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 agronomia 26-2 -profe194).indd 175 editorial agronomía colombiana 26(2), 175-176, 2008 a partir de este año, el servicio de indexación de colciencias para publicaciones especializadas de ciencia, tecnología e innovación ha reclasificado a agronomía colombiana como revista de categoría a2 del índice bibliográfico nacional publindex (colombia). por este satisfactorio logro queremos agradecer al consejo de la facultad de agronomía de la 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 soils, fertilization and management of water received for publication: 13 december, 2010. accepted for publication: 1 march, 2012. 1 agricultural and environmental microbiology research group, department of natural science, universidad popular del cesar. valledupar (colombia). 2 agricultural and environmental microbiology research group, department of microbiology, universidad popular del cesar. valledupar (colombia). 3 corresponding author. lilianagomez@unicesar.edu.co agronomía colombiana 30(1), 111-115, 2012 halotolerant/alkalophilic bacteria associated with the cyanobacterium arthrospira platensis (nordstedt) gomont that promote early growth in sorghum bicolor (l.) moench bacterias 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., f. ferrana, g. mantio, f. garboggini, r. albuquerque, c. pavan, p. ramos, m. fhilho, and h. barbosa. 2006. nitrogen-fixing chemo-organotrophic bacteria isolated from cianobacteria-deprived lichens and their amino acids and phytohormones. j. appl. micobiol. 101, 1076-1086. parada, j.l., g. zulpa de caire, m. zaccaro de mule, and m.m. storni de cano. 1998. lactic acid bacteria growth promoters from spirulina platensis. intl. j. food microbiol. 45, 225-228. r iquelme, c.e. and r. avendaño-herrera. 2003. interacción bacteria-microalga en el ambiente marino y uso potencial en acuicultura. rev. chil. hist. nat. 76, 725-736. valencia, h., j. sánchez, and n. valero. 2005. producción de ácido indolácetico por microorganismos solubilizadores de fosfato presentes en la rizósfera de espeletia grandiflora y calamagrostis effusa del páramo el granizo. pp. 177-193. in: bonilla, m. (ed.). estrategias adaptativas de plantas de páramo y del bosque altoandino en la cordillera oriental de colombia. unibiblos, bogota. agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen la determinación del sexo en plantas de papaya es considerado un sistema intrigante, debido a que esta especie presenta tres sexos (macho, hembra y hermafrodita) determinados por un locus multialélico. además, esta especie no presenta cromosomas sexuales morfológicamente diferenciables. los marcadores moleculares pueden asociarse a características de interés, como en el presente caso, al sexo en plántulas de papaya. con el objetivo de identificar marcadores moleculares que permitan una rápida identificación del sexo en genotipos colombianos de plántulas de papaya, se aplicó la técnica rapd (amplificación aleatoria de polimorfismos del adn). el estudio encontró tres marcadores rapd polimórficos, los cuales permitieron diferenciar los sexos de la papaya. dos marcadores fueron específicos para plantas macho y hermafrodita, y un tercero para plantas hembra. estos nuevos marcadores moleculares podrán ser beneficiosos en la determinación del sexo en genotipos colombianos de papaya. sex definition in papaya is considered an intriguing system, due to the fact that the plant presents three different sexes (male, female and hermaphrodite), which are determined on a multiallelic locus. moreover, the plant does not have morphologically differentiated sexual chromosomes. provided that molecular markers can be associated to traits of interest, in the present study they were applied to rapid sex identification in seedlings of colombian papaya genotypes. with the aim of finding such markers, an rapd technique (randomly amplified polymorphic dna) was applied. the study allowed identifying three polymorphic rapd markers apt for differentiating the sexes in papaya. two of them are specific for male and hermaphrodite plants, and one for female plants. these novel molecular markers will be valuable for sex determination in colombian genotypes of papaya. key words: carica papaya, dioecious plants, sexual determination. palabras clave: carica papaya, plantas dioicas, determinación sexual. fecha de recepción: 13 de diciembre de 2008. aceptado para publicación: 2 de julio de 2009 1 laboratorio de genética molecular vegetal, centro de biotecnología y bioindustria, centro de investigación tibaitatá, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), mosquera (colombia). 2 autor de correspondencia. gchavesb@unal.edu.co agronomía colombiana 27(2), 145-149, 2009 en colombia, el cultivo de la papaya se encuentra en el octavo lugar por área sembrada respecto a otras frutas cultivadas, siendo un fruto económicamente importante. la papaya proporciona frutos y látex económicamente valiosos en las áreas tropicales y subtropicales (ming et al., 2001; 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. 18(8), 1442-1454. gangopadhyay, g., s. roy, k. ghose, r. poddar, t. bandyopadhyay, d. basu y k. mukherjee. 2007. sex detection of carica papaya and cycas circinalis in pre-flowering stage by issr and rapd. current sci. 92(4), 524-526. kazama, y. y s. matsunaga. 2008. the use of repetitive dna in cytogenetic studies of plant sex chromosomes. cytogenet. genome res. 120, 247-254. kim, m.s., p.h. moore, f. zee, m.m. fitch, d.l. steiger, r.m. manshardt, r.e. paull, r.a. drew, t. sekioka y r. ming. 2002. genetic diversity of carica papaya as revealed by aflp markers. genome 45, 503-512. liu, z., p. moore, h. ma, m. ackerman, m. ragilba, q. yu, h. pearl, m. kim, j. charlton, j. stiles, f. zee, a. paterson y r. ming. 2004. a primitive y chromosome in papaya marks incipient sex chromosome evolution. nature 427, 348-352. macedo l. g., c. lacerda y h. actis. 2002. identification of sex in carica papaya l. using rapd markers. euphytica 127, 179-184. magdalita, p. y c. mercado. 2003. determining the sex of papaya for improved production. food fertilizer technology center for the asian and pacific region. los baños college, laguna, filipinas. ming, r., p.h. moore, f. zee, c.a. abbey, h. ma y a.h. paterson. 2001. construction and characterization of a papaya bac library as a foundation for molecular dissection of a tree-fruit genome. theor. appl. genet. 102, 892-899. ming, r., j. wang, p.h. moore y a.h. paterson. 2007. sex chromosomes in flowering plants. amer. j. bot. 94, 141-150. oliveira, e., j. loyola, m. silva, d. souza, h. souza y t. nunues. 2007. marcadores moleculares na predição do sexo em plantas de mamoeiro. pes. agropec. bras. 42(12), 1747-1754. parasnis, a.s., w. ramakrishna, k.v. chowdari, v.s. gupta y p.k. ranjekar. 1999. microsatellite (gata)n reveals sex-specific differences in papaya. theor. appl. genet. 99, 1047-1052. sánchez-betancourt, e. y v. núñez. 2008. evaluación de marcadores moleculares tipo scar para determinar sexo en plantas de papaya (carica papaya l.). rev. corpoica 9(2), 31-36. shunsuke, n., s. matsunaga, s. atsushi, k. tsuneyoshi y s. kawano. 2002. rapd isolation of a y chromosome specific orf in a dioecious plant, silene latifolia. genome 45, 413-420. storey, w.b. 1953. genetics of papaya. j. heredity 44, 70-78. urasaki, n., m. tokumoto, k. tarora, y. ban, t. kayano, h. tanaka, h. oku, i. chinen y r. terauchi. 2002. a male and hermaphrodite specific rapd marker for papaya (carica papaya l.). theor. appl. genet. 104, 281-285. villegas, v.n. 1997. carica papaya l. en: verheij, e.w.m. y r.e. coronel (eds.). edible fruits and nuts. vol 2. wageningen university, the netherlands. vyskot, b. y r. hobza. 2004. gender in plants: sex chromosomes are emerging from the fog. trends genet. 20(9), 432-438. williams, j.g.k., a.r. kubelik, k.g. lavak, j.a. raflaski y s.v. tingey. 1990. dna polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. nucleic acids res. 19, 6530-6535. resumen abstract the use of oat as a forage crop for animal feeding in bogotá plateau is a general practice due to its energetic and protein contribution, and a short cycle of crop cultivation; for these reasons, it is important to increase oat production optimizing the mineral nutrition of this forage crop. the response of oat to silicon application was not verified, but it was confirmed for other gramineae crops, which had a positive response in terms of production. the study indented to evaluate the beneficial effect of silicon by means of growth curves of yield components, such as clamping, plant height, stem diameter, and dr y matter of stem and root. the application time (presowing and clamping) as a principal factor and dose (0, 50, 100, 150, or 200 mg·kg-1 monosilicic acid as a source of highest silicon assimilation) as a secondary factor were taken into account. the experiment was performed under greenhouse conditions with an experimental design consisted in a factorial adjustment of 2 x 5, 10 treatments in 4 repetitions; the tukey test (p < 0,01) was used for the average analysis. the results show that the application of silicon must be conducted mainly in presowing period because this presented a highly significant increase (p < 0,0001) in dry matter weight (34,9%) for the dose of 100 mg·kg-1 (116,42 g for flowerpot) as compared with control (90 g by dry flowerpot) and was associated with a higher index of root dry matter (0,17) for the same dose as compared with treatment with no silicon application, which implies a greater capacity to absorption of nutrients. el uso de avena forrajera para alimentación animal en la sabana de bogotá es una práctica generalizada debido a su aporte energético, proteico, además de ser un cultivo de ciclo corto; por estas razones es importante incrementar su volumen de producción, optimizando la nutrición de este forraje. la respuesta al silicio por parte de la avena no ha sido comprobada, como sí lo ha sido en otros cultivos de especies gramíneas, los cuales mostraron respuestas positivas en producción. la investigación pretendió evaluar el efecto benéfico del silicio mediante curvas de crecimiento de los componentes de rendimiento (macollas, altura de planta, diámetro de tallo y materia seca de tallo y raíz), teniendo como factor principal épocas de aplicación (presiembra y macollamiento) y factor secundario dosis (0, 50, 100, 150 y 200 mg·kg-1 de ácido monosilícico como fuente de mayor asimilación en los cultivos). bajo condiciones de invernadero se efectuó un diseño experimental con arreglo factorial 2 x 5, 10 tratamientos, 4 repeticiones, y para el análisis de medias se utilizó la prueba de tukey (p < 0,01). los resultados mostraron que la aplicación del si debe hacerse principalmente en época de presiembra ya que aquí presenta un incremento altamente significativo (p < 0,0001) en materia seca (34,9%) para la dosis de 100 mg·kg-1 (116,42 g por maceta) respecto al testigo (90 g por maceta seca) y se asocia a un mejor índice de materia seca radicular (0,17) para la misma dosis respecto a la no aplicación de si, lo cual implica una mayor capacidad de absorción de nutrientes. key words: nutrition, strategic fertilization, monosilicic acid. palabras clave: nutrición, fertilización estratégica, ácido monosilícico. agronomía colombiana 25(2), 273-279, 2007 1 ingeniero agrónomo, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. f hbaronz@unal.edu.co / oabordam@unal.edu.co 2 director de investigación y desarrollo, microfertisa s.a., bogotá. migomez@microfertisa.com.co introducción el silicio es absorbido en un rango de ph de 2 hasta 9 en forma energéticamente pasiva (epstein, 1994), siendo tomado por la raíces en la solución como ácido monosilícico si(oh)4 (yoshida, 1975; loué,1988) para ser acumulado en las células epidermales que las impregna en una fina capa (2,5 µm) y al asociarse con pectinas y polifenoles en la pared celular (epstein, 1994) pueden ser barreras efectivas a la pérdida de agua, transpiración cuticular e infecciones fungosas; sin embargo, a medida que se acumula este ácido en forma de sílice de 87 a 99%, aun cuando el efecto es casi netamente físico (por el sílice), se ha sugerido que la asociación del silicio con los constituyentes de la pared celular los hace menos susceptibles a la degradación enzimática que acompaña la penetración de la pared celular por las hifas de los hongos (salvant et al., 1997). en gramíneas, una porción considerable de silicio está en la epidermis en ambas superficies de la hoja, el cual se localiza el silicio como elemento benéfico en avena forrajera (avena sativa l.): respuestas fisiológicas de crecimiento y manejo silicon as a beneficial element in forage oat (avena sativa l.): physiological responses of growth and management oswaldo andrés borda1, fredy humberto barón1 y manuel iván gómez2 fecha de recepción: abril 23 de 2007. aceptado para publicación: octubre 1 de 2007 274 agron. colomb. 25(2) 2007 intercelularmente. la deposición de silicio se ubica en los tricomas de las hojas, primordios, brácteas de las inflorescencias y en las hojas bandera de los granos de cereal como el trigo (hodson y snagster, 1989). complementariamente también se ha observado que en las gramíneas las células buliformes del xilema acumulan sílice lo cual hace que incremente su concentración (martínez, 1995). en condiciones de campo, el silicio puede estimular el crecimiento (entendido como la acumulación irreversible de materia seca, que se asocia a procesos de elongación y crecimiento celular) (loaiza, 2003) y la productividad por aumentar la disponibilidad de elementos como el p, ca, mg, k y b, al contrarrestar el antagonismo generado en suelos con alta saturación de aluminio y hierro (epstein y bloom, 2005; hodson y evans, 1995). en japón y estados unidos, altos contenidos de silicio en los retoños de arroz y trigo generaban coeficientes bajos de transpiración en condiciones de baja humedad. por lo anterior, el efecto del silicio se considera benéfico, pues actúa como un “elemento alarma” frente a condiciones de estrés hídrico, al impedir la pérdida de agua por acción de la capa de silicio (hutton y norrish, 1974). por otra parte se ha observado que las deficiencias de fósforo en cereales, principalmente arroz, disminuyen con las aplicaciones de silicatos (imauzumi y yoshida, 1958), ya que el silicio en su forma de ión silicato aumenta disponibilidad de fósforo al liberarlo a partir de los colóides del suelo y de los fosfatos de hierro, manganeso y aluminio, en suelos con reacción ácida, ya que hace una sustitución de los fosfatos por los silicatos, permitiendo a su vez contrarrestar el efecto tóxico de los microelementos metálicos (epstein y bloom, 2005, oduka y takashi, 1961; fassbender y muller, 1967). en un suelo de la india con capacidad de fijación de fósforo del 85% a un ph de 4.5, se aplicó silicio (silicato de sodio) y fósforo (fosfato monocálcico) en dosis de 0, 1.000, 1.500, 2.000 mg·kg-1 (sio2) y 0, 10, 20, 40 mg·kg -1 (p2o5), dando como resultado un incremento significativo en la producción de materia seca en el cultivo de maíz; este aumento, refleja la respuesta positiva de este cultivo a las aplicaciones de fósforo junto con aportes del silicio. la liberación de fósforo en el suelo no se dio desde el inicio hasta el fin del experimento, ya que no se observó hidrólisis de los fosfatos de hierro y aluminio (sawarkar y pathak, 1985). en un estudio realizado por guerrero y cabrera (1972) en suelos volcánicos de los departamentos de cauca y nariño, se determinó que incrementos en el contenido de sio2 (100%) diminuye a niveles estadísticamente detectables la precipitación total de fósforo (11,2%), en especial la generada hacia los fosfatos de hierro, provocando así un incremento significativo del fósforo aprovechable (bray ii). igualmente un incremento en el contenido de sio2 hizo que la correlación entre si y p aprovechable fuera alta. por otra parte, raleigh (1963) estudió comparativamente el efecto de varias fuentes silicatadas, calcáreas y yeso sobre el crecimiento del tomate concluyendo que el aporte de silicatos conduce a mejores cosechas solo cuando se aplican en suelos deficientes de fósforo. estos resultados fueron ratificados por fasbender en 1967, al suministrar fuentes silicatadas en dosis de 200 mg·kg-1en el cultivo de tomate. efectos similares se han encontrado en el cultivo de yute (khan y roy, 1964; fassbender y muller, 1967). en colombia, los problemas ocasionados en arroz, por plagas, malezas, desórdenes nutricionales, volcamiento y enfermedades en gramíneas, han generado bajas en la producción. por ello, se han efectuado investigaciones con silicio en diferentes zonas productoras de arroz, como huila, tolima y llanos orientales, en las cuales se han obtenido resultados interesantes como la reducción de la severidad del añublo de la vaina (puentes, 1998), menor volcamiento e incrementos en el peso seco de los granos (bejarano, 2000), así como aumentos en la absorción de fósforo, expresados en la concentración de este elemento en el tejido foliar (calderón, 1980). dado el posicionamiento geográfico de los cultivos de avena y la dinámica del silicio en los suelos, es importante considerar los niveles naturales de la mayoría de suelos que se tienen en la sabana de bogotá; estos provienen de elementos derivados de cenizas volcánicas y de materiales fluviolacustres, lo cual provoca que los octaedros que forma el silicio todavía se mantengan estables y no hayan sufrido el proceso de meteorización relacionado a la evolución del suelo en clima frío (suelos de colombia, 1995), por lo cual es de esperarse que el uso de fuentes silicatadas permitirían un adecuado manejo benéfico del silicio para la eficiente nutrición vegetal. el objetivo de la investigación es demostrar el efecto benéfico del si respecto a componentes de crecimiento y el manejo respecto a las dosis y época de aplicación. metodología este estudio fue realizado en el invernadero de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, 2752007 borda, barón y gómez: el silicio como elemento benéfico en avena forrajera... sede bogotá, localizado a 2.556 msnm, con una temperatura promedio de 14,7 ºc, mínima promedio de 4 ºc y una máxima promedio de 20,5 ºc, humedad relativa de 80% y brillo solar de 4,5 h·día-1. la investigación se centró en el seguimiento de pruebas de vigor a través del tiempo, realizadas con una frecuencia semanal, donde se evaluó variables fisiológicas como altura de planta, número de macollas, diámetro de tallo y se estableció curvas de crecimiento. las variables materia seca en follaje y raíz que tomaron a los 110 días después de siembra (dds). la fuente de silicio empleada fue el ácido monosilícico. el suelo de estudio se clasificó taxonómicamente como typic hapludand fase saturada de marengo, por ser suelo promedio para la siembra de avena en la sabana de bogotá, con lentos procesos de mineralización, meteorizacion, y presencia de arcillas alofánicas, que limitan la absorción de fósforo, además presenta altos contenidos de fe. estos factores limitantes edáfico-ambientales favorecen las respuestas agronómicas del si, aunado a las exigencias de las gramíneas (avena) a este elemento, como se pudo constatar en las referencias antes mencionadas. para conocer el efecto del silicio respecto a la época de aplicación, se suministró la fuente de ácido monosilícico en presiembra y macollamiento (40 dds). las dosis de ácido monosilícico empleadas fueron 200, 150, 100, 50 y el testigo 0 mg·kg-1, las cuales fueron suministradas en una sola aplicación independientemente en las dos épocas, manteniendo constantes el componente hídrico del cultivo y la capacidad de retención de humedad del suelo. el riego se realizó tomando en cuenta las necesidades del cultivo, que son 10 mm·ha-1·día-1, lo que equivale en la parcela experimental (3,6 m2) a 3,6 l de agua diaria (reyes, 1968). el suelo en el cual se cultivó la avena presenta un tipo de reacción ligeramente ácida (ph 5,7), asociada a los altos contenidos de hierro (431 ppm), con alta c.i.c (29,5 cmol·kg-1), producto de las elevadas concentraciones de calcio (16,4 cmol·kg-1), magnesio (4,43 cmol·kg-1) y potasio (1,32 cmol·kg-1). con adecuado contenido de carbono orgánico (4,79%), pero baja disponibilidad de nitrógeno. por su parte son altas las concentraciones nativas de zinc (36,9 ppm), y bajas en manganeso (1,93 ppm), e ideales en boro (0,47 ppm). la fertilización se efectuó mediante la técnica de fertirriego, con el producto comercial microfoliar npk® a una dosis de 1 cm3·l-1 en todas las unidades experimentales, aportando en el ciclo productivo por ha: 220 kg de n, 110 kg de p2o5, 55 kg de k, 2,2 kg de ca, 1,1 kg de mg, 0,2 kg de fe, 1,1 kg de mn, 6,6 kg de zn, 4,4 kg de b, 3,3 kg de cu y 0,1 kg de mo. el diseño estadístico que se empleó fue un experimento completamente al azar con arreglo factorial 2x5, cuyo factor principal es la época de aplicación (presiembra y macollamiento) y como factor secundario las dosis de aplicación del acido monosilícico (0, 50, 100, 150 y 200 mg·kg-1). los datos se sometieron a análisis de varianza, prueba de rango múltiple tukey y curvas de crecimiento. resultados y discusión respuestas en altura de la planta las dosis de 100 y 50 mg·kg-1 de ácido monosilícico en presiembra reportan la mayor altura al momento de cosecha, mostrando una diferencia altamente significativa con respecto al testigo (p < 0,01). por otra parte, el promedio de las medidas para altura de plantas es similar hasta los 45 dds (etapa de macollamiento) entre los diferentes tratamientos, momento a partir del cual se observan diferencias para esta variable (figura 1); esto se puede explicar porque a partir de los 45 días se da inicio a la etapa reproductiva, que se manifiesta con la emisión de la espiga, siendo esta mayor o menor de acuerdo a la cantidad de fotoasimilados acumulados, que dependen en gran medida de la nutrición que se suministró al cultivo en su fase vegetativa. por ello, las plantas a las cuales se les aportó silicio expresaron alturas mayores al momento de la cosecha ya que este elemento tuvo un efecto benéfico sobre el balance nutricional principalmente de elementos necesarios en las primeras etapas como el p. resultados similares fueron obtenidos en otros cultivos como la caña, en la cual se figura 1. altura de plantas en presiembra para los diferentes tratamientos en el periodo de evaluación. 276 agron. colomb. 25(2) 2007 diámetro del tallo el diámetro del tallo es una medida que en forma directa muestra la acumulación de biomasa, otorgándole a la planta una mayor resistencia a factores ambientales como el volcamiento (puentes, 1998). en este sentido se observó un efecto favorable a esta variable, con diámetros superiores a 5 mm (incremento del 20 % respecto al testigo) al aplicar en presiembra ácido monosilícico en dosis de 50 mg·kg-1 (figura 3). estas respuestas corroboran lo visto en la variable altura, con dosis superiores a 50 mg·kg-1. conjuntamente estas variables expresan el efecto del silicio en el crecimiento del cultivo de avena. resultados similares se ha observado en gramíneas como arroz, caña de azúcar con el fortalecimiento de los tejidos de la planta (sánchez, 1981), y un aumento creciente en el grosor del tallo, de acuerdo a lo reportado para el cultivo de arroz por martínez (1995). número de macollas el número de macollas por planta es un indicador de productividad en especies gramíneas, especialmente aquellas utilizadas como forraje, debido a la relación directa que existe entre número de macollas y biomasa por unidad de área. esta característica es principalmente de la expresión genética del cultivo, por ello, no se reportaron diferencias significativas para esta variable, ya que el número de macollas fue constante en todos los tratamientos (cinco macollas por planta) en las diferentes unidades experimentales, lo cual indica que el macollamiento no es afectado figura 2. altura de plantas en macollamiento para los diferentes tratamientos en el periodo de evaluación. encontró respuesta positiva en el aumento de tamaño de tallos y mayor número de hojas activas con el aporte de silicio (sánchez, 1981). en cuanto a las dosis de 150 y 200 mg·kg-1, se observaron detrimentos en la variable altura con respecto a la dosis de 50 y 100 mg·kg-1, ya que de forma directa la liberación de fósforo pudo generar deficiencias de zn, elemento clave para estimular la elongación celular, y cuya deficiencia se manifiesta en la disminución de la longitudes de los tallos. la dosis de 200 mg·kg-1 de ácido monosilícico aportados en la época de macollamiento (tabla 1), evidenciaron una pérdida de eficiencia cuando se aportó la fuente de silicio, en estados avanzados del cultivo, en los cuales el sistema radical está conformado, y mejorar la disponibilidad de fósforo solo estimularía los procesos energéticos de la planta, que se reflejan en el incremento de la longitud por encima de la demás dosis. en la tendencia de crecimiento para la variable época de aplicación se aprecia que las plantas a las cuales se les aplicó el ácido monosilícico en presiembra alcanzaron una altura superior en todas sus unidades experimentales con respecto a los tratamientos que se les suministró la fuente de silicio en época de macollamiento (figuras 1 y 2), por el mayor tiempo de acción que presenta el ácido monosilícico, el cual favorece la mayor asimilación de nutrientes y por ende mejora componentes de vigor (hodson, 1995). la mejor expresión de altura en la etapa de presiembra, sugiere que el aporte de esta fuente de silicio debe hacerse a etapas tempranas ya que este elemento tiene un efecto indirecto sobre la absorción natural de otros elementos necesarios para el crecimiento radical como el fósforo (epstein y bloom, 2005; guerrero y cabrera, 1972) trat. dosis (mg·kg-1) a. monosilicico ms* unidad experimental (g) ms* raíz (%) altura (cm) diámetro tallo (mm) pr es ie m br a 1 200 100 d 17,09 d 81,50 4,3 2 150 130 c 19,49 c 104,25 4,6 3 100 200 a 24,10 a 111,25 4,8 4 50 150 a 21,49 b 115,50 5,1 5 0 90 d 15,67 e 70,25 4,0 cv 0,66 1,98 0,83 1,34 m ac ol la m ie nt o 6 200 110 c 17,69 c 100,25 4,5 7 150 120 b 18,42 a 81,00 4,3 8 100 130 a 19,63 b 81,75 3,9 9 50 130 a 19,00 b 94,50 4,4 10 0 90 c 15,90 d 70,25 4,0 cv 1,41 2,13 0,54 2,45 tabla 1. descripción de tratamientos para evaluar la respuesta del silicio respecto a la época y dosis de aplicación *ms: masa seca 277 por el aporte en silicio como elemento de nutrición. este resultado es contradictorio a lo que reporta la literatura en arroz, cultivo en el cual el número de macollas aumenta en la medida en que se hace aporte de ácido monosilícico hasta de 210 mg·kg-1en disolución, este aporte se hace con el producto llanero® que es una fuente granulada de baja solubilidad de silicio al 90% (agromil, 2000). el anterior contraste se puede explicar por diferenciaciones genéticas que existen entre las especies o por las condiciones medio ambientales, que afectan la expresividad de los genes, lo cual sugiere que la expresión de una característica es producto de la interacción genotipo por ambiente. materia seca en follaje la respuesta en materia seca no presenta diferencias significativás entre el factor época de aplicación (p < 0,05), pero se analiza un mayor incremento con el manejo del ácido monosilísico en presiembra (figura 5). respecto a las dosis aportadas en presiembra, la aplicación de 100 mg·kg-1 de ácido monosilícico muestra una mayor respuesta en peso seco (130 g), con diferencias altamente significativas (p < 0,01) e incrementos respecto al testigo (90 g) en el orden del 44%. la aplicación de 100 mg·kg-1 no presenta diferencias significativas estadísticas con la dosis de 50 mg·kg-1 (mismo grupo estadístico, según tukey), esto indica un rango óptimo de entre 50 y 100 mg·kg-1 de ácido monosilícico. si se compara la materia seca con las variables altura, diámetro de tallo y materia seca de la raíz se analiza que existe una relación directa en el comportamiento de los mejores parámetros para las dosis de 50 a 100 mg·kg-1 de ácido monosilícico, esto demuestra el efecto benéfico del silicio y comprueba que es fundamental para mejorar la expresión de las variables fisiológicas de crecimiento y producción en el cultivo de avena sativa. en las figuras 5 y 6 la respuesta en materia seca presenta un comportamiento polinomial con una alta correlación para época de presiembra (r2 = 0,8795) y macollamiento (r2 = 0,8892), la dosis a la cual se obtiene la máxima acumulación de materia seca en follaje en la época de presiembra es 97 mg·kg-1, mientras que en la época de macollamiento es 69 mg·kg-1, pero con menor respuesta de materia seca. de nuevo cabe destacar que los rendimientos en presiembra son significativamente mayores que los que macollamiento. un decrecimiento notable en materia seca fue observado en la dosis de 150 mg·kg-1 aplicados en presiembra y macollamiento (figuras 5 y 6), esto indica un efecto negativo o antagónico de este elemento. de acuerdo con marschner (1997) se puede limitar la absorción de otros nutrientes como zn, además, ya que el excedente de p asimilable que origina la aplicación de fuentes de silicio aumenta la relación p/zn, p/n, p/mg en el tejido foliar y posibles detrimentos en el rendimiento (gómez, 2007), lo cual puede ocasionar precipitación de formas insolubles de silicatos metálicos, limitando la disponibilidad de micronutrientes (marschner, 1997). los anteriores desbalances causados por excesos de si, generan desórdenes fisiológicos en la conversión figura 3. diámetro de tallo de plantas en presiembra para los tratamientos representativos en el periodo de evaluación. figura 4. diámetro de tallo de plantas en macollamiento para los tratamientos representativos en el periodo de evaluación. 2007 borda, barón y gómez: el silicio como elemento benéfico en avena forrajera... 278 agron. colomb. 25(2) 2007 eficiente de asimilados y deprimen el rendimiento como lo demostraron trabajos en tomate hechos por fassbender (1967) para dosis superiores a 200 mg·kg-1. materia seca en raíces los resultados de materia seca de la zona radical son concordantes con los datos obtenidos de la materia seca foliar, presentando una diferencia altamente significativa (p < 0,01), para dosis y época, la cual se muestra en ambos casos bajo un modelo polinomial con alta correlación (figura 6). esta evaluación corrobora que el silicio en solución aplicado a 100 mg·kg-1 en presiembra continúa siendo el que presenta la mayor respuesta, resultado lógico pues la planta actúa como un sistema, que al tener un estimulo en la producción de raíces por los procesos anteriormente descritos, se traduce en mayor crecimiento en la parte área. la mayor masa radical se obtuvo en dosis entre 50 y 100 mg·kg-1, lo cual puede expresar mayor balance nutricional en suelos de alta fertilidad como estos, donde se pudo haber incentivado la eficiencia de la absorción del fósforo nativo que se libera del suelo por acción del ión silicato, como lo han mostrado investigaciones en andisoles hechas por guerrero y cabrera (1972). los fosfatos en mayor concentración en la solución del suelo, permiten que el sistema radical incremente su masa y volumen, aumentando con ello la capacidad de absorción por superficie de contacto de los elementos como el nitrógeno, calcio, magnesio, potasio, fundamentales para el desarrollo de estructuras, con lo que se logra tanto tener plantas de mejor porte, como potencializar los componentes de rendimiento. esto se reflejó en el aumento de materia seca radicular y en la biomasa seca aérea. conclusiones con los resultados del estudio se comprueba las respuestas del silicio y la eficiencia de la fuente ácido monosilícico aplicado en presiembra con dosis entre 50-100 mg·kg-1. los efectos benéficos de este elemento son importantes para el manejo de la fertilidad de typic hapludands (fase saturada) en el cultivo de avena sativa, las cuales se observan en la mejor asimilación y transformación eficiente de nutrientes del suelo (incrementos en materia seca aérea, materia seca de raíz, altura). el aporte de silicio a las plantas evidencia variantes en la respuesta de crecimiento en ganancia de matera seca, provocando elongación celular, mayor turgencia y conversión eficiente de asimilados. lo anterior se manifiesta en el incremento de altura y diámetro de tallo. la época de presiembra es la más eficiente para el aporte de ácido monosilícico explicado por el efecto benéfico que ejerce el silicio sobre la dinámica de elementos que se requieren en etapas iniciales del cultivo en elementos de baja movilidad como el p, lo cual garantiza el normal desarrollo radical y de crecimiento. figura 5. materia seca en follaje respecto a la aplicación en dos épocas en presiembra y macollamiento de ácido monosilícico. figura 6. promedio de materia seca en raíces respecto a aplicación de dosis, en época de presiembra y macollamiento. 279 literatura citada balastra, m. l.f., c.m. pérez, b.o. juliano y p. villareal, 1989. effects of silica level on some properties of oriza sativa straw and hull. can. j. bot. 67, 2356-2363. calderón, f. 1980. el factor “silicio” en el cultivo de arroz en colombia. arroz 29, 8-11. de datta, n. 1972. effects of soils silicate on the berseem (trifolium alexandrium). indian agri. sci. 32, 27-219. de datta, s. 1972. chemical weed control in tropical rice in asia. pest articles and news summaries 18(4), 433-40. eusse, j. 2003. pastos y forrajes tropicales, producción y manejo. ed. ideagro, bogotá. 692 p. epstein, e. 1994. the anomaly of silicon in plant biology. proc. natl. acad. sci. 91(1), 1117. epstein, e. y a. bloom. 2005. mineral nutrition of plants, principles and perspectives. second edition. sinauer associates, sunderland. 400 p. fassbender, h. y m. muller. 1967. uso de enmiendas silicatadas en suelos altamente fijadores de fosfatos. el efecto de enmiendas de metasilicato de sodio. instituto interamericano de ciencias agrícolas. ed. undp, turrialba, costa rica. 375 p. fox, r. 1969. soil and plant silicon al silicate responds by sugar-cane. soil sci. soc. amer. proc. 31, 775-779. guerrero, r. y t. cabrera. 1972. estado y fijación del fósforo en suelo volcánicos del sur de colombia. segundo panel sobre suelos volcánico de américa, ica, universidad de nariño y oea. 89 p. handreck, k. a. y l. jones. 1968. studies of silica in the oat plant iv. silica content of plant parts in relation to stage of growth, supply of silica and transpiration. plant soil 29, 449-459. hennen, j. 1997. uredo vetus sp. nov., the first record of a rust on selaginella, and the use of the name uredo. mycologia 89(5), 801-803. hodson, m. y d. evans. 1995. aluminum/silicon interactions in higher plants. expl. bot. 46(2), 161-171. hodson, s. 1989. physiology of plants. second edition. academic press, toronto. pp. 44-49. hunter, a. s. 1965. effects of silicate on uptake of phosphorus from soils by four crops. soil science 100, 391-396. hutton, j.t. y k. norrish. 1974. silicon content of wheat husks in relation to water transpired. aust. j. agric. res. 25, 203–212. infoagro. 2004. el cultivo de avena. en: http://www.infoagro.com. 12 p.; consulta: julio de 2006. jones, l.h.p. y k.a. handreck. 1969. uptake of silica by trifolium incarnatum in relation to the concentration in the external solution and to transpiration. plant soil 30, 71-80. khan, d. y a. roy. 1964. p-uptake and fiber cell dimensions on the jute plants as affected by silicate treatment. plant soil 20, 331-336. lora, s. 2001. los elementos secundarios (ca, mg, s) y el silicio en la agricultura. ed. f. silva mojica, bogotá. 135 p. loué, a. 1988. los microelementos en la agricultura. silicio. ed. mundi-prensa, brasil. pp. 208-211. loaiza, c. 2003. fisiología vegetal. ed. universidad de caldas, manizales. pp. 8-15. malagón, d. 1990. suelos de colombia. igac, bogotá. pp. 50-55. mantaith, n. y s. sherman. 1963. the comparative effects of calcium carbonate and of the calcium silicate on the yield of sudan grass grown in a ferruginous latosol. hawaii sta. pp. 53-58. marschner, h. 1997. mineral nutrition of higher plants. segunda edición. academic press. londres. pp. 417-421. martínez, f. 1995. elementos de f isiología vegetal, relaciones hídricas, nutrición mineral y transporte. ed. mundi-prensa, barcelona. 1125 p. okuda, a. y e. takahashi. 1961. the mineral nutrition of the rice plant. symp. intern. rice research inst. pp. 123-146. okuda, a.1963. the role of the silicon. annual report irri. los baños, filipinas. pp. 123-145. peña, m. y j. ramírez. 1967. aspectos fisiológicos y nutricionales del silicio en arroz. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 133 p. raleigh, g. 1963. some effects of various silicates, lime and gypsum on growth of tomato plants in phosphorus nutrition. cornell agricultura station. memorias 326, 24-35. reyes, r. 1968. el cultivo de la avena. ica, tibaitatá. produmedios. 10 p. salamanca r. 1994. pastos y forrajes. producción y manejo. universidad santo tomás, bogotá. 255 p. salvant, n., g. snyder y l. danoff. 1997. silicon management and sustentable rice production. adv. agr. 58, 151-199. sánchez, p. 1981. suelos del trópico. iica, san josé de costa rica. 235 p. sawarkar, m. y b. pathak. 1985. effect of silicate and phosphate application on nutrition of maize. j. indian soc. soil sci. 33, 110-115. silva, c. 1978. control químico de roya de hoja (puccinia grammis) y tallo (puccinia coronata avenae) en avena (avena sativa). ed. limusa, méxico. pp. 25-45 tisdale, s. y w. nelson. 1999. soil fertility and fertilizers. 6th edition. prentice hall inc., upper saddle river, new jersey. viteri, r. y m. méndez. 2003. selección en introducción de abonos verdes para sostenibilidad de los sistemas de producción en los municipios de samacá, turmequé y tunja. trabajo de grado. facultad de ciencia agropecuarias, uptc, tunja. yoshida, s. 1975. the physiology of silicon on rice. technical bulletin. food and fertilizer technology center (fftc). taipei, taiwán. 27 p. 2007 borda, barón y gómez: el silicio como elemento benéfico en avena forrajera... 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. resumen abstract en colombia el cultivo de lirio ha adquirido gran importancia, pero su expansión está condicionada al costo elevado de los bulbos. el bulbo para producción de flor es importado; este produce flor de calidad solamente en la primera cosecha, por lo que el productor debe comprar nuevamente material para poder mantener sus programas de siembra. sin embargo, con la vernalización del bulbo que queda después del corte de la flor se pueden obtener más flores de buena calidad. por tanto, el objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la vernalización sobre la calidad de flor de lirio. se utilizó un diseño completamente al azar. se sometieron bulbos del híbrido asiático castello a 10 tratamientos compuestos por la interacción de tres tiempos (4, 6 y 8 semanas) y tres temperaturas de vernalización (-2, 3 y 14°c) más un testigo comercial (bulbos importados). este último fue el mejor tratamiento, seguido de la vernalización de bulbos a 3°c durante 8 semanas, con el que se obtuvieron plantas más precoces, menos flores sin abrir, mayor porcentaje de flores calidad extra, súper *3 botones y mayor vida en florero, lo que puso de manifiesto la importancia de la vernalización en la producción de lirio. lily production has lately acquired great importance in colombia, but its expansion is limited by the high cost of the bulbs, which are imported, and only produce quality flowers in the first harvest. this determines the constant purchase of new material in order to keep up with the planting programs. however, vernalization of the bulbs that are left after flower cutting allows further production of good quality flowers. in this context, the aim of this study was to evaluate the effect of bulb vernalization on lily flower quality. applying a completely randomized design, bulbs of asian hybrid castello were treated with 10 different combinations of vernalization times (4, 6 and 8 weeks) and temperatures (-2, 3 and 14°c), and compared to a commercial control (imported bulbs). the latter exhibited the best results, followed by the bulbs vernalized at 3°c for 8 weeks, which produced earlier ripening plants that bore less unopened flowers, super *3 buds and a higher percentage of extra quality flowers with longer vase life. these results reveal the importance of vernalization in lily production. key words: vase life, precocity, temperature, storage, flowering. palabras clave: vida en florero, precocidad, temperatura, almacenamiento, floración. fecha de recepción: 10 de diciembre de 2008. aceptado para publicación: 19 de febrero de 2009 1 programa de maestria en ciencias agrarias, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 2 grupo de investigaciones agrícolas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. 3 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. 4 autor de correspondencia. jgalvarezh@gmail.com agronomía colombiana 27(1), 65-71, 2009 efecto de la vernalización de bulbos reutilizados sobre la calidad de la flor de lirio (lilium sp.) en la sabana de bogotá effect of reused bulb vernalization on lily flower quality (lilium sp.) in the bogota plateau orlando auzaque-rodríguez1, helber enrique balaguera-lópez2, javier giovanni álvarez-herrera2, 4 y gerhard fischer3 introducción el lilium es uno de los seis géneros de bulbos de flores más importantes del mundo (streck y schuh, 2005) al cual pertenece el lirio (lilium sp.). la comercialización de esta especie incluye presentaciones como flores cortadas frescas, plantas con flores en materas, jardines y paisajes (de hertogh, 1996). no obstante, colombia solo produce flor de corte. el país presenta actualmente un incremento representativo en las áreas de producción de lirio y en la comercialización, pasando de 2 ha en el año 2000 a 15 ha para 2008. por otro lado, la vernalización es un proceso fisiológico en donde se adquiere la capacidad de competencia por parte de las plantas para florecer (garcía et al., 2006), o su aceleración (chouard, 1960) mediante la utilización de un tratamiento con frío durante la fase de semilla hidratada o de planta joven (azcón-bieto y talón, 2000). trae, entre otras, ventajas como la rapidez y la uniformidad en la floración (kimani et al., 1994). después de la vernalización las plantas no siempre inician la floración, pero adquieren la competencia para hacerlo (sung y amasino, 2004), por lo que el lirio necesariamente debe ser vernalizado para florecer (streck y schuh, 2005). en este caso, tratamientos con bajas temperaturas se aplican a los bulbos (lee et al., 1996). la duración del periodo de vernalización y el rango de temperaturas efectivas difieren entre especies y variedades 66 agron. colomb. 27(1) 2009 (bernier et al., 1981). unas pocas semanas son suficientes para promover la f loración, pero periodos más largos pueden acelerar este proceso, hasta que el punto de respuesta de la vernalización sea saturado; generalmente este suele requerir más de 6 semanas (taiz y zeiger, 2002). la vernalización debe ser mantenida de uno a tres meses, y entre más sea la duración, la respuesta se incrementa (bernier et al., 1993). la duración mínima para cualquier efecto observable varía de 4 a 8 semanas, según la especie (salisbury y ross, 1994). especies como lunaria biennis requieren 9 semanas y apium graveolens y secale cereale necesitan solo 6 (ramin y atherton, 1991). no obstante, la duración del tratamiento de frío generalmente es mayor a la reducción del tiempo que se necesita para alcanzar la floración (collins y smith, 1975). comercialmente el órgano de propagación del lirio es el bulbo, el cual presenta un alto costo de adquisición, y es este el factor más importante que limita la expansión del cultivo. actualmente, en la sabana de bogotá, el material vegetal para producción de flor de corte de lirio debe ser importado y mantenido en cadena de frío hasta su siembra en campo. este bulbo sembrado produce flor de calidad de exportación solamente en la primera cosecha, y el bulbo que queda después del corte de la flor produce flores de baja calidad, por lo que se desecha, y el productor de lirio debe comprar nuevamente material para poder mantener sus programas de siembra, lo que incrementa los costos de producción y disminuye la rentabilidad del cultivo. por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la vernalización de bulbos reutilizados sobre la calidad de la flor de lirio. materiales y métodos la investigación se realizó en la finca santa inés de la compañía agrícola el cactus s.a., ubicada en la vereda la cuesta del municipio de madrid, cundinamarca, a una altitud de 2.680 msnm. la temperatura máxima promedio dentro del invernadero de cubierta plástica fue de 28°c y la mínima de 7°c. los análisis de laboratorio se realizaron en el laboratorio de fisiología vegetal de la facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, sede bogotá. se utilizó un diseño experimental completamente al azar con 10 tratamientos compuestos por la interacción de 3 tiempos de vernalización (4, 6 y 8 semanas) y 3 temperaturas de vernalización (-2, 3 y 14°c) más un testigo comercial (bulbos importados sometidos a tratamientos de mejoramiento de calidad de la flor de corte de lirio como engrosamiento de bulbo y almacenamiento en frío), con tres repeticiones; consecuentemente se utilizaron 30 unidades experimentales (ue). cada ue estuvo compuesta por 12 bulbos de lirio. se utilizaron bulbos del híbrido de lirio asiático castello. se efectuó la siembra de los bulbos importados (calibre 14/16). una vez obtenida la floración (semana 15 después de la siembra), se cosechó la flor, se dejaron los bulbos en campo 6 semanas con el fin de que los asimilados de la parte del tallo con la cual quedan después del corte se traslocaran hacia el bulbo. luego se recogieron los bulbos, se clasificaron por tamaño y se escogieron aquellos de calibre 12/14, con el fin de garantizar la homogeneidad del material vegetal para los tratamientos. los bulbos se sometieron para la temperatura de -2°c en cuarto frío durante los tiempos propuestos. para los tratamientos de 3°c se almacenaron en un cuarto frío ubicado en las instalaciones de la finca. los tratamientos a 14°c fueron dejados en un cuarto oscuro, fresco y seco. después de someter los bulbos a los tratamientos se procedió a sembrarlos en un invernadero de cubierta plástica. los bulbos fueron sembrados a 10 cm de profundidad en camas de suelo de 0,8 m de ancho debidamente adecuadas. la distancia de siembra fue 12,5 x 12,5 cm en cuadro. el tutorado se instaló cuando las plantas tenían alrededor de 40 cm de longitud, con el fin de evitar pérdidas de calidad por torcedura de tallos. el corte de la flor se hizo cuando el primer o los dos primeros botones florales mostraron el color característico bien definido, que fue entre la semana 15 a la 22, dependiendo de los tratamientos. al momento de la cosecha se midió la longitud de tallo mediante medición directa con flexómetro, desde el cuello de la raíz hasta el extremo apical del tallo; calidades comerciales: porcentaje de flores producidas pertenecientes a cada una de las calidades comerciales basados en la tabla 1; precocidad: días desde el momento de la siembra hasta el corte de la flor. en la poscosecha se midió la vida en florero (desde el día en que se puso el tallo con todos sus botones florales hasta el día que se marchitó el último botón floral). para esto, tan pronto llegó la flor del cultivo se clasificó y se puso en solución de hidratación (tiosulfato de plata [sts]) para su preservación y posterior puesta en florero. se realizó un análisis de varianza y se llevó a cabo la prueba de comparación de medias de tukey al 5%. para el análisis de los datos se empleó el paquete estadístico sas v. 8e. 672009 auzaque-rodríguez, balaguera-lópez, álvarez-herrera y fischer: efecto de la vernalización de bulbos reutilizados sobre la calidad de la flor de lirio... resultados y discusión se presentaron diferencias altamente significativas en la precocidad. la mayor respuesta se obtuvo con los bulbos importados, seguidos de los bulbos almacenados a 3°c durante 8 semanas, mientras que los bulbos sometidos a 14°c durante 8 semanas presentaron la menor precocidad (fig. 1). costa y días (1967) afirman que la vernalización artificial induce uniformidad y precocidad en la floración, acorde a los bulbos de lirio vernalizados a 3°c durante 8 semanas que fueron los más precoces (después del testigo comercial) en alcanzar el momento del corte, por tanto, con este tratamiento se obtienen flores a los 123 d después de la siembra. stuart (1954) afirma que el almacenamiento de los bulbos a temperaturas elevadas (21°c o más) o bajas (-0,5°c) los mantiene latentes y retarda la floración. sin embargo, se observó que la temperatura de -2°c fue la responsable de la mayor precocidad, por tanto, esta temperatura no le indujo latencia al bulbo, por el contrario, aceleró el desarrollo del cultivo, situación que no ocurrió cuando se aumentó la temperatura de vernalización a 14°c. en concordancia, el tiempo de exposición del bulbo de lirio a la vernalización también favoreció la precocidad: cuanto más se expuso a este estímulo, más se acortó el ciclo de cultivo. esto quizá obedeció a un aumento en la movilización de reservas a los brotes, lo cual generó una brotación más rápida, que induce una floración más precoz y disminución en el ciclo de cultivo, tal como lo afirma moe (1979). de igual manera, wilkins (1980) plantea que al incrementar el tiempo de vernalización en los bulbos de lirio se obtiene una floración más uniforme y una mayor cantidad de flores, mientras que en bulbos no vernalizados la floración se retarda, pues no hay conversión de almidón a azúcares solubles antes de la siembra (nardi et al., 2004). estos resultados coinciden con los encontrados por nardi et al. (2004), quienes sometieron bulbos de l. longiflorum a 0, 9, 11, 14, 19, 23, 28, 29, 34, 38, 42, 45 y 56 d efectivos de vernalización, y encontraron que el frío promueve la movilización de reservas de azúcares y nitrógeno, indispensables para la nutrición de la planta en la emergencia. el aumento en la duración de la vernalización redujo el periodo de siembra a emergencia y de emergencia a cosecha, lo que concuerda con lo encontrado por erwin y eigles (1998). también, bulbos de lirio del hibrido asiático lilium x elegans thunb., almacenados a 5°c durante 0, 2, 4, 6, 8 y 10 semanas, mostraron que el tiempo requerido para la brotación y la floración disminuyó con el tiempo de vernalización, aunque se necesitaron más de 4 semanas de frío para inducir estas respuestas (lee et al., 1996). resultados similares observaron wang y roberts (1970), quienes trabajaron la emergencia en un cultivar de lilium longiflorum vernalizado a 4,4°c durante 0, 3, 6 y 9 semanas, encontrando que los días para la emergencia del bulbo disminuyeron en función del tiempo de almacenamiento, pero las concentraciones de nitrógeno proteico y aminoácidos libres aumentaron. también concluyeron que el almacenamiento del bulbo durante 6 semanas a 4,4°c es suficiente para superar la dormancia, lo que refleja la reducción en tiempo de emergencia de la yema, que fue solo de 37 d, en comparación con 80 d para los bulbos no vernalizados. para la altura de plantas se presentaron diferencias altamente significativas. la mayor altura se logró con los bulbos tabla 1. criterios para determinar las calidades comerciales de las flores de lirio en el efecto de la vernalización de bulbos sobre la calidad de la flor de lirio. grado de calidad longitud1 no. de botones2 torcedura de tallo estado fitosanitario extra > 65 cm 4 o más no bueno súper *3 botones 55-64 cm 3 no bueno súper *2 botones 55-64 cm 2 leve. máximo 10° con relación al eje vertical bueno nacional < 55 cm 1 o más leve. máximo 10° con relación al eje vertical bueno 1 longitud, se mide desde la base del tallo clasificado hasta el ápice del botón floral más alto. 2 longitud mínima de botón 2,5 cm. b b c ab b c ab a a d 0 20 40 60 80 100 120 140 160 -2°c 4 sem. -2°c 6 sem. -2°c 8 sem. 3°c 4 sem. 3°c 6 sem. 3°c 8 sem. 14°c 4 sem. 14°c 6 sem. 14°c 8 sem. testigo comercial p re co ci da d (d ) figura 1. precocidad en el efecto de la vernalización de bulbos sobre la calidad de la flor de lirio. promedios con letras distintas indican diferencias significativas según la prueba de tukey (p≤0,05). 68 agron. colomb. 27(1) 2009 comerciales, seguidos muy de cerca con el almacenamiento de los bulbos a -2°c durante 4 semanas y, contrariamente, la menor altura se obtuvo cuando el almacenamiento fue a 14°c durante 8 semanas (fig. 2). la longitud de tallo es considerado uno de los indicadores más importantes de calidad, siendo esta última más alta cuando la longitud es mayor (schiappacasse et al., 2006). a pesar de esto, la longitud del tallo de todos los tratamientos fue suficiente para cumplir con la calidad comercial, la cual exige un mínimo de 65 cm. sin embargo, si se quiere lograr la máxima altura de las plantas de lirio es suficiente con el almacenamiento en frío durante 4 semanas, aunque se evidenció que la altura fue favorecida por la mayor exposición de los bulbos a la vernalización. la baja temperatura es una importante señal ambiental para la elongación de tallos y la subsecuente floración de muchas plantas. la vernalización induce cambios fisiológicos y bioquímicos en las plantas, las bajas temperaturas son percibidas en la activa división celular, y la región meristemática de los tallos es particularmente sensible a este estímulo (metzger, 1990), proceso en el cual están implicadas las giberelinas (ga), las cuales sufren cambios drásticos en el metabolismo durante y después de la percepción de las bajas temperaturas, como se ha encontrado en thlaspi arvense (metzger, 1990) y raphanus sativus (nakayama et al., 1995). en concordancia, estudios recientes sobre genes que codifican enzimas encargadas de la biosíntesis de ga muestran que varios estímulos ambientales, entre ellos el frío, son factores importantes que controlan la expresión de estos genes (jackson et al., 2000); por tanto, el crecimiento del tallo se ve favorecido por la acción de las ga, que se sintetizan en mayor cantidad y aumentan la sensibilidad de la planta por acción de la vernalización (oka et al., 2001). del mismo modo, cambios en la remodelación de la cromatina inducen la expresión de genes (sung y amasino, 2004). en tulipán se encontró que, a medida que se aumentó la duración de la vernalización (15 y 60 d) aumentó la elongación del tallo y disminuyó el ciclo de crecimiento (cocozza, 1974). en esta misma especie, cuando los bulbos fueron sometidos a 2°c durante 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 y 30 semanas, se observó que sin vernalización no hubo brotación, y que la longitud del tallo fue directamente proporcional al tiempo de vernalización (inamoto et al., 2000). estos resultados indican que la vernalización es indispensable para una buena altura en esta especie. en la producción de flor, se obtuvo mayor porcentaje de calidad extra con el testigo comercial (p≤0,01), luego le siguió el tratamiento de los bulbos almacenados a -2°c durante 8 semanas, mientras que el menor porcentaje se logró con los tratamientos de 14°c; para la calidad súper *3 botones el mejor tratamiento fue el de 3°c durante 8 semanas (p≤0,01) y para súper *2 botones se obtuvo mayor respuesta con el almacenamiento a -2°c durante 4 semanas (p≤0,05). la calidad nacional fue favorecida por 14°c y 4 semanas (p≤0,01) y el mayor porcentaje de tallos sin flor se vio en plantas cuyo bulbo fue almacenado a 14°c por 8 semanas (p≤0,01). el testigo comercial no presentó flores de calidad nacional ni tallos sin flor, siendo el tratamiento con mejor comportamiento seguido del tratamiento de los bulbos vernalizados a 3°c durante 8 semanas (fig. 3). lo recomendable es lograr obtener altos porcentajes del grado extra y bajos porcentajes del grado nacional y súper *2 botones. la calidad comercial que predominó fue la súper *2 botones, seguida de la súper *3 botones, nacional, y luego extra, aunque esta última fue superada por el porcentaje de tallos sin flor, lo que en cierta manera explica que la mayoría de los tratamientos no lograron inducir la floración necesaria. en los tratamientos de vernalización donde el porcentaje de tallos sin flor fue bajo, es probable que se hayan presentado procesos de regulación epigenética, los cuales requieren un proceso metabólico activo que garantice el proceso de división celular y la replicación del dna (thomashow, 1999). en el lirio es posible que ocurra un fenómeno similar al de los ecotipos de invierno anual de arabidopsis que requieren vernalización y d largos para florecer; no obstante, en esta especie ya se ha identificado un gen que actúa como ab ab ab ab ab ab ab b b a 0 20 40 60 80 100 120 140 a ltu ra ( cm ) -2°c 4 sem. -2°c 6 sem. -2°c 8 sem. 3°c 4 sem. 3°c 6 sem. 3°c 8 sem. 14°c 4 sem. 14°c 6 sem. 14°c 8 sem. testigo comercial figura 2. longitud de tallo en el efecto de la vernalización de bulbos sobre la calidad de la flor de lirio. promedios con letras distintas indican diferencias significativas según la prueba de tukey (p≤0,05). 692009 auzaque-rodríguez, balaguera-lópez, álvarez-herrera y fischer: efecto de la vernalización de bulbos reutilizados sobre la calidad de la flor de lirio... represor de la floración denominado flowering locus c (flc) y es altamente expresado en meristemos apicales sin vernalización (dennis et al., 2006). las diferencias en calidad se deben probablemente a que la formación de flores maduras depende del suministro de carbohidratos (van der meulen-muisers et al., 2001), por lo que antes de la cosecha las inflorescencias se suplen con carbohidratos de la fotosíntesis. después de alcanzar la inflorescencia, estos asimilados se distribuyen entre las yemas florales, y la proporción de asimilados absorbidos por cada yema está correlacionada con la capacidad de síntesis de estos productos por parte de los órganos fuente (ho, 1988). en lilium las yemas florales expresan alta dependencia de los órganos fuente, posiblemente relacionada con el incremento en el crecimiento de los tejidos florales (clement et al., 1996). sin embargo, la variabilidad en los estados de desarrollo de la flor tiene su origen en la variación de las condiciones ambientales, ya que la propagación vegetativa elimina las causas genéticas. esto se evidencia en que los bulbos producidos para propagación no son de tamaño completamente uniforme, como causa de la variación del clima, incluyendo la falta de uniformidad del medio ambiente durante la vernalización artificial (fisher y lieth, 2000). los bulbos que se almacenaron a 14°c durante 8 semanas presentaron la mayor cantidad de plantas con tallos sin flor, lo que pone de manifiesto la importancia de la vernalización para inducir la floración. dentro de los tratamientos de vernalización, 3°c durante 8 semanas presentó el mayor porcentaje de floración; esto indica que se reprimió de forma más eficiente el gen flc encargado de inhibir la floración (michaels y amasino, 2000), pues se garantizó la síntesis de suficiente concentración de ga que, según salisbury y ross (1994), sustituyen la necesidad de d largos después del periodo de frío para que el lirio pueda florecer en mayor porcentaje y en un menor tiempo. resultados similares se obtuvieron en allium cepa, en donde tratamientos con frío a 5°c (0, 25, 35 y 45 d de vernalización) aumentaron el porcentaje de florecimiento; además, cuanto mayor fue el periodo de vernalización, mayor fue el porcentaje de umbelas florecidas. las plantas sometidas a 45 d de vernalización mostraron 51,49% de floración, mientras que el testigo solo 8,75%, alcanzando su plena floración dos meses después (reghin et al., 2005). se presentaron diferencias altamente significativas en la duración en poscosecha de la flor de lirio. la mayor duración en florero fue conseguida con flores producidas con el testigo comercial, seguida de las flores producidas de bulbos que fueron almacenados a 3°c durante 8 semanas, y las flores con menor duración poscosecha son el resultado de los bulbos almacenados a 14°c durante 8 semanas (fig. 4). la variación en la longevidad de las flores individuales dentro de las inflorescencias del lirio es relativamente pequeña, a pesar de grandes diferencias en el grado de desarrollo de las yemas florales cosechadas (van der meulen-muisers et al., 2001). consecuentemente, el estado de madurez de las yemas es marcado por el contenido de carbohidratos en los tépalos, con lo cual yemas más maduras contienen más carbohidratos (van der meulen-muisers et al., 2001). la falta de apertura de las yemas de lirio podría estar asociada a la falta de carbohidratos, como se ha encontrado en inflorescencias de otras especies bulbosas (spikman, 1989). la longevidad de los lirios, así como en otras flores de corte, es una importante característica de poscosecha. en general, la vida en florero oscila entre 5 y 14 d, dependiendo del cultivar y la manipulación en poscosecha, y es determinad bc d d b d d a 0 5 10 15 20 25 30 v id a en fl or er o (d ) bcd bcd -2°c 4 sem. -2°c 6 sem. -2°c 8 sem. 3°c 4 sem. 3°c 6 sem. 3°c 8 sem. 14°c 4 sem. 14°c 6 sem. 14°c 8 sem. testigo comercial figura 3. producción de flor en el efecto de la vernalización de bulbos sobre la calidad de la flor de lirio. promedios con letras distintas en la misma serie indican diferencias significativas según la prueba de tukey (p≤0,05). figura 4. vida en florero en el efecto de la vernalización de bulbos sobre la calidad de la flor de lirio. promedios con letras distintas indican diferencias significativas según la prueba de tukey (p≤0,05). bc bc b bc bc bc c c c a ab ab ab ab ab a ab ab b ab a a a a ab a ab ab a b cd a ab a bc bcd dc a b a b a 0 20 40 60 80 100 120 p ro du cc ió n de fl or ( % ) extra super*3 super*2 nacional a bc bcd cd bcd abcd bcd abc abc abc sin flor -2°c 4 sem. -2°c 6 sem. -2°c 8 sem. 3°c 4 sem. 3°c 6 sem. 3°c 8 sem. 14°c 4 sem. 14°c 6 sem. 14°c 8 sem. testigo comercial 70 agron. colomb. 27(1) 2009 da principalmente por el marchitamiento, el color de los pétalos y la caída de los mismos, proceso regulado por el etileno (woltering y van doorn, 1988). el incremento de la vida en florero tiene alta relación con el aumento del tiempo de almacenamiento y con una mayor exposición a las bajas temperaturas. esto se debe a la acción antagónica que ejerce el frío sobre la síntesis de etileno (woltering y van doorn, 1988). además, la máxima duración fue de 24 d, tiempo máximo reportado para la flor de lirio sin tratamientos poscosecha (funnell y heins, 1998), y se convierte en un tiempo muy valioso para la comercialización y para el comprador de lirios. este resultado indica que no es necesario el almacenamiento en frío de la flor de lirio en poscosecha. el almacenamiento de flores de lirio a bajas temperaturas trae consigo problemas graves, como el amarillamiento acelerado de las hojas, la abscisión de las mismas, el incremento del aborto de yemas y la reducción en la longevidad de la flor (funnell y heins, 1998). conclusiones el testigo comercial con bulbos importados presentó mejores resultados que los tratamientos con bulbos reutilizados. no obstante, dentro de los bulbos de lirio reutilizados, aquellos que fueron almacenados a 3°c durante 8 semanas mostraron los mejores resultados en cuanto a precocidad, longitud de tallo floral, calidades comerciales de flor y vida en florero, lo que hace que la siembra de bulbos reutilizados sometidos a vernalización sea factible. agradecimientos los autores agradecen a la compañía agrícola el cactus s.a. por el apoyo económico y logístico para la realización de este trabajo, así como a la escuela de posgrado de la facultad de agronomía de la universidad nacional de colombia, sede bogotá, por su colaboración. literatura citada azcón-bieto, j. y m. talón. 2000. fisiología y bioquímica vegetal. mcgraw-hill/interamericana, barcelona, españa. bernier, g., a. havelange, c. houssa, a. petitjean y p. lejeune. 1993. physiological signals thatinduce flowering. plant cell 5, 1147-1155. bernier, g., j. kinet y r. sachs.1981. the physiology of flowering. vol i. the initiation of flowers. crc press, boca ratón, fl. clement, c., m. burrus y j.c. audran. 1996. floral organ growth and carbohydrate content during pollen development in lilium. amer. j. bot. 83, 459-469. chouard, p. 1960. vernalization and its relations to dormancy. annu. rev. plant physiol. 11, 191-238. cocozza, m. 1974. research concerning the effects of bulb vernalization and plastic film covers on tulip flowering. acta hort. 43, 53-70. collins, w. y d. smith. 1975. vernalization as a factor influencing the rate of development in subterranean clove (trifolium subterraneum l.). aust. j. agric. res. 26, 959-966. costa, c. y m. días. 1967. comparação do método de frigorificação vs. florescimento em condições naturais e suas consequências para o melhoramento da cebola nas condições de estado de são paulo. relatório de ciências do instituto de genética, esalq, usp 1, 94-97. de hertogh, a. 1996. marketing and research requirements for lilium in north america. acta hort. 414, 17-24. dennis, e., c. helliwell y w. peacock. 2006. vernalization: spring into flowering. dev. cell 11, 1-7. erwin, j. y g. eigles. 1998. influence of simulated shipping and rooting temperature and production year on easter lily (lilium longiflorum thunb.). development. j. amer. soc. hort. sci. 123(29), 230-233. fisher, p. y j. lieth. 2000. variability in flower development of easter lily (lilium longiflorum thunb.): model and decision-support system. comput. electron. agric. 26, 53-64. funnell, k. y r. heins. 1998. plant growth regulators reduce postproduction leaf chlorosis of potted asiflorum lilies. hortscience 33, 1036-1037. garcía, f., j. caselles y m. santamarina. 2006. introducción al funcionamiento de las plantas. editorial upv, valencia, españa. ho, l. 1988. metabolism and compartmentation of imported sugars in sink organs in relation to sink strength. annu. rev. plant physiol. plant mol. biol. 39, 355-378. inamoto, k., t. hase, m. doi y h. imanishi. 2000. effects of duration of bulb chilling on dry matter distribution in hydroponically forced tulips. scientia hort. 85, 295-306. jackson, s., p.e. james, e. carrera, e. prat y s.b. thomas. 2000. regulation of transcript levels of a potato gibberellin 20oxidase gene by light and phytochrome b. plant physiol. 124, 423-430. kimani, p.m., j.l. karinki, r. peters y h.d. rabinowitch. 1994. potential of onion seed production in a tropical environment. acta hort. 358, 341-349. lee, s.j., y.a. kim y h.j. wang. 1996. effect of bulb vernalization on the growth and flowering of asiatic hybrid lily. acta hort. 414, 229-234. metzger, j.d. 1990. comparison of biological activities of gibberellins and gibberellin-precursors native to thalaspi arvense l. plant physiol. 94, 151-156. michaels, s.d. y r.m. amasino. 2000. memories of winter: vernalization and the competence to flower. plant cell environ. 23, 1145-1153. moe, r. 1979. effect of precoolong at 5 or -1°c on shoot growth, flowering, and carbohydrate metabolism in tulip bulbs. scientia hort. 10, 187-201. nakayama, m., h. yamane, h. nojiri, t. yokota, i. yamaguchi, n. murofushi, n. takahasi, t. nishijima, m. koshioka, n. katsura y m. nonaka. 1995. qualitative and quantitative analysis of endogenous gibberellins in raphanus sativus l. during cold 712009 auzaque-rodríguez, balaguera-lópez, álvarez-herrera y fischer: efecto de la vernalización de bulbos reutilizados sobre la calidad de la flor de lirio... treatment and the subsequent growth. biosci. biotech. biochem. 59, 1121-1125. nardi, c., g.a. buriol, r.a. bellé, n.a. streck y m. schuh. 2004. vernalização afeta a mobilização de reservas de açúcares e nitrogênio e a emergência de plantas de lírio (lilium longiflorum thunb.) ‘snow queen’ cienc. rural 34, 1027-1033. oka, m., y. tasaka, m. iwabuchi y m. mino. 2001. elevated sensitivity to gibberellin by vernalization in the vegetative rosette plants of eustoma grandiflorum and arabidopsis thaliana. plant sci. 160, 1237-1245. ramin, a.a. y j.g. atherton. 1991. manipulation of bolting and flowering in celery (apiurn graeeolens l. var.dulce). ii. juvenility. j. hort. sci. 66(6), 709-717. reghin, m.y., r.f. otto, j.r. olinik, c.f.s. jacoby y r.p. oliveira. 2005. vernalização em bulbos e efeito no rendimento e potencial fisiológico de sementes de cebola. hort. brasil. 23(2), 294-298. salisbury, f.b. y c.w. ross. 1994. fisiología vegetal. grupo editorial iberoamérica s.a., méxico d.f. schiappacasse c.f., s.g. carrasco y c.f. carrasco. 2006. efecto de cuatro niveles de sombreamiento sobre la calidad de vara y bulbo de dos cultivares de lilium (lilium spp.). agric. téc. (chile) 66(4), 352-359. spikman, g. 1989. development and ethylene production of buds and florets of cut freesia inflorescences as influenced by silver thiosulphate, aminoethoxyvinylglucine and sucrose. scientia hort. 39, 73-81. streck, n.a. y m. schuh. 2005. simulating the vernalization response of the ‘snow queen’ lily (lilium longiflorum thunb.). sci. agric. 62(2), 58-64. stuart, n.w. 1954. moisture content of packing medium, temperature and duration of storage as factors in forcing lily bulbs. proc. amer. soc. hort. sci. 95(5), 554-558. sung, s. y r.m. amasino. 2004. vernalization and epigenetics: how plants remember winter. curr. opin. plant biol. 7, 4-10. taiz, l. y e. zeiger. 2002. plant physiology. 3rd ed. sinauer associates inc. publishers, sunderland, ma. thomashow, m.f. 1999. plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms. annu. rev. plant. physiol. plant. mol. biol. 50, 571-599. van der meulen-muisers, j.m., j.c. van oeveren, h. linus, w. van der plas y j.m. van tuyl. 2001. postharvest flower development in asiatic hybrid lilies as related to tepal carbohydrate status. postharvest biol. technol. 21, 201-211. wang, s.y. y a.n. roberts. 1970. physiology of dormancy en lilium longiflorum thunb. ‘ace’. j. amer. soc. hort. sci. 95(5), 55458. wilkins, h.f. 1980. easter lilies. pp. 327-352. en: larson, r.a. (ed.). introduction to floriculture. academic press, san diego, ca. woltering, e.j. y w.g. van doorn. 1988. role of ethylene in senescence of petals morphological and taxonomical relationships. j. exp. bot. 39, 1605-1616. agronomía 21c.indd agronomía colombiana, 2003. 21 (1-2): 49-53 dos nuevas especies de buenoa (heteroptera: notonectidae) de colombia two new species of buenoa (heteroptera: notonectidae) from colombia dora nancy padilla-gil1 1 p r o f e s o r a . d e p a r t a m e n t o d e b i o l o g í a . u n i v e r s i d a d d e n a r i ñ o . a p a r t a d o 1 5 7 4 p a s t o . c o l o m b i a . d p a d i l l a @ u d e n a r. e d u . c o r e s u m e n las especies buenoa amazona n. sp. y buenoa nieseri n. sp. de colombia, son descritas y comparadas con especies similares. también se presenta una clave para determinar las especies colombianas. palabras clave: insectos acuáticos, nadadores de espalda, buenoa nieseri n. sp., buenoa amazona n. sp. s u m m a r y buenoa amazona and buenoa nieseri sp. n. from colombia are described and compared with related species. in addition, a key to colombian species is given. key words: aquatic insects, backswimmers, buenoa amazona n. sp., buenoa nieseri n. sp. i n t r o d u c c i o n a la familia notonectidae pertenece el género buenoa, los notonéctidos son conocidos ¨como “nadadores de espalda”, por su hábito característico de nadar sobre su dorso; son hemípteros acuáticos, dependientes del oxígeno atmosférico, pero bien adaptados para permanecer horas bajo la superficie del agua. buenoa es un género nuevo restringido al hemisferio occidental, con amplia distribución; la mayoría de especies habitan en sudamérica tropical. kirkaldy (1904), estableció el género, incluyó todas las especies de anisops que habitan en el hemisferio occidental, cuyos machos tienen el tarso protorácico bisegmentado; llama anisops a las especies que habitan el hemisferio oriental, los machos tienen el tarso protorácico unisegmentado. truxal (1953) revisó el género buenoa, relacionó 40 especies, 22 de las cuales fueron nuevas. este y el trabajo de kirkaldy son las únicas revisiones que existen del género. desde entonces truxal (1957); nieser (1968, 1970, 1975); roback y nieser (1974); padilla-gil y nieser (1992); nieser y pelli (1994); nieser et al (1997) han descrito catorce especies más en américa del sur. la importancia de las especies del género buenoa radica en ser predadores de larvas de mosquitos de importancia médica, tales como larvas de culex sp y aedes sp. en colombia b. platycnemis es objeto de estudio en laboratorio con miras a su posible aplicación en programas de control biológico sobre larvas de aedes aegypti ( páez y zuluaga, 2002). por otra parte los buenoa presentan características biológicas únicas que llaman la atención sobre su biología, tales son el presentar células con hemoglobina, su capacidad para suspenderse en el agua y ser uno de los pocos insectos planctonicos. este trabajo describe dos especies nuevas: buenoa amazona n. sp. y buenoa nieseri n. sp. y las incluye en una clave para determinar las especies del género buenoa en colombia. las dos nuevas especies fueron colectadas en diferentes regiones de colombia con zonas de vida disímiles, buenoa nieseri n. sp. fue colectada a 600 m de altura, en la zona de vida, bosque seco tropical (bs-t) y buenoa amazona n. sp. a 530 m, en la zona de vida, bosque muy húmedo premontano, transición cálida (bmh-pm) correspondiente a la región de la amazonía. el hábitat de las dos especies coincidió en presentarse en estanques de agua destinados al criadero de peces, buenoa nieseri n. sp. en criaderos de tilapia y buenoa amazona n. sp. en criaderos de cachama. los estanques con fondo arcilloso, escasa vegetación circundante y aguas expuestas. las medidas se presentan en milímetros. en el texto se utilizan las siguientes abreviaturas: braquíptero, braq; macróptero, macr. los especímenes colectados y examinados son depositados en la colección de entomología del instituto de ciencias naturales, universidad nacional de colombia, bogotá (icn) y en la colección personal de la autora (cp). f e c h a d e r e c e p c i ó n 1 d e a g o s t 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 50 vol. 21 · nos. 1-2 b u e n o a a m a z o n a n . s p . (fig. 1 a-c) del pronoto 1.1 veces el largo medio del escutelo. fémur protorácico no ancho en el ápice, con área estridulante con aproximadamente seis peines (fig. 1b). peine estridulante de la tibia con aproximadamente 24 peines (fig. 1c) los del tercio apical más gruesos y más altos que los otros, los seis más internos (tercio basal) más cortos que el resto. espina del margen caudo-sinistral del séptimo tergito abdominal muy angosta en la parte apical. hembra, características estructurales synthlipsis ligeramente menos de un tercio el ancho anterior del vértex; tylus hinchado, tylus y labro sin mechón de pelos. largo medio del pronoto menos de su ancho humeral, margen posterior recto en la parte media. otras características como el macho. notas comparativas b. amazona n. sp. superficialmente se parece a b. omani truxal (fig. 2 a-c), a b. triangularis truxal (fig. 3 a-c) y a b. koina nieser & pelli (fig. 4 a-b), pero b. amazona difiere de b. omani por tener el fémur protorácico no ancho en el ápice y seis peines esclerotizados en el área estriduladora y 24 dientes tibiales. fig. 1. buenoa amazona n. sp., macho 1a. vista lateral del labio y tylus (escala 0.1 mm) 1b. superficie interna del fémur protorácico (escala 0.6 mm) 1c. peine de la tibia protorácica holotipo: 1 m braq. alotipo 1 h braq. colombia putumayo: mocoa, corporación autónoma regional del putumayo, finca del centro experimental de la amazonia (cea), dista 8 km de mocoa, 1º 08’ n -76° 39’ w, 530 m, 24 ºc, 21 may 1996, d. n. padilla, leg., (icn). paratipos: 2 h braq. y 3 h macr, los mismos datos del holotipo (icn: 1 braq y 2 macr; cp 1 braq y 1 macr). descripción forma braquíptera. dimensiones.largo m 5.9, h 5.5-5.7; ancho de la cabeza m 1.29; h 1.14-1.18. forma macróptera, h, largo 6.1-7.0, ancho de la cabeza 1.3-1.6. color. dorsal: blanco brillante, ojos oscuros. hemélitros hialinos. macho con el último segmento abdominal oscuro, hembra con el último segmento abdominal blanco. esternos de cabeza y tórax blancos; mesotórax con un par de bandas laterales oscuras; esterno del abdomen oscuro. características estructurales del macho. -en vista dorsal, cabeza lateralmente redondeada, anteriormente casi recta con el vértex, ligeramente indentado; ancho de la cabeza aproximadamente cuatro veces el ancho anterior del vértex (1.2/0.3); más angosto que el ancho humeral del pronoto. synthlipsis aproximadamente un tercio del ancho anterior del vértex; a lo largo de la línea media, la cabeza es aproximadamente dos tercios tan larga como el pronoto. tylus hinchado, desnudo; labro tan largo como ancho, con un mechón de pelos. prolongación del labio (fig. 1a) ligeramente más larga que el tercer segmento del labio, ápice puntudo. ancho medio del pronoto 1.5 veces su largo (0.9/1.8), márgenes divergentes posteriormente. escutelo corto, largo medio fig. 2. buenoa omani, macho (según truxal, 1953) 2a. vista lateral del labio y tylus 2b. superficie interna del fémur protorácico 2c. peine de la tibia protorácica fig. 3. buenoa triangularis, macho (según truxal, 1957) 3a. vista lateral del labio y tylus 3b. superficie interna del fémur protorácico 3c. peine de la tibia protorácica padilla-gil: dos nuevas especies... 512003 b. triangularis en la tibia dispone de 18 a 22 dientes, todos los dientes son aproximadamente del mismo tamaño y grosor (fig. 3c); prolongación del labio con ápice redondeado (fig. 3a). b. koina difiere de b. amazona por tener más ancha la cabeza 6.7 veces el ancho del vértex, el escutelo más largo que el largo medio del pronoto; diferente prolongación labial y por la posición de los dientes en el peine de la tibia del macho (fig. 4 a y b). etimología: se refiere a la región del amazonas en colombia, el sitio de colecta esta incluido en esta área. notas ecológicas: colectados en estanque artificial, en aguas cristalinas expuestas, con muy poca vegetación circundante, destinado al criadero de cachamas; 24 ºc, topografía plana, suelo arcilloso. zona de vida bosque muy húmedo premontano, transición cálida (bmh-pm). b u e n o a n i e s e r i n . s p . (fig. 5 a-c) holotipo, 1 m macr. alotipo 1 h. macr. colombia. cauca. suroccidente del municipio del patía, corregimiento de las tallas. estación piscícola upis-tallas, corporación autónoma regional del cauca. microcuenca ubicada entre los 2° 13’ n y 77° 08’ w, 600 m. 6 dic 2000. d. n. padilla, leg. depositado en la colección del icn. paratipos. 1m macr, 1h braq. los mismos datos de colecta del holotipo, todos depositados en icn. descripción forma macróptera. dimensiones.largo m 6.7-7.5, h 7.15; ancho de la cabeza m 1.3-1.45, h 1.35. forma braquíptera. dimensiones.largo h 5.75; ancho de la cabeza h 1.4. color. dorsal: blanco brillante, abdomen con manchas laterales negras, cubierto por hemélitros hialinos. ojos café rojizo. cabeza, pronoto y ápice del escutelo blanco a amarillo claro. laterotergitos del abdomen amarillos con bordes oscuros. manchas triangulares negras en los acetábulos metatorácicos. ventral: cabeza y tórax blanco a amarillo claro; antenas café oscuro; labro y labio negro excepto la prolongación labial que es amarilla; cavidades de la coxa protorácica café oscuro; mechones de pelos negros en las bases de las coxas meso y metatorácicas; abdomen negro. hemélitros hialinos. la hembra difiere del macho en el color del abdomen ventral, el cual es café claro, con vellosidades negras laterales y en la quilla. características estructurales del macho (basadas en la forma macróptera)en vista dorsal, cabeza lateralmente redondeada, anteriormente casi recta con el vértex, ligeramente indentado; ancho de la cabeza aproximadamente cinco veces el ancho anterior del vértex (1.25/0.25); ligeramente más angosto que el ancho humeral del pronoto. synthlipsis aproximadamente la mitad del ancho anterior del vértex; a lo largo de la línea media, la cabeza es más corta que el largo del pronoto. tylus levemente hinchado, con setas cortas; labro más ancho que largo, con un mechón de pelos. prolongación del labio más larga que el tercer segmento labial, su base tiene origen en el tercio distal del tercer segmento del labio y con ápice trunco a ligeramente redondeado (fig. 5 a). ancho medio del pronoto 1.1 veces su largo. pronoto tricarinado, márgenes laterales ligeramente cóncavas, divergentes posteriormente, margen posterior ligeramente cóncavo. largo del pronoto en la línea media mayor que el largo del escutelo. fémur protorácico ancho y redondeado en el ápice, con área estridulante redondeada con aproximadamente cinco peines fuertemente esclerotizados (fig. 5 b). peine estridulante de la tibia con aproximadamente 26 peines, los nueve apicales casi de igual tamaño paralelos, le siguen siete ascendentes y diez descendentes, la parte basal la forma una cola de dientes irregulares, no fig. 4. buenoa koina, macho (según nieser y pelli, 1994) 4a. vista lateral del labio y tylus 4b. peine de la tibia protorácica fig. 5. buenoa nieseri n. sp., macho 5a. vista lateral del labio y tylus (escala 0.025 mm) 5b. superficie interna del fémur protorácico (escala 0.5 mm) 5c. peine de la tibia protorácica agronomía colombiana 52 vol. 21 · nos. 1-2 contados (fig. 5 c). bases de las coxas meso y metatorácicas con mechones de pelos oscuros. espina del margen caudo-sinistral del séptimo tergito abdominal larga y muy angosta en la parte apical. hembra, características estructurales tylus levemente hinchado, sin setas cortas; labro sin mechón de pelos. pronoto tricarinado. otras características como el macho. notas comparativas b. nieseri n. sp. es similar a b. koina nieser & pelli (fig. 4 a y b), a b. gracilis truxal y a b. omani truxal (fig. 2 a-c). b. koina, el pronoto no es tricarinado, el fémur protorácico no es ancho en el ápice y la disposición de los peines de la tibia protorácica es diferente (fig. 4 b). b. gracilis, el fémur protorácico no es ancho en el ápice, posee 6 a 9 peines esclerotizados y en la parte distal ventral de la tibia protorácica hay 4 dientecitos. b. omani tiene cuatro peines en el fémur con disposición diferente (fig. 2 b), la cantidad (16 peines) y disposición de los peines de la tibia protorácica es diferente (fig. 2c). etimología: nombre en homenaje al doctor nico nieser, especialista en los nepomorpha. notas ecológicas: todos los especímenes colectados en estanques para engorde de alevinos de tilapia, 26-31ºc, topografía plana, suelo arcilloso. bosque seco tropical. aguas expuestas, con muy poca vegetación circundante. clave para determinar especies del género buenoa presentes en colombia 1. área estridulante del fémur presente; tibia protorácica sin lados paralelos, prolongación labial con origen lateral, cerca de la parte basal ó media-lateral del tercer segmento labial ................................................. 2 1’. área estridulante del fémur ausente; tibia protorácica con lados casi paralelos, prolongación labial con origen en la parte anterior medial del tercer segmento labial ................................................................................ 8 2. fémur protorácico con 5 peines esclerotizados (fig. 5 b); prolongación labial más larga que el tercer segmento labial, con origen en el tercio distal del tercer segmento del labio y con ápice trunco (fig. 5 a) ...................................................................................................... b. nieseri 2’. fémur protorácico con más de 6 peines esclerotizados ......................................................................................... 3 3. fémur protorácico con 6 a 9 peines esclerotizados ............................................................................................... 4 3’. fémur protorácico con 11 a 22 peines esclerotizados ........................................................................................... 5 4. fémur protorácico con 6 peines esclerotizados (fig. 1 b); ápice ventrolateral de la tibia protorácica sin setas esclerotizadas; prolongación labial un poco más larga que el tercer segmento del labio y con ápice puntudo (fig. 1 a) ............................................................................... b. amazona 4’. fémur protorácico con 6 a 9 peines esclerotizados; ápice ventrolateral de la tibia protorácica con 3 o 4 setas esclerotizadas; prolongación labial igual o un poco más corta que el tercer segmento labial y no proyectada en el borde lateral anterior del labio ...............................b. gracilis 5. prolongación labial proyectada en el margen anterior del tercer segmento labial, en vista lateral; pronoto distintivamente tricarinado .............................................................................b. platycnemis 5’. prolongación labial del labio no proyectada en el margen anterior del tercer segmento labial ............................ 6 6. fémur protorácico más bien angosto, levemente o no ensanchado en el ápice ..................................................... 7 6’. fémur protorácico ensanchado y muy ensanchado en el ápice; prolongación labial curva longitudinalmente ......................................................................................................................... b. pallipes 7. fémur protorácico levemente ensanchado en el ápice; prolongación labial longitudinalmente angulado en la parte anterolateral .................................................................... b. cucunubensis 7’. fémur protorácico ni ancho ni delgado en el ápice. prolongación labial corta y originándose en la mitad lateral del tercer segmento labial ..................................................................... b. pallens 8. margen interno de los ojos convergente hacia la parte posterior, tylus no hinchado; 18 a 20 dientes del peine tibial protorácico, dientes aproximadamente del mismo tamaño ................................. b. salutis 8’. margen interno de los ojos casi recto; tylus muy hinchado; 24 a 32 dientes en el peine de la tibia protorácica, dientes de diferentes tamaños .............................................................................. b. similis padilla-gil: dos nuevas especies... 532003 l i t e r a t u r a c i t a d a kirkaldy, g. w. 1904. uber notonectiden. wiener entomologische zeitung, vol. xxiii, 93-135. nieser, n. 1968. notonectidae of suriname with additional records of other neotropical species. stud. fauna suriname 10 (40): 110-136. --------. 1970. records of south america notonectidae, mainly from the amazon region. studies on the fauna os suriname and other guayanas, 12(46): 71-93. --------. 1975. the water bugs (heteroptera: nepomorpha) of the guayana region. studies on the fauna of suriname and other guayanas 16(59):176-256. nieser, n. & pelli, a. 1994. two new buenoa (heteroptera: notonectidae) from minas gerais (brazil). storkia 3: 1-4, figs. 1-10. nieser, n; lane de melo, a.; pelli, a. & campos, n. d. 1997. a new species of buenoa (heteroptera: notonectidae) from minas gerais (brazil). ent. ber. amst. 57: 129-135. padilla gil, d. n. & nieser, n. 1992. nueva especie del género buenoa kirkaldy (hemiptera, notonectidae) con clave para especies y notas ecológicas. agronomía colombiana. 9(1): 74-84. páez, e. & zuluaga, j. 2002. ciclo de vida y tasa de depredación de buenoa platycnemis (hemiptera: notonectidae) sobre larvas de aedes aegypti (diptera: culicidae) bajo condiciones de laboratorio (no publicado). roback, s. s. and nieser, n. 1974. aquatic hemiptera (heteroptera) from the llanos of colombia. proc. acad. nat. sci. philadelphia. 126(4): 29-49. truxal, f. s. 1953. revision of the genus buenoa. univ. kansas sci. bull. 35: 13511523. --------. 1957. the machris brazilian expedition. entomology: general, systematics of the notonectidae. contr. sci. 12: 1-22. abstractresumen gran parte de los cultivos de cacao en el país son viejos y necesitan ser renovados debido a sus bajos rendimientos. por esta razón se aborda la producción masiva de plántulas injertadas con materiales de alta productividad, que sin embargo presentan problemas en el prendimiento y desarrollo de las yemas. en el centro de investigación nataima-corpoica (espinal, tolima), plántulas de cacao del clon imc67 tratadas con desbrote apical fueron injertadas con yemas de los clones ccn51 e ics95. el ensayo siguió un diseño completamente aleatorizado con siete tratamientos, tres de ellos correspondientes a concentraciones de 5, 10 y 15 mg l-1 de ácido giberélico (ag3), y otros tres aplicando 6-bencilaminopurina (6bap) en las mismas concentraciones, más un testigo sin aplicación de hormonas. cada 3 días se midieron la altura, el diámetro, la longitud, el número de hojas y el área foliar del injerto, además de su masa fresca y seca al final del experimento, el cual duró 30 días. el ag3 permitió alcanzar los mayores valores en longitud, número de hojas, área foliar y masa fresca y seca del injerto. para los mismos parámetros, los tratamientos con 6bap alcanzaron valores similares a los obtenidos con ag3 (con diferencias estadísticas en algunos casos), además de los mayores diámetros del injerto. dentro de las aplicaciones de ag3, la realizada a una concentración de 10 mg l-1 mostró los mejores resultados en ambos clones. sin la aplicación de hormonas, las yemas del clon ics95 desarrollaron una mayor área foliar y alcanzaron mayores valores de masa fresca y seca que las yemas del clon ccn51. sin embargo, después de aplicar los tratamientos, los dos clones presentaron valores similares. most of the cacao plantations of colombia are certainly old and need to be renewed due to low yield. for this reason, the present work takes on the massive production of high yielding scions, which, notwithstanding, have shown grafting problems, specifically regarding bud initiation and further growth. in nataima-corpoica research center, located in the municipality of espinal (tolima, colombia), buds of cacao clones ccn51 and ics95 were grafted onto shoot tip excised seedlings of clone imc67. the experiment followed a completely randomized design with seven treatments consisting in 5, 10 and 15 mg l-1 solutions of both gibberellic acid (ga3) and 6-benzylaminopurine (6bap), plus a hormone-free control. scion height, length, diameter, number of leaves and foliar area were measured every three days. at the end of the experiment, which took a total of 30 days, scion fresh and dry mass were also determined. regarding scion number of leaves, foliar area and fresh and dry mass, the highest counts were reached due to the ga3 treatments. besides the highest diameters, the 6bap treated scions reached close records to those of the materials that received ga3, although sometimes exhibiting statistical differences. among the ga3 applications, the 10 mg l-1 one showed the best results in both clones. in the control treatment, clone ics95 developed larger foliar area and fresh and dry mass records than clone ccn51. however, after receiving the hormone treatments, both clones showed similar data. key words: clone imc67, clone ccn51, clone ics95, shoot tip excision, growth regulator. palabras clave: clon imc67, clon ccn 51, clon ics 95, desbrote apical, reguladores de crecimiento. fecha de recepción: 21 de abril de 2009. aceptado para publicación: 5 de marzo de 2010 1 departamento de agronomía, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá (colombia). 2 grupo de investigaciones agrícolas, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia (uptc), tunja (colombia). 3 área de ecofisiología vegetal, centro de investigación nataima, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), espinal (colombia). 4 autor de correspondencia. julianentero@gmail.com agronomía colombiana 28(1), 19-27, 2010 son improductivos; además, la alta presencia de enfermedades y el deficiente manejo agronómico, hacen que los rendimientos se reduzcan considerablemente (palencia et al., 2006). propagación y cultivo de tejidos efecto del ácido giberélico y la 6-bencilaminopurina sobre el desarrollo de yemas en injertos de cacao (theobroma cacao l.) effect of gibberellic acid and 6-bencilaminopurine on bud development of cacao grafts (theobroma cacao l.) julián f. cárdenas-hernández1, 2, 4, javier giovanni álvarez-herrera2, eduardo barragán q.3 y carlos mauricio rivera1 introducción el 70% de las plantaciones viejas de cacao en el país, necesitan ser rehabilitadas debido a los bajos rendimientos que están originando. existen árboles que genéticamente presentan baja producción y una gran cantidad de estos 20 agron. colomb. 28(1) 2010 por esta razón, se está llevando a cabo la producción masiva de plántulas de cacao injertadas con materiales previamente establecidos para cada región agroecológica con el fin de renovar las plantaciones viejas con clones de alto rendimiento, resistentes a plagas y enfermedades o tolerantes a toxicidad por aluminio (ramírez, 2006). sin embargo, los injertos han mostrado problemas fisiológicos en su desarrollo posiblemente relacionados con desbalances hormonales. en cultivos in vitro la diferenciación en raíces y follaje depende de la relación auxina: citoquinina en el medio de cultivo. mientras una relación auxina: citoquinina alta estimula la formación de raíces, una baja relación ayuda a la formación de follaje. a niveles intermedios, el tejido crece como un callo indiferenciado (skoog y miller, 1965), lo cual puede ocurrir naturalmente como respuesta a heridas o a la unión de injertos donde los tallos de dos plantas distintas están interactuando. en yemas, la citoquinina endógena es baja debido a que el sitio principal de síntesis son las raíces, por lo que la adición exógena de citoquininas en los medios de establecimientos es generalizada (jiménez, 1998). las citoquininas inician el crecimiento de las yemas laterales (taiz y zeiger, 2002). la benciladenina (citoquinina) se utiliza para promover la brotación lateral en numerosas especies (rease y burst, 1983) ya que induce la división celular, incrementa el contenido de clorofila a través de la diferenciación de cloroplastos, aumenta la actividad fotosintética, participa en la pérdida de dominancia apical y retrasa la senescencia (davies et al., 1995). las citoquininas están envueltas en el control de la biogénesis y función de los cloroplastos. estas afectan la ultraestructura de los cloroplastos, las funciones de las enzimas de estos organelos, la acumulación de pigmentos y la tasa de fotosíntesis (lerbs et al., 1984; chory et al., 1994; kusnetsov et al., 1994, 1998, 1999; yaronskaya et al., 2006). el estado de desarrollo y el metabólico de los plastidios afecta la respuesta de las hojas a la aplicación exógena de citoquininas (kulaeva et al., 2002). por su parte, las giberelinas incrementan tanto la elongación como la división celular (taiz y zeiger, 2002). las giberelinas cumplen un importante papel fisiológico en la elongación de brotes y tallos. además, estas hormonas promueven la biosíntesis de auxinas e inhiben su degradación por la aia oxidasa que incrementan su cantidad en la planta (law, 1987). al aplicar una giberelina específica, ésta coincidirá a lo sumo con una de las naturales que contiene el vegetal. en silene armeria, el ag7 promueve la floración mientras ag3 no ejerce ningún efecto (ballesterolmos, 2005). los resultados de la aplicación de giberelinas en yerba mate (ilex paraguariensis) sugieren que las giberelinas están involucradas en el control de la brotación y crecimiento de tallos, observándose una estrecha relación entre la estructura química de la hormona y la respuesta morfogénica del explante (sansberro et al., 2000). cuando se trabaja con injertos, se debe tener en cuenta que después de injertar la yema, la cual estaba dentro de una arquitectura diferente y compleja, pasa a tener un crecimiento longitudinal; bajo estas condiciones el efecto de la dominancia apical es más fuerte (valdés et al., 2003). las hormonas de la planta controlan el mantenimiento de este crecimiento que a su vez define la ramificación lateral por el fenómeno conocido como dominancia apical. el crecimiento de las yemas laterales es modulado a través de los efectos antagónicos de las citoquininas (que lo promueven) y las auxinas (que lo inhiben) (cline, 1994). muchos investigadores consideran que el crecimiento de la yema depende de la proporción de estas hormonas más que del nivel absoluto de cada una, lo cual sugiere que la relación entre las dos es mantenida por una retroalimentación negativa/positiva (bangerth, 2000; valdés et al., 2003). con el presente estudio se buscó determinar el efecto del ácido giberélico y la 6-bencilaminopurina sobre el crecimiento y desarrollo de yemas de cacao de los clones ccn51 e ics95 injertadas sobre el patrón imc67, con el fin de garantizar que la producción de material vegetal sea de buena calidad. materiales y métodos el ensayo se realizó en el centro de investigación nataimacorpoica en el municipio de espinal (tolima), el cual se encuentra a una altura de 420 msnm, con una temperatura promedio de 28°c y una precipitación anual de 1.400 mm. se utilizaron plántulas de cacao del clon imc67 de tres meses después de trasplante a las cuales se les cortó la yema terminal y se les removieron las hojas dejando solo una a cada plántula. las plántulas fueron injertadas con yemas de los materiales ccn51 e ics95, procedentes de ramas jóvenes, utilizando el injerto de parche. a los injertos sometidos a tratamientos se les dio el mismo manejo que al resto de los injertos; se sembraron en una mezcla de tierra, arena y materia orgánica dentro de bolsas de 1 kg y se regaron cada 3 d con manguera; la cantidad de agua aplicada dependió 212010 cárdenas-hernández, álvarez-herrrera, barrangán q. y rivera: efecto del ácido giberélico y la 6-bencilaminopurina sobre el desarrollo de yemas... de la precipitación, de tal forma que el suelo de las bolsas permaneció a capacidad de campo. los tratamientos consistieron en la aplicación de tres concentraciones diferentes (5, 10 y 15 mg l-1) de giberelina y citoquinina. como fuente de giberelinas se utilizó progibb con 10% de ag3 y como fuente de citoquininas se utilizó 6bap a un 98%. las soluciones se realizaron en agua destilada y desionizada con el fin de garantizar la pureza de la mezcla. se utilizó un diseño completamente al azar con siete tratamientos para cada clon (tab. 1). cada tratamiento tuvo cinco repeticiones y la unidad experimental estuvo conformada por una plántula de cacao injertada. tabla 1. tratamientos de ácido giberélico y 6-bencilaminopurina sobre el desarrollo de yemas en injertos de cacao. tratamientos hormona concentración testigo ––– ––– 6bap 5 mg l-1 6-bencilaminopurina 5 mg l-1 6bap 10 mg l-1 6-bencilaminopurina 10 mg l-1 6bap 15 mg l-1 6-bencilaminopurina 15 mg l-1 ag3 5 mg l -1 ácido giberélico 5 mg l-1 ag3 10 mg l -1 ácido giberélico 10 mg l-1 ag3 15 mg l -1 ácido giberélico 15 mg l-1 antes de aplicar los tratamientos, fueron seleccionadas 60 plántulas de cacao, con la misma edad desde germinación e injertadas en la misma fecha. los tratamientos fueron aplicados una vez, al inicio del experimento en la hoja del patrón con un atomizador. la aplicación se realizó a las 7 h para evitar las pérdidas de producto por evapotranspiración. se seleccionaron cinco plántulas de cada tratamiento que permanecieron durante 30 días después de la aplicación de las hormonas (dda); en estas plántulas se midieron cada 3 d las siguientes variables: número de hojas, diámetro y longitud del injerto. también se midió el largo y ancho de la hoja para luego calcular el área foliar (af) del injerto mediante la ecuación 1. af = largo (cm) x ancho (cm) x 0,75 (1) al final (30 dda), se midieron la masa fresca y seca de cada una de las cinco plántulas analizadas. para el análisis de los datos se usó el software sas® v. 8.1e. (sas institute inc. cary, nc), se realizó un anava y la prueba de promedios de tukey al 5%, para comparar tratamientos y concentraciones de cada hormona. resultados y discusión diámetro del injerto en ccn51 se encontraron diferencias altamente significativas entre los tratamientos en los dos últimos días del experimento y también diferencias significativas y altamente significativas entre las concentraciones de citoquininas durante la mayoría de los días del experimento; la concentración de 10 mg l-1 mostró los valores más altos (fig. 1a). ics95 mostró diferencias altamente significativas el último día de medición (fig. 1b). el testigo y el 6bap en la concentración más baja (5 mg l-1) presentaron los menores diámetros de injerto en ccn51 e ics95 (fig. 1a y 1b). la concentración de 10 mg l-1 tanto de giberelinas como de citoquininas fue la mejor al mostrar un aumento constante del diámetro del injerto durante todo el ensayo. resultados similares se encontraron en soya (glycine max) en lo que se refiere a los tratamientos con ag3, pero el efecto de las citoquininas en esta especie es distinto. el tratamiento con 100 mg l-1 de ag3 aplicado foliarmente a plantas de g. max contribuyó al aumento del diámetro del tallo, mientras que el tratamiento con 30 mg l-1 de citoquininas no muestra ningún efecto en el diámetro del tallo (leite et al., 2003). en helianthus annuus se observó el efecto contrario, la aplicación de biogib (giberelina) redujo el diámetro tanto del tallo como del peciolo (silva et al., 2001). esto corrobora el hecho de que los efectos producidos por las giberelinas están influenciados por los cambios en la concentración de la hormona y la susceptibilidad del tejido vegetal (ikeda et al., 2001). estos resultados sugieren que la aplicación tanto de citoquininas como de giberelinas contribuye de forma indirecta a una mejor nutrición del brote que se está desarrollando en el injerto, ya que el diámetro del peciolo es una característica que puede correlacionarse con el aporte de agua y minerales a la hoja y a la salida de savia elaborada (silva et al., 2001). esto podría sugerir, que además del efecto de las hormonas sobre la actividad celular, el aumento en el tamaño de tallos y hojas de los injertos, producto de la aplicación de hormonas, puede estar relacionado con un mejor aporte de nutrientes a estos órganos en comparación con los injertos que se desarrollan sin la aplicación exógena de reguladores de crecimiento. 22 agron. colomb. 28(1) 2010 en general, las giberelinas pueden acortar la interfase del ciclo celular ya que inducen la síntesis de dna en células que se encuentran en la fase g1. esto se ve reflejado en un mayor crecimiento de la zona meristemática debido al mayor número de células que entran en división celular con la aplicación de giberelinas (azcón-bieto y talón, 2000; taiz y zeiger, 2002). longitud del injerto entre los tratamientos no hubo diferencias estadísticas para la longitud del injerto para ccn51 como tampoco para ics95. las plántulas tratadas con ag3 a 10 y a 15 mg l-1 y con 6bap a 10 mg l-1, presentaron los injertos más largos en ambos clones durante la mayor parte del experimento. el testigo mostró injertos más largos que los tratamientos de 6bap a 5 y a 15 mg l-1 y de ag3 a 5 mg l-1 (tab. 2), esta situación puede explicarse probablemente porque el contenido endógeno de estas hormonas es mayor o similar, por lo cual las aplicaciones exógenas no influyeron en la longitud. los injertos de ambos clones crecen rápidamente durante los nueve primeros dda, luego el crecimiento desacelera un poco hasta el día 18 cuando tiende a estabilizarse y sigue creciendo muy lentamente hasta el día 30. este comportamiento es similar en todos los tratamientos con excepción de ag3 a 10 mg l-1 en el cual los injertos exhiben un crecimiento acelerado casi constante hasta el día 21 cuando tiende a estabilizarse (datos no reportados). en g. max (leite et al., 2003) y en vigna unguiculata (emongor, 2007) la aplicación foliar de ag3 contribuyó a aumentar la longitud de la planta y del primer nudo, mientras que la aplicación de citoquininas no afectó esta variable. cabe anotar que las plantas de dichos ensayos no fueron cortadas o modificadas en su estructura. figura 1. comportamiento del diámetro del injerto (a, b) y el área foliar (c, d) en plántulas del clon imc67 de cacao injertadas con yemas de los clones ccn51 (a, c) e ics95 (b, d), sometidas a aplicaciones exógenas de 6bap y ag3 a tres diferentes concentraciones (5, 10 y 15 mg l -1). d 0 50 100 150 200 250 300 350 400 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 100 150 200 250 300 350 400 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 ár ea fo li ar (c m 2 ) d iá m et ro (c m ) d iá m et ro (c m ) 0 50 c ár ea fo li ar (c m 2 ) a b días después de aplicacióndías después de aplicación testigo 6bap 5 mg l-1 6bap 10 mg l-1 6bap 15 mg l-1 ag 3 10 mg l-1 ag 3 15 mg l-1 ag 3 5 mg l-1 232010 cárdenas-hernández, álvarez-herrrera, barrangán q. y rivera: efecto del ácido giberélico y la 6-bencilaminopurina sobre el desarrollo de yemas... trabajos previos en injertos de persea americana mostraron que dosis de 250 mg l-1 de bap en plántulas con desbrote apical lograron un efecto positivo en el incremento porcentual del crecimiento de brotes de púas injertadas, sin embargo esto no ocurrió en plántulas sin desbrote apical (rodríguez, 2003), lo cual concuerda con lo observado en los injertos ccn51 e ics95. en i. paraguariensis las aplicaciones de giberelinas ag1 y ag4 promovieron significativamente la producción de brotes de más de 5 mm de longitud, comparadas con el control, cuando se emplearon dosis de 5 mg l-1 y entre 1 y 5 mg l-1, respectivamente. las dosis menores no fueron efectivas (sansberro et al., 2000). por otro lado, la aplicación de giberelinas en citrus sp. a diferentes concentraciones incrementó significativamente la longitud del brote respecto al control (ratna babu y lavania, 1985). número de hojas del injerto ningún clon presentó diferencias estadísticas en el número final de hojas, tampoco se presentaron significancias entre tratamientos, sin embargo, los valores más altos fueron alcanzados con los tratamientos de giberelinas en los dos clones (tab. 2). el testigo en ambos clones muestra un comportamiento muy similar a los tratamientos durante las tres primeras semanas, pero después decae hasta alcanzar valores bajos comparados con la mayoría de tratamientos. ambos clones muestran un aumento acelerado en la producción de hojas durante los nueve primeros días, que luego tiende a estabilizarse entre el día 9 y el día 24. en los últimos días, el número de hojas en el clon ccn51 tiende a permanecer constante en las plántulas tratadas con ag3, mientras que las plántulas que recibieron 6bap muestran hojas secas, lo que disminuye el número de las mismas. por el contrario, el clon ics95 tiende a aumentar el número de hojas en las plántulas de los tratamientos tanto de giberelinas como de citoquininas, cuando el injerto está por cumplir un mes de crecimiento. en phaseolus vulgaris (castro et al., 1990) y en vicia faba (harb, 1992) se observó un aumento del número de hojas después del tratamiento con ag3. sin embargo, los mismos resultados no fueron obtenidos en plantas de g. max (leite et al., 2003) ni en plantas de pisum sativum (saimbhi et al., 1975). la respuesta a la aplicación exógena de hormonas puede estar relacionada también con las diferentes técnicas y tasas de aplicación (king et al., 2000), o con las características propias del cultivar (nalawadi et al., 1973). al igual que con ag3, la aplicación de citoquininas en plantas de g. max cultivadas bajo óptimas condiciones no presentó ningún efecto sobre el número de hojas (leite et al., 2003), mientras que en v. unguiculata la aplicación de ag3 aumenta el número de hojas por planta (emongor, 2007) tal como ocurre con los injertos de cacao. área foliar a pesar de no presentar diferencias estadísticas entre los tratamientos, el área foliar presentó diferencias entre las concentraciones de cada hormona para los 30 dda en ccn51 y del día 15 al 30 para ics95. esta variable presentó los valores más elevados con 10 mg l-1 de 6bap y con 10 y 15 mg l-1 de ag3 para ics95, mientras ccn51 mostró un mejor comportamiento con los tratamientos de 6bap a 15 mg l-1 y ag3 a 10 y 15 mg l-1. los demás tratamientos en cada uno de los clones presentaron comportamientos muy similares a los del testigo (fig. 1c y 1d). los valores bajos de área foliar en el testigo se deben a un alto porcentaje de área foliar marchita en comparación con las hojas de los injertos tratados con giberelinas o citoquinininas. al respecto, romanko et al. (1969) reportan que la aplicación exógena de citoquininas retrasa la senescencia de hojas después de ser separadas del tallo y mantiene los tabla 2. longitud y número de hojas promedio de cada injerto de plántulas de cacao del clon imc67 injertadas con yemas de los clones ccn51 e ics95, a los 30 dda de ag3 y 6bap. clon trat concentración (mg l-1) longitud del injerto (cm) número de hojas ccn51 testigo 0 9,32 2,8 5 8,54 2,8 6bap 10 11,32 2,6 15 7,98 2,8 5 6,98 3,2 ag3 10 10,70 3,8 15 10,80 3,4 ics95 testigo 0 9,64 3,2 5 8,44 4,2 6bap 10 10,06 3,8 15 8,30 3,0 5 6,98 4,0 ag3 10 10,56 4,4 15 10,52 3,8 significancia ns ns ns, no significativo. 24 agron. colomb. 28(1) 2010 cloroplastos fotosintéticamente activos por más tiempo. los cloroplastos contienen enzimas para la biosíntesis de un grupo de citoquininas naturales, incluyendo bases, ribosidos, ribotidos y n-glucósidos (benkova et al., 1999; kasahara et al., 2004; polanska et al., 2007). sumado a lo anterior, leite et al. (2003) reportan que el tratamiento de g. max con 100 mg l-1 de ag3 promueve el aumento del área foliar de las plantas. por otro lado, en brassica oleracea las aplicaciones de ag3 y bencilamina individuamente produjeron un aumento tanto del largo como del ancho de las hojas, lo cual se vio reflejado en el aumento del área foliar (kato y sooen, 1980). masa del injerto la masa seca del injerto mostró diferencias significativas entre los tratamientos para el caso del clon ccn51, lo cual no ocurre en ics95 donde los tratamientos fueron similares en masa seca. para ccn51 el mejor tratamiento fue el de 10 mg l-1 de ag3 con un promedio de 3,22 g de masa fresca y 1,11 g de masa seca seguido por el tratamiento de 15 mg l-1 de 6bap con 2,71 g de fresca y 0,97 g de seca. en contraste, el testigo alcanzó 2,01 g de masa fresca y 0,58 g de masa seca, siendo estos los valores más bajos (fig. 2). tanto en ics95 como en ccn51 alcanzaron los valores más altos con el tratamiento de 10 mg l-1 de ag3 con 3,4 g en fresco y 0,82 g en seco y los valores más bajos fueron con 5 mg l-1 de 6bap (1 g en fresco y 0,31 g en seco). los tratamientos con giberelinas exógenas mostraron ser efectivos al aumentar la masa seca de plantas de g. max (leite et al., 2003) y de v. unguinculata (emongor, 2007), mientras que los tratamientos con citoquininas no mostraron efecto alguno sobre la masa de la primera especie (leite et al., 2003). el efecto observado en este ensayo con los injertos de cacao está influenciado por el hecho de que las plántulas presentaban desbrote apical lo cual, como ya se mencionó, puede mejorar los efectos causados por la aplicación exógena de citoquininas. a nivel general, estos resultados apoyan el postulado de que el crecimiento de la yema depende de la proporción hormonal antes que de niveles individuales (bangerth, 2000; valdés et al., 2003); el éxito en las variables en ningún caso fue proporcional a la concentración de la hormona aplicada, siendo los valores intermedios los que lograron los mejores resultados y sugiriendo que estos tratamientos son los que proporcionan un mejor balance hormonal para el crecimiento y desarrollo de las yemas de los injertos de cacao. las auxinas están implicadas en la regulación de la ramificación. con las auxinas moviéndose en forma basipétala en el tallo principal, inhiben el crecimiento de las yemas axilares (napoli et al., 1999). leyser et al. (1993) y lincoln et al. (1990) reportan que el gen auxin resistant1 (axr1), en arabidopsis, confiere un defecto inicial en la transcripción regulada por las auxinas. las mutaciones en este gen resultaron en un aumento de la ramificación del follaje y la resistencia a las auxinas del meristemo apical (booker et al., 2003). además del papel principal de las auxinas, es claro que este regulador actúa indirectamente, ya que las axinas no entran en las yemas (hall y hillman, 1975; morris, 1997) y la aplicación de auxinas directamente en las yemas no inhibe el crecimiento de las mismas (brown et al., 1979). sumado a esto, la expresión del tipo silvestre de gen axr1 en el parénquima del xilema y en el tejido interfascicular del tallo es suficiente para restablecer el hábito de brotación propia del tipo silvestre en el mutante axr1-12. por lo anterior, las auxinas en el tallo pueden influir en el crecimiento de las yemas, a una determinada distancia (bennett et al., 2006). parece ser que uno de los blancos de la ruta del gen axr1 incluye genes codificantes para la biosíntesis de citoquininas (nordstrom et al., 2004), esto puede reducir la disponibilidad de citoquininas en la yema y por lo tanto reducir la actividad de la yema (bennett et al., 2006). al respecto, se ha mostrado que las auxinas pueden regular la síntesis y exportación de citoquininas de la raíz (ekölf et al., 1995) y su síntesis local en la parte aérea (nordstrom et al., 2004), sugiriendo que las auxinas pueden actuar mediante la reducción del suplemento de citoquininas a las yemas y así inhibir su crecimiento (bennett et al., 2006). para el caso de las plántulas de cacao, en el presente ensayo, el corte de las yemas apicales debió reducir el flujo basipétalo de auxinas en el tallo; por ende, la inhibición de esta hormona hubiera podido causar en la producción y el transporte de las citoquininas con un aumento en la brotación de yemas laterales. a pesar de esto, la regulación génica de la producción y actividad de las citoquininas posiblemente se mantuvo lo suficientemente fuerte para mantener bajos los niveles de esta hormona en la yema injertada, insuficientes para generar un crecimiento vigoroso de la misma; esto se ve reflejado en un menor desarrollo de las yemas sin aplicación exógena de citoquininas. adicionalmente, el hecho de que la aplicación exógena de citoquininas revierta estos procesos y permita un crecimiento más rápido de las yemas sugiere un efecto directo sobre la cinética de crecimiento celular, y efectos indirectos sobre la nutrición. 252010 cárdenas-hernández, álvarez-herrrera, barrangán q. y rivera: efecto del ácido giberélico y la 6-bencilaminopurina sobre el desarrollo de yemas... esta posible interacción hormonal puede entenderse mejor si se conoce el efecto que tiene el corte de la yema terminal sobre el desarrollo de la yema injertada cuando se aplican reguladores de crecimiento de forma exógena. en este ensayo no se conoce este efecto ya que todas las plantas utilizadas presentaban desbrote apical, lo cual es una práctica generalizada en el centro de investigación de nataima. con respecto a la acción de las giberelinas, se encontró que la aplicación exógena de ga4-7 sobre yemas laterales y terminales de pinus sylvestris no tuvo efecto cualitativo sobre la organización del meristemo apical, pero se observó un incremento en la actividad mitótica del ápice desde el primer día después de la aplicación. a las cuatro semanas de realizada la aplicación se observó un incremento en la longitud y de las dimensiones en general del domo apical (hejnowicz, 1987). el aumento observado en el diámetro de las yemas de cacao sugiere un mecanismo similar al ocurrido en p. sylvestris, el aumento en el crecimiento de las yemas observado al final del experimento pudo ser el resultado del aumento en la actividad mitótica inducido en un corto periodo después de la aplicación de ag3. conclusiones la aplicación de la concentración de 10 mg l-1 de 6bap mejoró el prendimiento de las yemas de cacao en cuanto al diámetro y la longitud del injerto, en tanto que la concentración de 15 mg l-1 promueve el aumento en el número de hojas, el área foliar total y la masa seca y fresca del injerto. la concentración de 10 mg l-1 de ag3 mostró los mejores resultados en los clones ccn51 e ics95. sin la aplicación de hormonas, las yemas del clon ics95 desarrollan una mayor área foliar y una mayor masa fresca y seca que las yemas del clon ccn51; sin embargo, después de aplicar los tratamientos, los dos clones presentan valores similares. el efecto de la aplicación de 6bap está influenciado por el hecho de que las plántulas utilizadas no presentaban meristemos apicales, presentando así una menor carga de auxinas. literatura citada azcón-bieto, j. y m. talón. 2000. fisiología y bioquímica vegetal. mcgraw hill/interamericana, barcelona, españa. ballester-olmos, j.f. 2005. reguladores del crecimiento para su uso en viveros. en: ministerio de medio ambiente y medio rural y ma r i no, g obier no de e spa ña , ht t p://w w w.mapa .e s a a a a a a a b ab ab ab ab a ab 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 6bap 5 mg l-1 6bap 10 mg l-1 m as a (g ) masa fresca masa seca testigo tratamiento 6bap 15 mg l-1 ag 3 5 mg l-1 ag 3 10 mg l-1 ag 3 15 mg l-1 figura 2. masa fresca y seca final del injerto en plántulas de cacao del clon imc67 injertadas con yemas de los clones ccn51 y sometidas a aplicaciones exógenas de 6bap y ga3. promedios con letras distintas en la misma serie indican diferencia significativa según la prueba de tukey (p≤0,05). 26 agron. colomb. 28(1) 2010 / m i n i s t e r i o / p a g s / b i b l i o t e c a / r e v i s t a s / p d f _ h o r t i n t %5chortint_2005_e_96_103.pdf; consulta: marzo de 2010. bangerth, f., c.-j. li y j. gruber. 2000. mutual interaction of auxin and cytokinins in regulating correlative dominance. plant growth regul. 32, 205-217. benkova, e., e. witters, w. van donger, j. kolar, v. motyka, b. brzobohaty, h.a. van onckelen e i. machaceková. 1999. cytokinins in tobacco and wheat chloroplasts, occurrence and changes due to light/dark treatment. plant physiol. 121, 245-251. bennett, t., t. sieberer, b. willett, j. booker, c. luschnig y o. leyser. 2006. the arabidopsis max pathway controls shoot branching by regulating auxin transport. curr. biol. 16, 553-563. booker, j.p., s.p. chatfield y h.m.o. leyser. 2003. auxin acts in xylem-associated or medullary cells to mediate apical dominance. plant cell 15, 495-507. brown, b.t., c. foster, j.n. phillips y b.m. rattigann. 1979. the indirect role of 2,4-d in the maintenance of apical dominance in decapitated sunflower seedlings (helianthus annuus l.). planta 146, 475-480. castro, p.r.c., b. appezzato, c. lara, a. pelissari, m. pereira, m.j. medina, a.c. bolonhezi y j.a. silveira. 1990. ação de reguladores vegetais no desenvolvimento, aspectos nutricionais, anatômicos e na produtividade do feijoeiro (phaseolus vulgaris cv. carioca). anais da esalq 47, 11-28. chory, j., d. reinecke, s. sim, t. wasburn y m. brenner. 1994. a role for cytokinins in de-etiolation in arabidopsis. plant physiol. 104, 339-347. cline, m. 1994. the role of hormones in apical dominance. new approaches to an old problem in plant development. plant physiol. 90, 230-237. davies, p.j. 1995. the plant hormones: their nature, occurence and factors in plant physiology, biochemistry and molecular biology. 2a ed. kluwer academic publishers, ithaca, ny. emongor, v. 2007. gibberellic acid influence on vegetative growth, nodulation and yield of cowpea (vigna unguiculata l.) walp. j. agron. 6(4), 509-517. ekölf, s., c. astot, j. blackwell, t. moritz, o. olsson y g. sandberg. 1995. auxin/cytokinin interactions in wild-type and transgenic tobacco. plant cell physiol. 38, 225-235. hall, s.m. y j.r. hillman. 1975. correlative inhibition of lateral bud growth in phaseolus vulgaris l. timing of bud growth following decapitation. planta 123, 137-143. harb, e.z. 1992. effect of soaking seeds in some growth regulators and micronutrients on growth, some chemical constituents and yield of faba bean and cotton plants. bull. fac. agric., cairo univ. 43, 429-452. hejnowicz, a. 1987. changes in the development of apical meristem of pinus sylvestris in response to gibberellin application. for. ecol. manage. 19(1-4), 99-106. ikeda, a., m. ueguchi-tanaka, y. sonoda, h. kitano, m. koshioka, y. futsuhara, m. matsuoka y j. yamaguchi. 2001. slender rice, a constitutive gibberellin response mutant, is caused by a null mutation of the slr1 gene, an ortholog of the height regulating gene agi/rag/rht/d8. plant cell 13, 999-1010. jiménez, g.e. 1998. propagación vía organogénesis. fase 0 o preparativa. fase i: establecimiento o iniciación de los cultivos. p. 134. en: curso internacional de propagación masiva in vitro de especies vegetales. instituto biotecnología de las plantas. santa clara, cuba. kasahara, h., k. takei, n. ueda, s. hishiyama, t. yamaya, y. kamiya, s. yamaguchi y h. sakakibara. 2004. distinct isoprenoid origins of cisand trans-zeatin biosyntheses in arabidopsis. j. biol. chem. 279, 14040-14054. kato, t. y a. sooen. 1980. physiological studies on the head formation in cabbage. iii. role of terminal bud in the head formation posture. j. japan. soc. hort. sci. 48(4), 426-434. king, r.w., h. seto y r.m. sachs. 2000. response to gibberellin structural variants shows that ability to inhibit flowering correlates with effectiveness for promoting stem elongation of some plant species. plant growth regul. 19, 8-14.   kulaeva, o.n., e.a. burhanova, n.n. karavaiko, s.y. selivankina, s.a. porfirova, g.g. maslova, y.v. zemlyachenko y t. börner. 2002. chloroplasts affect the leaf response to cytokinin. j. plant physiol. 159, 1308-1316. kusnetsov, v.v., r.g. herrmann, o.n. kulaeva y r. oelmüller. 1998. cytokinin stimulates and abscisic acid inhibits greening of etiolated lupinus luteus cotyledons by effecting the expression of the light-sensitive protochlorophyllide oxidoreductase. mol. gen. genet. 259, 21-28. kusnetsov, v.v., m. landsberger, j. meurer y r. oelmüller. 1999. the assembly of the caat-box binding complex at a photosynthesis gene promoter is regulated by light, cytokinin, and the stage of the plastids. j. biol. chem. 274, 36009-36014. kusnetsov, v.v., r. oelmüller, m. sarwat, s.a. porfirova, g.n. cherepneva, r.g. herrmann y o.n. kulaeva. 1994. cytokinins, abscisic acid and light affect accumulation of chloroplast proteins in lupinus luteus cotyledons, without notable effect on steady-state mrna levels. planta 194, 318-327. law, d.w. 1987. gibberellin-enhanced indole-3-acetic acid biosynthesis: d-tryptophan as a precusor of indole-3-acetic acid. physiol. plant. 70, 626-632. leite, v.m., c.a. rosolem y j.d. rodrigues. 2003. gibberellin and cytokinin effects on soybean growth. sci. agric. 60(3), 537-541. lerbs, s., w. lerbs, n.l. klyachko, e.g. romanko, o.n. kulaeva, r. wollgiehn y b. parthier. 1984. gene expression in cytokinin and light-mediated plastogenesis of cucurbita cotyledons: ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase. planta 162, 289-298. leyser, h.m., c.a. lincoln, c. timpte, d. lammer, j. turner y m. estelle. 1993. arabidopsis auxin-resistance gene axr1 encodes a protein related to ubiquitin-activating enzyme e1. nature 364, 161-164. lincoln, c., j.h. britton y m. estelle. 1990. growth and development of the axr1 mutants of arabidopsis. plant cell 2, 1071-1080. morris, d.a. 1977. transport of exogenous auxin in twobranched dwarf pea seedlings (pisum sativum l.). planta 136, 91-96. nalawadi, u.g., r. prithvi y k. krishnamurthy. 1973. improvement in the seed germination of soybean varieties by pre-soaking treatments. indian j. agric. sci. 43, 546-550. napoli, c.a., c.a. beveridge y k.c. snowden. 1999. reevaluating concepts of apical dominance and the control of axillary branching. curr. top. dev. biol. 44, 127-169. 272010 cárdenas-hernández, álvarez-herrrera, barrangán q. y rivera: efecto del ácido giberélico y la 6-bencilaminopurina sobre el desarrollo de yemas... nordstrom, a., p. tarkowski, d. tarkowska, r. norbaek, c. astot, k. dolezal y g. sandberg. 2004. auxin regulation of cytokinin nbiosynthesis in arabidopsis thaliana: a factor of potential importance for auxin-cytokinin-regulated development. proc. natl. acad. sci. usa 101, 8039-8044. palencia c., g.e., r. gómez s., n.h. díaz a., n. contreras m. y j.a. tolosa o. 2006. rehabilitación de plantaciones de cacao. corpoica, estación experimental la suiza. bucaramanga. polanska, l., a. vicankova, m. novakova, j. malbeck, p.i. dobrev, b. brzobohaty, r. vankova e i. machackova. 2007. altered cytokinin metabolism affects cytokinin, auxin, and abscisic acid contents in leaves and chloroplasts, and chloroplast ultrastructure in transgenic tobacco. j. exp. bot. 58, 637-649. ramírez, c.l. 2006. producción de clones de cacao de calidad para el departamento del huila. manual técnico cacao 31. c.i. nataima, corpoica, el espinal, colombia. ratna babu, g.h.v. y m.l. lavania. 1985. vegetative growth and nutritional status as influenced by auxins and gibberellic acid, and their effect on fruit yield in lemon. scientia hort. 26, 25-33. rease, j. y e. burst. 1983. increased yield and suppression of shoot growth and nute populations of d anjou pear trees with nitrogen and paclobutrazol. hortscience 18, 212-214 rodríguez, a.c. 2003. implementación de las técnicas de etiolación y acodo y microinjertación en paltos (persea americana mill.). pontificia universidad católica de valparaíso, valparaíso, chile. romanko, e.g., h.j. hein, o.n. kulaeva y a.a. nichiporovich. 1969. effect of cytokinin on the physiological activity of chloroplasts. progr. photosynth. res. 1, 296-303. saimbhi, m.s., s.k. arora e i.m. chhibba. 1975. influence of seed treatment with 2-chloroethylphosphonic acid, gibberellic acid, ascorbic acid, and simazine on growth and nutrient composition of pea (pisum sativum l.) seedlings. plant soil 43, 697-699. sansberro, p.a., l.a. mroginski y r.a. bottini. 2000. giberelinas y brotación de la yerba mate (ilex paraguariensis st. hill.). en: xi reunión de comunicaciones científicas y técnicas. facultad de ciencias agrarias, universidad nacional del nordeste. en: www.unne.edu.ar/web/cyt/cyt/2000/5_agrarias/a_pdf/a_044. pdf; consulta: marzo de 2010. silva, m., h. gámez, f. zavala, b. cuevas y m. rojas. 2001. efecto de cuatro fitoreguladores comerciales en el desarrollo y rendimiento del girasol. ciencia uanl 4, 69-75. skoog, f. y c.o. miller. 1965. chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured in vitro. pp. 481-494. en: bell, e. (ed.). molecular and cellular aspects of development, harper and row, new york, ny. taiz, l. y e. zeiger. 2002. plant physiology. 3a ed. sinauer associates, sunderland, ma. valdés, a.e., m.l. centeno y b. fernández. 2003. changes in the branching pattern of pinus radiata derived from grafting are supported by variations in the hormonal content. plant sci. 165, 1397-1401. yaronskaya, e., i. vershilovskaya, y. poers, a.e. alawady, n. averina y b. grimm. 2006. cytokinin effects on tetrapyrrole biosynthesis and photosynthetic activity in barley seedlings. planta 224, 700-709. 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. chapingo. méxico. hutchings, m.j. y h. de kroon. 1994. foraging in plants. the role of morphological plasticity in response acquisition. advanced ecological research 25, 159-238. ifenkwe, o.p. y e.j. allen. 1975. effect of row width and plan density on growth an development of two maincrop potato varieties. journal of agricultural research 91, 268-278. khurana, s.c. y j.s. mclaren. 1982. the influence of leaf area, light interception and season on potato growth and yield. potato research 25, 329-342. koller, d. 1990. light driven leaf movements. plant cell and environment 13, 615-632. li, p. 1985. potato physiology. academic press, londres, pp. 34-58. midmore, d.j. 1988. potato (solanum spp.) in the tropics. vi. plant population effects on soil temperature, plant development and tuber yield. field crops research 19, 183200. salisbury, f. y c. ross. 1994. fisiología vegetal. grupo editorial iberoamericano, méxico d.f., pp. 376-377. squire, r. 1990. the physiology of tropical crop production. cab. international. wallingford. figura 14. efecto de las densidades de tallos sobre la acumulación de materia seca total por planta en papa parda pastusa en san jorge. bibliografía allen, e. j. 1978. the potato. the scientific basis for improvement. harris and hall, londres, pp. 71-189. ballaré, c.; a. scopel y r. sánchez. 1995. plan photomorphogenesis in canopies, crop growth, and yield. hortscience 30(6), 1172-1181. rodríguez et al.: influencia del espaciamiento entre plantas... 2192003 vos, j. 1995.the effects of nitrogen supply and steam density on leaf attributes and stem branching in potato (solanum tuberosum. l). potato research 38, 271-279. warren, w.j. 1981. analysis of growth, photosynthesis and light interception for single plants and stands. annals of botany. 48, 507-512. agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen a pesar de su agradable aroma, y de poseer una pulpa jugosa, de atractivo sabor dulce acidulado, el fruto de champa es altamente perecedero. por esta razón, la comercialización se ha limitado al procesamiento del fruto y/o a su venta en zonas de producción, ya que de otra parte, aún no se ha determinado el comportamiento del producto para poder programar su recolección, y plantear alternativas de comercialización. en este contexto, el objetivo del presente trabajo fue conocer la variación de las características fisicoquímicas de los frutos de champa cosechados en cinco estados de madurez, a partir de los cuales se determinaron la masa, el color, la firmeza, el ph, los sólidos solubles totales (sst), la acidez total titulable (att), los contenidos de sacarosa, glucosa y fructosa, y la relación de madurez. para esto se tomaron 5 frutos por cada estado y por 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 accumulation and soluble solids content of tomato fruits. j. amer. soc. hort. sci. 106, 415-418. fieuw, s. y j. willenbrink. 1990. sugar transport and surgar-metabolizing enzymes in sugar beet storage roots (beta vulgaris ssp. altissima). j. plant physiol. 137(2), 216-223. fischer, g. y p. lüdders. 1997. developmental changes of carbohydrates in cape gooseberry (physalis peruviana l.) fruits in relation to the calyx and the leaves. agron. colomb. 14(2), 95-107. forney, c. y p. breen. 1986. sugar content and uptake in the strawberry fruit. j. amer. soc. hort. sci. 111, 241-247. galvis, j. y m. hernández. 1993. análisis del crecimiento del fruto y determinación del momento de cosecha del arazá (eugenia stipitata). colombia amazónica 6(2), 107-121. garzón, c. y f. barreto. 2002. campomanesia lineatifolia ruíz & pav. en colombia. p. 315. en: libro de resúmenes del octavo congreso latinoamericano y segundo congreso colombiano de botánica. etnobotánica y botánica económica. asociación latinoamericana de botánica. 13-18 de octubre. cartagena, colombia. gross, k., d. scarrett y h. chen. 1995. rhamnogalacturonase, α-galactosidase and β-galactosidase: potential role in fruit softening. acta hort. 398, 121-130. hobson, g.e. 1996. maduración del fruto. pp. 463-478. en: azcónbieto, j. y m. talón (eds.). fisiología y bioquímica vegetal. interamericana mcgraw-hill, bogotá. kariola, t., g. brader, j. li y t. palva. 2005. chlorophyllase 1, a damage control enzyme, affects the balance between defense pathways in plants. plant cell 17, 282-294. kays, s. 1997. postharvest physiology of perishable plant products. exon press. athens, ga. kays, s. y r.e. paull. 2004. postharvest biology. exon press, athens, ga. kubo, t., i. hohjo y s. hiratsuka. 2001. sucrose accumulation and its related enzyme activities in the juce sacs of satua mandarin fruit from trees with different crop loads. scientia hort. 91, 215-225. lópez, m. y j. rodríguez. 1995. diagnóstico del mercadeo de la champa en el municipio de miraflores, boyacá. trabajo de grado. instituto de educación abierta y a distancia, uptc, tunja. lowell, c., p. tomlinson y k. koch. 1989. sucrose-metabolizing enzymes in transport tissues and adjacent sink structures in developing citrus fruit. plant physiol. 90, 1394-1402. marschner, h. 2002. mineral nutrition of higher plants. 2a ed. academic press, london. matile, p., s. hörtensteiner y h. thomas. 1999. chlorophyll degradation. annu. rev. plant physiol. plant mol. biol. 50, 67-95. minic, z. y l. jouanin. 2006. plant glycoside hydrolases involved in cell wall polysaccharide degradation. plant physiol. biochem. 44, 435-449. osorio, c., m. alarcón, c. moreno, a. bonilla, j. barrios, c. garzón y c. duque. 2006. characterization of odor-active volatiles in champa (campomanesia lineatifolia r. & p.). j. agric. food chem. 54(2), 509-516. osterloh, a., g. ebert, w.h. held, h. schulz y e. urban. 1996. lagerung von obst und südfrüchten. verlag ulmer, stuttgart, alemania. 2592009 álvarez-herrera, galvis y balaguera-lópez: determinación de cambios físicos y químicos durante la maduración de frutos de champa... renz, a., l. merlo y m. stitt. 1993. partial purification from potato tubers of three fructokinases and three hexokinases which show differing organ and developmental specificity. planta 190, 156-165. rodríguez, m., h. arjona y j. galvis. 2006. maduración del fruto de feijoa (acca sellowiana berg) en los clones 41 (quimba) y 8-4 a temperatura ambiente a condiciones de bogotá. agron. colomb. 24(1), 68-76. salisbury, f. y c. ross. 1994. fisiología vegetal. 4a ed. grupo editorial iberoamérica, méxico. trinchero, g., g. sozzi, a. cerri, f. vilella y a. franschina. 1999. ripening-related changes in ethylene production respiration rate and cell-wall enzyme activity in golden berry (physalis peruviana l.) a solanaceous species. postharv. biol. technol. 16, 139-145. valpuesta, v., m.a. quesada y m.s. reid. 1996. senescencia y abscisión. pp. 479-492. en: azcón-bieto, j. y m. talón (eds.). fisiología y bioquímica vegetal. interamericana mcgraw-hill, bogotá. villachica, h. 1996. frutales y hortalizas promisorios del amazonas. pp. 181-185. tratado de cooperación amazónica. secretaría pro tempore, lima. wills, r., b. mcglasson, d. graham y d. joyce. 1998. postharvest an introduction to the physiology and handling of fruit, vegetables and ornamentals. cab international, wallingford, uk. zarra, i. y g. revilla. 1996. pared celular. estructura y función. pp. 1-24. en: azcón-bieto, j. y m. talón. fisiología y bioquímica vegetal. interamericana mcgraw-hill, bogotá. zobel, h. 1984. gelatinization of starch and mechanical properties of starch pastes. pp. 285-311. en: whistler, r., j. bemiller y e. paschall (eds.). starch: chemistry and technology. academic press, london. agronomía 22-1 final corregido.indd desarrollo y producción del plátano dominico–hartón (musa aab simmonds) en diferentes densidades y arreglos de siembra dominico–hartón plantain (musa aab simmonds) development and yield using different densities and planting arrangements gerardo cayón s.1; jorge a. valencia m.2; huberto morales o.2 y argemiro domínguez v.2 abstract: plantain population density is conditioned by distance between planted rows and number of plants per production site, both positively or negatively influencing yield. 21 planting arrangements were evaluated at “el agrado” research centre located in montenegro, quindío department (1,310 meters above sea level, 1,985 mm rainfall) based on distance between furrows and sites, using a completely randomised block design having three repetitions and 12 plants per repetition. densities ranging from 1,500 to 3,000 plants∙ha-1 did not affect crop growth or development during the first production cycle. no statistically significance differences were presented amongst densities for sowing to flowering, flowering to harvest and sowing to harvest periods. a 1,500 to 2,500 plants∙ha-1 density yielded plantain bunches having acceptable commercial weight, whereas bunch weight became severely reduced (22% less) in densities over 2,750 plants∙ha-1. real yield was calculated on harvest percentage; 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 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 germination. hortscience 11(4), 410-411. bansal, r.p., p.r. bathi y d.n. sen. 1980. differential specificity in water imbibitions of indian arid zone seeds. biol. plant. 22, 327-331. baskin, c.c., p.l. milberg, j.m. andersson y j.m. baskin. 2000. germination studies of three dwarf shrubs (vaccinium, ericaceae) of northern hemisphere coniferous forests. can. j. bot. 78(12), 1552-1560. baskin, c.c. y j.m. baskin. 2001. seeds. ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. academic press, san diego, ca. baskin, j.m. y c.c. baskin. 2008. some considerations for adoption of nikolaeva’s formula system into seed dormancy classification. seed sci. res. 18, 131-137. benech-arnold, r.l., r.a. sánchez, f. forcella, b.c. kruk y c.m. ghersa. 2000. environmental control of dormancy in weed seed banks in soil. field crops res. 67, 105-122. borza, j.k., p.r. westerman y m. liebman. 2007. comparing estimates of seed viability in three foxtail (setaria) species using the imbibed seed crush test with and without additional tetrazolium testing. weed technol. 21, 518-522. castañeda, r.i. 2006. conservación, caracterización y divulgación del conocimiento de poblaciones de mortiño (vaccinium meridionale), presentes en los bosques altoandinos de la jurisdicción de corantioquia. trabajo de grado. departamento de ciencias agronómicas, universidad nacional de colombia, medellín, colombia. corporación autónoma regional del centro de antioquia (corantioquia). 2003. conozcamos y usemos el mortiño. diseño e impresos, medellín. darrow, g.m. y d.h. scott. 1954. longevity of blueberry seed in cool storage. proc. amer. soc. hort. sci. 63, 271. espinal, s. 1977. zonas de vida: formaciones vegetales del departamento de antioquia. universidad nacional de colombia, medellín. fao. 1996. report on the state of the world’s plant genetic resources for food and agriculture. fao, roma. fenner, m. y k. thompson. 2005. the ecology of seeds. cambridge university press, cambridge, uk. finch-savage, w.e. y g. leubner-metzger. 2006. seed dormancy and the control of germination. new phytologist 171, 501-523. finkelstein, r., w. reeves, t. ariizumi y c. steber. 2008. molecular aspects of seed dormancy. annu. rev. plant biol. 59, 387-415. gentry, a.h. 1988. changes in plant community diversity and floristic composition on environmental and geographic gradients. ann. missouri bot. garden. 75, 1-34 giba, z., d. grubisic y r. konjevic. 1995. the involvement of phytochrome in lightinduced germination of blueberry (vaccinium myrtillus l.) seeds. seed sci. technol. 23(1), 11-19. goggin, d.e., k.j. steadman y s.b. powles. 2008. green and blue light photoreceptors are involved in maintenance of dormancy in imbibed annual ryegrass (lolium rigidum) seeds. new phytol. 180, 81-89. guarino, l., a. jarvis, r.j. hijmans y n. maxted. 2001. geographic information systems (gis) and the conservation and use of plant genetic resources. pp. 387-404. en: engels j. (ed.). managing plant diversity. cab international, wallingford, uk. hammer, k., h. heller y j. engels. 2001. monographs on underutilized and neglected crops. genet. resour. crop evol. 48, 3-5. hernández, m.i. 2008. estudio morfo-fisiológico de la semilla del mortiño (vaccinium meridionale swartz). tesis de maestría. magíster en ciencias agrarias, universidad nacional de colombia, medellín. hill, n.m. y s.p. vander. 2005. longevity of experimentally buried seed in vaccinium: relationship to climate, reproductive factors and natural seed banks. j. ecol. 93, 1167-1176. ista. 1999. reglas internacionales para ensayos de semillas. manual de ensayos al tetrazolio. ministerio de agricultura, pesca y alimentación, madrid. 232009 hernández p., lobo a., medina c., cartagena v. y delgado p.: comportamiento de la germinación y categorización de la latencia... jarvis, a., k. williams, d. williams, l. guarino, p.j. caballero y g. mottrama. 2005. use of gis for optimizing a collecting mission for a rare wild pepper (capsicum flexuosum sendtn.) in paraguay. genet. resour. crop evol. 52, 671-682. kucera b., m.a. cohn y g. leubner-metzger. 2005. plant hormone interactions during seed dormancy release and germination. seed sci. res. 15, 281-307. leubner-metzger, g. 2001. brassinosteroids and gibberelins promote tobacco seed germination by different pathways. planta 213, 758-763. little, t.m. y f.j. hills. 1976. métodos estadísticos para la investigación en la agricultura. editorial trillas, méxico. luteyn, j.l. 2002. diversity, adaptation, and endemism in neotropical ericaceae: biogeographical patterns in the vaccinieae. bot. rev. 68(1), 55-87. magnitskiy, s. y g. ligarreto. 2007. el efecto del nitrato de potasio, del ácido giberélico y del ácido indolacético en la germinación de semillas de agraz (vaccinium meridionale swartz). rev. colomb. cienc. hortic. 1(2), 137-141. mcglaughlin, m.e. y e.a. friar. 2007. clonality in the endangered ambrosia pumila (asteraceae) inferred from rapd markers; implications for conservation and management. conserv. genet. 8, 319-330. medina, c.i., m. vargas, m. lobo y j.l. toro, 2008. la propagación sexual del mortiño. corpoica, corantioquia. medellín, colombia. nikolaeva, m.g. 1977. factors controlling the seed dormancy pattern in the physiology and biochemistry of seed dormancy and germination. nort holland, amsterdam. pp. 51-74. nurse, r.e. y a. di tommaso. 2005. corn competition alters germinability of velvetleaf (abutilon theophrasti) seeds. weed sci. 53, 479-488. patiño, m. del p. y g.a. ligarreto. 2006. caracterización morfológica in situ de poblaciones espontáneas de vaccinium sp. en los departamentos de boyacá, cundinamarca y nariño. p. 112. en: fischer, g., d. miranda, w. piedrahita y s. magnitskiy (eds.). memorias primer congreso colombiano de horticultura, unibiblos, bogotá. pearson, t.r.h., d.f.r.p. burslem, c.e. mullins y j.w. dalling. 2003. functional significance of photoblastic germination in neotropical pioneer trees: a seed’s eye view. funct. ecol. 17, 394-402. penfield, s. 2008. temperature perception and signal transduction in plants. new pathol. 179, 615-628. penfield, s., e.m. josse, r. kannagara, a.d. gilday, k.j. halliday e i.a. graham. 2005. cold and light control seed germination through the bhlh transcription factor spatula. curr. biol. 15, 1998-2006. poulsen, g., c. holten y r. von bohmer. 2006. identification and revival of low viability seed samples. genet. resour. crop evol. 53, 675-678. rao, n.k., j. janson, m.e. duloo, k. ghosh, d. nowell y m. larinde. 2006. manual of seed handling in genebanks. handbook for genebanks no 8. biodiversity international. ilri, fao, roma. romero r. 1991. frutas silvestres de colombia. 2a ed. instituto de cultura hispánica, bogotá. ruggiero, m.v., t.b. reusch y g. procaccini. 2005. local genetic structure in a clonal dioecious angiosperm. mol. ecol. 14, 957-967. sawada, y., t. katsumata, j. kitamura, h.ç. kawalde, m. nakajima, t. asami, k. nakaminami, t. kurahashi, w. misuhashi, y. inoue y t. toyomasu. 2008. germination of photoblastic lettuce seeds is regulated via the control of endogenous physiologically active gibberelin content, rather than of giberellin responsiveness. j. exp. bot. 59(12), 3383-3393. shahram, s. 2007. seed dormancy and germination of vaccinium arctostaphylos l. intl. j. bot. 3(3), 307-311. shoen, d.j. y a.h.d. brown. 2001. the conservation of wild plant species in seed banks. bioscience 51(11), 960-966. snyder, r.e. 2006. multiple risk reduction mechanisms: can dormancy substitute for dispersal? ecol. lett. 9, 1106-1114. taruscio t.g., d.l. barney y j. exon. 2004. content and profile of flavanoid and phenolic acid compounds in conjunction with the antioxidant capacity for a variety of northwest vaccinium berries. j. agr. food chem. 52, 3169-3176. usda, forest service. s.f. vaccinium l. blueberry or cranberry. en: woody plant seed manual, http://www.nsl.fs.fed.us/wpsm/ vaccinium.pdf; consulta: 17 de septiembre de 2008. vallejo, d.a. 2000. fomento al mortiño (vaccinium meridionale) como especie promisoria del parque regional arví. memoria institucional. corantioquia, medellín, colombia. veasey, e.a., m.g. karasawa, p.p. santos, m.s. rosa, e. mamani y g.c.x. oliveira. 2004. variation in the loss of seed dormancy during after-ripening of wild and cultivated rice species. ann. bot. 94, 875-882. victoria, j.a. 2005. caracterización morfofisiológica de semillas de caléndula (calendula officinalis l.) y eneldo (anethum graveolens l.). tesis de maestria. universidad nacional de colombia, palmira. resumen abstract el objetivo de esta investigación fue desarrollar e implementar un protocolo de crioconservación para embriones cigóticos de palma de aceite (elaeis guineensis jacq.), como alternativa para complementar la conservación de genotipos de palma ante las dificultades que se presentan en la colección de campo en la actualidad. se evaluaron las etapas de pre y poscongelación de embriones cigóticos con la metodología de desecación en silica gel a diferentes tiempos de exposición (2, 2,5 y 3 h), seguido de un congelamiento rápido y una etapa de recuperación en un medio de cultivo murashige y skoog (1962). todos los tratamientos de crioconservación fueron evaluados con un fotoperíodo de 16 h luz y 8 h de oscuridad, con una temperatura media de 28 ºc. previamente se determinó el estado de desarrollo adecuado de los embriones para crioconservar. además, se realizó la prueba de viabilidad con tetrazolio para embriones desnudos como un control inicial del lote de semilla solicitado. se logró establecer un protocolo de crioconservación a partir de embriones cigóticos desnudos de palma, el cual permitió obtener plántulas de embriones congelados en nitrógeno líquido (-196 ºc); 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 conservation. ann. bot. 53, 381-384. international seed testing association (ista). 1992. regras para análise de sementes. coodenacao de laboratório vegetal-clav. brasilia. king, m.w. y e.h. roberts. 1979. the storage of recalcitrant seeds: achievements and possible approaches. international board for plant genetic resources, roma. murashige, t. y f. skoog, 1962. a revised medium for rapid grown and bioassays whit tobacco tissue cultures. physiol. plant 15, 473-497. pammenter, n.w. y p. berjak. 1999. a review of recalcitrant seed physiology in relation to desiccation tolerance mechanisms. seed sci. res. 9, 13-37. roberts, e.h. 1973. predicting the storage life of seeds. seed sci. technol. 1, 499-514. vertucci, c.w. y j.m. farrant. 1995. acquisition and loss of desiccation tolerance. pp. 237-271. en: kigel, j. y g. galili (eds.). seed development and germination. marcel dekker, nueva york. 2007 villa, jiménez, valbuena, bastidas y nuñez: estudio preliminar para el establecimiento... agronomia 26-2 -profe194).indd reichel, cuervo y morales. caracterización parcial de un potexvirus de musa coccinea... 285 resumen abstract fecha de recepción: abril 10 de 2008. aceptado para publicación: julio 10 de 2008 1 investigadora, corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), c.i. tibaitatá, mosquera (colombia). hreichel@rocketmail.com 2 laboratorio de sanidad vegetal, unidad de recursos genéticos, centro internacional de agricultura tropical (ciat), palmira (colombia). mcuervo@ cgiar.org. 3 jefe, unidad de virología vegetal, centro internacional de agricultura tropical (ciat), palmira (colombia). fmorales@cgiar.org caracterización parcial de un potexvirus aislado de musa coccinea afectada por rayado necrótico en colombia partial characterization of a potexvirus isolated from a musa coccinea plant affected by necrotic streak in colombia helena reichel1, maritza cuervo2 y francisco j. morales3 agronomía colombiana 26(2), 285-291, 2008 se observaron síntomas de rayado necrótico en las hojas de una planta de musa coccinea (banano escarlata), procedente de antioquia (colombia). mediante inmunocaptura, transcripción reversa y reacción en cadena de la polimerasa (ic-rt-pcr), se amplificó un fragmento de aproximadamente 377 pares de bases, con una identidad de secuencia de aminoácidos de 57% con el gen de la cubierta proteica del alstroemeria virus x [alsvx, ab206396] del género potexvirus. este es el primer reporte de un potexvirus en m. coccinea. el análisis comparativo de la 3’utr del potexvirus aislado de m. coccinea con el correspondiente del alsvx muestra que estos dos virus difieren significativamente en esta región, lo que sugiere que el potexvirus aislado de m. coccinea en colombia es una nueva especie del género potexvirus. se propone el nombre de virus de la raya necrótica del banano escarlata (scarlet banana necrotic streak virus [sbannsv]) para este virus aislado de m. coccinea en colombia. palabras clave: banano escarlata, cubierta proteica, flexiviridae, sbannsv, 3’utr. necrotic streak symptoms were observed on the leaves of a musa coccinea (scarlet banana) plant from antioquia (c o l o m b i a). i m mu n e c a p t u r e r e v e r s e t r a n s c r i p t i o n polymerase chain reaction (icrt-pcr) amplified a dna fragment of approximately 377 base pairs showing amino acid sequence identities of 57% with the coat protein of alstroemeria virus x [alsvx, ab206396] genus potexvirus. this is the first report of a potexvirus infecting m. coccinea. alignments of the 3’utrs of the m. coccinea potexvirus and alsvx showed that these two viruses differ in a significant way in t his region, which suggests t hat t he potex v irus isolated from m. coccinea in colombia is a new specie in the genus potexvirus. we propose the name of scarlet banana necrotic streak virus (sbannsv) for the potexvirus that was isolated from m. coccinea. key words: scarlet banana, protein coat, flexiviridae, sbannsv, 3’utr. introducción musa coccinea, conocida como ‘banano escarlata’, es una especie ornamental de la familia musaceae (jones, 2000), nativa de china (liu et al., 2002). m. coccinea se encuentra ampliamente distribuida en el mundo, incluidos colombia (villegas et al., 2005) y brasil (lins y coelho, 2004) en américa del sur. el único patógeno viral anteriormente descrito para esta especie en colombia es el virus del mosaico del pepino (cucumber mosaic virus [cmv]) (villegas et al., 2005). en septiembre 25 de 2001 se observó una planta de m. coccinea afectada por el síntoma del rayado necrótico en las hojas (figura 1), en el departamento del antioquia (colombia). el objetivo de este estudio fue determinar la etiología de la enfermedad de m. coccinea e investigar su posible relación con los virus aislados anteriormente de musa spp. en colombia, como el cmv (castaño et al., 1994a y 1994b; reichel et al., 1995a y 1995b; reichel et al., 1996a; belalcázar et al., 1996; mariño, 1997; escobar y martínez, 1997; martínez, 2002a), el virus del rayado del banano (banana streak virus [bsv]) (reichel et al., 1996b; reichel et al., 1996c; corpoica, 1996; belalcázar et al., 1998), y el virus del mosaico atenuado del banano (banana mild mosaic virus [banmmv]) (reichel, 2002; martínez 2002a; martínez et al., 2002b; reichel et al., 2003 y 2004; martínez, 2005). esta investigación se realizó en el laboratorio de virología vegetal del centro internacional de agricultura tropical (ciat), en palmira (colombia). agronomia 26-2 -profe194).indd 285 06/10/2008 19:40:59 286 agron. colomb. 26(2) 2008 materiales y métodos aislamiento del virus, ic-rt-pcr, clonación y secuenciación se utilizó una hoja de m. coccinea como fuente del agente causal. para amplifi car parte del gen de la cubierta proteica (cp) y la región 3’ no codifi cante, conocida en inglés como untranslated region (utr), se utilizó el método de immunocaptura, transcripción reversa y reacción en cadena de la polimerasa (ic-rt-pcr) (sharman et al., 2000). la síntesis de adnc se realizó según el método de sharman et al. (2000), con leves modifi caciones. la mezcla del adnc consistió de 30 pmol del iniciador degenerado poty 1 (gibbs y mackenzie, 1997), 20 unidades (u) de rnaseout recombinant ribonuclease inhibitor (gibco, brl), 4 μl de mgcl2 25 mm, 2 μl de dntps 10 mm (promega), 4 μl de dtt 100 mm (gibco, brl), 200 u de transcriptasa reversa super script ii (gibco, brl) y ca. 3 u de e. coli rnase h, en un volumen fi nal de reacción de 40 μl. la mezcla de la pcr consistió de 2,5 μl de tampón 10x pcr, 2 mm mgcl2, 200 μm de cada dntp (invitrogen), 10 pmol del iniciador degenerado poty1 (gibbs y mackenzie, 1997), 30 pmol del iniciador degenerado dccp (5’-tatgcngcnttygayttcttrgayg-3’), 1 u de polimerasa taq (amplitaq dna polymerase, perkin elmer), 2 μl del template de la síntesis del cdna y agua destilada estéril, para un volumen fi nal de reacción de aproximadamente 25 μl. la pcr (saiki et al., 1988) se realizó en un termociclador ptc-100 (mj research), con el siguiente programa: 94 °c/1 min; 94 °c/20 s; 56 °c/1 min; 72 °c/1 min; por 35 ciclos y un ciclo fi nal de 72 °c/3 min. el producto de la pcr se purifi có usando el kit magic pcr dna purifi cation system (promega), según las instrucciones del fabricante y luego se clonó en la cepa invα f’ de e. coli, utilizando como vector el plásmido pcr 2.1 del kit ta cloning (invitrogen), según las instrucciones del fabricante. las colonias de e. coli se establecieron en el medio selectivo luria-bertani-agar (sambrook et al., 1989) con ampicilina, x-gal y el inductor iptg, para seleccionar los clones recombinantes. se realizó una pcr con los iniciadores m13 y t7, usando las colonias blancas, para identifi car las colonias que contenían el plásmido recombinante; los productos amplifi cados se analizaron por electroforesis en un gel de agarosa al 1%, usando bromuro de etidio. el adn plasmídico se purifi có usando el kit wizard miniprep dna purifi cation systems (promega). para determinar la presencia del inserto en el plásmido recombinante, se realizaron digestiones con la enzima de restricción ecori, usando 12 u de enzima (promega) con 3 μl del adn plasmídico purifi cado, en un volumen fi nal de reacción de 20 μl. las digestiones se llevaron a cabo a 37 °c por cerca de 2 h en el tampón de restricción del fabricante. los productos de figura 1. síntomas de rayado necrótico en hoja de musa coccinea, proveniente de antioquia (colombia). tabla 1. porcentaje de identidad a nivel de aminoácidos entre la secuencia parcial de la cubierta proteica del potexvirus aislado de m. coccinea en colombia, del alstroemeria virus x [alsvx, ab206396], narcissus mosaic virus [nmv, ay225449], lettuce virus x [am745758] y asparagus virus 3 [av-3, ab304848], usando el programa dnaman. virus m. coccinea potexvirus alsvx nmv lettuce virus x av-3 m. coccinea potexvirus – alsvx 50,00% (36/72) – nmv 48,61% (35/72) 88,00% (66/75) – lettuce virus x 47,22% (34/72) 76,00% (57/75) 74,67% (56/75) – av-3 44,44% (32/72) 81,33% (61/75) 86,67% (65/75) 72,00% (54/75) – agronomia 26-2 -profe194).indd 286 06/10/2008 19:41:01 reichel, cuervo y morales. caracterización parcial de un potexvirus de musa coccinea... 287 las digestiones se analizaron por electroforesis en un gel de agarosa al 1%, teñido con bromuro de etidio. se utilizó un secuenciador automático abi prism 377 dna (perkin-elmer). las secuencias obtenidas se analizaron con los programas sequencher 4.0 (gene codes corporation), blast (ncbi, nih) y dnaman versión 5.2.10 (lynnon biosoft ). se realizaron análisis comparativos de los alineamientos múltiples de las secuencias parciales de aminoácidos encontradas en la región c-terminal de la cp del virus aislado de m. coccinea en colombia con las correspondientes secuencias parciales de la cp de alstroemeria virus x [alsvx, ab206396] y del narcissus mosaic virus [nmv, ay225449], lettuce virus x [am745758], banana mild mosaic virus [banmmv, af314662], cherry necrotic rusty mottle virus [cnrmv, nc_002468] y citrus leaf blotch virus [clbv, aj318061], de la familia flexiviridae (adams et al., 2004; fauquet et al., 2005; martelli et al., 2007). resultados y discusión análisis moleculares se amplifi có un fragmento de aproximadamente 377 pb (fi gura 2a, carril 1) y se obtuvo un plásmido recombinante en una colonia de e. coli mediante la pcr con el par de iniciadores (primers) m13 y t7 (fi gura 2b, carril 1). la digestión de adn plasmídico recombinante con la enzima de restricción eco ri reveló la presencia del inserto (fi gura 2c). el análisis con el programa tblastx del fragmento amplifi cado mostró una identidad de secuencia de aminoácidos de 50%-57% con las cp de los potexvirus alstroemeria virus x [alsvx, ab206396], narcissus mosaic virus [nmv, ay225449], lettuce virus x [am745758] y asparagus virus 3 [av-3, ab304848]. la región amplifi cada de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea (localizada en la región 3’ terminal del orf5), está formada por 220 nucleótidos, incluido el codón de terminación tga. la composición parcial de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea tiene la composición: 25,9% a; 33,6% c; 22,7% g; 17,3% de t y 0,5% de otros (fi gura 3). la secuencia parcial de 220 nucleótidos de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea codifi ca para 72 aminoácidos (fi gura 4). en el análisis comparativo del alineamiento múltiple de las secuencias parciales de aminoácidos de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea, con las correspondientes secuencias parciales del cp de alsvx [ab206396], av-3 [ab304848], nmv [ay225449], lettuce virus x [am745758], cnrmv [nc_002468] y banmmv [af31462], se observaron 11 aminoácidos conservados (fi gura 5). el motivo conservado tgg para una proteasa de treonina se encuentra en la cp de banmmv (gambley y th omas, 2001) y de cnrmv, pero no, en el cp del potexvirus aislado de m. coccinea, alsxv [ab206396], nmv ó av-3. del árbol de homología se concluye que las secuencias parciales de aminoácidos de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea comparte más similitudes con la región correspondiente a la cp de alsvx, nmv y lettuce virus x ó av-3 (fi gura 6). figura 2. a) carril 1: fragmento amplificado (ca. 377 bp) por ic-rt-pcr con el par de iniciadores dcc/poty1 de un potexvirus aislado de musa coccinea, procedente de antioquia (colombia); carril 2: marcador de peso molecular 1 kb dna ladder (gibco, brl). b) análisis electroforético, en un gel de agarosa al 1%, del producto de la pcr con los iniciadores m13 y t7. carril 1: producto amplificado por la pcr, de una colonia de e. coli transformada con el inserto del potexvirus, aislado de m. coccinea; carril 2: marcador de peso molecular 1 kb dna ladder (gibco,brl). c) electroforesis de la digestión con ecori del plásmido recombinante adn purificado, conteniendo el inserto de un potexvirus aislado de m. coccinea, proveniente de antioquia (colombia). carril 1: clon recombinante que contiene un sitio de restricción para ecori; carril 2: marcador de peso molecular 1kb dna ladder (gibco, brl). agronomia 26-2 -profe194).indd 287 06/10/2008 19:41:02 288 agron. colomb. 26(2) 2008 figura 3. composición de la secuencia parcial de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea, procedente de antioquia (colombia). figura 4. traducción de la secuencia parcial de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea, localizada en la parte terminal de la cp. figura 5. alineamiento múltiple de las secuencias parciales de aminoácidos del cp del potexvirus aislado de m. coccinea y las correspondientes regiones de la cp de nmv, alsvx, av-3, banmmv, cnrmv y lettuce virus x. nivel de homología de 100% indicado por cajas negras y de >75% indicado por cajas grises. un análisis comparativo, mediante alineamiento múltiple de las secuencias parciales de aminoácidos, de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea con la correspondiente región del alsvx [ab206396], nmv [ay225449], lettuce virus x [am745758] y av-3 [ab304848], reveló la presencia de 32 secuencias de aminoácidos totalmente conservadas y altos niveles de homología (>75%), indicando que las secuencias de aminoácidos de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea en colombia tiene muchas características en común con la cp de los potexvirus alsvx, nmv y lettuce virus x (figura 7). el motivo df(f/l)(d/e)(g/a)vl(s/n) encontrado en la cp del potexvirus aislado de m. coccinea en colombia, del alsvx, nmv, av-3 y lettuce virus x es similar al encontrado en la cp de otros virus fl exuosos de plantas (gambley y th omas, 2001, henderson et al., 1992; dolja et al., 1991, rustici et al., 2000) y probablemente tiene una función en agronomia 26-2 -profe194).indd 288 06/10/2008 19:41:03 reichel, cuervo y morales. caracterización parcial de un potexvirus de musa coccinea... 289 las interacciones del rna con la cp (rustici et al., 2000; gentit et al., 2002). el análisis comparativo entre los aminoácidos de la secuencia parcial de la cp del potexvirus aislado de m. coccinea, alsvx, nmv y av-3 (tabla 1) mostró el valor más alto de porcentaje de identidad de aminoácido (88%) entre alsvx y nmv. un valor alto (50%) de porcentaje de identidad de aminoácidos se encontró entre la cp del potexvirus aislado de m. coccinea y la cp de alsvx. se realizó el alineamiento múltiple de secuencias de nucleótidos de la 3’utr del potexvirus aislado de m. coccinea, con la 3’utr del banmmv [af314662], usando el programa dnaman (fi gura 8). la región 3’utr del potexvirus aislado de m. coccinea y la del banmmv af314662 difi eren en tamaño (140 nts y 77 nts, respectivamente) y en varias regiones que no son conservadas entre ellos. sin embargo, se observan motivos conservados que pueden estar involucrados en funciones fundamentales de estos virus, como en la replicación. un análisis comparativo del alineamiento múltiple de las secuencias de nucleótidos de la 3’utr del potexvirus aislado de m. coccinea de colombia con las de la 3’utr de alsvx [ab206396], reveló la presencia de 28 nucleótidos totalmente conservados (fi gura 9), que están involucrados probablemente en funciones de replicación. las regiones 3’utr del potexvirus aislado de m. coccinea y del alsvx difi eren en tamaño (140 nts y 77 nts, respectivamente), y el análisis comparativo mostró variabilidad molecular en varias regiones de ellos. este análisis comparativo de la 3’utr del potexvirus aislado de m. coccinea con la 3’utr del alsvx muestra que estos dos virus difi eren signifi cativamente en esta región, lo que sugiere que el potexvirus aislado de m. coccinea en colombia es una nueva especie del género potexvirus. conclusiones este estudio mostró que m. coccinea en colombia es afectada por un potexvirus aparentemente nuevo, similar pero diferente al alsvx y al nmv. se propone el nombre de virus de la raya necrótica del banano escarlata (scarlet banana necrotic streak virus [sbannsv]) para este virus aislado de m. coccinea en colombia. el impacto económico de este virus en especies de musa cultivadas se desconoce. se recomienda proseguir la caracterización molecular y biológica de este virus, para poder determinar su modo de transmisión, rango de hospederos, distribución geográfi ca, etc., con el fi n de tomar medidas de control adecuadas. figura 6. árbol de homología obtenido del alineamiento múltiple de secuencias de aminoácidos de secuencias parciales del potexvirus aislado de m. coccinea (m. coccinea potex en esta figura), nmv, alsvx, av-3, lettuce virus x, cnrmv y banmmv en esta figura. figura 7. alineamiento múltiple de las secuencias parciales de aminoácidos del cp del potexvirus aislado de m. coccinea (m. coccinea potex en esta figura), con la correspondiente región del alsvx [ab206396], nmv [ay225449], lettuce virus x [am745758] y av-3 [ab304848]. nivel de homología de 100% indicado por cajas negras y de >75% indicado por cajas grises. agronomia 26-2 -profe194).indd 289 06/10/2008 19:41:04 290 agron. colomb. 26(2) 2008 agradecimientos este estudio fue fi nanciado por la unidad de virología vegetal del centro internacional de agricultura tropical (ciat), de palmira (colombia), y por el fondo nacional de fomento hortofrutícola-asohofrucol (colombia). 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. th e new virus family flexiviridae and assessment of molecular criteria for species demarcation. arch. virol. 149, 1045-1060. belalcázar, s., m.i. arcila, j.a. valencia, h. reichel y j. narváez. 1996. efecto del virus del mosaico del pepino (cmv) sobre los parámetros de crecimiento, desarrollo y producción del clon de banano gros michel. revista agrocambio 2(3) 34-39. belalcázar, s., h. reichel, r. pérez, t. gutiérrez, g. múnera y e. arévalo. 1998. banana streak badnavirus infection in musa plantations in colombia. pp. 55-57. en: frison, e. y s.l. sharrock (eds). banana streak virus: a unique virus-musa interaction? proceedings of a workshop of the promusa virology working group, montpellier (francia), 19-21 de enero de 1998. inibap, montpellier. castaño, m., g.e. gálvez, j.a. arroyave, a.c. velasco y f. morales. 1994a. aislamiento de una cepa colombiana del virus del mosaico del banano. revista de la sociedad colombiana de fitopatología y ciencias afi nes (ascolfi ) 18, 130-134. castaño, m., g.e. gálvez, j.a. arroyave, a.c. velasco y f. morales. 1994b. aislamiento de una cepa colombiana del virus del mosaico del banano. revista de la sociedad colombiana de fitopatología y ciencias afi nes (ascolfi ) 19, 94. dolja, v.v., v.p. boyko, a.a. agronovsky y e.v. koonin. 1991. phylogeny of capsid proteins of rod-shaped and fi lamentous rna plant viruses: two families with distinct patterns of sequence and probably structure conservation. virolog y 184, 79-86. escobar, j. y l.g. martínez. 1997. descripción de los principales virus en el plátano y banano. pp. 24-26. en: robayo, v.g. (ed.). bananos y plátano. con el mayor entorno ambiental, cominpu s.a., bogotá. fauquet, c.m., m.a. mayo, u. maniloff , u. desselberger y l.a. ball (eds). 2005. virus taxonomy: eighth report of the international committee on the taxonomy of viruses. academic press, nueva york. gambley, c.f. y j.e. th omas. 2001. molecular characterization of banana mild mosaic virus, a new fi lamentous virus in musa spp. brief report. arch. virol. 146, 1369-1379. gentit, p., x. foissac, l. svanella-dumas, m. peypelut, g. macquaire y t. candresse. 2002. molecular characterization of foveaviruses associated with cherry necrotic mottle leaf disease and complete sequencing of a european isolate of figura 8. alineamiento múltiple de la 3’utr del potexvirus aislado de m. coccinea y la 3’utr del banmmv [af314662] (af en esta figura). las cajas negras representan aminoácidos con 100% de homología. figura 9. alineamiento múltiple de la 3’ utr del potexvirus aislado de m. coccinea y la 3’ utr del alsvx. las cajas negras representan aminoácidos con 100% de homología. agronomia 26-2 -profe194).indd 290 06/10/2008 19:41:06 reichel, cuervo y morales. caracterización parcial de un potexvirus de musa coccinea... 291 cherr y green ring mottle virus. arch. virol. 147, 10331042. gibbs, a. y a. mackenzie. 1997. a primer pair for amplifying part of the genome of all potyvirids by rt-pcr. j. virol. methods 63, 9-16. henderson, j., m.j. gibbs, m.l. edwards, v.a. clarke, k.a. gardner y j.i. cooper. 1992. partial nucleotide sequence of poplar mosaic virus rna confirms its classification as a carlavirus. j. gen. virol. 73, 1887-1890. jones, d.r. 2000. introduction to banana, abacá and ensete. en: jones, d.r. (ed.). diseases of banana, abacá and ensete. cabi, londres, wallingford (reino unido). lins, s.r.o. y r.s.b. coelho. 2004. occurrence of diseases in ornamental tropical flowers in the state of pernambuco. fitopatología brasileira 29(3), 332-335. liu, a.z., d.z. li y x.w. li. 2002. taxonomic notes on wild bananas (musa) from china. bot. bull. acad. sin. 43, 77-81. mariño, l. 1997. clonación del gen de la cápside proteica de una cepa colombiana del virus del mosaico del pepino (cmv) para su expresión en plantas por transformación mediante agrobacterium. revista corpoica 2(1), 58-59. martelli, g.p., m.j. adams, j.f. kreuze y v.v. dolja. 2007. family flexiviridae: a case study in virion and genome plasticity. annu. rev. phytopathol. 45, 73-100. martínez, g. 2002a. virus emergentes en plátano y banano: un nuevo limitante para la producción en la zona cafetera colombiana. pp. 260-265. en: memorias xv reunión internacional acorbat, cartagena, octubre 27-noviembre 2. acorbat international, augura, cartagena (colombia). martínez, g., l.s. angel y d.m. manzur. 2002b. observaciones preliminares sobre los síntomas asociados con un posible nuevo virus en plátano en el departamento de caldas. p. 34. en: xxiii congreso ascolfi, julio 3-6, corpoica, universidad nacional de colombia, syngenta. martínez, g. 2005. viruses of plantain in the coffee zone: their influence on the economic viability of the crop. pp. 214. en: proceedings of the second international seminar on production, commercialization and industrialization of plantain. corpoica, universidad de caldas, gobernación de caldas y secretaría de agricultura de caldas, manizales (colombia). reichel, h., j. narváez, s. belalcázar, j. kummert y p. lepoivre. 1995a. ingeniería genética para la resistencia al virus del mosaico del pepino (cmv) en especies comerciales de musa spp. en colombia. i. aislamiento y caracterización molecular del gen de la cápside protéica (cp) de dos aislamientos colombianos de cmv. pp. 140. en: memorias iv congreso naciona l sociedad colombiana de fitomejora miento y producción de cultivos, chinchiná, caldas, mayo 8-10. federación nacional de cafeteros de colombia, centro nacional de investigaciones de café (cenicafé) y universidad de caldas. reichel, h., j. kummert, p. lepoivre, s. belalcázar y j. narváez. 1995b. ingeniería genética para la resistencia al virus del mosaico del pepino (cmv) en especies comerciales de musa spp. en colombia. revista agrocambio 1(2), 9-17. reichel, h., l. marino, j. kummert, s. belalcázar y j. narváez. 1996a. caracterización molecular del gen de la proteína de la cápside de dos aislamientos del virus del mosaico del pepino (cmv), obtenidos de plátano y banano (musa spp.). revista corpoica 1, 1-5. reichel, h., s. belalcázar, g. múnera, e. arévalo, e. y j. narváez. 1996b. first report of banana streak virus infecting plantains (musa spp.) in colombia. plant dis. 80, 463. reichel, h., s. belalcázar, g. múnera, e. arévalo y j. narváez. 1996c. enfermedad del rayado del banano. plegable divulgativo. corporación colombiana de investigación agropecuaria (corpoica), instituto colombiano agropecuario (ica), editorial piloto ltda., medellín. reichel, h. 2002. partial characterization of banana mild mosaic virus (banmmv) isolates infecting musa spp. from colombia, the philippines and africa. mémoire de diplôme des etudes approfondi (dea). faculté des sciences agronomiques, bélgica (inédito). reichel, h., a. k. martinez, j.a. arroyave, r. sedano, f.j. morales, o. duterme, j. kummert y p. lepoivre. 2003. first report of banana mild mosaic virus (banmmv) isolated from plantains (musa aab) in colombia. plant dis. 87, 1150. reichel, h., a.k. martinez, j.a. arroyave, f.j. morales, p. lepoivre, j-p. busogoro, j. kummert y m.h. jijak li. 2004. preliminary characterization of banana mild mosaic virus isolates from colombia, the philippines and africa. p. 184. en: abstract guide. 1st international congress on musa. harnessing research to improve livelihoods. penang (malaysia), julio 6-9. rustici, g., g.p. accotto, e. noris, v. masenga, e. luisoni y r.g. milne. 2000. indian citrus ringspot virus: a proposed new species with some affinities to potex-, carla-, foveaand allexiviruses. arch. virol. 145, 1895-1908. saiki, r.k., d.h. gelfand, s. stoffel, s.j. scharf, r. higuchi, g.t. horn, k.b. mullis y h.a. erlich. 1988. primer-directed enzymatic amplification of dna with a thermostable dna polymerase. science 239, 487-491. sambrook, j., e.f. fritsch, y t. maniatis. 1989. molecular cloning: a laboratory manual. cold spring harbor laboratory, cold spring harbor, ny. sharman, m., j.e. thomas y r.g. dietzgen. 2000. development of a multiplex immunocapture pcr with colourimetric detection for viruses of banana. j. virol. methods 89, 75-88. villegas, n.p., j.j. alarcón y j.r. galindo. 2005. enfermedades limitantes en la producción de heliconias en los departamentos de caldas, risaralda y quindío. ica informa 32(2), 12-22. instituto colombiano agropecuario (ica), ministerio de agricultura y desarrollo rural, bogotá. agronomia 26-2 -profe194).indd 291 06/10/2008 19:41:06 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. corpoica, tibaitatá, mosquera. 185 p. niks, r. y w. lindhout. curso sobre mejoramiento para la resistencia durable a patógenos especializados. wageningen agricultural university, holanda. 150 p. rodríguez, l., g. corchuelo y c.e. ñústez. 2004. densidad de población y su efecto sobre rendimiento de papa (solanum tuberosum l. cv. parda pastusa). agron. colomb. 22(1), 23-31. sañudo, b. y c. betancourth. 2005. fundamentos de fitomejoramiento. universidad de nariño, pasto. pp. 98-101. vallejo, f.a. y e. i. estrada. 2002. mejoramiento genético de plantas. universidad nacional de colombia, palmira. 402 p. 29(2)_16+milksugamuxi recceived for 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 canales y márgenes de comercialización de productos agropecuarios. universidad de bogotá jorge tadeo lozano, bogota. madr, ministerio de agricultura y desarrollo rural. 1999. acuerdo de competitividad de la cadena láctea colombiana. bogotá. pope, j. 2004. investigación de mercado. 2nd ed. editorial norma. bogota. weimer, r. 2003. estadística. 2nd ed. compañía editorial continental. méxico df. introduction in the existential context of human beings, concepts, like the imaginary and institutions play the role of guiding our ways of being (identity) and to be (done) with the world and society. however, they are collective constructions, socially and historically located and permanently subject to changes and modifications. rurality and rural development, as human constructs, have been subjected in recent years for changes both in speeches and in their content, and practices by academic and political institutions of government and non-governmental order. these new meanings are manifested in the definition of policies that mandate and regulate rural and agricultural sector, and the orientation and implementation of rural development programs. although the changes promoted within societies are justified in terms of promoting better living conditions, studies on the impact of development programs in rural areas have shown their inability to not only help to achieve the desired societal achievements, but, by contrast, have created new and more complex issues, from the dynamics and processes of implementation. the above considerations motivated the conduct of research can be identified at a local space, the department of caldas, the state of the discourses and practices of rural development. methodology this document is based on research “rethinking rural development in the department of caldas”, held by the authors of this text and members of the research group ceres (centre for rural studies, university of caldas). the approaches are derived from: a) a review of academic and official documents of different national and interreceived for publication: 25 may, 2010. accepted for publication: 2 february, 2011. 1 department of rural development, agricultural sciences faculty, universidad de caldas. manizales (colombia). 2 master student, agricultural sciences faculty, universidad de caldas. manizales (colombia). 3 corresponding author: nelly.suarez_r@ucaldas.edu.co agronomía colombiana 29(1), 141-146, 2011 speeches and practices of the rural development: a reading from caldas department, colombia discursos y prácticas de desarrollo rural: una lectura desde el departamento de caldas, colombia nelly del carmen suárez-restrepo1,3, and carlos eduardo ospina-parra2 abstract resumen to contribute to the current debate on rurality, research was conducted focusing on the discourses and practices of rural development. to this end, documents were reviewed that address this topic from 1950 to 2007, and was examined primary information provided by officials from various institutions and programs oriented rural development projects in caldas. it was found a predominance of economic and productive approaches in rural development practices, and an eclectic position in speeches. analysis of primary sources can be inferred that in caldas there is a vanguard and theoretical management of the concept, but the practices continue to be guided by principles derived from theories and models considered outdated. para contribuir al debate actual sobre la ruralidad, se realizó una investigación enfocada en los discursos y prácticas del desarrollo rural. a tal fin se llevó a cabo una revisión de documentos que abordan esta temática desde 1950 hasta 2007; así mismo, se examinó información primaria aportada por funcionarios de distintas instituciones que orientan programas y proyectos de desarrollo rural en caldas. se encontró un predominio del enfoque económico-productivo en las prácticas del desarrollo rural y una posición ecléctica en los discursos. del análisis de las fuentes primarias se puede inferir que en caldas hay un manejo teórico vanguardista del concepto, pero las prácticas continúan orientándose por principios derivados de teorías y modelos que se consideran ya superados. key words: approaches of rural development, rural societies, farming sector, human development. palabras clave: enfoques de desarrollo rural, sociedades rurales, sector agropecuario, desarrollo humano. 142 agron. colomb. 29(1) 2011 national institutions involved in the countryside by his speeches and / or practice: iica, clacso, fao, eclac, world bank, the inter-american development, fodepal, incoder, cci, igac and ministry of agriculture of colombia. b) semi-structured interviews made to officials: mélida fraume and cristina restrepo (incoder, manizales), silvio rios yepes (ministry of agriculture of the department of caldas), miryam robledo and martha giraldo (social integration unit of manizales), pompeyo jose parada and luis miguel alvarez (programs of sociology and agriculture of the university of caldas); in the field guild to jesus antonio diaz (salvation agricultural unit). the contents of this inquiry were: perceptions and understandings of the countryside, its implications for development programs, and on indicators used by institutions to evaluate the success of programs or projects. the required information is classified in tables and matrices categorical then analyzed according to criteria developed from the questions and objectives. results and discussion the literature review identified the theories or models of development that have resulted more in structuring approaches to rural development in colombia. it is clear that the criteria that guide the discourses and practices of rural development in historically determined societal spaces (the case of latin american societies), respond to a social ideal previously defined within development theories developed for social systems have other reference points, geophysical, economic, political and cultural (in the case of the united states and europe). tab. 1 presents the main idea of the theoretical and methodological approaches that shape rural development in the country. table 1. rural development theories and approaches. models / development theories rural development approach modernization modernizing industrialization who industrialized neoliberal opening-up neostructural integrational – agroexport eclectic territorial livelihoods cloning companies the modernization theory underlying the fact that third world countries should follow the same path as the developed capitalist countries (kay, 2005:3). the principles of this theory promote rural development process that contributes to achieving the proper ideals of modern society. this is done through penetration with economic, social and cultural part of the modern northern industrialized countries in the countries of the south and rural agricultural tradition. the implementation of this theory concentrate efforts involving national and international road construction (development strategies) that enabled modern countries (industrialized and urbanized) to disseminate among the nations pre-modern agricultural knowledge, skills, technologies, organizational forms, institutional, entrepreneurial attitudes and innovation, thus ensuring social order in the image and likeness of the north. change of vocation the approach that some call the industrialization of the countryside and others, import substitution industrialization, is derived from the theoretical proposal also known by the eclac model name because it was promoted by the economic commission for latin america eclac. this proposal, far from being an alternative to the previous model (modernization), is presented as the appendix or continuation. he assured the underdeveloped countries to move into a more advanced model of society was necessary to give the agricultural vocation and take the industrialization of economies as the key strategy to overcome the factors delay (perez and farah, 2002:14). it was argued that the primary sectors (especially those related to agriculture) were unable to produce and lead the economic and social transformations necessary to stimulate development. eclac said that economies based on export of agricultural or mineral products were bound to fail (jaramillo, 2002:17). produce for export the openness approach is based on the proposals of globalization and open markets to promote agricultural restructuring towards export, modernization of technology and agribusiness (acosta, 2006:4). it advocates the dismantling of protective regimes on exports, the reduction of tariffs on imports of agricultural products, the incentive for private sector participation (perez and farah, 2002:18). the public support for companies producing goods agricultural enduse for their highly competitive price, quality or features. promoted by international agencies, like the international monetary fund (imf) and world bank (wb), rules proposed model equal economic openness for all sectors of the economy because they have advocated policies that favored a particular productive sector in particular. in this 143suárez-restrepo and ospina-parra: speeches and practices of the rural development: a reading from caldas department, colombia theoretical context was not feasible to discuss or refer to rural development policies, but rather a stable and consistent macroeconomic scenario (kay, 2005:17). he put on an equal basis to both domestic and foreign capital. the spread of neoliberal theory coincides (eighties) with two social and political events of great significance and importance: a) sustainable development (romero, 2006:300) and, b) structural reforms to states, in the case of colombia, materialized in participatory planning and the decentralization policy. at the same time authorized the national government to carry out a restructuring of the ministry of agriculture (perez and farah, 2002: 19; acosta, 2006: 5). global integration the neo-structuralist theory, eighties and early nineties, emerged as an alternative to the neoliberal model and in response to the new realities created by globalization. as the structuralist approach or industrialization is sustained and supported by eclac. it raises the need for the state is erected as the promoter par excellence, of development. this revival starring the state is accompanied by a set of requirements (kay, 2005: 25; pachón, 2006: 8) relating to: a) an institutional restructuring to enable the states to exercise greater management capacity compared to human resource development and equitable economic growth. b) the non-state intervention in productive activities. c) recognition from the agricultural policies of the heterogeneity of agricultural producers. d) the design of differentiated policies that support the rural economy. in the context of rural development, this approach makes less emphasis on land reform as a strategic element of this process and gives more importance to markets, private enterprise and foreign capital, which he considers necessary for a country to reach levels successful development, also highlights the maximum state intervention as regulator or controller on the market (kay, 2005: 25). return to local people and eclectic theoretical positions give rise to new approaches to rural development, among these, the focus of territorial development and rural livelihoods approach. the first aims to overcome the failures identified by the approaches and strategies designed and implemented previously (acosta, 2006: 6). it is based on marshall’s theory of 1930, which takes the concept of agro-industrial districts. according to this theory, the agglomeration of firms in the same sector in a country generates so-called “local external economies” (internal to the territory). these savings help reduce production costs due to the presence of skilled labor, easy access to resources and services, reduced costs of transport, information and knowledge flow and linkage to markets (schejtman and berdegué, 2003: 18). the territorial approach promotes “[…] a political process that affects the entire space from the neighborhood to the global village” (echeverri, 2006: 208). “gives weight to the agency of the state (national, regional, local) or, alternatively, to international agencies and ngos as promoters of development agencies” (llambí and duarte, 2006: 245). relates the development “[…] a process of productive transformation and institutional development in a particular rural area, which aims to reduce rural poverty” (llambí and duarte, 2006: 13). for its part, the livelihoods approach (livehoods approach) or livelihoods, as others call it, was initially introduced as the sustainable livelihoods approach (sla) report “food 2000” presented to the world commission on environment and development in 1987. its starting point is not the needs or wants of individuals and family groups, but the assets or capital resources (human, social, political, financial, natural, materials) that have, and the actions and decisions made in the everyday of their lives. it emphasizes the identification and study of livelihood strategies (ways to combine the use of these assets or resources), and strives to expand the mechanisms for participation of various stakeholders, especially rural families in the formulation of public policies. the assets, pillars of livelihood, to some extent can substitute for each other. thus, some groups may use the social capital, such as family or neighborhood networks, in times when financial capital is scarce. although this approach livelihood strategies builds on a base material incorporates, in turn, in the process, social, cultural and political. for its part, the theoretical proposal called the new rurality and structure is supported from the recognition of the various transformations, especially in recent decades, rural areas of countries denominated in the developing world. these changes are related largely to the dynamics involved in the process of globalization and the implementation of structural adjustment packages derived from neoliberal theory. among these transformations, kay (2005: 31) mentions the following: 144 agron. colomb. 29(1) 2011 a) the multi or multiple jobs for the rural population which is manifested in the growing employment in non-agricultural activities such as crafts, trade, transport, rural tourism or agro-industrial and construction located in urban or rural; b) a tendency toward wage labor; c) intensification of migration processes, long and short term, to rural or urban areas within and outside the country; d) diversification of sources of income of most rural households; e) change in the valuation and use of rural areas. caldas institutions the institution is represented, at this point, government territorial entities directly involved in the rural and agricultural sector through the implementation of programs aimed at producers and the rural population in general. people first under the premise that achieving rural development requires first achieving human development, officials interviewed suggest that the institutional priority action programs and actions aimed at improving the living conditions of rural population. the main objective of these development programs has been to improve human development indices in the region, however, recent studies by international agencies such as the human development regional report 2004: a pact for the region. united nations program for development undp concludes that, in the last decade, the department of caldas has a stagnation in human development indicators. according to the above, development programs led by the institutions in the department of caldas, are intended to solve (whether partially) some of the problems identified as persistent. is the case of newly implemented programs for social integrity unit and the ministry of agriculture department, called “food security, rural and urban”, which have focused on providing the rural population, inputs and training to produce species of crops and vegetable consumption. through these actions the institutions reach only provide superficial solutions to problems that are structural and promote many times between the rural and social organizations, more dependence and subordination (mora and sumpsi, 2004: 31); relational conditions ultimately, serve to exacerbate existing problems. the department of caldas recreates conditions that have helped define the criticism of governmental and nongovernmental institutions engaged in policy planning and rural development programs. these conditions include: • lack of coordination between the various stages of inter-agency working, planning, management, implementation and execution of projects and programs. this, despite the existence of political and legal space mechanisms that allow interaction of the various characters involved in the processes and dynamics of rural and agricultural sector. • lack of integrity in the projects. generally, they focus their analysis and focus their actions in the dimensions related to productivity and the adequacy of agricultural infrastructure. this targeted intervention can generate good results, but rarely improve the lives of the rural population because they cannot fill the gap left by the exclusion of equally important existential dimensions. • lack of continuity of projects and programs. they are mostly short-term programs with a permanence that hardly goes beyond four years and regular governments. • lack of evaluation. it manifests itself in a vacuum of information for analysis and promote adjustments in programs and actions. in some cases, knowledge of the effects of these interventions cannot transcend the local, in others; its effectiveness is unknown even in the area of influence (mora and sumpsi, 2004: 31). • instrumentation of the rural population. the institutions, in its attempt to improve from outside the living conditions of the rural population, end up reducing them to “receptor units” of programs and development packages, denying passing them as active subjects and co-authors of the rural and agrarian. despite growing concern for human development, institutions have not made structural changes in the process of planning or related structures of rural inhabitants. rather, the ways to practice development continue sticking more to principles derived from the approach “modernization”, which is assumed solely from farmers as producers and receivers of technological packages, which from the beginning of development proposals alternative and innovative. academia: unrealized proposals in the academic field is, perhaps, where more progress has been made in the analysis and development of alternative approaches for sustainable development in critical reflection on the impact of the approaches and models of 145suárez-restrepo and ospina-parra: speeches and practices of the rural development: a reading from caldas department, colombia development in the rural realities and current agricultural issues. however, this “theoretical art” or progress in rural development thinking, is not realized, for instance: a) proposals for new social arrangements that create political, economic and environmental triggers counter the various problems facing the rural world and society in general. b) expansion of training program offers professional, undergraduate and graduate level in the field of agronomy, veterinary, animal husbandry, agricultural anthropology, among others. c) update on training programs. so far, curricular adjustments have been made do not show a significant change in its philosophy, training purposes, the contents or in the field of socio-agricultural interventions. a reading of current curricula reveals that still bound to productivist principles and guidelines, technology and sectored. d) coordination between the political thinking, technical thinking, academic thinking and knowledge and production practices of rural populations. given this, the university is in default academia to undertake structural changes in the thematic training and research orientation and projection. the training process should focus on the population involved in farming, their participation in decision-making processes, idiosyncrasies peasant, knowledge, values and customs, food sovereignty. and stop thinking about the productive and technological dimensions as the only alternative for rural development (pachón, 2006: 12). at the academy he questions his growing isolation and lack of leadership in the areas of cooperation, planning and decision making on matters related to rural and agricultural sector. in the case of the department of caldas, universities have lost importance in the generation of knowledge and development of technologies appropriate to geophysical and socio-political characteristics of rural societies. they demand joint design strategies to enable them to interact with the political, economic, business, agriculture, farmer and rural society. unions: fight for superlive the union is connected, usually with farmers’ organizations that bring together producers by crop, region or area, or their economic capacity. among the most representative organizations of the country include: the national federation of coffee growers (federacafe), the national farmers federation (fedegan), the national federation of potato producers (fedepapa) and the national farmers federation grains (fedenalce), among others. regardless of the work object, each of these organizations are striving to carry out actions aimed at ensuring the welfare of its members, affiliates and / or beneficiaries, to negotiate with the government and other entities to protect and guarantee the production and marketing of their products. in the country, sector union has become a socio-economic actors in the development of both the rural and agricultural sector and society in general. in the department of caldas, the national salvation association for agricultural groups to small and small producers, mostly coffee, sugarcane and rice. for this association is clear that while the development of rural communities and the country’s agricultural sector is related to economic development, economic growth alone does not produce the desired social outcomes in terms of distribution and equity. this assertion is supported by the fact that the distribution depends, fundamentally, the political structure of countries and institutions inherited from the past, ie the initial distribution of production factors, including land , and human resources provided by the educational system (kalmanovitz and lopez, 2007: 167). conclusions at the present time, it is evident the difficulty faced by both societies as actors to signify the concept of rural development. it’s no secret the confusion that results when official texts non-governmental agencies or bodies, academics and guilds find different words (concepts) to refer to the subject, to the contexts and the processes and activities related to the practice social. in this sense raises questions as: what is different about rural development and agricultural development?, how rural society and agricultural sector?, what farmer and producer?, how rural women, rural women and women producers?, did family, youth, childhood farm, rural and producer?, how productive chains and networks structures and social relations?, how productive a business organization and a productive family organization?, etc.. the above difficulty is explained, in part because the human world in general and rural areas in particular have increasingly more complex because: a) have diversified and changed both its processes and its actors; b) de-subjectification and delocalization processes of agricultural production has shifted the control of this activity to other actors of society, such as hypermarkets, were not considered part 146 agron. colomb. 29(1) 2011 of the rural world; c) globalization is creating a dynamic in which decisions about the processes and activities of the rural and agricultural sector less dependent on farming communities and governments (local and national) and the demands of the market and private interests of international order. historically it has been stated that neither the ordering of society, nor the living conditions of farmers, rural development approaches have generated the expected results. although its application has led to advances on production and economic growth, this progress has benefited only the few, the majority of this population continues to coexist with old and new problems associated with social phenomena such as hunger, poverty, income inequality, inequality gender, land concentration, pollution, among others. in colombia still expected to change the current social order which is expressed in the adoption of new political and economic structures in rural societies promote favorable conditions for human reproduction and agricultural production. in this connection we share, in part, fao’s concern when asked: will there be an insurmountable divide between the theoretical and the results of the application of different approaches? it is possible that overcoming the gap lies in: a) defining a national project through a process of collective construction that focuses on the strategic development and contexts are derived from a consensus around the interests of various actors colombian society; b) develop approaches and design proposals for development from below, ie from the inhabitants in partnership with trade associations, academic, governmental and nongovernmental organizations. each approach should be built based on the reality of the territory or area, according to their needs, strengths and weaknesses, as each place has different economic, environmental, social, cultural and political. eclecticism is the perspective that dominates the discourse and practice of rural development institutions of the department of caldas. the program proposals are guided by principles not derived from a single theory or model of development, but that feed on a variety of its political, social, environmental and economic problems that have been emerging within the various disciplines and schools of thought. such is the case of recent approaches known as territorial development and rural livelihoods, because although its impact is not yet evaluated and documented, they paid the effort to recognize and give value to size and resources not accounted for by previous theories or approaches. however, despite its efforts to focus on people, these new approaches still fail to get rid of the constituent political and ideological burdens of old models of development. given the geophysical and climatic characteristics of colombia and the recognition of the role played by agriculture in the history of our country, it is urgent to engage universities and their research groups in developing proposals for both forms of social organization and productive as research, innovation and agricultural technology. literature cited acosta, r. 2006. el enfoque de la nueva ruralidad como eje de las políticas públicas. ¿qué podemos esperar? pp. 4-7. in: memorias vii congreso latino-americano de sociología rural: la cuestión rural en américa latina: exclusión y resistencia social. por un agro con soberanía, democracia y sustentabilidad. quito (ecuador). echeverri, r. 2006. desarrollo territorial sustentable: el camino político hacia la construcción territorial. in: análisis latinoamericano del medio rural, nueva época 3, 199-222. méxico d.f. jaramillo, c. 2002. crisis y transformación de la agricultura colombiana 1990-2000. banco de la república y fondo de cultura económica. bogotá. kalmanovitz, s. and e. lopez, e. 2007. aspectos de la agricultura colombiana en el siglo xx. en: robinson, j. and y m. urrutia (eds.). economía colombiana siglo xx. fondo de cultura económica y banco de la república. bogotá. kay, c. 2005. enfoques sobre el desarrollo rural en américa latina y europa desde mediados del siglo veinte. in: memorias seminario enfoques y perspectivas de la enseñanza del desarrollo rural. pontificia universidad javeriana. bogotá. llambí, l. and duarte, m. 2006. procesos de crecimiento endógeno y desarrollo territorial rural en américa latina: enfoques teóricos y propuestas de política. in: análisis latinoamericano del medio rural, nueva época 3, 223-250. mexico d.f. mora, j. and j. sumpsi. 2004. desarrollo rural: nuevos enfoques y perspectivas. cuadernos fodepal, fondo regional de cooperación técnica para la formación en economía y políticas agrarias y de desarrollo rural en américa latina. biblioteca virtual, http://www.fodepal.es/bibvirtual/pap/ papelesnew%20pdf/sumpsinew.pdf; consulted: august, 2007. pachón, f. 2006. las concepciones de desarrollo rural en los estudiantes de una facultad de agronomía en bogotá, colombia. agronomía colombiana 24(2), 378-389. perez, e. and m. farah. 2002. los modelos de desarrollo y las funciones del medio rural en colombia. cuadernos de desarrollo rural 49, 9-28. romero, j. 2006. diferentes ‘miradas’ conceptuales del desarrollo rural en los últimos 50 años. en: alasru, análisis latinoamericano del medio rural, nueva época no. 3. 287 -316. méxico. schejtman, a. and j. berdegué. 2004. desarrollo territorial rural. centro latinoamericano para el desarrollo rural (rimisp), debates y temas rurales no. 1., santiago de chile. agrocol_vol27_3finalsinguias.pdf abstractresumen la presente investigación –llevada a cabo en condiciones de invernadero en la sabana de bogotá– tuvo por objetivo la identificación de progenitores y selección de variables poblacionales discriminantes en un conjunto de 85 accesiones de arveja, durante dos ciclos de cultivo. en el primero se evaluaron variables morfológicas y agronómicas tales como: componentes de rendimiento, precocidad, altura, hábito de crecimiento, cantidad de ramas, tipo de hoja, tamaño, tipo y grado de curvatura de la vaina, tamaño de pedúnculo, vainas por racimo, color de flor y características morfológicas 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 colombia internacional. 2000. manual del exportador de frutas, hortalizas y tubérculos en colombia. en: http://www.cci.org.co/; consulta: marzo de 2009. díaz, b., e. cruces y a. morillas. 1997. las regiones europeas: una tipología basada en la aplicación de técnicas multivariantes. rev. astur. econ. 10, 249-265. escofier, b. y j. pagès. 1992. análisis factoriales simples y múltiples: objetivos métodos e interpretación. universidad del país vasco, bilbao, españa. espinosa, n. y g. ligarreto. 2005. evaluación de la habilidad combinatoria de siete progenitores de arveja pisum sativum l. agron. colomb. 23(2), 197-206. gómez j., g.e. 2008. evaluación de efectos de genes mayores sobre rasgos de rendimiento en arveja (pisum sativum) a partir del cruzamiento de las variedades santa isabel x wsu31. tesis de maestría. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. gower, j.c. 1971. a general coefficient of similarity and some of its properties. biometrics 27, 857-874. hidalgo, r. 2003. variabilidad genética y caracterización de especies vegetales. pp. 2-25. en: franco l. y r. hidalgo (eds.). análisis estadístico de datos de caracterización morfológica de recursos fitogenéticos. boletín técnico 8. international plant genetic resources institute (ipgri), cali, colombia. khvostova, v.v. 1983. genetics and breeding of peas. usda; national science foundation. new delhi. kraft, j.m. y f.l. pfleger. 2001. compendium of pea diseases and pests. 2a ed. aps press, st. paul, mn. larrain, m.f. y j.a. 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 m., g.a. 2000. variabilidad genética en germoplasma del fríjol común (phaseolus vulgaris l.) determinada por características morfológicas, fisiológicas, bioquímicas y moleculares. tesis de doctorado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. ligarreto, g. 2003. análisis de la variabilidad genética en fríjol. pp. 77-79. en: franco, l. y r. hidalgo (eds.). boletín técnico 8. international plant genetic resources institute (ipgri). cali, colombia. medina, c., m. escobar y m. lobo a. 1989. evaluación primaria y caracterización de germoplasma de arveja (pisum sativum l.). instituto interamericano de cooperación para la agricultura (iica). boletín técnico 1, 12-26. pagès, j. 2004. analyse factorielle de donnees mixtes: principe et exemple d’application. en: montpellier supagro, http:// www.agro-montpellier.fr/sfds/cd/textes/pages1.pdf; consulta: octubre de 2009. roger, c. y b. tivoli. 1996. spatio-temporal development of pycnidia and perithecia and dissemination of spores of mycosphaerella pinodes on pea (pisum sativum). plant pathol. 45(3), 518-528. roger, c., b. tivoli y l. huber. 1999. effects of interrupted wet periods and different temperatures on the development of ascochyta blight caused by micosphaerella pinodes on pea (pisum sativum) seedlings. plant pathol. j. 48, 10-18. tamayo, p.j. 2000. enfermedades del cultivo de la arveja en colombia: guía de reconocimiento y control. boletin técnico. corpoica, rionegro, colombia. timmerman-vaughan, g.m., t.j. frew, a.c. russell, t. khan, r. butler, m. gilpin, s. murray y k. falloon. 2002. qtl mapping of partial resistance to field epidemics of ascochyta blight of pea. crop sci. 42, 2100-2111. timmerman-vaughan, g., a. mills, c. whitfield, t. frew, r. butler, s. murray, m. lakemand, j. mccallum j., a. russell y d. wilson. 2005. linkage mapping of qtls for seed yield, yield components and developmental traits in pea (pisum sativum l.). crop sci. 45, 1336-1344. unión europea. 2003. protocol for distinctness, uniformity and stability tests pisum sativum l. sensu lato. pea. 06/11/2003. bruselas. universidad nacional de luján. 2004. arveja, semilla, seca, entera, cruda pisum sativum l. en: universidad nacional de lujan, http://www.unlu.edu.ar/~argenfoods/tablas/varios/indice. htm; consulta: marzo de 2009. upov, union internationale pour la protection des obtentions vegetales. 1994. guidelines for the conduct of tests for distinctness, uniformity and stability. peas (pisum sativum l. sensu lato). tg/7/9. en: upov, http://www.upov.int/en/publications/ tg-rom/tg007/tg_7_9.pdf; consulta: noviembre de 2009. van schoonhoven, a. y m.a. pastor-corrales. 1991. sistema estándar para la evaluación de germoplasma de fríjol. ciat, cali, colombia. warkentin, t.d., k.y. rashid y a.g. xue. 1995. fungicidal control of ascochyta blight of field pea. can. j. plant sci. 76, 67-71. weeden, n.f. y w.e. boone. 2000. mapping the rb locus on linkage group iii using long pcr followed by endonuclease digestion. en: institute of cytology and genetics, the siberian branch of the russian academy of sciences, http://pisum.bionet.nsc. ru/pg/31/36.htm; consulta: noviembre de 2009. zhang, r., s.-f., hwang, k.-f. chang, b.d. gossen, s.e. strelkov, g.d. turnbu ll y s.f. blade. 2006. genetic resistance to mycosphaerella pinodes in 558 field pea accessions. crop sci. 46, 2409-2414. zhang, r., s.f. hwang, b.d. gossen, k.-f. chang y g.d. turnbull. 2007. a quantitative analysis of resistance to mycosphaerella blight in field pea. crop sci. 47, 162-167. 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, l.c. bayonove, and r.l. baumes. 1996. identification and quantification of passion fruit cyanogenic glycosides. j. agric. food chem. 44(12), 3817-3820. conn, e.e. 1969. cyanogenic glycosides. j. agric. food chem. 17(3), 519-526. conn, e. e. 1980. cyanogenic compounds. annu. rev. plant physiol. 31(1), 433-451. corradi, c. and g. micheli. 1982. total hydrocyanic acid content of macaroons. industry alimentary 21(1), 459-466. dicenta, f. 1991. mejora genética del almendro (prunus dulcis miller) por cruzamientos intervarietales: herencia de caracteres y selección. ph.d. thesis. universidad de murcia, murcia, spain. dicenta, f. and j.e. garcía. 1993. inheritance of the kernel flavour in almond. heredity 70(1), 308-312. dicenta, f., p. martínez-gómez, n. grané, m.l. martín, a. león, j.a. cánovas, and v. berenguer. 2002. relationship between cyanogenic compounds in kernels, leaves, and roots of sweet and bitter kernelled almonds. j. agric. food chem. 50(7), 2149-2152. dicenta, f., e. ortega, and p. martínez-gómez. 2007. use of recessive homozygous genotypes to assess the genetic control of kernel bitterness in almond. euphytica 153(1-2), 221-225. femenia, a., c. rosello, a. mulet, and j. canellas. 1995. chemical composition of bitter and sweet apricot kernel. j. agric. food chem. 43(2), 356-361. franks, t.k., a. yadollahi, m.g. wirthensohn, j.r. guerin, b.n. kaiser, m. sedgley, and c.m. ford. 2008. a seed coat cyanohydrin glucosyltranserase is associated with bitterness in almond (prunus dulcis) kernels. funct. plant biol. 35(1), 236-246. frehner, m., m. scalet, and e.e. conn. 1990. pattern of the cyanide potential in developing fruits. plant physiol. 94(1), 28-34. gharbi, a. 1981. résultats préliminaires des croisements intervariétaux d’amandier réalisés en tunisie. options meditérr. 81(1), 23-35. gómez, e., l. burgos, c. soriano, and j. marín. 1998. amygdalin content in the seeds of several apricot cultivars. j. sci. food agric. 77(2), 84-186. gradziel, t.m., p. martínez-gómez, f. dicenta, and d.e. kester. 2001. the utilization of related prunus species for almond variety improvement. amer. pomol. soc. j. 55(2), 100-108. grasselly, c. and p. l’amandier. 1972. caractères morphologiques et physiologiques des variétés, madalité de leurs transmissions chez les hybrides de première génération. ph.d. thesis. university of bordeaux, bordeaux, france. grasselly, ch. and p. crossa-raynaud. 1980. l’amandier. maisonneuve et larose, paris. heppner, j. 1923. the factor for bitterness in the sweet almond. genetics 8(4), 390-392. heppner, j. 1926. further evidence on the factor for bitterness in the sweet almond. genetics 11(6), 605-606. jones, d.a. 1998. why are so many food plants cyanogenic. phytochemistry 47(2), 115-162. joobeur, t., m.a. viruel, m.c. de vicente, b. jáuregui, j. ballester, m.t. dettori, i. verde, m.j. truco, r. messeguer, i. battle, r. quarta, e. dirlewanger, and p. arús. 1998. construction of a saturated linkage map for prunus using an almond x peach f2 progeny. theor. appl. genet. 97(2), 1034-1041. kajiwara, n., c. tomiyama, t. ninomiya, and y. hosogai. 1983. determination of amygdalin in apricot kernel and processed apricot by high performance chromatography. j. food hyg. soc. jpn. 24(1), 42-46. kester, d.e., p.e. hansche, w. beres, and r.n. asay. 1977. variance components and heritability of nut and kernel traits in almond. j. amer. soc. hort. sci. 102(3), 64-266. ledbetter, c.a. and m.a. pyntea. 2000. the significance of kernel bitterness in the context of breeding almond for self-compatibility. j. genet. breed. 54, 221-225. lucas, b. and a. sotelo. 1983. a simplified test for the quantitation of cyanogenic glucoside in wild and cultivated seeds. nutr. rpt. intl. 29(3), 711-719. mandenius, c.f., l. buelov, and b. danielsson. 1983. determination of amygdalin and cyanide in industrial food samples using enzymic methods. acta chem. scand. 37(8), 739-742. mccarty, c.d., j.w. leslie, and h.b. frost. 1952. bitterness of kernels of almond x peach hybrids and their parents. amer. soc. hort. sci. 59(1), 254-258. møller, b.l. and d.s. seigler. 1991. biosynthesis of cyanogenic glycosides, cyanolipids and related compounds. pp. 563-609. in: singh, b.k. (ed.). plant amino acids, biochemistry and biotechnology, marcel dekker, new york, ny. morant, m., s. bak, b.l. møller, and d. werck-reichhart. 2003. plant cytochromes p450: tools for pharmacology, plant protection and phytoremediation. curr. opin. biotechnol. 14(2), 151-162. 265arrázola, sánchez p., dicenta, and grané: content of the cyanogenic glucoside amygdalin in almond seeds related to the bitterness genotype morant, a.v., k. jørgensen, c. jørgensen, s.m. paquette, r. sánchez-pérez, b.l. møller, and s. bak. 2008. b-glucosidases as detonators of plant chemical defense. phytochemistry 69(9), 1795-1813. nahrstedt, a. 1985. cyanogenic compounds as protecting agents for organisms. plant syst. evol. 150(1-2), 35-47. negri, p., d. bassi, e. magnanini, m. rizzo, and f. bartolozzi. 2008. bitterness inheritance in apricot (p. armeniaca l) seeds. tree genet. genomes 4(4), 767-776. nielsen, k.a., m. hrmova, j.n. nielsen, k. forslund, s. ebert, c.e. olsen, g.b. fincher, and b.l. møller. 2006. reconstitution of cyanogenesis in barley (hordeum vulgare l.) and its implications for resistance against the barley powdery mildew fungus. planta 223(5), 1010-1023. poulton, j.e. and c.p. li. 1994. tissue level compartmentation of (r)-amygdalin and amygdalin hydrolase prevents large-scale cyanogenesis in undamaged prunus seeds. plant physiol. 104(1), 29-35. sánchez-pérez, r., w. howad, f. dicenta, p. arús, and p. martínezgómez. 2007. mapping major genes and quantitative trait loci controlling agronomic traits in almond. plant breed. 126(3), 310-318. sánchez-pérez, r., k. jørgensen, c.e. olsen, f. dicenta, and b.l. møller. 2008. bitterness in almonds. plant physiol. 146(3), 1040-1052. seigler, d.s. and a.m. brinker. 1993. characterization of cyanogenic glycosides, cyanolipids, nitroglycosides, organic nitro compounds and nitrile glucosides from plants. pp 51-93. in: dey, p.m. and j.b. harborne (eds.). methods in plant biochemistry, alkaloids and sulfur compounds. academic press, london. shahidi, f. and p.k. wanasundara. 1997. cyanogenic glycosides of flaxseeds. pp. 171-185. in: shahidi, f. (ed.). antinutrients and phytochemicals in food. acs symposium serie 622, 171-185. stoewsand, g.s., j.l. anderson, and r.c. lamb. 1975. cyanide content of apricot kernels. j. food sci. 40(5), 1107-1120. stosic, d., m. gorunovic, and b. popovich. 1987. preliminary toxicological study of the kernel and oil of some species of the genus prunus. plantees medicales et phytotherapie 21(1), 8-13. swain, e., c.p. li, and j.e. poulton. 1992. tissue and subcellular localization of enzymes catabolizing (r)-amygdalin in mature prunus serotina seeds. plant physiol. 100(1), 291-300. usai, m. and g. d’hallewin. 1992. cyanogenic glucosides contained in different organs of bitter and sweet almond. pp. 233-236. in: eur 14081 amélioration génétique de deux espèces de fruits secs méditerranéens: l’amandier et le pistachier. proceedings of the viii grempa meeting. nîmes, france. vargas, f.j. and m.a. romero. 1988. comparación entre descendencias intervarietales de almendro en relación con la época de floración y la calidad del fruto. repport eur 11557, 59-72. vargas, f.j., m.a. romero, and i. batlle. 2001. kernel taste inheritance in almond. options méditerr. 56, 129-134. voldrich, m., h. opatova, v. kyzling, and j. hrdlicka. 1989. determination of hydrogen cyanide and cyanogenic glycosides in fresh and preserved fruits. czech j. food sci. 7(4), 271-278. zagrobelny, m., s. bak, a.v. rasmussen, b. jørgensen, c.m. naumann, and b.l. møller. 2004. cyanogenic glucosides and plantinsect interactions. phytochemistry 65(3), 293-306. zagrobelny, m., s. bak, c.t. ekstrøm, c.e. olsen, and b.l. møller. 2007a. the cyanogenic glucoside composition of zygaena filipendulae (lepidoptera: zygaenidae) as effected by feeding on wild-type and transgenic lotus populations with variable cyanogenic glucoside profiles. insect biochem. mol. biol. 37(1), 10-18. zagrobelny, m., s. bak, c.e. olsen, and b.l. møller. 2007b. intimate roles for cyanogenic glucosides in the life cycle of zygaena filipendulae (lepidotera, zygaenidae). insect biochem. mol. biol. 37(11), 1189-1197 resumen abstract el objetivo de esta investigación fue evaluar el potencial de los caldos rizósfera y súper cuatro como biofertilizantes para la sostenibilidad del cultivo de cebolla de bulbo. los caldos se analizaron química y microbiológicamente y se aplicaron a materas, en concentración del 10% a los 20, 40 y 60 días del trasplante. el diseño experimental fue completamente al azar con cinco tratamientos y 30 repeticiones. las variables evaluadas fueron número y longitud de hojas y diámetro y peso del bulbo. el análisis químico mostró que cada caldo contiene una gran variedad de nutrimentos que son esenciales para la nutrición equilibrada de la planta. por su parte, el análisis microbiológico indicó que 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 agronomía colombiana 25-1-2007.pdf agron. colomb. 25(1), 2007 26 la citogenética molecular y su aplicación en el estudio de los genomas vegetales molecular cytogenetics in plant genome analysis juan carlos herrera 1 1 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., m.a. lysak e i. schubert. 2004. genomic in situ hybridization in plants with small genomes is feasible and elucidates the chromosomal parentage in interspecific arabidopsis hybrids. genome 47, 954-960. anamthawat-jonsson, k. 2001. molecular cytogenetics of introgressive hybridization in plants. meth. cell. sci. 23, 139-148. anamthawat-jonsson, k., t. schwarzacher y j.s. heslo-harrison. 1993. behavior of parental genomes in the hybrid hordeum vulgare and h. bulbosum. j. hered. 84, 78-82. andras, s.c., t.p.v. hartman, j. alexander, r. mcbride, j.a. marshall, j.b. power, e.c. cocking y m-r. davey. 2000. combined pi-dapi staining (cpd) reveals nor asymmetry and facilitates karyotyping of plant chromosomes. chrom. res. 8, 387-391. cabrera, a., a. martin y f. barro. 2002. in-situ comparative mapping (iscm) of glu-1 loci in triticum and hordeum. chrom. res. 10, 49-54. caspersson, t., l. zech, c. johansson y e.j. modest. 1970. identification of human chromosomes by dna-binding fluorescent agents. chromosoma 30, 215-227. cheng, z., c.r. buell, r.a. wing, r.a y j. jiang. 2002. resolution of fluorescence in-situ hybridization mapping on rice mitotic prometaphase chromosomes, meiotic pachytene chromosomes and extended dna fibers. chrom. res. 10, 379-387. comings, d.e. 1978. mechanisms of chromosome banding and implications for chromosome structure. annu. rev. genet. 12, 25-46. de jong, j.h., p.f. fransz y p. zabel. 1999. high resolution fish in plants techniques and applications. trends plant. sci. 4, 258-263. d’hont, a., a. paget-goy, j. escoute y f. carreel. 2000. the interspecific genome structure of cultivated banana, musa spp. revealed by genomic dna in situ hybridization. theor. appl. genet. 100, 177-183. gill, b.s. y b. friebe. 1998. plant cytogenetics at the dawn of the 21st century. curr. opin. plant biol. 1, 109-115. gonzales, g., v. confalonieri, c. comas, c.a. naranjo y l. poggio. 2004. gish genomic in situ hybridization reveals cryptic genetic differences between maize and its putative wild progenitor zea mays subsp. parviglumis. genome 47, 947-953. herrick, j. y a. bensimon. 1999. imaging of single dna molecule, applications to high-resolution genomic studies. chrom. res. 7, 409-423. heslop-harrison, j.s. y t. schwarzacher. 1996. genomic southern and in situ hybridization for plant genome analysis. capítulo 10. pp.163-179. en: methods of genome analysis in plants. jauhar, p.p. (ed). crc press, usa. hou, a. y e.b. peffley. 2000. recombinant chromosomes of advanced backcross plants between allium cepa l. and a. fistulosum l. revealed by in situ hybridization. theor. appl. genet. 100, 1190-1196. jackson, s.a., m.l.wang, h.m. goodman y j. jiang. 1998. application of fiber-fish in physical mapping of arabidopsis thaliana. genome 41, 566-572. jellen, e.n., b.s. gill y t.s. cox. 1994. genomic in situ hybridization differentiates between a/dand cgenome chromatin and detects intergenomic translocations in polyploid oat species (genus avena). genome 37, 613-618. jhon, h.l., m.l. birnstiel y k.w. jones. 1969. rna-dna hybrids at the cytological level. nature 223,912-913. ji, y., r. pertuzé y r.t. chetelat. 2004. genome differentiation by gish in interspecific and intergeneric hybrids of tomato and related nightshades. chrom. res. 12, 107-116. jiang, j. y b.s. gill. 1994. nonisotopic in situ hybridization and plant genome mapping, the first 10 years. genome 37, 717-725. jiang, j., b. gill, g.l. wang, p.c. ronald y d.c. ward. 1995. metaphase and interphase fluorescence in situ hybridization mapping of the rice genome with bacterial artificial chromosomes. proc. natl. acad. sci. usa 92, 4487-4491. jiang, j., sd.h. hulbert, b.s. gill y d.c. ward. 1996. interphase fluorescence in situ hybridization mapping, a physical mapping strategy for plant species with large and complex genomes. mol. gen. genet. 252, 497-502. jones, r.n. 2005. mcclintock’s controlling elements, the full story. cytogenet. genome res. 109, 90-103. kenton, a., a.s. parokonny, y.y. gleba y m.d. bennett. 1993. characterization of the nicotiana tabacum l. genome by molecular cytogenetics. mol. gen. genet. 240, 159-169. koo, d.h., p. plaha, y.p. lim, y. hur, y j.w. bang. 2004. a highresolution karyotype of brassica rapa ssp. pekinensis revealed by pachytene analysis and multicolor fluorescence in situ hybridization. theor. appl. genet. 109, 1346-1352. kubalàkovà, m., j. vràna, j. cihalikovà, m.a. lysàk y j. dolezel. 2001. localization of dna sequences on plant chromosomes using prins and c-prins. meth. cell. sci. 23, 71-82. langer, s., j. kraus, i. jentsch y m.r. speicher. 2004. multicolor chromosome painting in diagnostic and research applications. chrom. res. 12, 15-23. lashermes, p., m.c. combes, j. robert, p. trouslot, a. d’hont, f. anthony y a. charrier. 1999. molecular characterization and origin of the coffea arabica l. genome. mol. gen. gent. 261, 259-266. lavania, u.c. 2001. high resolution fish to delineate contiguous and small dna sequences. meth. cell sci. 23, 149-154. lichter, p. 1997. multicolor fishing, what’s the catch? trends genet. 13, 475-478. longley, a.e. 1927. supernumerary chromosomes in zea mays. j. agric. res. 35, 769-784. lysak, m., a. pecinka e i. schubert. 2003. recent progress in chromosome painting of arabidopsis and related species. chrom. res. 11, 195-204. martin, g.b., s.h. brommonschenkel, j. chunwongse, a. frary, m.w. ganal, r. spivey, t. wu, e.d. earle y s.d. tanksley. 1993. map-based cloning of a protein kinase gene conferring disease resistance in tomato. science 262, 1432-1436. moses, m.j. 1968. synaptinemal complex. annu. rev. genet. 2,363-412. mukai, y., y. nakahara y m. yamamoto. 1993. simultaneous discrimination of the three genomes in hexaploid wheat by multicolor fluorescence in situ hybridization using total genomic and highly repeated dna probes. genome 36,489-494. murata, m., j.s. heslop-harrison y f. motoyoshi. 1997. physical mapping of the 5s ribosomal rna genes in arabidopsis thaliana by multicolor fluorescence in situ hybridization with cosmid clones. plant j. 12, 31-37. pardue, m.l. y j.p. gall. 1969. molecular hybridization of radioactive dna to the dna of cytological preparations. proc. natl. acad. sci. usa., 64, 600-604. poggio, l., v. confalonieri, c. comas, g. gonzales y c.a. naranjo. 1999. genomic affinities of zea luxurians, z. diploperennis, and z. herrera: la citogenética molecular y su aplicación... 35 2007 perennis, meiotic behavior of their f1 hybrids and genomic in situ hybridization (gish). genome 42, 993-1000. puertas, m.j. y t. naranjo, t. (eds.) 2005. plant cytogenetics. karger, medical and scientific publishers, switzerland. 408 p. randolph, l.f. 1941. genetic characteristics of the b chromosomes in maize. genetics 26, 608-631. roman, h. 1947. mitotic non-disjunction in the case of interchanges involving the b-type chromosome in maize. genetics 32, 391-409. schrader, o., r. ahne, j. fuchs e i. schubert. 1997. karyotype analysis of helianthus annuus using giemsa banding and fluorescence in situ hybridization. chrom. res. 5, 451-456. schubert, i., p.f. fransz, j. fuchs y j.h. de jong. 2001. chromosome painting in plants. meth. cell. sci. 23, 57-69. schwarzacher, t. y p. heslop-harrison (eds.) 2000. practical in situ hybridization. bios, scientific publishers, uk. 203 p. schwarzacher, t., k. anamthawat-jónsson, g.e. harrison, a.k.m.r. islam, j.z. jia, i.p. king, a.r. leitch, t.e. miller, s.m. reader, w.j. rogers, m. shi y j.s. heslop-harrison. 1992. genomic in situ hybridization to identify alien chromosomes and chromosome segments in wheat. theor. appl. genet. 84, 778-786. schwarzacher, t., m.l. wang, a.r. leitch, n. miller, g. moore y j.s. heslop-harrison. 1997. flow cytometric analysis of the chromosomes and stability of a wheat cell culture line. theor. appl. genet. 94, 91-97. schweizer, d. 1980. fluorescent chromosome banding in plants: applications, mechanisms and implications for chromosome structure. pp.61-72. en: davies, d.r. y d.a. hopwood (eds.). proceedings of the 4 th john innes symposium: the plant genome. the john innes charity, john innes institute, london, uk. tang, s., j. zhuang, y. wen, s.a. ai, h. li y j. xu. 1997. identification of introgressed segments conferring disease resistance in a tetrageneric hybrid of titricum, secale, thinopyrum, and avena. genome 40, 99-103. tessadori, f., r. van driel y p. fransz. 2004. cytogenetcis as tool to study gene regulation. trends plant sci. 9, 147-153. tijo, j.h y a. levan. 1956. the chromosome number of man. hereditas 42, 1-6. valàrik, m., j. bartos, p. kovàrovà, mk. kubalàkovà, j.h. de jong y j. dolezel. 2004. high-resolution fish on super-stretched flowsorted plant chromosomes. plant j. 37, 940-950. van de rijke, f.m., r.j. florijn, h.j. tanke y k. raap. 2000. dna fiber-fish staining mechanism. j. histochem. cytochem. 48, 743-745. vosa, c.g. 1985. chromosome banding in plants. capítulo 3. pp. 202-217. en: sharma a.k. and a. sharma (eds.). advances in chromosome and cell genetics. oxford & ibh publishing co., london, uk. wanner, g., e. schroeder-reiter y h. formanek. 2005. 3d analysis of chromosome architecture, advantages and limitations with sm. cytogenet. genome res. 109, 70-78. wolters, a-m., l.m. trindade, e. jacobsen y r.g.f. visser. 1998. fluorescence in situ hybridization on extended dna fibres as a tool to analyze complex t-dna loci in potato. plant j. 13, 837-847. xu, m., j. song, z. cheng, j. jiang y s.s. korban. 2001. a bacterial artificial chromosome (bac) library of malus floribunda 821 and counting construction for positional cloning of the apple scab resistance gene vf. genome 44, 1104-1113. zhang, h., y r.a. wing. 1997. physical mapping of the rice genome with bacs. plant mol. biol. 35, 115-127. zhong, x.b., j. bodeau, p.f. fransz, v.m. williamson, a. van kammen, j.h. de jong y p. zabel. 1999. fish to meiotic pachytene chromosomes of tomato locates the root-knot nematode resistance gene mi-1 and the acid phosphatase gene aps-1 near the junction of euchromatin and pericentromeric heterochromatin of chromosome arms 6s and 6l, respectively. theor. appl. genet. 98, 365-370. zoller, j.f., y. yang, r.g. herrmann y u. hohmann. 2001. comparative genomic in situ hybridization (cgish) analysis on plant chromosomes revealed by labeled arabidopsis dna. chrom. res. 9, 357-375. introduction when you start in colombia third decade of economic liberalization, are compared in several regions differing expectations about what will be the decade 2010-2019 with respect to regional development, as colombia expresses one of the best emerging economies3 in latin america 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. 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 buk]) en dos zonas del altiplano de pasto. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto. 62 p. pérez, r. y j. alvarado. 2006. resultados de 10 experimentos de fertilización en papa (solanum tuberosum l.) en los estados mérida y táchira. 3er congreso venezolano de la ciencia del suelo. cedeco, mérida. 10 p. perrin, r. 1976. formulaciones de recomendaciones a partir de datos agronómicos: un manual metodológico de evolución económica. folleto de información nº 27. cimmyt, méxico. 54 p. programa agropecuario municipal de providencia. 2006. estudio metereológico y ambiental del sur occidente de nariño. 38 p. rodríguez, j. y c. rodríguez. 2005. evaluación de algunas propiedades físicas y rendimiento de papa criolla en dos lotes de recuperación mediante la utilización de zanjas de fertilización en mapachico. trabajo de grado. facultad de ciencias agrícolas, universidad de nariño, pasto. 92 p. román, m. y g. hurtado. 2002. cultivo de la papa. centro nacional de tecnología agropecuaria y forestal (centa), el salvador. 36 p. agronomia 26-2 -profe194).indd 346 06/10/2008 19:41:40 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 era de la globalización. en: sinergias para el desarrollo local: responsabilidad social y asociatividad. revista observatorio de políticas públicas, opera 5(5). gallicchio, e. 2004. el desarrollo económico local en américa latina. ¿estrategia económica o de construcción de capital social? programa de desarrollo local. claeh, uruguay. gallicchio, e. 2005. el desarrollo local: cómo combinar gobernabilidad, desarrollo económico y capital social en el territorio. cuadernos del claeh n.o 89. montevideo, uruguay. grijalva, a. y h. riveros. 2006. desarrollo de una metodología para establecer prioridades en casos de intervención orientada a promover productos con identidad territorial. validación en el caso de la provincia de cotopaxi, ecuador. ponencia presentada en el iii congreso internacional de la red sial, alimentación y territorios. universidad internacional de andalucía, baeza. iica. 2007. identidad territorial favorece ingreso a mercados agroalimentarios. iica conexión. boletín electrónico del iica, n.º 7. en: http://www.iica.int/prensa/iicaconexion/2007/n7/n72007.html#b18; consulta: septiembre de 2007. kotler, p. y g. armstrong. 2003. fundamentos de marketing. sexta edición. pearson educación, méxico. 680 p. leva, g. s.f. patrimonio industrial del riachuelo: aportes desde la economía urbana para su revitalización. ponencia presentada en el iv coloquio latinoamericano sobre rescate y preservación del patrimonio industrial. universidad nacional de quilmas, buenos aires. 2007 aranda y combariza: las marcas territoriales como alternativa para la diferenciación de productos rurales 376 agron. colomb. 25(2) 2007 leva, g. 2004. globalización, competitividad internacional y ciudad. lecturas de economía, gestión y ciudad. editorial universidad nacional de quilmas, buenos aires. pp. 1-40. moncayo, j. 2004. las políticas regionales en colombia. en: nuevos enfoques del desarrollo territorial: colombia en una nueva perspectiva latinoamericana. cepal-pnud. pp. 159-192. paz, s. 2004. planificación y gestión en contextos metropolitanos: aportes para una discusión abierta. hábitat metrópolis, buenos aires. paz, s., c. tkachuk y g. fernández. s.f la reestructuración de los espacios ribereños y su patrimonio arquitectónico. aportes desde el marketing urbano, hábitat metrópolis. universidad nacional de quilmas, buenos aires. requier-desjardins, d. 1999a. on some contributions on the def i n it ion a nd releva nce of socia l c apit a l. en : ht t p : // mapa ge.noos .f r/ rv d / soc c ap1.ht m # 3 ; con su lt a : mayo de 2007. requier-desjardins, d. 1999b. local productive systems in agri-food supply chains, product specificity and consumer’s behavior: a cognitive approach. ponencia presentada en el 67 seminario de la eaae: the socio-economics of origin labeled products in agri-food supply chains: spatial, institutional and coordination aspects. 28-30 de octubre de 1999. red internacional de metodología de investigación de sistemas de producción (rimisp). 2005. propuesta de proyecto desarrollo territorial rural a partir de servicios y productos con identidad. santiago de chile. soto, d. 2006. la identidad cultural y el desarrollo territorial rural, una aproximación desde colombia. rimisp. 33p. en: ww.rimisp.org/getdoc.php?docid=3744; consulta: diciembre de 2006 tkachuk, c. 2005. innovación y territorio como factores de entorno para la competitividad de las pymes. hacia nuevas estrategias de desarrollo local. en: http://hm.unq.edu.ar/archivos_hm/ ct_innovacion_territorio.pdf; consulta: abril de 2007. agrocol_vol27_3finalsinguias.pdf abstractresumen trabajos preliminares realizados en cultivos comerciales de rosa en la sabana de bogotá han permitido evidenciar la presencia de avispas del género praon parasitando áfidos. con el fin de explorar su potencial como controlador biológico, el presente estudio caracterizó la biología y el ciclo reproductivo de praon sp. en condiciones de laboratorio bajo seis temperaturas constantes: 15, 17, 20, 25, 28 y 30°c. áfidos parasitados fueron mantenidos en incubadoras a la temperatura deseada con 12 horas luz y 12 horas de oscuridad. diariamente se realizaron disecciones de los áfidos parasitados para determinar el estado de desarrollo del parasitoide, lo que hizo posible determinar la duración promedio en días de cada estado, desde huevo hasta adulto. a todas las temperaturas, excepto a 15°c, se observó un desarrollo completo de los diferentes estadios, para los cuales se ajustaron modelos de tasa de desarrollo en función de la temperatura. el estado de huevo presentó el mayor umbral de temperatura mínima requerida para completar su desarrollo. tanto hembras como machos son más longevos a temperaturas bajas. a temperaturas de 17 y 20°c se encontró mayor número de machos, mientras que a 25, 28 y 30°c se halló mayor número de hembras. previous research studies conducted in commercial rose crops in the bogota plateau have shown the presence of aphids parasitized by wasps of the genus praon. the present research studied the biology and reproductive cycle of praon sp. under laboratory conditions, at six constant temperatures (15, 17, 20, 25, 28 and 30°c). the parasitized aphids were kept in incubators at the selected temperatures, under a regime of alternate light and darkness 12 hour periods. they were periodically dissected to determine the development stage of the parasitoid, which allowed determining the average duration of all such stages, from egg to adult. at all temperatures, except for 15°c, the results showed complete development of all biological stages, for which a mathematical model of development rate as a function of temperature was fitted. the eggs were observed to need the highest minimum temperature threshold to complete their development. both males and females were observed to live longer at low temperatures. regarding sex effect, females were found to live longer than males at all temperatures. a larger number of males was observed at 17 and 20°c, while females were more numerous at 25, 28 and 30°c. key words: biological control, aphid, tomato, wasp.palabras clave: control biológico, áfido, tomate, avispa. fecha de recepción: 8 de abril de 2009. aceptado para publicación: 6 de noviembre de 2009 1 programa de biología aplicada, facultad de ciencias, universidad militar nueva granada, bogotá (colombia). 2 autor de correspondencia. ecologia@unimilitar.edu.co agronomía colombiana 27(3), 375-383, 2009 de control fue muy inferior al de avispas del género praon pos. occidentale que se presentaron de forma espontánea en los invernaderos donde se realizó el ensayo (torrado et al., 2001). en trabajos anteriores a dicho ensayo, lee et al. (1999) reportaron avispas del género praon atacando áfidos que se encontraban infestando árboles presentes en los alrededores de invernaderos comerciales. el objetivo de este estudio fue el de evaluar algunos parámetros básicos de la biología de p. pos. occidentale con el fin de generar herramientas que permitan contribuir en el conocimiento de los requerimientos biológicos básicos de la especie. protección de cultivos biología y ciclo reproductivo de praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae) parasitoide de macrosiphum euphorbiae (hemiptera:aphididae) biology and life cycle of praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae), a parasitoid of macrosiphum euphorbiae (hemiptera:aphididae) diana arias1, fernando cantor1, 2, josé ricardo cure1 y daniel rodríguez1 introducción macrosiphum euphorbiae es una plaga con numerosos hospederos, entre los que sobresalen varias especies de flores y hortalizas (eastop, 1983). para el control de m. euphorbiae y de otros insectos considerados plaga en cultivos de flores de la sabana de bogotá, investigadores del centro de investigaciones y asesorías agroindustriales (ciaa-ujtl) y de la universidad militar nueva granada (umng) realizaron liberaciones de enemigos naturales para evaluar el potencial regulador de organismos biológicos introducidos desde holanda. en dicho ensayo se evaluó la acción reguladora de aphidius ervi sobre m. euphorbiae, pero su porcentaje 376 agron. colomb. 27(3) 2009 en la literatura ya se ha reportado el potencial de avispas del género praon para regular poblaciones de áfidos en programas de control biológico (schlinger y hall, 1960; sigsgaard, 2000). los áfidos que han sido parasitados por praon presentan una coloración blanca. además, la pupa del parasitoide se desarrolla sobre un “pedestal” que lo separa de la base de la hoja y que lo diferencia de otros parasitoides de áfidos (malais y ravensberg, 1992). las avispas del género praon presentan tres estados larvales y su reproducción es biparental; de huevos sin fertilizar emergen machos, mientras que de huevos fertilizados emergen hembras (arrenotoquia). el macho del género praon es a menudo mucho más oscuro que la hembra (muesebeck, 1956). materiales y métodos establecimiento de la cría de praon pos. occidentale se utilizaron plantas de tomate (solanum lycopersicum var. rocío) de ocho semanas de edad colocadas en jaulas de madera de 80 × 90 × 60 cm para el establecimiento de m. euphorbiae como hospedero de praon sp. posteriormente las plantas infestadas fueron trasladadas a cámaras de parasitismo de las mismas dimensiones, en donde se liberaban 15 avispas de p. pos. occidentale obtenidas de cultivos semicomerciales de tomate y de rosa mantenidos bajo invernadero. cuando las hojas de tomate presentaban áfidos momificados de color blanco, se retiraban de la planta y se transferían a recipientes de plástico con 5 cm por cada lado y 12 cm de alto. estas cámaras tenían una ventana de aireación en la cara superior, la cual estaba sellada con malla metálica. en estos recipientes se introducía un foliolo de ocho semanas de edad con el pecíolo inmerso en un tubo plástico (“aquapin”con capacidad de 7 ml) que contenía solución acuosa con preservante (acido cítrico más sacarosa en una concertación de 5 g l-1). adicionalmente, la cámara tenía adherida dentro de una de sus paredes una tira de plástico amarillo impregnada de miel como fuente de carbohidratos para los parasitoides que emergían. en cada recipiente se ubicaron como máximo 100 áfidos por foliolo. así mismo, se liberaban 40 avispas que eran retiradas después de 24 h. ensayos preliminares a) se identificaron categorías de edad de áfidos adultos para identificar la edad más susceptible al parasitismo por praon sp. b) se determinó el tiempo en el cual p. pos. occidentale alcanza su madurez sexual. en este ensayo se utilizaron áfidos de edad adulta que fueron parasitados por avispas de 0-1, 1-2, 2-3 y 3-4 d de edad para comparar los diferentes porcentajes de parasitación. c) se reconocieron los diferentes estados biológicos de la avispa, desde huevo hasta adulto, por medio de la observación y disección de áfidos con diferentes tiempos de parasitación. las edades de los áfidos se determinaron de acuerdo con las características propuestas por berlandier (2005), mientras que la determinación de desarrollo sexual y sexo de los individuos de p. pos. occidentale se efectuó mediante el análisis de las características del ovipositor y la genitalia del macho, como se describen en schlinger y hall (1960) y marsh et al. (1987). estimación de parámetros de crecimiento de p. pos. occidentale en función de temperaturas para poder generar un modelo de tasas de desarrollo, es necesario evaluar el tiempo de desarrollo de los diferentes estados fenológicos en función de diferentes temperaturas, razón por la cual se emplearon temperaturas de 15, 17, 20, 25, 28 y 30°c en cámaras de cría. se emplearon estas temperaturas por estar dentro del rango en que el parasitoide habita naturalmente. previamente a la colocación de los parasitoides en estas cámaras, se realizó el proceso de parasitación en condiciones de laboratorio (22°c y hr de 55%). para la parasitación se utilizó un recipiente de plástico rectangular de 17 cm de largo por 11 cm de alto y 14 cm de ancho, en el cual se colocaron dos foliolos de ocho semanas. a cada foliolo se añadieron 150 áfidos de edad adulta y se expusieron a 15 avispas con 24 h de emergidas en una proporción de siete hembras y ocho machos. se adhirió dentro del recipiente una tira de plástico amarillo con solución azucarada. este procedimiento se realizó en cinco repeticiones. se introdujeron las avispas en recipientes, que a su vez fueron distribuidos en cámaras climatizadas, las cuales permanecían con un fotoperiodo de 12 h luz y 12 h de oscuridad. después de la emergencia de los parasitoides, se hizo el seguimiento de su longevidad en cada una de las temperaturas. parámetros evaluados a partir de los datos registrados, se cuantificaron las siguientes variables: a) tiempo de desarrollo de huevo, larva, pupa y adulto en cada temperatura a través de una variación de la metodología de individuos-día (carey, 1993); 3772009 arias, cantor, cure y rodríguez: biología y ciclo reproductivo de praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae)... b) tasa de desarrollo estimada como el inverso del tiempo promedio de desarrollo; c) tiempo de desarrollo fisiológico, obtenido a partir del modelo del tiempo fisiológico; d) temperatura mínima de desarrollo, estimada a partir del modelo del tiempo fisiológico (campbell y mackauer, 1975); e) sobrevivencia y longevidad de adultos, determinada a cada temperatura, y f ) proporción sexual definida como la proporción de hembras en la progenie (mackauer, 1983). análisis de datos se ajustaron dos modelos propuestos en la literatura para la predicción de las tasas de desarrollo en función de la temperatura. se utilizo el modelo lineal (gutiérrez, 1996) con el fin de obtener el umbral mínimo de temperatura y los grados día acumulados en cada estado de desarrollo, como se plantea en la ecuación (1). r = a + bt (1) donde r corresponde a la tasa de desarrollo, generalmente expresada en d-1 y t es la temperatura. los parámetros a y b deben estimarse mediante regresión lineal. el tiempo requerido para que un individuo alcance un determinado estado de desarrollo a una temperatura especificada se puede obtener al calcular el inverso de la tasa de desarrollo para dicha temperatura. el umbral mínimo de temperatura requerido para el desarrollo del individuo se puede obtener como –a/b (gutiérrez, 1996). el modelo propuesto por lactin et al. (1995) permitió obtener el umbral máximo de temperatura y la temperatura óptima de desarrollo para cada uno de los estados biológicos (ecuación 2). )*( )( ttmax tmaxt eetr (2) donde r(t) corresponde a la tasa de desarrollo en función de la temperatura, se interpreta como un valor q10 compuesto para un conjunto hipotético de enzimas que son relevantes en el desarrollo del insecto (logan et al., 1976), tmax representa el umbral máximo de temperatura, por encima del cual el individuo no puede regular los procesos biológicos por periodos de tiempo prolongados, y representa el rango de temperatura desde el óptimo termal hasta el umbral máximo de temperatura. el ajuste de los modelos fue valorado mediante la prueba f del análisis de varianza para el modelo general, las pruebas de t para la significancia de cada uno de los parámetros y el r2; para los diferentes análisis fue utilizado el lenguaje estadístico r versión 2.6.2. las comparaciones de longevidad se realizaron empleando análisis de varianza y pruebas de tukey. los datos de la proporción sexual fueron comparados mediante la prueba de kruskal-wallis (walpole y myers, 1992). resultados y discusión ensayos preliminares identificación de las categorías de edad de m. euphorbiae existen dos categorías de edad claramente reconocibles: los áfidos inmaduros (0-3 d de edad) en los cuales la longitud máxima de los cornículos apenas sobrepasa el extremo posterior de la cauda, y los áfidos adultos (4 d en adelante) cuyos cornículos sobrepasan la punta de la cauda (berlandier, 2005). tiempo a la madurez sexual en praon pos. occidentale al comparar los tratamientos (porcentajes de parasitismo) no se encontraron diferencias significativas (f(3,11) = 2,19, p = 0,145) en el número de huevos ovipositados entre el segundo a cuarto día de edad de la avispa. es por ello que para los experimentos posteriores se usaron avispas con edad máxima de 2 d después de emergidas. influencia de la temperatura en diferentes parámetros de crecimiento de una población de p. pos. occidentale tiempo y tasas de desarrollo la temperatura ejerce una influencia en la disminución de los tiempos de desarrollo de huevo (f(5,24) = 25,26; p = 7,84.10-9), larva (f(5,24) = 314,66; p = 4,70.10-21), pupa (f(5,24) = 65,58; p = 3,31.10-21) y adulto (f(5,24) = 345,36; p = 3,80.10-18) (fig. 1). además, no se alcanzó el desarrollo completo de las avispas a 15°c. estas llegaron, como máximo y apenas en algunas de las repeticiones, hasta el estado de pupa. en relación con las tasas de desarrollo, tanto el modelo lineal como el modelo de lactin permitieron obtener ajustes satisfactorios a los datos experimentales. en general se obtuvo un mayor coeficiente de determinación (r2) para el modelo de lactin, cuyos valores estuvieron entre 0,93 y 0,98, mientras para el modelo lineal los valores de r2 variaron entre 0,76 y 0,98. de acuerdo con los resultados de schlinger y hall (1960), el tiempo desarrollo de p. palitans oscila entre 10,5 a 14,0 d a 21,0°c, sobre therioaphis maculata, mientras 378 agron. colomb. 27(3) 2009 que en este experimento praon pos. occidentale requirió 20,26 d para completar su desarrollo a 20°c. en el trabajo de campbell y mackauer (1975) se reportan 26,71 d para la obtención de adultos de p. pequodorum a 14,8°c, a partir de áfidos acyrthosiphon pisum, mientras en el presente trabajo no se obtuvieron individuos a 15°c. según hafez (1961), existe generalmente una relación parabólica entre la tasa de desarrollo y la temperatura para varias especies de himenópteros parasitoides de áfidos. esa tendencia pudo ser observada en p. pos. occidentale, en donde la tasa de desarrollo aumenta progresivamente en 17, 20 y 25°c hasta alcanzar su máximo valor a 28°c, y en 30°c disminuye. parámetros del modelo lineal los parámetros estimados para el modelo lineal del estado adulto, que son el tiempo fisiológico y la temperatura mínima de desarrollo de huevo a adulto, se presentan en la tab. 1. los estados de pupa y adulto exhiben umbrales mínimos relativamente bajos (sin superar los 10°c), mientras que para los huevos y las larvas los umbrales son mayores (12°c aproximadamente). por tanto, el establecimiento del parasitoide en la sabana de bogotá podría dificultarse, pues si bien la temperatura media de la región es de aproximadamente 13°c, se presentan oscilaciones desde 3°c hasta 23°c, e incluso temperaturas inferiores a cero en caso de heladas, lo que afectaría negativamente a los estados de huevo y larva, que presentaron una alta mortalidad asociada a temperaturas inferiores a 12°c. en cuanto al requerimiento de unidades térmicas o grados día, se incrementa conforme mayor es el estado de desarrollo del insecto, como es de esperarse. esto puede figura 1. tiempos de desarrollo de diferentes estados biológicos de praon pos. occidentale a diferentes temperaturas constantes. las barras sobre las columnas indican error estándar, cuando no se evidencia es que este error es menor que la línea. 0 5 10 15 20 25 30 35 15ºc 17ºc 20ºc 25ºc 28ºc 30ºc ti em po d e de sa rr ol lo ( dí as ) huevo larva pupa adulto tabla 1. estimación del umbral mínimo de desarrollo y del tiempo fisiológico de diferentes estados biológicos de praon pos. occidentale. estado de desarrollo regresión lineal r2 umbral mínimo (°c) tiempo fisiológico (grados día) huevo -0,70381 + 0,0552x 0,844 12,75 18,116 larva -0,25341 + 0,02104x 0,769 12,04 47,528 pupa -0,03947 + 0,00662x 0,844 5,96 151,057 adulto -0,03640 + 0,00424x 0,984 8,58 235,849 3792009 arias, cantor, cure y rodríguez: biología y ciclo reproductivo de praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae)... 0 0,2 0,4 0,6 0,8 0 5 10 15 20 25 30 35 ta sa d e de sa rr ol lo ( 1/ dí as ) =0,2401 tmax=34,27 delta=4,1621 p<0,0001 r2=0,98 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 5 10 15 20 25 30 35 =0,2317 tmax=32,0837 delta=4,3144 p<0,0001 r2=0,95 ta sa d e de sa rr ol lo ( 1/ dí as ) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 5 10 15 20 25 30 35 =0,1536 tmax=35,78 delta=6,4985 p<0,0001 r2=0,97 ta sa d e de sa rr ol lo ( 1/ dí as ) 1,0 temperatura °c temperatura °c 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 5 10 15 20 25 30 35 =0,1738 tmax=33,4813 delta=5,7490 p<0,0001 r2=0,995 ta sa d e de sa rr ol lo ( 1/ dí as ) verse también en la pendiente del modelo lineal, que se reduce a medida que avanzan los estados de desarrollo, indicando menores tasas y por lo tanto mayores tiempos de desarrollo (fig. 2). por otro lado, en el experimento de sigsgaard (2000), el tiempo fisiológico de huevo a adulto de p. volucre fue de 276,00 grados día, mientras que en este trabajo fue de 235,85 grados día para adultos de p. pos. occidentale. aunque no hay una diferencia marcada entre estos dos valores, se podría explicar posiblemente por la biología diferente de ambos parasitoides, que hace posible que sus requerimientos térmicos sean distintos. al comparar la temperatura mínima hallada en este trabajo con el obtenido por campbell y mackauer (1975), que fue de 6,9°c, hay una diferencia de 2°c aproximadamente, lo que se explica por las diferencias que existen en los requerimientos de temperatura entre las distintas especies de áfidos y sus parasitoides, como entre las poblaciones de algunas especies de diferentes áreas geográficas (campbell et al., 1974). en cuanto al requerimiento térmico, campbell y mackauer (1975) reportan 199,60 grados día para llegar a adulto de p. pequodorum, mientras en este trabajo se estiman 235,85 grados día para alcanzar el estado adulto de p. pos. occidentale. parámetros del modelo de lactin los valores de los tres parámetros estimados para el modelo de lactin et al. (1995) se muestran en la tab. 2. los valores de son un indicativo de la sensibilidad en términos de desarrollo en respuesta a cambios de temperatura. el mayor valor de se presenta para los estado de huevo y larva, indicando que estos muestran una mayor respuesta a b c d figura 2. estimación de las tasas de desarrollo de diferentes estados biológicos de praon pos. occidentale a diferentes temperaturas (°c) con el modelo lineal. a, huevos [r2 =0,98; p > f = 0,0001]; b, larvas [r2 = 0,95; p > f = 0,0001]; c, pupas [r2 = 0,97; p >f = 0,0001] y d, adultos [r2 = 0,995; p > f = 0,0001]. tabla 2. parámetros estimados para el modelo de lactin et al. (1995). estado se tmax se se p > f r2 huevo 0,240 0,0096 34,270 0 4,162 0,165 <0,0001 0,981 larva 0,232 0,0322 32,084 0,744 4,314 0,597 <0,0001 0,950 pupa 0,154 8,66 10-03 35,780 0 6,498 0,338 <0,0001 0,978 adulto 0,174 8,81 10-02 33,481 0,494 5,749 0,290 <0,0001 0,995 380 agron. colomb. 27(3) 2009 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 =0,2401 tmax=34,27 delta=4,1621 p<0,0001 r2=0,98 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 5 10 15 20 25 30 35 =0,2317 tmax=32,0837 delta=4,3144 p<0,0001 r2=0,95 ta sa de de sa rr ol lo (1 /d ía s) ta sa de de sa rr ol lo (1 /d ía s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 5 10 15 20 25 30 35 ta sa de de sa rr ol lo (1 /d ía s) =0,1536 tmax=35,78 delta=6,4985 p<0,0001 r2=0,97 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 5 10 15 20 25 30 35 ta sa de de sa rr ol lo (1 /d ía s) =0,1536 tmax=35,78 delta=6,4985 p<0,0001 r2=0,97 temperatura °c temperatura °c en términos de tasa de desarrollo, al incrementarse la temperatura. por el contrario, el parámetro disminuye notablemente para los estados de pupa y adulto, por lo que se puede considerar que su desarrollo es afectado en menor medida por los cambios de temperatura, en el intervalo creciente de la curva. los máximos termales oscilan entre 32 y 35°c para los diferentes estados de desarrollo (fig. 3). si se tiene en cuenta que en las condiciones de la sabana de bogotá las temperaturas en los invernaderos pueden fácilmente superar los 35°c, es factible que las poblaciones del parasitoide presenten mortalidad significativa en los diferentes estados de desarrollo, lo que compromete su función como controlador eficiente de los áfidos. finalmente, al efectuar la resta entre los parámetros tmáx – t, se obtiene una aproximación de la temperatura óptima para el desarrollo de los diferentes estados. dicho óptimo oscila entre 30,1°c para los huevos y 27,7°c para los adultos. puesto que en la sabana de bogotá estas temperaturas solo se alcanzan durante ciertos momentos del día dentro de un invernadero y nunca a libre exposición, se puede suponer que para los diferentes estados de desarrollo del parasitoide las tasas estarán casi siempre por debajo del óptimo, en la fase creciente de la curva. sin embargo, las amplias diferencias que se presentan entre los momentos más cálidos del día y los momentos más fríos de la noche pueden exponer al parasitoide a temperaturas bajas que pueden afectar negativamente el desarrollo y causar mortalidad en la población. aunque la temperatura que permite obtener máximas tasas de desarrollo está entre 27,7°c y 30,1°c, no necesariamente es esta la temperatura óptima para el establecimiento y crecimiento de las poblaciones del parasitoide, pues tales temperaturas pueden afectar negativamente otros procesos, como la fecundidad, la sobrevivencia de las hembras y la proporción sexual (gutiérrez, 1996). longevidad en la fig. 4 se observa que la longevidad promedio tanto de hembras como de machos disminuye con el aumento de la temperatura. al realizar el análisis estadístico se encuena b c d figura 3. estimación de las tasas de desarrollo de diferentes estados biológicos de praon pos. occidentale a diferentes temperaturas (°c) con el modelo de lactin et al. (1995). a, huevos [r2 = 0,981, p > f = 0,0001]; b, larvas [r2 = 0,950, p > f = 0,0001]; c, pupas [r2 = 0,978, p > f = 0,0001]; d, adultos [r2 = 0,995, p > f = 0,0001]. 3812009 arias, cantor, cure y rodríguez: biología y ciclo reproductivo de praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae)... tra que la longevidad no difiere significativamente entre los dos sexos (f(4,4) = 2,65; p = 0,1838). por el contrario, la longevidad difiere de forma estadísticamente significativa por efecto de la temperatura (f(4,8) = 6,17; p = 0,0144). figura 4. longevidad promedio de hembras y machos adultos de praon pos. occidentale a diferentes temperaturas constantes. las barras sobre las columnas indican error estándar, cuando no se evidencia es que este error es menor que la línea. de acuerdo con el análisis de la fig. 4, se puede interpretar que en condiciones frías tanto machos como hembras son más longevos que bajo temperaturas más altas, y que similar a lo que se presenta en el trabajo de nealis y fraser (1988) con la avispa apanteles fumiferanae, la longevidad de las hembras es mayor que la de los machos en todas las temperaturas evaluadas. sin embargo, esto no sucede siempre. tal es el caso de aphidius megourae, en el que las hembras fueron más susceptibles que los machos cuando se evaluaron bajas temperaturas (hofsvang y hagvar, 1975). sobrevivencia en la fig. 5 se encuentra que en la temperatura de 17°c se obtuvo una sobrevivencia superior a 0,8 hasta los 7 d, seguida por la sobrevivencia a 20°c, que cae a 0,5 a partir del día 5. a temperaturas superiores (25, 28 y 30°c) la sobrevivencia disminuye notablemente, siendo menor a un día en 30°c. por tanto, la longevidad de las hembras es inversamente proporcional a la temperatura. este fenómeno ya ha sido reportado en otras oportunidades por varios autores (hofsvang y hagvar, 1975; jervis y copland, 1996). número de machos y hembras al analizar la fig. 6 se observa que no hay diferencias significativas entre el número de hembras emergidas en cada temperatura, aunque se presenta una mayor emergencia de machos en las temperaturas bajas. estas observaciones fueron soportadas por la prueba de kruskal-wallis (p > x2 = 0,484) para hembras y (p > x2 = 0,0313) para machos. en la fig. 6 se puede observar que en las temperaturas 17 y 20°c hay un mayor número de machos, mientras que en las temperaturas 25, 28 y 30°c hay un mayor número de hembras. estos resultados coinciden con los resultados obtenidos por sigsgaard (2000), quien registra que cuando se incrementa la temperatura de 16 a 25oc se obtiene un mayor número de hembras de p. volucre. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 17 20 25 28 30 hembras machos temperaturas (ºc) lo ng ev id ad (d ía s) figura 5. curvas de sobrevivencia de hembras adultas de praon pos. occidentale en función de diferentes temperaturas constantes. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 edad (d) s ob re vi ve nc ia 17ºc 20ºc 25ºc 28ºc 30ºc 382 agron. colomb. 27(3) 2009 figura 6. efecto de la temperatura en el número de machos y hembras de praon pos. occidentale. consideraciones generales aunque se estimó el tiempo fisiológico del parasitoide y la temperatura mínima de desarrollo para conocer aspectos básicos de la biología de la avispa, es necesario tener en cuenta los requerimientos térmicos del hospedero, porque influirán en el éxito del control biológico realizado por p. pos. occidentale. de acuerdo con la bibliografía consultada, se ha encontrado que los requerimientos de temperatura de los parasitoides asociados con áfidos difieren de una manera similar, pero por regla general tienen requerimientos de temperatura más altos que sus hospederos (campbell y mackauer, 1975). esta afirmación influye en que el parasitoide tenga un tiempo largo de desarrollo y sus generaciones requieran más tiempo que las generaciones del hospedero (gilbert et al., 1976). sin embargo, según bernal y gonzález (1993), es necesario tener presente que los parasitoides no deben tener umbrales mucho más altos que sus hospederos porque aparecerán cuando los hospederos sean muy abundantes y hayan alcanzado probablemente niveles de daño. conclusiones el análisis de las tasas de desarrollo indica que entre 17 y 30°c se alcanza un desarrollo normal de las avispas del género praon. si se quiere tener una cría de producción continua de p. pos. occidentale, es necesario considerar temperaturas entre 25 y 30°c, que permiten una mayor tasa de desarrollo y, por tanto, mayor número de ciclos de la avispa en un tiempo determinado. el amplio rango de variación de temperatura en los invernaderos podría afectar negativamente a las poblaciones de praon sp. y, por consiguiente, limitar su potencial de control. con el fin de ofrecer una alternativa efectiva y segura para el control biológico de áfidos con el uso de parasitoides, se sugiere considerar en futuras investigaciones: a) el desarrollo de un método masivo que suministre constantemente avispas del género praon en la región de la sabana de bogotá; b) trabajos que permitan conocer la capacidad reproductiva de la avispa; c) hacer liberaciones en campo para conocer la dispersión y migración del parasitoide; d) la posibilidad de complementar la acción de praon sp. con otros parasitoides y e) identificación de la especie. agradecimientos a la universidad militar nueva granada, a asocolflores, por la financiación y el apoyo en este proyecto. al centro de investigaciones y asesorías agroindustriales (ciaa) por el préstamo de sus instalaciones y sus servicios durante el tiempo de investigación. literatura citada berlandier, f. 2005. identifiyng and managing aphids in potatoes. en: department of agriculture and food, government of australia, http://www.agric.wa.gov.au/pc_92871.html?s=1001; consulta: noviembre de 2009. bernal, j. y d. gonzález. 1993. temperature requirements of four parasites of the russian wheat aphid diuraphis noxia. entomol. exp. appl. 69, 173-182. campbell, a., b.d. frazer, n. gilbert, a.p. gutiérrez y m. mackauer. 1974. temperature requirements of some aphids and their parasites. j. appl. ecol. 11, 431438. campbell, a. y m. mackauer. 1975. thermal constants for development of the pea aphid (homoptera:aphididae) and some of its parasites. can. entomol. 107, 419-423. carey, j.r. 1993. applied demography for biologists, with special emphasis on insects. oxford university press, new york, ny. eastop, v.f. 1983. the biology of the principal aphid virus vectors. pp. 115-132. en: plumb, r.t. y j.m. thresh (eds.). plant virus epidemiology. blackwell scientific publications, oxford, uk. gilbert, n., a.p. gutiérrez, b.d. frazer y r.e. jones. 1976. ecological relationships. w.h. freeman & co., san francisco, ca. gutiérrez, a.p. 1996. applied population ecology: a supply-demand approach. john wiley and sons, new york, ny. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 17 20 25 28 30 temperatura (ºc) hembras machos n o. d e in di vi du os 3832009 arias, cantor, cure y rodríguez: biología y ciclo reproductivo de praon pos. occidentale (hymenoptera: braconidae)... hafez, m. 1961. seasonal fluctuations of population density of the cabbage aphid, brevicoryne brassicae (l.), in the netherlands, and the role of its parasite, aphidius (diaretiella) rapae (curtis). tijdschr. plziekt. 67, 445-548. hofsvang, t. y e. hagvar. 1975. duration of development and longevity in aphidius ervi and aphidius platensis (hymenoptera: aphidiidae) two parasites of myzus persicae (homoptera: aphididae). entomophaga 20(1), 11-22. jervis, m.a. y m.j.w. copland. 1996. the life cycle. pp. 63-160. en: jervis, m.a. y n.a.c. kidd (eds.). 1996. insect natural enemies practical approaches to their study and evaluation. chapman and hall, oxford, uk. lactin, d.j., n.j. holliday, d.l. johnson y r. craigen. 1995. improved rate model of temperature-dependent development by arthropods. environ. entomol. 24, 68-75. lee, r., j.r. cure y m. pérez. 1999. tan cercas y tan vivas. asocolflores 56, 4-12. logan, j.a., d.j. wollkind, s.c. hoyt y l.k. tanigoshi. 1976. an analytical model for description of temperature dependent rate phenomena in arthropods. environ. entomol. 5, 1133-1140. mackauer, m. 1983. quantitative assessment of aphidius smithi (hymenoptera: aphidiidae): fecundity, intrinsic rate of increase, and functional response. can. entomol. 115, 399-415. malais, m. y w.j. ravensberg. 1992. knowing and recognizing. the biology of glasshouse pests and their natural enemies. koppert biological systems, berkel en rodenrijs, the netherlands. marsh, p.m., s.r. shaw y r. wharton. 1987. an identification manual for the north-american genera of the genera of the family braconidae (hymenoptera). pp. 103-109. memoirs of the entomological society of washington. no. 13. the entomological society of washington, washington dc. muesebeck, c. 1956. two new parasites of the yellow clover aphid and the spotted alfalfa aphid. bull. 51. brooklyn entomol. soc. pp. 25-28. nealis, v.g. y s. fraser. 1988. rate of development, reproduction, and massrearing of apanteles fumiferanae (hymenoptera. braconidae) under controlled conditions. can. entomol. 120(3), 197-204. schlinger, e.i. y j.c. hall. 1960. biological note on pacific coast aphid parasites and lists of california parasites (aphidiinae) and their aphid hosts (hymenoptera: braconidae). ann. entomol. soc. amer. 53, 404-415. sigsgaard, l. 2000. the temperature-dependent duration of development and parasitism of three cereal aphid parasitoids, aphidius ervi, a. rhopalosiphi and praon volucre. entomol. exp. appl. 95(2), 173-184. torrado, e., m. pérez, j.r. cure, m. garcía y c. echeverri. 2001. evaluación de sistemas de control biológico utilizados comercialmente en europa, para el control de plagas de rosa bajo invernadero en la sabana de bogotá. asocolflores 61, 37-47. walpole, r.e. y r.h. myers. 1992. probabilidad y estadística. 4a ed. mcgraw-hill, méxico df. agronomía 21-3 final corregido.indd colémbolos asociados con cultivos de pastos en tres zonas de vida de holdridge en antioquia (colombia)* springtails associated with grass crops in three holdridge life zones located in the antioquia department (colombia)* claudia marcela ospina s.1; 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. estadísticas contexto carne. inventario bovino mundial: 1996 a 2003. en: http://www.fedegan.org. co/todo_esta.html. christiansen, k.a. y p.f. bellinger. 1980a. part 1. families poduridae and hypogastruridae. en: the collembola of north america, north of the rio grande. grinnell college, iowa, pp. 1-386. christiansen, k.a. y p.f. bellinger. 1980b. part 2. families onychiuridae and isotomidae. en: the collembola of north america, north of the rio grande. grinnell college, iowa, pp. 387-784. christiansen, k.a. y p.f. bellinger. 1980c. part 3. family entomobryidae. en: the collembola of north america, north of the rio grande. grinnell college, iowa, pp. 785-1042. christiansen, k.a. y p.f. bellinger. 1981. part 4. families neelidae and sminthuridae. en: the collembola of north america, north of the rio grande. grinnell college, iowa. pp. 1043-1322. espinal, l. 1992. geográfica ecológica de antioquia: zonas de vida. universidad nacional de colombia, sede medellín. 146 p. greenslade, p. 1991. collembola (springtails). the insects of australia: a textbook for students research workers. 2nd ed. division of entomology, commonwealth scientific and industrial research organization. cornell university press, ithaca, nueva york, volume ii, chap 11. pp. 252-264. jackson, g. 1984. bases ecológicas para el cultivo de pastos. apéndice a: introducción al cultivo de los pastos tropicales. méxico. ed. limusa. pp. 133-136. janssens, f. 2003. checklist of the collembola: families. department of biology, university of antwerp (ruca), antwerp, belgium. en: http://www.collembola.org/taxa/ collembo.htm. mari mutt, j.a. 1987. collembola from two localities near buenaventura, colombia. journal of the kansas entomological society 60(3), 364-379. mcilroy, r.j. 1984. introducción al cultivo de los pastos tropicales. méxico. ed limusa. 160 p. agronomía colombiana 138 vol. 21 · no. 3 palacios-vargas, j.g. 1990. diagnosis y clave para determinar las familias de los collembola de la región neotropical. manuales y guías para el estudio de microartrópodos, vol. i. pp. 1-15. palacios-vargas, j.g. 1992. guide to the sprintails of panamá and costa rica (collembola). en: quintero, d. y a. aiello (eds.). insects of panamá and mesoamérica. selected studies. oxford university press, londres, 652 p. palacios-vargas, j.g. y a. gómez. 1993. collembola de chamela, méxico. folia entomologica mexicana 78, 1-33. palacios-vargas, j.g.; g. castaño y b.e. mejía. 2000. capítulo 12. iii grupos de hexapoda. collembola. pp.249-273. en: llorente, j. e.; e. gonzález y n. papavero (eds.). biodiversidad, taxonomía y biogeografía de artrópodos de méxico: hacia una síntesis de su conocimiento. volumen ii. méxico df. 676 p. vásquez, m. y j.g. palacios. 1990. nuevos registros y aspectos biogeográficos de los colémbolos de la sierra de la laguna, b.c.s., méxico. folia entomológica mexicana 78, 5-22. anexo 1 clave para familias de collembola de antioquia 1 cuerpo alargado, nunca globoso; segmentos del tórax y 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 resumen abstract de las 30 variedades de papa cultivadas en colombia tan solo 10 poseen importancia comercial. entre otros factores, este número es limitado por la acción de hormonas endógenas que aceleran diferentes fases del proceso de tuberización, especialmente en las especies más precoces. en este trabajo fueron recolectadas muestras de tubérculos de diferentes especies de papa (solanum tuberosum l. var. ica-única y tuquerreña, y solanum phureja juz. et buk. var. yema de huevo), en 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. (ed.). plant hormones biosynthesis, signal transduction, action! kluwer academic publ., dordrecht. sergeeva l.i., s.m. de bruy’n, k. eam-gronsveld, o. navratil, y d. vreugdenhil. 2000. tuber morphology and starch accumulation are independent phenomena: evidence from ipi-transgenic potato lines. physiol. plant. 108, 435-443. suttle j.c. 1996. dormancy in tuberous organs: problems and perspectives. pp. 133-143. en: g.a. lang (ed.). plant dormancy: physiology, biochemistry and molecular biology, cab international, wallingford. suttle, j.c. 1998. postharvest changes in endogenous cytokinins and cytokinin efficacy in potato tubers in relation to bud endodormancy. physiol. plant. 103, 59-69. suttle, j.c. 2001. dormancy related changes in cytokinin efficacy and metabolism in potato tubers during postharvest storage. j. plant growth regul. 35, 199-206. suttle, j.c. y g.m. banowez. 2000. changes in cis-zeatin and ciszeatin riboside levels and biological activity during potato tuber dormancy. physiol. plant. 109, 68-74. suttle, j.c. y j.f. hulstrand. 1994. role the endogenous abscisic acid in potato microtuber dormancy. plant physiol. 105, 891-896. sweetser, p.b. y a. vatvars. 1975. high-performance liquid chromatographic analysis of abscisic acid in plant extracts. ann. biochem. 71, 68-78. xu, x., a. van lammeren, e. vermeer y d. vreugdenhil. 1998. the role of gibberellin, abscisic acid, and sucrose in the regulation of potato tuber formation in vitro. plant physiol. 117, 575-584. 2008 ortiz y flórez: comparación cuantitativa de ácido abscísico y citoquininas... received for publication: 4 july, 2010. accepted for publication: 13 november, 2010. 1 department of agronomy, faculty of agronomy, universidad nacional de colombia. bogotá (colombia). 2 poverty reduction local project at copan (honduras), united nations development programme & finland foreign affairs ministry. 3 corresponding author: arivasg@unal.edu.co agronomía colombiana 28(3), 559-566, 2010 the municipal territorial management and multi-functionality: analysis of a bilateral international project in copan (honduras) la gestión municipal territorial y la multifuncionalidad: análisis de un proyecto de cooperación bilateral en copán (honduras) álvaro rivas1,3 and pablo enrique avendaño2 abstract resumen the approach of rural territorial development is defined as a process of productive and institutional transformation in a determined rural space, whose aim is to reduce rural poverty. the productive transformation seeks to competitively and viably articulate the economy from the territory to dynamic markets. institutional development aims to stimulate and facilitate the interaction and agreement of the local players and external agents, as well as to increase opportunities for the poor population to participate in and benefit from the process. a multifunctional approach of rural development would not merely have functions to improve primary production, but broader functions that guarantee nutritional quality and safety, environmental protection and preservation of biodiversity; additionally, contributing to social and economic cohesion of rural settings, and the conservation of the landscape. the results obtained by the project ‘self-managed local development for poverty reduction in northern copan, national competitiveness plan (ncp)’, were: 1) municipal environmental planning; 2) reactivation of the local economy from a trust fund with environmental focus; 3) participation and empowerment of local organizations and civilian society and their contribution to local government; 4) institutional strengthening of municipal government. el enfoque de desarrollo territorial rural se define 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 con mercados dinámicos. el desarrollo institucional se propone estimular y facilitar la interacción y concertación de los actores locales con agentes externos, así como incrementar oportunidades para que la población pobre participe y se beneficie del proceso. un enfoque multifuncional del desarrollo rural no tiene únicamente la función de mejorar la producción primaria; debe garantizar la seguridad y calidad alimentarias, la protección ambiental y la conservación de la biodiversidad, contribuyendo a la cohesión social y económica del espacio rural y a la preservación del paisaje. los resultados obtenidos por el proyecto‘desarrollo local auto-gestionado para la reducción de la pobreza en el norte de copán’ (pnc) fueron: 1) planificación municipal ambiental; 2) reactivación de la economía local a partir de un fondo en fideicomiso con enfoque ambiental; 3) participación y empoderamiento de organizaciones locales y sociedad civil y su aporte a la gobernabilidad local; 4) fortalecimiento institucional de alcaldías. key words: municipal planning, environmental management, municipal development policies, financial and tributary management system, citizen participation. palabras clave: planificación municipal, manejo ambiental, políticas municipales de desarrollo, sistema de administración financiero y tributario, participación ciudadana. introduction honduras is considered one of the poorest nations in latin america with a human development index (hdi) of 0.660 in 2001. it is estimated that 64% of the homes live under poverty conditions and 36% of the children are malnourished. poverty is greater in rural areas: 79.6% of the homes in 1991 and 68.9% in 2006. the mortality rate for children under five years of age is of 44 children for every thousand live births during the 1996-2000 period (undp, 2007-2008). about 90% of the municipalities do not have adequate supply of drinking water and sanitation. the rural area does not have adequate control and monitoring systems for water quality, given the lack of treatment plants (undp, 2007-2008). 560 agron. colomb. 28(3) 2010 and civilian society institutions that serve as the backbone and articulate the system’s functions, operating within a given legal framework (ramos and romero, 1993). the rural setting is constituted by several regions with different agricultural activities, smalland mid-sized industries, trade, services, recreation, tourism, mineral extraction, mining, where there are population settlements called villages, townships, small cities, natural park zones, zones of agricultural or fishing production (carpio, 2001). according to hamblin (2009), since 2006 over 50% of the world population is urban, evidencing a tendency for abandoning rural areas. in honduras, the greatest part of the population is concentrated in rural areas with nearly 60% excluded from processes of urban planning. rural settings will comprise a broad series of land uses, ranging from non-food use agricultural production to environmental maintenance. on the other hand, regional specialization is highlighted in terms of the existence of competitive advantages, and there is increased dependency on agricultural activity by industrial and distribution companies (pérez, 2001). rural development policies in latin america, state development planners and decision makers perceive the rural area merely with utilitarian purposes of agricultural productivity. in the last 25 years, and with the aid of international financial organizations, rural development was identified solely with export production projects to join global market cycles and transfer technology appertaining to the green revolution (high mechanization, high input, high production seeds, and high capital investment); ignoring the socio-cultural and environmental variables of the rural communities (chonchol, 1996; guzmán et al., 2000; rist, 2004). in some societies like australia, agriculture represents 3% of the gdp and adding the agricultural food industry with 5%, it hardly reaches a total of 8%. these are relatively low figures of what the rural area represents in this nation’s economy (hamblin, 2009). “urbanization in latin america has been induced by a development model that privileged urbanization and industrialization as synonyms of progress and development of modernity. associating the rural setting with pre-modern schemes lagging in development, long-term visions were imposed in which latin american societies were conceived as urban and modern societies and to acin 2000, in the united nations, 147 heads of state subscribed the millennium declaration, committing to addressing themes related with peace, security, development, environmental issues, human rights, and good government. these commitments were consigned in the eight millennium development goals (emd) and also denominated as the millennium goals. the honduran state policy to comply with the millennium goals is denominated ‘strategy for poverty reduction’ (spr), which establishes short and mid-term operational and institutional mechanisms that lead to accomplishing better development of the nation (undp, 2007-2008). the project: self-managed local development for reduction of poverty in the north of copán (ncp), contributes to the search for solutions to the problems mentioned, funded by finland’s ministry of foreign affairs, managed by the united nations development program (undp), and as a national counterpart by the ministry of governance and justice of the republic of honduras. the intervention area comprises ten municipalities of north copan with a mean hdi of 0.55. the main economic activity in the region is related to agricultural and forestry exploitation with 60.1%, followed by sales of communal services with 13.6%, and a third sector of business activities with 12.7% (undp, 2007-2008). the project was aimed at achieving social and economic rehabilitation in the chorti community, aiding in strengthening technical and administrative skills of local governments and civilian organizations (ngos, citizen transparency commissions (ctc), community organizations, farmers associations, micro-entrepreneurs) (malta, 2003; bedoya, 2002). this article seeks to: 1) present the main goals reached in municipal management; 2) highlight the importance of local organization participation for local governance; 3) reveal the impact of poverty reduction and the scope of the millennium goals. conflict and cooperation between rural and urban spaces the rural environment is a socioeconomic entity within a geographic setting with four basic components: 1) the territory that operates as a source of natural resources and raw materials, waste receptor, and support for economic activities. 2) the population that based on a certain cultural model, practices very diverse activities of production, consumption, and social relationships, creating a complex socioeconomic framework. 3) the settlements that are related amongst themselves and with the outside via personal exchange, merchandize and information, through relationship channels. 4) a set of public, private, 5612010 rivas and avendaño: the municipal territorial management and multi-functionality: analysis of a bilateral international project in copan (honduras) complish such, processes were generated and population behaviors of economic and social order were induced” (piñeiro, 2001). models of import substitution and industrialization were two decisive factors to consolidate exclusionary policies of the rural areas. in the last thirty years in honduras and much of the latin american and caribbean countries, the application of neoliberal policies became characteristic, eliminating state institutions that supported the rural infrastructure (funding, technical assistance, marketing, access to land, etc.) with the abstract approach that macroeconomic growth and the invisible effect of the market would extend its benefits to the social setting. the rural panorama has been dominated by the failure of the development model based on substitution of imports (hinkelammert, 2002, 2005; pino, 1992). increased urban populations propitiate greater demand for food resources, water resources, space reduction, and social problems, which suggests addressing the rural area planning from new alternative visions of rural development and not solely concentrating it on production and productivity for agriculture and cattle ranching. within this context the rural setting gains vital importance in interrelating the rural setting with the urban, incorporating interdependent processes for the rural setting to provide multiple functions: food, fibers, environmental services (water, air, biodiversity, and recreation), and recreation activities. multi-functionality as a rural development alternative in honduras of rural areas are characterized by the great diversity and heterogeneity of its ecosystems, as well as the cultural, social, and political diversity: 1) abundant labor force, especially women and youngsters who must integrate local and regional processes of agricultural economy; 2) assessment of local autochthonous traditional knowledge as the basis for the construction of a new technological paradigm; 3) unique conditions of tropical agriculture until now unknown; 4) the suggestive opportunities offered by environmental wealth and the services derived therein; 5) necessities for generating a distributive and inclusive economy (echeverry, 2002). the multi-functionality of agriculture was defined from the recognition of different activities from food and fiber production and stands out for involving other functions within the framework of conservation of natural resources, landscape, and the contribution to the socio-economic viability of the rural areas. the use of the concept can be transversal to the social and political processes (renting et al., 2009) and its main characteristic is its multidisciplinary approach, receiving information from landscape planning, social sciences, agricultural, natural, and macro-economic forces and active involvement from different local players, decision makers, development institutions, along with training and research. the concept of multi-functionality supposes a new paradigm for public intervention, based on correcting market failures, on providing public goods, which are positive external factors, generated by agriculture through joint production processes (atance et al., 2001). materials and methods description of the area the ncp was executed during the 2003-2007 period in 10 municipalities of the department of copán, with a total population of 161,052 inhabitants. it was undertaken in the following municipalities: copán ruinas, cabañas, san antonio, santa rita, el paraíso, la jigua, san jerónimo, san nicolás, florida, and nueva arcadia, all of which have a territorial extension of 1,849 km2. the general ncp objective was to contribute to improving the human development index to lessen poverty, and its three specific objectives were: 1) to improve the capacity of municipal management in technical and administrative aspects of the ten municipal governments and community organizations. 2) to strengthen the culture for citizen participation in auditing processes in municipal governments. 3) to reactivate multifunctional local economic development with units (farms, micro-enterprises providing goods and services). 4) to environmentally protect the sub-basins and micro-basins with participation from local communities. with a budget of usd$4,532,418 legalized through a financing agreement between the government of finland and honduras, distributed thus: 29% for production; 28% for management capacity; 19% for operating costs, 15% for management of micro-basins, and 9% for training. players and population benefited there were three types of players: 1) institutional players represented in the local governments and personnel from the respective administrative units: tax administration, treasury, cadastre, planning, and environmental municipal units. 2) local base organizations like schools, local water management boards, citizen transparency commissions (ctc), and social audit network. 3) economic players like farmer’s associations, cooperatives, tourism companies, artisan associative enterprises, production small businesses or commercial services. in addition to lending technical assistance to the players, the ncp facilitated a process to empower the local players. 562 agron. colomb. 28(3) 2010 characterization of the municipal governments rural water, sewage, housing, and electricity services are very deficient. in said zone, only 19% of the homes have access to good quality water. the human development index (hdi). according to the honduran (2006) report on human development, copán is considered one of the poorest departments with an hdi of 0.55, an illiteracy rate of 31.8%; childhood malnutrition over 50%; and a very low level of per capita income (tab. 1). table 1. categorization of development in the municipalities of the chorti community, copan (honduras, 2007). municipality hdi 2006 population budget 2007 copán ruinas 0.558 30,703 9,834,167.73 cabañas 0.534 9,818 3,998,926.69 san antonio 0.554 9,670 3,804,758.36 santa rita 0.554 24,157 7,068,704.50 el paraíso 0.550 18,397 6,695,610.50 la jigua 0.578 7,915 3,906,503.28 san jerónimo 0.571 4,555 3,218,793.82 san nicolás 0.595 6,017 3,732,444.56 florida 0.563 26,703 5,938,720.86 nueva arcadia 0.615 30,136 15,291,747.09 source: ncp (2001). the ncp organizationa l structure. to execute its operating plan was made up of: 1. the management unit (mu) includ ing a n internat iona l co-d irector (finnish) and a national co-director (honduran) who were responsible for management and strategic decision making, as well as for monitoring the indicators and evaluating compliance with the goals and targets. 2. technical team made up of six experts in: local development, cadastre, taxation and municipal finance, citizen participation and transparency, production and comprehensive management of micro-basins, t hese were integrated onto municipal units, local community organizations, civil society, and producers. methodological approaches of the project the management unit’s conceptual criterion was the territorial dimension of rural development in the chorti community, and design strategies for decentralization, democratization, and municipal autonomy with participation from civil society. from this approach, there was greater proximity and assertiveness for the local development policies. we worked municipal management in multidimensional manner, bearing in mind the regional conformation in geographic, political, administrative, and ecologic terms, constituting comprehensive planning units. the spatial dimension of development requires a regional approach, expressed in rural areas with an urban structure made up of populated centers of distinct rank and size conducting essential functions in the operation of the rural economy and, particularly, agriculture. additionally, we recognize the growing interrelation between the rural and urban settings, and the fact that the rural setting is not only agriculture and dispersed population. the territorial vision of the rural permits visualizing the many functions linked to agricultural, agro-industrial and artisan development, to services, tourism and culture, to biodiversity and natural resource conservation, i.e., of the local and global ecosystems supporting life and productive activities. all this conceived under an approach of a vision integrated by society and its multiple activities and relationships (schejtman, 1998; schejtman and berdegué, 2003). prior to executing its intervention strategies, a document was elaborated (base-line study of the chorti community), to learn of the state of the institutions, local organizations, productive systems, local economy, forests, micro-basins, level of civil society participation, infrastructure deficit, as well as the technical and administrative sections of the local governments, etc. the general operational plan of the ncp was designed with the players through consultations, incorporating their ideas and approaches of the process; steps were taken to avoid having the ncp become an external institution foreign to local interests. due to this, it was important for civil society organizations to guarantee the long-term sustainability of the project once its intervention was over. we worked with an environmental planning approach on the population-resources relationship suggesting a strategy to avail of the productive space in each region, and of the ecologic, technological and cultural conditions in each community, aimed at satisfying their basic needs and improving their quality of life, affecting the conditions for populations to access their resources, and to possess their production media (leff, 2001; bolaños, 1992). the principle of association was enhanced among the ten municipal governments (chorti community) to better benefit from the human and physical resources by signing agreements and commitments. each component worked on strengthening capacities with participative methodologies with its goal groups, improv5632010 rivas and avendaño: the municipal territorial management and multi-functionality: analysis of a bilateral international project in copan (honduras) ing the local knowledge system and social cohesion. the technical team addressed the strategies of intervention subdivided into three complementary components: 1) component i of municipal management and citizen participation to enhance technical skills in the units of taxation administration, cadastre, along with civil society organizations to carry out social auditing and comptroller duties. 2) component ii of local production and economic enhancement advise agricultural businesses and micro-enterprises to improve production processes. the infrastructure in farms and micro-enterprises was outfitted using agro-ecological technologies. micro-credits were promoted through the trust fund for production. local and regional commercialization networks and channels were strengthened, creating the local economic development unit (ledu) to study, plan, and manage the potentials of productive or service companies with a focus on productive chains. 3) component iii of territorial planning and management of micro-basins to define the territory by updating data bases on land use in the municipality and for landowners to pay real estate taxes; each municipality inventoried its natural resources: micro-basins, forests, archaeological areas, tourism zones, etc. hence, the municipal governments manage and plan local development considering the socio-environmental aspects with an offer of eco-systemic services: recreational, archaeological, research, water, biodiversity (bishop, 2002). results accomplishments of the municipal management component this component is conformed of four experts from: cadastre, community development, financial tributary administration, and citizen participation, who advised and strengthened the capacities of personnel in the municipal governments involved, initially improving the physical infrastructure of the offices with equipment and tools; thereafter, they transferred methodologies and technical knowledge. the project’s mu parted from the supposition that by strengthening the municipal governments’ technical and administrative infrastructure and capacities these would be able to collect more resources for the town halls to be economically solvent and consequently re-invest in social investment projects in the municipality. system of municipal cadastre an urban and rural cadastral survey was conducted, creating and updating the data bases of the municipal governments, adjusting the appraisal per square meter of urban and rural land, along with the type of building to charge taxes. updating cadastral appraisals in a municipality impacts on improving municipal income through: 1) real estate taxes. 2) construction-permit taxes. 3) capital income through freehold sales. 4) arrears recovery. from 2003 to 2007, 90% urban cadastral survey was conducted for the chorti community, directly impacting upon increased income from real estate taxes by usd $1,110,106; this helped cover costs of strategic plans for municipal development (spmd) (tab. 2). digital cartography was conducted through geographic information systems, modernization and automation of internal processes of municipal administration to provide efficient attention to the citizenship, and – in general – to make the municipal administration agile and modern, providing solutions to immediate problems of the population. the mayor’s offices formulated and designed a rural and urban cadastral appraisal to add it to the software denominated afts (administrative financial taxation system). financial tributary administration these dependencies were physically outfitted in the town halls and the technical and administrative skills of the personnel were enhanced. from 2003 to 2006, total revenues for the chorti community was increased from usd $1,999,273 (lps. 34,577,322.13) to usd $4,415,777 (lps. 83,458,188), representing 132% of the total revenue (fig. 1). current revenue from the municipalities involved comprise tributary and non-tributary revenue, the former include: personal income taxes, as well as commercial and industrial taxes, exploitation of resources, real estate, and fishing; the non-tributary income includes: fines, surcharges, and municipal rights. the ncp accompaniment improved current revenues. in 2003, current revenues were usd$712,728; for 2006, these increased to usd$1,162,279, indicating an increase of 163% (fig. 2). table 2. revenue (usd) received through real estate and cadastre services in 10 municipalities of chorti community, copán (honduras, 2003-2007). municipalities 2003 2004 2005 2006 2007 total total 37,807.19 130,237.98 155,333.91 320,522.22 396,584.02 1,110,106.9 source: ncp (2009). 564 agron. colomb. 28(3) 2010 financial and tributary administration system (ftas) software was used as a tool to improve: accountability, transparency, technical and administrative skills, efficiency in tributary financial procedures of the local government town halls, attention to tax payers, elaboration of the municipal annual budget, revenue and expense balance, bank balance. it is a software that generates synergy and is operationally complementary with the offices of cadastre, treasury, accounting, taxation, and budget. the ftas was used in six municipalities with such success that the ministry of governance and justice, upon seeing the experience, recommended its use by other local governments of the nation to guarantee greater control and transparency in managing resources from municipal coffers. collections management. this was a mechanism to recover tributary arrears and it was applied during the period from september 2005 to august 2006, managing around usd$91,178 (lps. 1,723,266) and obtaining usd$38,497.14 (lps. 727,596), equivalent to 42% of the amount managed. this consisted in the conformation of a team of two individuals with technical formation in tax collection and good skills at pedagogic persuasion to explain to taxpayers their obligations as citizens of paying taxes, which would in turn benefit society. the cost-benefit relationship was: for each dollar invested, the municipal coffers recovered five dollars. citizen participation and transparency the ten ctcs were institutionally enhanced along with their social auditing capacities, managing to get each municipality to destine budget resources to ctc operations. the transfer process for the local governments in 2005 was an excellent social auditing experience, given that it sought prior agreement of the ctcs with the candidates for the mayor’s office regarding their campaign program in local pacts and, thus, they were committed to complying with and continuing projects and programs related to the spr, environment, economic development upon taking office. in social auditing, the ctcs designed more than ten methodologies and tools to assess projects, programs, procedures and transparent management of economic, physical, and human resources in the town halls (rivas, 2009). each municipality, through central government norms, had to elaborate its strategic plan for municipal development (spmd), which was updated and reviewed with civil society participation and auditing of the ctcs in 90% of all the municipalities. with this plan, local initiatives were articulated to assign them municipal, sectorial, and international cooperation resources. local economic enhancement local economic development was not only circumscribed to production criteria (malta, 2007); rather, work was done with the premise of the multi-functionality of rural development creating conditions for economic and environmental policies in the zone. multi-functionality is not merely the recognition of non-marketable goods and services (socio-cultural, environmental, and ecological services); it also deals with planning policies and programs that promote material investment in the production of said services (wolf, 2008). a community office for local economic development was created with the local governments (ledu) and two funds complemented local production with environmental criteria, these were: the trust fund for production and the environmental promotion fund. strengthening of infrastructure units the ncp helped to consolidate an infrastructure unit of the chorti community with two engineers, a civilian engineer l.37616162 l.51258839 l.83458188 2004 2005 2006 m ill io n d ol la rs ( le m pi ra ) years 13% us1.990.273 us 4.415.777 figure 1. increase in total revenue for the 10 municipalities of north copan. 2003-2006 (in lempiras and us dollars). source: ncp (2009). us 712.728 us 756.687 us 1.005.103 us 1.162.279 2003 2004 2005 2006 163% m ill io n d ol la rs years figure 2. increase in current revenue for the 10 municipalities. 20032006 (in us dollars). source: ncp (2009). 5652010 rivas and avendaño: the municipal territorial management and multi-functionality: analysis of a bilateral international project in copan (honduras) and an architectural engineer, so they would jointly elaborate, design, and construct infrastructure projects like bridges, buildings, schools, streets, etc. during this period, they elaborated and financially managed 171 projects at a quantified value of usd$12,144,225 (tab. 3). by hiring these engineers, the 10 municipalities were able to secure infrastructure resources, while they also saved costs given that the elaboration of a project with independent contractors increases costs by up to three fold. table 3. total value (usd) for 171 projects approved for the 10 municipalities of the chorti community (2003-2009). types of projects number of projects money received fhis* 2004-2008 projects 61 4,360,078 municipal projects to other funding sources 110 7,713,837 total number of projects 171 estimate in dollars (usd) 12,144,225 *fondo hondureño de inversión social. conclusions from a multi-functional perspective, rural development policies offer a more enriching horizon in the territory, given that the rural and urban settings are conceived as complementary and interdependent, eliminating the counter-position that has historically been present in development policies, programs, and projects – involving the productive function (economics of production), the environmental function, the territorial function (recreation), and the socio-cultural function. the territory has a broad multidimensional connotation, of spatial appropriation, in geographic, political, administrative, and ecologic terms. the territorial dimension of development requires a regional approximation, expressed by rural regions with an urban structure conformed by towns of different sizes performing essential functions in the operation of development regarding the rural agricultural, artisan, service, and tourism, economy, along with culture, conservation of biodiversity and natural resources, i.e., of the local and global ecosystems supporting life and productive activities. all this conceived under the focus of a comprehensive vision of the society and its multiple activities and relationships. the ncp enhanced technical skills of local municipal management for the municipalities to improve and increase their resources with the intention of reinvesting such in projects of social investment within the municipality. thus, by improving the system in the ten municipalities, revenues were increased by nearly usd$1,110,106 and by improving management of tributary administration, total revenues were improved by 132%, meaning close to usd$4,415,777. likewise, and with the creation of a team of engineers, 171 infrastructure projects were elaborated and managed quantified in usd$12,144,225. it is important to involve civilian society (social organizations, community associations, ctcs, etc.) in development projects from local municipal management, given that in addition to enriching with their knowledge systems, they contribute with social auditing processes and methodologies to guarantee the continuity and transparency of the processes to safeguard public goods and interests. hence, for example, the ctcs were involved in local governance processes to guarantee transparency and reduce corruption levels, creating comptroller and social auditing methodologies and tools in transparent municipal management and, thus, guarantee adequate investment of new resources obtained by the municipalities (local management, programs and projects for poverty reduction strategic policies). this enables long-term sustainability for development to be conceived with equity and to involve the poorest and most excluded sectors in the municipalities that in this instance are: children, women, youth, indigenous groups, and agricultural workers. cited literature atance, i., i. bardaji, and c. tio. 2001. fundamentos económicos de la multifuncionalidad agraria e intervención pública. 2nd ed. editorial casa editora. santiago de compostela, spain. bedoya, r. 2002. gobierno local y desarrollo integral sostenible. ediciones inicam, lima. bishop, j. and n. landell-mills. 2002. forest environmental services: an overview. in: pagiola (ed.). selling envirionmental services: market base mechanism for conservation and development. edit. earthscan, london. bolaños, m. 1992. la planificación ambiental del desarrollo. desarrollo sostenible en américa latina. 2nd ed. edición sigeme, san jose (costa rica). carpio, m.j. 2001. desarrollo local para un nuevo desarrollo rural. anal. geogr. univ. comp. (20), 85-100. chonchol, j. 1996. sistema agrarios en américa latina. de la etapa prehispánica a la modernización conservadora. fondo de cultura económica, santiago de chile. echeverry, p.r. and m.p. ribero. 2002. nueva ruralidad: visión del territorio en américa latina y el caribe. ediciones centro internacional de desarrollo rural, iica, san jose (costa rica). hamblin, a. 2009. policy directions for agricultural land use in australia and other postindustrial regions. land use policy (26), 1195-1204. 566 agron. colomb. 28(3) 2010 hinkelammert, f. 2002. el huracán de la globalización: la exclusión y la destrucción del medio ambiente vistos desde la teoría de la dependencia. pasos (69), 21-22. hinkelammert, f., and h.j. mora. 2005. hacia una economía para la vida. editorial dei, san jose (costa rica). labarthe, p. 2009. extension services and multifunctional agriculture. lessons learnt from the french and dutch context and approaches. j. environ. manage. 90(supp 2), 1-10. leff, e. 2001. ecología y capital. racionalidad ambiental, democracia participativa y desarrollo sustentable. 4th ed. siglo xxi editores & instituto de investigaciones sociales, universidad nacional autónoma de méxico, mexico fd. malta, j. 2003. economía local: gestión de proyectos en desarrollo local. 2nd ed. editorial ideas litográficas, tegucigalpa. malta, j. 2007. principios para la promoción del desarrollo económico local. editorial ideas litográficas, tegucigalpa. pérez, e. 2001. hacia una nueva visión de lo rural. una nueva ruralidad en américa latina. colección grupos de trabajo clacso, mexico fd. pino, n. 1992. honduras: el ajuste estructural y la reforma agraria. editorial guaymuras, tegucigalpa. piñeiro, m. 2001. opciones de inversión en la economía rural. in: echeverría, r.g. (ed.). desarrollo de las economías rurales en américa latina y el caribe. banco interamericano de desarrollo. washington. ramos r.e., and j.j. romero. 1993. la crisis del modelo de crecimiento y las nuevas funciones del medio rural. in: el desarrollo rural andaluz a las puertas del siglo xxi. congresos y jornadas.178-199. andalucía, españa. renting, h., w.a.h. rossing, j.d. groot, c. van der ploeg, d. laurent, d.j. perraud, d.j. stobbelaar, and m.k. van ittersum. 2009. exploring multifunctional agriculture. a review of conceptual approaches and prospects for an integrative transitional framework. j. environ. manage. 30, 1-12. rist, s. 2004. endogenous development as social learning procces. compas magazine 7, 26-29. rivas, a. 2009. la gestión ambiental en el municipio. indice ediciones. san pedro, honduras. schejtman, a. 1998. alcances sobre la articulación rural urbana y el cambio institucional. pp. 139-166. in: memoria del seminario interrelación rural-urbana y desarrollo descentralizado de políticas agrícolas, taxco (mexico). schejtman, a., and j. berdegué. 2003. desarrollo territorial rural. en: echeverría, r.g. (ed.) desarrollo territorial rural en américa latina y el caribe: manejo sostenible de recursos naturales, acceso a tierras y finanzas rurales. bid. departamento de desarrollo sostenible, unidad de desarrollo rural, washington. guzmán, g., m. gonzález de molina and e. sevilla g. 2000. introducción a la agroecología como propuesta de desarrollo rural sostenible. universidad internacional de andalucía; ediciones mundiprensa, madrid. united nations development programme (undp). 2007-2008. informe sobre desarrollo humano 2007/2008: la lucha contra el cambio climático: solidaridad frente a un mundo dividido. in: http://hdr.undp.org/en/reports/global/hdr2007-8/chapters/ spanish/; consulted: december, 2010. wolf, a.s. 2008. professionalization of agriculture and distributed innovation for multifunctional landscapes and territorial development. agr. hum. val. 25, 203-207. 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 direto e ao plantio convencional. tesis de doctorado. universidad estatal de campinas, campinas, brasil. herrera, a. 2000. la clasificación numérica y su aplicación en ecología. instituto tecnológico de santo domingo, santo domingo. hoyos, p., e. amézquita y d.l. molina. 2004. mejoramiento de las características del suelo a través del concepto de crear una capa arable en dos suelos de la altillanura plana del departamento del meta, colombia. suelos ecuat. 34(2), 93-97. igac. 2002. manual de códigos. atributos de los levantamientos de recursos de tierras. subdirección de agrología, instituto geográfico agustín codazzi, bogotá. igac. 2000. estudio general de suelos del departamento del meta. igac, bogotá. igac. 1993. estudio general de suelos del departamento del casanare. igac, bogotá. igac. 1979. métodos analíticos del laboratorio de suelos. subdirección de agrología, igac, bogotá. jaramillo, d.j. 2002. introducción a la ciencia del suelo. facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, medellín. jaramillo, d.j. 2003. la variabilidad de las propiedades del suelo y su efecto sobre el manejo de la fertilidad. en: curso teórico práctico sobre interpretación de análisis de suelos. facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. lal, r. 1994. métodos y normas para evaluar el uso sostenible de los recursos suelo y agua en el trópico. smss monografía técnica no. 21. departamento de agronomía, ohio state university, columbus, oh. lozano, j.f. 2004. validación de índices para conductividad hidráulica y compactación en algunos suelos del valle del cauca. tesis de maestría. facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, palmira. luengas, c.a. 2005. estudio de la variabilidad espacial en un suelo con diferentes ciclos de intervención agrícola en la altillanura colombiana. tesis de maestría. facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, palmira. madero, e.e. 2002. the cartography of soil compaction. en: memorias xi congreso colombiano de la ciencia del suelo. sociedad colombiana de la ciencia del suelo. 18 de septiembre de 2002. cali, colombia. manugistics. 1995. statgraphics plus for windows. manugistics, rockville, in. mercante, e., m.a. uribe-opazo y e.g. souza. 2003. variabilidade espacial e temporal da resistência mecânica do solo a penetraçâo em areas com e sem manejo químico localizado. rev. bras. ciênc. solo 27, 1149-1159. muñoz, j.d. 2005. modelación del comportamiento espacial de variables edáficas y agronómicas en un cultivo de papa en zipaquirá, cundinamarca. trabajo de grado. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. obando, f.h., a.m. villegas, j.h. betancur y l. echeverri. 2006. variabilidad espacial de propiedades químicas y físicas en un typic udivitrands, arenoso de la región andina central colombiana. rev. fac. nal. agr. medellín 59(1), 32173235. oliveira, j.j., l.h.g. chaves, j.e. queiroz y j.g. de luna. 1999. variabilidade espacial de propiedades químicas em um solo salino-sódico. rev. bras. ciênc. solo 23, 283-289. oram. 1995. informe del proyecto: estudio comparativo de la fisiografía, suelos y vegetación de la orinoquia y amazonia colombianas. igac, colciencias, bogotá. ovalles, f.a. 1998. herramienta para la evaluación de tierras en zonas tropicales. uso de la geoestadística. universidad de lleida, españa. ovalles, f.a. y b.j. rey. 1995. variabilidad interna de unidades de fertilidad en suelos de la depresión del lago valencia. agron. tropical 44(1), 41-65. peña, r.a. 2006. caracterización de la variabilidad espacial de los atributos del suelo como base para el manejo por sitio específico en el cultivo de piña “gold”. estudio de caso tauramena llanos orientales. tesis de maestría. facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. rubiano, y. 2005. sistema georreferenciado de indicadores de calidad del suelo. herramienta sig para apoyo a la planificación, uso y manejo del suelo. tesis de doctorado. facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, palmira. schepers, a., j. shanahan, m. liebig, j.s. schepers, s. johnson y a. luchiari. 2004. appropriateness of management zones for characterizing spatial variability of soil properties and irrigated corn yields across years. agron. j. 96, 195-203. shukla, m.k., b.k. slater, r. lal y p. cepuder. 2004. spatial variability of soil properties and potential management classification of a chemozemic field in lower austria. soil sci. 169(12), 852-860. sas institute inc. 2001. sas useŕ s guide. version 8.1 ed. sas institute, cary, nc. sas institute inc. 2001. jmp user ś guide. version 5.1 ed. sas institute, cary, nc. silva, v.r., j.m. reichert, l. storck y s. feijó. 2003. variavilidade espacial das características químicas do solo e productividade de milho em um argissolo vermelho-amarelo distrófico arenico. rev. bras. ciênc. solo 27, 1013-1020. usda. 2006. soil survey division staff. keys to soil taxonomy. 10th ed. soil conservation service, blacksburg, wa. van es, h., c. van es y d. cassel. 1989. aplication of regionalizad variable theory to large–plot field experiments. soil sci. soc. amer. j. 53, 1179-1183. verges, g. 2004. uso de modelos espaciales para el análisis estadístico de experimentos agronómicos de gran tamaño. tesis de 120 agron. colomb. 27(1) 2009 maestría en ciencias vegetales. pontificia universidad católica de chile, santiago. viera, m. 2002. introducción a la geoestadística. instituto mexicano del petróleo, méxico d.f. webster, r. 1985. quantitative spatial analysis of soil in the field. pp. 1-70. en: stewart, b. (ed.). advances in soil science. vol 3. springer-verlag, new york, ny. agronomia 26-2 -profe194).indd 226 agron. colomb. 26(2) 2008 resumen abstract fecha de recepción: octubre 14 de 2007. aceptado para publicación: julio 10 de 2008 1 profesor asociado, facultad de agronomía, universidad nacional de colombia, bogotá. vjflorezr@unal.edu.co 2 profesora titular, instituto de biologia, universidade estadual de campinas (unicamp), campinas (brasil). las citoquininas están asociadas al desarrollo floral de plantas de 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. (ed.). enzyme immunoassay. crc press, boca raton, fl. felippe, g.m., i.f.m. válio, m.f.a. pereira, r.r. sharif y s.r. vieira. 1985. fisiologia do desenvolvimento vegetal. 2a ed. editora da unicamp, campinas. 66 p. agronomia 26-2 -profe194).indd 235 06/10/2008 19:40:27 236 agron. colomb. 26(2) 2008 flórez-roncancio, v.j. y m.f.d.a. pereira. 1999. relationship between cytokinins and photoperiod in floral development of solidago luteus. acta hort. 482, 27-32. gerhäuser, d. y m. bopp. 1990a. cytokinin oxidases in mosses. 1. metabolism of kinetin and benzyladenine in vivo. j. plant physiol. 135, 680-685. gerhäuser, d. y m. bopp. 1990b. cytokinin oxidases in mosses. 2. metabolism of kinetin and benzyladenine in vitro. j. plant physiol. 135, 714-718. hempel, f.d, d.r. welch y l.j. feldman. 2000. floral induction and determination: where is flowering controlled? trends plant sci. 5(1), 17-21. hoagland, d.r. y d.i. arnon. 1938. the water-culture method for growing plants without soil. circular 347. california agricultural experimental station, berkeley, ca. 39 p. imbault, n., i. tardieu, c. joseph, j.b. zaerr y m. bonnet-masimbert. 1988. possible role of isopentenyladenine and isopentenyladenosine in flowering of pseudotsuga menziesii: endogenous variations and exogenous applications. plant physiol. biochem. 26, 289-296. koshimizu, k. y h. iwamura. 1986. cytokinins. pp. 153-199. en: takahashi, n. (ed.). chemistry of plant hormones. crc press, boca raton, fl. labouriau, l.g. 1983. a germinação das sementes. monografias científicas. organização dos estados americanos, washington. 172 p. leonard, m. y j.m. kinet. 1982. endogenous cytokinin and gibberellin levels in relation to inflorescence development in tomato. ann. bot. 50, 127-130. letham, d.s. 1971. regulators of cell division in plant tissues. xii. a cytokinin bioassay using excised radish cotyledons. physiol. plant. 25, 391-396. letham, d.s. y l.m.s. palni. 1983. the biosynthesis and metabolism of cytokinins. annu. rev. plant physiol. 34, 163-197. lukaszewska, a.j., j. bianco, p. barthe y m.t. le page-degivry. 1994. endogenous cytokinins in rose petals and the effect of exogenously applied cytokinins on flower senescence. plant growth regul. 14, 119-126. machácková, i. y j. krekule. 1991. cytokinins in photoperiodic flower induction in chenopodium species. flowering newslett. 12, 15-17. mok, d.w.s y m.c. mok. 2001. cytokinin metabolism and action. annu. rev. plant. physiol. plant. mol. biol. 52, 89-118. mok, m.c. 1994. cytokinins and plant development: an overview. pp. 155-166. en: mok, d.w.s. y m.c. mok (eds.) cytokinins: chemistry, activity, and function. crc, boca raton, fl. moore, t.c. 1979. biochemistry and physiology of plant hormones. springer-verlag, nueva york. 274 p. pilate, g., b. sotta, r. maldiney, m. bonnet-masimbert y e. miginiac. 1990. endogenous hormones in douglas fir trees induced to flower by gibberellin a-4/7 treatment. plant physiol. biochem. 28, 359-366. sotta, b., g. pilate, f. pelese, i. sabbagh, m. bonnet y r. maldiney. 1987. an avidin-biotin solid phase elisa for fentomole isopentenyladenine and isopentenyladenosine measurements in hplc purified plant extracts. plant. physiol. 84, 571-573. van der krieken, w.m., g. van eldik, l. nijtmans, a.f. croes y g.j. wullens. 1991. endogenous cytokinins in flower bud forming explants of tobacco. j. exp. bot. 42, 77-80. van staden, j. y p.f. wareing. 1972. the effect of photoperiod on level of endogenous cytokinins in xanthium strumarium. physiol. plant. 27, 331-337. van staden, j. y g.g. dimalla. 1980. endogenous cytokinins in bougainvillea ‘san diego red’. iii. effect of photoperiod and gibberellic acid on flowering and cytokinin levels. bot. gaz. 141, 248-251. van staden, j., s.j. upfold, a.d. bayley y f.e. drewes. 1990. cytokinins in cut carnation flowers. ix. transport and metabolism of isopentenyladenine and the effects of its derivatives on flower longevity. plant growth regul. 9, 255-261. weiler, e.w., p.s. jourdan y w. conrad. 1981. levels of indole-3acetic acid in intact and decapitated coleoptiles as determined by a specific and highly sensitive solid-phase enzyme immunoassay. planta 153, 561-571. wood, t. 1955. a reagent for detection of chloride and certain purines and pyrimidines on paper chromatograms. nature 176, 175-76. agronomia 26-2 -profe194).indd 236 06/10/2008 19:40:27 fecha de recepción: 17 de mayo de 2010. aceptado para publicación: 13 de noviembre 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. rvalencia@corpoica.org.co agronomía colombiana 28(3), 361-371, 2010 fitomejoramiento, recursos genéticos y biología molecular análisis de la interacción soya-cepa (bradyrhizobium japonicum) x ambiente, en oxisoles de la orinoquia colombiana analyses of soybean-stain (bradyrhizobium japonicum) x environment interaction, in oxisols of the colombian orinoquia rubén a. valencia r.1,3 y gustavo ligarreto m.2 resumen abstract la orinoquia colombiana y en particular las sabanas de la altillanura, representa una vasta región con ventajas comparativas y competitivas para la producción de soya. la especie se asocia con bacterias del género bradyrhizobium para suplir, parcial o totalmente, los requerimientos de nitrógeno. esta asociación es variable y de alta especificidad huésped-rizobio. la investigación tuvo como propósito determinar la interacción existente entre variedades de soya, cepas del género bradyrhizobium japonicum y ambiente, en oxisoles de la orinoquia colombiana, para potenciar el efecto de la fijación biológica del nitrógeno (fbn), en la productividad del cultivo. se evaluaron las variedades soyica p-34, orinoquia 3, c. libertad 4, c. taluma 5, c. superior 6 y c. sabana 7, con las cepas de b. japonicum ica j-01, j-96, j-98, mezcla de j-01+j-96 y un control con fertilización con nitrógeno de 150 kg h-1, en ocho de la orinoquia. la interacción variedad-cepa-ambiente para la variable rendimiento de grano fue determinada mediante los modelos ammi (additive main effects and multiplicative interaction) y sreg (sites regression). el rendimiento de grano varió a través de los ambientes, y estuvo influenciado por el tipo de cepa y variedad de soya. los biplot generados por los modelos ammi y sreg permitieron identificar la localidad c.i. libertad 2008a como el ambiente más discriminante y representativo. el ordenamiento de las variedades x cepa y la identificación de mega-ambientes fueron más consistentes con el modelo sreg (r=0.97, p≤0.01). en general, las variedades presentaron una respuesta positiva a las cepas j96, mezcla de j-01+j-96 y j98, y una respuesta negativa con j-01 y aplicación de n. las variedades más estables y productivas fueron c. superior 6 y orinoquia 3 con la cepa j96. en la interacción, se observó una consistente asociación (r=0,92; 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 cultivo de la soya en los trópicos. mejoramiento y producción. colección fao, producción y protección vegetal no. 27. embrapa; cnpso, roma. burgueño, j., j. crossa y m. vargas. 2002. sas programs for graphing ge and gge biplots. en: biometrics and statistics unit., cimmyt, http://www.cimmyt.org; consulta: diciembre de 2010. chen, l.s., a. figueredo, f.o. pedrosa y m. hungria. 2000. genetic characterization of soybean rhizobia in paraguay. appl. environ. microb. 66(11), 5099-5103. crossa, j., p.l. cornelius y w. yan. 2002. biplots of linear-bilinear models for studying crossover genotype x environment interaction. crop sci. 42, 619-633. dardanelli, j., m. balzarini, m.j. martínez, m. cuniberti, s. resnik, s. ramunda, r. herrero y h. baigorri. 2006. soybean maturity groups, environments and their interaction define megaenvironments for seed composition in argentina. crop sci. 46, 1939-1947. dehghani, h., a. ebadi y a. yousefi. 2006. biplot analysis of genotype x environment interaction for barley yield in iran. agron. j. 98, 388-393. devine, t.e. 1984. inheritance of soybean nodulation response with a fast-growing strain of rhizobium. j. hered. 75(5), 359-361. fao. 1995. manual técnico de la fijación biológica del nitrógeno: leguminosa/rhizobium. roma. fernández c., m.v. 2003. manual de nodulación. editorial hemisferio sur, buenos aires. franco, m.g.a. ocampo, e. melo y r. thomas. 1993. catalogue of rhizobium strains for 172 tropical forage legumes. 5a ed. ciat, cali, colombia. george, t., b.b. bohlool y p.w. singleton. 1987. bradyrhizobium japonicum-environment interactions: nodulation and interstrain competition in soils along an elevational transect. appl. environ. microbiol. 53(5), 1113-1117. gollob, h. 1968. a statistical model which combines features of factor analytic and analysis of variances techniques. psychometrika 33, 73-115. gonzález, n.s. 2002. algunos elementos de juicio para interpretar el fenómeno de la nodulación en soja. publicación de las jornadas de cosecha gruesa. inta; ciam, mar del plata, argentina. hungria, m., r.j. campo y i.c. mendes. 2001. fixação biológica do nitrogêno na cultura da soja. embrapa soja circular técnica no. 35. embrapa, londrina, brasil. hungria, m., r.j. campo, i.c. mendes y p.h. graham. 2006. contribution of biological nitrogen fixation to the nitrogen nutriton of grain crops in the tropics: the success of soybean (glycine max l. merr.) in south america. pp. 43-93. en: singh, r.p., n. shankar y p.k. jaiwal (eds.). nitrogen nutrition in plant productivity. studium press llcc, houston, tx. hunt, p.g., m.j. kasperbauer y t.a. matheny. 1990. influence of bradyrhizobium japonicum strain and far-red/red canopy light ratios on nodulation of soybean. crop sci. 30(6), 13061308. kang, m.s. 2002. quantitative genetics, genomics, and plant breeding. cabi, wallingford, uk. 371valencia r. y ligarreto m.: análisis de la interacción soya-cepa (bradyrhizobium japonicum) x ambiente... kang, m.s. y d.p. gorman. 1989. genotype x environment interaction in maize. agron. j. 81, 662-664. kang, m.s. y h.g. gauch. 1996. genotype-by-environment interaction. crc press, boca ratón, fl. kaya, y., ç. palta y s. taner. 2002. additive main effects and multiplicative interactions analysis of yield performances in bread wheat genotypes across environments. turk. j. agric. for. 26, 275-279. king, c.a. y l.c. purcell. 2001. soybean nodule size and relationship to nitrogen fixation response to water deficit. crop sci. 41, 1099-1107. kober, m.v., e.l. saccol de sá, j.r.j. freire y a. giongo. 2004. characterization of variants of bradyrhizobium elkanii and b. japonicum and symbiotic behaviour in soybeans. ciênc. rural 34(5), 1459-1464. krishnan, h.b., j. lorio, w.s. kim, g. jiang, k.y. kim, m. deboer y s.g. pueppke. 2003. extracellular proteins involved in soybean cultivar-specific nodulation are associated with pilus-like surface appendages and exported by a type iii protein secretion system in sinorhizobium fredii usda257. mol. plant microbe interact. 16(7), 617-625. lópez-garcía, s.l., a. perticari, c. piccinetti, l. ventimiglia, n. arias, j.j. de battista, m.j. althabegoiti, e.j. mongiardini, j. pérez-giménez, j.i. quelas y a.r. lodeiro. 2009. in-furrow inoculation and selection for higher motility enhances the efficacy of bradyrhizobium japonicum nodulation agron. j. 101(2), 357-363.  medina, m., t. abadie, d. vilaró y s. ceretta. 2001. estudio metodológico de adaptación de cultivares de maíz para silo a las condiciones de uruguay. agrociancia 5(1), 23-31. neves, m.c.p., a.d. didonet, f.f. duque y j. döbereiner. 1985. rhizobium strain effects on nitrogen transport and distribution in soybeans. j. exp. bot. 36, 1179-1192. prithiviraj, b., a. souleimanov, x. zhou y d.l. smith. 2000. differential response of soybean (glycine max (l.) merr.) genotypes to lipo-chito-oligosaccharide nod bj v (c18:1 mefuc). j. exp. bot. 51(353), 2045-2051. raij, b. van, n.m. silva, o.c. bataglia, j.a. quaggio, r. hiroce, h. cantarella, j.r. belinazzi jr., a.r. dechen y p.e. trani. 1985. recomendações de adubação e calagem para o estado de são paulo. boletín técnico no. 100. instituto agronómico de campinas (iac), campinas, brasil. rengel, z. 2002. breeding for better simbiosis. plant soil 245(1), 147-162. salamanca s., c.r. y g.m. ramírez. 2000. ica j-01 biofertilizante para soya. inoculante de rizobio para los llanos orientales. corpoica; ministerio de agricultura; focc, villavicencio, colombia. sánchez s., l.f., j.e. baquero p. y f. munevar m. 1991. limitantes nutricionales para el establecimiento del cultivo de la soya en oxisoles de los llanos orientales. suelos ecuat. 20, 5-16. santos, f.c., r.f. novais, j.c.l. neves, j.m. foloni, m.r. albuquerque filho y j.c. ker. 2008. produtividade e aspectos nutricionais de plantas de soja cultivadas em solos de cerrado com diferentes texturas. rev. bras. ciênc. solo 32(5), 2015-2025. sas. 2003. statistical analysis systems user’s guide. sas institute inc., cary, nc. thies, j.e. 1990. modeling ecological determinants of the symbiotic performance of introduced rhizobia in tropical soils. tesis de doctorado. university of hawaii, honolulu, hi. valencia r., r.a., h. carmen, h. vargas y g. arrieta. 2006. variedades mejoradas de soya para zonas productoras actuales y potenciales de colombia. innovación y cambio tecnológico corpoica. 4(2-3), 7-15. van jaarsveld, c.m., m.a. smit y g.h.j. krüger. 2002. interaction amongst soybean [glycine max (l.) merrill] genotype, soil type and inoculant strain with regard to n2 fixation. j. agron. crop sci. 188(3), 206-211. vargas, m. y j. crossa. 2000. the ammi analysis and the graph of the biplot in sas. en: biometrics and statistics unit., cimmyt, http://www.cimmyt.org/es/programas-y-unidades/unidades-ylaboratorios/laboratorio-de-informatica-aplicada-a-cultivos/ gruposunidades-disciplinarias/unidad-de-biometria-y-estadistica; consulta: diciembre de 2010. vera, r.r. 2000. investigación en sistemas agropastoriles: antecedentes y estrategias. pp. 1-8. en: guimarães, e.p., j.i. sanz, i.m. rao, m.c. amézquita y e. amézquita. sistemas agropastoriles en sabanas tropicales de america latina. ciat; embrapa, cali, colombia. yan, w. 2002. singular-value partitioning in biplot analysis of multienvironment trial data. agron. j. 94, 990-996. yan, w. y i. rajcan. 2002. biplot evaluation of test sites and trait relations of soybean in ontario. crop sci. 42(1), 11-20. yan, w. y l.a. hunt. 2001. interpretation of genotype x environment interaction for winter wheat yield in ontario. crop sci. 41, 19-25. yan, w. y l.a. hunt. 2002. biplot analysis of diallel data. crop sci. 42, 21-30. yan, w., l.a. hunt, q. sheng y z. szlavnics. 2000. cultivar evaluation and mega-environment investigation based on the gge biplot. crop sci. 40, 597-605. yan, w. y m.s. kang. 2003. gge biplot analysis: a graphical tool for breeders. crc press, boca raton, fl. yan, w., p. cornelius, j. crossa y l.a. hunt. 2001. two types of gge biplots for analyzing multi-environment trial data. crop sci. 41, 656-663. yang, r.-c., j. crossa, p.l. cornelius y j. burgueño. 2009. biplot analysis of genotype × environment interaction: proceed with caution. crop sci. 49, 1564-1576. zhang, h., t.c. charles, b.t. drisco, b. prithiviraj y d.l. smith. 2002. low temperature–tolerant bradyrhizobium japonicum strains allowing improved soybean yield in short-season areas. agron. j. 94, 870-875. zobel, r., m. wright y h. gauch. 1988. statistical análisis of a yield trial. agron. j. 80, 388-393. agroncol_27_2_16spt4pm.pdf abstractresumen la enfermedad del moko, causada por ralstonia solanacearum, es uno de los problemas fitosanitarios más importantes de la agroindustria bananera de urabá. esta bacteria se caracteriza por presentar una gran plasticidad genética, lo cual dificulta el diseño de estrategias para su control. con el fin de determinar los componentes del complejo de especies de r. solanacearum presentes en la región de urabá, en esta investigación se realizó la caracterización genotípica de una población de r. solanacearum procedente de plantas de banano, arvenses y suelos de diversas plantaciones de esta zona. la evaluación se realizó mediante pcr múltiple y secuenciación de tres regiones del genoma (genes egl, flic y región 16s del adnr). los resultados indican que todas las cepas bacteriales estudiadas están asociadas al filotipo ii, y en su mayoría pertenecen al secuevar 4, aunque en el caso de algunos aislamientos no fue posible su filiación con ninguno de los tres secuevares reportados para la raza 2. dos aislamientos obtenidos del departamento del magdalena, utilizados con fines comparativos, resultaron estar asociados al secuevar 6. los resultados de esta investigación plantean importantes aspectos epidemiológicos a ser tenidos en cuenta en el manejo de la enfermedad del moko en las plantaciones de banano del urabá antioqueño. moko disease, caused by ralstonia solanacearum, is one of the most important phytopathological problems of the banana agribusiness in uraba (colombia). this bacterium is featured by having high genetic plasticity, which difficults the design of control strategies. the aim of the present research was to establish the components of the r. solanacearum species complex, through the study of the genotypic features of a series of strains isolated from banana plants, weeds and soils from different plantations in uraba. the analysis was carried out through multiple pcr and sequencing of three genomic regions (egl and flic genes, and region 16s of 16s rdna). the results indicate that all the studied isolates are associated to phylotype ii, and most of them belong to sequevar 4. however, in the case of some strains, it was not possible to associate the pcr results with the sequevars that have been reported for race 2. interestingly, two isolates from the department of magdalena used as comparative controls for the bacterial population of uraba, were found to belong to sequevar 6. these results raise important epidemiological aspects of the management of moko disease in the banana growing region of uraba. key words: rdna 16s, endoglucanase, phylotype, flageline, moko disease, sequevar. palabras clave: adnr 16s, endoglucanasa, filotipo, flagelina, moko, secuevar. fecha de recepción: 16 de febrero de 2009. aceptado para publicación: 2 de julio de 2009 1 laboratorio de biología celular y molecular, facultad de ciencias, universidad nacional de colombia, medellín. 2 centro de investigaciones del banano (cenibanano), augura, medellín; actualmente: investigación y desarrollo, bayer cropsscience s.a., carepaantioquia (colombia). 3 autor de correspondencia. mamarinm@unalmed.edu.co agronomía colombiana 27(2), 203-210, 2009 caracterización molecular del complejo de especies ralstonia solanacearum en la zona bananera de urabá molecular characterization of the ralstonia solanacearum species complex in the banana growing region of uraba carolina cardozo1, paola rodríguez2 y mauricio marín1, 3 introducción la enfermedad del moko del plátano y banano causada por ralstonia solanacearum (smith) yabuuchi et al. es uno de los problemas fitosanitarios más limitantes de este cultivo en colombia, siendo los departamentos de antioquia (en la región de urabá) y quindío las áreas más afectadas por esta enfermedad (obregón, 2007). r. solanacearum es un fitopatógeno altamente agresivo, con una distribución global y un inusual amplio rango de hospederos de al menos 50 familias botánicas diferentes, incluyendo cultivos como papa, tomate, tabaco, banano, heliconias, anturios y maní (hayward et al., 1998). en diferentes estudios se ha encontrado que r. solanacearum es una especie heterogénea que debe considerarse como un complejo, es decir, como un grupo de aislamientos relacionados cuyos miembros individuales pueden representar más que una especie (taghavi et al., 1996; fegan y prior, 2005). tradicionalmente los miembros de r. solanacearum han sido subdivididos en cinco razas con base en su rango de hospederos y en cinco biovares según su capacidad metabólica para la utilización de diversas fuentes de carbono. una variante tropical del biovar 2 (2t o n2) es considerada por hayward et al. (1992) como un sexto biovar. desde el punto de vista genético, la especie se ha 204 agron. colomb. 27(2) 2009 segmentado en dos divisiones (i y ii) (cook et al., 1989). la división i comprende representantes de los biovares 3, 4 y 5, principalmente encontrados en asia, mientras que la división ii contiene los biovares 1, 2 y n2, de origen americano. esta agrupación fue posteriormente confirmada mediante análisis de las secuencias 16s del adnr (taghavi et al., 1996). por otra parte, poussier et al. (2000) demostraron la existencia de un subgrupo de aislamientos de origen africano dentro del biovar 1. fegan y prior (2005) plantean la existencia de cuatro grupos genéticos denominados filotipos y correspondientes a diferentes orígenes geográficos (asia sensu lato, américa, indonesia y áfrica). cada filotipo está conformado por un número de secuevares, que son definidos como un grupo de cepas con una secuencia altamente conservada dentro de una región determinada del genoma, que para el caso de r. solanacearum corresponde al gen endoglucanasa (egl). los secuevares incluyen un número de líneas clonales identificadas a partir de análisis con marcadores moleculares tipo aflp o rep-pcr (fegan y prior, 2005). uno de los primeros análisis genéticos de los aislamientos de r. solanacearum raza 2 fue realizado por cook et al. (1989), quienes mediante la utilización de rflp encontraron la existencia de tres genotipos definidos como mlg 24, mlg 25 y mlg 28. posteriormente, con el desarrollo de los conceptos de filotipos y secuevares, se determinó que la raza 2 de r. solanacearum está asociada al filotipo ii, y que las cepas de los mlg 24, 25 y 28 correspondían a los secuevares 3, 4 y 6, respectivamente (fegan, 2005). más recientemente, fegan y prior (2006), basados en secuencias del gen egl, demostraron que las cepas causantes del moko tenían un origen polifilético, con algunos genotipos muy relacionados con aislamientos patogénicos a tomate y papa. a pesar de los avances en la caracterización genética de las cepas de la raza 2 de r. solanacearum, es necesario continuar evaluando el grado de variabilidad de este patógeno en diferentes agroecosistemas, por cuanto se cree que la diversidad de dicha raza está subestimada (fegan y prior, 2006). esta investigación se planteó con el fin de obtener la información relacionada con los componentes del complejo de especies de r. solanacearum en la zona bananera de urabá, como una herramienta para el apoyo de los programas de manejo del moko de las musáceas en colombia. materiales y métodos cepas bacteriales el estudio incluyó 50 aislamientos, 33 de los cuales hacen parte de una colección de cepas bacteriales previamente establecida por cenibanano en plantas de banano y arvenses asociadas al cultivo (obregón, 2007), mientras que las otras 17 cepas fueron aisladas y purificadas en esta investigación a partir de cultivos de banano y suelos de la región de urabá y el departamento del magdalena; estas últimas cepas fueron utilizadas con fines comparativos. adicionalmente se incluyeron como control positivo dos cepas representativas del filotipo ii proveídas por el ciat (tab. 1). aislamiento y purificación de las bacterias en medio de cultivo una vez detectadas las plantas de banano con sintomatología de marchitez bacterial, se procedió a aislar la bacteria a partir de pequeñas porciones de tejido vascular siguiendo la metodología de gómez et al. (2005). para el caso de las muestras de suelo provenientes de los focos de la enfermedad, se tomaron 500 g alrededor de las plantas y a una profundidad de 5 cm. una vez en el laboratorio se realizaron diluciones seriadas en buffer fosfato 0,05 m a partir de 1 g de suelo, obteniendo 100 μl de las diluciones 10-1 y 10-3 para su siembra en medio smsa modificado. confirmación de la identidad de los aislamientos en todos los aislamientos utilizados en la investigación se verificó su identidad taxonómica mediante la utilización de los cebadores 759/760 (759: 5́ gtc gcc gtc aac tca ctt tcc 3́ ; 760: 5́ gtc gcc gtc agc aat gcg gaa tcg 3´) (fegan y prior, 2005). para esta prueba se tomó una lupada bacterial de cada aislamiento en 100 μl de agua destilada estéril y se llevó a ebullición al baño maría por 5 min, utilizándose 1 μl en las reacciones de pcr. caracterización del complejo de especies r. solanacearum se utilizó la técnica de pcr múltiple para la definición de filotipos con los cebadores nmult21:1f (5́ cgt tga tga ggc gcg caa ttt 3´), nmult21:2f (5́ aag tta tgg acg gtg gaa gtc 3´), nmult23:af (5́ att acs aga gca atc gaa aga tt 3´), nmult22:inf (5́ att gcc aag acg aga gaa gta 3´) y el cebador reverso nmult22:rr (5́ tcg ctt gac cct ata acg agt a 3´), siguiendo la metodología descrita por fegan y prior (2005). para el diagnóstico de los secuevares causantes del moko del banano se utilizaron los cebadores mus20-f (5́ cgg gtc gct gag acg aat atc 3´) mus20-r (5́ gcc ttg tcc aga atc cga atg 3´); mus35-f (5́ gca gta aag aaa ccc ggt gtt 3´) mus35-r (5́ tct ggc gaa aga cgg gat gg 3́ ), mus06-f (5́ gct ggc att gct ccc gct cac 3´) mus06-r (5́ tcg ctt ccg cca aga cgc 3´) y s128-f (5́ cgt tct cct tgt cag cga tgg 3́ ) s128-r (5́ ccc gtg tga ccc cga tag c 3´). las condiciones del pcr fueron similares a las descritas por prior y fegan (2005). 2052009 cardozo, rodríguez y marín: caracterización molecular del complejo de especies ralstonia solanacearum en la zona bananera de urabá tabla 1. aislamientos de ralstonia solanacearum utilizados en este estudio, indicando su origen de colección, filotipo y secuevar determinado mediante pcr múltiple. aislamiento planta hospedante (nombre científico – nombre común) lugar de colección filotipo/secuevar col1 musa sp. banano apartadó ii/4pb col2 cissus sicyodes uvilla apartadó ii/4pb col3 solanum nigrum hierbamora apartadó ii col4 musa sp. banano santa marta ii col5 musa sp. banano carepa ii/4pb col 6 musa sp. banano carepa ii/4pb col 7 musa sp. banano apartadó na col 8 desmodium pega pega apartadó ii/4pb col 9 solanum nigrum hierbamora apartadó ii/4pb col 10 ipomoea trifida batatilla carepa na col 11 desmodium incanum fabaceae carepa ii/4pb col 12 piper sp. santa maría carepa ii/4pb col 13 solanum nigrum hierbamora carepa na col 14 cissus sicyodes uvilla carepa ii/4pb col 15 musa sp. banano chigorodó ii/4pb col 16 solanum nigrum hierbamora chigorodó ii/4pb col 17 portulaca oleracea verdolaga chigorodó ii/4pb col 18 emilia sonchifolia emilia chigorodó ii/4pb col 19 ipomoea trifida batatilla chigorodó ii/4pb col 20 euphorbia hirta lecherito chigorodó ii/4pb col 22 musa sp. banano carepa ii col 24 musa sp. banano chigorodó ii col 26 cissus sicyodes uvilla chigorodó ii/4pb col 28 peperonia pellucida apartadó ii col 29 musa sp. banano apartadó ii/4pb col 30 musa sp. banano apartado ii col 31 musa sp. banano carepa ii col 37 musa sp. banano carepa ii col 41 musa sp. banano chigorodó ii/4pb col 42 musa sp. banano chigorodó ii/4pb col 44 tripogandra cumanensis suelda con suelda carepa ii/4pb col 47 tripogandra cumanensis suelda con suelda turbo ii col 48 musa sp. banano chigorodó ii/4pb col 51 solanum nigrum hierbamora carepa ii/4pb col 52 portulaca oleracea verdolaga carepa ii/4pb col 60 cissus sicyodes uvilla chigorodó ii/4pb col 66 musa sp. banano carepa ii/4pb col 71 suelo apartadó ii/4pb col 72 suelo apartadó ii/4pb col 75 suelo apartadó ii/4pb col 76 suelo chigorodó ii/4pb col 77 suelo chigorodó ii/4pb col 78 suelo chigorodó ii/4pb col 80 musa sp. banano carepa ii/4pb col 82 musa sp. banano carepa ii/4pb col 85 musa sp. banano chigorodó ii col 87 musa sp. banano apartadó ii col 88 musa sp. banano apartadó ii col 94 musa sp. banano santa marta ii/6 col 95 musa sp. banano santa marta ii/6 ciat 1008 musa sp. banano ibagué, tolima ii/4 ciat rs074 musa sp. banano nd ii na: no amplificó. los aislamientos subrayados fueron empleados en la secuenciación de los genes egl, flic y adnr, sus números de accesión incluidos en la base de datos del genbank corresponden al rango: eu795331 a eu795360. 206 agron. colomb. 27(2) 2009 para aquellos aislamientos en los que no fue posible la obtención de amplicones con alguno de los dos juegos de cebadores, se variaron las condiciones del pcr y se utilizaron dos metodologías adicionales de extracción de adn: kit dneasy plant mini (qiagen, ca, usa) y el método convencional de sds (sambrook y russell, 2001). análisis de secuencias de aislamientos de r. solanacearum se seleccionaron diez aislamientos de diferentes hospederos (tab. 1) para la secuenciación parcial de la región 16s del adnr utilizando los cebadores oli1 (5́ ggg ggt agc ttg cta cct gcc 3´) y y2 (5́ ccc act gct gcc tcc cgt agg agt 3´) (seal et al., 1993), el gen egl con los cebadores endo-f (5́ atg cat gcc gct ggt cgc cgc 3´) y endo-r (5` gcg ttg ccc ggc acg aac acc 3 )̀ (fegan et al., 1998) y el gen flic (flagelina c) con los cebadores rsol_flic-f: (5́ gaa cgc caa cgg tgc gaa ct 3´) y rsol_flic-r (5́ ggc ggc ctt cag gga ggt c 3´) (sehonfeld et al., 2003). el programa de amplificación constó de una desnaturalización inicial a 94°c por 3 min, seguida por 35 ciclos de 94°c durante 2 min; 62°c para flic, 64°c para la región 16s del adnr o 70°c para egl, por 1 min; 72°c por 2 min y un periodo final de extensión a 72°c durante 7 min. los productos amplificados fueron purificados mediante el kit qiaquick pcr purification (qiagen, ca, usa) para proceder a su secuenciación directa en ambas direcciones en la compañía macrogen (corea del sur). las secuencias obtenidas con cada cebador fueron editadas mediante los programas bioedit 6.0.6 y chromas 1.45. paralelamente, se obtuvieron del genbank secuencias de los genes estudiados de cepas de r. solanacearum de diferentes regiones del mundo y hospederos, para su alineación con las generadas en este proyecto mediante el software clustal w. la matriz de alineación fue empleada para el análisis filogenético basado en máxima parsimonia con soporte de bootstrap (1000 permutaciones) y utilizando paup 4.0b. resultados confirmación de la identidad de los aislamientos la utilización de la prueba de pcr con los cebadores 759/760 permitió la selección de los 50 aislamientos incluidos en la investigación como asociados al complejo r. solanacearum, al obtenerse la amplificación del fragmento esperado de 282 pb. caracterización del complejo de especies r. solanacearum la realización de las reacciones de pcr múltiples dirigidas a determinar los filotipos arrojó la amplificación de un fragmento de 372 pb en 47 de las cepas evaluadas (fig. 1), mientras que no fue posible la obtención del amplicón en los aislamientos col 7 (de musa sp.), col10 (de ipomoea trifida) y col13 (de s. nigrum). la ocurrencia de este amplicón permite asociar dichas cepas con el filotipo ii y confirmar la presencia de dicho filotipo en hospederos tan diversos como musa sp., cissus sicyodes, solanum nigrum, desmodium sp., piper sp., portulaca oleraceae, emilia sanchifolia, ipomoea trifida, euphorbia hirta, peperonia pellucida, tripogandra cumanenses, y en cepas aisladas a partir de suelos cultivados con banano (tab. 1). con respecto a los pcr para secuevares, se logró la amplificación de un fragmento de 351 pb en 33 aislamientos y en la cepa de referencia rs 074 ciat, mientras que en los aislamientos col94 y col95 la banda obtenida correspondió a 167 pb (fig. 1). este resultado permite identificar al primer grupo como cepas patogénicas a banano del secuevar 4, y al segundo grupo como cepas del secuevar 6. es importante resaltar que en 15 de los aislamientos no fue posible la amplificación de ningún fragmento, a pesar de la modificación de diferentes variables del pcr. análisis de secuencias de aislamientos de r. solanacearum gen egl (endoglucanasa) para el análisis filogenético del gen egl se incluyeron secuencias de 34 aislamientos, 24 del genbank, con al menos una cepa representativa de cada uno de los cuatro filotipos. el alineamiento final de las secuencias incluyó 686 sitios, de los cuales 107 resultaron informativos para el análisis de parsimonia (fig. 2a). el filograma presentó cuatro clados bien definidos, que representan los cuatro filotipos del complejo. sin embargo el filotipo i se presentó segmentado en un grupo principal con tres cepas (jt523, r292 y r292) y tres ramas independientes correspondientes a las cepas gmi100, cfbp2968 y ncppb3190, cuyo origen corresponde a la división “asiática”. el filotipo ii se presenta con un fuerte soporte estadístico (99%) y dividido en cuatro subgrupos, uno de los cuales incluye todas las cepas secuenciadas en esta investigación y procedentes de diferentes hospederos en la región de urabá, además de una cepa obtenida de plátano en colombia (fegan y prior, 2005). el grupo constituyendo el filotipo iii presentó un alto soporte estadístico (99%) y estuvo conformado por tres aislamientos procedentes de papa y berenjena de países de áfrica, mientras que el filotipo iv sólo estuvo representado en el análisis por el aislamiento psi7 obtenido de tomate en indonesia. 2072009 cardozo, rodríguez y marín: caracterización molecular del complejo de especies ralstonia solanacearum en la zona bananera de urabá i y el filotipo ii, respectivamente. sin embargo, el bajo grado de polimorfismo encontrado entre las secuencias analizadas de r. solanacearum para esta región del genoma no permitió generar altos soportes de bootstrap para dichos grupos. discusión en este estudio se realizó una caracterización molecular de los componentes del complejo de especies de r. solanacearum a partir de una población de 50 aislamientos procedentes de cultivos de banano, suelos y plantas arvenses de al menos ocho familias botánicas (asteraceae, commelinaceae, convolvulaceae, euphorbiaceae, fabaceae, piperaceae, portulacaceae y vitaceae) colectadas en la región de urabá. los resultados indican que los 50 aislamientos evaluados están asociados al complejo r. solanacearum, tal como se desprende de la obtención de un amplicón de 282 pb en todas las cepas estudiadas. la secuenciación de la región 16s del adnr permitió asociar a dichos aislamientos con la subdivisión 2a sensu (poussier et al., 2000), la cual está conformada fundamentalmente por miembros del biovar 1, 2 y n2, aunque la definición original basada en análisis de rflp que indica a la división 2 como “americana” y planteada por cook et al. (1989) queda desvirtuada en estos análisis, al incluir indistintamente aislamientos africanos y asiáticos obtenidos de musáceas y otros hospederos en estos continentes, lo cual reafirma la mayor resolución que ofrece el análisis de secuencias para plantear este tipo de hipótesis taxonómicas. de acuerdo con los resultados 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 100 pb 500 pb 1000 pb figura 1. determinación mediante pcr múltiple de los secuevares (izquierda) y filotipos (derecha) y de aislamientos de ralstonia solanacearum procedentes de las regiones bananeras de urabá (antioquia) y magdalena. líneas 1, 10, 19: marcador de 100 pb; 2, 11: col 41; 3, 12: col 44; 4, 13: col 60; 5, 14: col 94; 6, 15: col 95; 7, 16: col 3; 8, 17: control positivo; 9, 18: control negativo. gen flic (flagelina c) para el análisis filogenético del gen flic se incluyeron secuencias de 30 aislamientos, 20 de las cuales fueron obtenidas del genbank, incluyendo cuatro representantes de la especie r. pickettii, y dos cepas de pseudomonas putida y r. eutropha como grupos externos para el análisis (fig. 2b). el alineamiento final de las secuencias incluyó 428 sitios, de los cuales 150 resultaron informativos. el árbol filogenético generado presentó dos clados bien soportados, que claramente separan las especies r. pickettii y r. solanacearum. en este último clado, se presentan varios subgrupos, pero con un débil soporte. estos subgrupos no están diferenciados por filotipos, procedencia geográfica u hospedante, aunque todos los aislamientos obtenidos en la región de urabá se agruparon en un solo clado, con un soporte del 86%. región 16s del adnr para el análisis filogenético de la región 16s del adnr se incluyeron secuencias de 26 aislamientos, 16 de las cuales fueron obtenidas del genbank, dos cepas de p. syzygii, una cepa de bdb y cupriavidus necator (r. eutropha) y p. syringae como grupos externos (fig. 2c). el alineamiento final incluyó 289 sitios, nueve de los cuales resultaron informativos. el filograma generado presentó un clado bien soportado (93%) y claramente diferenciado de los grupos externos. este clado representa el complejo de especies r. solanacearum, incluyendo p. syzygii, bdb y r. solanacearum sensu stricto. en el clado se presentaron tres subgrupos que representan el filotipo iv, el filotipo 208 agron. colomb. 27(2) 2009 figura 2. árbol filogenético generado con secuencias parciales de los genes egl (a) (longitud: 190; ic: 0,789; ir: 0,940 e ih: 0,211), flic (b) (longitud: 491; ic: 0,85; ir: 0,84 e ih: 0,14) y 16s del adnr (c) (longitud: 55; ic: 0,98; ir: 0,96 e ih: 0,018) de aislamientos de ralstonia solanacearum de la zona bananera de urabá (colombia) y otras regiones del mundo. los números romanos en a y c indican los filotipos; en b indican los clados mayores. los valores de bootstrap ≥50 se presentan sobre las ramas. ic: índice de consistencia, ir: índice de retención e ih: índice de homoplasia. af295251. r.s. gmi1000. tomate. guyana francesa. ef371806. r.s. cfbp2968. berenjena. guadalupe. af295252. r.s. jt523. papa. isla reunión. dq657635. r.s. r292. morus alba. china. af295255. r.s. r292. morus alba. china. ef371810. r.s. cfbp765. tabaco. japón. af295263. r.s. icmp7963. papa. kenia. ef192970. r.s. k60. tomate. estados unidos. ef371814. r.s. ipo1609. papa. holanda. af295258. r.s. jt516. papa. isla reunión. af295260. r.s. uw477. papa. perú. af295261. r.s. ncppb3987. papa. brasil. ef371841. r.s. molk2. musa sp. filipinas. af295257. r.s. uw9. heliconia. costa rica. ef371808. r.s. cfbp1409. musa sp. honduras. col8. r.s. desmodium sp. apartadó – colombia. dq011550. r.s. uw070. musa sp. (plátano). colombia. col11. r.s. desmodium incanum. carepa – colombia. col41. r.s. musa. aaa. chigorodó – colombia. col48. r.s. musa. aaa. chigorodó – colombia. col12. r.s. piper sp. carepa – colombia. col9. r.s. s. nigrum. apartadó – colombia. col26. r.s. cissus sicyodes. chigorodó – colombia. col52. r.s. portulaca oleracea. carepa – colombia. col60. r.s. cissus sicyodes. chigorodó. col71. r.s. suelo. apartadó – colombia. ef371812. r.s. a3909. heliconia. hawaii. af295266. r.s. cfbp2958. tomate. guadalupe. ef371809. r.s. cfbp2972. papa. le lamentin. af295276. r.s. ncppb332. papa. zimbabue. af295274. r.s. cfbp734. papa. madagascar. af295270. r.s. cfbp3059. berenena. burkina faso. ef371804. r.s. psi7. tomate. indonesia. af295253. r.s. ncppb3190. 65 56 99 77 99 98 99 61 100 100 61 71 94 97 88 100 94 60 99 71 i ii iii iv i i sec 4 sec 3 sec 6 ay192716. r. pickettii. lmg5942. ay192717. r. pickettii. dsm6297. ay192719. r. pickettii. lmg7001. ay192718. r. pickettii. lmg6871. dq657690. r.s. r292. morus alba. china. dq657662. r.s. uw477. papa. perú. dq657692. r.s. pd1610. papa. bélgica. dq657705. r.s. uw34. tabaco. zambia. dq657704. r.s. jt525. geranio. isla reunión. dq657703. r.s. ncppb332. papa. zimbabue. dq657701. r.s. cfbp3059. berenjena. burkina faso. dq657700. r.s. k. eucaliptus sp. sudáfrica. dq657699. r.s. cc. eucaliptus sp. r. d. congo. dq657698. r.s. ck. eucaliptus sp. r. d. congo. dq657697. r.s. maff211402. papa. japón. ay192724. r.s. dsm9544. tomate. estados unidos. dq657702. r.s. ant307. anturio. antillas francesas. dq657672. r.s. k60. tomate. estados unidos. col 11. r.s. desmodium incanum. carepa – colombia. col41. r.s. musa. aaa. chigorodó – colombia. col48. r.s. musa. aaa. chigorodó – colombia. col12. r.s. piper sp. carepa – colombia. col8. r.s. desmodium sp. apartadó – colombia. col9. r.s. s. nigrum. apartadó – colombia. col26. r.s. cissus sicyodes. chigorodó. col52. r.s. portulaca oleracea. carepa – colombia. col60. r.s. cissus sicyodes. chigorodó – colombia. col71. r.s. suelo. apartadó – colombia. c4970241. p. putida. kt2440. 2673212. r. eutropha. h16. 100 70 100 90 56 72 81 i ii i dq924956. r.s. n6211. ab21403. p. syzygii. atcc49543t. aj270255. p. syzygii. ral08. ef016361. r. syzygii. lmg. 2299. x67036.1. p. solanacearum. atcc11696. ab095535. bdb. banana. indonesia. dq924952. r.s. sl2029. u28231. b.s. bsu28231. r639. ay464962. r.s. e186. solamun melongena. filipinas. bsu28227. b.s. cip10. ay464975. r.s. maff211479. z. officinale. japón. dq924957. r.s. tw56. ef585152. r.s. pc. agastache rugosa. china. ef585134. r.s. dg2. solanum melongena. china. col8. r.s. desmodium sp. apartadó – colombia. col11. r.s. desmodium incanum. carepa – colombia. col41. rs. musa. aaa. chigorodó – colombia. col48. r.s. musa. aaa. chigorodó. col12. r.s. piper sp. carepa – colombia. col9. r.s. s. nigrum. apartadó – colombia. col26. r.s. cissus sicyodes. chigorodó – colombia. col52. r.s. portulaca oleracea. carepa – colombia. col60. r.s. cissus sicyodes. chigorodó – colombia. col71. r.s. suelo. apartadó – colombia. eu024158. c. necator. cip.104763. p. syringae. 93 59 63 74 58 88 div 1 subdiv 2b subdiv 2a iv ii i 2092009 cardozo, rodríguez y marín: caracterización molecular del complejo de especies ralstonia solanacearum en la zona bananera de urabá de la pcr múltiple con los cebadores de la serie nmult, todos los aislamientos corresponden al filotipo ii de r. solanacearum, grupo que incluye además los biovares 1, 2 y 2t de origen americano, la raza 3, patogénica a papa y con distribución global, y la raza 2 conocida como el agente causal del moko de las musáceas. con respecto a los secuevares, se encontró que, de las 50 cepas analizadas, 33 se pueden identificar como pertenecientes al secuevar 4 y dos al secuevar 6, mientras que en 15 cepas no fue posible la amplificación, situación que sugiere la existencia de otros secuevares dentro de la raza 2 de r. solanacearum. un resultado similar fue encontrado por fegan y prior (2006), quienes determinaron que las cepas icmp6782 e icmp9600, obtenidas de plantas de banano en brasil, no se agruparon en los clados que definían los secuevares 3, 4 y 6 en su estudio basado en el análisis de secuencias del gen egl. la ausencia del secuevar 3 y el bajo número de aislamientos del secuevar 6 encontrados en este trabajo fue inesperado, por cuanto dichos secuevares se han reportado frecuentemente en países cultivadores de banano de centro y suramérica, con los cuales existen vínculos comerciales y de intercambio de material de propagación con las zonas bananeras del país. así por ejemplo, el secuevar 3, previamente definido como el mlg 24 (cook y sequeira, 1994) se reporta en cultivos de banano, plátano y heliconia de costa rica, honduras y panamá (prior y fegan, 2005), este último país, fronterizo con la región de urabá. el secuevar 6, previamente definido como el mlg 28 (cook y sequeira, 1994), ha sido detectado en honduras, venezuela (prior y fegan, 2005) y recientemente en guatemala por sánchez et al. (2008). de otra parte, todos los aislamientos definidos como secuevar 4 (mlg25) en nuestro estudio presentaron la banda de 167 pb que identifica a dichas cepas como putativamente patogénicas a musa sp. (prior y fegan, 2005). la patogenicidad en banano de las cepas procedentes de arvenses fue probada en un trabajo reciente realizado por obregón (2007) en plantas del clon gran enano. de gran interés resultó el hecho que las especies desmodium sp., p. pellucida y t. cumanenses no habían sido reportadas como hospederos de la bacteria, y que la especie c. sicyodes representa el primer registro de la familia vitaceae como hospedante de r. solanacearum. estos hallazgos basados en pruebas de patogenicidad y evaluaciones moleculares amplían el conocimiento sobre la diversidad genética de esta bacteria en suramérica y refuerzan las hipótesis de fegan y prior (2006), que plantean que es posible que el nivel de variabilidad que presenta r. solanacearum raza 2 sea mayor que el hasta ahora encontrado en los estudios realizados a nivel mundial. el análisis filogenético realizado con las secuencias parciales del gen egl agrupó las cepas procedentes del urabá con la cepa uw070, cuya secuencia (dq011550) fue depositada en el genbank por fegan y prior (2005) y que fue aislada de una planta de plátano en colombia. esta cepa había sido caracterizada como perteneciente al filotipo ii/secuevar 4 sfr (small, fluidal, round), lo cual coincide con el alto número de cepas que fueron encontradas en el presente estudio como pertenecientes a este secuevar. este grupo se presentó asociado (con un soporte del 100%) al clado que contenía cepas que causan marchitamiento vascular en heliconia (costa rica) y musa sp. en filipinas (bugtok) y honduras (moko), así como con el secuevar 1 que contiene cepas causantes de pudrición bacterial en papa. adicionalmente, estos grupos se relacionaron con las secuencias representativas de cepas del secuevar 6 (heliconia, hawai) y del secuevar 5 (papa, isla martinica y tomate, isla de guadalupe). todo el clado presenta un soporte del 99%, constituyéndose en el subclado b reportado por wicker et al. (2007), y confirmado por el análisis de castillo y greenberg (2007) con base en el análisis de secuencias de cinco genes del cromosoma bacterial y tres genes del megaplásmido. los demás clados que se conformaron en el análisis (subclado filotipo ii-a, clado filotipo iii y clado filotipo iv) tuvieron altos soportes bootstrap indicando su naturaleza monofilética. sin embargo esta situación no ocurrió así para el filotipo i, que aunque en el análisis de máxima parsimonia se presentó como un solo grupo, no tuvo soporte estadístico, y por el contrario fue dividido en al menos tres grupos de cepas. este resultado difiere del reportado por villa et al. (2005), quienes utilizando análisis de secuencias de egl y hrpb confirmaron el carácter monofilético de este grupo de “origen asiático”. es evidente que dicha discrepancia se origina de las diferentes cepas utilizadas en los dos estudios, y hace necesario que futuros estudios incluyan un mayor número de aislamientos que confirmen o rechacen la hipótesis del carácter monofilético de dicho grupo. de otra parte, el filograma generado a partir del análisis de secuencias del gen flic generó dos grupos principales, que separaron las cepas de r. pickettii de aquellas representantes del complejo de especies r. solanacearum. sin embargo este análisis no presentó el nivel de resolución necesario para diferenciar los filotipos en que se divide este complejo, ya que algunos clados estuvieron compartidos por aislamientos de diferentes orígenes filogenéticos. este resultado sugiere que la utilidad del análisis de este gen debe restringirse al empleo de cebadores específicos rsol_flic para la detección de los miembros del complejo, aunque 210 agron. colomb. 27(2) 2009 la sola prueba de pcr es insuficiente para lograr esto, pues se ha demostrado que dichos cebadores amplifican un fragmento de similar tamaño en p. syzigii, haciéndose necesaria la secuenciación de los fragmentos amplificados o el uso de la técnica dgge previamente reportada por schonfeld et al. (2003). conclusiones los hallazgos de esta investigación y de aquella realizada por obregón (2007) reafirman la necesidad de eliminar completamente las plantas arvenses de los focos detectados con la enfermedad de moko en la región de urabá, evitar al máximo el transporte de suelos infestados con la bacteria y garantizar la correcta desinfestación de las herramientas de trabajo utilizadas en las prácticas culturales, por cuanto la población de r. solanacearum en esta zona presenta un alto potencial de ser patogénica a plantas de banano. el establecimiento de prácticas cuarentenarias es fundamental para el manejo de esta enfermedad en la zona bananera de urabá, de manera que se evite el ingreso de nuevos genotipos bacteriales en esta región, como por ejemplo de aquellos asociados al secuevar 6 detectados en este estudio en el departamento del magdalena, o de cepas de otros países, que claramente en los análisis filogenéticos de secuencias se agruparon en clados diferentes a los ocupados por las cepas colombianas de esta bacteria. agradecimientos esta investigación tuvo financiación de colciencias (824207-16025), augura y la universidad nacional de colombia, sede medellín. los autores agradecen a mónica obregón y a elizabeth álvarez del ciat, por proveer algunas de las cepas utilizadas en el estudio. literatura citada castillo, j.a. y j.t. greenberg. 2007. evolutionary dinamics of ralstonia solanacearum. appl. environ. microbiol. 73, 1225-1238. cook, d., e. barlow y l. sequeira. 1989. genetic diversity of pseudomonas solanacearum: detection of restriction fragment polymorphism with dna probes that specify virulence and hypersensitive response. mol. plant microbe interact. 2, 113-121. cook, d. y l. sequeira. 1994. strain differentiation of pseudomonas solanacearum by molecular genetic methods. pp. 77-93. en: hayward, a.c. y g.l. hartman (eds.). bacterial wilt: the disease and its causative agent, pseudomonas solanacearum. cab international, wallingford, uk. fegan, m. 2005. bacterial wilt diseases of banana: evolution and ecology. pp. 379-386. en: allen, c., p. prior y a.c. hayward (eds.). bacterial wilt: the disease and the ralstonia solanacearum species complex. aps press, st. paul, mn. fegan, m. y p. prior. 2005. how complex is the “ralstonia solanacearum species complex”? pp. 449-461. en: allen, c., p. prior y a.c. hayward (eds.). bacterial wilt: the disease and the ralstonia solanacearum species complex. aps press, st. paul, mn. fegan, m. y p. prior. 2006. diverse members of the ralstonia solanacearum species complex cause bacterial wilts of banana. australas. plant pathol. 35, 93-101. gómez, e.a., e. álvarez y g. llano. 2005. identificación y caracterización de cepas de ralstonia solanacearum raza 2, agente causante del moko de plátano en colombia. fitopatol. colomb. 28, 71-75. hayward, a.c., l. sequeira, e.r. french, h.m. el-nashar y u. nydegger. 1992. tropical variant of biovar 2 of pseudomonas solanacearum. phytopathol. 82, 608. hayward, a.c., j.c. elphinstone, d. caffier, j. janse, e. stefani, e. french y a.j. wrigth. 1998. round table on bacterial wilt (brown rot) of potato. pp. 420-430. en: prior, p., c. allen y j.g. elphinstone (eds.). bacterial wilt disease: molecular and ecology aspects. springer-verlag, berlin. obregón, m. 2007. diagnóstico, hospederos y sobrevivencia de la bacteria ralstonia solanacearum en banano y aplicaciones al control integrado de la enfermedad en la zona de urabá. tesis de maestría. facultad de ciencias agropecuarias, universidad nacional de colombia, medellín. prior, p. y m. fegan. 2005. diversity and molecular detection of ralstonia solanacearum race 2 strains by multiplex pcr. pp. 405-414. en: allen, c., p. prior y a.c. hayward (eds.). bacterial wilt: the disease and the ralstonia solanacearum species complex. aps press, st. paul, mn. sambrook, j. y d.w. russell. 2001. molecular cloning: a laboratory manual. 3a ed. cold spring harbor laboratory press, cold spring, harbor, ny. sánchez, a., l. mejía, m. fegan y c. allen. 2008. diversity and distribution of ralstonia solanacearum strains in guatemala and rare occurrence of tomato fruit infection. plant pathol. 57, 320-331. schonfeld, j., h. heuer, j.d. van elsas y k. smalla. 2003. specific and sensitive detection of ralstonia solanacearum in soil on the basis of pcr amplification of flic fragments. appl. environ. microbiol. 69, 7248-7256. seal, s.e., l.a. jackson, j.p. young y m.j. daniels. 1993. differentiation of a pseudomonas solanacearum, pseudomonas syzygii, pseudomonas pickettii and the blood disease bacterium by partial 16s rrna sequencing: construction of oligonucleotide primers for sensitive detection by polymerase chain reaction. j. gen. microbiol. 139, 1587-1594. taghavi, m., c. hayward, l. sly y m. fegan. 1996. analysis of the phylogenetic relationships of strains of burkholderia solanacearum, pseudomonas syzygii, and the blood disease bacterium of banana based on 16s rrna gene sequences. inter. j. syst. bacteriol. 46, 10-15. villa, j.e., k. tsuchiya, m. horita, m. natural, n.y. opina y m. hyakumachi. 2005. phylogenetic relationships or ralstonia solanacearum species complex strains from asia and others continents based on 16s rdna, endoglucanase, and hrpb gene sequences. j. gen. plant pathol. 71, 39-46. agronomía 22-2 final.indd estado nutricional de árboles de manzano ‘anna’ durante la estación de crecimiento en los altiplanos colombianos: ii. relaciones e interacciones entre nutrientes nutritional status of ‘anna’ apple trees during the growing season in the colombian highlands: ii. nutrient interactions and ratios fanor casierra-posada1, luz marina lizarazo2 y galdino andrade filho3 1 profesor asociado, facultad de ciencias agropecuarias, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. e-mail: fanor@gmx.net 2 profesora asociada, escuela de biología, universidad pedagógica y tecnológica de colombia, tunja. e-mail: lulizarazo@tunja.uptc.edu.co 3 profesor, universidade estadual de londrina (uel), brasil. e-mail: andradeg@uel.br fecha de recepción: 08 de septiembre de 2004. aceptado para publicación: 01 de diciembre de 2004. resumen: la nutrición es uno de los factores de influencia más efectiva sobre la productividad de los árboles frutales. al contrario del análisis de suelo, el análisis foliar o de tejidos vegetales reune todos los factores que influyen sobre la disponibilidad de los nutrientes. un alto contenido de un nutriente en el árbol puede reflejar el suplemento inadecuado de otro nutriente. las relaciones sinérgicas y antagónicas entre los nutrientes se deben tener en cuenta al interpretar el análisis de tejidos vegetales. el crecimiento del árbol es una función de dos variables de nutrición, la intensidad y el balance. por tanto, en este ensayo se evaluaron mensualmente las relaciones e interacciones entre los nutrientes en hojas y frutos de árboles de manzano ‘anna’, cultivados en un suelo ácido en los altiplanos tropicales. las evaluaciones se hicieron desde 16 días después de plena floración (ddpf) hasta la cosecha. el contenido de nutrientes en ramas se evaluó antes y después de la temporada de crecimiento, al momento de defoliar y en la época de cosecha, respectivamente. los resultados dependen claramente del estado de desarrollo de los árboles. el valor de la relación n/p en las hojas se incrementó entre 46 y 81 días después de plena floración (ddpf). de igual manera, las relaciones p/zn, p/fe y p/cu en hojas ascendieron desde 16 hasta 46 ddpf y luego su valor se redujo hasta el momento de la cosecha. en este estudio se analizan y discuten otras relaciones entre nutrientes en ramas, hojas y frutos, dada la cantidad de interacciones encontradas. palabras clave: malus domestica borkh., nutrientes, relación sinérgica y relación antagónica. abstract: nutrition represents one of the most effective ways of influencing fruit-tree productivity. leaf or tissue analysis integrates all circumstances influencing nutrient availability, contrasting with just soil analysis. high content for one nutrient in a tree may reflect another nutrient’s inadequate supply. synergistic or antagonistic relationships between nutrients must also be taken into account when interpreting plant tissue analysis. tree growth represents two nutrition variables (intensity and balance) function. monthly leaf and fruit nutrient interaction and ratio of ‘anna’ apple trees growing in acid soil in the colombian highlands was thus evaluated from 16 days following full bloom to harvest time. nutrient content in shoots was evaluated both before (at defoliation time) and after (at harvest time) their season. n/p ratio in leaves increased between 46 and 81 days after full bloom (dafb). the results clearly depended on the trees’ growing stage. p/zn, p/fe and p/cu ratios in leaves increased from 16 to 46 dafb but declined after 46 dafb to harvest time. other relationships between nutrients in shoots, leaves and fruits are discussed in this study, given the number of interactions found. key words: malus domestica borkh., nutrient elements, synergistic relationship and antagonic relationship. agronomía colombiana, 2004. 22 (2): 160-169 casierra-posada et al.: estado nutricional de árboles... 1612004 introducción faust (1989) argumenta que la concentración elevada de un elemento nutritivo en los tejidos de una planta puede ser el reflejo del suministro inadecuado de otro elemento. cuando el crecimiento se reduce por esta razón, algunos nutrientes se pueden acumular en una cantidad mayor que cuando el crecimiento sigue su curso normal. por el contrario, cuando las plantas crecen a un ritmo acelerado, algunos nutrientes se pueden diluir más de lo esperado con un ritmo normal de crecimiento. existe una gran cantidad de interacciones entre los elementos minerales que afectan considerablemente el contenido crítico de un elemento específico en los vegetales (robson y pitman, 1983). nogeira (1985) y contreras (1986) coinciden en reportar que en árboles frutales caducifolios se presentan antagonismos entre n/k, n/b, p/cu, k/mg, cu/fe y, por último, calcio y oligoelementos con excepción del molibdeno. por otro lado, se presentan sinergismos entre no 3 /mg, mg/p, y k/fe. por su parte, bergmann (1986) cita otras relaciones antagónicas entre nh 4 /k, nh 4 /ca, nh 4 /mg, k/ca, k/na, k/b, ca/mg, ca/al, mg/al, mg/zn, p/fe, p/zn, p/al, cu/mn, cu/mo, mn/mg, mn/fe, mn/mo, fe/zn, fe/ni, fe/cr, fe/co y mo/so 4 . marschner (1995) anota que las interacciones entre dos elementos minerales son importantes cuando el contenido de cada uno se encuentra cerca del rango de deficiencia. cuando se adiciona uno de los elementos de la relación se puede estimular el crecimiento de la planta; sin embargo, es posible también inducir deficiencia del otro elemento por efecto de dilución. una relación n/s alrededor de 17 se considera adecuada para el contenido de azufre en triticum aestivum (rasmussen et al., 1977) y en glycine max (bansal et al., 1983); sin embargo, los rangos óptimos de la relación n/s considerados por separado, sin tener en cuenta la concentración absoluta de cada uno de los elementos, son insuficientes para un diagnóstico nutricional del vegetal, pues el contenido de cada uno de los elementos involucrados en la relación pudo haber sido determinado cuando ambos minerales se encontraban en niveles de deficiencia. las interacciones específicas son de gran ayuda para la evaluación de contenidos tóxicos de algún elemento. es el caso del manganeso, cuyo nivel de toxicidad difiere según la especie y el cultivar; pero en el mismo cultivar la diferencia depende del contenido de silicio en los tejidos. en hojas, el contenido crítico de toxicidad por manganeso puede incrementarse de 100 a 1.000 mg∙kg-1, en materia seca en ausencia de silicio, y por un factor de diez en presencia del mismo en phaseolus vulgaris; y por un factor de tres a cuatro en diferentes genotipos de vigna unguiculata, según horst y marschner (1978) y horst (1983). con miras a la determinación de los diferentes rangos de toxicidad durante el desarrollo de los vegetales, dada la importancia de las relaciones nutricionales, se desarrolló el beaufils’s diagnosis and recommendation integrated system (dris), basado en la colección de un sinnúmero de datos de posibles contenidos de elementos minerales; y, además, utiliza las relaciones nutricionales entre los mismos, como reporta summer (1977). sin embargo, este sistema debe ser ajustado de acuerdo con las condiciones locales del cultivo. para citar un ejemplo, en el caso de hojas jóvenes de zea mays la relación normal n/p tiene un valor de 10,13 en promedio, pero este valor se reduce a 8,91 en sudáfrica y se incrementa a 11,13 en el suroriente de los estados unidos, según estudios de walworth y sommer (1988). el ritmo máximo de crecimiento en los vegetales tiene lugar cuando coinciden los niveles nutricionales óptimos con el balance entre los nutrientes, según faust (1989). este concepto adquiere vital importancia cuando se aplica al almacenamiento de frutas. con una relación n/ca alrededor de diez en pulpa de manzana, con base en peso seco, se puede almacenar la fruta con buenos resultados por un período prolongado; pero cuando esta relación se incrementa a un valor de 30, las manzanas son sensibles al “breakdown” y no pueden ser almacenadas. del mismo modo, schulz (1996) reporta un valor de 33 para la relación k/ca, por encima del cual se presenta “bitter pit” en manzanas. un valor alto de la relación ca+mg/k, puede tener como consecuencia una toxicidad por boro; pero un valor elevado en la relación k+mg/ca tendrá pocas implicaciones en la aparición de síntomas de toxicidad por boro, incluso a la misma concentración de este elemento que en la relación anterior, según faust (1989). de acuerdo con la importancia que revisten las relaciones entre los elementos nutritivos en cualquier cultivo, el objetivo del presente estudio es discutir y dar agronomía colombiana 162 vol. 22 · no. 2 a conocer el comportamiento de las interacciones de los elementos nutritivos en el manzano ‘anna’ cultivado en los altiplanos colombianos, para que así los futuros interesados en el tema puedan tomar esta información como referencia para extrapolarla a otras regiones del territorio colombiano y de esta manera se disponga de la suficiente documentación para manejar con mayor eficiencia y precisión la fertilización de esta variedad de manzano en el país. materiales y métodos localidad y material vegetal. en el ensayo fueron utilizados 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), propiedad de la universidad pedagógica y tecnológica de colombia, ubicada a una altura de 2.470 msnm. la localidad presenta 13,8° c de temperatura en promedio anual y 74% de humedad relativa, con régimen bimodal de lluvias que aportan 835 mm de precipitación al año. el suelo sobre el que crecían los árboles fue clasificado taxonómicamente como ustropept. el análisis del suelo 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-1; potasio: 1,08 meq∙100 g-1; calcio: 7,48 meq∙100 g-1; magnesio: 1,27 meq∙100 g-1; sodio: 0,12 meq∙100 g-1; aluminio: 0,57 meq∙100 g-1; 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 30 a 35 cm, dado que según díaz y romo (1988), a esa profundidad se encuentra la mayor concentración de raíces. metodología. la unidad experimental estuvo representada por siete árboles y se hicieron tres replicaciones, para un total de 21 árboles. los árboles fueron manejados según la técnica para la obtención de cosechas continuas (rest avoidance technique), descrita por casierra-posada (1993) y fischer y lüdders (1995). cada planta fue fertilizada con 65 g de urea, 53 g de fosfato diamónico, 237 g de nitrato de potasio, 100 g de roca magnésica y 40 g de un producto comercial con la siguiente composición: n total: 1,7%; n amoniacal: 1,75%; s: 12,3%; cao: 10%; mgo: 7,2%; cu: 0,6%; zn: 5,4%; b: 2,1% y fe: 1,7%. la fertilización se hizo al suelo, después de la cosecha, según la metodología propuesta por ica (1992). según esta metodología, se pretende establecer un equilibrio entre los elementos de acuerdo con los rangos de bajo, medio o alto. el suministro de riego se hizo con los parámetros propuestos por castro (1993). la defoliación fue manual, 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 aplicó dormex 1,5%, suplementado con triona 3% e inex 3,0%, como compensador de frío. toma y análisis de muestras. el muestreo de ramas se hizo sólo en dos ocasiones durante todo el ensayo. se tomó una muestra en el momento de la defoliación y otra al momento de la cosecha, 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 (ddpf), para lo cual se tomaron hojas ubicadas en el tercio medio de 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 ddpf, con el mismo procedimiento seguido para la toma de muestras de hojas. las muestras de tejidos de cada unidad experimental (seis árboles) se secaron en una mufla a 65° c y se mezclaron para el análisis de minerales, el cual se hizo mediante espectrofotometría de absorción atómica en cenizas, en las instalaciones de coljap (bogotá). análisis estadístico. cada unidad experimental se replicó tres veces y con la información de la concentración de los elementos en los tejidos, obtenida en el ensayo, se hizo un análisis de correlación entre los elementos involucrados en cada una de las relaciones nutricionales estudiadas. estas fueron seleccionadas según los reportes en la literatura, y mediante el análisis de correlación se determinó la estrechez de la relación entre los elementos nutritivos. resultados y discusión con miras a un mejor entendimiento de la información presentada en este trabajo, es importante resaltar que los niveles de elementos encontrados en los diferentes órganos muestreados fueron reportados con anterioridad en casierra-posada et al. (2003). casierra-posada et al.: estado nutricional de árboles... 1632004 relaciones nutricionales en ramas en las ramas de las especies caducifolias las relaciones entre los elementos no tendrían tanta importancia como en los frutos y en el tejido foliar, con miras a la determinación del estado nutricional de los árboles; esto porque a pesar de que las ramas cumplen con una función de gran relevancia en el proceso de almacenamiento de materiales nutritivos y de reserva, no son los únicos órganos que cumplen con esta función en el árbol, por tanto, la concentración de minerales en sus tejidos depende del estado de desarrollo en que se encuentre el árbol y de la migración de materiales desde otros órganos de la planta hacia los sitios en crecimiento, o hacia los órganos vertedero, como lo reportan faby y naumann (1987a y 1987b). por esta razón se hicieron sólo dos muestreos (al defoliar los árboles y a la cosecha) para análisis de elementos en estos órganos. en el presente ensayo se presentó en las ramas un incremento en las relaciones n/s y n/k en las muestras tomadas al momento de la cosecha, con respecto al valor encontrado en muestras tomadas al momento de la defoliación; por el contrario, los valores de las relaciones n/p, n/b y n/ca fueron bajos en el mismo período, como se muestra en la tabla 1. llama la atención que las relaciones nutricionales con el cobre, como p/cu y cu/mn, presentan variaciones bastante amplias entre los valores encontrados al inicio y al final de la temporada, sin que se hubiera presentado una diferencia muy grande en la concentración de cu en las ramas, analizado de manera individual, y discutido en la primera parte de este reporte (casierra-posada et al., 2003). con respecto a la concentración de cobre en los tejidos, iwasaki et al. (1990) encontraron que en plantas a las cuales se les han aplicado grandes cantidades de cobre, el contenido de este elemento en las raíces está proporcionalmente por encima de su concentración en el medio externo, puesto que su transporte a los brotes es altamente restringido. por tanto, en plantas con aplicaciones de concentraciones elevadas de cobre, por encima de 60% de la concentración total de cobre en las raíces estaría unido a las paredes celulares y a la interfase pared celular-membrana plasmática. como consecuencia, en las condiciones del presente ensayo, el cobre pudo acumularse especialmente en las raíces y luego migrar hacia los órganos vertedero, después de la brotación de las yemas, y acumularse en las hojas y especialmente en los frutos, como ya se reportó en la primera parte de esta publicación. tabla 1. relaciones