de cosechas podría perfectamente compensar, dentro de ciertos límites, menores producciones medias por cosecha en aquellas regiones en donde los cafetales a pleno sol produzcan más por cosecha que los cafetales arborizados (damatta y rena, 2002). cuando la irradianza incidente sobre las hojas supera a aquella necesaria para la saturación de la fotosíntesis se produce un exceso de energía de excitación que necesita ser disipado para evitar que ocasione daños foto-oxidativos. plantaciones de café a pleno sol bien fertilizadas deben disipar satisfactoriamente el exceso de energía que reciben y, por lo tanto, evitar daños foto-oxidativos, que en el caso que se presenten, deben afectar muy poco la producción del cafetal. de otro lado, bajo ciertas condiciones, los mecanismos de defensa de la planta pueden no ser suficientes para disipar el exceso de energía y, en ese caso, la ocurrencia de fotodaños puede ser bastante notoria. de ese modo, entre algunas de las características comúnmente observadas en las plantaciones bajo esas condiciones se destacan la inadecuada fertilización, especialmente de nitrógeno y de potasio; una carga pesada de frutos, la cual es común en espaciamientos amplios entre plantas; déficit hídrico, temperaturas bajas, especialmente durante el periodo nocturno, seguida de días con intensidad de radiación alta; o cualquier otro factor que lleve al agotamiento de las plantas. esos factores pueden actuar en sinergismo o no, produciendo una secuencia de eventos potencialmente catastrófica, especialmente en cafetales que reciben la radiación solar de la tarde. como consecuencia, pueden ser fácilmente observados daños foto-oxidativos que culminan con la caída de las hojas expuestas (damatta y rena, 2002). en ese escenario, no solamente las hojas más expuestas, sino también las hojas ubicadas en la zona interna de la copa del árbol, pueden recibir un exceso de irradianza, superior a la requerida para saturar a la fotosíntesis, lo que puede provocar caída excesiva del follaje. en muchos casos, los ramos pueden sufrir una deshidratación severa o presentar una reducción en su crecimiento, lo que puede provocar la disminución de la producción en la cosecha siguiente. por lo tanto, la arborización o sombrío en ese contexto puede minimizar significativamente la ocurrencia de daños foto-oxidativos. esto puede explicar, por lo menos en parte, el porqué la arborización puede ser más eficiente para mantener el vigor de las plantaciones de café en regiones marginales o bajo condiciones sub-óptimas de cultivo (damatta, 2004). los efectos de la arborización sobre la producción del café son difíciles de caracterizar, en la medida en que, casi siempre, los trabajos omiten datos importantes o no los cuantifican, tales como intensidad y calidad de la irradiancia que alcanza la copa de los árboles, las fluctuaciones diarias y estacionales de la temperatura y la hr, la nutrición y las condiciones pormenorizadas de manejo impuestas al cafetal. de ese modo, las comparaciones entre diferentes experimentos, cuando es posible, son ordinariamente tenues. es importante destacar que, aunque en muchos casos en que se comparan las producciones de cafetales sombreados y a pleno sol, una eventual mayor producción de los cafetales sombreados puede ocurrir en las primeras cosechas, hecho que no agrono. colomb. 25(1), 2007 122 siempre se sustenta, en la medida en que se evalúan las cosechas subsecuentes (damatta y rena, 2002). conclusiones y perspectivas aparentemente, cuanto más marginal sea la región productora para la caficultura, mayores serian los beneficios de la arborización para el cafetal. se puede considerar que la ventaja potencial de las plantaciones de café a pleno sol comparada con las plantaciones arborizadas o bajo sombrío, en términos de producción, puede depender de: a) las condiciones edafo-climáticas óptimas o más apropiadas para la caficultura; y b) una o dos décadas de producción; luego, la degradación del ambiente, especialmente vía erosión del suelo y residuos de pesticidas, pueden reducir seriamente la productividad y la calidad del ambiente (beer et al., 1998; damatta y rena, 2002). además, es importante destacar que, en un escenario de acelerado cambio climático global caracterizado por la reducción de la disponibilidad del agua y el incremento de la temperatura , no debemos desconocer que la economía cafetera requiere una mayor exploración y búsqueda de genotipos con mayor rendimiento, que posean tolerancia o resistencia a diversos retos abióticos y una gran plasticidad fenotípica que les permitan tener un alto desempeño, tanto en regiones con las condiciones óptimas, como en ambientes marginales del neotrópico. además, deben ser exploradas estrategias de producción con el uso de especies adecuadas para el sombrío, cuando sea necesario, que permita una producción sostenible y competitiva del café que favorezca la productividad y rentabilidad del sistema productivo en el neotrópico y, particularmente, en colombia. agradecimientos fabio m. damatta agradece a la federación de estudiantes de agronomía de colombia por la invitación para participar en el iii congreso nacional de estudiantes de agronomía y ciencias afines. nelson rodríguez-lópez agradece el apoyo y colaboración a la vicerrectoría de investigación y extensión de la universidad industrial de santander. los autores agradecen a los árbitros de este trabajo por sus aportes y observaciones al manuscrito. literatura citada araya, m. 1994. distribución y niveles poblacionales de meloidogyne spp. y pratylenchus spp. en ocho cantones productores de café en costa rica. agronomía costarricense 18, 183-187. baber, l.i. y d.r. zak. 1994. nitrogen cycling in coffee agroecosystems in costa rica. leaching and denitrification in the presence and absence of shade trees. agric. ecosystems. environ. 48, 107-113. barradas, v.l. y l.fanjul.1986. microclimatic characterization of shaded and open grown coffee (coffea arabica) plantations in mexico. agric. forest meteorol. 38, 101-112. barros, r.s., j.w.s. mota, f.m. damatta y m. maestri. 1997. decline of vegetative growth in coffea arabica l. in relation to leaf temperature, water potential and stomatal conductance. field crops res. 54, 65-72. bastias, m.e., a.h.escobar, h.j delatorre y i.l. tapia, 1999. physiological and hydric aspects of coffee plants (coffea arabica l.) grown in arica azapa valley. idesia 16, 29-37. beer, j., r. muschler, d. kass y e. somarriba. 1998. shade management in coffee and cacao plantations. agroforestry systems 38, 139–164. bierhuizen, j.f., m.a. nunes y c. ploegman. 1969. studies on productivity of coffee. ii. effect of soil moisture on photosynthesis and transpiration. acta bot. neerl. 18, 367-374. camargo, a.p. 1990. a arborização como meio de reduzir as adversidades climáticas e promover a sustentação da cafeicultura. en: anais do xvi congresso brasileiro de pesquisas cafeteiras, espírito santo do pinhal (sp). rio de janeiro, instituto brasileiro do café. pp. 6-7. cannell, m.g.r. 1975. crop physiological aspects of coffee bean yield: a review. j. coffee res. 5, 7-20. cannell, m.g.r. 1985. physiology of coffee crop. en: clifford, m.n., willson, k.c. 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francisco javier serna c.2; martha rocío peñaranda p.3 y sandra luz serna g.4 abstract: collembola are very small, insect-like, wingless arthropods which are very common in a wide range of different habitats. they are one of the better represented hexapod groups on earth. they are very important due to their influence on the structure of some soils. many species live in the canopy of tropical forests, some dispersing spores within decaying organic material in tree-trunks. very few collembola recognition studies have been carried out in colombia. only 12 species from two localities near buenaventura (valle) have been registered; these species were grouped into 5 families. different studies have registered another 7 species as pests in the musaceae family and in cultivated flowers. guinea (panicum maximum), angleton (dichanthium aristatum), star (cynodon nlemfluensis), brachiaria (brachiaria decumbens), kikuyo (pennisetum clandestinum) and annual ryegrass (lolium multiflorum) grasses were sampled in three of holdridge’s life zones (bh-p, bh-mb y bs-t) from the antioquia department to contribute towards knowledge regarding recognising collembola families associated with cultivated grass soils. different sampling methods were used in three distinct habitats. fall traps were used on the surface, a net was used in double sweeps for collecting grass in vegetation and the berlese-tullgren extraction method was used for ground sampling. four families of collembola were found which had not been previously reported in colombia. the species found belonged to the following 14 families: hypogastruridae, brachystomellidae, entomobryidae, cyphoderidae, isotomidae, sminthuridae, dycirtomidae, onychiuridae, neanuridae, sminthurididae, resumen: los colémbolos son artrópodos muy pequeños, sin alas, similares a los insectos y extremadamente abundantes en gran cantidad de hábitat, siendo uno de los grupos de hexápodos mejor representados en el mundo. son muy importantes por su influencia sobre la estructura de algunos suelos, no pocos viven en el dosel de las selvas tropicales y algunos actúan como dispersores de esporas dentro de los troncos en descomposición. en colombia existen muy pocos estudios de reconocimiento de colémbolos. en la literatura se registran 12 especies en dos localidades cerca de buenaventura, agrupadas en 5 familias; así mismo, han sido reconocidas en diferentes estudios otras 7 especies que actúan como plagas en musáceas y en flores cultivadas. con el fin de contribuir al conocimiento de las familias de collembola asociadas con suelos de pastos cultivados en el departamento de antioquia se hicieron muestreos en tres zonas de vida de holdridge (bh-p, bh-mb y bs-t) en pastos guinea (panicum maximum), ángleton (dichanthium aristatum), estrella (cynodon nlemfluensis), braquiaria (brachiaria decumbens), kikuyo (pennisetum clandestinum) y raigrás anual (lolium multiflorum). se usaron diferentes metodologías en los muestreos de collembola en cada estrato: en superficie se usaron trampas de caída; en vegetación se hicieron pases dobles de jama, y para el muestreo en suelo se utilizó el método de extracción berlese-tullgren. como resultado se encontraron de 14 familias: hypogastruridae, odontellidae, brachystomellidae, neanuridae, onychiuridae, isotomidae, entomobryidae, paronellidae, cyphoderidae, sminthurididae, katiannidae, dicyrtomidae, bourletiellidae, sminthuridae; entre éstas odontellidae, brachystomellidae, cyphoderidae, katiannidae, dicyrtomidae y bourletiefecha de recepción: 09 de octubre de 2003. aceptado para publicación: 28 de noviembre de 2003. * grupo sistemática de insectos, agronomía. museo entomológico facultad de agronomía (unab). universidad nacional de colombia, bogotá: www. virtual.unal.edu.co/museos/entom_unab/index.html 1 estudiante de ingeniería agronómica, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: diamar1280@yahoo.com 2 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: fjsernac@unal.edu.co 3 bióloga, estudiante de maestría en ciencias agrarias, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: martarociopenaranda@yahoo.es 4 estudiante de ingeniería agronómica, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. e-mail: sandraserna497@hotmail.com agronomía colombiana, 2003. 21 (3): 129-141 ... ... agronomía colombiana 130 vol. 21 · no. 3 introducción colémbolos los colémbolos son artrópodos diminutos, sin alas y bastante similares a los insectos (insecta: collembola). presentan las siguientes características sobresalientes: miden entre 250 µm y 10 mm de longitud; sus piezas bucales son del tipo entognata, es decir, sus apéndices mandibulares y maxilares se encuentran incluidos dentro de una cavidad formada por el labro, el labio y proyecciones de las genas llamadas “plica oralis”; presentan un mancha ocelar con un máximo de 8 corneolas a cada lado de la cabeza (8+8) o carecen totalmente de órganos de la visión; poseen antenas de 4 artejos musculados, a veces subarticulados; tienen órganos postantenales compuestos de una o varias vesículas sensoriales. el tórax está compuesto por el protórax, el mesotórax y el metatórax; el protórax puede estar reducido; las patas tienen 4 artejos; el abdomen cuenta con 6 somitos en los cuales se encuentran apéndices ventrales especializados: en el somito i está el colóforo, una estructura vesicular cilíndrica para adherirse a superficies e interviene en el balance hídrico; en el somito iii se presenta el retináculo, un apéndice bifurcado, muy corto comparado con el anterior, para asegurar la fúrcula (órgano saltador) cuando esta última, que se localiza en el somito iv, se encuentra en reposo. la fúrcula se presenta en casi todos los collembola y es un apéndice bifurcado y rígido, generalmente más largo que los anteriores, el cual, desde su base hacia el ápice se divide en tres partes: manubrio, dentes y mucrones. la apertura genital de los colémbolos se presenta en el somito v. las anteriores estructuras varían en forma y tamaño al interior de las familias, los géneros y las especies de colémbolos. los ínstares de desarrollo son graduales, y por ello se dice que su desarrollo es ametábolo y epimórfico (greenslade, 1991). para el estudio taxonómico de estos organismos es necesario fijarlos en láminas con líquido de hoyer, para que puedan ser examinados en el microscopio de contraste de fases. por su pequeño tamaño y las complicadas estructuras que se usan para su identificación, este grupo ha sido poco estudiado en el país y en suramérica. este trabajo es el primero que se realiza sobre colémbolos asociados con cultivos en colombia y las láminas hacen parte de la colección de referencia de collembola que se conserva en el museo entomológico unab de la universidad nacional, siendo la única existente en colombia. hasta el momento, el proyecto “colémbolos (colas de resorte) (hexapoda: collembola) de colombia”, del cual hace parte este trabajo, registra 42 géneros en 16 familias. pastos los pastos y forrajes desempeñan un papel importante en la agricultura tropical, ya que existen probablemente 4.000 millones de hectáreas de tierras a las que tienen acceso los animales en pastoreo, encontrando en ellas su principal fuente de sustento. la importancia de los cultivos de pastos en su conjunto, estriba en que sostienen la mitad de los animales domésticos del mundo, producen una tercera parte de la carne y la quinta parte de los productos lácteos (mcilroy, 1984). según estadísticas de fedegan, en el año 2003 había en el mundo 1.368.054.950 cabezas de ganado, de las cuales anualmente se sacrifican 58.741.931; en colombia, los cultivos de pastos sostienen 23.650.000 cabezas de ganado; anualmente se sacrifican 3.354.611 cabezas para el consumo de carne interno y se producen 5.921 millones de litros de leche (fedegan, 2004). como familia, los pastos son extremadamente resistentes y desempeñan un rol importante en casi todas las comunidades vegetales; su forma varía, desde las plantas rastreras y efímeras, hasta las leñosas perennes alta, mientras que habitan desde las zonas semidesérticas, hasta las llanuras inundadas y los terrenos pantanosos. poseen sistemas radiculares fibrosos que tienen un papel importante en la construcción de la estructura del suelo. la ubicación del punto de crecimiento cerca de la base de las plantas permite un rápido crecimiento después de bourletiellidae, katiannidae, odontellidae and paronellidae. species and families varied according to holdridge’s three life zones. key words: collembola, grass, antioquia (colombia), taxonomy. llidae se registran por primera vez en colombia a partir de este trabajo. las proporciones de especies y familias varían de acuerdo con la zona de vida. palabras clave: collembola, pastos, antioquia (colombia), taxonomía. ospina et al.: colémbolos asociados con cultivos... 1312003 la recolección, mientras el hábito de ramificación proporciona una cubierta rápida en las primeras etapas de crecimiento. estas características están muy relacionadas con las condiciones del hábitat en lo que se refiere a la humedad, los nutrientes disponibles, las condiciones del suelo, la luz y la temperatura (jackson, 1984). en colombia, en términos generales, son pocas las especies de artrópodos que se registran asociadas con cultivos de pastos. es importante conocer los principales organismos que se encuentran en el sustrato del cultivo y su influencia en la disponibilidad de nutrientes y la calidad del cultivo. los colémbolos (hexapoda: collembola) representan un papel importante en el suelo pues participan en los procesos de descomposición de la materia orgánica; así mismo, contribuyen a mejorar su estructura y la disponibilidad de nutrientes (palacios-vargas et al., 2000); también pueden dispersar esporas de hongos fitopatógenos. sin embargo, son componentes importantes de las redes tróficas, estimulan la actividad de los microorganismos (hongos y bacterias), de tal manera que aceleran los procesos de humificación y mineralización de la materia orgánica (butcher et al., 1971). los colémbolos, junto con los ácaros, constituyen la mayor parte de la mesofauna del suelo, la misma que puede alterarse por actividades antropogénicas como la transformación de ecosistemas naturales en agroecosistemas (andreno y lagerlof, 1983). el objetivo en el presente estudio fue determinar la composición de la colembofauna presente en diferentes cultivos de pastos en tres zonas de vida (bh-mb, bh-p, bs-t) del departamento de antioquia (colombia), identificando las principales familias de colémbolos asociadas con dichos cultivos. asimismo, se indagó la composición y la abundancia (número de individuos por morfoespecie) de las familias de colémbolos presentes en las zonas de vida mencionadas. este trabajo sobre diversidad de collembola en diferentes cultivos de pastos de antioquia, además de ofrecer información que hasta hoy no existe en colombia sobre los colémbolos, abre un importante camino hacia el conocimiento de la artropofauna asociada con cultivos de importancia económica. materiales y métodos zonas de vida, sitios de muestreo y cultivos asociados. holdridge (1974) propuso un sistema de clasificación basado en tres factores: precipitación, biotemperatura y evapotranspiración potencial; en este sistema, las unidades de mayor categoría son las formaciones vegetales o ‘zonas de vida’ y para cada una de ellas existe una asociación típica con el suelo y los climas zonales (becerra, 1981). bosque húmedo montano bajo (bh-mb). en general, esta formación tiene como límites climáticos una biotemperatura media aproximada entre 12 y 18° c, con un promedio anual de lluvias de 1.000 a 2.000 mm. ocupa una faja altimétrica entre 2.000 y 3.000 m.s.n.m., con variaciones de acuerdo con las condiciones locales (espinal, 1992). en esta zona de vida se encuentra la finca santa elena, primera localidad de muestreo, ubicada entre 1.800 y 2.000 m.s.n.m.; así mismo, se hicieron muestreos en la finca paysandú, en dos praderas de pasto kikuyo (pennisetum clandestinum) y rye-grass anual (lollium multiflorum). bosque húmedo premontano (bh-p). esta formación se halla a una altitud entre 900 y 2.000 m.s.n.m., con precipitaciones promedio entre 1.000 y 2.000 mm anuales. la biotemperatura tiene como límites 18 y 24° c (espinal, 1992). el segundo muestreo se llevó a cabo en esta zona de vida, en la sede de la universidad nacional de colombia en medellín −situada a 1.540 m.s.n.m.−, en dos praderas, una de pasto estrella (cynodon nlemfluensis) y otra de braquiaria o pasto alambre (brachiaria decumbens). bosque seco tropical (bs-t). esta formación vegetal tiene como límites climáticos generales una biotemperatura superior a 24°c, lluvia promedio anual entre 1.000 a 2.000 mm y se presenta en zonas cuya elevación puede estar entre 0 y 1.000 m.s.n.m. (espinal, 1992). el muestreo tuvo lugar en el municipio de santa fé de antioquia, ubicado a 500 metros de altura en la finca cotové, en dos praderas, una de pasto angleton (dichanthium aristatum) y otra de pasto guinea (panicum maximun). metodología para la toma de muestras, en cada sitio elegido se trazaron dos transectos lineales de 90 metros. se hicieron muestreos en tres estratos: suelo, superficie y vegetación cada 30 metros (estaciones 0, 30, 60 y 90 m); en cada transecto se tomaron cuatro muestras de colémbolos en el suelo y superficie; asimismo, a lo largo de los transectos, se tomaron muestras con jama en la vegetación. se llevó a cabo un segundo muestreo total a los dos meses del primero. para las muestras de superficie se utilizaron trampas de caída o pitfall, consistentes en pequeños vasos desechables enterrados a ras de suelo que se llenaron con alcohol hasta una tercera parte de su volumen. estas trampas permanecían instaladas durante 24 horas. agronomía colombiana 132 vol. 21 · no. 3 para el muestreo en suelo, en cada estación se recogió la muestra bajo la superficie con la ayuda de una pala pequeña; en una caja de cartón pequeña se midió un volumen de 27 cm3 de suelo sin compactarlo; las ocho muestras se traspasaron a bolsas plásticas separadas, se transportaron al laboratorio de entomología de la universidad nacional sede medellín y allí se procesaron utilizando armarios de madera elaborados para tal fin, en los cuales se instalaron 24 embudos de berlese-tullgren (palacios-vargas et al., 2000); éstos constan de pequeños viales con alcohol al 70% que soportaban pequeños embudos plásticos dentro de los cuales se colocaban las muestras; durante 48 horas éstas se dejaban sin iluminación para que el suelo se secara lentamente, luego sobre las muestras se colocaba iluminación directa durante 48 horas. el fototropismo negativo de los artrópodos minúsculos que se encontraban en la muestra de suelo, hizo que éstos huyeran de la luz y cayeran a los diferentes frascos viales con alcohol. para el muestreo en vegetación se realizaron tres pases dobles de jama a lo largo de cada transecto; los artrópodos atrapados se introdujeron en una cámara letal de cianuro de potasio para su sacrificio y luego los especímenes de collembola se separaron en el laboratorio, envasándolos en frascos con alcohol al 70%. se obtuvo un total de 192 muestras de diferentes estratos; después de separar todas las muestras en frascos viales con alcohol al 70%, éstas fueron trasladadas a la universidad nacional, sede bogotá, museo entomológico de la facultad de agronomía (unab), para su clasificación taxonómica. se continuó con el proceso de separación de las muestras de superficie y vegetación y los especímenes se conservaban en alcohol al 70%. aclarado, montaje e identificación el proceso de identificación de estos diminutos artrópodos requiere un cuidadoso proceso de aclarado, montaje en láminas y luego observación en microscopio de contraste de fases. el aclarado de los especimenes se hizo con potasa al 10%; luego se trasvasaron a solución de lactofenol y después se pasaron por varias concentraciones de alcohol (70, 80 y 90%). después fueron cuidadosamente secados y finalmente montados en láminas utilizando líquido de hoyer. las láminas con montaje se secaron en la estufa durante 4 días a 40-45° c, luego se sellaron con barniz y se rotularon con los respectivos datos de colección: país, departamento, municipio, localidad, altitud, método de colección, sustrato, fecha de colección y colector. los especímenes se identificaron a nivel de familia, con la ayuda de las claves y descripciones de palacios-vargas (1990, 2000), greenslade (1991), janssens (2003) y christiansen y bellinger (1980a, b, c, 1981). para la identificación taxonómica de las familias halladas se elaboró una clave pictórica (anexo 1: clave para familias de collembola de antioquia). resultados y discusión los 1.217 ejemplares de collembola colectados en antioquia fueron montados en láminas. esta colección ‘voucher’ se encuentra depositada en el museo entomológico de la facultad de agronomía –unab–, de la universidad nacional de colombia, sede bogotá, haciendo parte de la colección de collembola de colombia y constituye hasta ahora la única colección representativa de collembola de este departamento. las siguientes 14 familias fueron halladas para los cultivos de pastos seleccionados en las tres zonas de vida mencionadas en antioquia: hypogastruridae, odontellidae, brachystomellidae, neanuridae, onychiuridae, isotomidae, entomobryidae, paronellidae, cyphoderidae, sminthurididae, katiannidae, dicyrtomidae, bourletiellidae, sminthuridae. para la identificación taxonómica de las familias se elaboró una clave pictórica (anexo 1, páginas 132 a 135). en la zona de vida bh-mb (santa elena), se encontraron 14 familias en total, siendo la más abundante la familia isotomidae (363 individuos) seguida por entomobryidae y onychiuridae. de manera exclusiva, en esta zona de vida se encontraron las familias onychiuridae y odontellidae. en la zona del bh-p (medellín) se encontraron 11 familias, siendo la más abundante isotomidae, seguida por entomobryidae e hypogastruridae; finalmente, en la zona de vida bs-t (santa fe de antioquia) se encontraron nueve familias, la más abundante isotomidae, seguida por paronellidae y bourletiellidae (tabla 1). dentro del proceso de identificación de los colémbolos se hizo una separación por morfoespecies (msp.); dentro de las familias se presentó una gran diversidad y se identificaron algunas diferencias en la composición de éstas dentro de cada zona de vida, las cuales se muestran en la tabla 2. por su parte, las figuras 1, 2, 3 muestran los resultados según el sitio donde fue tomada la muestra, las familias encontradas por cada zona de vida y el porcentaje dentro de la zona. para las diagnosis de las familias se hizo una división en tres grupos morfológicos: ospina et al.: colémbolos asociados con cultivos... 1332003 tabla 1. familias encontradas para cada zona de vida, número de láminas montadas, morfoespecies (msp.) para cada zona y porcentaje total dentro de la muestra. familia bh-mb (santa elena) bh-p (u. nal. medellín) bs-t (santafé de antioquia) total porcentaje% no. láminas no. msp. no. láminas no. msp. no. láminas no. msp. total de msp. no. láminas hypogastruridae 54 2 42 2 4 1 2 100 8.3 onychiuridae 58 1 1 58 4.8 neanuridae 10 3 9 1 3 1 3 22 1.8 brachystomellidae 25 1 18 1 2 43 3.5 odontellidae 3 1 1 3 0.2 paronellidae 9 1 2 1 21 2 2 32 2.6 entomobryidea 68 5 139 5 7 1 5 203 16.7 cyphoderidae 2 1 1 1 1 1 1 4 0.3 isotomidae 363 6 247 4 32 4 6 642 52.8 sminthuridea 29 4 4 1 4 33 2.7 dicyrtomidae 3 1 3 1 1 6 0.5 katiannidae 7 1 2 1 1 9 0.7 bourletiellidae 3 1 2 1 14 1 1 19 1.6 sminthurididae 33 3 7 1 3 1 1 43 3.5 667 31 474 19 87 13 31 1217 100 familias por zona de vida 14 11 9 bh-mb: bosque húmedo montano bajo; bh-p: bosque húmedo premontano; bs-t: bosque seco tropical. tabla 2. morfoespecies (msp.) para cada zona vida, de acuerdo con el sitio donde fueron colectadas. familia bh-mb bh-p bs-t suelo superficie suelo superficie jama suelo superficie jama hypogastruridae msp. 1 x x x x x hypogastruridae msp. 2 x x hypogastruridae msp. 3 x x onychiuridae x x neanuridae x x x x x brachystomellidae x x x odontellidae x paronellidae x x x x entomobryidae msp. 1 x x x x x entomobryidae msp. 2 x x x x entomobryidae msp. 3 x x x x x entomobryidae msp. 4 x x x x cyphoderidae x x x isotomidae msp. 1 x x x x x x isotomidae msp.2 x x x x x x isotomidae msp.3 x x x x x x isotomidae msp.4 x x x x x isotomidae msp.5 x x x x isotomidae msp. 6 x x x x x sminthuridae x x dicyrtomidae x x katiannidae x x bourletiellidae x x x x sminthurididae x x x bh-mb: bosque húmedo montano bajo; bh-p: bosque húmedo premontano; bs-t: bosque seco tropical. agronomía colombiana 134 vol. 21 · no. 3 grupo 1. los integrantes de este grupo se caracterizan por presentar el protórax tan desarrollado como el mesotórax y el metatórax y los segmentos abdominales son definidos y de longitud similar. entre éstos se encontraron las familias hypogastruridae, onychiuridae, neanuridae, brachystomellidae y odontellidae. la familia hypogastruridae se caracteriza por la presencia de manchas ocelares, fúrcula pequeña, ausencia de pseudocelos; órgano sensorial de la antena 3 sólo con sensilias (palacios-vargas, 1990). representantes de esta familia se encontraron en suelo y superficie (8,2%); también han sido registrados en troncos, cultivos comerciales de champiñones, filtros de drenaje y playas (palacios-vargas et al., 2000). dentro de esta familia se encontraron tres morfoespecies (msp. 1, msp. 2 y msp. 3): la msp. 1 se caracterizó por su opa simple; la msp. 2 por la ausencia de opa, 5 corneolas por lado y 2 ‘tenent hair’ en cada pata, caracteres que coinciden con el género; la msp. 3 tiene un opa con 4 vesículas, mucrón en forma de cuchara o mitón, caracteres propios del género ceratophysella (palacios y gómez, 1983); los representantes de la familia onychiuridae son blancos, presentan pseudocelos en la base de las antenas y en varios segmentos del cuerpo, corneolas ausentes, fúrcula poco desarrollada, órgano sensorial del artejo antenal 3 con sensilias y conos cuticulares (palacios-vargas, 1990, 1992). se hallaron en suelo y en superficie (4,8%); también se encuentran en cultivos de lombrices y hojarasca (palacios-vargas et al., 2000). los colémbolos de la familia neanuridae presentan mandíbulas y maxilas: mandíbulas con 2 o más dientes y maxilas estiletiformes adaptadas para chupar. se encontraron en suelo y superficie (1,8%); además se les ha registrado en troncos, bajo piedras y hojarasca, y alimentándose de hongos (palacios-vargas et al., 2000). los colémbolos de la familia brachystomellidae poseen mandíbulas ausentes, maxilas cuadrangulares y generalmente tienen dientes, con órgano posantenal formado por varias vesículas (palacios-vargas, 1990). se encontraron en suelo y en superficie (3,5%); se les ha hallado en suelos húmedos, asociados con hongos y musgos (palacios-vargas et al., 2000). los miembros de la familia odontellidae sólo presentan una mandíbula y un órgano posantenal formado por una vesícula de forma diversa (palacios-vargas, 1990); las antenas y piezas bucales presentan forma claramente cónica. fueron hallados en superficie (0,2%). grupo 2. los colémbolos de este grupo presentan el protórax reducido y algunos segmentos abdominales alargados. de este grupo se encontraron las familias entomobryidae, paronellidae, cyphoderidae e isotomidae. la familia entomobryidae presenta el segmento abdominal iv alargado, espinas y dientes ausentes en la fúrcula, dientes crenulados, mucrón corto con uno o dos dientes en forma de anzuelo. se encontraron en suelo, superficie y sobre la vegetación (16,7%). puede hallarse en un amplio conjunto de hábitat, pero la mayoría de las especies vive en la hojarasca, sobre la superficie del suelo, sobre y bajo los troncos de los árboles, en el dosel de la selva o en cuevas (palacios-vargas et al., 2000). esta familia fue la segunda en diversidad, encontrándose 4 morfoespecies: la msp. 1 se caracteriza por la presencia de escamas en el cuerpo, mucrón con dos dientes y 8+8 corneolas, caracteres del género lepidocyrtus; la msp. 2 tiene el cuerpo con escamas y el mucrón falcado, caracteres del género seira (palacios y gómez, 1983); la msp. 3 es ciega; en la msp. 4 las escamas del cuerpo están ausentes. la familia paronellidae presenta el segmento abdominal iv alargado, fúrcula con dientes espinosos o dentados y mucrón cuadrangular. fue la familia con mayor representación sobre la vegetación (32 individuos, 2,6%); también se encontró en la superficie (2,6%). son particularmente diversos en las selvas tropicales húmedas; la mayoría vive en árboles, arbustos, epífitas, pastos o sobre la capa superficial de la hojarasca (palacios-vargas et al., 2000). la familia cyphoderidae presenta forma elongada con el segmento abdominal iv alargado, dentes lisos, mucrón con número variable de dientes y con forma diferente de anzuelo (palacios-vargas, 1990). se encontró en superficie (0,3%). los miembros de esta familia son comensales facultativos u obligados de insectos sociales (vásquez y palacios-vargas, 1990). su distribución está limitada por la propia distribución de sus comensales, himenópteros y termitas (palacios-vargas et al., 2000). la familia isotomidae fue la más abundante en todo el muestreo (642 individuos, 52.8%). se caracteriza por la ausencia de escamas en el cuerpo, segmento abdominal iv de similar longitud del iii y es el único del grupo que presenta un órgano posantenal simple. se encontró en el suelo y la superficie. los isotómidos ocupan gran variedad de hábitat y es posible encontrarlos en los medios litorales, las arenas de las playas, distintos tipos de hojarasca de bosques y huertos frutales, en suelos áridos y húmedos. los isotómidos son también comunes en los remansos de agua (vásquez y palacios-vargas,1990). algunas especies son criptobióticas y se considera que ello ha favorecido su amplia distribución. existen espeospina et al.: colémbolos asociados con cultivos... 1352003 cies particularmente abundantes en biotopos con cierto grado de degradación, como la madera en descomposición, el guano e incluso algunos suelos de uso agrícola (palacios-vargas et al., 2000). esta familia fue la que exhibió mayor diversidad con seis morfoespecies: la msp. 1 tiene el cuerpo cubierto de setas, presencia de opa, 8+8 corneolas, mucrón con dos dientes; la msp. 2 no presenta corneolas, fúrcula larga, mucrón con dos dientes; la msp. 3 con opa presente, sin corneolas, dentes crenulados, mucrón falcado; la msp. 4 muestra dentes crenulados y mucrón bidentado; la msp. 5, sin corneolas, mucrodens con dos dientes; la msp. 6 tiene corneolas de 4+4 a 8+8 y mucrón con 2 ó 3 dientes. grupo 3. los integrantes de este grupo tienen el cuerpo de forma globosa y, cuando menos, los primeros cuatro segmentos abdominales fusionados formando lo que se conoce como el ‘gran abdomen’; fúrcula bien desarrollada; antenas tan grandes o más que la cabeza. en este grupo se encontraron las familias dicyrtomidae, sminthuridae, sminthurididae, katiannidae y bourletiellidae. la familia dicyrtomidae se caracteriza por presentar antenas acodadas entre los artejos 2 y 3, el 4 artejo es mucho más corto que el 3, tubo ventral con frecuencia muy largo palacios-vargas, 1990, 1992). se hallaron en superficie (0,5%). la familia minthurididae posee segmentos abdominales v y vi fusionados y son los únicos que presentan dimorfismo sexual, pues los machos tienen antenas prensiles y las hembras sin apéndices anales (palacios-vargas, 1990, 1992); se encontraron en la superficie (3,5%) y también se registran en la capa superficial de la hojarasca, sobre la vegetación baja, en la superficie de los cuerpos de agua y son abundantes en los árboles, principalmente en el dosel de las selvas tropicales húmedas (palaciosvargas et al., 2000). en la familia katiannidae todas las especies son muy pequeñas (menos de 1,5 mm de largo) y poseen un órgano trocanteral en las patas posteriores. sus representantes fueron hallados en suelo y en la superficie (0,7%). respecto de la familia bourletiellidae, sus representantes tienen el mucrón de forma espatulada, tricobotrias del gran abdomen colocadas en línea recta, tibiotarsos i y ii con tres ‘tenent hairs’, el iii con dos (palacios-vargas, 1990); se encontraron en suelo y superficie 1,6%. muchas de estas especies viven sobre la vegetación y aún en el dosel de la selva. algunos han sido reportados como dañinos de los cultivos de alfalfa y tomate de huerta (palacios-vargas et al., 2000). la familia sminthuridae tiene el mucrón crenulado simétrico o asimétrico, tricobotrias del gran abdomen formando un triángulo o reducidas en número; generalmente sin ‘tenent hairs’ (palacios-vargas, 1990); de esta familia se encontraron en la superficie 2,7%. la ocurrencia de colémbolos en las tres zona de vida de holdridge escogidas en el departamentro de antioquia fue la siguiente: en la zona bh-mb se encuentra de manera más abundante la familia isotomidae, en la superficie y en el suelo; los onychiuridae son abundantes en el suelo, mientras que la familia entomobryidae se presenta en la superficie e hypogastruridae se hallan en suelo y superficie; el resto de familias sólo se presentan en el suelo a excepción de neanuridae (figura 1). en la zona bh-p la familia más abundante en la superficie fue isotomidae, con menor porcentaje en el suelo. la familia entomobryidae se encontró en los tres estratos, siendo más abundante sobre la superficie, mientras el resto de las familias (cyphoderidae, neanuridae, brachystofigura 1. familias de colémbolos presentes en santa helena bh-mb; porcentaje para cada sitio de muestreo. agronomía colombiana 136 vol. 21 · no. 3 en la zona bs-t hay mayor abundancia de isotómidos en el suelo, presentándose también en la superficie; en segundo lugar está la familia paronellidae, especialmente representados en el muestreo hecho en la vegetación. entomobryidae se encontró en los tres estratos. las familias cyphoderidae, sminthurididae e hypogastruridae se encontraron sólo en la superficie y las familias katiannidae y neanuridae sólo en el suelo. aunque ésta fue la zona con menor número de familias de colémbolos, es allí donde se encuentran mejor distribuidas en cantidad, ya que en las zonas de bh-mb y bhp se presentó la familia isotomidae en 56% y 51% de las muestras, respectivamente, mientras que en bs-t sólo en el 37% (figura 3). la mayor abundancia de individuos y especies de isotomidae en cada una de las tres zonas de vida, podría indicar el amplio rango de adaptación que despliegan las especies de esta familia. también esto podría señalar que la familia está bien adaptada a los cultivos de pastos objeto de este estudio. los datos registrados para estas familias permiten considerarlas como habitantes de ecosistemas que participan activamente en las redes tróficas coevolucionadas y no se encontraron datos importantes sobre su actividad fitófaga en estos cultivos. según palacios-vargas (2000), collembola son organismos que contribuyen al reciclaje de nutrientes en los pastos. conclusiones • se encontraron 14 familias de colémbolos en la zona bh-mb; la más representativa fue la familia isotomidae, seguida por la familia onychiuridae. figura 2. familias de colémbolos presentes en medellín bh-p; porcentaje para cada sitio de muestra. figura 3. familias de colémbolos presentes en santa fe de antioquia bs-t; porcentaje en cada sitio de muestreo. mellidae e hypogastruridae) estuvieron representadas en la superficie sólo con una población pequeña (figura 2). ospina et al.: colémbolos asociados con cultivos... 1372003 • en la zona bh-p se reportan 11 familias de colémbolos, la más abundante es la isotomidae, seguida de la entomobryidae. • en el bs-t se encontraron 9 familias: isotomidae y paronellidae fueron las más abundantes. • la familia onychiuridae se encontró sólo en la zona bh-mb, la mayoría en el suelo. • la familia hypogastruridae fue más abundante en los bosque húmedos (8%), que en el bs-t (4%). • la familia paronellidae hace presencia de manera importante en la zona de bs-t con un 24%, y en especial sobre la vegetación. • aunque los isotómidos fueron el grupo más abundante en las tres zonas de vida, las morfoespecies varían significativamente en cada una de ellas. • se muestra una fuerte relación entre la familia isotomidae y los cultivos de pastos, presentándose, en su mayoría, en la superficie. • isotomidae fue la familia más abundante en todo el muestreo, siendo también la más abundante en cada una de las tres zonas de vida evaluadas. en los bosques húmedos fue más abundante en la superficie y en el bst fue, así mismo, la más abundante en el suelo. agradecimientos a la división de investigaciones de la universidad nacional de colombia, sede bogotá (dib). al dr. josé g. palacios-vargas de la facultad de agronomía de la unam (méxico d.f.) por la revisión del artículo. a juan carlos pinzón del museo unab de la facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, sede bogotá, por la adecuación de imágenes a partir de los dibujos originales. a rubén cruz del laboratorio de biotecnología, facultad de agronomía, sede bogotá y a la facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, sede medellín. bibliografía andren, o. y j. lagerlof. 1983. soil fauna (microarthopods, enchytraids, nematodes) in swedish agricultural cropping system. acta agriculturae scandinavica 33, 32-33. butcher, j.; w. snider y r.j. snider. 1971. biology of edaphic collembola and acarina. departament of entomology, michigan state university. pp. 249-288. becerra, j. 1981. notas de ecología forestal. facultad de ingeniería forestal, universidad distrital francisco josé de caldas. bogotá. pp. 65-69. fedegan. 2004. 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primeros cuatro abdominales no fusionados; fúrcula en ocasiones reducida o ausente; antenas de tamaño variable (orden arthopleona) ....................................................................................... 2 grupo 1 grupo 2 grupo 3 1’ cuerpo globoso, cuando menos los primeros cuatro segmentos abdominales fusionados; fúrcula bien desarrollada (orden symphypleona); antenas tan grandes o más que la cabeza (eusymphypleona, sminthuroidea) ........................................................ 10 ospina et al.: colémbolos asociados con cultivos... 1392003 grupo 1 2 protórax bien desarrollado, con sedas dorsales (suborden poduromorpha); prognatos; dentes sin anillación, cortos, con frecuencia reducidos o ausentes; segmentos del cuerpo de similar longitud ................................................................................ 3 3 piezas bucales adaptadas para masticar, mandíbulas con superficies molares (superfamilia hypogastruroidea) ............. 4 3’ piezas bucales adaptadas para picar y/o chupar, proyectándose en cono, cuando existen mandíbulas carecen de superficies molares (superfamilia neanuroidea) .............................. 5 4 pseudocelos presentes en la base de las antenas y en varios segmentos del cuerpo; blancos; sin corneolas ni fúrcula bien desarrollada; órgano sensorial del antenito iii con sensilias y conos cuticulares ................................................... onychiuridae 4’ pseudocelos ausentes; generalmente con corneolas y fúrcula; con o sin pigmento; órgano sensorial del antenito iii sólo con sensilias ......................................hypogastruridae 5 mandíbulas y maxilas presentes, mandíbulas con 2 o más dientes; maxilas estiletiformes ............................... neanuridae 5’ una o ambas mandíbulas ausentes..... ....6 6 ambas mandíbulas ausentes, maxilas cuadrangulares y generalmente con dientes; órgano posantenal formado por varias vesículas; antenas cilíndricas ..........brachystomellidae 6’ sólo una mandíbula presente; órgano posantenal formado por una vesícula de forma diversa; antenas cónicas ................................................odontellidae agronomía colombiana 140 vol. 21 · no. 3 grupo 2 2’ protórax reducido, sin sedas dorsales (suborden entomobryomorpha); más o menos prognatos; dentes con o sin anillación, largos; el cuarto segmento abdominal con frecuencia alargado ............................................................................................................... 7 7 escamas del cuerpo presentes o ausentes; segmento abdominal iv más de dos veces la longitud del iii; mucrón glabro o cuando mucho con dos pares de sedas; órgano posantenal ausente ................................................................................... 8 7’ escamas del cuerpo siempre ausente; segmento abdominal iv de similar longitud del iii; órgano posantenal simple .............................................. isotomidae 8 dentes espinosos o dentados; mucrón cuadrangular, mucho menor tamaño que los dentes ........................................ paronellidae 8’ fúrcula sin espinas ni dientes ............................................ 9 9 dentes crenulados; mucrón corto con uno o dos dientes en forma de anzuelo ........................................ entomobryidae 9’ dentes lisos; mucrón con número variable de dientes, en forma diferente de anzuelo ....................................cyphoderidae ospina et al.: colémbolos asociados con cultivos... 1412003 grupo 3 10 antenas acodadas entre los antenitos ii y iii, el antenito iv mucho más corto que el iii; tubo ventral con frecuencia muy largo ............................................................. dycirtomidae 10’ antenas acodadas entre los antenitos iii y iv, el último de mayor tamaño, con frecuencia anillado a subdividido; tubo ventral relativamente corto ........................................................... 11 11 segmentos abdominales v y vi fusionados; machos con antenas prensiles; hembras sin apéndices anales ...................................... sminthurididae 11’ segmentos abdominales v y vi no fusionados; machos con antenas simples; hembras con apéndices anales ..................... 12 12 trocánteres metatorácicos con órgano trocanteral ............................................ katiannidae 12’ trocánteres metatorácicos sin órgano trocanteral .......... 13 13 mucrón espatulado; tricobotrias del cuerpo colocadas en línea recta; tibitarsos i y ii con tres “tenent hairs” el tibiotarso iii con dos .................................................. bourletiellidae 13’ mucrón crenulado simétrico o asimétrico; tricobotrias formando un triángulo o reducidas en número; generalmente sin “tenent hairs” ................................................. sminthuridae application of the blupe predictor in the selection of potential soybean varieties for orinoquia received for publication: march 16, 2022. accepted for publication: may 23, 2022. doi: 10.15446/agron.colomb.v40n2.101137 1 corporación colombiana de investigación agropecuaria agrosavia, centro de investigación la libertad, villavicencio, meta (colombia). * corresponding author: ytibocha@agrosavia.co agronomía colombiana 40(2), 165-173, 2022 abstract resumen the colombian orinoquía and the altillanura subregion show comparative and competitive advantages for soybean production (edaphoclimatic conditions, cost-benefit ratio, potential area, and location) essential food with a high protein content (~37%) and used mostly for poultry and pig nutrition. however, this immense region has scarce varietal alternatives of high grain yield and quality that are adapted to its climatic and edaphic conditions. the current research is based on the selection of superior lines or potential varieties with high genetic merit using the restricted maximum likelihood/standardized best linear unbiased predictor (reml/blupe) procedure. sixty advanced lines and four commercial varieties were tested in an 8x8 alpha lattice design. grain yield (gy) oscillated between 1,117 and 4,431 kg ha-1, the population average yield was 2,682 kg ha-1, and blupe predictors ranged between 5.37 and -3.71. with a t-test at a significance of 5% (1.67) and a predictor comparator of (t1-t2)≥1.67 (√2), six outstanding lines were identified with superior blupe values compared to the mean (p<0.05) and gy>3,500 kg ha-1. in descending order (kg ha-1), the gy was: l-041 (4,431), l-019 (4,326), l-104 (3,923), l-149 (3,832), l-202 (3,536), and l-201 (3,519 kg ha-1). the blupe standardized predictor allowed an effective selection (92%) of lines. la orinoquía colombiana y en particular, la subregión de la altillanura presenta ventajas comparativas y competitivas para la producción de soya (condiciones edafoclimáticas, relación costo-beneficio, área potencial y ubicación), alimento esencial por su contenido proteico (~37%), especialmente para aves y cerdos. sin embargo, las alternativas varietales adaptadas y de alto rendimiento de grano son escasas para esta vasta región. por ello, la presente investigación fue orientada hacia la selección de líneas mejoradas o variedades potenciales con alto mérito genético mediante la aplicación del mejor predictor lineal insesgado estandarizado (reml/blupe). se evaluaron 60 líneas avanzadas y cuatro variedades comerciales en un diseño alfa látice 8x8. el rendimiento de grano (rg) osciló entre 1117 y 4431 kg ha-1, el promedio poblacional fue de 2682 kg ha-1 y los predictores blupe oscilaron entre 5.37 y -3.71. con una significancia t del 5% (1.67) y un comparador de predictores (t1-t2)≥1.67 (√2), se identificaron 6 líneas sobresalientes con blupe superiores a la media (p<0.05) y rg>3500 kg ha-1. en orden descendente el rg fue: l-041 (4431), l-019 (4326), l-104 (3923), l-149 (3832), l-202 (3536) y l-201 (3519 kg ha-1). el predictor estandarizado blupe permitió una selección efectiva (92%) de líneas. key words: altillanura, genetic breeding, mixed models, reml. palabras clave: altillanura, mejoramiento genético, modelos mixtos, reml. application of the blupe predictor in the selection of potential soybean varieties for orinoquia aplicación del predictor blupe en la selección de variedades potenciales de soya para la orinoquía rubén alfredo valencia ramírez1 and yuli stephani tibocha ardila1* introduction the orinoco basin is shared by colombia and venezuela and has an area of 981,446 km2. thirty-five percent of this vast region is located in the equatorial zone of colombia between 2°n and 10°n and 60°w and 75°w (vásquez cerón et al., 2019). in the savannah complex of the orinoco basin, the colombian altillanura includes 2.8 million ha that, according to the conpes document no. 3797 (dnp, 2014), has high agricultural potential with typical oxidic soils, where soybean is projected to have comparative and competitive advantages as a first-class raw material as balanced feed, especially for poultry, pigs, and the production of vegetable oil. in the altillanura only 39,793 ha are planted per year, including two sowing cycles, with a limited varietal offering and a production of close to 119,412 t of grain (fenalce, 2021). this supply, representing less than 7% of the national demand, has motivated agribusinesses to approach national soybean production as an inclusive, economically viable, and ecologically sustainable regional agricultural development. currently, the corporación colombiana de investigación agropecuaria agrosavia is carrying out a https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n2.101137 mailto:ytibocha@agrosavia.co 166 agron. colomb. 40(2) 2022 soybean breeding program for oxisols from the orinoquía region. this development aims to generate varieties adapted to the low tropics with high yield potential, vegetative cycles compatible to integrated crop rotation systems, tolerant to adverse biotic and abiotic factors. the importance of expanding the existing varietal genetic base for this vast region and the need to close the grain yield gap with varieties that exceed 3,400 kg ha-1 is highlighted. the process of genetic breeding is arduous and complex. its initial phase implies the introduction, characterization, and evaluation of diverse germplasm, a crossing plan in search of the best genetic combinations, and later a selection of superior individuals that will become advanced lines or potential varieties. these lines, their components, and sanitary behavior are evaluated in a first cycle through preliminary yield trial (pyt). then, the best lines are subjected to multi-environment trials (met) to determine their level of phenotypic stability. the most outstanding ones are subjected to regional (rt) or agronomic evaluation trials (aet), regulated by the colombian agricultural institute (ica, 2020), where the superior line or lines with identity attributes, homogeneity, and stability are registered as new cultivars. grain yield and other agronomic traits in genetic breeding programs have traditionally been valued using the classical generalized linear model (glm). however, these models do not satisfy the statistical assumptions, particularly with unbalanced databases (resende, 2007) nor through the predominant application of fixed factors usually analyzed through mean comparison tests such as dhs tukey, scheffé, and lsd, etc. there are statistical procedures, such as restricted maximum likelihood/best linear unbiased prediction (reml/blup), generically called a mixed model methodology (sturion & resende, 2010; bandera-fernández & pérez-pelea, 2018) that improves the estimation and prediction of genetic parameters and the effectiveness of selection to reduce these biases. mixed models have provided valuable information for selecting lines by genetic merit. according to piepho et al. (2008), blup is better in genetic breeding and variety evaluation precision than the best linear unbiased estimator (blue). the blup predictor has advantages over blue by reducing the response due to environmental effects and efficiently discriminating genotypes with high varietal potential (pacheco et al., 2020). the mean associated with fixed-effects in blue is an average performed over all the effect levels in the population, while blup is a regression towards the general mean based on the variance and covariance components associated with the random-effects model (casanoves & balzarini, 2002). blup has a shrinkage property, so the prediction values tend to be less separated from the mean than the original values, increasing the precision of the analysis (baselga & blasco, 2008). in this sense, blup is a standard method for random effects and requires the estimation of the genetic variance (σ2g) and residual (σ2) components, preferably through reml (mora & arnhold, 2006). the latter compensates for the loss of degrees of freedom that results from the estimation of the fixed effects and produces less biased estimates (patterson & thompson, 1971). overall, for authors such as searle et al. (1992), robinson (1991), piepho and möhring (2006), resende (2016), and volpato et al. (2019), reml/blup has become an effective procedure for estimating parameters and predicting genetic values to optimize selection. resende and duarte (2007) suggest subjecting experiments with more than 10 cultivars or genotypes to a blup analysis as a random source of the mixed model. the genotype ranking could be similar for phenotypic selection and the one performed by blup when data are balanced. although it is essential to link pedigree information in the genetic merit analysis, for piepho et al. (2008), it is easy to exploit the information via blup through a simple mixed model without explicit reference to the pedigree. blup maximizes the correlation between the real and predicted genotypic values, i.e., the main objective of the breeder. in this regard, panter and allen (1995), evaluating highly related individuals, found that the kinship matrix link in the blup analysis is not justified. however, if the data of the historical parents are available in crosses that are not closely related, pedigree data should be included because it can improve the prediction accuracy of progeny performance. accordingly, the current research was carried out to select advanced soybean lines or potential varieties with high genetic merit and grain yield >3,500 kg ha-1 in a preliminary yield trial for oxisols of the colombian orinoquean region, using the reml/blup methodology and its standardized blupe value. materials and methods study area a preliminary yield trial (pyt) of 60 advanced soybean lines of the agrosavia genetic breeding program and four commercial varieties (c. superior 6, c. achagua 8, c. primavera 11, and soyica p-34) was carried out during the second period of 2020 at the research center la libertad, 167valencia ramírez and tibocha ardila: application of the blupe predictor in the selection of potential soybean varieties for orinoquia villavicencio, meta (colombia). the study site is located at 4°22’ n and 72°13’ w, in oxisols with a ph of 4.9, 5.9 mg l-1 of phosphorus, 2.4% of organic matter, and a base saturation of 57.3%. plant material, trials, and variables the soybean lines and varieties were planted in plots with four rows of 5 m long, 0.45 m apart, with a distance between plants of 0.07 m. mineral and biological fertilization with bradyrhizobium japonicum was uniform according to soil analysis and crop requirements. the experimental units were distributed in an alpha lattice design proposed by patterson and williams (1976) of 8x8 with two replicates. grain yield was evaluated as the response variable of interest for the blup analysis, and the following phenotypic variables that characterize the genotypes under study were registered. grain yield (gy) included grain weight in kg ha-1 per experimental unit and grain moisture contents of 14%; days to f lowering (df) was the number of days between emergence and f lowering in the upper nodes of the plant; days to physiological maturity (dm) was the number of days from emergence to reaching 95% of mature pods in each plot, at which point the average height (h) and the number of nodes (nn) per plant were also recorded. additionally, the qualitative description of the lines was made using f lower color (fc), growth habit (gh), and pubescence color (pc). to determine water excess and deficits during the crop cycle, the hydric balance model (allen et al., 2006) and the database of the meteorological station la libertad ascribed to ideam were used. real evapotranspiration was obtained using the tank coefficient (kp) (cruz valderrama, 2015) and the fao cultivation coefficients (kc) (fao, 2000). statistical analysis in the analysis of variance, the statistical model described by singh and bhatia (2017) for incomplete blocks was applied (equation 1): yijk = μ + gi + γj + ρk(j) + εijk (1) where y ijk is the phenotype of i th genotype in jth replication and k block; gi is the genotype effect i=1,2……..k; γj is the replicate effect j= 1,2,……r; ρ k(j) is the block within replicate effect k= 1,2….s; εijk is the random error. for the statistical analysis, the matrix structure of the mixed linear model (piepho et al., 2008) was applied using the sas 9.4 software (sas institute, 2014). the variance components were estimated with the proc mixed/reml procedure of the sas system (bueno filho & vencovsky, 2000). this analysis considers lines and the block effects within the repetition as random effects. the comparison of means was carried out using the blup predictors (best linear unbiased prediction) that represent the predicted value for each genotype with respect to the general mean (biasutti, 2012). the comparison of the blups between lines/varieties was performed with the t statistic (yan & rajcan, 2002). this statistical comparator called blupe (standardized blup) was obtained from the relationship between the predicted empirical blup value and the associated prediction error. the blupe (standardized blup) was obtained from the blup predictor or predicted value for each genotype concerning the general mean (yan & rajcan, 2002). for the comparison analysis of the standardized predicted values, the genotypes are considered different if the blupe values met the following condition, with a t-test significance of 5%: (t1-t2)≥1.67 (√2) (yan et al., 2002). additionally, the probabilistic values generated by sas/mixed for each blupe were used to determine the superiority (p≤0.05) or inferiority (p>0.05) of the lines/varieties concerning the general mean (casanoves & balzarini, 2002). the blupe pair gy were ordered in descending order to identify the genotypes or superior lines. this methodology allowed comparing free genetic values of environmental effects and not the phenotypic means to improve genetic gain in the subsequent selection cycle. the elevated kinship of the parents that gave rise to the group of lines makes using the coefficient of coancestry in the blup analysis unnecessary since it does not represent a change in the results. furthermore, when the purpose is to estimate the total genotypic value, it is reasonable not to use the coefficient of coancestry (piepho et al., 2008). the level of experimental precision in selecting superior lines was measured based on the square root of broad-sense heritability, calculated on a mean plot basis using the following equation (hacker & cuany, 1997): h2 = vg (2)  vg + ve r where vg represents genetic variance, ve is the environmental variance, and r is the repetitions. 168 agron. colomb. 40(2) 2022 results and discussion the descriptive analysis of the variables df, dm, h, nn, and gy (tab. 1) allowed inferring a high variability as a genetic source for varietal improvement. the wide ranges of df and dm (22 and 29 d, respectively) underlined the differential behavior of the genotypes in precociousness, together with the high variation of h, nn, and gy. in general, the lines and varieties with indeterminate gh showed higher h than those with semi-determined gh, and these, in turn, were higher than those with determined gh. plants with indeterminate gh continue to grow for a long time after flowering, while those with determinate gh finish stem growth when or shortly after f lowering begins, often resulting in fewer nodes than the indeterminate gh (fehr & caviness, 1977). these differences in h and gh do not necessarily represent lower yields in those with determined gh since agronomic-importance traits such as gy are quantitative (volpato et al., 2019), where the environmental effect represents a large part of the variation. in the analysis of variance, highly significant differences (p<0.01) between lines and varieties were ratified for the case of gy by blupe predictor values ranging between 5.37 and -3.71. the gy range was between 1,117 and 4,431 kg ha-1. it is noteworthy that, in the edaphoclimatic conditions of the current study, there were no phytosanitary problems that affected the gy response variable. a highly significant positive pearson correlation (p<0.01) was found between gy and dm (r=0.32) that means that the higher the dm, the higher the gy under the agroclimatic conditions of the preliminary yield trial. in contrast, a shortening of the filling period is frequently associated with decreasing grain weight (kantolic et al., 2004). blupe vs. grain yield the blup and blupe predictors and the significance of the random effects for gy are presented in table 2. the blupe (t1-t2)≥1.67 (√2) comparator allowed an effective differentiation of the genotypes; by ordering them in descending order, a range with a maximum of 5.37 and a minimum of -3.71 for lines l-019 and l-078 was reached. genotypes with positive blupe for gy were classified as higher, and those with a negative value were considered lower with respect to the general mean of 2,682 kg ha-1. the higher the blupe, the greater the probability of success in selecting superior lines. the standardized blup (blupe) is more discriminant than the empirical blup when selecting outstanding lines because the prediction error adjusts it (casanoves & balzarini, 2002). therefore, a higher mean does not necessarily represent a higher blupe, as occurs between lines l-041 and l-104. the lines with gy≥3,519 kg ha-1 showed statistical differences (p>| t |) concerning the general mean and positive blupe ≥ 2.52 (fig. 1), and they constituted promising lines or potential varieties. in descending order, the gy (kg ha-1) were: l-041 (4,431), l-019 (4,326), l-104 (3,923), l-201 (3,832), l-149 (3,536), and l-202 (3,519), with higher gy for the colombian orinoco region. the genetic base of these lines includes the varieties that were developed for the colombian orinoco, such as orinoquía 3, c. libertad 4, and c. taluma 5, sources of adaptation to the low tropics, with prominent differences in precocity and high yield potential that were crossed with elite materials from the embrapa variety bank (brazil). the only control variety that exceeded the general average was c. primavera 11, although with a blupe significantly lower than l-019. the other controls did not differ statistically from the mean, where the c achagua 8 variety had a positive blupe (0.55), while in the soyica p-34 and c. superior 6 varieties, the predictor was negative (-0.03 and -1.71). the upper lines, representing a selection pressure of 10% with an estimated genetic gain of 37.2% concerning the average, were subjected to multi-environment trials to assess their behavior in different agroclimatic conditions and establish their phenotypic stability. table 1. descriptive analysis of agronomic and yield characteristics of lines evaluated. statistics df dm h (cm) nn gy (kg ha-1) n 127 124 123 124 116 minimum 31 80 43 11 1,117 maximum 53 109 112 25 4,431 mean 40 93 77 17 2,682 sd 5 8 18 3 690 cv (%) 13 8 14 16 26 df: days to flowering; dm: days to physiological maturity; h: average plant height at maturity; nn: average number of nodes; gy: grain yield; n: data number; sd: standard deviation; cv: coefficient of variation. 169valencia ramírez and tibocha ardila: application of the blupe predictor in the selection of potential soybean varieties for orinoquia the correlation between grain yield (gy) and blup predictors was 0.997, and the blupe value was 0.985, meaning that phenotypic selection and predicted values are equally effective for selection in the target population. however, there is no doubt that blupe is very useful when deciding about the upper lines, mainly when the data are unbalanced, while tukey’s (5%) mean comparison test did not allow the precise discrimination of the lines. several researchers have shown significant and positive correlations table 2. grain yield (gy, kg ha-1), blup and blupe predictors, and significance level of soybean lines and varieties in the preliminary yield trial (pyt), research center la libertad, orinoquía, 2020. line/variety gy blup blupe pr>|t| line/variety gy blup blupe p>|t| l-019 4,326 1,377.76 5.37 <.0001 l-052 2,632 -30.02 -0.12 0.9076 l-104 3,923 1,042.97 4.06 0.0002 l-003 2,620 -40.06 -0.16 0.8769 l-041 4,431 1,253.49 3.81 0.0005 l-051 2,615 -43.94 -0.17 0.8651 c.primavera11 3,556 737.77 2.87 0.0067 l-139 2,588 -66.87 -0.26 0.7960 l-149 3,536 721.54 2.81 0.0079 l-171 2,515 -127.22 -0.5 0.6232 l-202 3,519 706.98 2.75 0.0091 l-123 2,502 -137.68 -0.54 0.5951 l-201 3,832 827.67 2.52 0.0163 l-029 2,459 -173.67 -0.68 0.5031 l-058 3,371 584.31 2.28 0.0288 l-006 2,416 -209.55 -0.82 0.4197 l-085 3,292 518.88 2.02 0.0506 l-154 2,406 -217.57 -0.85 0.4023 l-102 3,288 514.99 2.01 0.0523 l-071 2,277 -278.12 -0.85 0.4031 l-061 3,281 509.10 1.98 0.0549 l-143 2,396 -226.27 -0.88 0.3839 l-145 3,276 505.16 1.97 0.0567 l-174 2,231 -311.09 -0.95 0.3502 l-153 3,267 498.20 1.94 0.0600 l-022 2,193 -337.79 -1.03 0.3109 l-049 3,208 448.79 1.75 0.0888 l-124 2,034 -450.82 -1.37 0.1786 l-103 3,205 446.59 1.74 0.0903 l-193 2,236 -359.24 -1.4 0.1702 l-136 3,178 424.16 1.65 0.1071 l-055 2,228 -365.60 -1.42 0.1629 l-090 3,150 400.47 1.56 0.1274 l-050 2,203 -386.95 -1.51 0.1404 l-140 3,090 350.37 1.36 0.1807 l-007 2,187 -399.55 -1.56 0.1282 l-068 3,076 339.00 1.32 0.1949 l-166 2,173 -411.66 -1.6 0.1174 l-016 2,971 251.41 0.98 0.3339 c.superior 6 2,141 -438.31 -1.71 0.0962 l-115 2,946 230.62 0.9 0.3750 l-183 2,076 -492.40 -1.92 0.0629 l-167 2,924 212.71 0.83 0.4128 l-189 2,028 -531.79 -2.07 0.0454 l-204 3,032 259.02 0.79 0.4359 l-175 2,026 -533.44 -2.08 0.0448 l-048 2,910 201.18 0.78 0.4384 l-047 2,011 -546.06 -2.13 0.0402 c. achagua 8 2,837 140.08 0.55 0.5887 l-106 1,985 -567.57 -2.21 0.0334 l-217 2,875 147.07 0.45 0.6573 l-180 1,377 -918.42 -2.79 0.0082 l-150 2,789 100.82 0.39 0.6969 l-229 1,380 -916.17 -2.79 0.0084 l-215 2,811 101.94 0.31 0.7583 l-107 1,803 -719.40 -2.8 0.0080 l-082 2,741 60.20 0.23 0.8160 l-216 1,762 -753.15 -2.93 0.0057 l-056 2,695 22.11 0.09 0.9319 l-182 1,637 -856.78 -3.34 0.0019 soyica p-34 2,658 -8.48 -0.03 0.9738 l-002 1,117 -1102.91 -3.35 0.0018 l-147 2,638 -24.94 -0.1 0.9232 l-078 1,523 -951.85 -3.71 0.0007 blup: best linear unbiased predictor; standardized blup: blupe=blup/prediction error; p>| t |: t-value probability; gy: grain yield (kg ha-1). between predicted genetic and observed yield values (casanoves & balzarini, 2002; milla-lewis & isleib, 2005), a highly dependent situation on trait heritability. grain yield showed a genetic variance of 381,356 (p<0.01), an error variance of 137,426 (p<0.01), a heritability value of 84.7%, and 92% efficiency in selecting the best lines, consistent with falconer (1981), where the selection of lines for their phenotypic values is effective when the heritability is high 170 agron. colomb. 40(2) 2022 in this sense, souza et al. (2000) finds that when heritability is low or very low, the correlation between genetic values predicted by blup and phenotypic values is also low. if heritability is moderate, the genetic values obtained by blup will allow a better classification of genotypes than the phenotypic values for a more efficient selection. generally, the genotypic variance in its optimal environment in soybean is higher than in stress environments. however, ceccarelli (1989) states that even when the heritability of a specific trait in a stressful environment is always lower than in the optimal environment, this is not clear evidence that selection should be conducted only in optimal environments. therefore, following the criteria stated by allen et al. (1978) concerning heritability and how to conduct selection, promising lines should be subjected to multi-environment trials to identify the more stable and profitable ones for farmers in the colombian orinoco region. hydric balance vs. grain yield during the experimental crop cycle, precipitation was variable in frequency and intensity, reaching a total volume of 618 mm from sowing to harvest, close to the water requirement of the crop in the orinoco of 350 mm and 550 mm (almansa, 2006). the hydric balance (fig. 2) diagram elaborated for soybean in the study site showed a marked variability when excesses and deficits occurred. although the excesses in the colombian orinoco are more noticeable in the first semester of the year and the deficits in the second semester, it is frequent to observe marked variations in the same semester. these variations in water resource availability affect plants according to the moment of occurrence of the stress and the genotype. in general, the lines similar to the early control c. superior 6 with dm between 81 and 84 and with a determined or semidetermined gh were highly affected by a water deficit of 13.87 mm between september 15 and 21, and very marked on september 17 and 18 (3.9 and 4.7 mm, respectively), with temperatures above 31°c, coinciding with the reproductive phase of the beginning of pod formation (r3). almansa (2006) determines that soybean cultivation consumes 4.5 mm of water per day, and an absence of rain for four days makes irrigation necessary. according to giménez (2014), severe water deficiencies can produce very substantial yield losses (40% or more), mainly when they occur in the critical period of pod formation and filling (fehr & caviness, 1977; sawchik et al., 2013). if the water deficit occurs between r3-r5, it significantly affects the number of grains, and if it does so later, it affects the weight of the grains. additionally, high temperatures with water deficit during f lowering and grain filling cause physiological changes such as stomatal closure that in turn causes premature leaf and f lower drop, embryonic abortions, pod drop, and reduced grain yield. water excesses in the filling phase and physiological maturity were also decisive when selecting promising lines. in this sense, the control variety c primavera 11 with a semi-determined gh and an intermediate cycle (102 dm), although it reached a gy of 3,556 kg ha-1, also showed high foliar retention and a non-uniform population that negatively affected harvest and grain quality. carvajal et al. (2017) find that alternate periods of wetting and drying the grains inside the pods result in a marked grain or future seed deterioration. in contrast, the selected lines used in this research had uniform maturity and drying. figure 1. blupe vs. grain yield of various soybean lines/varieties, orinoco region, 2020. g ra in y ie ld ( kg h a1 ) lines/varieties blupegrain yield 0 2000 1500 1000 500 2500 3000 3500 4000 4500 5000 b lu pe -3 1 0 -1 -2 2 3 4 5 6 7 so yi ca p -3 4 c . a ch ag ua 8 l10 2 l08 5 l05 8 l20 1 l20 2 l14 9 c . p rim av er a 11 l04 1 l10 4 l10 9 c . s up er io r 6 selected lines >3519 kg.ha-1 selected lines >3519 kg ha-1 5.37 4.06 3.81 2.87 2.81 2.75 2.52 2.28 2.02 2.01 0.55 0.03 -1.71 171valencia ramírez and tibocha ardila: application of the blupe predictor in the selection of potential soybean varieties for orinoquia it is indisputable that the significant differences in gy between lines and varieties are due to the genetics and physiology of the plants in response to local environmental conditions, particularly associated with water and thermal availability. these occur during plant development and differentially inf luence cultivars according to their early, intermediate, or late cycle, also dependent on the moment of occurrence and intensity of the stress, the genotype, and its photoperiodic sensitivity (sawchik et al., 2013). therefore, a timely sowing date, adequate plant population, and water and nutrient availability in the critical phases (r3-r6) will maximize grain production. it is essential to highlight that in the edaphoclimatic conditions of orinoquía the selection of very precocious genotypes can reduce plant growth and final grain yield. in contrast, in the very late genotypes, the maturity of the pods is ostensibly delayed, favoring the incidence of diseases, pests, weed competition, and poor seed quality due to the variable occurrence of rainfall after maturity. the selected lines have as a comparative advantage an intermediate ripening period (88-105 d after emergence), uniform drying, and good grain quality. some morphoagronomic traits of the promising lines are presented in table 3. the subsequent evaluation of these lines in met should guarantee the genotype-by-environment interaction (gxe) assessment to select the future phenotypically stable variety or varieties with a higher genetic potential to be cultivated in oxisols of the orinoquía region. however, although ex ce ss es /d ef ic its o f w at er ( m m ) cultivation cycle timeline excesses 0 30 20 10 40 50 60 70 80 90 te m pe ra tu re ( °c ) 0 10 5 15 20 25 30 35 40 2825 3122 272421181512963 30 2 26232017141185 29 2 26232017141185 29 161310941 19 deficits t °c max be gi nn in g of p od fo rm at io n pr ec oc io us g en ot yp es july august september october november figure 2. water excesses and deficits, and average temperature during the soybean cultivation cycle. research center la libertad, orinoquía, 2020. table 3. morphoagronomic traits of selected soybean lines from the research center la libertad, orinoquía, 2020. line/variety fc pc gh df dm h (cm) nn l-019 w b sd 53 105 64 16 l-041 p b i 36 88 103 18 l-104 w g d 39 89 60 13 l-149 p b i 38 88 92 18 l-201 p b i 37 97 109 22 l-202 w g i 37 97 100 20 fc: flower color [(white (w) and purple (p)]; pc: pubescence color [(brown (b) and gray (g)]; gh: growth habit: [determinate (d), semi-determinate (sd), and indeterminate (i)]; df: days to flowering; dm: days to physiological maturity; h: average plant height at maturity; nn: average number of nodes. 172 agron. colomb. 40(2) 2022 there was broad variability in the population of soybean lines/varieties under study, the genetic base of the genetic breeding program remains narrow. access to foreign germplasm and the implementation of moderate genotyping and high-performance phenotyping tools are necessary to accelerate the genetic gain of future cultivars for current and potential areas of colombia through genomic selection. conclusions the application of mixed models using the reml/blup procedure allowed the generation of a standardized predictor (blupe) useful for the effective classification and selection of potential lines or varieties due to the high genetic merit obtained. with a heritability of 84.7% for gy and a selection pressure of 10%, six lines with positive blupe values ≥ 2.52 and grain yields higher than 3,519 kg ha-1 were identified: l-019, l-041, l-104, l-149, l-201, and l-202. these lines have an intermediate period to physiological maturation of 88-105 d after emergence, uniform drying, and good grain quality. these lines will be subjected to multi-environment yield trials to determine their phenotypic stability and select the line or lines with the highest genetic potential for ica registration as a variety or varieties for the colombian orinoco. acknowledgments the authors would like to thank the ministerio de agricultura y desarrollo rural de colombia (madr) for financing this research work in the framework of the project “genetic breeding of soybean for orinoquía” (code 1001244) developed by the corporación colombiana de investigación agropecuaria agrosavia. conflict of interest statement the authors declare that there is no conf lict of interest regarding the publication of this article. author’s contributions ravr, leader of the soybean orinoquía project, designed the experiments, performed statistical analysis and interpretation of the results, and contributed to the writing of the manuscript; ysta carried out planting activities, data collection in the field, and contributed to the writing of the manuscript. all authors have read and approved the final version of the manuscript. literature cited allen, f. l., comstock, r. e., & rasmusson, d. c. 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author. claudiasalazarg@yahoo.com agronomía colombiana 29(2), 241-247, 2011 slugs control methods (deroceras sp. müller) in lettuce and broccoli crops métodos de control de babosas (deroceras sp. müller) en cultivos de lechuga y brócoli astrid santacruz1, milena toro p.1, and claudia salazar g.2 abstract resumen at the botana experimental farm of universidad de nariño, the effect of different management practices of slugs was evaluated, using a randomized block design with five treatments (beer traps, milk traps, sisal bags, metaldehyde, and a control) and six repetitions. the evaluated variables were: captured individuals, affected plants and damage index that were estimated by analysis of variance and tukey comparison tests. the results show highly significant differences between treatments in different phenological crops stages, the most effective were the metaldehyde and the beer trap with a caught individual number of 89 for lettuce and 126 for broccoli, being the treatments with lower percentages of affected plants. the damage index was evaluated based on percentages and proposed scales to observed crops damage, considering that the treatments described above stood out with mild damage index. this allows involved the beer treatment in an integrated management program for slugs as an alternative for reducing the pest population. en la granja experimental botana de la universidad de nariño, se evaluó el efecto de diferentes prácticas de manejo de babosas. se estableció un diseño de bloques al azar con cinco tratamientos (trampas con cerveza, trampas con leche, costales de fique, metaldehído y un testigo) y seis repeticiones. las variables evaluadas fueron individuos capturados, plantas afectadas e índice de daño estimado mediante un análisis de varianza y pruebas de comparación de tukey. los resultados señalan diferencias altamente significativas entre tratamientos, en las tres evaluaciones, fueron los más efectivos el metaldehído y la trampa con cerveza con un número de individuos capturados de 89 para lechuga y 126 para brócoli estos obtienen los menores porcentajes de plantas afectadas. el índice de daño fue evaluado con base en porcentajes y escalas propuestas al daño observado estimando que los tratamientos anteriormente descritos sobresalieron con índice de daño leve. lo que permite involucrar el tratamiento de cerveza dentro de un programa de manejo integrado para las babosas como alternativa para la reducción de la población de esta plaga. key words: deroceras sp., gastropod, attracting substances, milk traps, beer traps, metaldehyde. palabras clave: deroceras sp., gasterópodos, sustancias atrayentes, trampas de leche, trampas de cerveza, metaldehído. introduction in nariño (colombia), around 512 ha of vegetable are planted, belonging to cabbage crops (brassica oleracea l. var. capitata l), broccoli (brassica oleracea l. var. italica plenck), lettuce (lactuca sativa l.) and cauliflower (brassica oleracea l. var. botrytis l.), being one of the most important production systems because of its growing contribution to develop agricultural gross domestic product. these areas reported severe damage by slugs, which eat the foliage, reducing yields by holes and secretions left in final product and secondary damage such as rot to the consuming roots; argues that slugs are herbivores of worldwide distribution that acquire economic importance when attacking crops such as: potato (solanum tuberosum), bean (phaseolus vulgaris), corn (zea mayz), soy (glycine max), strawberry (fragaria vesca), pastures, onions (allium fistulosum), cabbage, cauliflower, lettuce among others, being known as garden pests, ornamental plants and vegetables. in southern nariño, the most abundant slug species is deroceras sp. aragón (2003), indicated that this species is native of europe, is herbivorous, polyphagous, hermaphrodite and nocturnal with few natural enemies allowing it increase its population density during the first months of rainy season, even in absence of their preferred hosts. according to montero (2001), this mollusk causes economic losses up to 100% to the producers as in case of lettuce, because the yield and planted area are severely affected by their voracious eating habits. according to andrews (1987), the control of slugs cost can be a very high factor of particular importance to poor farmers, who are usually facing the highest population densities crop protection 242 agron. colomb. 29(2) 2011 of slugs. the lack of scientific information that allows to incorporate an effective management to the control forced the farmers to use control measures ineffective. chemical control, globally and locally, is the most used technology (bailey, 2002; hommay, 2002; mastronardi, 2006; salvio et al., 2008). this is based on the use of granulated toxic bait formulated with a food attractant and an active ingredient (a.i.) metaldehyde as a molluscicide for example, or carbaryl. aragón (2004) explains that in some cases these applications cause ecological imbalances by the pesticides accumulation in soil and water sources contamination. other studied method is the use of beer as an attractant; this liquid is used in pitfall traps allowing capturing large numbers of individuals in strawberries and vegetables crops (torres and yánez, 1998). it’s also important to mention the use of non-chemical procedures based on manual destruction during the day and the use of shelters as traps to become in economic practices and higher in yields compared to other evaluated. due to lack of information, the damage caused, the high control cost, among others, this research was raised in order to evaluate four slugs management practices deroceras sp. on lettuce and broccoli in nariño department. methodology location: this study was carried out in botana experimental farm at universidad de nariño, at an altitude of 2,800 meters, with an annual average temperature of 12°c, rainfall of 850 mm and a relative humidity of 73% (ideam, 2007). experimental design: a randomized block design was used with five treatments and six replications for each crop, with a total of 60 experimental units. experimental unit: corresponded to 4 m2 plots planted with: lettuce (lactuca sativa l.) coolguard variety and broccoli (brassica oleracea l. var. italica plenck), with legacy hybrid, a distance of 0,4 x 0,4 m between plants, with a total of 25 plants per plot. experimental area: the total planted area was 630 m2 distributed in two blocks for each vegetable species. the block comprised 30 experimental units. the streets between treatments estimated an area corresponding to 1,5 m and 1 m between repeats. the treatments were beer pitfall traps as an attractant, which consisted in 2 thermocol cups of 10 ounces with 20 cm3 of liquid that were previously sealed and provided with four holes of 1 cm diameter where the pest came in and a lid to prevent mixing with irrigation water or rain, or substantial loss by evaporation. milk pitfall traps, sisal bags were set in two pieces of 25 x 30 cm, were folded, moistened and placed as traps. poisoned bait traps, commercial metaldehyde pellets were used and located in two random sites inside the experimental unit in doses of 5 g/site and a plot without observation, which corresponded to the control. in order to determine the presence and maintain in each plot a pest uniform population, two infestations of slugs were carried with a previous installation of treatments in each block. a sampling was carried out in each plot, was done with help of a quadrant of 1 x 1 m, placed randomly in each experimental unit. this area soil was removed to a depth of 10 cm, carefully examined and the number of individuals found in each quadrant was counted. this process allowed establishing the approximate number of slugs present in each experimental unit. in the same population found in this procedure a sample was taken to identify the gender of the slugs in the investigation. this was carried out in the entomology laboratory at the universidad de nariño, with a stereoscope helps. monitoring and evaluation. the treatments were evaluated during the entire crop growth cycle; three phases of evaluation were stood out: first evaluation: period from 1 to 20 d after vegetable transplanting that included a vegetative state more susceptible to pest attack; evaluations and monitoring were carried every 24 h in the morning. the baits change of different treatments was carried once the data was collected for the variables evaluated. second evaluation: period from 21 to 80 days after transplantation (dat), physiologically comprises the broccoli flowering phase formation and head lettuce formation, monitoring and evaluations are carried twice a week and in the same proportion treatments baits were changed once data was collected from evaluations. third evaluation: was carried during the period of 81 to 90 dat that comprised the harvest stage, observing pest traces in the broccoli inflorescence and consumption of the lettuce leaf area. captured individuals number per experimental unit: captured individuals living and dead were counted and after each count were “eliminated”. santacruz, toro p., and salazar g.: slugs control methods (deroceras sp. müller) in lettuce and broccoli crops 243 percentage of plants affected by pest: in the three evaluation phases counts of plants damaged by slugs was carried during the entire crop vegetative state. damage index: was defined quantitatively and qualitatively, for which we rely on crop phenology, where data of 10 plants randomly marked were registered inside the experimental unit. the first evaluation phase includes the damage degree, considering the foliar sprout of the 6th, 8th and 10th leaf, for the two crops each leaf was assigned with a percentage to facilitate the data register. the visual damage estimated of the leaf tissue was measured using the missing area percentage of the foliar limb consumed by pest. according to the above ratings, scales of qualitative damage description were estimated and proposed for broccoli (tab.1) and lettuce (tab. 2). table 1. damage degree caused by deroceras sp. in broccoli. degree damage degree damage (%) description 1 0-10 mild 2 11-15 moderate 3 16-20 severe 4 >20 very severe table 2. damage degree caused by deroceras sp. in lettuce. degree damage degree damage (%) description 1 0-10 mild 2 11-25 moderate 3 26-49 severe 4 >50 very severe it’s worth mentioning that cut plants in first evaluation were classified with a 100% damage index. statistical analysis: results were analyzed using statistical software sas v6 through an analysis of variance; treatments that showed significant differences were processed with the tukey comparison test. results and discussion according to gender identification, was classified as deroceras sp. vera and linares (2003) small slugs of 20 to 50 mm long were found, its mantle near the head (strange et al., 1999) and on its surface, a pattern protrusions as a concentric wrinkles that are originated from the right side near the pneumostome, respiratory pore located on the right rear of the mantle (crowell, 1977), laterally compressed tail (keeled), its body color is cream with gray marks, the foot is divided in three layers (tripartite foot) with a whitish sole and its mouth is protruding. according to the analysis of variance, the initial pest population, before the treatments application showed no significant differences (p≤0.05), which indicates uniformity across the entire experimental area. number of captured individuals per experimental unit: the analysis of variance for the captured individual variable, revealed highly significant differences at level p≤0.05, during the three evaluation stages in two cultures. in broccoli, the total of caught individuals was 126, 95, 83, 68 and 0 for the beer trap, metaldehyde trap, sisal bags, milk trap and the plot without management method, respectively (tab. 3). the total of captured individuals during the evaluation period in lettuce was 89, 71, 62, 51 and 0 for the beer trap, metaldehyde trap, sisal bags, milk trap and the plot without management method, respectively (tab. 4). it was observed that the greatest number of caught individuals for the two crops corresponds to the beer treatment. according to tab. 4 for the first and second evaluation stage of lettuce, treatments showed statistical differences table 3. average number of captured slugs by different management practices in three evaluation stages in broccoli crop. treatment evaluation 0-20 d 21-80 d 81-90 d metaldehyde 13.50 a 4.16 a 3.00 a beer 11.30 ab 5.33 a 3.33 a sisal bags 8.16 b 4.00 a 3.00 a milk 7 b 3.33 a 1.83ab control 0 c 0 b 0 b cm tx. 159.58** 24.36** 11.30** cv 37.08% 42.90% 48.22% means with different letters indicate significant differences according to the tukey test (p≤0.05). ** represent significant differences (p≤0.001). 244 agron. colomb. 29(2) 2011 compared to control treatment, in the third evaluation with metaldehyde, sisal bags and milk treatments not differ statistically between them for this stage. the beer pitfall trap, acted as a real attractive due the high number of captures, contrary to the statement of van balen et al. (1983); who not attribute to this substance any attractant effect. besides, for some mechanism, beer doesn’t allow to escape to the slugs once they fall into the liquid, in contrast to milk that allows to the slugs to escape out of the pitfall trap. studies carried out by angel et al. (2004), recommend beer as an effective treatment in slugs capture, because, as well as snails they are attracted to this chemical, result of the fermentation process and high content of yeast, reason why it’s one of the most popular baits (andrews and sobrado, 1984). beer trap has the advantage of capture and eliminate slugs by drowning, as corroborated by torres and yánez (1998), who also affirms that beer can still capturing slugs for a month without a constant vigilance from the farmer for its elimination, but it’s a more expensive treatment, while sisal bags eases the collecting work of slugs and has the additional advantage that can be reused. metaldehyde treatment proved to be very effective in broccoli and lettuce first evaluation. the high mortality rate is explained by lange and sciarone (1952), who affirms that deroceras reticulatum is more susceptible to be attracted to this substance compared to other species (milax gagante and limax sp.). ester and geelen (1996) concluded that these toxic baits are characterized to be fast and effective controlling this pest by destroying the mucus-secreting cells, dehydrating the slugs in an irreversible way. however the capture number decreased in the following evaluation stages, the chemical efficiency wasn’t the expected possibly due to adverse weather conditions that affected the concentration of the active ingredient of the bait when enter in contact with rainwater. respect to treatment with sisal bags, possibly occurred that slugs used it as a refuge during the day and at night went out to eat, since the number of live slugs observed under this type of refuge was high. therefore there’s no statistical difference in relation to other treatments in the second and third evaluation in the two crops tested, is considered as an advantage because it gets as a resource in the farm and it can be used with no cost, however requires more labor force to remove live slugs that take refuge under the trap. percentage of plants affected by pest: results showed differences highly significant between treatments (p≤0.05) in the three evaluations of both crops. in the third evaluation stage, sisal bags provided the largest number of affected plants, probably due to prolonged monitoring frequency in the last evaluations, that’s the reason why we agree with andrews (1983) who affirms that slugs find moisture in sisal bags and seek shelter on it, that’ll guarantee its permanence and to cause further damage day after day. using this method as an option to reduce slug’s population is unpredictable because they need to be revised periodically and in early hours of the morning, to avoid that these mollusks take refuge and cause further damage. the general pattern of average affected plants by deroceras sp., was sigmoid type. apparently the slug’s feeding activity is related with environmental conditions such as precipitation, moisture and soil temperature, since in the evaluation period there was constant rain, a favorable condition to the slug growth. the affected plant total percentage was found during the evaluation period in lettuce crop was 87.00 and 81.92% in broccoli, when plants presents any type of control practice (control). results obtained by andrews and mira (1983), affirms that for each active slug/m² per night there’s a 20% decrease in plants number. damage index: analyses of variance for damage degree, revealed highly significant differences (p≤0.05) in the three table 4. average number of captured slugs by different management practices in three evaluation stages in lettuce crop. treatment evaluation 0-20 d 21-80 d 81-90 d metaldehyde 9.00 a 3.83 a 2.66 a beer 8.00 a 3.66 a 1.66 ab sisal bags 8.50 a 2.50 a 1.50 b milk 5.50 a 2.16 a 1.33 b control 0 b 0 b 0 c ms tx. 82.95** 14.21** 5.46** cv 38.67% 49.25% 42.24% means with different letters indicate significant differences according to the tukey test (p≤0.05). ** represent significant differences (p≤0.001). santacruz, toro p., and salazar g.: slugs control methods (deroceras sp. müller) in lettuce and broccoli crops 245 stages of the two crops tested. for the first evaluation stage of broccoli and lettuce treatments with metaldehyde and beer behaved statistically different from other treatments, in the sixth leaf sprout with mild damage in lettuce that then became in a moderate damage during the eighth leaf sprout. sisal bags and milk treatments are statistically equal, with a moderate damage description, as well in the control, however in the eighth leaf sprout the damage is assumed as serious for both crops. in the tenth leaf sprout, treatments show statistical differences with description ranges of damage to those presented in the eighth leaf, according to barrat et al. (1989), the strong attacks of slugs in crops early stages caused damage that limit their growth because sometimes cause defoliation in young plants resulting in growth deficiencies or death. in this sense, allard et al. (2004) affirms that some researchers estimate the damage caused by these foliage consuming pests could result in 60 to 90% losses which, according to clement (2006), for the particular case of deroceras sp., can affect from 10 to 80% general production. in the first evaluation stage of lettuce (control) 29,8% of the foliar limb was affected described as a severe damage index. in beer traps and metaldehyde treatment, a damage reduction was noticed, without significant differences (p≤0.05), with moderate damage index. montero et al. (1999), evaluated different treatments of impregnated baits with chemicals and beer, saying that yields were three of four times higher than control without any application thus preserving more healthy plants at harvest time with an increase 23,3% compared to the control which only had 6,8% of healthy plants with respect to the entire plants planted. sisal bags treatment in lettuce was statistically similar to milk tramps treatment, but these percentages are very close to percentages of index damage classified as severe. respect to the area consumed by slugs, during the eighth and tenth leaf sprout, in these stages of lettuce growth, statistical differences (p≤0.05) between treatments were showed. the control lost the highest percentage of leaf area for the sprout evaluation of the 8th and 10th leaf. for this evaluation, beer and metaldehyde treatments achieved a greater crop protection, obtaining a smaller consumed area, for valuation with 6 leaves and 8 leaves, while in sisal bags and milk treatments are statistically equal in the valuation of the eighth leaf and the sprout of the tenth leaf, are statistically different (tab. 5). these values corroborate the results of montero et al. (2000); who carried out observations in which was determined that slugs consumed more foliar limb, 15 d after sowing. in the same way, raut and punigrahi (1980) quoted by fernandez (1982), selected eight vegetable species to determine the food preference of slugs laevicauli alte. results showed that lettuce was the most accepted vegetable while spinach had lower consumption and food preference. in the second evaluation stage, the damage in the broccoli inflorescence and the head compaction was evaluated, obtaining significant differences between treatments. in broccoli inflorescence, was observed that there was no serious damage however the damage percentage was decreasing because of the individual reduction in field by action of different attractants tested. for the second evaluation stage, corresponding to the compaction phase of lettuce head, the damage percentage on the head surface with beer treatment reported the lowest percentage, while statistically metaldehyde treatments and sisal bags are the same respect to the affected area by slugs with mild damage. it’s worth mentioning that control is not different from the milk trap treatment, being the highest index values at head damage level. in the third evaluation stage, which includes broccoli harvest stage; the damage index was conserved in relation to the evaluation above described, was observed a light increase in damage percentage of milk traps and the unaffected control, finally a description based on the damage percentage per evaluated treatment. the damage index percentage for beer and metaldehyde treatment was kept. in case of broccoli the mild qualification seriously affects table 5. damage degree in the second evaluation stage; broccoli flowering stage and compaction phase of lettuce head, estimating the damage by deroceras sp. treatment broccoli flowering stage compaction phase of lettuce head damage (%) description damage (%) description control 3.46 a mild 19.70 a moderate milk 2.67 b mild 16.50 a moderate sisal bags 2.37 bc mild 8.30 b mild metaldehyde 1.88 cd mild 6.00 bc mild beer 1.66 d mild 3.20 c mild ms treatment 3.07** 298.55** cv 24.91% 34.10% 246 agron. colomb. 29(2) 2011 the final product quality and since this damage despite of being the lower is evident in the vegetable inflorescence affecting its appearance and the consumer purchase final decision. this is evidenced by montero et al. (2000) who indicate that this pest can affect vegetables like broccoli and cauliflower in the inflorescence formation; damage evidenced by a blight presence because the slug transfer on the surface that initially is not observed, but over time is recognized by its brown color (rare), finally affecting quality and price of the product. in lettuce, control showed a continuous damage and the highest foliar area consumption. beer and metaldehyde treatments showed a mild increase in damage index percentage, but its description match with the previous evaluation, milk and sisal bags are statistically the same. the decrease of foliar area consumption is attributed to slugs didn’t keep a regularity in the amount of daily food consumption, being noted that they can increase the consumption in one period but can decrease it in other, since they can keep their workload to minimum in search of food, thus reducing their energy consumption and staying up to 6 d without eating. this irregular behavior in food consumption was confirmed by andrews (1987), andrews and sobrado (1984), with similar results. otherwise, fernández (1982) affirms that slugs also feed on adjacent weed to crops, where they hide and reproduce, which would also explain the reduction of foliar area consumption. conclusion beer pitfall traps and metaldehyde treatments are consolidate as a good choice for integrated management of slugs, since they were the best treatments to capture slugs and reduce affected plants, especially in early phenological stages of crop because it’s considered the most critical attack of this pest to present mild damage index in harvested product. cited literature allard, g., j. ghent, i. mironic, and l. spitoc. 2004. transferencia de tecnología y de información, la lucha contra los insectos defoliantes en la república de moldova, in: documentos fao, http://www.fao.org/docrep/007/y5507s/y5507s07.htm; consulted: january, 2011. andrews, k. 1983. trampa para determinar la densidad poblacional de la babosa vaginulus plebeius, plaga del fríjol común. turrialba 23(2), 209-211. andrews, k. and a.h. mira. 1983. relación entre densidad poblacional de la babosa vaginulus plebeius y el daño en fríjol común, phaseolus vulgaris. centro de documentación ciat 28(2), 245-249. andrews, k. and c. sobrado. 1984. control cultural y mecánico de babosas vaginulus plebeius, antes de la siembra de fríjol. pp. 6-12. in: memorias i seminario centroamericano sobre la babosa del fríjol. tegucigalpa. andrews, k. 1987. la importancia de las babosas veronicellidos en centroamérica. ceiba 28(2), 150-153. ángel, n., r. torres, and c. yánez. 2004. evaluación de técnicas de control de babosas (mollusca: pulmonata) en fresas y hortalizas en zonas altas del estado de táchira. agron. trop. 48(3), 219-303. aragón, j. 2003. guía de reconocimiento y manejo de plagas tempranas relacionadas a la siembra directa. in: inta, www. elsitioagricola.com/gacetillas/marcosjuarez/mj20030212/ publicacionplagas.asp; consulted: june, 2011. aragón, j. 2004. guía de reconocimiento y plagas tempranas relacionadas a la siembra directa. inta 2a ed. www.inta.gov.ar/mjuarez/ info/documentos/entomologia/plsoja06; consulted: june, 2011. bailey, s. 2002. molluscicidal baits for control of terrestrial gastropods. pp. 33-54. in: barker, g.m. 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results allowed estimating partition coefficients for both the vegetative and the reproductive stage. leaf, stem and corm dry matter were observed to increase in equal proportions during the vegetative stage. during the reproductive stage, only the stem was observed to increase its dry matter content (although not as much as in the vegetative stage), while leaves and corm were found to decrease it. a sensitivity analysis established lue as the most sensitive parameter. in consequence, research efforts should be aimed at improving this conversion of radiant energy into dry matter. el plátano es un producto básico en la alimentación para más de 400 millones de habitantes de las regiones tropicales y subtropicales del mundo. los modelos del desarrollo de cultivos se han convertido en una herramienta de mucha utilidad para investigadores que estudian procesos fisiológicos básicos, y agricultores que los usan en la toma de decisiones para el manejo del cultivo. con el objetivo de desarrollar un modelo de producción potencial de plátano, se usaron los datos de dos experimentos con la variedad dominico-hartón en colombia, en los cuales se midieron variables fisiológicas de crecimiento y desarrollo, así como variables climáticas. con base en los resultados se estimó el coeficiente de extinción de la luz (k) en 0,2817 y el uso eficiente de la luz (lue) en 1,63 g mj-1. en la etapa vegetativa, las hojas, el tallo y el cormo incrementaron su materia seca por partes iguales, pero en la etapa reproductiva las hojas y el cormo perdieron masa, mientras que el tallo continuó en aumento, aunque no tan aceleradamente como en la primera etapa. del análisis de sensibilidad se deduce que lue es el parámetro más sensible y, por lo tanto, los esfuerzos se deben dirigir a mejorar la conversión de luz incidente en materia seca. palabras clave: crecimiento, materia seca, coeficiente de extinción de la luz, eficiencia en el uso de la luz, radiación fotosintéticamente activa. key words: growth, dry matter, light extinction coefficient, light use efficiency, photosynthetic active radiation. received por publication: 16 april, 2009. accepted for publication: 6 november, 2009. 1 departamento de agronomia, facultad de agronomia, universidad nacional de colombia, bogota. 2 agricultural & biological engineering department, university of florida, gainesville, fl. 3 corresponding author. bchavesc@unal.edu.co agronomía colombiana 27(3), 359-366, 2009 plantains aab are the largest subgroup of bananas, including numerous cultivars that vary in shape, size, color and taste. plantain is cultivated in a traditional mode, often in combination with other crops (coffee, cocoa and others), thus attaining relatively low yields (10 average t ha-1). a popular feature of this crop is that it can be produced with little management care. plantain is not involved in substantial international trade (less than 0.4% of total world agricultural exports), but is abundant in local markets. production is mainly concentrated in latin america (where colombia is the first producer), the west indies (the dominican republic, haiti), and central and west africa fisiología de cultivos modeling plantain (musa aab simmonds) potential yield modelo de rendimiento potencial del cultivo de plátano (musa aab simmonds) bernardo chaves c.1, 3, gerardo cayón s.1 and james w. jones2 introduction plantain is cultivated worldwide in approximately 2.3 million ha, which produce about 18.3 million metric tons a year. employing about 20 million people, latin america and the caribbean (lac) produce 40% of the world’s total production (7.3 t year-1), which is therefore critical to food security. production is mostly destined to local consumption, and only 1% is exported to usa and europe (inibap, 2001). colombia is the biggest plantain producer in lac. out of the 2.97 million tons that are produced in 400,000 ha, only 120,000 are exported. colombia is also the first plantain consumer in lac, averaging 135 kg per person and year (belalcázar, 1991). 360 agron. colomb. 27(3) 2009 (the democratic republic of congo, nigeria, ghana, côte d’ivoire and cameroon) where there is considerable diversity (gowen 1995). plantain crop systems involve the complex interaction of several processes, out of which a useful model must deal with those that are relevant to its output. in order to model and simulate maximum possible dry matter production or potential yield, the effect of climatic factors such as temperature and radiation on development and growth processes must be considered. climatic data availability allows estimating potential dry matter production for different locations. a potential production model does not take into account water availability, soil nutrient shortage or pest and disease management (gary et al., 1998). thus, its dry matter calculations are always larger than field measurements. for this reason, it is difficult to validate potential production models. however, yield can be optimized by identifying those factors that limit it (dourado-neto et al., 1998; meira and guevara, 2000; ranganathan et al., 2001). the model presented here was based on a simple and general crop growth model developed in wageningen by spitters and shapendonk (1990) and kooman (1995), involving light interception, daily conversion of light into dry matter production, and dry matter allocation to different plant organs. a plantain potential production model not only can help growers determine the best environmental conditions to plant the crop and obtain better yields, but also facilitates taking crop management decisions (lentz, 1998; marcelis et al., 1998). the productive behavior of any plantain variety in a specific location depends on its genotype and on the environment where it grows, two key aspects that determine the diversity of agro climatic conditions that are usually found (thornley and jhonson, 1990; uthaiah et al., 1992; keen and spain, 1992; peart and curry, 1998). despite plantain’s great adaptability to diverse environmental conditions, its productivity is still conditioned by the physiological limits imposed by such adaptation (turner, 1994). plentiful knowledge on plant physiological processes and on the way they are affected by environmental factors is necessary to attain good productivity in economically important species. modeling crop growth as a function of environmental conditions allows building up efficient and sustainable production techniques, as well as deciding favorable genotypes adapted to different production zones. although the modeled crop can be a newly established or a previously existing plantation, the present work is specifically focused on the first possibility, and it is actually the first one in its kind. in this context, the objective of the present work was to develop a dynamic model of plantain potential growth and yield. the model allows both simulating different management strategies and estimating dry matter content of different plant organs. its design also permits further incorporation of water, nutrient and pest limitations. materials and methods a one cycle potential yield model of a new dominico harton plantation is presented. total dry matter was estimated from the observed values of two experiments conducted from august 1991 to march 1993. one of them was planted in the locality of el agrado, municipality of montenegro, quindío, colombia (04°31’ n; 75°49’ w). the other one was carried out in the municipality of palmira, valle, colombia (03°31’ n; 76°19’ w). approximately 2 kg corms coming from needle type sprouts were planted at a density of 1,200 plants/ha, using a 3 x 3 m arrangement with only one plant per site. three plants were monthly sampled during the nine months of the vegetative period; and then every two weeks during the four months of the reproductive period (after flowering). the three sampled plants were dissected into their constituting organs (roots, rhizome, pseudo stem, leaves, flower stem, and bunch) in order to measure fresh and dry matter. climatic variables for both experiments were available from january 1991 to december 1993. several physiological variables were measured: plant height, perimeters, length, width and fresh and dry weight; number of current and emerged leaves, and fresh and dry weight of floral stem, bunch, fruit pulp and rind. non-linear regression analysis was applied to adjust the curve that describes and estimates leaf area index behavior. according to a study carried out by turner (1994) on 30 cultivars, base temperature may vary from 10.3°c to 14.2°c. thus, we set base temperature (tb) at 12.5°c; and optimum and maximum temperatures at 25°c and 40°c, respectively. the model was developed in microsoft excel® software. description of the system and development of the model as a perennial crop, plantain is featured by yield and physiological behavior of mother and daughter plants, each of them representing one production cycle. even though the modeling process can be applied to previously existing plantations or to second or third production cycles, the complexity they imply is out of the scope of this work. 3612009 chaves c., cayón s. and jones: modeling plantain (musa aab simmonds) potential yield in modeling potential yield, it is assumed that the crop is only limited by temperature and radiation, implying that the plants are plenty of water and nutrients, and that no pests or diseases are present. daily average temperature (°c) and radiation (mj m-2 d-1), constitute the input of the model, while total dry matter (g/plant) is the output. intercepted light estimation and light use efficiency (g mj1) are respectively an auxiliary variable and a parameter. transformation of intercepted light into daily growth (g/ plant), is the main process to be modeled. cumulative daily light interception rate, light use efficiency and daily accumulated solar radiation produce variations in daily accumulated total dry matter. model structure a simple schematic representation of the model is shown in fig. 1. figure 1. schematic layout of the developed plantain potential yield model. light interception the driving factor that determines plantain growth is light intercepted by the crop (f int), which depends on the amount of foliage and its distribution, that, in turn, vary along the growth cycle. depending on the specific crop tissue that is being modeled, and as it can be seen in equation 1, light interception can be described as: f int = (1–e–k lai) (1) where k is the extinction coefficient and lai is leaf area index. the latter was calculated as the quotient that results from dividing total leaf area by 10,000 m2 (spitters et al., 1989). total leaf area is the product of leaf length (m) and width (m), times 0.80246 (belalcázar, 1991). when light competition appears, intercepted light starts to decrease, which takes place around harvesting time. for such reason, this phase was considered relatively irrelevant to the model, and therefore excluded from it. growth expressed in dry matter production (g ha-1 d-1), daily growth was calculated as the product of intercepted radiation (mj m-2 d-1), light use efficiency (lue) and intercepted light fraction, which is expressed as g of dry matter per mj of intercepted radiation. lue integrates photosynthesis and respiration, so any factor that affects it will also affect these processes. as it is shown below in equation 2, total daily growth is calculated as: dw = fint*par*lue (2) where dw is total daily growth as expressed in dry matter (g ha-1 d-1) and par is photosynthetic active radiation, which is equivalent to 50% of global radiation (monteith, 1977; gosse et al., 1986; kooman, 1995; jones and luten, 1998). dry matter allocation the model addresses a simple way to simulate daily dry matter allocation, consisting in only taking into account the reproductive organs to be harvested (the plantain bunch in this case) and the vegetative necessary organs that give the plant its strength and allow it to produce assimilates. its approach to dry matter allocation consists in estimating each organ’s fraction from total dry matter. hence, the growth rate of each organ can be written as shown below in equations 3 to 6 (marcelis, 1994; kooman, 1995; marcelis et al., 1998; salazar et al., 2008): bunch fraction: dwfruit = f * dw (3) leaf fraction: dwleaves = l * dw (4) stem fraction: dwstem = s* dw (5) corm fraction: dwcorm = (1 – l – s – f )* dw (6) where l, s and f are the partition coefficients for leaves, stem and fruit, respectively. given that bunch biomass allocation only takes place after flowering, until then f is equal to 0. dry matter simulation total daily dry matter was simulated through euler’s method (van kraalingen, 1995; salazar et al., 2008), as presented below in equation 7: wt = wt-1 + dwt δt (7) where wt is total dry matter (g m-2) at time t; wt-1 is total dry matter at time t-1 (g m-2); dwt is dry matter daily growth rate (g m-2 d-1), and δt is the time increment (1 day). luelue intercepted light bunch lai fingershands daily growth leaves, stems and corms 362 agron. colomb. 27(3) 2009 results and discussion leaf area index (lai) light interception was derived from lai, which was calculated as total leaf area/10,000 m2 for 1,111 plants/ha. thermal time was calculated using a tb value of 12.5°c (turner, 1994) and a weather database for the period between the planting date (01-02-1991) and the last measurement (2502-1992). a non-linear regression equation was fitted in order to estimate lai as a function of time after planting, using a sigmoid logistic curve. as it can be seen in equation 8, the predictive mathematical expression is: ( )( )6.1300306.0exp1 9454.12 −−+ = t plai (8) where 12.9454 m2 is maximum lai (m), 0.0306 is the slope of the curve (b), and 130.6 is the time in days during which lai growth rate is maximum (c). rmse was 1.5145; r2 was 98.10% and standard error values for m, b and c were respectively 0.6767, 0.000879 and 130.6 (fig. 2). figure 2. observed an estimated plantain leaf area indexes (lai). the precision of many photosynthesis models depends mostly on accurately predicting lai, which is generally related to light interception. two approaches have been frequently used to simulate leaf area development: (1) leaf area as a function of plant development, and (2) as a prediction from estimated leaf dry matter (marcelis et al., 1998). lai development is strongly influenced by radiation (marcelis et al., 1998); for this reason, the first approach is frequently imprecise for greenhouse crops, due to fluctuations in radiation (annual crops). nevertheless, some authors combine both methods, as is the case of spitters et al. (1989) in annual species, de visser (1994) in onion, de visser et al. (1995) in carrot, and gijzen et al. (1998) in vegetables under greenhouse conditions. in tomato and rose crops, marcelis et al. (1998) have estimated lai using constant values of specific leaf area (sla) as a function of developmental stage or of source-sink relations. basing lai modeling on estimated leaf dry matter and sla constitutes a more flexible approach, and has been applied in several crop models such as tomato (heuvelink, 1999), lettuce (van henten, 1994), rose (lieth and pasian, 1991), chrysanthemum (lee and heuvelink, 2003) and oil palm (awal et al., 2004). according to lee and heuvelink (2003), prior-to-canopy-closing lai values have been frequently overestimated. estimation of total dry matter parameters light use efficiency (lue) an iterative non-linear optimization procedure was used to minimize the square sum of the differences between observed and predicted dry matter values, through a microsoft excel® solver tool. the minimum square sum was found when lue = 1.63 g mj-1. regarding the american tropic, and specifically colombia, salazar et al. (2008) developed a cape gooseberry (physalis peruviana) potential production model that describes dry mass production and distribution from the moment of planting to the end of the first harvest cycle. their model presents lue values of 0.46 g mj-1 for the vegetative stage, and 2.62 g mj-1 for the reproductive stage. in other studies, lue (g mj-1) has been observed to depend on crop management and sowing density, ranging from 2.1 to 3.2 in the case of potato (kooman, 1995) and from 1.92 to 2.02 in peanuts, (kiniry et al., 2005); similar measurements are 1.81±0.05 for wheat, 1.52 ±0.05 for pea and 1.92±0.12 for mustard (o’connell et al., 2004). kooman (1995) pointed out that lue changes with plant development. intercepted light according to equation 9, daily intercepted light was determined as: f int(t) = (1–e–k*lai) (9) where k = 0.2817 is the extinction coefficient and lai was estimated by the logistic function. fig. 3 shows intercepted light through time after planting. approximately 150 d after planting, the foliage was intercepting close to 0,9 of global radiation. extinction coefficient k depends on plant architecture and leaf position, angle and orientation. several models have 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 50 100 150 200 250 300 350 400 le af a re a in de x days after planting 3632009 chaves c., cayón s. and jones: modeling plantain (musa aab simmonds) potential yield been developed in different crops to estimate this coefficient (marcelis et al., 1994), whose values vary with planting density. in the case of coffee, for example, castillo et al. (1996) reported different k values for different planting densities. for 2,500; 5,000; 7,500 and 10,000 coffee plants/ ha, k values were respectively 0.46, 0.48, 0.60 and 0.61. heuvelink (1995) reported k = 0.72 for tomato densities of 2.3 and 2.6 plants/m2. carranza et al. (2008) found k values of 0.5120 and 0.5052 for two simple dry mass distribution models in broccoli (brassica oleracea var. italica) and cabbage (brassica oleracea), respectively. parameters for dry matter distribution to leaves, stem, corm and bunch plant developmental stage determines the pattern of dry matter distribution to different organs, and leaf area growth determines the light interception pattern (kooman, 1995). as a simple way of simulating total dry matter distribution, the present model considers two stages: vegetative and reproductive. the vegetative stage corresponds to the production of leaves, corm and stem, which are necessary to form the plant and produce assimilates. in calculating biomass partition during the reproductive stage, flowers and bunch need also be considered, in addition to leaves, corm and stems. in doing so, the different organs of the plant were assumed to compete for assimilates, each of them representing a fraction of total dry matter, and varying with the physiological stages. this led to calculating the fractions independently for each organ at each stage. in order to estimate the partition coefficient ( o), each organ’s observed and estimated dry matter square sum was calculated and integrated into a single expression that assigns them all the same weight. thus, the objective function to be minimized (equation 10) was: 2 2 2 2 f l s c f l s c of ss ss ss ss s s s s = + + + (10) where ssf, ssl, sss and ssc are the respective square sums of the differences between observed and estimated bunch, leaf, stem and corm dry matter values; and s2f , s2l , s2s , s2c are the variances of the observed data. as mentioned above, before flowering f equals 0. consequently, the of function was divided in two objective functions to be minimized: one for the vegetative stage, and another one for the reproductive stage (salazar et al., 2008). for the vegetative stage, the of function was minimized using the values of the estimated parameters l=0.3387, s=0.3550 and c=0.3058. except for the root, dry matter of leaves, stem and corm was found to increase in equal proportions during the vegetative stage, indicating that there was no selectivity for assimilates on the part of the plant organs. even though during the reproductive stage almost all assimilates went to the bunch (implying that f = 1), the stem still exhibited some growth. the parameters of the reproductive stage were estimated with the same methodology. for the reproductive stage, l =-0.0121, s = 0.2009, c=-0.2526 and f = 1.0639. the negative values of leaf and corm fractions imply that these organs lost mass because part of their assimilates were transferred to the bunch, and possibly to daughter plants and roots as well. fig. 4 shows the amount of dry matter of each modeled organ. a negative relation can be clearly observed between dry matter accumulation in the bunch and loss of corm mass. while the leaves did not gain mass, the stem continued to increase. at the end of the experiment, bunch dry matter represented 45.28% of total aerial dry matter, to support which stem and root structures need to be sufficiently strong. the corm was observed to start losing dry matter before bunch formation, probably at flowering (fig. 4). it is important to consider and measure the flowering process in order to include this organ in the model’s explanation of the gap between the beginning of dry matter loss by the corm and the formation of the bunch. although flowering usually marks the limit between the vegetative and reproductive stages, in the present work such limit was set at bunch inception. this date changeover resulted from the environmental conditions of the experiment sites, and is likely influenced by differences in stage of growth at the moment of planting. salazar et al. (2008) found respective stem and leaf dry matter partition coefficients of 0.72 and 0.28 during the vegetative stage; 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 days after planting f in t figure 3. light interception during the studied period. 364 agron. colomb. 27(3) 2009 and of 0.09, 0.23 and 0.69 for leaves, stem and fruits during the reproductive stage. likewise, carranza et al. (2008) reported respective partition coefficients of 0.4662, 0.4513 and 0.0825 for leaves, stems and root in the vegetative stage of broccoli; and of 0.1418, 0.3643, 0.2709, and 0.2230 for leaves, stems, root and flowers in the reproductive stage. in cabbage, such coefficients were 0.6530, 0.2841 and 0.0630 for leaves, stems and root, respectively. total dry matter sensitivity analysis in order to determine parameter sensitivity for k, lue and k*lue, the model was run nine times, changing the values of the parameters to make up a 3*3 factorial array. as a result of the analysis of variance, lue comes up as the most sensitive parameter, whose square sum represents 98.1% of the total sum squares; in turn, k represents 1.77%, and k*lue, 0.13%. as well as in the case of total dry matter, lue was observed to be the most important parameter accounting for fruit yield. in fact, within the variation range of lue, yield was found to be directly proportional to it. in practice, all this means that it is important to conduct efforts aimed at improving co2 capture through breeding and crop management, paying special attention to factors such as population density, planting system, planting date, appropriate cultivation zones and cultural management. great part of the assimilates accumulated in the corm until flowering supply bunch formation during the reproductive stage, so a timely cultural management aimed at eliminating organ competition should be carried out. furthermore, stem partition coefficient was observed to increase from the vegetative to the reproductive stage, probably in order to support the bunch. in contrast, leaf dry matter proportion decreased considerably from the first to the second stage. total dry matter response and uncertainty were linear with respect to k and lue. although larger values are desirable for these parameters, a suitable balance must be found between k, lue, total dry matter and their variability. d ry m at te r (g ) 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 1 25 53 84 114 145 175 237 267 298 328 359 390 aerial simulated aerial corm simulated corm simulated leaves simulated stem simulated bunch stem leaves bunch days after planting figure 4. plantain dry matter allocation. 3652009 chaves c., cayón s. and jones: modeling plantain (musa aab simmonds) potential yield the model presented here does not take into account heterogeneous development and growth. however, it predicts biomass trough time, and must be understood as representing the growth of a single plant during its first production cycle. in this sense, tixer et al. (2004) report a probability based simba-pop model, calibrated and validated to predict banana harvest, but not involving plant growth or development anyway. conclusions modeling plantain potential yield allowed determining and estimating some of the parameters that affect it, namely k, lue, and total dry matter partition coefficients. the distributive model clearly shows the dynamics and processes of the crop, particularly focusing on the translocation of assimilates from the vegetative organs (especially the corm) to the bunch. in estimating the parameters, two stages were considered, which led to minimizing two objective functions, one for the vegetative stage, and another one for the reproductive stage. at the beginning of the reproductive stage (bunch inception), assimilate dynamics undergo a remarkable change when leaf dry matter stops increasing. stem dry mater continues to increase, but corm dry matter decreases to transfer assimilates to the bunch, and possibly to the roots and daughter plants. given that it contributes to understanding assimilate distribution dynamics, it is advisable to include flower dry matter in the model. among the evaluated model’s parameters, lue comes up as the one that most sensitively affects yield. further research should be aimed at improving co2 capture and assimilate formation via crop management as well as plant breeding. it is advisable to include more components in the model and to continue evaluating them through sensitivity analysis and validation processes. once the complete potential growth model is ready, it shall be possible to include soil, water and nutrient limitations, as well as mass reduction caused by pests and diseases. finally, with the aim of maximizing the profit, the economic component should also be included. literature cited awal, m.a., i. wan, j. endan, and m. haniff. 2004. determination of specific leaf area and leaf area-leaf mass relationship in an oil palm plantation. asian j. plant sci. 3(3), 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methodologies and approaches have started to emerge. these new views have provided rural people with tools to participate in their own development processes and recognize that rural issues go beyond agricultural production. the rural management and development research group in the department of agronomy at colombia’s universidad nacional has been working within this conceptual framework that tends to focus not only on participatory methodologies, but also on gender focus, the new rural setting and the territorial development. the research group has been involved in rural areas of bogotá and cundinamarca, building proposals with the active participation from the nuclei of rural entrepreneurs as an alternative model to the conventional rural associative enterprise. a partir de la segunda mitad del siglo xx, el impulso a la conformación de empresas asociativas rurales (ear), se constituye en una de las principales herramientas para llevar a cabo las políticas de desarrollo rural. la mayor parte de estas iniciativas terminaron en el fracaso, marcadas por el paternalismo de las instituciones y la falta de participación activa de las comunidades rurales. frente a esta situación, se ha desarrollado metodologías y enfoques que contemplan la participación real de los habitantes rurales en sus propios procesos de desarrollo y que reconocen que lo rural va más allá de la producción agropecuaria. dentro de esta corriente de pensamiento, que contempla dentro de su marco conceptual a las metodologías participativas, el enfoque de género, la nueva ruralidad y el desarrollo territorial, ha venido trabajando el grupo de investigación en gestión y desarrollo rural de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, en territorios rurales de bogotá y cundinamarca, construyendo la propuesta de trabajo con núcleos de emprendedores rurales, como modelo alternativo al de la empresa asociativa rural convencional. key words: rural development, peasant economy, associatively, paternalism, self-management. palabras clave: desarrollo rural, economía campesina, asociatividad, paternalismo, autogestión. introduction as a result of the research fieldwork and of permanent academic ref lection by the research group on rural management and development at colombia’s universidad nacional (gigdr for its name in spanish), the methodological approach was constructed to support the “nuclei of rural entrepreneurs”, seeking to respond to the need to strengthen sustainable development processes with the communities and bearing in mind that most institutional initiatives aimed at rural development have limited resources, which are assigned for short-term projects. the gigdr defines the nuclei of rural entrepreneurs (nre) as groups of individuals within a territory who develop innovative processes in some aspect pertinent to their context or productive problems. these groups have an economic project at the idea or execution levels, i.e., they are engaged to a productive or service activity and have a disposition to improve such. they can be made up of different stakeholders from the rural areas and can be a mixed type or a combination of these types of stakeholders and without gender discrimination. these groups have achieved a certain level of organization without having to be formally constituted; their proposal responds to initiatives from its members to be conducted jointly (parrado et al., 2009). we start from the hypothesis that active participation from rural communities in their own development processes enhances the sustainability and pertinence of the actions undertaken (chambers, 1992; geilfus, 1997; fals, 1998; ifad, 2004; perry, 2004; camacho, 2007; parrado et al., 2009). 502 agron. colomb. 28(3) 2010 the nres go against the conventional approaches of promotion of rural association, where the relationship between institutions and rural communities occurs in a vertical and paternalistic manner, leaving little room for the participation and initiative from peasant workers. on the contrary, the nres are active subjects of change and dynamic processes of economic and social development in the territories. work with the nres permits reaching greater efficiency and effectiveness in the use of financial resources, human capital, and time available in the institutions and it is frameworked within participatory methodologies, returning elements of participatory research and planning and the horizontal extension or peasant to peasant. the research group experience has concentrated on nres present in the areas of provinces from the east and tequendama in cundinamarca and in the district of sumapaz in bogotá, where multidisciplinary, inter-institutional work has been carried out with a long-term vision and territorial approach. the rural associative organizations in latin american development programs we can locate the origins of associative organization in latin america, in the forms of collective production of the aboriginal communities represented in the minga and the mano vuelta, which reinvented during the colony under the figure of the mita by the spanish, as an instrument of slavery, mainly in the mining industry and then in agriculture. during the first half of the 20th century, cooperative organization arrived to latin america brought by european immigrants and religious communities, and since the 1930s it has been promoted by some social leaders, without obtaining a significant impact in the local social and economic structures (coque, 2002). during the 1960s, the latin america peasant movements were consolidated influenced by the cuban revolution. these movements had agrarian reform as their main battle cry, i.e., the equitable distribution of land ownership, guaranteeing access to land for the small producers. the government of the united states, during john f. kennedy’s administration, established the strategy denominated “alliance for progress”, which was signed the oas-member latin american countries in 1961. the alliance for progress sought the enactment of nonstructural policies of agrarian reform, which would offset the cuban influence. throughout the continent agrarian reform laws were enacted with a vision of economic liberalism, seeking to modernize agricultural production from the expropriation of lands underutilized by landowners and turning over waste lands to small farmers. institutions were created to assume the responsibility of coordinating the process2 and promoting the formation of cooperatives or community enterprises made up of small farmers benefiting from the distribution of land. these cooperatives were constituted and coordinated by the state, with a highly paternalistic approach and limited participation from peasants in decision making processes, which led them to generalized failure (coque, 2002). in the 1970s, under world bank leadership the model for integrated rural development model (ird) was launched seeking to create a social class made up of “modern” small farmers, who would incorporate to their productive processes the technological packages of the green revolution3 and would manage their agricultural exploitations with a business vision (vargas, 1999). again, the paternalistic approach and the limited farmer participation led to the failure of the model, which tried to redesign itself during the 1980s, including more active participation from peasants, to finally disappear during the 2000s in the middle of the economic liberalization. as of the 1990s, with the implementation of free-market models, state support centered on agricultural business exploitation with possibilities of competing in international markets. small farmers, excluded from the economic model, become receptors of assistance programs to combat poverty. proponents of the model expected for the great agro-industrial businesses and the growing metropolis to absorb rural labor as the peasant economy disappeared, which was seen as a burden for the insertion into international markets (echeverri, 1998). after a decade of economic liberalization, which included the bankruptcy of the sectors that could not endure the dismantling of protective measures, increased imports against the low growth of exports, and the subsistence of 2 the colombian institute of agrarian reform – incora – was created in colombia through act 135 of 1961. 3 the green revolution can be defined as the promotion of the use of genetically modified plant varieties and fertilizers and pesticides of chemical synthesis (agrochemicals). to express their genetic potential, the varieties must be planted in single crop and managed based on the use of agrochemicals, which are generally sold by the same companies producing the seeds. 5032010 parrado: from the associative companies to the nuclei of rural entrepreneurs a mostly peasant rural sector in most of latin american countries, the governments revised their strategy, seeking to improve competitiveness from the approaches of agroindustrial chains and clusters. to consolidate competitive chains with a low production base, we again recurred to associative organizations4. peasant workers organized around formal businesses, which aggregate their product offering and increase their technological level to be able to more efficiently integrate with the links of agro-industry, commercialization, and consumption, ensuring the quality of their production (kantis 2004. monares and bustamante, 2004. riveros, 2009. molina et al., 2008). reality shows us that most of these efforts continue ending in failure, because of the impotence of institutions and the lack of motivation by farmers. faced with the failure of the paternalistic approach of rura l development, a lternative discourses are being constructed, which address the problem with a holistic view, seeking to empower the peasants and promote the self-management of the raos. these models that can be defined as participative models surged during the 60s and 70s from the proposals for popular education, participatory action research and gender approach (chambers, 1992; geilfus, 1997; fals, 1998). they address the challenge of rural development with a holistic view, seeking to empower the peasants and promote self-management in development processes. during the last two decades, new proposals have been developed by academia and cooperation agencies regarding latin american rural development. the proposals of the new rural setting and broadened agriculture acknowledge that the rural economy goes beyond the merely agricultural, and that in the rural areas the activities of the industrial and service sectors are also important 5, in some cases representing more than 50% of the rural product (echeverri, 1998; salgado, 2004; pachón, 2007; aranda et al., 2009). as of the new views mentioned on rural development, from the local development experiences of the leader program in europe and retaking elements from the system theory and from territorial planning, among others, 4 t he associat ive work enter pr ises (aw e) a nd t he ag r ic u lt u ra l transformation societies (ats) are examples of legal associative forms launched within the last two decades in colombia. 5 environmental services and rural tourism have received increasing at tent ion, not on ly f rom ac adem ia but f rom loc a l a nd nat iona l governments. surges the territorial development approach (shejtman and berdegué, 2003). the object of development goes from the production unit or agro-industrial chain to the territory, understanding such as a social construction around a cultural identity. the discussion of competitiveness also passes to a territorial dimension, and there is talk, for example, of territorial brands and regional competitiveness agreements between stakeholders and development agents. rural associative organizations (r aos) are conceived as important local players, fundamental base of development processes. toward understanding rural associative organizations (raos) understanding rural associative organizations is necessary to recognize their particularities and complexities, as human organizations where different interests converge. their study requires a comprehensive and transdisciplinary approach, which bears in mind that every human group is defined from the interaction with its local context and constitutes a unique reality. the relationships arising between the different elements and dimensions that converge in the r aos make the whole different from the sum of its parts. it is not convenient to limit our discussion to reductionist and systematic methods of industrial engineering and to the theory of organizations, which try to place each organ-ization within rigid and universal models. some variables to bear in mind when addressing rural associative organization are: the reasons that explain their creation, the interests that motivate its members to participate, and the territory where they are found6: 1. origin: most of the raos have been created through the initiative of institutions external to the community. in many occasions, the small producers have received incentives to participate in these processes under the expectation of receiving “gifts”, which range from the award of agricultural inputs to financial resources. this condition restricts autonomy and sustainability in the organization’s long term. 2. individual motivation: in some cases participation has self-incentives because individuals seek to satisfy prior civic questions or relationships, but in other instances it is necessary to create external incentives 6 there are many more endogenous and exogenous variables that must be kept in mind to analyze the raos. however, to keep this article concise, we examine three of these we consider fundamental. 504 agron. colomb. 28(3) 2010 that evidence their receiving concrete benefits. when individuals sense that their opinion is not taken into account or that they do not obtain the desired results, they tend to abandon the processes. motivation is a very important factor for rao development and sustainability, especially during the initial stages, when there are generally no significant results in the financial area, although there are in the social and human fields, when individuals feel they are part of a group working to accomplish common goals, generating bonds of trust. within this perspective, money can become a perverse incentive, as it is more clearly so in processes of political participation, given that participation will depend on a payment or income perceived for such. on the contrary, if the motivation to participate obeys a comprehensive set of human, social, political, and economic incentives, there will be greater sustainability of the process (max-neef, 2000; rodríguez, 2007; razeto, 2009). 3. the territory: as social construction linked to an identity and a geographical space, constitutes the framework in which social organizations are born and develop, among which there are the raos. these feed on the strengths and opportunities offered by the territory and by the processes of territorial development being conducted or set to be launched with the participation from the different local players and external entities. it is a decisive factor for the raos, for the territory to have a broad and diverse institutional offer, close to the needs of the local communities and with a good social capital base in permanent improvement. nuclei of rural entrepreneurs, a proposal within the framework of the territorial approach the work with the nuclei of rural entrepreneurs (nres) is a methodological proposal elaborated by the research group on rural management and development at universidad nacional (gigdr for its name in spanish) starting with its research experience and the promotion of rural development in different colombian territories7. in the book: nuclei of rural entrepreneurs, a proposal for rural development with a territorial approach (parrado et al., 2009), the gigdr synthesizes its proposal, analyzing the 7 with the approach of nuclei of rural entrepreneurs, the gigdr has led three thesis projects by students from agricultural engineering and two extension projects in the district of sumapaz and the department of cundinamarca. relationships arising among the nres and the formulation of public policies, participatory research processes, educational models, action of promoters of development, and the elaboration of rural tourism products. the articulating hub of the proposal lies in strengthening the capabilities or skills of the members in each nre to promote self-management, through a dialogue relationship with support institutions and the generation of positive synergies with the territory. the success of the process depends on the relations of trust established between local players and external institutions, which demands longterm work coherent with local realities. the external agent goes on to playing the role of accompanying the process, avoiding leadership, imposition of ideas and locating rural entrepreneurs as objects of study or as passive subjects. institutional support must lead to accomplishing tangible results, even if they are at small scale, like for example, the direct sale of products to final consumers. nre members must have many capabilities or skills to accomplish successful results, both individually and collectively. within the main capabilities to be strengthened, there are those having to do with negotiation, management, contextualization, leadership, creativity, autonomy, coordination, information management, and articulation of networks. this requires more formative processes than isolated training. the themes to be studied must be initially defined by the nre members, thus, avoiding the imposition of courses they may consider of little interest. the work approach with the nres excludes no one, given that it works with formal and informal organizations with different degrees of development and economic activities, which as they are internally strengthened and obtain results in accomplishing their objectives, they also start assuming a leadership role in the territorial setting, attracting other local players into the process. strengthening the nres gives way to a second phase of horizontal extension or of peasant to peasant. between the nre and their territories there are interdependencies that enable their mutual development but that also imply some risks. the nres benefit from the land offer in areas of institutional support, infrastructure, public ser vices, education, environmental quality, and human capital. at the same time, the nres contribute to the construction of citizenship and territorial identity. they are the base for the competitiveness of territories, leading processes of social and economic development. 5052010 parrado: from the associative companies to the nuclei of rural entrepreneurs table 1. differences between the nuclei of rural entrepreneurs and the conventional rural associative organizations. dimension nre conventional rao motivation for their constitution through member initiative and/or institutional support through initiative of institutions external to the organization. uso of incentives to summon potential partners legal typology formal or informal organizations legally constituted organizations relationship with external institutions horizontal vertical interaction with the territory dynamic and comprehensive. nres are territorial development leaders fragmented and utilitarian number of participants relatively stable over time starts with a large number of people, which is progressively reduced until ending up with a small proportion of these integration model territorial, inter-sectorial sectorial educational model comprehensive training promotion of self-management by strengthening skills training in technical and business aspects in fragmented manner autonomy high to medium low creativity development high to medium low management capacity high to medium low long-term sustainability high to medium low source: parrado et al. (2009). strengthening the nres can also be the basis for the formulation of local public policies and for guiding institutional action to meet the specific needs of the territories8. for the purpose of synthesizing the main contributions suggested by the nre approach, against conventional associative enterprises, the following comparative chart is presented tab. 1. conclusions and recommendations rural association in latin america dates back to the precolumbian period, but it wasn’t until the 1960s that it became state policy and received decisive institutional support. nevertheless, the paternalistic and non-participatory approach of the agrarian reform and integrated rural development programs led to the failure of most of the rural associative organizations created during the 1960s and 1970s. with the implementation of the free market model in latin america, state support was drastically reduced for the peasant economy, which was initially focused on welfare mechanisms to combat poverty and in a second stage to 8 an adjustment example of institutional action from the interaction with the nres lies in the execution of the master plan of food safety and supply for bogotá. the proposals made by local leaders belonging to an nre have permitted improving the support model for ‘‘agro-networks” or rural territories and the food distribution logistics. integrate the raos into clusters and competitive agroindustrial chains, without obtaining significant results. recent models of rural development recognize the complexity and inter-sectorial characteristic of the rural territories. within this analysis framework, the rao study requires a holistic and trans-disciplinary approach, which bears in mind the different endogenous and exogenous variables that determine their sustainability. the research group on rural management and development proposes working with the nuclei of rural entrepreneurs, seeking to promote self-management skills by enhancing the capabilities of its members and establishing positive synergies with their territory. this new approach demands a new role from the institutions, which go from accompanying to facilitating the process and to projecting their action within a long-term horizon. literature cited aranda, y., j. combariza, and a. parrado. 2009. rural tourism as a rural territorial development strategy: a survey for the colombian case. agron. colomb. 27(1), 129-136. camacho, p., c. marlin, and c. zambrano. 2007. elementos orientadores para la gestión de empresas asociativas rurales – emars. plataforma rural andina – ruralter, quito. chambers, r. 1992. diagnósticos rurales participativos: pasado, presente y futuro. bosques, árboles y comunidades rurales 15-16, 4-9. 506 agron. colomb. 28(3) 2010 coque, j. 2002. las cooperativas en américa latina: visión histórica general y comentario de algunos países tipo. econ. púb. soc. coop. 43, 45-172. echeverri, r. 1998. colombia en transición. de la crisis a la convivencia: una visión desde lo rural. misión rural; 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rimisp, bogota. fecha de recepción: 3 de julio de 2010. aceptado para publicación: 13 de noviembre de 2010 1 facultad de agronomía, universidad nacional de colombia. bogotá (colombia). sfperezp@unal.edu.co agronomía colombiana 28(3), 507-513, 2010 el valor estratégico del turismo rural como alternativa sostenible de desarrollo territorial rural the strategic value of rural tourism as a sustainable alternative for a territorial rural development samuel pérez1 resumen abstract el turismo rural surge como una alternativa turística que esencialmente se caracteriza por desarrollarse en espacios rurales y basarse en principios de tipo ambiental, social, cultural y económico. estos principios exaltan el turismo como una actividad de carácter territorial, que tiene relación directa con las personas, su organización social y cultural, sus vínculos ínterinstitucionales y con el medio ambiente. una de las principales características de los nuevos territorios rurales es su creciente heterogeneidad, impulsada por la diversificación en la demanda de la sociedad sobre el campo y se expresa en lo que se ha denominado como “multifuncionalidad”, término que amplía la visión productiva tradicional del sector agropecuario y conlleva a la revalorización del territorio desde nuevas perspectivas productivas. el turismo es una práctica social colectiva que se perfila como uno de los principales proveedores de actividades económicas alternativas en espacios rurales, que incluso involucra los sectores marginados del mercado laboral como jóvenes, mujeres y adultos mayores. por consiguiente, el turismo rural constituye una nueva alternativa de diversificación de ingresos para las comunidades campesinas y un eje estratégico para el desarrollo territorial rural; sin embargo, también es preciso tener en cuenta las restricciones que tiene la actividad, por las cuales no todo territorio tiene vocación turística. the rural tourism arises as an alternative which is essentially developed in rural areas, it is based on principles of environment social, cultural, and economy type. this principles exalt the tourism as an activity of territorial character, which is related directly with the people, their social and cultural organization, their inner institutional and environmental links. one of the principal characteristics of the new rural territories is its heterogeneity on increase boosted by the diversifying in society demands for the country, and it is expressed on multifunctionality, this term increases the traditional productive vision of the agrarian sector, and entails the revalue of territories from new productive perspectives. tourism is a collective-social practice which is outlined like one of the main suppliers of economic activities in rural areas, that also involves excluded sectors of the labor market (youngsters, women and the elderly). in consequence, the rural tourism constitutes an alternative for diversifying rural community incomes and a strategic axis for the rural territory development. nevertheless, it is necessary to bear in mind the restrictions that the activity has, as not every territory has tourist vocation. palabras clave: multifuncionalidad rural, ingresos rurales no agrícolas, nueva ruralidad, territorio, desarrollo rural con enfoque territorial. key words: rural multifunctionality, not agriculturalists rural income (irna), new ruralty, territory, rural development with territorial approach (dret). introducción la mayoría de los espacios rurales de américa latina refleja territorios compuestos por comunidades campesinas en situación de pobreza, donde sus recursos territoriales físicos, naturales y sociales, que comprenden el capital rural, se encuentran en peligro de degradación o extinción. la pugna constante del campesinado por su derecho al desarrollo ha hecho reflexionar a las instituciones en proceso de desarrollo a favor del campo, basadas en la evolución del concepto de la rural o “nueva ruralidad” y el análisis integral de los territorios. esta nueva ruralidad reconfigura la visión, los propósitos y las medidas de los procesos de desarrollo en el ámbito rural. el -iicaen su documento de nueva ruralidad (2000), sostiene que las realidades en las américas no se deben soslayar y los acuerdos y voluntad política no se pueden desconocer, por lo que es importante crear formas innovadoras de desarrollo sostenible en el marco de la democracia representativa y participativa; de acuerdo con esto define el desarrollo rural sostenible como “el proceso de transformación de las sociedades rurales y sus unidades 508 agron. colomb. 28(3) 2010 territoriales, centrado en las personas, participativo, con políticas específicas dirigidas a la superación de los desequilibrios sociales, económicos, institucionales, ecológicos y de género, que busca ampliar las oportunidades de desarrollo humano”. esto supone un ajuste entre los objetivos sociales y humanos, los medios disponibles y la posibilidad del cálculo económico, teniendo en cuenta especificidades y valoraciones características en la diversidad de los territorios rurales. a raíz de conceptos como los expuestos, ortíz et al. (2004) señala que la actualidad exige realizar lecturas más integrales y comprensivas de los territorios rurales, por lo que surgen concepciones frescas que conciben lo rural como espacios territoriales que van más allá de lo agropecuario y en donde se privilegia la pluriactividad de los sistemas de producción y la multifuncionalidad de los espacios territoriales. lo que se ha denominado como “enfoque territorial del desarrollo rural” (dret), que schejtman y berdegué (2004) resumen en el concepto de desarrollo territorial rural (dtr) y lo definen como “un proceso de transformación productiva e institucional en un espacio rural determinado, cuyo fin es reducir la pobreza rural”. la transformación productiva tiene el propósito de articular competitiva y sustentablemente la economía del territorio hacia mercados dinámicos. el desarrollo institucional tiene los propósitos de estimular y facilitar la interacción y la concertación de los actores locales entre sí o con los agentes externos relevantes, e incrementar las oportunidades para que la población pobre participe del proceso y sus beneficios. según rojas (2008) la nueva ruralidad amplía el concepto de agricultura y las dimensiones del medio rural, por cuanto acentúa los encadenamientos urbano-rurales, el empleo rural no agrícola, la provisión de servicios ambientales, las certificaciones agroambientales o “sellos verdes”, los pueblos como centros de servicios, el papel activo de las comunidades u organizaciones sociales, y la diversidad ecológica-cultural como patrimonio. lo que se puede resumir en la interrelación de las dimensiones territoriales como eje de desarrollo rural. en efecto, los espacios rurales no sólo son el trasfondo donde ocurren cosas (producciones, actividades de ocio), sino que también se han convertido en cosa consumible: el consumo del espacio rural como espacio en sí (nogar, 2008), por consiguiente los espacios rurales vislumbran una serie de nuevos productos y servicios que se convierten en alternativa productiva y de desarrollo. la aproximación a la ruralidad desde una perspectiva del territorio, de las interrelaciones rural-urbano y de las múltiples opciones que ofrece, tanto en el ámbito agrícola como en el no agrícola, nos proporciona múltiples oportunidades para contribuir al desarrollo iica (2000), por tanto el reto implica cambios en la institucionalidad de la agricultura y de lo rural y un esfuerzo de reflexión y creación de alternativas innovadoras. uno de los principales sistemas productivos alternativos rurales es el turismo rural (tr), que despliega una serie de servicios y productos generadores de ingresos adicionales o ingresos rurales no agrícolas (irna), por lo que se presenta como opción complementaria de la actividad agrícola, que gana competitividad cuando es la familia rural la emprendedora, trayendo de la mano valores territoriales materiales e inmateriales. el iica es una de las instituciones que más importancia le ha dado al tema del tr en el marco del dret en latinoamérica, brindando acompañamiento e investigación en temas e iniciativas relacionadas. en su documento “propuesta de tr para la región andina”, leal (2008) señala que los inicios de turismo rural se ubican en iniciativas, en su mayoría, de emprendedores rurales que identificaron oportunidades de negocio para atender una incipiente demanda, así como proyectos desarrollados en los últimos años con el apoyo de agencias de cooperación al desarrollo, organizaciones no gubernamentales (ong), empresas privadas y emprendedores con nuevas iniciativas. el tr se ha dividido en modalidades específicas incluidas en la normatividad del sector turismo, con la particularidad de desarrollarse en espacios rurales; dentro de estas modalidades se encuentra el ecoturismo, el agroturismo y el turismo comunitario y de aventura como sus principales exponentes. en términos de impacto del tr, desde la perspectiva agropecuaria y de desarrollo rural barrera (1998) indica que se pueden abordar los siguientes aspectos: diversificación, creación de empleo y fomento del arraigo rural, protagonismo de la mujer y los jóvenes, revalorización del patrimonio cultural, arquitectónico, antropológico, paleo-arqueológico y ambiental, incremento de los ingresos del establecimiento por agregado de valor, mejora de la comercialización de la producción y fomento de la asociatividad. el objetivo general del artículo propone considerar al tr como una alternativa estratégica de revitalización territorial rural, partiendo de lineamientos propuestos por el dret, que contemplan la aparición de nuevas redes loca5092010 pérez: el valor estratégico del turismo rural como alternativa sostenible de desarrollo territorial rural les de desarrollo en torno al tr como factor innovador y artífice de una nueva identidad territorial. capital rural: fuente de la multifuncionalidad y diversificación en los territorios rurales en la concepción de la nueva ruralidad y el dtr prevalecen enfoques más integrales que en los procesos de desarrollo, desplazando a lo sectorial como factor primordial. dentro de esta nueva percepción el centro de los modelos de desarrollo se considera al territorio, que conjugando algunas definiciones se puede sintetizar en: el producto de una construcción social a través del tiempo en un espacio físico, en donde la identidad se convierte en la estructura de un capital (comprendido por variables de tipo: natural, físico y social) inherente a cada territorio, y la base de un sentido de propósito de desarrollo concertado y compartido por agentes públicos y privados. el dret procura eludir la equivalencia de “rural similar a lo agropecuario”, focalizando el proceso de desarrollo en el protagonismo de los actores locales y en sus capacidades de superación. para su logro enfatiza los vínculos con mercados dinámicos, con la innovación tecnológica, con la capacidad para reformas institucionales, con la descentralización y los gobiernos locales, y con la concertación social intersectorial público-privada. es asi como, el dret supone la capacidad de incrementar la competitividad sistémica de un territorio priorizando el aumento del conocimiento y del avance y gestión tecnológica. entonces, se puede afirmar que los espacios rurales son diversos y se pueden diferenciar en territorios que, según rodríguez-pose (2001), incluyen la heterogeneidad y complejidad del mundo real, sus características medioambientales específicas, sus actores sociales y su movilización en torno a movimientos y estrategias directas, así como la asistencia y acceso a los recursos estratégicos para el desarrollo productivo y empresarial. el capital rural es el potencial endógeno de desarrollo en un territorio, definido por sus características específicas ya sean de tipo natural, físicas y sociales, y es la base de los procesos productivos en los espacios rurales por ser el principal proveedor de bienes y servicios para las agroindustrias o directamente para los consumidores, por esta razón se puede ver como un activo patrimonial territorial. la especificidad del capital rural de un territorio brinda el carácter multifuncional único de cada territorio, que se refleja en las cuatro dimensiones básicas que ordenan el planteamiento de desarrollo sostenible de la agricultura: la ambiental, la social, la económica y la político-institucional. la multifuncionalidad de un territorio está dada por las características del capital rural y sugiere su potencial productivo convirtiéndose en el sustento de la diversificación de las actividades rurales agrícolas tradicionales, que en bid (2000) definen en su concepción amplia, territorial y multisectorial, comprendiendo gran variedad de actividades: agropecuarias, forestales, pesqueras, agroindustriales y agroalimentarias, así como también en las áreas de educación y salud, mejoramiento infraestructural, transportes, actividades financieras, minería, energía, turismo, entre otras, o como la han definido diversos autores la “pluriactividad rural”. según barrera (2007) la modificación de la función productiva tradicional de muchas empresas agropecuarias ha surgido básicamente por dos causas: diversificación del riesgo y necesidad de generación de ingresos adicionales a los agrícolas o ingresos rurales no agrícolas (irna), y señala algunas actividades en el marco de pluriactividad rural que en europa, donde nace el modelo de la multifuncionalidad, se vienen realizando: • actividades semiagrícolas, especialmente la venta de productos agrícolas en el propio predio y con diversos grados de agregación de valor. • recreación y turismo, basados en los recursos del establecimiento: camping, agroturismo, sistema de alojamiento del tipo “bed a breakfast”, granjas museos, caza, pesca, granjas educativas, etc. • acuerdos de cooperación con organismos para la manutención del paisaje, producción de energía eólica, etc. • otras actividades económicas que produzcan autoempleo del propietario predial o aún empleos fuera del campo, que lo convierte en agricultor part-time. en conclusión, lo que se extrae de los procesos de diversificación productiva es que pueden articular competitiva y sustentablemente la economía de un territorio a mercados dinámicos, incorporando innovaciones en productos, procesos y gestión, que se presentan como una alternativa tangible de desarrollo. turismo rural: una actividad productiva territorial el tr se basa en el desarrollo, aprovechamiento y disfrute de productos turísticos alternativos y se perfila como una de las actividades que más integra las dimensiones de la ruralidad y concentra el carácter multifuncional de un 510 agron. colomb. 28(3) 2010 territorio. aparicio (2004) ilustra la idea del tr, entendido como motor de desarrollo local, y aduce que el tr es fundamental para una comunidad en la que la industria no lo es de ninguna forma, presentandose como un sector que genera puestos de trabajo y riqueza. la funcionalidad turística es, por consiguiente, un criterio más de delimitación territorial. turismo rural el concepto de turismo rural recoge una cantidad considerable de definiciones, se destacan gannon (1994) que define al tr como “toda la gama de actividades y amenidades provistas por campesinos y personas rurales para atraer turistas a su área, para así generar un ingreso extra para sus negocios” y garcía (1996) quien afirma “es aquella actividad que se basa en el desarrollo, aprovechamiento y disfrute de nuevos productos presentes en el mercado e íntimamente relacionados con el medio rural” . dentro de las modalidades que puede asumir el turismo rural se encuentran el agroturismo que se refiere a experiencias con las actividades productivas cotidianas de los campesinos, el ecoturismo en forma de actividades de esparcimiento en el medio rural ambientalmente responsable, el turismo cultural que, basado en manifestaciones culturales relevantes de un territorio rural, crea productos propios, el turismo aventura es un tipo de turismo activo con deportes de aventura que toman como escenario los espacios rurales naturales, el turismo deportivo tiene por objetivo acoger a las personas interesadas en realizar deportes en escenarios naturales o acomodados en el entorno rural, el turismo científico tiene como base la exploración de cualidades naturales o técnicas relevantes, el turismo educativo se basa en experiencias educativas inmersas en espacios rurales, turismo salud actividades que implican el cuidado de la salud y el bienestar del turista, turismo gastronómico motivado por las riquezas gastronómicas de cada destino, y una modalidad relevante en términos de desarrollo rural territorial, el turismo comunitario en el que prevalece la valoración de la identidad cultural y el fomento de las actividades vivenciales dentro de los núcleos comunitarios. el tr toma todos los recursos rurales, los combina y organiza de manera muy diversa en productos turísticos que pueden ofrecer actividades variadas y definen las posibilidades que presentan los territorios rurales en el desarrollo de esta nueva actividad productiva. barrera et al. (2009) señalan que el tr no es un negocio de hotelería, sino uno que ofrece a los visitantes la singularidad de la cultura y los paisajes de las zonas rurales, volcados en un producto turístico cargado de identidad local. identidad territorial insumo base del turismo rural los territorios rurales son espacios que reúnen los fenómenos de la sociedad y parten de un proceso de construcción social en el que la identidad se presenta como su mayor componente. debuyst (2009) argumenta que el territorio es un substrato de identidad que puede combinarse con la comunidad, la etnia, un medio social rural o urbano, la nación y corresponde a una realidad vivida o representada, con un dominio más o menos fuerte. por tanto, se puede afirmar que la identidad está implícita en los contextos locales de cada territorio, construidos a través de los años desde los fundadores mismos de una comunidad, fortalecidos y establecidos como lo auténtico de un pueblo y que a la vez representa el principal factor diferenciador entre las comunidades globales. un elemento importante para tener en cuenta es el efecto de los procesos de globalización en la pérdida de identidad, fenómeno que se viene presentando principalmente en las grandes ciudades que hacen parte del caudal dinámico de información e intercambio cultural constante, dándose de alguna forma una reconfiguración de los espacios, manteniéndose con mayor fortaleza las identidades locales de pequeños territorios que hoy conocemos como lo rural. ante la globalización se hace necesario reivindicar esos valores que identifican una comunidad, de esta manera una identidad conservada y bien caracterizada en un territorio rural se perfila en un factor de desarrollo endógeno, el cual se convierte en la fuente de procesos de diferenciación productiva que benedetto (2006) define como marca distintiva de un territorio, rasgo de competitividad o definición estratégica de un perfil productivo, marketing territorial, lógicas de prestigio de los productos, de las formas artesanales, de las condiciones de producción, etc. partiendo de la concepción que presenta barrera et al. (2009), que el turismo se inserta en un espacio que ya presenta para habitantes y visitantes imágenes basadas en las ideas y creencias pre-turísticas. para los habitantes, en función de sus producciones tradicionales, y para los visitantes, en función de sus consideraciones sobre la ruralidad, sus habitantes y actividades. por tanto, la apertura de los territorios rurales al turismo conlleva un fuerte impacto en la dimensión simbólica de ambos grupos. 5112010 pérez: el valor estratégico del turismo rural como alternativa sostenible de desarrollo territorial rural la identidad de un grupo y de sus miembros se revela en los momentos de relaciones “efectivas” con otro grupo y sus miembros, sea en intercambios o cooperaciones, sea en enfrentamientos, igualitarios o no debuyst (2009). el turismo rural es una fuente de relaciones con una identidad local con grupos externos, representados en este caso por los turistas, por lo que los proyectos de desarrollo en este ámbito, deben partir de la base del respeto por lo que se tiene y se hace en un territorio, destacandose la identidad local. un producto turístico capaz de evocar sensaciones, que contiene una gran carga de experiencias emocionales, apuesta sin duda a un enfoque marcado hacia el patrimonio cultural (tangible e intangible) y contribuye a conformar la identidad propia de los diferentes destinos turísticos, dotándolos de un carácter singular y auténtico que se perfila como una de las principales corrientes de elección de destino por los turistas mundiales. el valor estratégico del turismo rural: la dinámica evolución de la economía sectorial y global impulsa a los productores rurales a la búsqueda de estrategias adaptativas, obligándolos a una transformación socioproductiva y espacial. por consiguiente, el turismo aparece como una estrategia de diversificación de ingresos para comunidades rurales y un eje táctico para el dret freiría (2003). el turismo puede ser el incentivo para el desarrollo local de un gran número de zonas rurales. este sector en auge permite dinamizar las actividades económicas tradicionales y valorizar las particularidades culturales locales, ofreciendo posibilidades de empleo a jóvenes de zonas rurales y frenando con ello el éxodo rural. rodríguez-pose (2001) señala que el turismo es uno de los pocos subsectores de la economía que posee la versatilidad y flexibilidad necesaria para adaptare a las condiciones propias de cada territorio y de cada población. de acuerdo con las anteriores afirmaciones, y respecto al vínculo estratégico entre el desarrollo territorial y el sector turismo, se puede señalar el valor estratégico del tr como factor dinamizador en procesos de desarrollo, complementando con la cita que leal (2008) hace al enfoque que la organización mundial del turismo (omt) da al tr con perspectiva de desarrollo territorial involucrando a los sectores agrícola y el turismo: “se complementan a partir de sus recursos y sus potencialidades para plasmarse en un negocio que resulta novedoso para ambas actividades, en la búsqueda de una mejor calidad de vida para los actores involucrados directa o indirectamente”. el tr es una actividad complementaria de las economías del medio rural, tanto por sus efectos en el desarrollo socioeconómico como en su incidencia positiva en materia de generación de empleo y valoración de los recursos rurales. montiel et al. (2000) señalan al tr como un proceso turístico que tiene como destino el aprovechamiento de las potencialidades y particularidades propias del ambiente rural, con el fin de satisfacer las “necesidades” del que viaja y el afán de desarrollo local, de las comunidades rurales, manteniendo niveles aceptables de impacto sobre sus recursos y la rentabilidad de la empresa que comercializa el producto. esta definición abarca los valores estratégicos y de sostenibilidad del tr en los procesos de desarrollo rural y resalta el enfoque que se le debe dar al desarrollo de nuevos productos o estrategias de desarrollo territorial que involucren al tr como eje principal. el tr pretende valorar la tradición e identidad de las comunidades rurales, implementar actividades que generen condiciones convergentes de participación en el adecuado uso de la naturaleza, y facilitar la comercialización de los productos regionales. como punto de comparación se pueden tomar diversos estudios y experiencias a nivel mundial que indican qué tan valioso puede ser el uso del tr en procesos de dret. por ejemplo, aparicio (2004) señala que en la serranía de cuenca (españa) el turismo se ha convertido en los últimos años en el motor que genera rentas adicionales a las obtenidas en el sector primario, y es, por tanto, un elemento clave del desarrollo rural de esta comunidad. y casos en que el tr ha aportado en el sector agropecuario como señala barrera (2007), que en algunos países cuyos principales productos de exportación fueron afectados por caídas del precio internacional trayendo de la mano crisis sociales importantes al derrumbarse sus mercados, numerosos productores comenzaron a volcarse hacia el turismo utilizando la capacidad instalada ociosa de sus establecimientos, como en el caso del eje cafetero de colombia y los productores de cacao de tabasco en méxico. los principales puntos a tener en cuenta para señalar al tr como alternativa estratégica de dtr pueden ser: • casi todas las localidades rurales poseen algún atractivo para el turista basta con hacer un correcto inventario turístico para identificar los posibles productos de tr. • se realiza sin dejar de lado las labores habituales del campo: es una actividad complementaria que en principio no tiene por qué desplazar las habituales. 512 agron. colomb. 28(3) 2010 • la demanda mundial por productos de tipo rural crece: se observa una tendencia creciente de los turistas que se interesan por la vida rural. • fuente alternativa de empleo rural: crea empleos rurales no agrícolas para la familia campesina, incluyendo fuertemente a la mujer y los jóvenes rurales. • reduce considerablemente el abandono del campo: efecto del punto anterior. los objetivos a los que apunta el tr como estrategia de desarrollo, deben partir de la integración con el resto de las actividades económicas, que dé lugar a una diversificación productiva del área rural y propicie la aparición de iniciativas tendentes a mejorar la presentación del patrimonio inmobiliario, reactivar el comercio, promover el sector artesanal, impulsar las industrias agroalimentarias con recursos locales, etc. la naturaleza del negocio del tr permite su construcción en un versátil instrumento para el dret, en la medida que exige la participación de diversos agentes de una región y sistematiza conocimientos locales que orienta a la generación de valor. por esa razón, el turismo rural viene aplicándose en varias zonas como expresión práctica articuladora de soluciones para problemas económicos y laborales, al amparo de un renovado vínculo urbano – rural dinamizador del mercado. freiría (2003). debilidades del turismo rural hay que considerar en el caso del tr y los escenarios donde se desarrolla, que éste ha surgido originariamente junto a otras actividades primarias, por ello es fundamental no perder la esencia, ni las actividades propias de cada lugar, ya que en ese caso se estaría corriendo el riesgo de ofrecer un producto que, perdiendo dicha originalidad, se convierta en moda y como tal en algo pasajero. aparicio (2004) ilustra las debilidades del tr en la serranía de cuenca con el estancamiento de las actividades económicas tradicionales, ya que el turismo se muestra como una actividad dinámica, y ello explicaría que este sector acaparara en españa el mayor porcentaje de inversión a pesar de que técnicos e investigadores advirtieran que el turismo no era la panacea de los males del mundo rural. el tr como se expone en el artículo puede ser una alternativa para que comunidades rurales salgan de su estancamiento y se incorporen al progreso, pero solamente eso, una alternativa, el tr no ha de ser nunca, de forma exclusiva, el motor del desarrollo rural (ivars, 1997). hay que aclarar que el tr no es la única solución a los problemas que plantea el desarrollo, ni todas las zonas rurales están predispuestas a esta actividad. sería un error considerar este sector como la única alternativa posible a la agricultura o a otra actividad económica local con dificultades. una visión errónea del potencial turístico local puede provocar un sobredimensionamiento de los proyectos, con efectos negativos sobre el medio ambiente (contaminación, degradación de los emplazamientos naturales, etc.), la cultura (pérdida de la identidad local, etc.), la actividad económica del territorio (dependencia, aumento del coste de la vida, endeudamiento de los municipios, etc.); y una mala percepción de las características y especificidades del territorio, hace que sea inadecuada la elaboración de una oferta turística local original y competitiva, añadiendo las dificultades e impactos negativos que el ajuste a la demanda turística y las tendencias del mercado pueden ocasionar en la configuración de un territorio rural. desafíos que presenta el turismo rural en colombia este artículo pretende resaltar la importancia general, positiva y negativa que presenta el tr, e indica la importancia de formular proyectos de investigación donde se identifiquen oportunidades, debilidades y riesgos en los territorios rurales, los cuales apunten al desarrollo de proyectos de tr. los principales desafíos pueden ser: • elaborar políticas agrarias que orienten a que el campesinado sea el beneficiario directo del tr y no actores externos a los territorios. • disminuir los impactos negativos que la actividad puede generar a nivel ambiental, social y cultural de los territorios vinculados. • mejorar la calidad de vida de los habitantes rurales y donde se valoren los activos ambientales, culturales históricos propios de cada territorio. • tener en cuenta el fortalecimiento de la identidad local como principal fuente de diferenciación y valoración de los territorios en el proceso de explotación del negocio del tr. conclusiones el tr es una actividad que se perfila como alternativa en el dret, productiva, que articula la multifuncionalidad rural y se convierte en un vínculo urbano-rural dinami5132010 pérez: el valor estratégico del turismo rural como alternativa sostenible de desarrollo territorial rural zador de la economía. se desarrolla en territorios rurales que presentan potencialidades de desarrollo y dinámicas turísticas muy dispares, las cuales se deben abordar como estrategias de intervención y políticas de actuación específicas para cada una de ellos. en definitiva, se deben conjugar los intereses del propio turismo, del medio ambiente y de la comunidad local, y cualquier actuación relacionada con el tr se ha de regir por los siguientes principios: el uso sostenible de los recursos, la revitalización de las economías locales y la integración de la población local en un proceso de desarrollo planificado y controlado, que implique la no masificación, y un bajo impacto. por todo esto, la gestión del turismo rural debería estar íntimamente relacionada con la gestión del espacio rural y el ordenamiento del territorio. la única manera de confirmar que un territorio posee verdaderamente un potencial de desarrollo turístico, que justifique unas determinadas inversiones, es a través de una evaluación rigurosa que tenga en cuenta la oferta, la demanda, la competencia, las tendencias del mercado y los impactos. la presencia del estado brindando capacitación, promoción y asociativismo, a través de un programa de turismo rural, puede ayudar a que los residentes rurales y las familias de los productores desarrollen el negocio. el tr es una actividad productiva que como todas depende de la calidad de sus productos, pero en este caso la calidad se representa por lo auténtico, donde la identidad es su principal indicador; la identidad no es sinónimo de estático, es un proceso en constante cambio, pero estos cambios son menos dinámicos en los ámbitos rurales, es allí donde permanecen más intactos y revalorizan los territorios. literatura citada aparicio, a. 2004. el turismo rural: una de las alternativas al desarrollo rural en la serranía de cuenca. cuadernos de turismo 13, 73-89. barrera, e. 1998. situación del turismo rural en la república argentina. en: congreso internacional de turismo rural y desarrollo sustentable. universidad federal de santa maría, santa maría, brasil. barrera, e. 2007. el turismo rural: un agronegocio para el desarrollo de los territorios rurales. en: vieytez, c. 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23,8 y 21,0% del área sembrada a nivel nacional (ministerio de agricultura y desarrollo rural, 2008). se han realizado ensayos para evaluar la respuesta de las plantas a la luz de diferentes colores. es así como se encontró que la regulación de la posición de las hojas de arabidopsis sp. es altamente dependiente de la luz azul y roja (inoue et al., 2008). igualmente, en arabidopsis, el espectro de acción para la degradación del criptocromo cry2, dependiente de la luz, tiene un pico de actividad a 380 nm, al igual que el cofactor de pterina (hoang et al., 2008). estos resultados son una evidencia de la reacción de 50 agron. colomb. 27(1) 2009 las plantas a la luz azul y roja, en los cuales están involucrados los criptocromos y los fotocromos, respectivamente. la radiación roja, y específicamente la relación rojo/rojo lejano (r/fr), afecta la concentración de nitratos en brassica campestres, a tal punto que cuando las plantas se exponen a una relación r/fr del orden de 1,5, se reduce el contenido de nitratos en los tejidos, cuando las plantas adicionalmente están expuestas a un contenido medio de nutrientes en el sustrato (dan et al., 2005). en agricultura se ha sacado ventaja de la utilización de los colores para incrementar el rendimiento y el crecimiento en diferentes especies vegetales. plantas de acalypha hispaniolae que crecieron en materas de color verde con un sombreado de 60% desarrollaron brotes 10% más largos, con 10% más de materia seca en los brotes y 23% más flores que las que crecieron en materas de color blanco, con el mismo nivel de sombra (svenson, 1993). adicionalmente, el color reflejado por la superficie del suelo a las hojas en desarrollo de daucus carota tuvieron una influencia sobre la producción y la composición de la parte comestible de las raíces (antonious y kasperbauer, 2002). se encontró que las mallas polisombra de color azul y rojo tienen un efecto sobre el crecimiento y la floración de diferentes materiales genéticos de phalaenopsis sp.; la malla roja indujo precocidad en la mayoría de las variedades evaluadas, mientras que las plantas que crecieron bajo mallas de color azul desarrollaron mayor área foliar (leite et al., 2008). dado que se deben presentar a los cultivadores alternativas de cultivo que incrementen el rendimiento, el objetivo del presente estudio fue la evaluación del efecto de cubrimientos de diferentes colores sobre el crecimiento y la calidad de plántulas de brócoli (brassica oleracea var. italica) en la fase de semillero, y sus posteriores consecuencias sobre la productividad en cultivo definitivo sin cubrimiento alguno. metodología el ensayo se desarrolló en predios de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia uptc, ubicada a 5° 32’ n, 73° 22’ w y 2.810 m de altitud, con temperatura media de 13°c, precipitación anual de 617 mm y humedad relativa (hr) de 80%, y estuvo compuesto por dos fases. la primera de ellas fue la etapa de plántulas en semillero, y la segunda, consistió en el crecimiento de las plantas en campo, luego del trasplante. en la primera fase, se tomaron semillas de brócoli (brassica oleracea var. italica) variedad calabrés, y se colocaron en semilleros en suelo. aproximadamente, 60 cm por encima de la superficie del suelo de cada semillero, se colocaron cubiertas de polietileno coloreado sostenidas con postes de madera, las cuales se mantuvieron durante toda la fase de semillero. las características de los cubrimientos de color se describen en la tab. 1. la transmitancia de las diferentes coberturas de color se determinó en el rango de la luz visible (400-700 nm), con un espectrofotómetro hach dr/2000 (hach company, usa), y la transparencia se midió con un luxómetro 0500 (testoterm messtechnik, lenzkirch, alemania). tabla 1. valores promedio de las características de las coberturas colocadas sobre el semillero en plantas de brócoli. color transmitancia (%)1 transparencia (%) iluminación (lx) amarillo 11,1 ± 0,2 43,5 19.256,6 azul 2,6 ± 0,5 36,6 16.186,8 rojo 78,2 ± 5,8 52,0 23.013,0 naranja 73,3 ± 4,8 51,7 22.896,8 transparente 83,1 ± 5,9 81,5 36.070,1 control ----100 44.223,0 1 el valor promedio se encuentra acompañado de la desviación estándar. las mediciones se realizaron en el rango de 400-700 nm. treinta d después de la germinación, se sacaron las plántulas, y en 40 de ellas se determinó el efecto de las coberturas de color sobre su calidad, mediante la medición del diámetro basal del tallo, determinado cerca de cuello de la raíz, la altura de la plántula, el área foliar, medida con un analizador licor 3000a (li-cor®, lincoln, ne, usa), y el peso seco total, por secado en estufa a 105°c hasta temperatura constante. luego de las mediciones, se sembraron las plántulas restantes en campo, en parcelas de 6 m2 (3 x 2 m) por tratamiento, con arreglo completamente al azar. en campo, las plantas se desarrollaron sin ningún tipo de cobertura y estuvieron listas para cosechar 85 d después del trasplante, acorde con la ficha técnica del material vegetal (semicol, 2008). al momento de la cosecha se realizaron mediciones en 20 plantas por tratamiento, con la misma metodología que en la fase de semillero. se determinaron el diámetro de la pella, el peso seco y fresco de la pella; la longitud del tallo (sin la flor); el diámetro basal del tallo; el área foliar, y el peso seco total de la planta. el trabajo consistió en un ensayo factorial, cuya fuente de variación fue el color de la cobertura plástica, colocada sobre los semilleros (amarillo, azul, rojo, naranja, transparente y control sin cobertura). cada tratamiento se replicó cuatro veces. la información se evaluó mediante un análisis de varianza (anava) y la prueba de separación de promedios de tukey (p≤0,05). 512009 casierra-posada y rojas b.: efecto de la exposición del semillero a coberturas de colores sobre el desarrollo y productividad del brócoli... el análisis estadístico se realizó mediante la aplicación de spss® (statistical product and service solutions, chicago, illinois, usa nov. 2002), versión 11.5.1. resultados y discusión fase de semillero en las plántulas que crecían en el semillero se encontró diferencia significativa (p≤0,01) para la variable área foliar. las plantas presentaron un área 41,5% mayor de hojas, cuando crecieron bajo la cobertura roja, en comparación con las que crecieron sin cobertura. entre las coberturas transparente y naranja no hubo diferencia significativa con las plantas del control. las plantas bajo las cubiertas amarilla y azul desarrollaron un área foliar significativamente menor que las plantas sin cubrimiento, cuyos valores alcanzaron 48,4 y 74,3%, respectivamente, menos que las plantas del tratamiento control, sin cobertura (tab. 2). cabría la posibilidad de que la reducción del área foliar en plantas expuestas a la cobertura de color azul se debiera al sombreado causado por la cubierta (63,4%); sin embargo, esto no parece ser posible dado que las plantas de brócoli incrementan el área foliar cuando se exponen a la sombra (francescangeli et al., 2007). estos autores encontraron que la exposición de plantas de brócoli a un sombreado de 70% incrementó su área foliar alrededor de 48% con respecto a las plantas a plena exposición. este es un mecanismo de adaptación de las plantas en condiciones de baja iluminación, a través del cual, y mediante el incremento del área foliar, pueden tener una mayor área capturadora de luz (schulze et al., 2005). adicionalmente, la cobertura transparente redujo la entrada de luz en 18,5%, pero este valor no fue suficiente para que se causara diferencia significativa con el control en el área foliar; por tanto se debe pensar que la proporción alta del color azul con respecto al rojo podría ser la responsable de la reducción tan drástica en el área foliar cuando se exponen las plantas a la cobertura azul, y del incremento, cuando las plantas crecen bajo la cobertura de color rojo. se debe considerar que los rangos máximos de absorción de las clorofilas se encuentran en los rangos del azul-violeta (400-500 nm) y del naranja-rojo (600-700 nm) del espectro visible (mc donald, 2003); por tanto, las plantas expuestas a estos colores se verían favorecidas por una mayor absorción de los quanta por parte de las clorofilas. sin embargo, en el caso del área foliar, así como para las demás variables evaluadas en el presente trabajo, la cobertura azul tuvo un efecto reductor del crecimiento, mientras que el color rojo lo favoreció, lo cual se podría explicar a través del llamado efecto emerson, mediante el cual, al proporcionar luz roja de longitud de onda corta (670 nm) al tiempo que longitudes de onda más largas (700 nm), la tasa de fotosíntesis es mayor que la suma de las tasas de fotosíntesis originadas por una sola clase de longitud de onda. en la fotosíntesis cooperan dos fotosistemas, y las longitudes de onda larga son absorbidas sólo por el fotosistema i. el fotosistema ii absorbe longitudes de onda menores a 690 nm, y para una máxima eficiencia debe cooperar con el fotosistema i (taiz y zeiger, 2000; mc donald, 2003). en cuanto al peso seco total de las plántulas, aquellas que crecían bajo la cobertura de color rojo acumularon 44,8% más masa seca que las plantas del tratamiento sin cobertura, con diferencias significativas (p≤0,01). no hubo diferencia entre las plantas bajo la cubierta naranja ni transparente con el tratamiento control. al igual que para el área foliar, las plantas bajo las coberturas amarilla y azul acumularon menos peso seco total que las plantas del control, con valores 49,8 y 76,1%, respectivamente, menores que el alcanzado por el promedio de las plantas del tratamiento control (tab. 2). se puede suponer que las plántulas mantenidas bajo la cobertura de color rojo presentaron una tasa de fotosíntesis neta superior a aquellas que crecieron expuestas a los detabla 2. parámetros de crecimiento determinados en plántulas de brócoli expuestas a coberturas de diferentes colores, al momento del trasplante. color de la cobertura área foliar (cm2) peso seco total (g) altura de planta (cm) diámetro del tallo (mm) amarillo 17,58 b 0,073 a 10,57 a 1,84 b azul 8,75 a 0,034 a 9,76 a 1,42 a rojo 48,29 d 0,210 c 18,33 c 2,72 d naranja 32,00 c 0,143 b 15,31 b 2,13 bc transparente 27,80 c 0,128 b 14,13 b 2,22 c control 34,12 c 0,146 b 13,79 b 2,19 c promedios con letras distintas en cada columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,01). 52 agron. colomb. 27(1) 2009 más tratamientos, lo que pudo ser consecuencia del efecto emerson, como ya se mencionó. adicionalmente se debe considerar que las plantas de brócoli presentan una alta tasa de crecimiento relativo (relative growth rate, rgr) en los primeros días luego de la germinación; posteriormente este tasa se reduce (lópez-berenguer et al., 2006). por consiguiente, es de suponer que las plántulas expuestas al color rojo estaban favorecidas por una mayor rgr en la etapa de semillero, efecto que se mantuvo en campo en la segunda etapa del presente ensayo, como se discutirá más adelante. la cubierta de color rojo indujo una altura 32,9% mayor que las plantas del tratamiento control. en cuanto a la variable altura de planta, se presentó diferencia altamente significativa (p≤0,01). las plántulas desarrollaron 29,2% menos altura cuando crecieron bajo la cobertura azul, en comparación con aquellas sin cubrimiento (tab. 2). al igual que en el presente ensayo, se ha encontrado también que durante el almacenamiento in vitro de plantas de brócoli, la luz roja fue más efectiva que la luz azul o blanca. la luz roja incrementó y mantuvo intactas las hojas, así como los azúcares solubles en el tallo. adicionalmente, la exposición de las plántulas a la luz roja incrementó la materia seca y el contenido de clorofila, mientras que con la exposición de las plántulas a luz azul, las plántulas respondieron con una reducción en el contenido de clorofila y en la longitud de los tallos (wilson et al., 1998a; 1998b). es conocida la influencia que tiene el fitocromo sobre las modificaciones fotomorfogénicas en plantas, como consecuencia de la relación de la radiación rojo/rojo lejano. es así como la forma pr del fotocromo absorbe la luz roja con un pico máximo de absorción a 666 nm (taiz y zeiger, 2000; wang y deng, 2002). una de estas modificaciones inducidas por la acción de esta forma del fitocromo es la elongación de tallos en algunas plantas. cuando plantas de brócoli se expusieron a diferentes niveles de sombreado, se obtuvo como respuesta la elongación de tallos en plantas sombreadas (francescangeli et al., 2007), lo cual fue justificado a través de una promoción de la forma pr del fitocromo, que absorbe la radiación roja, y la consecuente disminución de la forma pfr, provocando una disminución en la degradación de auxinas; se promovió así la elongación de tallos (schmitt et al., 1999). la variable diámetro basal del tallo de las plántulas que crecieron en los semilleros presentó diferencia altamente significativa (p≤0,01) (tab. 2). las coberturas transparente y de color amarillo no indujeron diferencia significativa en las plántulas, con aquellas del tratamiento control. la cobertura de color rojo indujo un mayor diámetro basal del tallo, cuyo valor superó en 24,0% el alcanzado por las plantas del control. las plantas que se desarrollaron bajo las cubiertas de colores amarillo y azul presentaron valores inferiores a los controles, cuyos valores fueron 15,9 y 35,3%, respectivamente, menos que las plantas del control. de hecho, tanto el crecimiento primario (en altura), como el secundario (en grosor) de los tallos se ven favorecidos por una alta tasa de crecimiento relativo, la cual tiene lugar en brócoli, en las primeras semanas luego de la germinación, como explican lópez-berenguer et al. (2006), dado que debe existir una proporcionalidad en los dos tipos de crecimiento, de tal manera que para que haya un suficiente suministro de agua y minerales del suelo, en los órganos aéreos, se debe incrementar de manera proporcional el diámetro del tallo, como consecuencia del aumento en la cantidad de xilema y floema. sería posible pensar que el efecto encontrado en cuanto al crecimiento y la calidad de las plantas fue consecuencia de un incremento de la temperatura; sin embargo, para obviar esta posibilidad se contempló dentro del ensayo la utilización de una cubierta transparente, para mantener una temperatura y humedad relativa equivalente a la que se presentaba bajo las demás coberturas, por el efecto invernadero. adicionalmente, se tuvo la precaución de que la cobertura estuviera únicamente en la parte superior del semillero, para así lograr una suficiente circulación de aire en el microclima en el que crecían las plantas. de esta manera se garantizaba que el efecto obtenido sobre el crecimiento de las plantas se debía al espectro y no a otros factores adicionales como temperatura y humedad relativa. al respecto, leite et al. (2008) concluyeron también que en phalaenopsis sp., las ventajas fototécnicas en cuanto a la precocidad en la floración y el área foliar, obtenidas mediante la utilización de mallas polisombra de color, eran la consecuencia de la alteración del color y no a diferencias en la cantidad total de radiación transmitida ni a diferencias en la transmisibilidad térmica. fase de campo llama la atención de que la misma tendencia encontrada al evaluar las plántulas del semillero expuestas a las coberturas de diferente color se mantuvo cuando las plantas fueron transferidas a campo, a pesar de que ya en el cultivo definitivo las plantas no estaban expuestas a ningún tipo de cobertura. en lo referente a la longitud del tallo, los de las plántulas que habían sido expuestas a la cobertura de color rojo en la tapa de semillero tuvieron tallos 9,1% más largos que las plantas control. las cubiertas de color azul 532009 casierra-posada y rojas b.: efecto de la exposición del semillero a coberturas de colores sobre el desarrollo y productividad del brócoli... y amarillo indujeron una reducción en la longitud del tallo del orden de 31,2 y 14,3%, respectivamente, en relación con las plantas del control sin cobertura. la misma tendencia se presentó para la variable diámetro basal del tallo. las plántulas que crecieron bajo la cobertura roja, en la etapa de semillero, desarrollaron tallos 11,3% más gruesos que los tallos de las plantas del tratamiento control, mientras que las cubiertas azul y amarilla redujeron el diámetro de los tallos en 51,7 y 30,9%, respectivamente, en relación con los tallos de las plantas control (tab. 3). para ambas variables evaluadas se encontró diferencia altamente significativa (p≤0,01). el efecto de la cobertura de color naranja sobre ambas variables no indujo diferencias significativas. el desarrollo del área foliar al momento de la cosecha fue 18,3% mayor en las plantas que se habían expuesto a la cobertura roja durante el semillero, que en las plantas del control. esta variable mostró diferencia estadísticamente significativa (p≤0,01). las coberturas azul y amarilla redujeron el área foliar en valores de 53,3 y 37,6%, respectivamente, en relación con el control (tab. 4). no se encontró diferencia significativa entre el control y en tratamiento con cubierta naranja o transparente. es un hecho que los tratamientos realizados a las plántulas de brócoli durante la fase de semillero, que coincide con la etapa juvenil de las plantas, inciden en el comportamiento de las plantas en la etapa de cultivo en campo (tan, 1999). el diámetro del tallo y el área foliar de las plántulas de semillero son de vital importancia para que las plantas de brócoli respondan a los estímulos externos, durante la fase juvenil, que determinarán posteriormente la calidad de la planta en el cultivo. kagawa (1965) reportó un diámetro mínimo crítico de 3,5 mm en el tallo y 5-6 hojas expandidas, para plantas de brócoli ‘de cicco’, para que pudieran responder a tratamientos como la vernalización. adicionalmente se menciona que la fase juvenil en brócoli culmina cuando las plantas tienen más de cuatro hojas de una longitud mayor a 20 mm (wiebe, 1990). por otro lado, se debe considerar que en brócoli la máxima eficiencia foliar expresada como asimilación neta media (net assimilation rate, nar) presenta los valores más elevados en las primeras fases de crecimiento, hasta 31 d después del trasplante (rincón et al., 1999); por tanto, debido a que las plantas provenientes del semillero con cobertura roja se habían fortalecido con características morfológicas que las hacían más vigorosas, como unos mayores valores del área foliar, peso seco y asimilación neta media, sería de esperarse que esas plántulas tuvieran en campo un mejor desempeño, como evidentemente sucedió, en comparación con las plántulas expuestas a colores diferentes al rojo. tomando en consideración las apreciaciones anteriores y que la fase juvenil en las brásicas se define como el intervalo entre la germinación y la posibilidad de la plántula tabla 3. valores promedio de las características de crecimiento al momento de la cosecha en plantas de brócoli expuestas a coberturas de diferentes colores. color de la cobertura diámetro de la pella (cm) peso seco de la pella (g) longitud del tallo (cm) diámetro del tallo (cm) amarillo 8,27 b 11,43 b 27,86 bc 2,32 b azul 6,05 a 8,16 a 21,98 a 1,62 a rojo 12,96 e 18,21 d 34,88 e 3,74 e naranja 10,03 cd 15,89 cd 29,31 cd 3,23 cd transparente 9,32 bc 16,20 cd 25,41 ab 2,99 c control 10,66 d 15,62 c 31,96 de 3,36 d promedios con letras distintas en cada columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,01). tabla 4. valores promedio de las características de crecimiento de la planta y calidad del producto, al momento de la cosecha, en brócoli expuesto a coberturas de diferentes colores (continuación). color de la cobertura área foliar por planta (cm2) peso seco total por planta (g) peso fresco de la pella (g) amarillo 341,03 b 70,01 b 89,42 b azul 232,56 a 45,57 a 61,42 a rojo 580,17 d 106,62 e 166,97 d naranja 486,89 c 88,97 cd 139,54 c transparente 446,80 c 80,75 c 131,74 c control 498,79 c 91,74 d 141,86 c promedios con letras distintas en cada columna indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,01). 54 agron. colomb. 27(1) 2009 para responder a los factores ambientales que inducen la floración (friend, 1985), se consideraría que esta fase culminaría alrededor del tiempo en que las plántulas se transfieren a sitio definitivo en el cultivo, puesto que en el presente ensayo las plántulas se trasplantaron 30 d luego de la germinación, y por tanto, fue en la etapa de semillero cuando las plántulas recibieron el estímulo de los colores de las diferentes coberturas, mientras se encontraban aún en la etapa juvenil, así que una vez estimuladas por el color de la cobertura, cabe asumir que el efecto se mantendría durante la etapa del cultivo. de hecho, la cobertura de color rojo indujo en las plántulas las mejores características morfológicas, superando las plántulas desarrolladas bajo otras coberturas, y esta ventaja se mantuvo durante la fase de cultivo en campo, puesto que las plántulas se habían estimulado durante la fase juvenil. el peso seco total fue afectado por las coberturas de color. es así como la cobertura de color rojo, colocada durante la fase de semillero incrementó 16,2% la acumulación total de materia seca en la planta al momento de la cosecha, en relación con el control sin cobertura. la cubierta de color azul redujo la materia seca total en 53,3%, y a su vez, la cubierta amarilla la redujo 23,6%, en comparación con las plantas del control. no se encontró diferencia significativa entre las plantas que se habían expuesto al color naranja y el control. por último, la cobertura transparente produjo 11,8% menos materia seca que las plantas del control (tab. 4). esta variable arrojó diferencia altamente significativa (p≤0,01). el incremento del peso seco total producido por las plantas que se habían expuesto a la cobertura de color rojo fue evidente, a pesar de que la cobertura presentó un sombreado equivalente a 48%; por tanto, al analizar el sombreado, la materia seca se debió reducir, acorde con los resultados reportados por francescangeli et al. (2007), quienes encontraron que a los 84 d después del trasplante, la exposición de plantas de brócoli a 35 y 70% de sombra redujo la producción total de materia seca en 4,1 y 36,1%, respectivamente. sin embargo, en el presente ensayo, la sola exposición de las plántulas a la cobertura de color rojo durante la fase de semillero fue suficiente para que la producción de materia seca se incrementara. en lo que respecta a las variables que determinan la calidad del producto, se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p≤0,01) para todas aquellas evaluadas. la exposición de las plántulas a la cobertura de color rojo durante la fase de semillero incrementó 12,9% el diámetro de la pella, 16,6% su peso seco y 17,7% su peso fresco, en comparación con las pellas cosechadas en plantas del tratamiento control, sin cubrimiento durante el semillero. por el contrario, las coberturas azul y amarilla redujeron 43,7 y 23% el diámetro de la pella, 48 y 26,9% su peso seco, y 56,6 y 36,9% su peso fresco, en relación con las pellas del control. los pesos fresco y seco de la pella no se vieron afectados significativamente por las coberturas naranja y transparente, en relación con el control. no se encontró diferencia estadísticamente significativa entre el valor del diámetro de la pella de plantas expuestas a la cobertura naranja y el control, pero sí entre la cobertura transparente y el control, en donde las pellas de plantas que se expusieron a la cubierta transparente durante el semillero desarrollaron pellas de un diámetro 12,7% menor que las cosechadas en plantas del tratamiento control (tab. 4). como conclusión se puede tomar en consideración que la exposición de las plantas a la cobertura roja presentó las mejores características en las plantas, como respuesta morfogénica inducida por la captura de la luz roja por parte de los fitocromos. los resultados presentados en el presente trabajo tenían una aplicación práctica, debido a que la estimulación de las plántulas a través de las cubiertas de color sucede en la etapa de semillero, pero el efecto se mantiene en las plantas transferidas a campo. para las condiciones de los cultivadores de hortalizas esta metodología resultaría de fácil aplicación, dado que las áreas por cubrir en el semillero son pequeñas. sin embargo, se debe tener en cuenta que en brásicas, en varios de los ensayos reportados por otros autores, mencionan una influencia varietal en los resultados, como es el caso de la producción total de biomasa y el tipo de crecimiento (beberly et al., 1986). agradecimientos este estudio fue desarrollado con el apoyo de la dirección de investigaciones (din) de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja, en el marco del plan de trabajo del grupo de investigación ecofisiología vegetal, adscrito al programa de ingeniería agronómica de la facultad de ciencias agropecuarias. literatura citada agronet. 2008. área cosechada, producción y rendimiento de brócoli, 1997-2007. en: agronet, http://www.agronet.gov.co; consulta: 27 de noviembre de 2008. antonious, g.f. y m.j. kasperbauer. 2002. color of light reflected to leaves modifies nutrient content of carrot roots. crop sci. 42, 1211-1216. beberly, r.b., m. jarrelw y j. letey. 1986. a nitrogen and water response surface for sprinkler-irrigated broccoli. agron. j. 78, 91-94. 552009 casierra-posada y rojas b.: efecto de la exposición del semillero a coberturas de colores sobre el desarrollo y productividad del brócoli... dan, k., y. yamato y s. imada. 2005. effects of light intensity and red/far-red photon flux ratio on nitrate concentration and nitrate reductase activity in komatsuna. hort. res. japan 4(3), 323-328. francescangeli, n., m.a. sangiacomo y h.r. martí. 2007. vegetative and reproductive plasticity of broccoli at three levels of incident photosynthetically active radiation. span. j. agric. res. 5(3), 389-401. friend, d.j.c. 1985. brassica. pp. 48-77. en: halevy, a.h. (ed.). crc handbook of flowering. vol ii. crc press, boca raton, fl. hoang, n., j.-p. bouly y m. ahmad. 2008. evidence of a light-sensing role for folate in arabidopsis cryptochrome blue-light receptors. mol. plant 1(1), 68-74. inoue, s., t. kinoshita, a. takemiya, m. doi y k. shimazaki. 2008. leaf positioning of arabidopsis in response to blue light. mol. plant 1(1), 15-26. kagawa, a. 1965. studies on the effect of thermo-induction in floral initiation of italian broccoli. res. bull. 21. faculty of agriculture, gifu university, yanagido. leite, c.a., r.m. ito, g.t.s. lee, r. ganelevin y m.â. fagnani. 2008. light spectrum management using colored nets aiming to controlling the growth and the blooming of phalaenopsis sp. acta hort. 770, 177-184. lópez-berenguer, c., c. garcía-viguera y m. carvajal. 2006. are root hydraulic conductivity responses to salinity controlled by aquaporins in broccoli plants? plant soil. 279, 13-23. mc donald, m.s. 2003. photobiology of higher plants. john wiley & sons, west sussex, uk. rincón, l., j. saez, j.a. pérez c., m.d. l. gómez y c. pellicer. 1999. crecimiento y absorción de nutrientes del brócoli. invest. agr. prod. prot. veg. 14(1-2), 225-236. schmitt, j., s.a. dudley y m. pigliucci. 1999. manipulative approaches to testing adaptive plasticity: phytochrome-mediated shade-avoidance responses in plants. amer. nat. 154, 43-54. schulze, e.-d., e. beck y k. müller-hohenstein. 2005. plant ecology. springer verlag, heidelberg, alemania. semicol. 2008. brócoli calabrés. en: semicol, http://www.semicol. com.co; consulta: 25 de septiembre de 2008. svenson, s. 1993. shading and pot color influence growth and flowering of strawberry firetails. proc. fla. state hort. soc. 106, 286-288. taiz, l. y e. zeiger. 2000. physiologie der pflanzen. spektrum verlag, heidelberg, alemania. tan, d.k.y. 1999. effect of temperature and photoperiod on broccoli development, yield and quality in south-east queensland. ph.d. thesis. school of land, crop and food sciences. the university of queensland, brisbane. wang, h. y x.w. deng. 2002. phytochrome signalling mechanism. pp. 1-28. en: somerville c.r. y e.m. meyerowitz (eds.). the arabidopsis book. american society of plant biologists. rockville, md. wiebe, h.j. 1990. vernalisation of vegetable crops a review. acta hort. 267, 323-328. wilson s.b., k. iwabuchi, n.c. rajapakse y r.e. young. 1998a. responses of broccoli seedlings to light quality during lowtemperature storage in vitro: i. morphology and survival. hortscience 33, 1253-1257. wilson s.b., k. iwabuchi, n.c. rajapakse y r.e. young. 1998b. responses of broccoli seedlings to light quality during lowtemperature storage in vitro: ii. sugar content and photosynthetic efficiency. hortscience 33, 1258-1261. total polyphenolics, antioxidants, and cytotoxic activity of infusions from soursop (annona muricata) leaves from two mexican regions received for publication: may 12, 2022. accepted for publication: july 28, 2022 doi: 10.15446/agron.colomb.v40n2.102621 1 departamento de posgrado tecnológico nacional de méxico, instituto tecnológico roque, celaya, guanajuato (méxico). 2 departamento de ingeniería agroindustrial, universidad de guanajuato, celaya, guanajuato (méxico). 3 facultad de ciencias agrícolas, universidad autónoma de chiapas, huehuetán, chiapas (méxico). 4 unidad de tecnología de alimentos, universidad autónoma de nayarit, tepic, nayarit (méxico). * corresponding author: jesus.rodriguez@ugto.mx agronomía colombiana 40(2), 300-310, 2022 abstract resumen infusions of soursop or graviola (annona muricata l.) leaves have been used as alternative medicine for their phytochemical composition, pharmacological and cytotoxic activity that are related with antibacterial, antioxidant, and anticancer activities. infusions of soursop leaves were obtained at 5, 10, and 15 min in samples collected from the chiapas and nayarit regions of mexico. total soluble phenols (tsp), f lavonoids (fc), condensed tannins (ct), total anthocyanins (ac), antioxidant activity, attenuated total ref lectance – fourier transform infrared spectroscopy analysis (ftir-tra), cytotoxic activity in mcf7 and ht-29 cell lines were evaluated. the average contents of tsp, fc, ct and ac were as follows: 0.229±0.006 mg gallic acid equivalents ml-1, 0.177±0.003 mg catechin equivalents ml-1, 0.298±0.012 mg cyanidin 3-glucoside equivalents ml-1, and 0.189±0.003 mg catechin equivalents ml-1, respectively. the ftir-atr analysis determined carbonyl, hydroxyl, ester, and carboxylic acid groups. the antioxidant activity of 2,2-diphenyl1-picrylhydrazyl (dpph) and 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (abts) were 0.446±0.014 and 3.53±0.515 mm trolox equivalents ml-1, respectively. the extraction yields of tsp, fc, ct, and ac by infusion were 88.41, 66.12, 34.93, and 56.09%, respectively. the antioxidant activity was 50.77% for abts and 21.44% for dpph. cytotoxic activity was present against the mcf7 (80%) cell line. the infusions had high polyphenol contents, antioxidant and cytotoxic activities. las infusiones de hojas de guanábana (annona muricata l.) se han utilizado como medicina alternativa por su composición fitoquímica, actividad farmacológica y citotóxica, que les confieren actividad antibacteriana, antioxidante y anticancerígena. las infusiones de hojas de guanábana se obtuvieron a 5, 10 y 15 min en muestras colectadas de las regiones de chiapas y nayarit en méxico; se evaluaron fenoles solubles totales (fst), f lavonoides (f), taninos condensados (tc), antocianinas totales (at), actividad antioxidante, ref lectancia total atenuada por análisis de espectroscopia infrarroja transformada de fourier (ftir-atr) y actividad citotóxica en líneas celulares mcf7 y ht-29. el contenido promedio de fst, f, tc y at fue de 0.229±0.006 mg equivalentes de ácido gálico ml-1, 0.177±0.003 mg equivalentes de catequina ml-1, 0.298±0.012 mg equivalentes de cianidina 3-glucósido ml-1 y 0.189±0.003 mg equivalentes de catequina ml-1 respectivamente. el análisis ftir-atr determinó grupos carbonilo, hidroxilo, éster y ácidos carboxílicos. la actividad antioxidante por 2,2-difenil-1-picrilhidracilo (dpph) y 2,2’-azino-bis-3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfónico (abts) fue de 0.446±0.014 y 3.53±0.515 mm equivalentes de trolox ml-1 respectivamente. los rendimientos de extracción de fst, f, tc y at mediante infusión fueron 88.41, 66.12, 34.93 y 56.09 respectivamente. la actividad antioxidante fue 50.77% de abts y 21.44% de dpph. se presentó actividad citotóxica contra la línea celular mcf7 (80%). las infusiones presentaron un alto contenido de polifenoles, actividad antioxidante y citotóxica. key words: antioxidant capacit y, cell viabilit y, tannins, f lavonoids, anthocyanins. palabras clave: capacidad antioxidante, viabilidad celular, taninos, f lavonoides, antocianinas. total polyphenolics, antioxidants, and cytotoxic activity of infusions from soursop (annona muricata) leaves from two mexican regions polifenoles totales, antioxidantes y actividad citotóxica de infusiones de hojas de guanábana (annona muricata) de dos regiones de méxico claudia grijalva-verdugo1, jesús rubén rodríguez-núñez2*, carlos alberto núñez-colin2, césar leobardo aguirre-mancilla1, diana montoya-anaya1, juan manuel villareal-fuentes3, rosendo balois-morales4, and maría guadalupe rodríguez-carrillo2 introduction soursop belongs to the annona genus, which contains more than 160 species. the soursop tree is distributed in tropical regions around the world, most of the year it tends to bloom and is evergreen (terán-erazo et al., 2019). nowadays, soursop is an important economic crop in mexico, venezuela, brazil, and colombia because of the fruits. the main growing regions in mexico are the tropical areas, located in nayarit, chiapas, colima, michoacán, and veracruz states (jiménez-zurita et al., 2016; escobedo-lópez et al., 2018; sader, 2020). in 2019, the mexican government reported https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v40n2.102621 301grijalva-verdugo, rodríguez-núñez, núñez-colin, aguirre-mancilla, montoya-anaya, villareal-fuentes, balois-morales, and rodríguez-carrillo: total polyphenolics, antioxidants, and cytotoxic activity of infusions from soursop (annona muricata) leaves from two mexican regions a national production of 30,790 t of soursop, with a commercial value of 248,170 million mexican peso (siap, 2019). many plant species are rich sources of natural bioactive compounds and could have a diverse variety of biological effects; they have long been employed in alternative medicine because of their therapeutic potential and health advantages (etheridge & derbyshire, 2019). due to the pharmacological, phytochemical, and toxicological effects as well as for their pharmacokinetics, most therapies in mexican folk medicine are administrated in the form of infusions. these beverages are the first alternative usually suggested by “yerberos” or traditional healers for health care (alonso-castro et al., 2017). the infusions consist of an aqueous extraction prepared by pouring boiling water on the leaves and then letting them steep for 5-15 min (coz-bolaños et al., 2018). several studies report the phenolic characterization of methanolic (saklar et al., 2015; nam et al., 2017; olugbuyiro et al., 2018) and ethanolic (roduan et al., 2019) infusions of the leaves of soursop; however, due to their easy preparation, infusions are extensively used to treat various diseases and this nutraceutical potential is associated with their phenolic compounds including f lavonoids, tannins, and anthocyanins (coria-téllez et al., 2019; balderramacarmona et al., 2020; nguyen et al., 2020). an analytical method used to study important bioactive compounds, such as phenols, is the fourier transform infrared spectroscopy-attenuated total ref lectance (ftir-atr) (daud et al., 2016; hidalgo et al., 2019; ibrahim et al., 2021) that allows identifying functional groups that absorb in the mid-infrared and produce particular signal vibrations of the molecular bonds. the resulting spectrum is known as the sample fingerprint (grijalva-verdugo et al., 2018). soursop leaf infusions show antibacterial (iyanda-joel et al., 2019), antifungal (folorunso et al., 2019), antiprotozoal (calzada et al., 2020), and antiviral activity (balderramacarmona et al., 2020); and they protect against oxidative stress that could prevent hypertension (ola-davies et al., 2019), diabetes (rahayu et al., 2019), inflammation (cercato et al., 2021), obesity (sasso et al., 2019), and cancer (coriatéllez et al., 2019; hassan et al., 2019). some cytotoxic studies of a. muricata extract have been conducted against hela (coria-téllez et al., 2019), mda, and skbr3 (gavamukulya et al., 2014) cell lines. the anticancer activity of a. muricata is attributed to acetogenin content that are fatty acid metabolic derivatives of long chains (35 to 37 carbon atoms). these compounds contain a terminal α-β-unsaturated or saturated γ-lactone group, together with their central regions with one to three rings of tetrahydrofuran or tetrahydropyran (aguilar-hernández et al., 2020; grba et al., 2022). the concentrations of phenolic compounds in leaves are inf luenced by the time of harvest, the growth environment, the soil type, the solar exposure, and the site of production (guzmán-maldonado et al., 2020). these factors inf luence the content of phenolic compounds in the infusions; however, the main factor is the amount of leaves used and the steeping time of the aqueous preparation (pérez-burillo et al., 2018). many studies approached the relationship of steeping time and migration of polyphenolic compounds into herbal infusions (rusak et al., 2008; ramalho et al., 2013; pérezburillo et al., 2018). in this sense, hardoko et al. (2015) and hardoko et al. (2018) assayed the effect of soursop leaves processed as black and green tea with times of extraction for 15, 30, and 45 min; and they characterized the content of phenols, tannins, and f lavonoids. several studies report the phenols and antioxidants in soursop leaf infusions using 10 min of steeping time and 90°c temperature (innocentukachi & onukwugha, 2019). irawan and mahmudiono (2018) used 70ºc water and a steeping time of 4 min, and cercato et al. (2021) used water at 100°c and 15 min of steeping. but few studies have reported the polyphenolic compounds and antioxidant activity of the aqueous extracts of soursop leaves in mexico (coria-téllez et al., 2019; balderrama-carmona et al., 2020). however, there are limited reports about the relationship between production site, phenolic content, antioxidant capacity, and steeping time for soursop leaf infusions from mexico. the aim of this study was to evaluate the polyphenolic composition, antioxidant activity, cytotoxic activity, and the effect of steeping time of infusions from mexican soursop leaves collected from the regions of chiapas and nayarit. materials and methods plant samples annona muricata leaves were collected from two mexican states, nayarit (tepic, 21°30’0” n, 104°54’0” w) and chiapas (cantón el carmen, 14°46’24” n, 92°13’24” w), in july-august 2020. the selection of the plant material was made considering their healthy phytosanitary characteristics. the leaves were freeze-dried (labconco, lyph lock 4.5, usa), milled (electric mill, nutribullet, los angeles, 302 agron. colomb. 40(2) 2022 usa) and stored (two weeks) in closed plastic bags (ziploc) at room temperature in the absence of light until analyses. infusion preparation tea bags for herbal teas were used for the infusion preparations. each bag of tea, containing 3 g of lyophilized soursop leaves, were infused in 240 ml of boiling water and allowed to steep for 5 min, 10 min, and 15 min; afterwards the infusions were allowed to cool to room temperature and tsp, fc, ct, ac and antioxidant activity were determined (coz-bolaños et al., 2018). methanolic extraction yields the polyphenolic compounds from soursop leaves were extracted using solutions of water/methanol (me), ratio 70:30 and 40:60 (v:v) for total soluble phenols and f lavonoids, and absolute methanol was used for tannins. the mixtures were prepared in a ratio 10:1 (m:v), then stirred for 10 min, centrifuged at 5000 rpm for 10 min, and the supernatant were filtered using a whatman filter paper and the same analyses as for infusions were made (deshpande & cheryan, 1985; singleton et al., 1999; dewanto et al., 2002). total soluble phenols total soluble phenols (tsp) were determined by spectrophotometric methods using folin-ciocalteu’s reagent (hycel), according to singleton et al. (1999) with some modifications as follow: an aliquot (60 µl) of soursop infusion was mixed with 240 µl of distilled water and 60 µl of folin-ciocalteu reagent were added. the samples were then stirred and left to steep for 6 min. finally, 600 µl of 7% (w/v) na2co3 (meyer) solution and 480 µl of distilled water were added and maintained in dark conditions for 90 min at room temperature. absorbance was read at 750 nm using a multiskan go (thermo fisher scientific, 51119200, usa). a gallic acid (fermont) standard curve (acid gallic = 0.2643(abs750) 0.006, r 2=0.9898) was elaborated using known concentrations (0.200 – 0.020 mg ml-1). the results were expressed as milligrams of gallic acid equivalents per milliliter (mg gae ml-1). flavonoid content the f lavonoid content (fc) was determined following the procedure described by dewanto et al. (2002) with some modifications: 150 µl of soursop infusion was mixed with 45 µl of 5% (w/v) nano2 (j. t. baker) solution, 90 µl of recent prepared 10% (w/v) alcl3 (j. t. baker) and 300 µl of 1 m naoh (j. t. baker) were added. the mixture was brought to 1.5 ml with distilled water, mixed and left to repose for 5 min. absorbance was measured against the blank at 510 nm using a multiskan go. catechin (sigma-aldrich®, usa) was used as a standard (catechin=0.5803(abs510) + 0.0538, r2=0.9817), and the solutions were prepared at 0.300-0.062 mg ml-1. the results were expressed as milligrams of catechin equivalents per milliliter (mg ce ml-1). condensed tannins the methodology reported by deshpande and cheryan (1985) was used with some modifications to determine condensed tannins (ct) in the infusions. a total of 200 µl of sample was reacted with 1 ml of a solution prepared in proportion 1:1 (v/v) from 1% vanillin (sigma-aldrich®, usa) (w/v, dissolved in methanol) and 8% hcl (j. t. baker) (v/v, dissolved in methanol) and incubated at a temperature of 30°c for 20 min. absorbance was read at 500 nm against the blank using a multiskan go. to estimate the concentration of tannins, a calibration curve with catechin (sigma-aldrich®, usa) (catechin=5.5325(abs500) 0.1577, r2 =0.9866) was obtained using known concentrations of catechin (0.750-0.031 mg ml-1). condensed tannin contents were expressed as milligrams of catechin equivalents per milliliter (mg ce ml-1). total anthocyanins the anthocyanin contents (ac) were studied according to the abdel-aal and hucl (1999) method with modifications. the infusion was measured and adjusted to ph 1 with 4n hcl. the sample was read in a multiskan go at 535 nm against the blank. total anthocyanin content per sample (mg ml-1) was calculated as cyanidin 3-glucoside: c =  a  ×  vol  × mw ×  1  × 106 ε 1000 sample wt where c is the concentration of total anthocyanin (mg ml-1), a is the absorbance reading, ε is the molar absorptivity (cyanidin 3-glucoside=25,965 cm-1), vol is the total volume of infusion, and mw is molecular weight of cyanidin 3-glucoside=449. antioxidant capacity (abts and dpph) the method of 2,2 -̓azino-bis(3-ethylbenzothiazoline6-sulfonic acid diammonium salt (abts) to evaluate the antioxidant capacity was carried out according to re et al. (1999). the radical abts+ was prepared dissolving 3.8 mg of the reactive abts (sigma-aldrich®, usa) in 1 ml of 2.45 mm potassium persulphate (fermont), and the mixture was kept in the dark at 4°c for 12 h before use. then 0.15 ml of the abts+ solution was diluted in 14 ml of phosphate buffer at ph 7.4 to obtain an absorbance of 0.7+0.020 at 734 nm using a spectrophotometer (hach dr3900, usa). the 303grijalva-verdugo, rodríguez-núñez, núñez-colin, aguirre-mancilla, montoya-anaya, villareal-fuentes, balois-morales, and rodríguez-carrillo: total polyphenolics, antioxidants, and cytotoxic activity of infusions from soursop (annona muricata) leaves from two mexican regions phosphate buffer was prepared by adding 8 g nacl, 0.2 g kcl and 1.44 g kh2po4 in 1 l of distilled water. first, the absorbance at initial time (t0) was measured in 990 µl of the diluted radical abts+ solution, and 10 µl of the soursop infusion was immediately added. the mix was kept in the dark at room temperature for 6 min; after that time the absorbance was measured at 734 nm (t6). the antioxidant capacity was calculated by comparing the absorbance values of the infusion to a trolox (sigma-aldrich®, usa) standard curve (trolox equivalent=0.0253(abs(t0-t6)) + 0.3864, r2=0.9878). the curve was obtained using known concentrations of trolox (3000-500 mm). the result was expressed as the equivalent trolox per milliliter (mmol te ml-1). the dpph antioxidant activity of infusions was determined using brand-williams et al. (1995) with some mod i f icat ions usi ng 2 , 2-d iphenyl-1-picr yl hyd ra z yl (dpph) (sigma-aldrich®, usa) as a free radical. a 200 µm dpph solution in methanol (reasol) was prepared. the solution was prepared on the same day of the analysis and the mixture was kept in the dark. a 180 µl aliquot of the dpph radical solution was mixed with 20 µl of the infusion in wells of a 96-well plate and kept in the dark for 30 min. absorbance was read at 515 nm in a multiskan go. the antioxidant activity was calculated using a trolox calibration curve (trolox equivalent= 0.0117(abs(t0-t30)) – 0.0286, r 2=0.9748). the antioxidant capacity value was expressed as trolox equivalents per milliliter (mmol te ml-1). ftir-atr spectroscopy analysis two g of milled leaves from each region were mixed with 40 ml of absolute methanol; the mix was sonicated for 10 min, and was allowed to rest for 24 h, after which it was filtered. this procedure was repeated twice, and the filtrates were mixed, then evaporated using a rotary evaporator (yamato scientific, re201) until a dark brown syrup was obtained. a small amount of me syrup was analyzed using ftir (perkinelmer, dynascan® brand spectrum 100 model) equipped with an attenuated total ref lectance interferometer (atr) at a temperature of 25±2°c. the spectra were obtained from 16 points with a resolution of 4 cm-1 in a region of 4000-500 cm-1 (ramírez-hernández et al., 2020). preparation of leaf extract for cytotoxic activity assay the procedure of coria-téllez et al. (2019) was used with some modifications; specifically, 630 mg of lyophilized and crushed soursop leaves were mixed with 15 ml of boiling water and the mixture was ground for 10 min, then allowed to steep until reaching room temperature. the mixture was centrifuged at 10,000 rpm for 10 min, and the supernatant was filtered through a 0.45 μm membrane. cytotoxic activity assay the tetrazolium salt (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5diphenyltetrazolium bromide) (mtt) assay was used to measure the cytotoxic activity of the extracts against mcf7, and ht-29 cells line according to the procedure described by coria-téllez et al. (2019). mcf7 cells were cultured in dulbecco’s modified eagle medium (dmem) (sigma aldrich); and the ht-29 cells were cultured in mccoy’s medium (gibco), both containing 10% (v/v) fetal bovine serum, 1% penicillin–streptomycin antibiotic solution, and 5 ml trypsin. the cells were cultured in a co2 incubator with 5% co2 at 37°c. the cells were seeded at a density of 1x104 cells per well, incubated for 24 h in darkness and exposed to various concentrations of aqueous concentrated extract (21, 10.5, and 5.25 mg ml-1). the cells were also treated with 50 μl of dimethylsulfoxide (dmso) (negative control). at the end of the treatment, the supernatant was removed in each well and replaced with 150 μl of mtt (3.33 mg ml-1) followed by incubation at the same conditions for 4 h. the reaction was stopped by adding 100 μl dmso to each well. the absorbance of each solution was read in a microplate spectrophotometer at 595 nm. statistical analysis all experiments were conducted in triplicate and data were presented as the means ± standard deviations. statistical analysis was performed using minitab 17 for windows (minitab statistical software, usa). significant differences between the samples were tested using analysis of variance (anova) followed by tukey’s test comparison (p<0.05). results and discussion total soluble phenols (tsp) tsp of samples ranged from 0.182 to 0.246 mg gae ml-1 (tab. 1). tsp in the extracts from nayarit region correlated with extraction time, the longer infusion time the higher the phenolic content, but not for the chiapas region. in leaves recollected in chiapas, at 10 min of extraction the phenolic content decreased; and it increased at 15 min of extraction, even though the infusion from chiapas reposed for 15 min and had the highest tsp (0.246±0.009). hardoko et al. (2015) analyzed soursop leaf samples at different time extractions and reported the highest concentration of tsp at 45 min of extraction (0.321 mg gae ml-1), while the lowest concentrations were at 15 min of extraction (0.200 mg gae ml -1). in accordance with the results obtained in this study, pérez-burillo et al. (2018) reported for white tea 304 agron. colomb. 40(2) 2022 that increasing the extraction time in the infusions also improved the phenolic extraction (about 10 min). the increase in tsp with respect to extraction time is related to the polarity and hydrophilicity of the bioactive compounds (kelebek, 2016). in addition, the water temperature used in the infusions (100°c) inf luences the extraction efficiency, because the heating process opens the vacuoles of the cells (hardoko et al., 2015) facilitating the migrations and solubility of polyphenols due to diffusion coefficients of the components to be extracted (saklar et al., 2015). flavonoid content (fc) for chiapas, the fc of soursop leaf infusion increased with time, reaching the highest content at 15 min, while nayarit had the highest concentration at 10 min (0.178 mg ce ml-1). after this time the content decreased, but it was not significant. several authors found the same effect for long infusion times. for example, saklar et al. (2015) report for green tea elevated catechin concentrations at the beginning of the infusion using water at 75°c and after this time the concentration increased. however, using water at 95°c the catechin content did not change significantly during steep time. therefore, increasing the steeping time of the infusion beyond 20 min would not result in a greater extraction of f lavonoids (saklar et al., 2015). ramalho et al. (2013) report that the catechin f lavonoid content decreased after 10 and 15 min for indian and british brands of black teas, but the brazilian brand tea continued increasing up to 30 min. the levels of f lavonoids in infusions are liable to change depending on the sample preparation conditions (jin et al., 2019). for example, long infusion times suggest that the f lavonoids as catechins can suffer epimerization (the f lavonoids are converted to their corresponding nonepi isomers) (saklar et al., 2015); and the high temperatures used in the extraction process could induce the f lavonoid oxidation resulting in damage to the f lavonoid compounds (hardoko et al., 2015). anthocyanin content (ac) the ac in chiapas infusions increased with the infusion time (tab. 1), meanwhile, nayarit infusions did not show the same behavior because at 10 min of infusion the ac decreased and increased at 15 min. the ac of infusions for the two regions ranged from 0.148 to 0.330 mg c3ge ml-1, and nayarit showed the highest content of ac at the three-repose time. a wide range of ac values has been reported for different infusion types, ranging from 0.126 to 1.645 mg c3ge ml-1 for hibiscus sabdariffa infusion (salmerón-ruiz et al., 2019), 0.119 mg c3ge ml-1 for hibiscus sabdariffa mixed with bilberry tea that contained berry fruits of aronia, black currant, rose hip, raspberry, bilberry, and blueberry (bratu et al., 2018). in this sense, the variables that have the greatest impact on anthocyanin extraction are the number of leaves, volume of water, water temperature, and repose time used in the infusion preparation. therefore, fewer leaves and a lower proportion of water allow for greater extraction efficiency, but it may take longer (talib et al., 2020). in addition, the use of high temperature water increases the extraction process that improves both anthocyanin solubility and diffusion coefficients (paraíso et al., 2021). however, high temperatures may not be suitable for anthocyanins, since they are susceptible to thermal degradations and could cause them to break down and lose their antioxidant activity and, consequently, their bioactivity (salmerón-ruiz et al., 2019). condensed tannins (ct) the ct content was increased according to the infusion time (tab. 1) that ranged from 0.131 mg to 0.219 mg ce ml-1. previous research reports the concentrations ranging table 1. phenolic contents and antioxidant activity of infusions from soursop leaves harvested in two mexican states. region time (min) tsp (mg gae ml-1) fc (mg ce ml-1) ac (mg c3ge ml-1) ct (mg ce ml-1) abts (mm te ml-1) dpph (mm te ml-1) nayarit 5 0.182±0.020b 0.176±0.011ab 0.318±0.028a 0.151±0.013de 1.21±0.065b 0.405±0.042ab 10 0.205±0.024ab 0.178±0.002a 0.247±0.030ab 0.199±0.006ab 1.33±0.075ab 0.440±0.041ab 15 0.221±0.008ab 0.175±0.019ab 0.330±0.052a 0.219±0.009a 1.24±0.073b 0.492±0.006a mean 0.202±0.006b 0.177±0.003a 0.298±0.012a 0.189±0.003a 1.26±0.031a 0.446±0.014a chiapas 5 0.235±0.012a 0.148±0.006b 0.148±0.022c 0.131±0.011e 1.19±0.007b 0.377±0.051b 10 0.207±0.012ab 0.168±0.005ab 0.175±0.027bc 0.166±0.011cd 1.28±0.060 b 0.381±0.018b 15 0.246±0.009a 0.171±0.007ab 0.219±0.029bc 0.185±0.003bc 1.47±0.082a 0.357±0.043b mean 0.229±0.006a 0.162±0.003b 0.181±0.012b 0.161±0.003b 1.31±0.031a 0.372±0.019b total soluble phenols (tsp); flavonoid content (fc); anthocyanin content (ac); condensed tannins (ct); antioxidant capacity (abts and dpph). mean is the average of the three repose times for each region for each phenolic and antioxidant activity. for each column, different lowercase letters indicate significant differences (p<0.05) between times measured by tukey’s multiple range test. for each column, different capital letters indicate significant differences (p<0.05) measured by tukey’s multiple range test. 305grijalva-verdugo, rodríguez-núñez, núñez-colin, aguirre-mancilla, montoya-anaya, villareal-fuentes, balois-morales, and rodríguez-carrillo: total polyphenolics, antioxidants, and cytotoxic activity of infusions from soursop (annona muricata) leaves from two mexican regions from 0.199 to 0.519 mg ce ml-1 (hardoko et al., 2015; hardoko et al., 2018). the variations in the concentrations reported in the literature can be attributed to the maturity and treatment of leaves and the temperature and time used for drying (jimenez-garcia et al., 2020). the time, water temperature, and type of extraction are also related to extraction conditions. this may explain the prevention of tannin oxidation by increasing the concentration of these compounds in the extract (castiglioni et al., 2015; silvaramírez et al., 2020). antioxidant activity the results of abts assays show that the infusions of chiapas have the higher antioxidant activity (1.47 mmol te ml-1) (tab. 1). the infusion time of 5 min has the lowest antioxidant activity with a significant increase only after 15 min from chiapas. this behavior is similar to that observed for tsp, ac, and ct. the abts results obtained in this study are lower than those obtained by kelebek (2016) for black tea (1.96 mmol te ml-1). almajano et al. (2008) report that the antioxidant activity of peppermint infusion and red tea was equal to 0.315 and 0.825 mmol te ml-1, respectively. this indicates that the antioxidant capacity of the soursop infusion is similar to that of the commercial teas. the dpph assays found that nayarit leaves infused for 15 min produce the highest dpph values (0.492 mmol te ml-1). there were significant statistical differences (p<0.05) in antioxidant activity depending on infusion time for nayarit, but not for chiapas. the behavior of antioxidant activity with respect to time of extraction for chiapas and nayarit was similar to tsp and ct behavior. jin et al. (2019) point out the inf luence of temperature and time of extraction on the antioxidant activity through dpph method, and they report a maximum at 10 min and 95°c, while after 30 min the activity decreased; however, at 65°c after 10 min the value increased significantly. it is important to note that no one method determines all the antioxidant compounds of a sample. for this reason, in this study, two methodologies were used to evaluate the antioxidant activity of the infusions obtained. the difference in the results between the abts and dpph was explained by the different compounds with antioxidant activity in the samples. these compounds have different reaction mechanisms and kinetics, due to their chemical structure and functional groups. however, both methods show a decrease in absorbance due to the reduction of radicals. on the one hand, the cationic form of the abts radical is reduced by the interaction with hydrogen or electron donor species, while the dpph radical is reduced in the presence of hydrogen donor antioxidants (brandwilliams et al., 1995; re et al., 1999; grijalva-verdugo et al., 2018; guzmán-maldonado et al., 2020). the high antioxidant activity of the infusions is due to the presence of phenolic compounds and secondary metabolites, such as alkaloids, vitamins, terpenoids, saponins, and essential oils produced for the high metabolic activity of the leaves; and all these compounds in the infusions of soursop leaves play an important role over their antioxidant activity (kelebek et al., 2016; menezes et al., 2019; roduan et al., 2019; balderrama-carmona et al., 2020; mannino et al., 2020; silva-ramírez et al., 2020). the reports about the antioxidant activity shows variations between the different authors, because the results are reported using different units (mg l-1 or µmol l-1). however, the use of these practices makes it difficult to understand the real contribution in terms of consumption by portion size (urías et al., 2020). in this research, the consumption of a portion (240 ml) of soursop leaf infusion contributes to antioxidant activity of 229 mm te per portion. the same activity is proportioned by drinking the same portion of apple juice. meanwhile, the same portion of red wine gives 1.8 times more antioxidant activity than soursop leaf infusion (park et al., 2018). methanolic extraction yields table 2 shows the polyphenolic contents and antioxidant activity of methanolic extract of soursop leaves. the results of methanolic extracts did not show significant differences between regions in the variables tested. however, the infusions showed significant differences (tab. 1) for tsp, fc, ac, ct and dpph, where a higher content of fc, ac, ct and dpph in the infusions was also observed table 2. phenolic contents and antioxidant activity of methanolic extracts from soursop leaves harvested in two mexican states. region tsp (mg gae ml-1) fc (mg ce ml-1) ac (mg c3ge ml-1) ct (mg ce ml-1) abts (mm te ml-1) dpph (mm te ml-1) nayarit 0.336±0.076a 0.290±0.072a 0.853±0.255a 0.423±0.266a 3.53±0.515a 2.08±0.256a chiapas 0.259±0.041a 0.245±.053a 1.077±0.065a 0.287±0.163a 2.58±0.540a 2.56±0.164a total soluble phenols (tsp); flavonoid content (fc); anthocyanin content (ac); condensed tannins (ct); antioxidant capacity (abts and dpph). the results are the mean ± standard deviations of n=3. for each column, different letters indicate significant differences at p<0.05 as measured by tukey’s multiple range test. 306 agron. colomb. 40(2) 2022 with nayarit leaves, while tsp was higher for infusions with chiapas leaves. the abts assays of the infusions did not show significant differences between chiapas and nayarit. chiapas and nayarit have different climatic and geographical conditions (temperatures, air humidity, and soil composition), inducing differences in the biochemical and physiological responses of the plants (syed-najmuddin et al., 2017; ovando-domínguez et al., 2019). the infusion extraction yields for chiapas at 15 min showed values of 91.7%, 70%, and 64.5% for me, tsp, fc and ct, respectively. the yield for the nayarit region showed results of 34.7% and 23.6% for ac and dpph, respectively. coz-bolaños et al. (2018) report yields of 62.4% and 40% for tsp and fc for moringa infusions. balderrama-carmona et al. (2020) point out yields of 71.97% and 12.57% of antioxidant activity of abts and dpph in soursop leaf infusions, compared to the yield of the extractions with acidified alcohol. also, nam et al. (2007) report yields of 20% in extractions for tsp in soursop leaves using water, in comparison to the methanol extractions. an accurate comparison could be difficult between the results previously reported by different authors. due to a lack of uniformity in the conditions of infusion preparation and the properties of the leaves such as leaf age, leaf size and harvesting season, it is difficult to compare accurately the results obtained in the present work with other studies (saklar et al., 2015). ftir-atr analysis of a. muricata extracts the ftir spectrometry is a physico-chemical analytical technique that reveals the functional groups of the components separated based on their peak ratio. figure 1 provides the functional groups present in a. muricata leaves extract. in the ftir, the broad and strong band between 3700 and 3000 cm-1 is due to overlapping stretches of vibrations of functional -oh groups, showing the presence of phenolic compounds and the methanol residual in the extracts (daud et al., 2016). the peak at 2,924 cm-1 is due to the carboxylic acid group (ibrahim et al., 2021). the peaks observed at 2,853 cm-1 are assigned to asymmetric stretching of the -ch3 groups of the lactone rings, meanwhile the 1,740 cm-1 band is attributed to the -c=o stretch vibrations of the γ-lactone ring of acetogenins (hidalgo et al., 2019). the absorptions at 1,656, 1,513, and 1,450 cm-1 correspond to the c=c stretch vibration characteristics of the flavonoid bonds (grijalva-verdugo et al., 2018). the bands between 1,376-1,320 cm-1 are assigned to the -ch3 groups of the alkanes and alkenes (ibrahim et al., 2021). the peaks observed at 1,286, 1,248, and 1,205 cm-1 are attributed to the functional group -oh out of plane torsion of carboxylic acids, c-o stretching vibration and c-o-c asymmetric stretching, respectively, belonging to the pyran ring structure of tannins (daud et al., 2016; grijalva-verdugo et al., 2018). the signals observed at 1,161, 1,071, and 1,027 cm-1 correspond to the o=c-o ester functional group attributed to coumarins (ibrahim et al., 2021). strong absorptions are observed in the region 828-719 cm-1, assigned to the c-o stretching vibrations of α and β pyranose compounds present in anthocyanins (grijalva-verdugo et al., 2018). the ftir spectra of the infusion from the two regions showed slight differences in the intensity and width of the bands and peaks; the differences may be due to the variation in the number of functional groups that produce particular vibrational signals of molecular bonds corresponding to that specific wavenumber. the resulting spectrum is a fingerprint of the a. muricata leaf extract (farooq & sehgal, 2019). hydroxyl group carboxylic acid carbonyl group methyl group alkene alkane ester o c c c h h or’r h 3 c ch 3 c o= -ch 3 o c ohr o hr h h= a bs or ba nc e 0.2 0.1 0.0 0.3 1000200030004000 wavelength chiapas nayarit figure 1. ftir spectra in the region of 4000-850 cm-1 of a. muricata leaves extracts from chiapas and nayarit. 307grijalva-verdugo, rodríguez-núñez, núñez-colin, aguirre-mancilla, montoya-anaya, villareal-fuentes, balois-morales, and rodríguez-carrillo: total polyphenolics, antioxidants, and cytotoxic activity of infusions from soursop (annona muricata) leaves from two mexican regions cytotoxic activity assays figure 2 shows the results of cytotoxic activity assays of aqueous extract from nayarit and chiapas regions against mcf7 and ht-29 cells. the high cytotoxic activity was found for mcf7 cells with aqueous extract from chiapas. also, the results for ht-29 cells did not show statistical differences. appeared in the leaves from nayarit at 10 min of infusion. for ac and ct, the leaves from nayarit region at 15 min had the highest values. the higher antioxidant activity of abts was obtained for chiapas and dpph was highest for the nayarit region, both at 15 min. the comparative analysis showed significate differences between the regions for tsp, fc, ac, ct and dpph, but not for abts and methanolic extracts. the infusions had the best cytotoxicity activity against mcf7 compared to ht-29 cells. the ftir-atr analysis showed important functional groups as carbonyl, hydroxyl, ester, and carboxylic acid, related to the active compounds in the extracts. the use of soursop leaves as infusions can be recommended as a source of antioxidants due to their composition in polyphenolics; furthermore, its secondary metabolites offer cytotoxic activity against breast cancer cell lines. however, the presence and biological activity of its molecules from soursop leaves must be analyzed more deeply. acknowledgments this research was supported by sagarpa-conacyt fund (mexico) through the project 266891. conflict of interest statement the authors declare that there is no conf lict of interests regarding the publication of this article. author’s contributions cgv, dma and mgrc worked in the formal analysis, research, and methodology. jrrn and clam worked in the conceptualization, project administration, funding acquisition, writing, and preparing of the original draft. jmvf and rbm contributed with the sampling in the chiapas and nayarit regions. canc was responsible for data curation and formal analysis. all authors have read and approved the final version of the manuscript. literature cited abdel‐aal, e. s. m., & hucl, p. 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(2016) evaluated the cytotoxic activity of water extracts of leaves of a. muricata against breast cells lines, mda-mb231, mcf7, mcf-10a and 4t1 and reports a varied anti-breast cancer activity, around 50% for mcf-10a, 40% for mcf7, 30% for the cell lines mda-mb231 and 4t1. the cytotoxic activity has been attributed to acetogenins in the leaves of a. muricata, from which more than 45 have been identified (hadisaputri et al., 2021). these secondary metabolites are responsible for the cytotoxicity activity because they inhibit the complex i of the mitochondrial respiratory chain, reducing the production of atp, bringing on cellular apoptosis (aguilarhernández et al., 2020; grba et al., 2022). conclusions the soursop leaves from the chiapas region showed the highest tsp at 15 min of infusion. the highest tf value https://doi.org/10.1094/cchem.1999.76.3.350 https://doi.org/10.1094/cchem.1999.76.3.350 https://doi.org/10.3390/molecules25051139 https://doi.org/10.3390/molecules25051139 https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.10.040 https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.10.040 308 agron. colomb. 40(2) 2022 alonso-castro, a. j., domínguez, f., maldonado-miranda, j. j., castillo-pérez, l. j., carranza-álvarez, c., solano, e., isiordiaespinoza, m. a., juárez-vázquez, m. c., zapata-morales, j. r., argueta-fuertes, m. a., ruiz-padilla, a. j., solorio-alvarado, c. r., rangel-velázquez, j. e., ortiz-andrade, r., gonzálezsánchez, i., cruz-jiménez, g., & orozco-castellanos, l. m. 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congelada de arazá (eugenia stipitata mc vaught). se realizaron análisis fisicoquímicos antes y después de 15 días de congelación de la pulpa. se encontró que el escaldado durante 7 min en combinación con la congelación rápida y la descongelación lenta, ofrecen la mejor alternativa para conservar la pulpa de arazá, puesto que con este tratamiento se logra no sólo una menor degradación de ácido ascórbico sino también menor deterioro en la capacidad de retención de líquidos de la pulpa y menor daño en características funcionales, como la viscosidad, firmeza, cohesividad y consistencia. the effects of blanching, freezing speed, and de-icing speed on the ascorbic acid contents, liquid retention capacity, some properties related to the texture and acidity of frozen pulp of arazá were evaluated. physicochemical analyses were performed before and after 15 days of the pulp freezing procedure. the best treatment to conserve a good quality of arazá fruit pulp consisted in pulp blanching during 7 min, that was then quick frozen with liquid nitrogen and de-iced at low speed. this kind of treatment provided not only a minor degradation of ascorbic acid, but also low changes in functional characteristics, such as retention of pulp liquid, viscosity, firmness, cohesiveness and consistency. key words: ascorbic acid, drip-loss, texture, conservation.palabras clave: ácido ascórbico, retención de líquidos, textura, conservación. agronomía colombiana 25(2), 333-338, 2007 1 ingeniera química, universidad nacional de colombia, bogotá. emillanb@unal.edu.co 2 profesor asociado, departamento de química, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, bogotá. lprestrepos@unal.edu.co 3 profesor asistente, departamento de química, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, bogotá. cenarvaezc@unal.edu.co introducción el arazá (eugenia stipitata mc vaught) es un cultivo promisorio de las selvas de la amazonía colombiana, de brasil y perú, que tiene ventajas adaptativas en los suelos, con producción casi permanente, con dos a seis cosechas al año. presenta características ácidas, sabor y aroma agradables. sin embargo, su tiempo de vida en anaquel es corto, cuando se almacena como fruto fresco (hernández et al., 2007; vargas et al., 2005). su rápido deterioro se ha vinculado al ablandamiento, pardeamiento y a la pérdida de sustancias con buena capacidad antioxidante (vargas et al., 2005). dada la alta perecibilidad del arazá y teniendo en cuenta que éste se usa, principalmente, para la elaboración de productos como néctar, jugo, mermelada y yogur (barrera et al., 1996), el almacenamiento congelado de la pulpa puede constituirse en una alternativa adecuada para aumentar el tiempo de vida de la fracción comestible. la congelación lenta a -20 °c conserva de manera adecuada las características organolépticas durante los primeros 30 días de almacenamiento. el tiempo de vida media de la calidad nutricional, medida como tiempo requerido para que el ácido ascórbico se degrade en un 50%, fue de 80 días, y el deterioro de la textura se produce en los primeros 15 días de congelación (mejía et al., 2006). se conoce que la calidad de los vegetales sometidos a procesos de conservación como el de congelación puede ser mantenida mediante la aplicación de tratamientos térmicos previos, a través del escaldado en agua, vapor o por tratamiento con microondas. así mismo, la velocidad de congelación y la de descongelación, pueden contribuir también en la prolongación del tiempo de vida útil de vegetales congelados (zhang et al., 2004; sava et al., 2005). fisiología y tecnología poscosecha efecto del escaldado, de la velocidad de congelación y de descongelación sobre la calidad de la pulpa congelada de arazá (eugenia stipitata mc vaught) effect of blanching and speed of freezing and de-icing on the quality of frozen pulp of arazá (eugenia stipitata mc vaught) elizabeth millán1, luz patricia restrepo2 y carlos eduardo narváez3 fecha de recepción: marzo 5 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 334 agron. colomb. 25(2) 2007 la aplicación del escaldado de pulpas permite la inactivación de enzimas como catalasa, lipasa, lipoxigenasa, peroxidasa y polifenoloxidasa, con disminución de la pérdida de ácido ascórbico, de aroma, sabor y color, se reduce la fermentación y se ayuda a la estabilización de la textura (savaş et al., 2005). sin embargo, este tratamiento térmico debe ser debidamente controlado con el fin de reducir la generación de sabor a cocido, degradación de ácido ascórbico, daño en la textura y una posible degradación de los cromóforos de la célula (rosenthal, 2001). durante el proceso de congelación, el tamaño y la posición de los cristales de hielo formados son características críticas en el deterioro de la estructura de la célula vegetal (baduí, 2006). es así como, en la congelación los cristales de hielo penetran a través de la membrana celular, generando pérdida de turgencia y deterioro de la estructura de la pared celular causado por el crecimiento de dichos cristales. la velocidad de congelación determina la formación y localización de los cristales; cuando la congelación es lenta hay formación de cristales grandes y el agua se sustrae del interior de la célula para ser añadida a los cristales, puede haber rompimiento de las membranas celulares internas permitiendo el contacto de enzimas y substratos, desarrollándose aromas y colores extraños. por el contrario, si la congelación es rápida, se disminuye el movimiento del agua antes de que sea congelada, y por consiguiente, se generan cristales pequeños, tanto en el interior como en el exterior de la célula, con un menor deterioro del tejido vegetal (rosenthal, 2001; zhang et al., 2004). en el proceso de congelación, la vitamina c, ácido ascórbico, se puede convertir en ácido dehidroascórbico que es activo como la vitamina c, y en el ácido 2,3-dicegulónico, que no es activo (giannakourous y taoukis, 2003). algunos autores proponen que la medida de la vitamina c es un buen estimativo de la calidad nutricional y, por tanto, puede ser un índice adecuado para estimar el deterioro de la calidad (giannakourous y taoukis, 2003; sahari et al., 2004). en cuanto a la velocidad de descongelación, en algunos productos cárnicos se aconseja la descongelación lenta; mientras que en otros, como en la mayoría de las verduras, se recomienda cocinarlas sin previa descongelación. por regla general, cuando hay tendencia a la pérdida de líquidos es mejor la descongelación lenta para dar tiempo a los tejidos de reabsorber éstos (rosenthal, 2001). el presente estudio fue llevado a cabo para evaluar el efecto del escaldado, de la velocidad de congelación y de la velocidad de descongelación sobre la calidad de la pulpa congelada de arazá, en un ensayo corto de almacenamiento. como descriptores de calidad se tomaron el ácido ascórbico, la capacidad de retención de agua, la firmeza, índice de viscosidad, cohesividad, consistencia y la acidez titulable. materiales y métodos materia prima los frutos de arazá fueron muestras comerciales adquiridas en la central de abastos de bogotá. los frutos se seleccionaron de acuerdo con su corteza amarilla y en óptimas condiciones de maduración y sanidad. las frutas fueron lavadas con agua potable y se procedió al pelado y separación manual de semillas. finalmente, la pulpa fue homogenizada con un agitador de aspas durante 20 s. se evaluó el efecto del escaldado, de la velocidad de congelación y de la velocidad de descongelación sobre el contenido de ácido ascórbico, la estabilidad física, la textura y la acidez. efectos evaluados el escaldado se evaluó por inmersión de la pulpa en un baño de agua en ebullición (92 °c) durante 0, 1, 3, 5, 7, 10 y 15 min. durante esos tiempos, la temperatura en el centro de la masa de pulpa llegó a 18, 33, 55, 65, 72, 77 y 80 °c, respectivamente. se ensayaron dos velocidades de congelación: lenta y rápida, la congelación lenta se llevó a cabo en un congelador convencional a –20 ºc, la congelación rápida se realizó por inmersión en nitrógeno líquido. todas las muestras estuvieron almacenadas a –20 ºc durante 15 días. se ensayaron dos tipos de descongelación, lenta y rápida. la primera se llevó a cabo al medio ambiente, durante el tiempo que fuera necesario para obtener la pulpa fluida, y la segunda, en horno microondas. análisis del producto obtenido en el día cero y luego de 15 días de congelación, en las muestras se midió el contenido de ácido ascórbico por el método de la 2-nitroanilina, la capacidad de retención de agua por centrifugación, la firmeza, el índice de viscosidad, la cohesividad y la consistencia por medida con un texturómetro y la acidez por titulación ácido-base. ácido ascórbico se preparó un extracto de la pulpa de arazá por agitación de 2 g de pulpa con 4 ml de ácido oxálico al 0,15% durante 5 min, se centrifugó a 3.000 rpm durante 5 min y en el sobrenadante se efectuó la cuantificación de acuerdo al método de la 2-nitroanilina por lectura espectrofotométrica a 540 nm. se realizó una curva de calibración con ácido ascórbico entre 0,020 y 0,500 mg·l-1, preparado en ácido oxálico al 0,15%. los resultados fueron expresados como mg de ácido ascórbico/100 g de pulpa (bernal, 1992). 335 capacidad de retención de agua fue evaluada por centrifugación de 10 g de pulpa a 3.000 rpm durante 5 min. se midió el volumen de líquido liberado por la pulpa. los resultados se expresaron como % v/p (redmond et al., 2003). firmeza, índice de viscosidad, cohesividad y consistencia se usó el texturómetro plus textura analyser modelo ta-xt2®, equipado con una celda de 50 mm de diámetro, un cilindro metálico y una sonda redonda de 45 mm de diámetro (a/be-45) (mejía et al., 2006). la técnica consiste en depositar 100 ml de pulpa en un contenedor cilíndrico. la sonda penetra la muestra a una velocidad de 1 mm/s durante 30 s, por lo que la distancia de recorrido durante el análisis es de 30 mm. en este punto, la sonda retorna a su posición inicial y se obtiene una gráfica como la mostrada en la figura 1. la fuerza máxima registrada durante la penetración se toma como la firmeza. el área bajo la curva durante la penetración de la sonda es una medida de la consistencia. la región negativa de la gráfica, generada por el retorno de la sonda, es el resultado del peso de muestra que debe vencer la sonda para volver a su posición inicial. el área de la región negativa es un indicativo de la cohesividad. el mínimo valor obtenido en la región negativa es una medida del índice de viscosidad. acidez titulable se tomaron 2 g de pulpa, se homogenizaron con 10 ml de agua destilada, mediante agitación magnética y se tituló con naoh 0,1 m y fenoftaleína como indicador. los resultados fueron reportados como gramos de ácido málico en 100 g de pulpa (aoac 945.15 a). análisis de datos se realizó el análisis de varianza para cada parámetro medido, y en donde se encontraron diferencias significativas se realizó una prueba de rango múltiple, de acuerdo con la prueba de tukey. para hacer el análisis estadístico se utilizó el programa statgraphics plus®, con un nivel de confianza de 95,0 %. resultados y análisis ácido ascórbico la variación en el contenido de ácido ascórbico en función de los tratamientos ensayados se indica en la figura 2. el ácido ascórbico no fue degradado durante los primeros 5 min de escaldado. cuando la pulpa fue escaldada durante 7 min, un 26% de esta vitamina fue destruida. los resultados, presentados en la misma figura, muestran que la velocidad de congelación no influye sobre la estabilidad de la misma, como tampoco lo hace el tipo de descongelación empleado. sin embargo, al comparar los niveles de ácido ascórbico en la pulpa sin congelar contra los niveles después de los 15 días de almacenamiento congelado, se observa un efecto negativo sobre la estabilidad del ácido ascórbico. la misma figura muestra que la degradación por efecto del almacenamiento congelado fue mayor cuando la pulpa no fue escaldada y que la degradación, durante la figura 1. curva típica obtenida al analizar la textura de la pulpa de arazá. figura 2. variación del contenido de ácido ascórbico en la pulpa de arazá por efecto del tiempo de escaldado, la velocidad de congelación y velocidad de descongelación. la barra representa el valor estadístico (lds) para comparar los promedios, de acuerdo a la prueba de tukey. si las diferencias entre dos promedios son mayores al lds, entonces habrá diferencia a un α de 0,05. 2007 millán, restrepo y narváez: efecto del escaldado, de la velocidad de congelación... 336 agron. colomb. 25(2) 2007 congelación, tendió a ser menor a medida que el tiempo de escaldado se incrementó. en razón a que el escaldado a tiempos mayores de 7 min, así como la congelación, degradan el ácido ascórbico respecto a la pulpa sin ningún tratamiento, es importante seleccionar un tratamiento térmico en el que se logre la menor pérdida de esta vitamina; el cual está entre 7 y 10 min. a 5 min, aunque el escaldado no degrada la vitamina c, el proceso de congelado-descongelado sí lo hace, por lo que las enzimas comprometidas en la degradación de este compuesto, ascorbato peroxidasa y ascorbato reductasa (horemans et al., 2000), no debieron ser inactivadas completamente. en este caso, se esperaría que al transcurrir el tiempo de almacenamiento en congelación, la degradación del ácido ascórbico continúe y sea cada vez mayor. de otro lado, aunque a 7 y 10 min de escaldado, se degrada parte de la vitamina c, su contenido permanece invariable durante el proceso de congelado-descongelado, por lo que el tratamiento térmico debió ser efectivo para inactivar las enzimas. en este caso, se esperaría que el ácido ascórbico sea estable a tiempos superiores a 15 días de almacenamiento congelado. pérdida por centrifugación en la figura 3 se observa que 100 g de la pulpa, sin escaldar ni congelar, pierden alrededor de 45 ml de líquido en las condiciones del ensayo. esta baja capacidad de retención de líquidos, en la pulpa fresca, es la que explica la separación de fases en productos como néctar, en los cuales es común el uso de estabilizantes de textura. la capacidad de retención de líquidos no cambia, de manera significativa, cuando la pulpa es escaldada, pero sí se presenta una pérdida importante en este atributo si se compara la pulpa antes y después del almacenamiento congelado. en general, se observa que la congelación rápida genera menor pérdida en la capacidad de retención de líquidos que la congelación lenta y el mejor efecto se logra cuando la pulpa congelada de manera rápida (menor destrucción de la estructura celular) se descongela de manera lenta (mayor tiempo de rehidratación o bajo efecto de deshidratación). firmeza, índice de viscosidad, cohesividad y consistencia la figura 4 muestra que el escaldado no modificó en gran medida las propiedades relacionadas con la textura de la pulpa. en general, el proceso de congelación y descongelación deteriora la textura de la pulpa, si bien el congelado rápido y descongelado lento es el tratamiento que genera un menor detrimento en los atributos de textura física evaluados. en fresa se reporta que cuando ésta es congelada de manera rápida, la pérdida de textura es menor que cuando es congelada de manera lenta (sahari et al., 2004). este mismo estudio indica que los cambios en el color y aroma sensorial y en el contenido de ácido ascórbico son independientes de la velocidad de congelación. adicionalmente, en frutos de areca (areca catechil l.), cultivada y comercializada en china, filipinas, india y vietnam, se indica que la congelación rápida genera una menor degradación tanto de la textura como de los niveles de clorofilas a y b, al compararlo con la congelación lenta (zhang et al., 2004). acidez el efecto del escaldado, de la velocidad de congelación y de descongelación sobre la acidez es presentado en la figura 5. el escaldado generó un incremento en la acidez, como posible resultado de la evaporación del agua y de la mejora en la extracción de sustancias ácidas. aunque la acidez titulable es resultado de compuestos ácidos volátiles (acidez no fija) y no volátiles (acidez fija), el escaldado no disminuyó el contenido total de éstos. el proceso de congelación-descongelación disminuyó la acidez como posible resultado de la actividad enzimática, reacciones de formación de metabolitos secundarios a partir de ácidos y de microorganismos que modifican la concentración de protones en el medio. aunque, se esperaría que a los mayores tiempos de escaldado las enzimas se hubieran figura 3. variación en la capacidad de retención de líquidos de la pulpa de arazá, medida como pérdida por centrifugación, por efecto del tiempo de escaldado, la velocidad de congelación y velocidad de descongelación. la barra representa el valor estadístico (lds) para comparar los promedios, de acuerdo con la prueba de tukey. si las diferencias entre dos promedios son mayores al lds, entonces habrá diferencia a un α de 0,05. 337 inactivado, no se observa un control en la disminución de la acidez al incrementar el tiempo de escaldado. tratamientos evaluados el escaldado de la pulpa de arazá a tiempos iguales o superiores a 7 min es una buena alternativa como tratamiento previo a la congelación, pues aunque destruye parte de la vitamina c, por efecto del calentamiento, evita su futura degradación durante el almacenamiento en congelación. este tipo de tratamiento no permite mejorar la capacidad de retención de líquidos ni las características relacionadas con textura. aunque con todos los tratamientos evaluados no se logró reducir la pérdida en la capacidad de retención de líquidos, cuando la pulpa fue congelada de manera rápida y descongelada de manera lenta se logró un menor detrimento de este atributo. con este mismo tipo de tratamiento se logró una menor degradación de la firmeza, el índice de viscosidad, la cohesividad y la consistencia. en conjunto, el mejor tratamiento con el cual se pronostica una buena calidad química y física es aquel en el cual la pulpa se escalda al menos durante 7 min en un baño de agua en ebullición a 92 °c (temperatura en el centro de la masa 72 °c), se congela de manera rápida y se descongela de manera lenta. aunque a tiempos de escaldado mayores a 7 min se garantizaría una mayor inactivación enzimática, esto no sería recomendable puesto que la calidad sensorial de la pulpa podría verse afectada. diversos reportes indican, igual a lo encontrado en el presente trabajo para pulpa de arazá, que la congelación rápida produce una figura 4. variación en la firmeza, índice de viscosidad, consistencia y cohesividad de la pulpa de arazá, por efecto del tiempo de escaldado, la velocidad de congelación y velocidad de descongelación. la barra representa el valor estadístico (lds) para comparar los promedios, de acuerdo con la prueba de tukey. si las diferencias entre dos promedios son mayores al lds, entonces habrá diferencia a un α de 0,05 2007 millán, restrepo y narváez: efecto del escaldado, de la velocidad de congelación... 338 agron. colomb. 25(2) 2007 mayor estabilidad en la textura; sin embargo, puesto que su consumo se da principalmente para la elaboración de néctar y otros, habría que evaluar si la menor degradación en la capacidad de retención de líquidos, se ve reflejada en la estabilidad de los néctares preparados a partir de esta pulpa. más aún, es importante evaluar la relación costo-beneficio entre la estabilización de la textura de la pulpa mediante la congelación rápida y descongelación lenta contra la estabilización del néctar, con el uso de estabilizantes de textura. conclusiones los resultados mostraron que la pulpa de arazá es una buena fuente de ácido ascórbico, indicador de la calidad química, y que es degradado tanto por efecto del escaldado como por el almacenamiento en congelación. sin embargo, se encontró que a tiempos de escaldado superiores a 7 min la pérdida de este ácido por efecto del escaldado se ve compensada por la mayor estabilidad de esta vitamina durante la congelación. aunque la velocidad de congelación y de descongelación no afectaron la estabilidad de esta vitamina, sí hubo un efecto importante sobre la capacidad de retención de líquidos, la firmeza, índice de viscosidad, cohesividad y consistencia. mediante el empleo de la congelación rápida y la descongelación lenta se logró una menor degradación de las propiedades físicas de la pulpa. los experimentos realizados mostraron que el escaldado durante al menos 7 min, tiempo durante el cual la temperatura en el centro de la masa llegó a 72 ºc, la congelación rápida y la descongelación lenta se convierten en la mejor combinación para controlar la degradación del ácido ascórbico y aliviar el deterioro de la capacidad de retención de líquidos, la firmeza, el índice de viscosidad, la cohesividad y la consistencia. literatura citada aoac. 1990. all methods of analysis of the association of official analytical chemists. vol. 2. 15th edition. arlington, virginia. baduí, s. 2006. química de los alimentos. pearson educación, méxico. pp. 25, 387-395. barrera, j.a., m.s. hernández, j.a. galvis y j. acosta. 1996. prefactibilidad técnico económica para la producción de arazá (eugenia stipitata mc vaugh) y copoazú (theobroma grandiflorum will ex spreng), en la zona de colonización de san josé del guaviare. agron. colomb. 23, 91-105. bernal, d.r. 1992. análisis de los alimentos. tercera edición. editorial guadalupe, bogotá, pp. 99-117. giannakourous, m.c y p.s. taoukis. 2003. kinetic modelling of vitamin c loss in frozen green vegetables under variable storage conditions. food chem. 83, 33-41. hernández, m.s., o. martínez y j.p. fernández-trujillo. 2007. behavior of arazá (eugenia stipitata) fruit quality traits during growth, development and ripening. scientia hort. 111, 220-227. horemans, n., c. h. foyer, g. potters y h. asard. 2000. ascorbate function and associated transport systems in plants. plant physiol. biochem. 38, 531-540. mejía, h.l.j., s.l.p. restrepo y c.c.e. narváez. 2006. cambios físicos, químicos y sensoriales durante el almacenamiento congelado de pulpa de arazá (eugenia stipitata mc vaugh). agron. colomb. 24, 87-95. redmond, g.a., t.r. gormley y f. butler. 2003. the effect of short and long-term freeze – chilling on the quality of mashed potato. innov. food sci. emerging technol. 4, 85-97. rosenthal, a.j. 2001. textura de los alimentos medida y percepción. editorial acribia, zaragoza. pp. 251-269. sava b.k., a. serpen, v. gökmen y j. akar. 2005. study of lipoxygenase and peroxidase as in dicador enzymes in green beans: change of enzyme activity, ascorbic acid and chlorophylls during frozen storage. j. food eng. 66, 187-192. sahari, m.a., m.f. boostani y z.e. hamidi. 2004. effect of low temperature on the ascorbic acid content and quality characteristics of frozen strawberry. food chem. 86, 357-363. vargas, a.m., c.a.p. rivera y c.c.e. narváez. 2005. capacidad antioxidante durante la maduración de arazá (eugenia stipitata mc vaugh) rev. col. quím. 34, 7-65. zhang, m., z.h. duan, j.f. zhang y j. peng. 2004. effects of freezing conditions on quality of areca fruits. j. food eng. 61, 393-397. figura 5. variación de la acidez titulable en la pulpa de arazá por efecto del tiempo de escaldado, la velocidad de congelación y velocidad de descongelación. la barra representa el valor estadístico (lds) para comparar los promedios, de acuerdo con la prueba de tukey. si las diferencias entre dos promedios son mayores al lds, entonces habrá diferencia a un α de 0,05. abstractresumen dada la importancia de la berenjena en la horticultura del caribe colombiano, el presente trabajo buscó establecer las bases de un manejo sustentable e integrado de malezas en este cultivo, basado en el período de máxima interferencia de aquellas sobre este. el estudio se realizó en la universidad de córdoba, ubicada en montería (8°39’ n; 75°58’ w). el diseño experimental consistió en bloques completamente aleatorizados, con cuatro repeticiones y siete tratamientos relacionados con periodos crecientes de control de arvenses, seguidos por ausencia de control. los resultados muestran que las arvenses con mayor presencia fueron paja mona (leptochloa filiformis [lam.] beauv.), caminadora (rottboellia cochinchinensis [lour.] w.d. clayton), liendre de puerco (echinochloa colona [l.] link.), coquito (cyperus rotundus l.) y bledo (amaranthus retroflexus l.). las arvenses afectaron la altura de la planta, el diámetro del tallo, y el rendimiento y calidad del fruto. este último parámetro no se ve afectado cuando el cultivar lila se mantiene limpio durante los primeros 40 días. al considerar el tipo de productor de esta hortaliza en el valle del sinú, se sugiere utilizar: i) para áreas pequeñas, métodos físicos, como el arranque manual o corte con machete u otra herramienta, y prácticas culturales; ii) para áreas grandes, la combinación de herbicidas de presiembra con métodos físicos y culturales. considering the importance of eggplant in the colombian caribbean horticulture, and based on the maximum period of weed interference on the crop, the current work intended to lay the foundation of a sustainable and integrated weed management control program through a field experiment conducted in universidad de cordoba, in the municipality of monteria, cordoba department, colombia (8°39’ n; 75°58’ w). the experimental units were arranged in a completely randomized block design with four replications and seven treatments, which consisted in increasing weed control periods followed by no weed control. the results indicate that the most prevalent weeds were ‘paja mona’ (leptochloa filiformis [lam.] beauv.), ‘caminadora’ (rottboellia cochinchinensis [lour.] w.d. clayton), ‘liendre de puerco’ (echinochloa colona [l.] link.), ‘coquito’ (cyperus rotundus l.) and ‘bledo’ (amaranthus retroflexus l.). the presence of weeds adversely affected plant height, stem diameter, yield and fruit quality. the local cultivar criollo lila must remain weed-free for the first 40 days to prevent yield and fruit quality losses. considering the profile of the farmers of the sinu valley, the recommendations are: i) for small planted areas, the use of physical methods such as hand removal or weeding with machete or other tools, plus cultural practices; and ii) for large areas, pre-sowing herbicides combined with physical methods and cultural practices. key words: plant height, crop weed competition, yield, fruit vegetables. palabras clave: altura de la planta, competencia maleza-cultivo, rendimiento, hortalizas de fruto. fecha de recepción: 6 de febrero de 2009. aceptado para publicación: 5 de marzo de 2010 1 facultad de ciencias agrícolas, universidad de córdoba, montería (colombia). 2 asistencia técnica particular, montería (colombia). 3 autor de correspondencia. haramendiz@hotmail.com agronomía colombiana 28(1), 81-88, 2010 el manejo de malezas es clave en la obtención de buenos rendimientos y mayores utilidades en la actividad agrícola. en el valle del sinú, los productores de berenjena han asumido incrementos en los costos de producción para el manejo de las arvenses, al pasar de 10% en 1990 a 14% en 2004, debido al uso indiscriminado de agroquímicos y controles manuales inadecuados (aramendiz et al., 2008). el uso de herbicidas de manera continua además de ser antieconómico genera problemas ambientales y ecológicos, por el protección de cultivos periodo de interferencia de arvenses en el cultivo de berenjena (solanum melongena l.) weed interference period in eggplant (solanum melongena l.) crops hermes aramendiz-tatis1, 3, carlos cardona-ayala1 y rafael de oro2 introducción las arvenses constituyen uno de los factores que más influyen en el crecimiento, desarrollo y producción de los cultivos, compiten por luz, agua y nutrientes, lo cual se refleja en la reducción cuantitativa y cualitativa de la producción, además de incrementar los costos operacionales de la cosecha y beneficio del producto agrícola. así mismo, liberan sustancias alelopáticas perjudiciales, sirven de hospederos de plagas y enfermedades comunes a la especie cultivada e interfieren en la cosecha (freitas et al., 2004). 82 agron. colomb. 28(1) 2010 incremento de la resistencia de las malezas a los herbicidas, la contaminación de las aguas y la polución ambiental (riaz et al., 2006). así mismo, se aumenta la erosión por la escasa o nula presencia de cubierta vegetal durante el periodo de lluvias y otros posibles efectos en la composición y vitalidad de la microflora del suelo, al igual que alteraciones morfológicas de las plantas (lamego et al., 2005). pitelli (1985) ha hecho saber que el grado de interferencia de las arvenses en los cultivos depende de factores ligados al propio cultivo (especie cultivada, genotipo y densidad de población), comunidad de arvenses (composición específica, densidad y distribución), ambiente (clima, suelo y manejo agronómico) y el periodo en que estas compiten. de los anteriores factores, los más fáciles de controlar, en la práctica, corresponden a la época y la extensión del periodo de competencia de las arvenses con el cultivo. pitelli y durigan (1984) señalan que el periodo de máxima interferencia es aquel en que las prácticas culturales deben ser realizadas para que la planta exprese su potencial productivo con un menor costo para el productor. en este sentido, la literatura reporta 42 d para cebolla (soares et al., 2003), de 33 a 76 d en tomate (nascente et al., 2004), 84 d en ají (amador-ramírez, 2002). su conocimiento limita el número de controles manuales u otras prácticas de manejo mínimos que deben ser realizados. por tanto, el objetivo del presente trabajo fue determinar el periodo de máxima interferencia de las arvenses, con el fin de establecer las bases de un manejo sustentable e integrado de las mismas en el sistema de producción de berenjena. materiales y métodos el estudio se realizó en el segundo semestre del año 2005 en el área experimental de la universidad de córdoba, ubicada en el municipio de montería, a 8°39’ n, 75°58’w, a 18 msnm, temperatura promedio de 27,4 °c, precipitación media anual de 1.346 mm anuales y humedad relativa promedio de 84% (palencia et al., 2006). el experimento se estableció en un lote comercial con alta densidad de malezas y representativo de áreas dedicadas a la siembra de berenjena en el valle del sinú. el área de experimentación se preparó mecánicamente con dos pases de rastrillo en cruz, seguido del establecimiento de caballones separados entre sí a 1 m entre crestas. las parcelas fueron constituidas por cuatro surcos de 10 m de longitud con separación de 1 m entre plantas y 1 m entre surcos. el diseño experimental fue bloques completamente al azar con cuatro repeticiones, cuya estructura de tratamientos fue la siguiente: l10: limpio los primeros 10 d y después enmalezado l20: limpio los primeros 20 d y después enmalezado l30: limpio los primeros 30 d y después enmalezado l40: limpio los primeros 40 d y después enmalezado l50: limpio los primeros 50 d y después enmalezado l60: limpio los primeros 60 d y después enmalezado ltc: limpio todo el tiempo, 110 d se utilizó el cultivar criollo lila; el trasplante de las plántulas se realizó cuando alcanzaron una altura de 20-25 cm y cuatro hojas verdaderas. el manejo agronómico se hizo de acuerdo con las recomendaciones de aramendiz et al. (2008), excepto para el manejo de arvenses, que se hizo según la estructura de tratamientos, en forma manual. la identificación y el conteo de malezas por especie se realizó al momento de la siembra (estado inicial) y al final del ciclo del cultivo, para lo cual se muestrearon al azar tres sitios por parcela, con un marco de madera de 0,25 m2. las variables de respuesta medidas fueron: densidad de arvenses en número de individuos por m2, para lo cual se utilizó el método de la cuadrícula (0,25 m2); altura de planta, en cinco plantas tomadas al azar y en competencia en cada unidad experimental, rendimiento de fruto (kg ha-1) de los dos surcos centrales de cada parcela y calidad de frutos cosechados, de acuerdo con los parámetros del icontec (2004). el análisis estadístico de las variables correspondió al anava dentro del diseño correspondiente, contrastes y análisis de regresión para el rendimiento de frutos; así mismo, las diferencias entre medias se detectaron por medio de la prueba de comparación múltiple de tukey; todos los análisis se efectuaron mediante el paquete estadístico sas® versión 9.1 (sas institute inc., cary, nc). resultados y discusión especies de arvenses y su densidad de población las principales especies de arvenses y su densidad media de población están consignadas en la tab. 1. las especies de hoja angosta predominantes en el área del experimento fueron: paja mona (leptochloa filiformis), con poblaciones medias que fluctuaron entre 15,3 y 24,3 plan832010 aramendiz-tatis, cardona-ayala y de oro: periodo de interferencia de arvenses en el cultivo de berenjena... tabla 1. dinámica poblacional de arvenses en el cultivo de berenjena (solanum melongena l.) en los tratamientos que permanecieron limpios cierto tiempo y después enmalezados hasta el final del ciclo. arvenses densidad (plantas/m²), según tratamientos hoja angosta estado inicial l10 l20 l30 l40 l50 l60 ltc pasto jhonson (sorghun halepense [l.] pers.) 0,3 5,7 1,0 3,3 1,3 0,7 0,0 0,0 paja mona (leptochloa filiformis [lam.] beauv.) 31,3 24,3 15,3 22,3 16,0 17,3 16,7 0,0 caminadora (rottboellia cochinchinensis [lour.] w.d. clayton) 32,2 30,3 18,3 8,7 11,3 3,0 1,0 0,0 liendre puerco (echinochloa colona [l.] link.) 9,6 18,0 20,3 18,7 11,0 9,3 4,7 0,0 guarda rocío (digitaria horizontales willd.) 0,0 5,7 9,0 5,7 8,0 4,7 0,0 0,0 coquito (cyperus rotundus l.) 27,9 21,0 22,0 11,3 14,3 12,3 5,0 0,0 cortadera (cyperus feraz [l.] rich.) 0,0 4,3 3,7 0,0 2,3 2,3 1,3 0,0 arrocillo (fimbristylis annua [all.] roem. & schult.) 0,0 1,7 2,0 1,7 0,0 1,0 0,0 0,0 sumatoria parcial 101,4 111,0 91,7 71,7 64,3 50,7 28,7 0,0 hoja ancha bledo (amaranthus retroflexus l.) 45,5 12,0 25,3 17,3 16,0 13,3 15,0 0,0 ojito santa lucía (commelina diffusa burm f.) 16,0 3,7 1,0 4,0 0,0 1,7 1,0 0,0 hierba sapo (euphorbia hirta l.) 20,0 4,3 0,0 0,0 1,7 0,0 3,3 0,0 lagaña perro (boerhaavia erecta l.) 0,4 5,7 0,7 3,7 2,7 7,7 2,3 0,0 atarraya (kallstroemia maxima [l.] hook. & arn.) 0,0 0,7 0,0 2,0 4,3 0,0 3,7 0,0 centrosema (centrosema sp.) 11,2 2,3 4,3 2,7 4,7 2,0 4,3 0,0 meloncillo (cucumis melo l.) 0,0 6,0 1,7 3,7 4,0 0,0 1,3 0,0 tripa pollo (euphorbia hypericifolia l.) 0,0 7,0 7,7 8,7 2,7 0,7 1,0 0,0 batatilla (ipomoea tiliacea [willd.] choisy 1,2 7,3 6,0 5,0 3,3 4,7 4,7 0,0 tamarindillo (phylantus niruri l.) 0,0 2,7 0,0 1,0 0,0 2,3 0,0 0,0 mentolada (laurentia longiflora [l.] endl.) 8,4 3,3 2,3 0,0 1,3 3,0 1,0 0,0 verdolaga (portulaca oleracea l.) 0,5 3,3 7,0 1,3 4,0 3,0 8,0 0,0 palito de agua (jussieu linifolia vahl.) 0,0 2,7 2,3 4,7 0,0 2,7 1,3 0,0 croton (croton lobatus l.) 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 0,0 0,0 gallito verbena (heliotropium indicum l.) 0,0 1,3 2,7 2,0 1,3 1,0 1,0 0,0 frijolillo (phaseolus lathyroides l.) 0,0 3,7 1,0 3,0 1,0 6,7 1,3 0,0 botón blanco (eclipta alba [l.] hassk.) 0,0 2,3 6,0 4,0 3,0 0,0 0,0 0,0 golondrina (euphorbia albomarginata torr. & gray) 3,0 0,0 2,7 0,0 0,0 3,3 2,0 0,0 topotoropo (physalis angulata l.) 0,0 0,0 0,0 2,7 0,0 0,0 0,0 0,0 cadillo de bolsa (priva lappulacea l. pers.) 0,0 1,0 5,7 0,0 1,7 3,0 0,0 0,0 espanta suegra (ruellia tuberosa l.) 0,0 0,0 1,7 0,0 0,0 1,3 2,0 0,0 bicho (cassia tora l.) 0,0 0,0 0,0 2,6 2,7 0,0 0,0 0,0 balsamina (momordica charantia l.) 0,7 0,7 1,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 sumatoria parcial 106,8 70,0 79,7 68,3 55,3 57,3 53,3 0,0 total 208,2 181,0 171,3 140,0 119,7 108,0 82,0 0,0 l10 = limpio los primeros 10 d y después enmalezado; l20 = limpio los primeros 20 d y después enmalezado; l30 = limpio los primeros 30 d y después enmalezado; l40 = limpio los primeros 40 d y después enmalezado; l50 = limpio los primeros 50 d y después enmalezado; l60 = limpio los primeros 60 d y después enmalezado; ltc = limpio todo el ciclo. tas/m2, caminadora (rottboellia cochinchinensis) 1,0 a 30,3 plantas/m2, con tendencia a disminuir en la medida en que el cultivo permaneció limpio por más tiempo, liendre de puerco (echinochloa colona) 4,7 a 20,3 plantas/m2 y coquito (cyperus rotundus) 5 a 22 plantas/m2 (tab. 1). en general, las poblaciones de arvenses de hoja angosta disminuyeron 84 agron. colomb. 28(1) 2010 progresivamente en la medida en que el cultivo estuvo un mayor tiempo libre de ellas. un mayor número de arvenses de hoja ancha estuvieron presentes, destacándose el bledo (amaranthus retroflexus), con poblaciones más altas en los diferentes tratamientos, las cuales fluctuaron entre 12,0 y 25,3 plantas/m2, sin clara tendencia a la disminución en la medida en que el cultivo permaneció limpio por más tiempo; las demás especies de hoja ancha incidieron con poblaciones relativamente bajas. las arvenses de hoja ancha presentaron poblaciones con menor número de plantas por m2 con respecto a las de hoja angosta, las cuales permanecieron durante todo el ciclo del cultivo. no obstante, algunas malezas de hoja ancha persistieron; tal es el caso del bledo (a. retroflexus). radosevich et al. (1997) expresaron que a medida que aumentan las densidades y el crecimiento de las arvenses, especialmente aquellas que emergen en el inicio del cultivo, se intensifica la competencia inter e intraespecífica, de modo que las arvenses más altas se tornan dominantes y las plantas de menor tamaño son suprimidas o mueren, justificando así una reducción en la población al final del ciclo del cultivo. la declinación de las poblaciones obedece a que la mortalidad supera a la emergencia de las arvenses, posiblemente por el control manual de las mismas, que afecta su ciclo, y la oportunidad de dispersar sus semillas (cruz et al., 2004). la emergencia de altas poblaciones de bledo (a. retroflexus l.) se puede deber a la existencia de abundantes semillas en el suelo, y su capacidad de competencia por luz, agua y nutrientes pudo haber sido afectada por la competencia interespecífica, especialmente las especies de hoja angosta que poseen un sistema radicular mucho más competitivo en los estados iniciales de desarrollo (fofana y rauder, 2000), que les permite competir por los recursos ubicados debajo de la superficie del suelo, donde se destaca por ser una planta agresiva en la toma de fósforo (santos et al., 2004) y no por la parte aérea, ya que su arquitectura impide causar sombra a las especies de hoja ancha (morales-payan et al., 2003). altura de plantas el análisis de varianza no mostró significancia entre tratamientos para la variable altura de planta (tab. 2). sin embargo, los contrastes entre ltc con relación a l10 y l20 registraron diferencias significativas (p≤0,05) a causa de la eliminación de las arvenses y un mejor uso del agua, nutrientes y luz por las plantas sin competencias de malezas (riaz et al., 2006). no obstante, se pudo apreciar que el tratamiento donde el cultivo de berenjena estuvo limpio todo el ciclo (ltc) presentó la mayor altura de planta, con 71,2 cm, y superó en 11,9% al que estuvo limpio solo 10 d (l10). es de resaltar que las especies paja mona (l. filiformis), caminadora (r. cochinchinensis), liendre puerco (e. colona) y coquito (c. rotundus) presentaron mayor número de plantas por m2, a pesar del control de las arvenses durante los primeros 40 d posteriores al establecimiento del cultivo. al respecto, se ha calificado el coquito (cyperus rotundus l.) como una planta muy eficiente en la asimilación de co2 atmosférico y su consecuente conversión en carbohidratos (catunda et al., 2006), además de su capacidad de liberación tabla 2. cuadrados medios del análisis de varianza de las características de los tratamientos que permanecieron limpios cierto tiempo y después enmalezados hasta el final del ciclo, en el cultivo de berenjena (solanum melongena l). fuente de variación gl altura de planta diámetro tallo rendimiento de fruto calidad 1 calidad 2 calidad 3 bloques 3 121,30* 0,042** 145363,3** 41,66 ns 70,23 ns 14,28 ns tratamientos 6 43,89 ns 0,090** 24338739,8** 3122,6** 357,14** 2497,6** ltc vs. l10 1 144,50* 0,27** 58785432,9** 8450,0** 312,5 ns 5512,5** ltc vs. l20 1 161,10* 0,26** 59714362,2** 7812,5** 50,0 ns 6612,5** ltc vs. l30 1 49,00 ns 0,13** 51988802,8** 7200,0** 800,0** 3200,0** ltc vs. l40 1 69,62 ns 0,031* 19654380,9** 3200,0** 1512,5** 312,5* ltc vs. l50 1 98,70 ns 0,028 ns 2137233,3** 450,0 ns 112,5 ns 112,5 ns ltc vs. l60 1 8,40 ns 0,002 ns 112,5 ns 112,5 ns 0,0 ns cv (%) 8,46 6,56 3,09 32,74 23,56 24,89 l10 = limpio los primeros 10 d y después enmalezado; l20 = limpio los primeros 20 d y después enmalezado; l30 = limpio los primeros 30 d y después enmalezado; l40 = limpio los primeros 40 d y después enmalezado; l50 = limpio los primeros 50 d y después enmalezado; l60 = limpio los primeros 60 d y después enmalezado; ltc = limpio todo el ciclo. gl = grados de libertad; cv = coeficiente de variación; ** = altamente significativo 1%; * = significativo 5%; ns = no significativo. 852010 aramendiz-tatis, cardona-ayala y de oro: periodo de interferencia de arvenses en el cultivo de berenjena... de aleloquímicos en el suelo (quayyum et al., 2000), que afectan negativamente el crecimiento y desarrollo de muchos cultivos (drost y doll, 1980; catunda et al., 2006). por otra parte, cuando la altura de las arvenses, en particular las de metabolismo tipo c4, como es el caso del bledo (a. retroflexus) superan en altura a las plantas de cultivo, limitan la captura de luz de estas últimas y, por ende, causan una reducción de la tasa fotosintética (monroy et al., 2005); en el caso particular del trigo, la reducción de la radiación incidente se estima entre 16 y 37% (o,donovan et al., 1985). por otro lado, la interferencia en la interceptación de la radiación afecta la distribución del biomasa y las adaptaciones fisiológicas de las plantas (massinga et al., 2003). diámetro del tallo el diámetro del tallo registró diferencias altamente significativas entre tratamientos (tab. 2), lo cual corrobora que hubo un efecto notorio de las arvenses sobre el diámetro del tallo, dado que se dio una reducción de dicho diámetro con respecto al tratamiento que permaneció sin competencia de malezas durante todo el ciclo. el contraste ltc vs. l10, l20, l30 y l40 resultó altamente significativo (p≤0,01). el mayor diámetro de tallo, 1,46 cm, se alcanzó en el tratamiento ltc, en tanto que una reducción progresiva fue encontrada en la medida en que las arvenses compartían más tiempo con las plantas del cultivo. la reducción mayor, 24,65%, se observó en las plantas de los tratamientos l10 y l20, lo que las torna más susceptibles al volcamiento por acción de vientos huracanados, comunes en la región, o por el peso de los frutos, dada la fragilidad del tallo. ali et al. (1986) reportaron que la presencia de altas infestaciones de sorghum halepense (l.) pers. en caña de azúcar condujo a una reducción del diámetro del tallo y, por consiguiente, al descenso en los rendimientos. se sabe que la presencia de plantas del género cyperus aumenta la actividad de las bacterias desnitrificantes en la región de la raíz, generando una reducción en la disponibilidad de nitrógeno en el suelo (ulbrich et al., 2004); igualmente, debido a la incapacidad de sombrear algunos cultivos, su mayor efecto de competencia se manifiesta sobre los recursos encontrados bajo la superficie del suelo (bianchi et al., 2006). es evidente, a la luz de los resultados, que el efecto de la competencia de las arvenses sobre el diámetro de las plantas de berenjena es significativo entre los 10 y 40 d después del trasplante, y posteriormente se estabiliza como consecuencia del cambio de fase, de vegetativa a reproductiva. rendimiento de frutos el efecto de la competencia de las arvenses sobre el rendimiento acumulado de frutos presentó diferencias significativas entre tratamientos (p≤0,01), con una reducción notoria del rendimiento, 67,01% (tab. 2 y 3). la prueba de separación de medias de tukey señala que el mantenimiento libre de arvenses durante todo el ciclo del cultivo (ltc) permite alcanzar el mayor rendimiento de frutos con 8.154 kg ha-1; sin embargo, estadísticamente no existe diferencia con el tratamiento que permaneció limpio por 60 d (l60) cuyo rendimiento fue de 7.861 kg ha-1. el análisis de regresión sobre el efecto de la competencia de dichas arvenses sobre el rendimiento de frutos (fig. 1) destaca que a medida que aumentan los días de control de las arvenses, se genera un incremento en el rendimiento de frutos de 73,4 kg ha-1 d-1 y, por consiguiente, una disminución evidente tabla 3. efecto de la competencia de arvenses sobre altura de planta, diámetro del tallo, rendimiento y calidad de fruto en plantas de berenjena (solanum melongena l). tratamientos altura planta (cm) diámetro del tallo (cm) rendimiento frutos (kg ha-1) frutos calidad 1 frutos calidad 2 frutos calidad 3 l10 62,70 a 1,10 c 2,733 d 2,5 c 40,0 ab 57,5 ab l20 62,22 a 1,10 c 2,690 d 5,0 bc 32,5 b 62,5 a l30 66,25 a 1,21 bc 3,056 d 7,5 bc 47,5 ab 45,0 b l40 65,30 a 1,34 ab 5,019 c 27,5 b 55,0 a 17,5 c l50 64,17 a 1,34 ab 7,121 b 52,5 a 35,0 ab 12,5 c l60 69,15 a 1,43 a 7,861 a 60,0 a 35,0 ab 5,0 c ltc 71,20 a 1,46 a 8,154 a 67,5 a 27,5 b 5,0 c l10 = limpio los primeros 10 d y después enmalezado; l20 = limpio los primeros 20 d y después enmalezado; l30 = limpio los primeros 30 d y después enmalezado; l40 = limpio los primeros 40 d y después enmalezado; l50 = limpio los primeros 50 d y después enmalezado; l60 = limpio los primeros 60 d y después enmalezado; ltc = limpio todo el ciclo. calidad de fruto 1 (frutos >18,0 cm de longitud); calidad de fruto 2 (frutos entre 12 y 18 cm de longitud); calidad de fruto 3 (frutos <12 cm de longitud). promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,01). 86 agron. colomb. 28(1) 2010 de acuerdo con el número de días de permanencia de las arvenses en competencia con las plantas de berenjena. en zanahoria (daucus carota), las arvenses han causado reducción del 94% en los rendimientos a una velocidad de pérdida de 5,739 g m-2 d-1; así mismo se han reportado efectos negativos de las arvenses sobre los componentes del rendimiento en trigo (riaz et al., 2006; coelho et al., 2009) y la interferencia por sustancias tóxicas en la rizosfera por especies como c. rotundus (salgado et al., 2002; gómez et al., 2003), que poseen sustancias alelopáticas que pueden inhibir hasta en 90% el crecimiento de la planta. por el efecto de la competencia, la especie (c. rotundus) reduce hasta en 20% el contenido de potasio y d. horizontales en valores superiores al 20% para fósforo y potasio, elementos que son fundamentales en la formación del fruto de berenjena (catunda et al., 2006). la reducción progresiva del rendimiento de frutos, superior al 60%, demuestra el efecto acumulativo de las arvenses conforme se alarga su periodo de presencia o competencia. por tanto, áreas cultivadas y libres de arvenses por un periodo no inferior a 40 días, son fundamentales para lograr mejores rendimientos, lo cual coincide con lo reportado por marcano et al. (1994) en batata (ipomoea batatas [l.] lam.), quienes afirman que las áreas cultivadas con el cultivar ucv-7 deben mantenerse libre de arvenses durante los primeros 30 d del cultivo. calidad de frutos resultó evidente el efecto de la presencia de arvenses con relación a la calidad de fruto, puesto que las calidades 1, 2 y 3 presentaron diferencias altamente significativas entre tratamientos (p≤0,01) (tab. 3). para la calidad 1 de frutos, los contrastes ltc vs. l10, ltc vs. l20, ltc vs. l30 y ltc vs. l40 resultaron con alta significancia (p≤0,01), en tanto que no hubo significancia estadística en las comparaciones ltc vs. l50 y ltc vs. l60 (tab. 2), lo cual quiere decir que la competencia de las arvenses afecta la calidad 1 de los frutos de berenjena si se descuida el control de arvenses, después de los 10, 20, 30 o 40 primeros días del cultivo. el tratamiento l10 registró una reducción de 96,2% en la calidad 1 de frutos, en tanto que para los tratamientos l50 y l60 fue de 22,22 y 11,11%, respectivamente. estos resultados indican que el efecto de las arvenses es notorio durante los primeros 40 d después del trasplante de la berenjena, en relación con la formación de frutos de primera calidad. estos disminuyen en la medida en que se amplía la presencia de las arvenses, que promueven la producción de frutos de menor calidad, afectando con ello la competitividad y los ingresos de los productores (norsworthy y meehan, 2005). el número de frutos de calidades 2 y 3 aumentan en la medida en que se reduce la formación de frutos de primera calidad, los cuales, además de no ser apetecidos en el mercado nacional, son castigados en su precio hasta en 50% por los intermediarios, minimizando los ingresos de los productores. los resultados anteriores demuestran que la presencia de arvenses causó interferencia en la formación, distribución y aprovechamiento de fotosintatos para la formación de frutos de primera calidad, como lo registran valderez et al. (1991). figura 1. relación funcional entre el rendimiento de frutos de berenjena y el tiempo en que el cultivo permanece sin presencia de arvenses. y = 73,42 + 1982,7 r² = 0,7799 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 0 20 40 60 80 100 120 r en di m ie nt o (k g ha -1 ) tiempo libre de arvenses (d) 872010 aramendiz-tatis, cardona-ayala y de oro: periodo de interferencia de arvenses en el cultivo de berenjena... conclusiones las especies de mayor interferencia durante el periodo de desarrollo del cultivo de berenjena fueron: caminadora (r. cochinchinensis) liendre de puerco (e. colona), paja mona (l. filiformis), coquito (c. rotundus) y bledo (a. retroflexus). el diámetro de los tallos de berenjena fue significativamente afectado cuando la competencia con las arvenses ocurre hasta los 40 d después del trasplante. el rendimiento de frutos disminuye progresivamente, a medida que se incrementa el tiempo de competencia con las arvenses, hasta los 40 d después del trasplante. las arvenses, cuando no son controladas, pueden reducir el rendimiento de frutos de berenjena hasta en 66% y la formación de frutos de primera calidad en 96%. literatura citada ali, a., j. fluynn, l. kitchen y e. reagan. 1986. effects of john songrass (sorghum halepense l.) density on surgarcane (saccharum officinarum) yield. weed sci. 34(2), 381-383. amador-ramírez, m.d. 2002. critical period of leed control in transplanted chilli pepper. weed res. 42(3), 203-209. aramendiz, h., c. cardona, a. jarma y m. espitia. 2008. el cultivo de la berenjena (solanum melongena l.). universidad de córdoba, produmedios, bogotá. bianchi, m.a., n.g. fleck y l.r. dillenburg. 2006. partição da competição por recursos do solo e radiação solar entre cultivares de soja e genótipos concorrentes. planta daninha 24(4), 629-639. catunda, m.g., s.p. freitas, c.m.m. silva, a.j.r.c. carvalho, l.m.s. soares. 2006. interferência de plantas daninhas no acúmulo de nutrientes e no crescimento de plantas de abacaxi. 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daninha 22(4), 577-582. agronomía colombiana 25-1-2007.pdf agron. colomb. 25(1), 2007 168 alternativas de biofertilización para la producción sostenible de cebolla de bulbo (allium cepa) en cucaita, boyacá alternatives of biofertilization for sustainable onion bulb (allium cepa) production in cucaita, boyacá martha jeanneth méndez 1 y silvio edgar viteri 2 fecha de recepción: 25 de agosto de 2006 aceptado para publicación: 06 de junio de 2007 1 programa de maestría en desarrollo rural, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja. e-mail: marthajea14@yahoo.es 2 profesor titular, programa de ingeniería agronómica, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja. e-mail: sviteri@tunja.uptc.edu.co resumen: el objetivo de este estudio fue validar el potencial de cuatro alternativas de biofertilización para la producción de cebolla de bulbo en cucaita, boyacá. los tratamientos evaluados fueron: a) bocashi gallinaza, caldo super cuatro y fertilizante (bgcsf); b) bocashi bovinaza, caldo super cuatro y fertilizante (bbcsf); c) bocashi gallinaza, caldo super cuatro, caldo rizósfera y fertilizante (bgcscrf); d) bocashi bovinaza, caldo super cuatro, caldo rizósfera y fertilizante (bbcscrf); e) testigo regional (tr); y f) testigo absoluto (ta). como diseño experimental se aplicaron bloques completos al azar con seis tratamientos y cuatro repeticiones. las variables determinadas fueron: ‘incidencia de enfermedades’, ‘número de bulbos’, ‘peso de bulbos sanos y enfermos’, ‘peso total de bulbos’ y ‘diámetro del bulbo’. los resultados indican que, tanto los bocashis como los caldos super cuatro y rizósfera, aportan una gran cantidad y diversidad de microorganismos benéficos que son importantes para la nutrición balanceada de la planta y su defensa contra los fitopatógenos. la menor incidencia de enfermedades se presentó significativamente en los tratamientos bgcsf y bbcscrf. en cuanto a las variables relacionadas con producción, aunque ninguna de las alternativas de biofertilización se diferenció significativamente del tr, las que incluyen bocashi, caldo rizósfera, caldo super cuatro y una adecuada dosis de fertilizante químico se perfilan como las más promisorias puesto que, además de producir desde el inicio resultados similares a los obtenidos con la técnica convencional del agricultor, poseen un potencial microbiológico y químico que es esencial para la sostenibilidad de la producción y la preservación del ambiente en el futuro. palabras clave: bocashi, caldo rizósfera, producción sostenible. abstract: the objective of this study was to validate the potential of four biofertilizing alternatives for onion bulb production in cucaita, boyaca, colombia. the treatments evaluated were: 1) bocashi-hen manure, super broth 4, and fertilizer, 2) bocashi-cow manure, super broth 4, and fertilizer, 3) bocashi-hen manure, super broth 4, rhizosphere broth, and fertilizer, 4) bocashi-cow manure, super broth 4, rhizosphere broth, and fertilizer, 5) chemical control, and 6) absolute control. the experimental design was a random complete block with six treatments and four replications. the variables determined were: ‘disease incidence’, ‘bulb number’, ‘disease unaffected bulb weight’, ‘disease affected bulb weight’, ‘total bulb weight’, and ‘bulb diameter’. the results indicated that the bocashis as well as the super 4 and rhizosphere broth contributed to the soil with a great amount and diversity of beneficial microorganisms, which were important for the equilibrium in plant nutrition and plant defence against pathogens. the lowest disease incidence was obtained in the treatments bocashi-hen manure, super broth 4, fertilizer and bocashi-cow manure, super broth 4, rhizosphere broth, fertilizer. in relation to the production variables, though none of the biofertilizing alternatives resulted significantly different to the chemical control, those which include bocashi, super broth 4, rhizosphere broth, and an adequate rate of chemical fertilizer are considered the most promissory because in addition to produce results similar to those obtained with the conventional technique of the farmer since the beginning they have a microbiological and chemical potential which is essential for the sustainability of the production and the environmental quality in the future. key words: bocashi, rhizosphere broth, sustainable production. agronomía colombiana 25(1), 168-175, 2007 méndez y viteri: evaluación de alternativas de fertilización... 169 2007 introducción el avance en el agotamiento de los recursos naturales debido al uso de prácticas agrícolas inadecuadas continúa siendo una de las principales preocupaciones especialmente en los países en vía de desarrollo. entre las pérdidas, la de mayor impacto es el agotamiento del suelo, ya que este recurso representa la base de la producción de alimentos y de otras comodidades básicas, tanto en las comunidades rurales, como urbanas. en el municipio de cucaita (boyacá) el desarrollo de las actividades agrícolas se concentra en el área del valle donde la pendiente de los terrenos fluctúa entre 0 y 12%. allí el 26% de los suelos presenta síntomas severos de erosión y el 42% se encuentra amenazado seriamente por este proceso de degradación (eot, 2002). la sobreexplotación del suelo, en conjunto con el uso excesivo de maquinaria y agroquímicos, el riego por aguas que generan procesos de salinización y la falta de incorporación de materia orgánica, han conducido a la degradación de las propiedades físicas, químicas y biológicas que determinan la capacidad productiva de los suelos (viteri, 2002). en este escenario, uno de los principales interrogantes respecto de la producción de cultivos en el municipio es cómo recuperar y mantener la capacidad productiva de los suelos de manera que sea posible obtener los debidos beneficios sin agotar el recurso. desde el punto de vista agronómico la solución está en el contenido de materia orgánica del suelo, para lo cual se necesita identificar fuentes y alternativas de manejo que, además de ser efectivas para mantener adecuadamente dicho contenido, sean viables para las posibilidades del agricultor. por tal razón, el interés de los investigadores en los últimos tiempos se ha enfocado hacia la exploración de varias alternativas y, entre ellas, el bocashi cuyo manejo en sistemas de producción agroecológica en honduras ha bajado los costos de producción hasta en 80% (restrepo, 2001) y en cuba que, frente a lo convencional, ha mejorado apreciablemente la producción de hortalizas (socorro y parets, 2001). el bocashi es un abono orgánico fermentado producto de un proceso de descomposición aeróbica y termofílica de residuos orgánicos, llevado a efecto por microorganismos que producen un material parcialmente estable de descomposición lenta en condiciones favorables (restrepo, 1998). según soto y meléndez (2004), la producción y uso de abonos orgánicos está en aumento, especialmente en costa rica y nicaragua, donde los productores orgánicos y convencionales se han convencido de las ventajas de su utilización, tanto en lo relacionado con las propiedades del suelo, como en los rendimientos en la producción de banano y café. en colombia, además del bocashi, se ha venido trabajando con varios biopreparados entre los cuales figuran el caldo rizósfera y el caldo super cuatro; desafortunadamente, el enfoque ha sido desde el punto de vista meramente empírico y, por lo tanto, los resultados no han sido documentados (viteri, 2002). en nuestro concepto, el bocashi suplementado con caldos nutritivos microbianos permite, no sólo agregar materia orgánica al suelo, sino también dinamizar su componente biológico y balancear la nutrición de los cultivos, ya que según los resultados reportados por viteri et al. (2005), el contenido de nutrientes de estos biofertilizantes es muy variado. el objetivo principal del presente estudio fue validar en condiciones de campo los resultados iniciales del componente edáfico del proyecto “investigación participativa en el manejo ecológico de la cebolla de bulbo en boyacá”, en los cuales el bocashi y los caldos rizósfera y super cuatro, bajo condiciones semicontroladas, mostraron ser los más promisorios para la producción de cebolla de bulbo. dicho proyecto fue desarrollado por investigadores del grupo manejo biológico de cultivos del programa de ingeniería agronómica de la uptc., con la cofinanciación de colciencias, ocensa y los municipios de cucaita y tibasosa en boyacá. materiales y métodos preparación del bocashi el abono orgánico bocashi se preparó de acuerdo al protocolo de restrepo (2000). en 5 l de agua se diluyeron 2 kg de melaza y 125 g de levadura. luego, en un sitio seco se mezclaron 100 kg de suelo de la finca con 140 kg de cascarilla de arroz, 50 kg de gallinaza o bovinaza (según el caso), 50 kg de carbón vegetal, 5 kg de cal y 5 kg de salvado de trigo. al mezclar los materiales se procedió a regarlos con la dilución de melaza y levadura y con agua hasta obtener el grado de humedad suficiente. el grado de humedad se ajustó por medio de la prueba del ‘puño’: se toma un puñado de la mezcla de materiales y se observa: si al apretar el puño escurre agua entre los dedos hay exceso de humedad y, por lo tanto, se debe agregar material seco; si al abrir el puño el material se desmorona indica que está muy seco y, por ende, se debe agregar agron. colomb. 25(1), 2007 170 más agua hasta lograr la humedad ideal; ello ocurre cundo, al apretar el puño, no escurre agua entre los dedos y al abrirla el material no se desmorona. una vez homogenizada la mezcla y en su punto ideal de humedad (aproximadamente 75%), la pila de materiales se cubrió con un plástico de color negro. el volteo de los materiales se realizó cada tres días. a los dos meses el bocashi estuvo listo para su utilización. preparación del caldo rizósfera de acuerdo con el procedimiento de agudelo (2001), la preparación del caldo rizósfera se inició con la selección de plantas sanas de borraja (borrago officinalis l.), de ortiga (urtica urens l.) y de limonaria (cymbopogon citratus stapf). a las raíces de 1 kg de plantas de cada especie se les agregó un poco de agua limpia (200 cm 3 ) y se licuaron. el licuado se filtró y recogió en una botella de 2 l y se le agregó 2 cm 3 de yogurt natural, 2 cm 3 de melaza, 3 g de harina y una gota de oxígeno líquido c-250 (distribuido por la fundación de asesorías para el sector rural fundases, bogotá). después de revolver muy bien, al contenido se le agregó agua hasta un volumen de 1,5 l. la botella se tapó con algodón y se dejó en un lugar fresco durante una semana, agitando el contenido por lo menos una vez por día. al término de la primera semana, el contenido se pasó a una caneca de 55 galones y se agregaron 4 cm 3 de yogurt, 8 g de harina, 1,5 l de agua limpia y 2 gotas de oxígeno líquido. la caneca se tapó con un lienzo y se dejó en un lugar bajo sombra durante otra semana. luego, a partir de la tercera semana, el caldo microbiano fue alimentado semanalmente, hasta obtener un producto de color amarillo lechoso con una especie de lana felpuda (indicadora del crecimiento de los microorganismos) en la superficie de color habano y de aproximadamente 2 cm de espesor. el calendario seguido para la alimentación semanal del caldo rizósfera se presenta en la tabla 1. ocho días después el caldo rizósfera estuvo listo para ser utilizado. preparación del caldo super cuatro de acuerdo con agudelo (2001) el caldo super cuatro se preparó en una caneca plástica de 55 galones. inicialmente se colocaron 60 kg de estiércol fresco de vacuno, se completó con agua hasta 150 l y se agregó 1 kg de melaza y 1 kg de cal dolomítica disuelta en 5 l de agua. el contenido de la caneca se agitó diariamente para oxigenar. cada ocho días se adicionó 1 kg de melaza disuelta en 5 l de agua y uno de los ingredientes siguientes (producto comercial): 300 g de sulfato de cobre (cuso4.5 h2o) disueltos en agua tibia, 1 kg de sulfato de magnesio (mgso4.7h2o), 1 kg de sulfato de zinc (znso4. h2o) y 1 kg de bórax (na2b4o7). finalmente, a la quinta semana se adicionó 1 kg de melaza, 1 l de leche y 1 kg de hígado de res licuado. una semana después el caldo super cuatro estuvo listo para ser usado. establecimiento del semillero el semillero se estableció en el huerto ecológico de la uptc en tunja, utilizando 1 kg de semilla del híbrido de cebolla yellow granex. después de preparar el suelo y abrir los surcos, se distribuyó la semilla y se tapó con cascarilla de arroz. definición de los tratamientos con base en los resultados obtenidos en condiciones semicontroladas, los tratamientos seleccionados para su validación en condiciones de campo fueron los siguientes: 1) bocashi gallinaza + caldo super cuatro + fertilizante triple 15 (bgcsf), 2) bocashi bovinaza + caldo super cuatro + fertilizante triple 15 (bbcsf), 3) bocashi gallinaza + caldo super cuatro + caldo rizósfera + fertilizante triple 15 (bgcscrf), 4) bocashi bovinaza + caldo super cuatro + caldo rizósfera + fertilizante triple 15 (bbcscrf), 5) testigo regional (tr) y 6) testigo absoluto (ta). las parcelas correspondientes al testigo regional fueron manejadas por el agricultor y con la dosis de fertilizante tradicionalmente utilizada, sin reparar en el análisis de suelos ni en los requerimientos nutricionales del cultivo (680 kg· ha -1 , equivalente a 102 kg de n, 102 kg de p2o5 y 102 de k2o por hectárea, respectivamente. con base en lo anterior y además con el ánimo de encontrar alternativas para reducir las cantidades de fertilizante que comúnmente se aplican al cultivo, los tratamientos 1, 2, 3 y 4 recibieron una dosis de 340 kg· ha -1 ; es decir, la mitad de la cantidad de fertilizante utilizada por el agricultor. tabla 1. calendario seguido en la alimentación de los microorganismos del caldo rizósfera. ingrediente semanas 3 4 5 6 7 8 yogurt natural (cm 3 ) 8 16 25 50 100 200 harina de soya (g) 16 30 60 125 250 500 melaza (cm 3 ) 8 15 25 50 100 200 oxígeno líquido c-250 (gotas) 3 6 15 25 50 100 agua limpia (l) 3 6,5 12,5 25 50 100 méndez y viteri: evaluación de alternativas de fertilización... 171 2007 establecimiento y manejo del cultivo el cultivo se estableció en la finca “luvita” del municipio de cucaita, departamento de boyacá, durante el segundo semestre del año 2004. el municipio está ubicado a una latitud norte de 05º 32’ 45” y longitud oeste de 73º 27’ 26”, a una altura de 2.650 msnm, temperatura media de 14,2°c y una precipitación media anual de 760 mm. el suelo de la finca fue un typic dystrustepts (igac-uptc, 2005) con textura franco arcillosa (moderadamente fina), ph 6,1 (ligeramente ácido), materia orgánica de 2,3% (bajo), p 163 ppm (alto), ca 11,3 meq· 100 g suelo -1 (alto), mg 1,8 meq· 100 g -1 de suelo (medio), k 0.9 meq· 100 g -1 de suelo (alto), na 0,3 meq· 100 g -1 de suelo (bajo), cic 14,3 meq· 100 g suelo -1 (medio), s 27,7 ppm (alto), fe 65,6 ppm (medio), mn 5,7 ppm (bajo), cu 1,3 ppm (bajo), zn 6,7 ppm (alto), b 0,7 ppm (medio) y na 1.8 % (normal) (fuente: laboratorio de diagnóstico de suelos y aguas, uptc, tunja). a los dos meses de establecido el semillero se realizó el trasplante de la cebolla a una distancia de 3 cm entre plántulas y 20 cm entre surcos. de acuerdo con los tratamientos, los bocashi gallinaza y bovinaza se aplicaron al voleo al momento del trasplante a razón de 6,0 t· ha -1 . el fertilizante se aplicó también al voleo en dos fracciones iguales, una al transplante y otra al repique. el caldo super cuatro se aplicó en dosis de 1 l por bomba de 20 l a los 20, 40 y 60 días después del trasplante y el caldo rizósfera en dosis de 2 l por bomba a los 27, 47 y 67 días, cubriendo un área de 150 m 2 por bomba. inmediatamente antes de empezar a ser utilizados, dos muestras de 500 ml de cada uno de los dos caldos fueron enviadas al laboratorio de la fundación de asesorías para el sector rural – fundases para el análisis microbiológico; los resultados de dicho análisis se presentan en la tabla 2. el control de arvenses se efectuó con el herbicida goal® (oxifluorfen) siguiendo las recomendaciones de la etiqueta. el riego se aplicó cuando las aguas lluvias no fueron suficientes. el control de plagas y enfermedades en los tratamientos 1, 2, 3 y 4 se efectuó a partir de los 15 días del trasplante con aplicaciones semanales de extractos vegetales de decocción de uchuva (physalis peruviana) al 2% (500 ml por bomba de 20 l), infusión de uchuva al 5% (1 l por bomba), licuado y purín de helecho (pteridium aquilinum) al 5% (1 l de cada extracto por bomba), purín e hidrolato ajo (allium sativum) y ají (capsicum sp.) al 10% (2 l de cada extracto por bomba) y purín e hidrolato de tabaco (nicotiana tabacum) al 10% (2 l de cada extracto por bomba). el control fitosanitatabla 2. contenido microbiológico de los biofertilizantes utilizados para la producción sostenible de cebolla de bulbo en cucaita (boyacá). determinación bocashi gallinaza ufc/g bocashi bovinaza ufc/g caldo rizósfera ufc/ml caldo super cuatro ufc/ml -1 bacterias totales 2,8 x 10 7 1,5 x 10 6 3,5 x 10 8 1,6 x 10 6 fijadoras de n2 1 x 10 6 1,5 x 10 5 2,5 x 10 7 3,6 x 10 5 solubilizadoras de p menos de 10 3 1 x 10 5 8,4 x 10 6 menos de 10 4 lactobacillus 3,9 x 104 1,7 x 105 n.d 9,3 x 104 actinomicetos 1,9 x 10 5 1,5 x 10 6 1 x 10 3 menos de 10 4 hongos penicillium sp. 1 x104 1,2 x 104 n.d n.d aspergillus sp. 2,6 x 105 1,5 x 104 n.d n.d fusarium solani 5 x 102 n.d n.d n.d trichoderma n.d. 1 x 103 n.d negativo fusarium oxysporum negativo 5 x 104 n.d n.d levaduras menos de 10 2 1 x 10 4 4,8 x 10 6 5,1 x 10 5 fuente: laboratorio fundases. n.d: no determinado por el laboratorio. rio realizado por el agricultor en el testigo regional fue netamente con productos químicos. diseño experimental el diseño experimental utilizado fue el de bloques completos al azar con seis tratamientos y cuatro repeticiones (gómez y gómez, 1984). la unidad experimental fue de 45 m 2 . variables determinadas las variables se determinaron durante el desarrollo del cultivo y a la cosecha. durante el desarrollo del periodo vegetativo cada 15 días se determinó el porcentaje de incidencia de enfermedades, correspondiente al número de plantas por metro cuadrado en la parcela útil que presentaron cualquier síntoma en el follaje, relacionado especialmente con el complejo amarillera (peronospora destructor, alternaria porri y stemphyllium sp.). a la cosecha se determinó el número total de bulbos, el peso de bulbos sanos, el peso de bulbos enfermos, el peso total de bulbos y el diámetro ecuatorial del bulbo. el diámetro se determinó con un calibrador en 25 bulbos sanos seleccionados al azar por parcela. análisis estadístico los datos de cada variable fueron sometidos al análisis de varianza y a la prueba lsd, al nivel de significancia indicado por el análisis de varianza. agron. colomb. 25(1), 2007 172 resultados y discusión incidencia de enfermedades y efecto de los biofertiliantes la figura 1 ilustra la tendencia en la incidencia de enfermedades en el cultivo, especialmente las relacionadas con el complejo amarillera, bajo la influencia de las alternativas de biofertilización. la figura muestra que en general los porcentajes de incidencia aumentaron de los 30 hasta los 60 días, luego disminuyeron hasta los 75 días y finalmente aumentaron nuevamente hasta el último muestreo. según el análisis de varianza las diferencias entre tratamientos fueron significativas al 1% a los 30, 45, 90 y 105 días, al 5% a los 75 días y no significativas a los 60 días del trasplante. excepto a los 60 días, los menores porcentajes de incidencia se presentaron en las parcelas fertilizadas con bgcsf (bocashi gallinaza, caldo super cuatro y fertilizante) y bbcscrf (bocashi bovinaza, caldo super cuatro, caldo rizósfera, fertilizante). estos dos tratamientos a los 30, 45 y 90 días se diferenciaron significativamente del resto de tratamientos, a los 75 días únicamente del testigo absoluto y a los 105 días del testigo absoluto y las otras dos alternativas de fertilización. la menor incidencia de enfermedades observada en las parcelas fertilizadas con bgcsf y bbcscrf indica que, particularmente en estos dos tratamientos, la combinación de fertilizante químico con biofertilizantes fue más efectiva. la superioridad de estos dos tratamientos en cuanto a sus efectos en contra de las enfermedades que atacan al cultivo pudo derivarse de lo microbiológico y lo químico. en el sentido microbiológico es posible que la apreciable diversidad de microorganismos que fue introducida por medio de los bocashis, el caldo rizósfera y el