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UDO Agrícola

VOLUMEN 12 OCTUBRE-DICIEMBRE 2012 NÚMERO 4

Revista Científica de la Escuela de Ingeniería

Agronómica de la Universidad de Oriente

ISSN 1317 - 9152 Depósito Legal pp200102Mo1203

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

Autoridades Rectorales

Rector: Milena Bravo de Romero

Vice-Rector Académico: Jesús Martínez Yépez

Vice-Rector Administrativo: Tahís Pico de Olivero

Secretario: Juan Bolaños Curvelo

Autoridades del Núcleo Monagas

Decano: Ernesto Hurtado

Coordinador Académico: Felix Cedeño

Coordinador Administrativo: Nelson Montenegro

Director Escuela de Ingeniería Agronómica: Omar Lanz

Jefe Departamento de Agronomía: María Zerpa

Jefe Departamento de Ingeniería Agrícola: Marden Vásquez

Jefe Departamento de Economía Agrícola: Angel Martínez

Impreso en Maturín por el Departamento de Publicaciones del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela. 100 ejemplares

Diseño y Diagramación (Edición Técnica) realizados por Prof. Jesús Rafael Méndez Natera

Páginas en Internet de la Revista: http://udoagricola.udo.edu.ve, http://www.udoagricola.orgfree.com,

http://www.bioline.org.br/cg, http://udoagricola.150m.com http://dialnet.unirioja.es/servlet/revista?tipo_busqueda=CODIGO&clave_revista=8490

(Las páginas en Internet muestran las fotos a todo color)

REVISTA CIENTÍFICA UDO AGRÍCOLA

Revista de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de

Oriente

La REVISTA CIENTIFICA UDO AGRÍCOLA de la Escuela de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Oriente, es una publicación arbitrada de distribución gratuita que publica un volumen al año con un número por volumen, pudiéndose publicar uno o más suplementos por volumen. La presentación de trabajos implica el compromiso del autor o autores en cuanto a que el material presentado no ha sido ni será publicado en otros medios de difusión, ya sean extranjeros o nacionales. La Revista publica artículos científicos originales e inéditos en Ciencias Agrícolas que enfoquen aspectos de agronomía, botánica, entomología, fitopatología, suelos, ingeniería agrícola, genética y mejoramiento de plantas, ecología, biotecnología, sociales, economía, etc. También pueden artículos en las áreas de Veterinaria, Zootecnia, Tecnología de Alimentos, Ambiente y Biología terrestre y acuática tanto vegetal como animal. Pueden publicarse avances de trabajos, notas técnicas, cartas con opiniones o comentarios debidamente argumentados y reseñas de libros, así mismo podrán publicarse revisiones bibliográficas o monografías, a solicitud del Consejo Directivo o por iniciativa propia del autor o autores. La Revista no se hace responsable de los conceptos y opiniones emitidos por los autores de los trabajos publicados en la misma. Para solicitar cualquier información puede enviar un correo a la siguiente dirección electrónica: [email protected]. Abreviatura recomendada para citas bibliográficas: UDO Ag.

La Revista Científica UDO Agrícola está indexada en Catálogo de Latindex (México), Scopus

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Adicionamente está indexada en Electronic Sites of Leading Botany, Plant Biology and Science Journals

(http://www.e-journals.org/botany/#R) y Genamics JournalSeek (http://journalseek.net/cgi-bin/journalseek/journalsearch.cgi?field=issn&query=1317-9152). Biblioteca Virtual de Biotecnología para las Américas, Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), México (http://biblioteca.ibt.unam.mx/virtual/letra.php?letra=R); BiblioVie, Le portail d'information scientifique des unités CNRS en Sciences de la Vie. Francia. http://bibliovie.inist.fr/revues_chercher.php?id =2821&adv=&search=&searchAdv=&lettre=acces=&dom=BIO&sousdom=AGR&port=&ed=&limit=0&numsel=89, E-Journals, Zugänglich für TU BS, Universitätsbibliothek der TU Braunschweig, Pockelsstr, Braunschweig. Alemania. http://www.biblio.tu-bs.de/db/cool/grec.php?urN=45295 y Electronic Journals Libraryhttp://rzblx1.uniregensburg.de/ezeit/warpto.phtml?bibid=AAAAA&colors= 7&lang=en&jour_id=56398

EDITORIAL

Finalizamos el Volumen 12 con el Número 4 de la Revista Científica UDO Agrícola, sirva la ocasión para manifestar el orgullo y satisfacción por el camino recorrido en los 50 años de nuestra querida y apreciada Escuela de Ingeniería Agronómica. Se editaron por segunda vez, en doce años, cuatro números, como ocurrió en el 2009. Se publicaron en total 108 artículos divididos en cuatro Números, cada uno con 27 artículos.. Muchísimas gracias a los autores por confiar en UDO Agrícola a pesar de los diversos inconvenientes surgidos a lo largo de este año, los cuales afortunadamente pudieron ser resueltos. Nuestro sincero y profundo agradecimiento a los héroes anónimos, nuestros apreciados árbitros, sin ellos la calidad de la misma no podría ser garantizada. Pero no todo es alegría, vemos con mucha preocupación que cada día es mucho más difícil llevar a cabo esta tarea de edición con la calidad científica que se merece, los inconvenientes continúan y continuaran a lo largo de los años, el escaso presupuesto de la Revista es un arma que atenta contra ella, el cual está ganando la batalla, aunado a su aliado tecnológico como es la falta de equipos de computación modernos, fotocopiadora, impresoras, etc. Dedicamos este Volumen 12 a nuestra Escuela de Ingeniería Agronómica en su año jubilar y confiamos que la Revista estará vigente en su año centenario. Del pueblo venimos y hacia el pueblo vamos Los Editores

Volumen 12 Octubre-Diciembre 2012 Número 4

Revista Científica UDO Agrícola

Volumen 12, N° 4, 2012

Comité Editorial

Editores Principales (Escuela de Ingeniería Agronómica, Universidad de Oriente)

Jesús Rafael Méndez Natera Víctor Alejandro Otahola Gómez

Editores Asociados (Escuela de Ingeniería Agronómica, Universidad de Oriente)

Departamento de Agronomía: Nilda Alcorcés de Guerra

Departamento de Ingeniería Agrícola: Américo José Hossne García Departamento de Economía: Beatriz Amparo Febres Bolívar

Árbitros del Volumen 2012 No 4

Abdul Mojeed Yakubu Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Nasarawa State University, Keffi, Shabu-Lafia Campus, P.M.B. 135, Lafia, Nasarawa State, Nigeria.

Abiola Idowu Department of Management and Accounting, Faculty of Management Sciences. Ladoke Akintola University of Technology. P. M. B. 4000, Ogbomoso, Oyo State, Nigeria.

Ada Henri Ukoha

Department of Agricultural Economics, Federal University of Technology, Owerri, Imo state, Nigeria.

Adalberto Benavides Mendoza

Departamento de Horticultura, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Calzada Antonio Narro 1923, Buenavista,, Saltillo, C.P. 25315, Coahuila, México.

Agapito Salinas Gutiérrez

Unidad Académica Multidisciplinaria Agronomía y Ciencias. Centro Universitario, Universidad Autónoma de Tamaulipas. México.

Ahmed A. Njidda Department of Animal Science, Bayero University, Kano, P.M.B. 3011, Kano, Nigeria. Alberto Enrique Becerril Román

Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, Km 36,5 Carretera México-Texcoco, Montecillo, 56230 Texcoco, Estado de México, México..

Aldo González Becerra

Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Calle Nicolás Cabrera, 128049 - Cantoblanco, Madrid, España.

Alejandro Chacón Villalobos

Estación Experimental Alfredo Volio Mata, Universidad de Costa Rica. Cartago, Costa Rica.

Alejandro Córdova Izquierdo

Departamento de Producción Agrícola y Animal. Universidad Autónoma Metropolitana. Unidad Xochimilco. Calzada Del Hueso 1100 Colonia Villa Quietud. C.P. 04960, México, D.F. México.

Alessandra Del Caro Dipartimento di Scienze Ambientali Agrarie e Biotecnologie Agro-Alimentari, Università degli Studi di Sassari, Viale Italia 39, 07100 Sassari, Italy.

Alex Sabuni Zephanie Ministry of Livestock Development, P.O Box 25, Ololulung'a, Narok, Kenya Alexia Torres

Departamento de Procesos Biológicos y Bioquímicos, Edif. QYP, Universidad Simón Bolívar (USB), Caracas 1080, Venezuela.

Alfredo Alvarado Hernández

Escuela de Agronomía. Centro de Investigaciones Agronómicas (CIA), Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica.

Amandus P. Muhairwa

Faculty of Veterinary Medicine, Department of Veterinary Medicine and Public Health, Sokoine University of Agriculture. P.O. Box 3021, Chuo Kikuu, Morogoro, Tanzania.

América Lárez Rivas

Herbario UOJ, Universidad de Oriente, Campus Juanico, Maturín, C. P. 6201, estado Monagas, Venezuela.

Ángela María Burgos

Departamento de Producción Vegetal. Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Nordeste (UNNE). Sargento Cabral 2131 (3.400). Corrientes, Argentina.

Asghar Ebadi Segherloo

Department of Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.

Augustine Ujunwa Department of Banking and Finance, University of Nigeria, Enugu Campus, Nigeria. Auris Damely García M.

Laboratorio de Bioquímica de Alimentos, Instituto de Química y Tecnología, Facultad de Agronomía. Universidad Central de Venezuela. Apdo. 4579. Maracay 2101. Estado Aragua. Venezuela.

Ayolaida Rodríguez Miranda

Universidad Centrooccidental Lisandro Alvarado (UCLA), Departamento de Educación en Ciencias de la Salud, Decanato de Ciencias de la Salud. Barquisimeto. Estado Lara, Venezuela.

Baudilio Herrero Villacorta

Universidad de Valladolid, Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias, Departamento de Ciencias Agroforestales. Avenida de Madrid, 57. 34004, Palencia, España.

Benito Serrano Rosales Unidad Académica de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de Zacatecas. Campus Universitario Siglo XXI, Edificio 6, Km 6 Carretera Zacatecas-Guadalajara s/n. Ejido la Escondida, C. P. 98160, Zacatecas, Zacatecas, México.

Bernardus H. J. de Jong

El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Campeche. Avenida Rancho Polígono 2A, Parque Industrial Lerma, Campeche, Campeche. C. P. 24500. México.

Bochra Bejaoui Kefi Institut National de Recherche et d'Analyse Physico-Chimique (INRAP), Pôle Technologique, Sidi Thabet, 2020 Tunis,Tunisie.

Brendan Ikechukwu Odo

Department of Animal/Fisheries Science and Management, Enugu State University of Science and Technology, P.M.B. 01660, Enugu, Enugu State, Nigeria.

Caridad González Fernández

Instituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical (IIFT). Avenida 7ma # 3005 e/ 30 y 32. Playa. Ciudad Habana, Cuba.

Carlos Duque

Departamento de Geodinámica. Facultad de Ciencias. Universidad de Granada. Avenida Fuentenueva s/n, C. P. 18071. Granada, España.

Carlos Henríquez Henríquez Centro de Investigaciones Agronómicas y Sede del Atlántico de la Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica.

Carlos M. Chinchilla

Agronomía y Protección de Plantas. ASD de Costa Rica. Apartado Postal 30-1000, San José, Costa Rica.

Carlos Mauricio Mirabile Instituto Nacional del Agua y del Ambiente, Centro Regional Andino. Belgrano Oeste, Mendoza, Argentina.

Carmen Brito C.

Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Austral de Chile, Casilla 47. Valdivia. Chile.

Carmen Dolores Arbelo Rodríguez

Departamento de Edafología y Geología, Facultad de Biología, Universidad de La Laguna. Avenida Astrofísico Francisco Sánchez s/m. Apartado 38204, La Laguna, Tenerife, Tslas Canarias, España

Carmen Mariña de la Huerta

Instituto de Investigaciones Agropecuarias “Jorge Dimitrov”, Carretera de Manzanillo, Km. 16½. Apartado Postal 2140. Bayamo. Granma. Cuba.

Carolina Guerreiro

Instituto de Botánica Darwinion, Labardén 200. C. C. 22. San Isidro, Provincia de Buenos Aires, Argentina.

Carolina Palomino

Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, (ICTA). Facultad de Ciencias. Universidad Central de Venezuela. Calle Suapure, Colinas de Bello Monte. Distrito Capital, municipio Baruta, estado Miranda, Venezuela.

Chang W. Kang College of Animal Bioscience and Technology, Konkuk University, 1 Hwayang-dong, Gwangin-gu, Seoul 143-701, Korea.

Claudia Rodríguez

Ecologia. Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto, Córdoba, Argentina.

Claudia Salazar González

Grupo de Investigación Sanidad Vegetal, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Nariño, Ciudad Universitaria, Torobajo, Bloque 2 Piso2, Pasto, Colombia.

Clímaco Álvarez

Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA-Miranda). Calle El Placer s/n, frente al Hospital H. R. Saldivia, Caucagua, 1246, estado. Miranda, Venezuela.

Consuelo Lobato Calleros

Departamento de Preparatoria Agrícola y Departamento de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5, Chapingo, Estado de México, C.P. 56230, México.

Corina Iris Rodríguez

Centro de Investigaciones y Estudios Ambientales. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Campus Universitario, Paraje Arroyo Seco s/n, C.P. 7000. Tandil, Argentina.

D. Phillip Sponenberg 225 Duck Pond Drive, Virginia-Maryland Regional College of Veterinary Medicine, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, 24061. United States of America.

Damelis J. Jáuregui Laboratorio de Morfoanatomía Vegetal Prof. Antonio Fernández. Instituto de Botánica Agrícola, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela Prolongación

Avenida 19 de Abril. Apartado Postal 4579, Maracay, estado Aragua, Venezuela Darío Méndez Cuadro

Grupo de Productos Naturales. Universidad de Cartagena. Cartagena. Departamento Bolívar. Colombia.

David Mora Valverde

Estación Experimental Alfredo Volio Mata. Facultad de Ciencias Agroalimentarias. Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica

Deyanira Lobo Luján

Instituto de Edafología, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Avenida El Limón, Maracay, estado Aragua, Venezuela.

Diaa Abd El-Moneim Faculty of Environment Agricultural Science. Suez Canal University. El-Arish. Egypt. Diana L. Vullo

Área de Microbiología, Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA) y Área de Química, Instituto de Ciencias, Universidad Nacional de General Sarmiento (UNGS), J. M. Gutiérrez 1150, (B1613GSX) Los Polvorines, Provincia de Buenos Aires, Argentina

Dimitrios N. Vlachostergios

National Agricultural Research Foundation (N.AG.R.E.F.), Fodder Crops and Pastures Institute 413 35 Larissa, Greece.

Diofanor Acevedo Correa

Ingeniería de Alimentos, Falcultad de Ingeniería, Universidad de Cartagena, Cartagena, Colombia.

Diosey Ramón Lugo Morin Colegio de Postgraduados. 72760. Campus Puebla. Km 125,5 Carretera Federal México-Puebla. C. P. 72760, Puebla, Estado de Puebla, México.

Doralinda Asunción Guzmán Ortiz

Laboratorio de Micotoxinas, Departamento de Biotecnología y Bioquímica, Campus Guanajuato, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV). Instituto Politécnico Nacional (IPN). Apartado Postal 629. Irapuato, Guanajuato. México.

Dorian A. Rodriguez González

Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado. Postgrado de Fitopatología. Apartado de Correos 400, Barquismeto, estado Lara, Venezuela.

Druvic Lemus Espinoza Universidad de Oriente, Núcleo de Anzoátegui, Escuela de Ciencias de la Salud, Departamento de Microbiologia y Parasitologia. Grupo de Micología Aplicada, Barcelona, estado Anzoátegui, Venezuela.

Duilio Nieves Programa Producción Animal, Universidad Nacional Experimental de los Llanos Ezequiel Zamora (UNELLEZ), Guanare, estado Portuguesa, Venezuela.

Duilio Torres Rodriguez

Departamento de Quimica y Suelos. Decanato de Agronomia. Universidad Centrooccidental " Lisandro Alvarado", Cabudare, estado Lara, Venezuela.

Edgar Moctezuma Velázquez

Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Avenida Dr. Manuel Nava No. 6, Zona Universitaria, San Luis Potosí, CP 78210, México.

Edgardo Cortés Mondaca

Campo Experimental Valle del Fuerte (CEVAF), Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Carretera Internacional México-Nogales. Km. 1609. Ciudad Juan José Ríos, Sinaloa C.P. 81110. México.

Eduardo Ferrandini Banchero

Departamento de Tecnología de los Alimentos, Nutrición y Bromatología. Facultad de Veterinaria. Universidad de Murcia. Avenida Teniente Flomesta, 5 – 30003. Murcia. España.

Eduardo Leonardo Soza Cátedra de Maquinaria Agrícola, Departamento de Ingeniería Agrícola y Uso de la Tierra, Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, Avenida San Martín 4453 C1417DSE, Buenos Aires, Argentina.

Elba Sangronis

Departamento de Procesos Biológicos y Bioquímicos. Universidad Simón Bolívar. Edificio QYP, Oficina 121. Sartenejas, Baruta. Apartado Postal 89000. Venezuela.

Eleazar Manuel Rufasto Campos

Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo (UNPRG), Avenida Juan XXIII 391, Lambayeque, Perú.

Elein Terry Alfonso

Departamento de Fisiología y Bioquímica Vegetal, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, C. P. 32700. Cuba.

Elena Villacrés Poveda

Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP). Estación Experimental Santa Catalina. Departamento de Nutrición y Calidad de Alimentos. Panamericana Sur Km. 1, Sector Cutuglagua, Cantón Mejía, Pichincha, Ecuador.

Elevina Eduvigis Pérez Sira

Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICTA). Facultad de Ciencias. Universidad Central de Venezuela. Calle Suapure, Colinas de Bello Monte. Distrito Capital, municipio Baruta, estado Miranda, Venezuela.

Elevina Perez Sira

Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos, Caracas, Venezuela.

Eliseo Cristiani Urbina

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Colonia Casco de Santo Tomás, México.

Elvis Portillo Universidad del Zulia, Facultad de Agronomía. Avenida Universidad, Grano de Oro, Apartado 526, Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela.

Emamnuel S. Swai Veterinary Investigation Centre, PO Box 1068, Arusha, Tanzania Evaggelos Diamadopoulos

Department of Environmental Engineering, Technical University of Crete, 73100. Chania, Greece.

Farzad Moradi

Kermanshah Research Center of Agriculture and Natural Resources. Payam e Noor University, Kermanshah, Iran.

Francia C. Fuenmayor Campos Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA). Centro Nacional de Investigaciones Agropecuaria (CENIAP). Maracay, estado Aragua, Venezuela

Francia Elena Valencia García

Departamento de Alimentos, Facultad de Química Farmacéutica, Universidad de Antioquia. Calle 67 No 53-108, Bloque 2. Medellín, Colombia.

Francisco Prieto García

Centro de Investigaciones Químicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Carretera Pachuca-Tulacingo Km 4,5; CP 42076. Pachuca, Hidalgo, México

François Lebas Cuniculture, 87a Chemin de Lassère, 31450 Corronsac, France. Friday C. Nworgu

Federal College of Animal Health and Production Technology, Institute of Agricultural Research and Training, Obafemi Awolowo University, Moor Plantation, P. M. B 5029, Ibadan, Nigeria.

Greeys H. Centeno S.

Instituto de Zoología Agrícola, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay, estado Aragua., Venezuela.

Guillermo Acevedo Ampié

Facultad de Tecnología de la Construcción, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). PO Box 5595, Managua, Nicaragua.

Gumel Gambo Babandi

Institute of Islamic Banking and Finance. International Islamic University Malaysia, Kuala Lampur, Malaysia.

Hans Peter Piepho Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Fachgebiet Bioinformatik. Fruwirthstrasse 23, 70599 Stuttgart, Germany.

Héctor Flores Magdaleno

Postgrado de Hidrociencias, Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Carretera México-Texcoco, km 36,5. C.P. 56230, Texcoco, México.

Héctor José Peinado Guevara

Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Ciudad Universitaria, C.P. 04510 México, D. F. México.

Hernán Retamales R.

Laboratorio de Biología Vegetal. Facultad de Ciencias Forestales y Conservación de la Naturaleza, Universidad de Chile, Casilla 9206, Santiago, Chile.

Hernando Suárez

Programa de Ingeniería Agronómica, Universidad del Magdalena, Santa Marta. Colombia.

Hilmig Viloria

Departamento de Ciencias, Unidad de Estudios Básicos, Universidad de Oriente. Campus Los Guaritos, Maturín, 6201, estado Monagas. Venezuela.

Hugh G. Gauch, Jr.

Crop and Soil Sciences, 519 Bradfield Hall, Cornell University, Ithaca, New York 14853. United States of America.

Ibisime Etela Department of Animal Science and Fisheries, Faculty of Agriculture, University of Port Harcourt. East-West Road, Choba, P.M.B. 5323, Port Harcourt, Rivers State, Nigeria.

Ifeanyi Prince Ogbuewu

Department of Animal Science and Technology, Federal University of Technology, P.M.B. 1526, Owerri, Nigeria.

Issaka Youssao Ecole Polytechnique d'Abomey-Calavi (EPAC) - Laboratoire de Recherche en Biologie Appliquée (LARBA), Unité de Recherche Cunicole et Cavicole (URCC), 01 BP 2009 Cotonou, Bénin.

Iván Chirinos

Departamento de Ingeniería Suelos y Agua, Facultad de Agronomía, Universidad del Zulia. Maracaibo, estado Zulia, Venezuela.

J. O. Agbede

Division of Nutritional Biochemistry, Department of Animal Production and Health, The Federal University of Technology, Akure, Nigeria.

Jakub Paderewski

Department of Experimental Design and Bioinformatics. Warsaw University of Life Sciences, Nowoursynowska. 159, 02-776, Warsaw, Poland.

James O. Daramola University of Agriculture. Department of Animal Physiology, Abeokuta, Nigeria. Javad Nasr

Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Saveh Branch, Islamic Azad University. Saveh, Iran.

Javier Almorox

Departamento de Edafología. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos, Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Avenida Complutense s/n 28040. Madrid. España.

Jenny Dunn Institute of Integrative and Comparative Biology, L. C. Miall Building, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, United Kingdom.

Jenny Paola Corredor Prado Programa Recursos Genéticos Vegetales, Universidad Federal de Santa Catarina

(UFSC). Florianópolis, Brasil. Jerzy Wilde

Apiculture Division, Faculty of Animal Bioengineering, Warmia and Mazury University in Olsztyn, 2, Oczapowskiego, 10-957, Olsztyn, Poland.

Jesús T. Ponce Palafox

Escuela Nacional de Ingeniería Pesquera. Posgrado Ciencias Biológico Agropecuarias (CBAP). Centro Nayarita de Innovación y Tranferencia Tecnológica (CENITT). Universidad Autónoma de Nayarit. Estado de Nayarit, México.

Jiakui Li

College of Veterinary Medicine, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China.

Joel Rojas Acuña

Laboratorio de Teledetección, Facultad Ciencias Físicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM). Avenida Venezuela s/n. Pabellón de Física. Ciudad Universitaria, Lima, Perú.

Jordan Golubov

Laboratorio de Ecología, Sistemática y FisiologíaVegetal, Departamento El Hombre y Su Ambiente, Universidad Autonoma Metropolitana Xochimilco, Calzada del Hueso 1100, Colonia Villa Quietud, Coyoacán, 04960, México D. F. México.

Jorge Alirio Monsalve Canchica Ingeniería de Alimentos, Universidad Simón Rodríguez. Carretera Canoabo-Urama, Municipio Bejuma, Edo. Carabobo, Venezuela.

Jorge Lopera Palacios

Fundación para el Desarrollo Empresarial del Sector Agropecuario (FUNDESAGRO). Bogotá, Colombia.

Jorge López

Departamento de Ingeniería Agrícola, Decanato de Agronomía, Universidad Centroccidental "Lisandro Alvarado". Apdo. 400. Barquisimeto, estado Lara, Venezuela.

José Antonio Morábito

Instituto Nacional del Agua y del Ambiente, Centro Regional Andino. Belgrano Oeste, Mendoza, Argentina

Juan Carlos Rey

Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA/CENIAP). Avenida Universidad, El Limón. Apdo. 4653 Maracay 2105, estado Aragua, Venezuela.

Juan Carlos Tivano

Laboratorio de Anatomía Vegetal. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional del Litoral. Santa Fe. Argentina.

Juan Ernesto Mora Montero

Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología Agropecuaria (INTA). Apartado Postal 382 Centro Colón, Costa Rica.

Juan Felipe Osorio Tobón

Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. Facultad de Ciencias Agropecuarias. A. A. 1779. Medellín, Colombia.

Juan Francisco Barrera

Unidad Tapachula, Departamento de Entomología Tropical, El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR). Carretera Antiguo Aeropuerto Km 2,5, Tapachula, 30700, Chiapas, México.

Juan Manuel Vanegas Rico

Laboratorio de Control Biólogico, Colegio de Postgraduados, Posgrado en Entomología y Acarología, Km 36,5 Carretera México-Texcoco, Montecillo, 56230 Texcoco, Estado de México, México.

Juan Medina Méndez

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Campo Experimental Edzná, México.

Juan Ygnacio López Caraballo Centro Regional de Investigaciones Ambientales (CRIA). Campus Guatamare, Universidad de Oriente, Avenida 31 de Julio Sector Guatamare, Isla de Margarita, estado Nueva Esparta, Venezuela.

Julio Abad González Universidad de León, Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales, Departamento de Economía y Estadística. Campus de Vegazana, s/n 24071, León, España.

Julio Cesar Méndez Guisado Estación Meteorológica de Manzanillo. Carretera de Guasimal. La Playita. Manzanillo. Granma. Cuba.

Khurram Ziaf Institute of Horticultural Sciences, University of Agriculture, Faisalabad, Pakistan. Kombe Lucas Adang Department of Biological Sciences, Gombe State University, Gombe, Nigeria. Laercis Leyva Cambar

Centro de Estudio de Producción Animal (CEPA). Universidad de Granma, Km 17 ½, Carretera de Manzanillo, Bayamo, Granma. Cuba.

Laura Georgina Núñez García

Planta Experimental de Producción Acuícola, Departamento de Hidrobiología, División de Ciencias Biológicas y de la Salud (CBS=, Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, México, Distrito Federal. México.

Laura Leticia Barrera Necha

Centro de Desarrollo de Productos Bióticos, Instituto Politécnico Nacional. Carretera Yautepec-Jojutla, Km. 8.5 San Isidro, Yautepec, CP 62731, Morelos, México.

Lázaro Camilo Recompensa Joseph

Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Economia. Avenida Fernando Corrêa, Nº 2367. Boa Esperança, 78060-900 Cuiaba, Mato Grosso, Brasil.

Lenom Cajuste Bontemps

Instituto de Recursos Naturales, Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Carretera México Texcoco, km 36.5. C.P. 56230, Texcoco, México.

Leonardo Tijerina Chávez

Instituto de Recursos Naturales, Colegio de Postgraduados, Km. 36.5 Carretera México-Texcoco, 56230, Texcoco, Estado de México.

Ligia Ortiz de Bertorelli

Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronomía. Instituto de Química y Tecnología. Apdo. 4579. Maracay, 2101, estado Aragua. Venezuela.

Lorella Giuliotti Dipartimento di Scienze, Fisiologiche, Facoltà di Medicina Veterinaria, Università di Pisa, via San Zeno, 56100. Pisa, Italy.

Lorena I. Guevara

Centro de Microscopía Electrónica (CenMEFA), Instituto de Botánica Agrícola, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela Prolongación Avenida 19 de Abril. Apartado Postal 4579, Maracay, estado Aragua, Venezuela

Loyda Dury Colmenares de Carmona

Departamento de Ciencias Económicas y Administrativas, Universidad de Los Andes. Núcleo Universitario "Rafael Rancel" (NURR), Trujillo, estado Trujillo, Venezuela.

Lubomir Lashev

Department of Pharmacology, Veterinary Physiology and Physiological Chemistry, Faculty of Veterinary Medicine, Trakia University Student Campus, 6000 Stara Zagora, Bulgaria.

Lucia W. Martínez Q. Departamento de Ciencias Sociales, Núcleo Universitario "Dr. Pedro Rincón Gutiérrez" Universidad de Los Andes, San Cristóbal, Apartado Postal 685, estado Táchira, Venezuela.

Luciano Sandoval Yoval

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA). Paseo Cuauhnáhuac No. 8532, Progreso, Juitepec, Morelos, México.

Luis A. Brumovsky

Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Universidad Nacional de Misiones, Félix de Azara 1552 (3300), Posadas, Misiones. Argentina.

Luis Duran

Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Decanato de Agronomía, Programa de Técnico Superior Agroindustrial. Barquisimeto, estado Lara, Venezuela.

Luis Eduardo Piñango Álvarez

Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas. Centro de Investigaciones Agrícolas del estado Guárico (INIA-CIEA). Estación Experimental Valle de la Pascua. Valle de la Pascua 2307, estado Guárico. Venezuela

Luis Felipe Zamora Cornelio

El Colegio de la Frontera Sur. Sistemas Silvícolas y Agroforestales. Carretera a Reforma Km 15,5. R/a. El Guineo 2ª. Secc. Centro. Villahermosa, Tabasco. México.

Luis Trujillo Guerra Universidad Rafael Urdaneta. Vereda del Lago, Avenida 2, El Milagro con calle 86, Maracaibo, estado Zulia. Venezuela.

Manjit S. Kang

School of Plant, Environmental, and Soil Sciences, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana, 70803-2110, United States of America.

Manuel Casanova P.

Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Casilla 1004, Santiago, Chile.

Marco Antonio Sandoval Estrada

Laboratorio de Física de Suelo, Departamento de Suelos y Recursos Naturales, Facultad de Agronomía, Universidad de Concepción. Avenida Vicente Méndez 595, Casilla 537, Chillán, Chile.

Maria Bouga

Certification Body of Honey Bee Queens, Laboratory of Agricultural Zoology and Entomology, Agricultural University of Athens. 75 Iera Odos St. Athens 11855 Greece.

María de Lourdes Berenice Celis García

División de Geociencias Aplicadas, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, Camino a la Presa San José 2055, Lomas 4ta., Sección 78216, San Luis Potosí, S. L. P., México.

María Del Rosario Contreras Villarreal

Unidad Académica Multidisciplinaria de Ciencias, Educación y Humanidades. Centro Universitario, Universidad Autónoma de Tamaulipas. México.

María Elena Sanabria Chópite

Universidad Centrooccidental Lisandro Alvarado (UCLA). Decanato de Agronomía. Barquisimeto, estado Lara, Venezuela.

María Fernanda Rodríguez

Instituto de Botánica Darwinion, Labardén 200. C. C. 22. San Isidro, Provincia de Buenos Aires, Argentina.

Maria Novella Benvenuti

Dipartimento di Scienze, Fisiologiche, Facoltà di Medicina Veterinaria, Università di Pisa, via San Zeno, 56100. Pisa, Italy.

María Pilar García Guadilla Departamento de Planificación Urbana, Universidad Simón Bolívar. Sartenejas, Baruta. Apartado Postal 89000. Estado Miranda, Venezuela.

María Salud Pérez Gutiérrez

Departamento de Sistemas Biológicos, Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco. Calz. Del Hueso 1100 Col. Villa Quietud C.P. 04960 México D.F. México.

María Teresa Maniscalchi Badaoui

Universidad de Oriente, Núcleo de Anzoátegui, Escuela de Ciencias de la Salud, Departamento de Microbiologia y Parasitologia. Grupo de Micología Aplicada, Barcelona, estado Anzoátegui, Venezuela.

María Victoria Castelli

Área Farmacognosia, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad Nacional de Rosario, Suipacha 531, 2000. Rosario, Argentina.

Marina Pavlak

University of Zagreb Department of Biology, Faculty of Veterinary Medicine Heinzelova 55 10000 Zagreb Croatia Heinzelova 55 10000 Zagreb Croatia.

Mario Onofre Cortez Rocha

Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos (DIPA). Universidad de Sonora, Rosales y Luis Encinas s/n. Hermosillo, C.P. 83000. P.O. Box 1658, Sonora, México.

Mary C. Lares

Universidad Central de Venezuela. Facultad de Medicina. Escuela de Nutrición y Dietética. Apartado de Correo 47097. Los Chaguaramos, Caracas-1041-A. Caracas, Venezuela.

Mehmet Ali Demiral

Department of Soil Science and Plant Nutrition, Faculty of Agriculture, Adnan Menderes University, 09100 Aydın , Turkey.

Migdalia Díaz Vargas Laboratorio de Hidrobiología, Centro de Investigaciones Biológicas. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Avenida Universidad 1001 Colonia Chamilpa, C. P. 62210, Cuernavaca, Morelos, México.

Miguel Ángel Valenzuela Zapata

Laboratorio de Catálisis y Materiales. Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Unidad Profesional Adolfo López Mateos. Departamento de Química. Instituto Politécnico Nacional. Edificio 8, 3er Piso, Cubículo 6, Unidad Profesional "Adolfo López Mateos", Colonia San Pedro Zacatenco C. P. 07738, G.A. Madero, México D.F.

Miguel Gerardo Velázquez Del Valle

Centro de Desarrollo de Productos Bióticos, Instituto Politécnico Nacional. Km 8,5. Carretera Yautepec-Jojutla, Colonia San Isidro. 62731, Yautepec, Morelos, México.

Mohamed N. Azooz Botany Department, Faculty of Science, South Valley University, 83523 Qena, Egypt. Mohammad Sedghi Faculty of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture, University of

Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. Mohsen Farshadfar Kermanshah Research Center of Agriculture and Natural Resources. Payam e Noor

University, Kermanshah, Iran. Mohsen Janmohammadi Department of Agronomy and Plant Breeding, Agriculture College, University of

Maragheh. East Azarbaijan, Iran. Mostafa Ahmadizadeh Young Researchers Club, Jiroft Branch, Islamic Azad University, Jiroft, Iran. Nectali Rodríguez

Universidad Nacional Experimental "Francisco de Miranda". Facultad de Agronomía. Desarrollo y Producción Agricola. Coro, estado Falcón, Venezuela.

Néstor Bautista Martínez

Postgrado en Fitosanidad, Entomología y Acarología, Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Carr. México-Texcoco, km 36.5 C. P. 56230 Estado de México. México.

Nilda Alcorcés Departamento de Agronomía, Escuela de Ingeniería Agronómica, Universidad de Oriente, Núcleo de Monagas, Maturín, C. P. 6201, estado Monagas, Venezuela

Ninive Espinoza Rodríguez Laboratorio de Oceanografía y Ecología Molecular, Departamento de Biología, Facultad Experimental de Ciencias, Universidad del Zulia, Avenida Universidad - Grano de Oro, Apartado 526, Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela

Odilón Manuel Sánchez Sánchez

Centro de Investigaciones Tropicales, Universidad Veracruzana. Casco de la Ex-Hacienda Lucas Martín, Privada de Araucarias s/n Colonia Periodistas, C.P. 91019. Xalapa, Veracruz, México.

Ofelia Milán Vargas

Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal. Calle 110 no 514 e/ 5. a B y 5.a . F, Playa, Ciudad Habana, C. P. 11600, Cuba.

Omar José Lanz Mejias Departamento de Economía Agrícola y Ciencias Sociales. Escuela de Ingeniería Agronómica, Núcleo Monagas. Universidad de Oriente. Maturín, 6201, estado Monagas, Venezuela.

Onyenekenwa Cyprian Eneh Institute for Development Studies, Enugu Campus, University of Nigeria, Nsukka, Nigeria.

Orquidea Coto Perez

Laboratorio de Biotecnologia de los Metales, Departamento de Microbiologia y Virologia, Facultad de Biologia, Universidad de La Habana, Cuba.

Osmar Quijada

Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) estado Zulia. Km 7. Via a Perijá. Apartado 1316. Maracaibo, estado Zulia, Venezuela.

Otoikhian S. O. Cyril Clement Isidahomen, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ambrose Alli University, P.M.B. 14, Ekpoma, Edo State, Nigeria.

Patricia Perissé

Departamento Fundamentación Biológica, Botánica Morfológica. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba. Avenida Valparaíso S/N Ciudad Universitaria, C.C. 509, 5000, Córdoba, Argentina

Pedro José López Guaimacuto Centro Regional de Investigaciones Ambientales (CRIA). Campus Guatamare, Universidad de Oriente, Avenida 31 de Julio Sector Guatamare, Isla de Margarita,

estado Nueva Esparta, Venezuela. Penna Suprasanna

Functional Plant Biology Section, Nuclear Agriculture and Biotechnology Division, Bhabha Atomic Research Centre, Trombay, Mumbai 400 085, India.

Raimundo Cabrera Pérez

Control Integrado de Plagas y Enfermedades de los Vegetales (CIPEV). Unidad Docente e Investigadora de Fitopatología. Departamento de Biología Vegetal. Facultad de Biología. Universidad de La Laguna. 38206, La Laguna, Tenerife, Islas Canarias, España

Ralph Büchler Fachgebietsleiter Bieneninstitut, Erlenstrasse 9, 35274 Kirchhain, Germany Ravinder Nm Sehgal Department of Biology, San Francisco State University, 1600 Holloway Aveneu, San

Francisco, California 94132. United States of America. Reina Pérez de Roberti

Universidad Centrooccidental Lisandro Alvarado (UCLA), Decanato de Agronomía. Barquisimeto. Venezuela.

Ricardo García Alamilla

Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, División de Estudios de Posgrado e Investigación, Esquina Juventino Rosas y Jesús Urueta, Colonia Los Mangos, 89440 Ciudad Madero, Tamaulipas, México.

Riccardo d'Andria

Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo. Via Patacca 85, 80056, Ercolano, Napoli, Italy.

Rogelio Carrillo González

Instituto de Recursos Naturales, Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Carretera México-Texcoco, km 36,5. C.P. 56230, Texcoco, México.

Rong-Ghi R. Chou Department of Animal Science, National Chiayi University, Chiayi City, Taiwan, Republic of China.

Salvador Alfaro Hernández Laboratorio de Catálisis y Materiales. Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Unidad Profesional Adolfo López Mateos. Departamento de Química. Instituto Politécnico Nacional. Edificio 8, 3er Piso, Cubículo 6, Unidad Profesional "Adolfo López Mateos", Colonia San Pedro Zacatenco C. P. 07738, G.A. Madero, México D.F.

Samia Dabbou Laboratoire de Biochimie, Faculté de Médecine Dentaire de Monastir, Rue Avicenne 5019 Monastir, Tunisie.

Sandra Márcia Tietz Marques

Faculdade de Veterinaria. Universidade Federal do Rio Grande do Sul Rúa, Aneron Correa de Oliveira 74, ap. 201 CEP: 91410-070. Bairro Jardim do Salso, Porto Alegre, Río Grande del Sur, Brazil.

Santiago A. Barbona

Programa Regional Hortícola. Centro Regional Chaco–Formosa. Proyecto Tecnología para la Producción de Mandioca. Estación Experimental Agropecuaria Colonia Benítez. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Marcos Briolini s/n (3505), Chaco Argentina.

Segundo Leiva González

Universidad Privada Antenor Orrego, Avenida América Sur 3145. Casilla postal 1075, Trujillo, Perú.

Shahzad Akbar Khan Mughal Department of Pathobiology, Faculty of Agriculture, Rawalakot University of Azad Jammu and Kashmir, Pakistan.

Silvia Aguilar Rodríguez

Laboratorio de Botánica, Unidad de Morfología y Función (UMF), Facultad de Estudios Superiores (FES-Iztacala), Universidad Nacional Autónoma de México, Avenida De Los Barrios No. 1, Colonia Los Reyes, Ixtacala, Tlalnepantla de Baz, México.

Slim Smaoui

Laboratory of Microorganisms and Biomolecules, Centre of Biotechnology of Sfax, Road of Sidi Mansour Km 6, P.O. Box 1177, 3018 Sfax, Tunisia.

Sohair Y. Saleh

Department of Physiology, Faculty of Veterinary Medicine, Cairo University, Giza-12211, Egypt.

Sonny A. N. D. Chidebelu Department of Agricultural Economics, University of Nigeria, Nsukka, Enugu State, Nigeria.

Stella Maris Solís

Morfología Vegetal. Instituto de Botánica del Nordeste (IBONE), Facultad de Ciencias Exacatas, Naturales y Agrimensura, Universidad Nacional del Nordeste (UNNE). Avenida Sargento Cabral 2131. Casilla de Correo 209 - 3400, Corrientes, Argentina.

Steve U. O. Onyeagocha

Department of Agricultural Economics, Federal University of Technology, Owerri, Imo State, Nigeria.

Susana D. Araoz

Laboratorio de Semillas. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Nacional de Córdoba. Av. Valparaíso s/nº Ciudad Universitaria, 5016 Córdoba. Argentina

Tafadzwanashe Mabhaudhi Crop Science Department, School of Agricultural Sciences and Agribusiness, Faculty of Science and Agriculture, University of KwaZulu-Natal, Private Bag X01, Scottsville 3209, Pietermaritzburg, South Africa.

Talha E. E. Abbas Department of Poultry Production and Technology, Faculty of Agricultural Technology

and Fish Science, University of Alneelain, P.O. Box: 12702, Khartoum, Sudan. Terry Ansah Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University for Development

Studies, Tamale, Ghana. Tomás Osuna Enciso

Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A. C. (CIAD). Unidad Culiacán. Carretera a Eldorado Km 5,5, Campo El Diez, C.P. 80110, Culiacán, Sinaloa, México.

Uma Kalu Oke Department of Animal Breeding and Physiology, College of Animal Science and Animal Production, Michael Okpara University of Agriculture, Umudike, Abia State, Nigeria.

V. Petrovic

Clinic for Ruminants, University of Veterinary Medicine and Pharmacy,Komenskeho 73, 041 81 Kosice, The Slovak Republic.

Víctor L. Finot

Departamento de Producción Animal, Facultad de Agronomía, Universidad de Concepción, Casilla 537, Chillán, Chile.

Víctor Manuel Quesada Ibargüen Grupo Métodos Cuantitativos de Gestión. Programa de Administración Industrial. Facultad de Ciencias Económicas, Universidad de Cartagena, Calle de la Universidad, No. 36-100. Sede San Agustín, Cartagena, Colombia

Weikai Yan

Eastern Cereal and Oilseed Research Center, Agriculture and Agri-Food Canada, 960 Carling Ave., Ottawa, Ontario, K1A 0C6 Canada.

Wilmer A. Díaz P.

Centro de Investigaciones Ecológicas de Guayana, Universidad Nacional Experimental de Guayana (UNEG), Edificio UNEG Chilemex, Urbanización Chilemex, calle Chile, Puerto Ordaz, estado Bolívar, Venezuela.

Yaxcelys A. Caldera Laboratorio de Investigaciones Ambientales. Núcleo Costa Oriental del Lago. Universidad del Zulia. Cabimas, estado Zulia, Venezuela.

Young C. Okezie Afrique Consulting Limited. 33A Bode Thomas Street, Surulere Lagos State, Nigeria. Zenaida del Carmen Lozano Pérez Instituto de Edafología, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela.

Avenida El Limón, Maracay, estado Aragua, Venezuela.

Del Pueblo Venimos y hacia el Pueblo Vamos

La lista incluye árbitros de los artículos retirados por sus autores o rechazados por los revisores



CONTENIDO Páginas Agronomía. Manejo agronómico (Agronomy. Agricultural management) Maryluz FOLGUERAS MONTIEL, Sergio RODRÍGUEZ MORALES, Nilo MAZA ESTRADA y María OLIVA VALDÉS

Cosecha, beneficio y conservación de la yuca (Manihot esculenta Crantz). II. Formas de preservación y métodos de envase y traslado y sistemas de cosecha de las raíces Harvest, benefit and conservation in cassava (Manihot esculenta Crantz) crop. II. Preservation practices and methods of packaging and transportation and harvest systems of roots

749-758

Agronomía. Propagación de plantas (Agronomy. Plant propagation) Judith Josefina GARCÍA BOLÍVAR

Análisis de supervivencia aplicado al estudio de la mortalidad en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten) Survival analysis applied to the study of grafts mortality in inchi (Caryodendron orinocense Karsten)

759-768

Agronomía. Fisiología vegetal (Agronomy. Plant physiology) Mercedes PÉREZ MACÍAS, Marelia PUCHE, Enio SOTO, Rosana FIGUEROA, María GUTIÉRREZ y Luis Alberto AVILÁN ROVIRA

El régimen hídrico como determinante ambiental en la iniciación floral de los cultivares de mango (Mangifera indica L.) Haden y Edward en condiciones tropicales The water regime as environmental determinant in the floral initiation of mango (Mangifera indica L.) cultivars Haden and Edward under tropical conditions

769-777

Agronomía. Anatomía vegetal (Agronomy. Plant anatomy) Rosario VALERA, Norberto MACIEL, María Elena SANABRIA CHÓPITE y Amabilis MENDOZA

Anatomía de la lámina foliar de plántulas de seis especies de palmeras (Arecaceae) del bosque húmedo de Río Claro, estado Lara, Venezuela Anatomy of the seedling leaf blade of six species of palms (Arecaceae) in the humid forest of Río Claro, Lara state, Venezuela

778-793

Agronomía. Taxonomía de plantas (Agronomy. plant Taxonomy) Alberto José OROZCO PATETE, Elizabeth PRADA ANDRADE y Leonardo Enrique LARA RODRIGUEZ

Inventario de germoplasma de taxones de Citroideae (Rutaceae) de importancia agronómica en el Municipio Caripe, estado Monagas, Venezuela Germplasm inventory of agriculturally important Citroideae (Rutaceae) taxons in the Caripe municipality, Monagas, State, Venezuela

794-800

Norberto MACIEL, Rosario VALERA, María Elena SANABRIA CHÓPITE y Amabilis MENDOZA Caracteres morfológicos diferenciales del fruto, semilla y plántula de seis palmeras en sotobosque nublado del estado Lara, Venezuela Morphological differential characters of fruit, seed and seedling of six palms in a cloudy understory of Lara state, Venezuela

801-812

Agronomía. Manejo del agua (Agronomy. Water managment) Mariem GHARSALLAOUI, Cinzia BENINCASA, Mohamed AYADI, Enzo PERRI, Moncen KHLIF and Slimane GABSI

Impact of olives storage and irrigation with treated wastewater on the oil quality: simulation of mill conditions Impacto del almacenamiento de aceitunas y el riego con aguas residuales tratadas sobre la calidad del aceite: simulación de las condiciones de almazara

813-822

Agronomía. Agricutura orgánica (Agronomy. Organic agriculture) Luis Alberto ARAUJO AGUILERA, Cristina Idalmis RODRÍGUEZ ARCIA y Luis Gustavo GONZÁLEZ GÓMEZ

Efecto de la quitosana sobre el cultivo de tabaco (Nicotiana tabacum Lin.) en condiciones edafoclimáticas del municipio Guisa, Granma, Cuba Effect of chitosan on tobacco (Nicotiana tabacum Lin.) under edaphoclimatic conditions at Guisa municipality, Granma, Cuba

823-829

Continuación....

Agronomía. Fitopatología (Agronomy. Phytopathology) Cipriano GARCÍA GUTIÉRREZ, Glenda Judith LIZÁRRAGA SÁNCHEZ, Adolfo Dagoberto ARMENTA BOJÓRQUEZ y Miguel Ángel APODACA SÁNCHEZ

Efecto de productos biorracionales en la incidencia de hongos y concentración de aflatoxinas en maíz blanco cultivado en Sinaloa, México Effect of biorrational products on the incidence of fungus and aflatoxins concentration in white corn grown in Sinaloa, Mexico

830-838

Aida Tania RODRÍGUEZ PEDROSO, Miguel Ángel RAMÍREZ ARREBATO, Regla María CÁRDENAS TRAVIESO, Deyanira RIVERO GONZÁLEZ, Ariel Cruz TRIANA y Silvia BAUTISTA BAÑOS

Actividad antifúngica in vitro e in vivo del extracto acuoso de hojas de Parthenium hysterophorus L. sobre Pyricularia grisea Sacc. in vitro and in vivo antifungal activity of the aqueous extract of Parthenium hysterophorus L. against Pyricularia grisea Sacc.

839-844

Agronomía. Entomología (Agronomy. Entomology) Gladys RODRÍGUEZ GONZÁLEZ, Ramón SILVA ACUÑA, Rafael CÁSARES MOIZANT, Asdrúbal DÍAZ QUINTANA y Renny BARRIOS MAESTRE

Fluctuación poblacional de las fases inmaduras de Opsiphanes cassina Felder (Lepidoptera: Nymphalidae) en palma aceitera, estado Monagas, Venezuela Population fluctuation of the immature stages of Opsiphanes cassina Felder (Lepidoptera: Nymphalidae) in palm oil, Monagas State, Venezuela

845-854

Julio César GONZÁLEZ CÁRDENAS, Ignacio Esteban CASTELLANOS STUREMARK, Leopoldo Jan FUCIKOVSKY ZAC, Maritza LÓPEZ HERRERA y Gerardo SÁNCHEZ ROJAS

Coccinélidos como potenciales enemigos naturales de Diaphorina citri (Hemiptera: Psyllidae) en un huerto de cítricos en Tuxpan, Veracruz, México Coccinellids as potential natural enemies of Diaphorina citri (Hemiptera: Psyllidae) in a citrus orchard in Tuxpan, Veracruz, Mexico

855-860

Agronomía. Física de suelos (Agronomy. Soil physics) Américo José HOSSNE GARCÍA y Héctor José CEDEÑO CAMPOS

Comparación de tres métodos para determinar densidad aparente y solidez en tres suelos franco arenosos de sabana Three methods of determining soil bulk density and solidity in three savanna sandy loam soils

861-872

Agronomía. Ciencia del suelo (Agronomy. Soil science) Flora María CORNEJO OVIEDO, Maritza LÓPEZ HERRERA, Rosa Icela BELTRÁN HERNÁNDEZ, Otilio A. ACEVEDO SANDOVAL, Carlos Alexander LUCHO CONSTANTINO y María Isabel REYES SANTAMARÍA

Degradación del suelo en el Distrito de riego 003 Tula, Valle del Mezquital, Hidalgo, México Soil degradation in the irrigation District 003 Tula, Valle del Mezquital, Hidalgo, Mexico

873-880

Raquel Elena RODRÍGUEZ PÉREZ, Miguel Herminio LARREAL RÍOS y José Joaquín MORENO LARREAL

Comportamiento de la conductividad eléctrica en dos series de suelo del sector caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, Venezuela durante un periodo de tres años Behavior of the electrical conductivity of two soil series from Caño San Miguel sector, Mara municipality, Zulia State, Venezuela for a period of three years

881-889

Agronomía. Satisfacción estudiantil (Agronomy. Student satisfaction) Carlos F. RIVAS y Domaurys GUEVARA

Análisis de satisfacción del estudiante de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Oriente, Venezuela Satisfaction analysis of students from Agricultural Engineering at Universidad de Oriente, Venezuela

890-898

Agronomía. Microfinanzas (Agronomy. Microfinances) Pius Chinwuba IKE

Access to microfinance services and its effect on business performance of small-scale women entrepreneurs in Enugu State, Nigeria Acceso a los servicios de microfinanzas y su efecto en el comportamiento de los negocios de empresarias a pequeña escala en el estado de Enugu, Nigeria

899-905

Continuación....

Tecnología de los Alimentos. Evaluación de calidad (Food technology. Quality evaluation) Carlos ROMERO y Alexis ZAMBRANO

Análisis de azúcares en pulpa de cacao por colorimetría y electroforesis capilar Analysis of sugars in cocoa pulp by colorimetric and capillary electrophoresis

906-913

Marcelo GUTIÉRREZ SEIJAS Efecto de la frecuencia de remoción y tiempo de fermentación en cajón cuadrado sobre la temperatura y el índice de fermentación del cacao (Theobroma cacao L.) Effect of the removal frequency and fermentation time in square drawer on the temperature and the fermentation rate of cacao (Theobroma cacao L.)

914-918

Oscar GARCÍA, Cateryna AIELLO MAZZARRI, Miriam Coromoto PEÑA CHIRINO, Jorge Luis RUIZ RAMÍREZ e Iria del Carmen ACEVEDO PONS

Caracterización físico-química y propiedades funcionales de la harina obtenida de granos de quinchoncho (Cajanus cajan (L.) Millsp.) sometidos a diferentes procesamientos Physicochemical characterization and functional properties of pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp.) grain flour under different processing

919-928

José Guadalupe GAMBOA ALVARADO, Daniela Rojas ALMARAZ y Emmanuel de Jesús RAMÍREZ RIVERA

Calidad fisicoquímica y sensorial de queso tipo Manchego durante la maduración Physicochemical and sensory quality of Manchego cheese type during ripening

929-938

Arlene GARCÍA, Luis Eduardo CÓRDOVA RODRÍGUEZ, Luis Alexander URPIN, Jesús Rafael MÉNDEZ NATERA y Auristela del Carmen MALAVÉ ACUÑA

Propiedades fisicoquímicas de la carne de conejos suplementados con follaje de Gliricidia sepium y fibra de Elaeis guineensis Physicochemical properties of rabbit meat supplemented with foliage of Gliricidia sepium and palm-press fiber of Elaeis guineensis

939-946

Zootecnia. Nutrición animal. (Zootechny. Animal nutrition) Cletus Otu OBUN and Olajide Ayorinde ADEYEMI

Effects of raw and toasted Daniellia oliveri Rolfe seed meal as replacement for groundnut meal on the performance of broiler chickens Efectos de la harina de semillas de Daniellia oliveri (Rolfe) cruda y tostada sobre el comportamiento de pollos de engorde

947-954

Biología Terrestre. Bioquímica de palomas (Terrestrial Biology. Pigeon biochemistry) Maxwell N. OPARA, Ifeanyi Princewill OGBUEWU, L. NJOKU, E. K. IHESIE and Idorenyin Friday ETUK

Study of the haematlogical and biochemical values and gastrointestinal and haemoparasites in racing pigeons (Columba livia) in Owerri, Imo State, Nigeria Estudio de los valores hematológicos y bioquímicos y parásitos gastrointestinales y sanguíneos en palomas (Columba livia) criadas en Owerri, Estado de Imo, Nigeria

955-959

Lucas Kombe ADANG, P. A. ABDU, J. O. AJANUSI, S. J. ONIYE and A. U. EZEALOR Effects of Ascaridia galli infection on body weight and blood parameters of experimentally infected domestic pigeons (Columba livia domestica) in Zaria, Nigeria Efectos de la infección por Ascaridia galli sobre el peso corporal y caracteres sanguíneos de palomas (Columba livia domestica) domésticas infectadas experimentalmente en Zaria, Nigeria

960-964

Ambiente. Calidad de sedimentos (Environmental sciences. Sediment quality) María Alejandra LÓPEZ JIMÉNEZ, Scot MONKS, Arturo SERRANO, Griselda PULIDO FLORES, Juan Carlos GAYTAN OYARZUN y Marisela LÓPEZ ORTEGA

Dinámica de las variables fisicoquímicas del sedimento de la laguna de Tampamachoco, Veracruz, México Dynamics of sediment physic-chemical variables of Lake Tampamachoco, Veracruz, Mexico

965-972

Ambiente. Degradación de herbicidas (Environmental sciences. Herbicide degradation) Leubanny Eulises MÉNDEZ ALMERIDA, Francisco Enrique LONGORIA RODRÍGUEZ, Lucy Teresa GONZÁLEZ, Mario R. GONZÁLEZ Q., Leonardo Enrique LARA RODRÍGUEZ y Beatriz Elena BERNAL RAMÍREZ

Estudio de la degradación fotocatalítica del herbicida Paraquat con los óxidos BiNbO4 y Bi2Mo3O12 Study of photocatalytic degradation of the herbicide Paraquat with the oxides BiNbO4 and Bi2Mo3O12

973-980

Revista Científica UDO Agrícola 12 (4): 749-758. 2012 749

Cosecha, beneficio y conservación de la yuca (Manihot esculenta Crantz). II. Formas de preservación y métodos de envase y traslado y sistemas de cosecha de las raíces

Harvest, benefit and conservation in cassava (Manihot esculenta Crantz) crop. II. Preservation practices and

methods of packaging and transportation and harvest systems of roots

Maryluz FOLGUERAS MONTIEL , Sergio RODRÍGUEZ MORALES, Nilo MAZA ESTRADA y María OLIVA VALDÉS

Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), Apartado 6, Santo Domingo, CP 53 000, Villa

Clara, Cuba. Teléfono: 53 42 403102, 53 42 403103. E-mails: [email protected], [email protected], [email protected], y [email protected] Autor para correspondencia

Recibido: 17/02/2012 Fin de arbitraje: 10/04/2012 Revisión recibida: 13/11/2012 Aceptado: 28/12/2012

RESUMEN

En el Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT) de Cuba durante los años 2008-2011 fue llevado a cabo un estudio para evaluar diferentes formas de conservación de las raíces de yuca para consumo humano y comprobar diferentes métodos de envase y traslado, así como de sistemas de cosecha para preservarlas Se realizaron dos experimentos con el clon 'Señorita', en el 1 fue cosechado a los 12 meses de efectuada la plantación y luego se evaluaron 50 raíces en seis tratamientos, tres con tocón y tres sin tocón y conservación en aserrín, conservación en arena de río, sin esterilizar y conservación sin cobertura, al aire, sin sustrato. A los tratamientos con aserrín y arena se le suministró agua cada dos o tres días, manteniendo la humedad durante el ensayo. En el segundo experimento, el clon 'Señorita' se plantó en cuatro parcelas de 200 plantas (4,5 x 35,1 m) en dos bandas y se cosechó a los 12 meses de efectuada la plantación, se aplicaron cuatro tratamientos: cosecha manual con y sin riego antes de efectuar la misma y cosecha con implemento (tracción animal) con y sin riego antes de efectuar la misma. En la parcela donde la yuca se cosechó de forma manual con un riego previo, las raíces se envasaron en: cajas de madera de 60 x 35 x 30 cm; sacos de yute de 100 x 50 cm y a granel en un remolque. En los diferentes tratamientos y tiempos de conservación evaluados, existieron diferencias apreciables en el peso total y promedio de las raíces, donde se observaron los mejores resultados en el peso útil al conservar la yuca con tocón y con cobertura de aserrín o arena humedecidos mientras que las raíces sin tocón y sin cobertura no se conservaron por más de 15 días. Es factible envasar y trasladar la yuca en sacos para evitar los daños a las raíces y es imprescindible efectuar un riego a la plantación antes de realizar la cosecha, logrando los menores daños cuando ésta se realiza de forma manual. Palabras clave: yuca, cosecha manual y con implemento, tocón, envasado, traslado, riego

ABSTRACT

A study was carried out at Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT) of Cuba during 2008 to 2011 to determine different conservation ways for human consumption and to evaluate different packaging and transportation methods; as well as, harvesting systems for root preservation. Two experiments were carried out with clone 'Señorita', in experiment 1, it was harvested at 12 months of sowing and then 50 roots were evaluated in six treatments, three with stump and three without stump and conservation in sawdust, in nonsterile river sand and without coverage at air without substrate. Water was applied to treatment with sawdust and river sand every two or three days to maintain the humidity during the assay. In the second experiment, the clone 'Señorita' was planted in four plots of 200 plants (4.5 x 35.1 m) in two bands and was harvested at 12 months of planting, four treatments were applied: manual harvest with and without irrigation prior to harvest and harvest with implement (animal traction) with and without irrigation before harvest. In the plot where cassava was harvested manually with previous irrigation, roots were packed in: wooden boxes of 60 x 35 x 30 cm; jute sacks of 100 x 50 cm and bulk on a trailer. In the different treatments and conservation times evaluated, there were significant differences for root total and mean weight. The best results for utilizable weight were observed in the treatment with stump and with sawdust and river sand moisture, while roots without stump and without coverage were not conserved for more than 15 days. It is feasible to pack and carry cassava roots in jute sacks to avoid root damages and irrigation prior to harvesting is essential to have less root damage when harvesting is done manually. Key words: cassava, manual and implement harvest, stump, packaging, transportation, irrigation

Folgueras Montiel et al. Cosecha, beneficio y conservación de la yuca. II. Preservación, envase, traslado y cosecha de raíces


INTRODUCCIÓN

La yuca (Manihot esculenta Crantz) catalogada como la más importante dentro de las raíces y tubérculos de interés económico, tiene su principal valor económico en su órgano de reserva o almacenamiento de energía, las raíces, teniendo diversos usos en la alimentación humana y animal, aunque su follaje se aprovecha para alimentación animal en algunas zonas rurales y, en África, se utiliza como verdura fresca para consumo humano. Este producto se dirige fundamentalmente a cuatro mercados según los usos principales del mismo: como raíz fresca y procesada para consumo humano; como insumo en la industria alimenticia procesada para producir harina seca; como materia prima en la industria productora de alimentos balanceados para animales y como producto intermedio en la industria no alimenticia (Suárez y Mederos, 2011).

La yuca constituye la cuarta fuente de energía

en la alimentación humana producida en el trópico. Para 2011, su producción mundial fue de 252.203.769 toneladas cosechadas en 19.644.071 ha para un rendimiento de 12.838,7 kg/ha, en el caso de Cuba los valores para 2011 fueron 485.708 toneladas, 81.273 ha y 5.976,3 kg/ha, respectivamente. La yuca ocupa el séptimo lugar como cultivo más importante en Cuba y el número 39 a nivel mundial (FAO, 2012).

El problema principal por el cual no se

pueden comercializar las raíces en zonas distantes al origen de producción es el deterioro poscosecha que sufren a no más de 48 horas de extraídas del suelo (Cenóz et al., 2001). Este deterioro conocido como Deterioro Fisiológico Poscosecha, provoca pérdidas económicas que van desde leves hasta moderadas. El mismo está asociado a factores como la variedad, los daños mecánicos que sufren durante la cosecha y las condiciones ambientales como la temperatura y la humedad relativa (Sotelo y Acevedo, 2009).

Según el INIVIT (2004), el almacenamiento

de la semilla de yuca puede ser con o sin tocón por diferentes periodos (días): Con tocón con ramificación a la sombra (45 a 50 días) y a pleno sol (30 a 40 días) y sin ramificación a la sombra (20 a 25 días) y a pleno sol (15 a 20 días), mientras que cuando es sin tocón estos periodos son: 15 a 20; 10 a 15; 12 a 15 y 10 a 12 días, respectivamente

La parte económica más importante de la raíz

de yuca es la pulpa o parénquima en el que se concentra el almidón. El inicio y el grado de la

deterioración de las raíces están estrechamente relacionados con la presencia de daños mecánicos, los cuales son normalmente ocasionados al momento de la cosecha. Ciertas variedades y características propias tales como longitud de raíces y presencia de pedúnculos largos, grado de compactación del suelo y las formas de cosecha manual o mecánica, son algunos de los factores que afectan la incidencia de los daños mecánicos en la raíz. Las áreas distal y proximal de las raíces son las más propensas a sufrir daños mecánicos (IICA, 2000).

También se han empleado barreras físicas como alternativa práctica para reducir la contaminación, utilizando materiales como sacos de yute, fundas de polietileno perforadas, fibras, y otros, que sirvan como protección del producto durante la conservación, comercialización y aún hasta el consumo (Cobeña y Cárdenas, 1989).

Tomando en consideración la importancia de establecer una tecnología de cosecha y conservación de la yuca en Cuba, se propusieron como objetivos de este estudio: definir el efecto de la poda de las plantas en la deterioración de las raíces, evaluar diferentes formas de conservación de las raíces para consumo humano, definir la efectividad del tratamiento químico con protectores de la deterioración microbiana de las raíces y evaluar diferentes métodos de envase y traslado, así como de sistemas de cosecha para preservar las raíces de yuca.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se desarrolló durante los años 2008-2011 en el Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), situado a 22º 35’ de latitud norte, 80º 13’ de longitud oeste y a 44,56 msnm; se encuentra aproximadamente a 250 km de La Habana y a 35 km de la cabecera provincial, en el municipio Santo Domingo, provincia Villa Clara. En esta localidad la temperatura media anual es de 24,3 oC, la humedad relativa de 80%, el régimen histórico anual de lluvias es de 1348,77 mm y el clima es templado húmedo de sabana.

En todos los experimentos realizados bajo

condiciones de campo en el INIVIT, el suelo empleado fue pardo mullido medianamente lavado según la clasificación de la Academia de Ciencias de Cuba (Hernández et al., 2005). La preparación del suelo, la fertilización y la fitotecnia empleada se realizó según el Instructivo Técnico de la Yuca (MINAG, 2007).

http://www.ecured.cu/index.php/Santo_Domingo

http://www.ecured.cu/index.php/Villa_Clara



Experimento 1. Evaluación de diferentes formas de conservación post-cosecha de las raíces de yuca

El clon de yuca 'Señorita' fue cosechado a los

12 meses de efectuada la plantación, las raíces se conservaron con y sin tocón. Se conoce que el tocón es la estaca que se planta de cada genotipo, este tiene una longitud entre 15-20 cm.

Se evaluaron 50 raíces en seis tratamientos,

tres con tocón y tres sin tocón y conservación en aserrín, conservación en arena de río, sin esterilizar y conservación sin cobertura, al aire, sin sustrato. A los tratamientos con aserrín y arena se le suministró agua cada dos o tres días, manteniendo la humedad durante la experiencia.

Caracterización del material biológico empleado

Clon 'Señorita'

Presenta tallo verde amarillo, con yemas de color amarillo-rosado, hojas verdes con los nervios y peciolos ligeramente rosados en las adultas. En las hojas jóvenes los peciolos son rojos por la parte superior y verde-rojo por la parte inferior. Tiene porte erecto, no ramificado o poco ramificado. Tallo muy vigoroso y de entrenudos cortos. Raíces cortas y de color blanco, cada planta produce un promedio de 8-12, bastante superficiales, lo cual facilita la cosecha. El ciclo de cosecha es largo, más de 10 meses (INIVIT, 2004).

Evaluaciones

Las evaluaciones se realizaron cada cinco

días durante 40 días a partir de la cosecha inicial y en cada caso se pesó el total de raíces evaluadas (kg) y se calculó el peso promedio de las mismas (kg), luego se pelaron, desechando además de las cáscaras la parte afectada, no útil para el consumo humano, y se pesó (kg) la parte útil, es decir, lo que quedó luego de desechar la parte afectada y la cáscara calculándose el porcentaje de utilización de la siguiente forma: (peso útil/peso total) x 100 que finalmente se cocinó durante 30 minutos para conocer la calidad culinaria: sabor (amargo o dulce), dureza y contenido de fibras, la cual se evaluó tomando en consideración los aspectos: palatabilidad, presencia de fibras y dureza mediante un panel de evaluadores quienes una vez cocinadas las raíces, probaron todos los tratamientos en estudio.

Procedimiento estadístico El diseño estadístico utilizado fue de bloques

al azar con seis tratamientos y cuatro repeticiones. Las variables expresadas en porcentaje se sometieron a un análisis de varianza por rangos de Kruskal-Wallis (p < 0,05) y posterior aplicación de Mann-Whitney para la comparación de las medias de rango (p < 0,05). Se aplicó un análisis de varianza de clasificación doble para evaluar las variables continuas: peso total y promedio de raíces y pesó de la parte útil de las raíces, para detectar diferencias entre promedios se utilizó la comparación múltiple de promedios de Tukey, sí existió homogeneidad de varianza y Dunnett’C en caso contrario (Barón y Téllez, 2012). Se utilizó prueba de t-student para las variables: peso total, peso promedio y peso útil de la raíz con tocón y sin tocón. El nivel de probabilidad fue p < 0,01. Para la calidad culinaria no se realizó análisis estadístico, sólo se utilizó la información brindada por los evaluadores.

Experimento 2. Evaluación del método de envase y traslado, así como de sistemas de cosecha para preservar las raíces de yuca

Se utilizó el clon 'Señorita' que se plantó en cuatro parcelas de 200 plantas (4,5 x 35,1m) en dos bandas y se cosechó a los 12 meses de efectuada la plantación. Los tratamientos estudiados fueron: cosecha manual y cosecha con implemento (tracción animal) con riego y sin riego antes de efectuar la cosecha. En la parcela donde la yuca se cosechó de forma manual con un riego previo, las raíces se envasaron en: Cajas de madera de 60 x 35 x 30 cm, sacos de yute de 100 x 50 cm y a granel en un remolque

Evaluaciones

Al evaluar la efectividad de los sistemas de cosecha se tomó en consideración el rendimiento (t.ha-1) y rendimiento dejado de cosechar (t.ha-1), el porcentaje de raíces que no se cosecharon y el porcentaje de raíces con daños mecánicos en la cosecha. Al valorar los tipos de envase utilizados se tuvo en cuenta el número de raíces dañadas para lo que se emplearon 100 raíces en cada tratamiento. Además, se evaluó el porcentaje de deterioro fisiológico a las 48 horas de cosechadas estas raíces y el porcentaje de pérdidas durante el transporte, así como el porcentaje de pérdida total de raíces, dado por la suma de los dos valores anteriores.



Procedimiento estadístico

El diseño estadístico utilizado fue de bloques al azar con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones. Las variables expresadas en porcentaje se sometieron a un análisis de varianza por rangos de Kruskal-Wallis (p < 0,05) y posterior aplicación de Mann-Whitney para la comparación de las medias de rango (p < 0,05). Se aplicó un análisis de varianza de clasificación doble para evaluar las variables continuas. Para detectar diferencias entre promedios se utilizó la comparación múltiple de promedios de Tukey, sí existió homogeneidad de varianza y Dunnett’C en caso contrario (Barón y Téllez, 2012). Se utilizó prueba de t-student para las variables: peso total, peso promedio y peso útil de la raíz con tocón y sin tocón. El nivel de probabilidad fue p < 0,01.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Experimento 1. Evaluación de diferentes formas de conservación post cosecha de las raíces de yuca

Para el clon ‘Señorita’ con respecto al peso total de las raíces (Figura 1) en el tratamiento ‘sin tocón’ se logró el mejor resultado (7,71 kg), que fue significativo superior respecto al tratamiento ‘con tocón’ (6,75 kg).

Según el Cuadro 1, para el clon ‘Señorita’ con

tocón, la conservación de las raíces en arena ofreció la media más alta a los 15 días (7,56 kg), significativa respecto a la media más baja a los 40 días (4,83 kg). Cuando se utilizó aserrín la media más elevada correspondió a los 20 días de conservación (8,06kg) y la más baja a los 30 días (2,40 kg), con diferencias significativas entre ellos. En el tratamiento sin cobertura se obtuvo que a los 25 días (11,20 kg) se

alcanzó el mejor resultado, significativo respecto a los demás, la media más baja correspondió a los 20 días (5,06 kg).

El cuadro 2 muestra que para la variable peso

total de raíces del clon ‘Señorita’ conservado sin tocón con arena a los 30 días, se alcanzó la respuesta más alta (11,50 kg), significativa respecto a la media más baja (40 días, 6,00 kg). Cuando se empleó el aserrín, las medias más altas correspondieron a los 10 y 30 días (9,60 kg), significativo respecto a la más baja para los 35 días (6,44 kg). En el tratamiento de conservación sin cobertura, a los 15 días se alcanzó la media más elevada (10,32 kg), significativa respecto a la menor cifra (5 días, 5,28 kg).

El peso promedio de la raíz del clon

‘Señorita’ conservado con y sin tocón (Figura 2), muestra que al tratamiento ‘sin tocón’ correspondió el mejor resultado (0,31 kg) con diferencias estadísticas (p < 0,05) respecto a la otra alternativa (‘con tocón’, 0,27 kg). El Cuadro 3 muestra el resultado del peso promedio de la raíz para el clon ‘Señorita’ con tocón, en donde el tratamiento con ‘arena a los 35 días’ alcanzó el mayor valor (0,29 kg) que fue significativo con respecto a la media más baja para los 10 días (0,21 kg). Cuando se utilizó el aserrín la cifra de media más elevada correspondió a los 15 días (0,35 kg) y la más baja fue a los 40 días (0,23 kg) con diferencias estadísticas (p < 0,05) entre ellas. El Cuadro 1. Peso total de raíces (kg) de plantas de yuca

(Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas con tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

Período de

evaluación (días) Tipo de conservación

Arena Aserrín Sin cobertura Cosecha 6,00 bc 6,21 c 5,67 fg

5 6,75 ab 5,98 c 7,36 de 10 5,25 cd 6,50 bc 6,71 def 15 7,56 a 7,35 ab 9,75 b 20 5,98 bc 8,06 a 5,06 g 25 6,50 ab 6,75 bc 11,20 a 30 6,75 ab 2,40 d 7,68 cd 35 6,96 ab 8,06 a 8,84 bc 40 4,83 d 5,98 c 6,30 ef

ES ± 0,23 *† 0,19 *‡ 0,24 *‡ CV (%) 7,46 5,88 6,42

ES: Error Standard; CV: Coeficiente de variación y * Significativo (p < 0,05) Promedios con letras desiguales dentro de una misma columna difieren estadísticamente (p < 0,05) de acuerdo a la prueba de Tukey † y según prueba de Dunnet’C ‡

Figura 1. Peso total de raíces (kg) de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas con y sin tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.



tratamiento ‘sin cobertura mostró la media más alta a los 25 días (0,40 kg), significativa respecto a la más baja (cosecha, 0,21 kg).

En el clon ‘Señorita’ conservado sin tocón, la variable peso promedio de la raíz (Cuadro 4), alcanzó su mayor valor cuando se utilizó el tratamiento ‘arena-20 días’ (0,40 kg), significativo respecto a la media más baja para 40 días (0,24 kg). Cuando se empleó aserrín la cifra más elevada correspondió a 10 y 30 días (0,40 kg) y la más baja a los 25 días (0,21 kg) con diferencias estadísticas entre ellas (p < 0,05). El tratamiento sin cobertura mostró el mayor aporte a los 15 días (0,43 kg), significativo respecto a la media más baja para 10 días (0,22 kg).

La Figura 3 muestra el peso útil de la raíz del clon ‘Señorita’ conservado con y sin tocón, donde el mejor resultado correspondió al tratamiento ‘con tocón’ (4,84 kg), significativo respecto a la otra alternativa (‘sin tocón’, 3,9 1kg). Cuadro 3. Peso promedio de raíces (kg) de plantas de yuca


Período de


Arena Aserrín Sin cobertura Cosecha 0,25 ab 0,27 ab 0,21 d

5 0,27 a 0,26 ab 0,32 bc 10 0,21 b 0,26 ab 0,25 cd 15 0,28 a 0,35 a 0,25 cd 20 0,26 ab 0,31 ab 0,22 d 25 0,26 ab 0,25 ab 0,40 a 30 0,27 a 0,31 ab 0,32 bc 35 0,29 a 0,31 ab 0,34 ab 40 0,21 b 0,23 b 0,30 bc

ES ± 0,01 *† 0,02 *‡ 0,01 *‡ CV (%) 12,64 15,97 10,90


Cuadro 2. Peso total de raíces (kg) de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas sin tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

Período de


Arena Aserrín Sin cobertura Cosecha 6,60 de 7,75 bc 7,44 bcd

5 7,50 cd 8,37 b 5,28 e 10 7,35 cd 9,60 a 5,72 de 15 8,88 b 9,36 a 10,32 a 20 8,40 bc 7,50 c 9,00 ab 25 6,50 de 5,25 e 7,83 bc 30 11,50 a 9,60 a 7,00 cde 35 6,50 de 6,44 d 7,13 cd 40 6,00 e 6,75 d 8,70 abc

ES ± 0,23 *† 0,15 *† 0,38 *‡ CV (%) 5,95 3,82 10,10


Cuadro 4. Peso promedio de raíces (kg) de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas sin tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

Período de


Arena Aserrín Sin cobertura Cosecha 0,30 abc 0,25 ab 0,31 ab

5 0,30 abc 0,31 ab 0,22 b 10 0,35 abc 0,40 a 0,26 b 15 0,37 ab 0,39 ab 0,43 a 20 0,40 a 0,30 ab 0,36 ab 25 0,25 c 0,21 b 0,27 b 30 0,25 c 0,40 a 0,28 b 35 0,26 bc 0,32 ab 0,35 ab 40 0,24 c 0,26 ab 0,32 ab

ES ± 0,03 *‡ 0,03 *† 0,02 *‡ CV (%) 12,08 16,26 17,66


Figura 2. Peso promedio de raíces (kg) de plantas de yuca

(Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas con y sin tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.



El Cuadro 5 muestra que el clon ‘Señorita’ conservado con tocón, al emplear el tratamiento ‘arena-5 días’ se obtuvo la media más alta (5,77 kg), significativa respecto a la media más baja para la evaluación en el momento de la cosecha (5,59 kg). Cuando las raíces se conservaron en aserrín, a los 20 días se alcanzó a cifra más elevada (6,13 kg), con diferencias estadísticas (p < 0,05) respecto a la media más baja para 25 días (5,01 kg). El tratamiento ‘sin cobertura’ alcanzó el mayor valor en la cosecha (5,34 kg) y la cifra más baja correspondió a los 25 días (2,27 kg) con diferencias significativas entre ellas.

Según el Cuadro 6, la variable peso útil de las raíces en el clon ‘Señorita’ sin tocón, alcanzó la cifra más elevada en el tratamiento donde se empleó la arena, cuando en el momento de la cosecha se

alcanzaron 5,98 kg, con diferencias significativas respecto a la media más baja que fue a las 20 días (2,77 kg). Con aserrín-cosecha (7,44 kg) se alcanzó la mayor cifra, significativa respecto a los 25 días (0,59 kg) con el peor resultado. Para el tratamiento ‘sin cobertura’ en la cosecha (7,08 kg) se obtuvo el mejor resultado, significativo respecto al resto de los tratamientos evaluados. En esta última después de los 15 días no se encontró peso útil.

El porcentaje de utilización de la raíz en el clon ‘Señorita’ conservado con y sin tocón (Cuadro 7), mostró que con tocón se alcanzó el mejor resultado (73,47%), significativo respecto a la otra alternativa (sin tocón, 58,75%).

En el Cuadro 8 para el clon ‘Señorita’

conservado con tocón, con el tratamiento ‘arena’ se alcanzó un porcentaje de utilización de 93,20% en el momento de la cosecha, significativo respecto a la

Cuadro 5. Peso útil de raíces (kg) de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas con tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

Período de


Arena Aserrín Sin cobertura Cosecha 5,59 c 5,90 ab 5,34 a

5 5,77 a 5,39 bc 4,99 a 10 4,16 c 5,76 ab 3,40 bc 15 5,67 a 5,90 ab 3,68 b 20 4,44 bc 6,13 a 2,60 cd 25 5,13 ab 5,01 c 2,27 d

ES ± 0,16 *† 0,16 *† 0,23 *† CV (%) 6,47 5,56 12,35

ES: Error Standard; CV: Coeficiente de variación y * Significativo (p < 0,05) Promedios con letras desiguales dentro de una misma columna difieren estadísticamente (p < 0,05) de acuerdo a la prueba de Tukey †

Cuadro 6. Peso útil de raíces (kg) de plantas de yuca

(Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas sin tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

Período de


Arena Aserrín Sin cobertura Cosecha 5,98 a 7,44 a 7,08 a

5 5,93 a 6,95 ab 3,61 b 10 4,63 b 6,59 b 1,60 c 15 5,07 ab 6,20 b 0,00 d 20 2,77 c 2,78 c 0,00 d 25 3,25 c 0,59 d 0,00 d

ES ± 0,28 *‡ 0,17 *† 0,15 *† CV (%) 12,29 6,80 14,70


Cuadro 7. Utilización (%) de raíces de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas con y sin tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba. Valor de U de MW = 0,000**

Tratamientos Media Media de rango

Con tocón 73,47 84,20 a Sin tocón 58,75 57,50 b

MW = Prueba de promedios de rangos de Mann-Whitney. Promedios con letras desiguales difieren estadísticamente (p < 0,05)

Figura 3. Peso útil de raíces (kg) de plantas de yuca

(Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas con y sin tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.



media más baja a los 25 días (69,10%). Cuando se empleó el aserrín, también en el momento de la cosecha el porcentaje de utilización fue superior (95,10%), mientras que fue más bajo a los 25 días (74,30%). Al conservar las raíces sin cobertura la cifra más elevada fue en la cosecha (94,20%) y la más baja a los 25 días (20,30%).

Al conservar en arena el clon ‘Señorita’ sin tocón el porcentaje de utilización de la raíz fue menor a los 25 días (33,00%) con diferencias significativas respecto al valor del momento de la cosecha (90,70%) que obtuvo la cifra más elevada. Resultados similares se obtuvieron con el aserrín (11,30% a los 25 días, con diferencias para p < 0,05 respecto al momento de la cosecha con 96,10%). Cuando no se utilizó cobertura, el mayor aporte lo brindó la evaluación en la cosecha (95,20%), significativa respecto a los períodos en los que no se encontró resultado (de 15 a 25 días) (Cuadro 9).

Este sistema de almacenamiento ya había sido reportado por Booth (1976) quien refirió el método de los silos de tierra y paja, y desarrolló el sistema de almacenamiento en cajas con aserrín húmedo. Además, Lozano et al. (1978) ya habían observado en muchos mercados locales en Colombia que las raíces de yuca se vendían adheridas al tallo (con tocón) y los vendedores afirmaron que se deterioraban más lentamente bajo estas condiciones, que desprendidas.

Los resultados obtenidos en cuanto a la factibilidad de conservar la yuca en arena y aserrín húmedo corroboran lo planteado por Booth (1976) de que las raíces mantenidas bajo condiciones de alta humedad se "curan" y en consecuencia, se previene la deterioración fisiológica, aunque puede favorecer el deterioro microbiano. Este autor plantea que ocurre la cicatrización de las heridas y que este proceso fisiológico solo se puede iniciar cuando se alcanza un nivel crítico de bajo contenido de humedad. Los

Cuadro 8. Utilización (%) de raíces de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas con tocón en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

Período de evaluación

(días)

Tipo de conservación Arena Aserrín Sin cobertura

Utilización (%)

Promedio de rango

Utilización (%) Promedio de rango

Utilización (%) Promedio de rango

Cosecha 93,20 22,50 a 95,10 22,50 a 94,20 22,50 a 5 85,60 18,50 ab 90,20 18,30 ab 67,80 18,50 ab

10 79,40 14,50 abc 88,70 14,80 abc 50,40 11,50 abc 15 75,10 10,50 abc 80,30 10,50 abc 37,80 6,50 bc 20 71,30 6,50 bc 76,10 6,50 bc 51,40 13,50 abc 25 69,10 2,50 c 74,30 2,50 c 20,30 2,50 c

KW 22,40 ** 22,25 ** 21,92** KW = Análisis de varianza por rangos de Kruskal-Wallis (p < 0,05). Promedios con letras desiguales difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba de promedios de rangos de Mann-Whitney (p < 0,05) Cuadro 9. Utilización (%) de raíces de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ conservadas sin tocón

en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.


(días)


Utilización (%)

Promedio de rango

Utilización (%)

Promedio de rango

Utilización (%)

Promedio de rango

Cosecha 90,70 22,50 a 96,10 22,50 a 95,20 22,50 a 5 79,10 18,50 ab 83,10 18,50 ab 68,50 18,50 ab 10 63,10 14,50 abc 68,70 14,50 abc 28,00 14,50 ab 15 57,20 10,50 abc 66,30 10,50 abc 0,00 6,50 b 20 50,00 2,50 c 37,10 6,50 bc 0,00 6,50 b 25 33,00 6,50 bc 11,30 2,50 c 0,00 6,50 b

KW 22,40 ** 22,40 ** 22,65 ** KW = Análisis de varianza por rangos de Kruskal-Wallis (p < 0,05). Promedios con letras desiguales difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba de promedios de rangos de Mann-Whitney (p < 0,05)



mejores resultados en este estudio se lograron conservando las raíces con tocón en arena o aserrín humedecida (15 días), pero debido a la factibilidad para el transporte es más cómodo que esto se realice sin tocón, aunque los resultados sean apreciables hasta los cinco días.

En relación a la evaluación de la calidad

culinaria, en el caso del tratamiento con tocón se obtuvieron buenos resultados hasta los 25 días de evaluación, excepto en el tratamiento sin cobertura cuando se evaluó a los 10, 15, 20 y 25 días en que fue regular. A partir de los 30 días la calidad culinaria de las raíces fue regular (Cuadro 10) pues tuvo problemas de dureza después del tiempo de cocción. En el tratamiento sin cobertura, las raíces se deterioraron completamente a partir de los 35 días. La calidad culinaria para el tratamiento sin tocón, se obtuvieron buenos resultados hasta los 15 días de evaluación para la conservación en arena, 10 días para aserrín y sólo a la cosecha sin cobertura, mientras que el deterioro completo de las raíces ocurrió a partir de los 30, 35 y 15 días, respectivamente (Cuadro 11).

Experimento 2. Evaluación del método de envase y traslado, así como de sistemas de cosecha para preservar las raíces de yuca

Al evaluar los daños ocurridos en la cosecha en 100 raíces del clon 'Señorita' mediante tres métodos de envase y traslado (Cuadro 12), cuando se utilizaron cajas de madera, se alcanzó el menor número de raíces dañadas (3,0 raíces), el menor

porcentaje de deterioro fisiológico (3,50%) y no se produjeron pérdidas durante el transporte, por lo que el valor total de pérdidas fue el mas bajo (3,50%), con diferencias estadísticas (p < 0,05) respecto al tratamiento donde las raíces estaban sueltas en un remolque, que alcanzó el mayor número de raíces dañadas (15,0 raíces), el mayor porcentaje de deterioro fisiológico (7,00%), las mayores pérdidas en el transporte (9,00%) y por tanto totales (15,5%).

Ante la poca factibilidad económica que

resulta del traslado de la yuca en cajas de madera, si se analizan los resultados logrados con los otros dos tipos de envases, lo más factible sería hacerlo en sacos de yute, mediante lo cual se produce un 5% de deterioro fisiológico y 3% de pérdidas por transporte.

Cuando las raíces se envasan a granel en un remolque reciben mayor cantidad de daños mecánicos al ser tiradas y manipuladas sin mucho cuidado, lo cual acelera el deterioro fisiológico y eleva las pérdidas por transporte al partirse un gran número de ellas.

Según Fonseca y Saborío (2001) las yucas cosechadas, deben transportarse a la empacadora. Ello implica dos aspectos: cómo se acarrearán y en qué se trasladarán. En cuanto al primero, las raíces requieren ser "arregladas", es decir, cortadas sus raíces adventicias delgadas, las cuales se ligan a las raíces de consumo, además de volver a hacer el corte del pedúnculo si este está mal realizado. Luego se llevan en sacos o en cajas de madera o de plástico, colocadas

Cuadro 10. Calidad culinaria de raíces de plantas de yuca



(días)


Cosecha Buena Buena Buena 5 Buena Buena Buena

10 Buena Buena Regular 15 Buena Buena Regular 20 Buena Buena Regular 25 Buena Buena Regular 30 Regular Regular Regular 35 Regular Regular --- 40 Regular Regular ---

La calidad culinaria se evaluó de acuerdo a la palatabilidad, presencia de fibras y dureza --- Raíces totalmente deterioradas

Cuadro 11. Calidad culinaria de raíces de plantas de yuca



(días)


Cosecha Buena Buena Buena 5 Buena Buena Regular

10 Buena Buena Regular 15 Buena Regular --- 20 Regular Regular --- 25 Regular Regular --- 30 --- Regular --- 35 --- --- --- 40 --- --- ---

La calidad culinaria se evaluó de acuerdo a la palatabilidad, presencia de fibras y dureza --- Raíces totalmente deterioradas



preferiblemente en forma horizontal. Las cajas plásticas, alargadas y poco profundas son las más adecuadas, pues evitan los "despuntes", también se utilizan de madera. El despunte consiste en una ruptura del extremo distal de las raíces. En cualquier caso, se debe tener el cuidado de no sobrellenar las cajas, ya que al estibar una sobre otra, se producen daños físicos que irremediablemente provocarán un deterioro comercial muy rápido en el producto.

Las Figuras 4 y 5 muestran en el clon ‘Señorita’ que con el sistema de cosecha manual sin riego se obtuvo el mayor aporte al rendimiento (26,80t.ha-1), significativo respecto a la media más baja (cosecha con implemento sin riego, 25,34 t.ha-1). Este último tratamiento alcanzó el mayor valor en el rendimiento dejado de cosechar (0,46 t.ha-1), significativo respecto al mejor tratamiento (cosecha

manual con riego, 0,03 t.ha-1). Se demostró claramente la importancia de dar un riego antes de cosechar la yuca, pues esto evita que se queden y fraccionen las raíces, además, evita los altos porcentajes de raíces dañadas cuando la cosecha se realiza con implementos y tracción animal, lo que corrobora los estudios desarrollados por Rodríguez (2011).

El Cuadro 13 muestra que con el tratamiento

‘implemento con riego’ se obtuvo el mayor porcentaje de raíces dejadas de cosechar (1,81%), significativo respecto a la media más baja para ‘manual con riego’ (0,12%). La variable porcentaje de raíces con daños mecánicos alcanzó también su mayor cifra cuando se cosechó con implemento sin riego (19,30%), significativo respecto al valor más bajo (1,3% para la cosecha manual con riego).

Cuadro 12. Daños posteriores a la cosecha de raíces de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ en

Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

Tipos de envase

Número de raíces

dañadas

PR Deterioro fisiológico

(%)

PR Pérdidas por transporte (%)

PR Total de pérdidas (%)

PR

Cajas de madera 3 2,5 a 3,5 2,5 a 0,0 2,5 a 3,5 2,50 a

Sacos de yute 12 6,5 ab 5,0 6,5 ab 3,0 6,5 ab 8,0 6,50 ab

Sueltas en un remolque 15 10,5 b 7,0 10,5 b 9,0 10,5 b 15,5 10,50 b

KW= 9,84 ** 9,84 ** 10,24 ** 9,84 ** PR = Promedios de rango y KW = Análisis de varianza por rangos de Kruskal-Wallis (p < 0,05). Promedios con letras desiguales difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba de promedios de rangos de Mann-Whitney (p < 0,05)

* Error standard (ES) significativo (p ≤ 0,05) † Promedios con letras desiguales difieren estadísticamente de

acuerdo a la prueba de Dunnett’C (p ≤ 0,05) Figura 4. Rendimiento de raíces (t/ha) de plantas de yuca

(Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ cosechadas bajo diferentes sistemas en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba. CV: Coeficiente de variación

* Error standard (ES) significativo (p ≤ 0,05) † Promedios con letras desiguales difieren estadísticamente de

acuerdo a la prueba de Dunnett’C (p ≤ 0,05) Figura 5. Rendimiento de raíces (t/ha) dejadas de cosechar

de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ cosechadas bajo diferentes sistemas en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba. CV: Coeficiente de variación



CONCLUSIONES

1. Se observaron los mejores resultados en el porcentaje utilizable de la raíz reservante, al conservar las mismas con tocón y con cobertura de aserrín o arena humedecidos, independientemente. Los porcentajes de utilización de las raíces van disminuyendo a medida que aumenta el tiempo de conservación. Las raíces sin tocón y sin cobertura no se conservan por más de 15 días.

2. Es factible envasar y trasladar las raíces en sacos

para reducir los daños por deterioro fisiológico. 3. Es imprescindible efectuar un riego a la plantación

antes de realizar la cosecha de la yuca, logrando los menores daños mecánicos cuando ésta labor se realiza de forma manual.

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Cuadro 13. Raíces dejadas de cosechar (RDC) (%) y raíces con daños mecánicos (RDM) (%) de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) Clon ‘Señorita’ con diferentes sistemas de cosecha (SC) en Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.

SC RDC (%) PR RDM (%) PR Manual con riego 0,12 2,5 a 1,3 2,5 a

Manual sin riego 0,95 7,5 ab 2,7 6,5 ab

Implemento con riego 1,05 9,4 ab 11,1 10,5 ab

Implemento sin riego 1,81 3,6 b 19,3 14,5 b

KW 9,60 ** 14,15 ** PR = Promedios de rango y KW = Análisis de varianza por rangos de Kruskal-Wallis (p < 0,05). Promedios con letras desiguales difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba de promedios de rangos de Mann-Whitney (p < 0,05)

Revista Científica UDO Agrícola 12 (4):759-769. 2012 759

Análisis de supervivencia aplicado al estudio de la mortalidad en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten)

Survival analysis applied to the study of grafts mortality in inchi (Caryodendron orinocense Karsten)

Judith Josefina GARCÍA BOLÍVAR

Instituto de Agronomía, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Avenida Universidad. Vía

El Limón, Maracay, estado Aragua. Apartado Postal 4579. Venezuela E-mail: [email protected]


RESUMEN En el análisis de supervivencia existen dos métodos poderosos y ampliamente usados: Kaplan-Meier y Modelo de Riesgos Proporcionales de Cox. El método de Kaplan-Meier permite comparar supervivencia entre grupos o categorías, pero no permite modelar la influencia de predictores, ello se puede lograr con el modelo de regresión de Cox en el cual se consideró además la selección de variables usando el procedimiento paso a paso. Estas metodologías son aplicables a aquellos casos en los cuales la variable respuesta es el tiempo de mortalidad. Como aplicación se consideró el estudio de la mortalidad en injertos realizados en plantas de inchi (Caryodendron orinocense Karsten) en Venezuela, debido a que se observó alta mortalidad en los injertos y se requería identificar el nivel de cada factor que causó mayor incidencia en la mortalidad. Los datos fueron tomados en un arreglo factorial 2x32 cuyos factores fueron sexo de la planta donadora, dosis de nitrógeno aplicada a los patrones y tiempo de remoción del plástico que cubre el injerto, en diseño en bloques al azar con cinco repeticiones y cuatro plantas como unidad experimental. Ambos modelos coinciden en establecer que el sexo de la planta donadora no tiene efecto sobre la mortalidad y la condición donde se presenta mayor mortalidad es a la dosis de urea de 9 g planta-1/aplicación combinada con tiempo de remoción del plástico que cubre al injerto a los 60 días. Palabras clave: Modelos de Supervivencia, Kaplan-Meier, Regresión de Cox, injertos, Caryodendron orinocense Karsten

ABSTRACT

There are two powerful and widely used methods in survival analysis: Kaplan-Meier and Cox proportional hazards models. Kaplan-Meier compares survival among groups or categories, but do not allow modeling the influence of predictors, this could be achieved using Cox´s regression model in which it was also considered variable selection using the step by step procedure. These methodologies are applicable to cases in which the response variable is mortality time. It was considered the study of mortality of grafts in plants of inchi (Caryodendron orinocense Karsten) in Venezuela. It was observed high mortality on the grafting thus it was required to identify the factor levels that increased the incidence of mortality of them. These data came from a factorial experimental design 2x32, the factors were sex of the plant from which the scion was taken, nitrogen doses applied to the grafting patrons and time of removal of the foil that covered the point of joint rootstock-scion, in random blocks with five repetitions and four observations in each experimental unit. Both models agree to establish that sex of the donor plant has no effect on mortality and the condition at which higher mortality occurs is at the urea dose of 9 g plant-1/application combined with removal of the plastic covering the graft at 60 days. Key words: Survival analysis, Kaplan-Meier, Cox regression, grafting, Caryodendron orinocense Karsten

INTRODUCCION

De entre los muchos procedimientos de análisis

de datos provenientes de ensayos biológicos que existen, en esta investigación se hace énfasis en la interpretación de modelos de supervivencia. El análisis de supervivencia consiste en un conjunto de técnicas para analizar el tiempo de seguimiento hasta la ocurrencia de un evento de interés. Este tiempo,

también denominado tiempo de vida, puede observarse completa o parcialmente. Un caso es aquel en que se observan los individuos desde un evento inicial hasta que termine el plazo para la observación del evento o hasta la ocurrencia del evento de interés. A la ocurrencia del evento de interés se le suele denominar falla o muerte y se denomina censura si al terminar el período de observación, aún no ha ocurrido el evento que se desea observar.

García. Análisis de supervivencia aplicado al estudio de la mortalidad en injertos de inchi (Caryodendron orinocense)


Debido a la presencia de censura y/o truncamiento, al análisis de supervivencia se le conoce también como análisis de datos censurados y/o truncados. Otro de los nombres que recibe este análisis es análisis de fiabilidad (reliability), derivados de estudios de distribuciones del tiempo de vida en procesos industriales o de ingeniería. El objetivo de estos análisis es determinar las variables que pueden predecir independientemente la supervivencia de un individuo y cuál es el mejor modelo para ello. Estos análisis tienen un amplio espectro sobre todo en la medicina humana y animal.

Como un caso práctico se consideró el estudio

de la mortalidad en los injertos realizados en plantas de inchi (Caryodendron orinocense Karsten). Las especies de Caryodendron presentan propiedades notorias como plantas oleaginosas. En los últimos veinte años, la demanda de materia prima en Venezuela ha creado una dependencia elevada en las importaciones de oleaginosas. Para estimar las necesidades de aceites y grasas comestibles en el país, se toma como base los requerimientos nutricionales que el Instituto Nacional de Nutrición (INN, 2012), estableció. Si se tiene en consideración los datos del reciente censo de población y vivienda (INAMET, 2012), donde se tiene una población de 27.000.000 habitantes, se requieren 405.000 t de aceites para cubrir la demanda nacional de aceites, para consumo humano. No obstante, las oleaginosas se utilizan además para la fabricación de jabones y cosméticos, por lo que se estima, de acuerdo con FEDEAGRO 2012, una demanda global de 720.400 t de aceites. Por otro lado, la producción venezolana de oleaginosas para el año 2010, suponiendo que toda la cosecha sea destinada a la producción de aceites está alrededor de 200.000 t, cantidad que cubre menos del 50% de lo requerido.

De allí la importancia que tiene el estudio y

producción de oleaginosas nativas. De acuerdo al Programa de Recursos Vegetales del Convenio Andrés Bello (1995), el inchi fue considerado, a juicio de especialistas de varios países, como “la oleaginosa más promisoria de América”. Se consideraron especies promisorias aquellas que cumplen los siguientes requisitos:

• Fundamentalmente nativas de la subregión andina. • Que no hayan sido domesticadas extensivamente

por el hombre.

• Que sean especies subutililizadas o poco conocidas pero con potencialidades económicas a corto, mediano o largo plazo.

• Que cuente con información científica básica que valide su condición de especie promisoria.

Por ello, para países tropicales, el inchi puede

ser una alternativa de excelentes perspectivas para el futuro, no sólo por su composición de aceites y ácidos grasos, lo cual lo hace apetecible como planta oleaginosa, sino como alimento que puede ser utilizado en la industria confitera.

La propagación en inchi en forma natural se

realiza por semillas, pero debido que es una especie de polinización cruzada, la descendencia es muy variable, presentándose desuniformidades en la floración, en la cantidad y calidad del fruto. La necesidad de investigar sobre su propagación vegetativa fue para obtener uniformidad en las plantas, así como también con la finalidad de garantizar el sexo de las plantas, debido a que cuando se propaga sexualmente, aproximadamente a los cinco años ocurre la primera floración y es allí cuando se puede detectar el sexo de la planta por ser una especie dioica. Es necesario conocer el sexo de la planta con anticipación para un manejo eficiente, relacionado con el número de plantas de cada género y su colocación en el campo en las proporciones adecuadas para garantizar una buena producción.

Según Durán (1984), al propagar el inchi por

injerto se obtienen individuos de buen rendimiento haciendo una selección de árboles madres. Además se puede obtener una producción más temprana que en los arboles propagados por semilla como se ha comprobado en otras especies tropicales.

En Venezuela se disponía de poca información

con relación al Caryodendron orinocense Karsten y sus características de propagación, por ello García et al., (2009) iniciaron investigaciones al respecto obteniendo a los 30 días de la injertación, que el sexo de la planta donadora y el tipo de injerto actúan independientemente sobre la probabilidad de prendimiento después de la injertación siendo esta mayor en los injertos de corona que en los injertos de enchapado lateral. Sin embargo, se notó una drástica disminución del porcentaje de prendimiento, a tal punto que a los 180 días solo quedaron vivos 15% de los injertos, por supuesto las plantas continuaban vivas pero no mantuvieron los injertos.



De aquí surge la necesidad de identificar cuáles de los factores evaluados causaron mayor incidencia en la mortalidad de los injertos utilizando los métodos de Kaplan-Meier y la regresión de Cox.


Material biológico utilizado

Se utilizaron plantas establecidas en Maracay,

estado Aragua; que provenían de semillas extraídas el mismo día, de frutos recolectados en Calderas, estado Barinas el día anterior. Se colocaron en propagadores de aproximadamente 2mx1m en los cuales se había colocado previamente el sustrato. Las plántulas que se desarrollaron se trasplantaron del semillero a bolsas plásticas de 5 kg, para ser llevadas al vivero por seis meses. Las plantas más robustas y vigorosas se consideraron patrones para el presente ensayo. Las plantas madres se encontraban en el Campo Experimental de la UCV en Maracay, las cuales tienen aproximadamente diez años de edad. Diseño del experimento

Los datos fueron tomados en un arreglo factorial

2x32 cuyos factores fueron sexo de la planta donadora, dosis de nitrógeno aplicada a los patrones (9, 12 y 18 g de urea (46% N) planta-1/aplicación) y tiempo de remoción del plástico que cubre el injerto (60, 90 y 120 días desde la injertación), en diseño en bloques al azar con cinco repeticiones y cuatro plantas como unidad experimental. Hubo un total de 360 plantas recién injertadas al inicio del ensayo. Las dosis de nitrógeno y tiempos de remoción fueron escogidas basadas en experiencias previas publicadas por García et al., (2009).

Se tomaron púas solo de dos árboles, uno de

cada sexo, cuya floración y fructificación habían sido comprobadas e inmediatamente se procedió a la injertación. Se utilizó el método de injertación de corona y se incluyeron tres niveles de nitrógeno, con tres aplicaciones para nitrógeno y fósforo, la primera a las 6 semanas, la segunda a las 16 semanas y la tercera a las 26 semanas después del trasplante. La dosis de fósforo fue de 3 g de superosfato triple (45% P2O5) planta-1/aplicación. El potasio se aplicó al inicio en una dosis única de 6,25 g de cloruro de potasio (60% K2O) planta-1.

Se utilizaron los programas estadísticos SAS,

Statistix y Statdirect, ello se debió a que cada uno de

ellos aporta información que se complementa con la que aportan los otros. Se fijó un nivel de significación de 0,05 para las pruebas estadísticas. Variable respuesta

Se evaluó el tiempo de mortalidad del injerto. El

tiempo considerado para realizar observaciones sobre la presencia de fallas (injerto muerto) o no (injerto pegado), fue de 340 días. Modelos de supervivencia

Se evaluaron dos modelos para tiempos de

supervivencia en el estudio de la mortalidad del injerto en plantas de inchi. Ellos son; el modelo no paramétrico de Kaplan y Meier (1958) y el modelo de regresión de Cox (1972) y se aplicaron en la descripción del comportamiento del tiempo de supervivencia del injerto.

En el modelo de Kaplan-Meier se realizó un

estudio univariado de los factores en estudio, esto es sexo de la planta donadora, fertilización con N y tiempo de remoción del plástico que cubre al injerto. Posteriormente se realizó un análisis estratificado considerando el tiempo de remoción del plástico que cubre al injerto, para cada nivel de N.

En el modelo de Cox se evaluaron los

factores de acuerdo al diseño de experimentos descrito y se usaron variables ficticias (dummies) para su codificación. Se estudiaron cuales factores son de mayor incidencia sobre la mortalidad de los injertos, realizando análisis univariados y del modelo completo. Se asume la proporcionalidad de riesgos en los modelos. En el modelo completo se realizó análisis del índice pronóstico y selección de variables utilizando el procedimiento paso a paso (Stepwise). A continuación se resume cada uno de dichos modelos:

Método de Kaplan-Meier El método de Kaplan-Meier permite realizar

pruebas de significación estadística para comparar una variable categórica, como por ejemplo el sexo, y verificar si la supervivencia es distinta entre hombres y mujeres. La comparación de dos o más curvas de supervivencia entre categorías se realiza mediante la prueba Log-rank (Le, 1997) y se fundamenta en comparar los eventos observados versus los esperados.



La mediana del tiempo de supervivencia es calculada como el tiempo por debajo del cual la función de supervivencia es menor o igual a 0,5. Los intervalos de confianza para la mediana se construyen usando el método no paramétrico robusto de Brookmeyer y Crowley (1982). Otro intervalo de confianza para la mediana fue construido usando un estimador de la función de densidad de la supervivencia para muestras grandes descrita por Andersen (1993). Cuando existen muchos empates en los tiempos de supervivencia se prefiere el uso de la metodología de Andersen.

Método de Cox En el análisis de supervivencia la variable de

interés es el tiempo hasta que ocurre un suceso. Un posible método para este análisis consiste en suponer que esos tiempos siguen una determinada distribución o función matemática. Para ello se plantea un modelo de cómo evoluciona en función del tiempo la tasa de mortalidad la cual se también se denomina función de riesgo. Una vez determinada la tasa de mortalidad, se calcula, a partir de ella, la función de supervivencia (Taucher, 1999).

Para el modelado, existen funciones

matemáticas que se aproximan a las curvas de supervivencia y se pueden utilizar para ver la influencia de variables regresoras. Sin embargo, esto es complejo de hacer y en la práctica no siempre los datos se aproximan a una curva conocida. El método más comúnmente utilizado para resolver este problema, es mediante la regresión de Cox, ya que tiene la gran ventaja de que no se basa en modelar una curva predeterminada. De hecho, este modelo no tiene curva de supervivencia predefinida (es no paramétrico), pero sí permite ver la influencia de variables regresoras en la respuesta (Taucher 1999). El modelo de regresión de Cox está definido por la siguiente función (Harrel, 2001):

h (t) = h0(t)0 *Exp (X1* β1 + X2 * β2 + …+ Xk* βk)

Donde:

h(t): función de riesgo de que el evento ocurra al tiempo t.

h0(t)0 : función de riesgo mínima a tiempo t0, riesgo base, la cual no se especifica en este modelo.

Xk: variable predictora k.

βk: constante asociada a la variable k. En este modelo, los riesgos para dos

conjuntos diferentes de valores de los covariantes, conservan la misma proporción a lo largo del tiempo (modelos de riesgos proporcionales). Esta característica del modelo de proporcionalidad de riesgos puede no siempre ser válida y ocurre cuando la influencia de algún covariante depende precisamente del tiempo. (Ata y Tekin, 2007).

La interpretación del modelo de Cox no se

hace directamente a través de su coeficiente estimado

iβ , sino del exponencial Exp(

iβ ) y es semejante a la que se realiza en regresión logística (García, 2007). Si

iβ es el coeficiente estimado correspondiente a la variable Xi (variable continua), Exp(

iβ ) es el riesgo relativo cuando Xi aumenta una unidad, manteniendo constantes las demás variables. Para variables dicotómicas Exp(

iβ ) es un estimador de la razón de riesgos (hazard ratio = RR) y se interpreta como el incremento en el nivel de riesgo derivado de la presencia de cada covariable Xi = 1 en relación a ausencia Xi = 0. En cuanto a la utilización de variables cualitativas como regresoras, con más de dos categorías, valen las consideraciones señaladas para regresión logística utilizando variables ficticias o dummies. (Sahai y Kurshid, 1996).

Es necesario aclarar que cuando se realiza

análisis de supervivencia, generalmente lo que se desea saber es cómo influyen una serie de características en la variable respuesta. En estos casos es de mayor interés determinar qué variables están influyendo más que saber a qué tiempo exacto ocurre cada evento.

Contrastes de hipótesis para el modelo de Cox

Una vez que se ha ajustado un modelo de

Cox, existen contrastes de hipótesis para verificar la significación del modelo, estas pruebas son asintóticamente equivalentes. Ellas son:

Prueba de razón de verosimilitud Es una prueba de significación global y

presenta gran confiabilidad. Se define como 0L = 2[log(L(β )) - log(L(β))] ; donde β0 es calculado con



los valores iniciales de los coeficientes y

iβ es la solución luego de ajustar el modelo. Puede observarse que L2, también llamado Deviance, (Hosmer y Lemeshow, 1989; Cox y Snell, 1989), está basado en la comparación de los coeficientes de verosimilitud obtenidos cuando se fija un modelo solo con la ordenada al origen y otro modelo con ordenada al origen y variable explicatoria. Este estadístico tiene una distribución Ji-Cuadrada asintótica con un grado de libertad bajo la hipótesis nula de que el coeficiente de regresión en el modelo es cero.

Prueba de Wald Bajo la hipótesis nula de que βi = 0, se

aproxima a la distribución Ji-Cuadrada. Proporciona un contraste por variable en vez de una medida de significación global. El estadístico de contraste se

define mediante ( ) ( ), -1ββ β

∩

∑

donde -1β

∩

∑ es la matriz

de varianzas y covarianzas estimada (Dobson, 1983). Un valor p < 0,05 provee evidencias de que el coeficiente de regresión para la variable explicativa en estudio, es distinto de cero.

Índice pronóstico El exponente del modelo de regresión de Cox

se denomina índice pronóstico PI (prognostic index), de manera que la tasa de riesgo se puede expresar a través de este indicador (Domenech, 1992).

PI1 1 + 2 2 + ... + p p 0PI = β x β x β x h(t;X) = h (t) * e→

En la práctica es mejor utilizar el índice

pronóstico centrado que se obtiene centrando las variables regresoras, en el cual un valor igual a 0 es el correspondiente a un individuo promedio.

c 1 1 - 1) + 2 2 - 2) + ... + p p - p)X X XPI = β (x β (x β (x

La diferencia entre los índices pronósticos permite estimar su riesgo relativo y el centrado no afecta el valor de la diferencia.

A

A B

B

PIA 0 (PI - PI )

PIB 0

h(t;X ) h (t)eRR = = = eh(t;X ) h (t)e

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis univariado en el modelo de Kaplan-Meier

En el Cuadro 1 se aprecia que las medianas de supervivencia para los injertos fueron iguales para ambos sexos de la planta donadora y se lograron a los 23 días. La Figura 1 es la clásica curva de supervivencia (Kalfbfleish y Prentice, 1980), la cual muestra como la supervivencia disminuye con el tiempo. Para demostrar si dos o más curvas de supervivencia son diferentes se utilizó para realizar pruebas de hipótesis, la prueba Log-Rank; la cual no asume ninguna distribución particular de la función de supervivencia.

Cuadro 1. Resultados del análisis usando el modelo Kaplan-Meier para mortalidad del injerto considerando sexo de

planta donadora en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).

Sexo de la planta

donadora

Mediana tiempo de sobrevivencia

(días)

CI (95%) Andersen

para mediana

CI (95%) Brookmeyer-Crowly para

mediana

Muertes observadas

Muertes esperadas

Riesgo relativo

(RR)

G1 = FEME 23 20,61-25,39 20-24 152 147,64 1,029 G2 = MASC 23 20,03-25,97 21-26 152 156,35 0,972 CI = Intervalo de confianza, LI = Límite inferior y LS = Límite superior CI (95%) de RR del G1 VS G2 = 0,85-1,06-1,33 (LI-RR-LS) χ2 para Riesgo Relativo Equivalente = 0,261 P = 0,6093 (Log-Rank)

Figura 1. Curva de supervivencia para injertos provenientes de plantas donadoras de diferentes sexos en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).



En este caso, no existieron diferencias en cuanto a Sexo de la planta donadora, la prueba Log-rank establece que no existe significación estadística para esa variable a un nivel de significación de 0,05 (p = 0,6093 > 0,05). El intervalo de confianza de 95% para riesgo relativo (RR) confirma este resultado y además trae más información que el valor p por sí solo. Este intervalo calculado entre los grupos G1 vs G2, incluye el 1 (uno) lo que indica que no existen diferencias entre ambos sexos; esto es, que el sexo de la planta donadora no tiene efecto sobre la mortalidad.

Con respecto al efecto de la fertilización de

los patrones sobre la supervivencia, las medianas de supervivencia indican que el 50% de los injertos sobrevivieron 23 días o menos a la dosis de 9 g de urea planta-1/aplicación; 29 días o menos a la dosis de 12 g planta-1/aplicación y 21 días o menos a la dosis de 18 g planta-1/aplicación (Cuadro 2; Figura 2). Por otro lado, existió menor número de muertes observadas a la dosis de 12 g planta-1/aplicación y los intervalos de confianza de RR permitieron comparar los grupos y verificar que a la dosis de 12 hubo menor riesgo de muerte y los otros dos grupos no difieren entre sí. Ello se corroboró usando la prueba Log-Rank (p = 0,0005 < 0,05).

En el Cuadro 3, las medianas de

supervivencia indican que el 50% de los injertos duraron vivos 7 días o menos cuando se realizó el destape a los 60 días, 27 días o menos cuando se realizó a los 90 días y 33 días o menos cuando fue a los 120 días. Existió menor mortalidad cuando fue realizado a los 90 días de la injertación. Los intervalos de confianza permiten verificar que los injertos destapados a los 60 días comparado con los destapados a los 90 (G1-G2) tienen un valor de RR que está contenido en el intervalo de 3,1 a 6,4; por

ello existe mayor probabilidad de morir en los destapados a los 60 días y si los comparamos con los destapados a los 120 días (G1-G3), el verdadero valor de RR está contenido en el intervalo de 2,4 a 4,9. Los destapados a los 90 días difieren de los destapados a los 120 días, pero no en forma tan evidente. Las curvas de supervivencia (Figura 3) y la prueba log-rank también evidencian que existen diferencias al considerar número de días hasta el destape del injerto sobre la supervivencia de este. Análisis estratificado usando el modelo de Kaplan-Meier

Como no hubo diferencias estadísticamente significativas en la tasa de mortalidad entre los injertos cuyas plantas donadoras poseían diferentes sexos, no se estratificó por este factor. La estratificación se realizó por dosis de N. El Cuadro 4, muestra que hubo diferencias estadísticamente

Cuadro 2. Resultados del análisis usando el modelo Kaplan-Meier para mortalidad del injerto considerando dosis de

Nitrógeno en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).

Dosis de Nitrógeno


(días)

CI (95%) Andersen para mediana

CI (95%) Brookmeyer-Crowly para mediana

Muertes observadas

Muertes esperadas

Riesgo relativo

(RR) G1 = 9 23 20,61-25,38 21-25 107 96,26 1,11 G2 = 12 29 23,63-34,37 21-36 88 119,33 0,74 G3 = 18 21 19,47-22,53 18-22 109 88,39 1,23

CI = Intervalo de confianza, LI = Límite inferior y LS = Límite superior CI (95%) de RR del G1 VS G2 = 1,15-1,51-1,97 (LI-RR-LS) CI (95%) de RR del G1 VS G3 = 0,67-0,90-1,20 (LI-RR-LS) CI (95%) de RR del G2 VS G3 = 0,45-0,59-0,79(LI-RR-LS) χ2 para Riesgo Relativo Equivalente=15,09 P = 0,0005 (Log-Rank)

Figura 2. Curva de supervivencia para injertos en plantas fertilizadas a tres dosis de nitrógeno en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).



significativas entre los días transcurridos desde la injertación hasta el desprendimiento del plástico que cubre injerto, p < 0,0001 en la prueba log-Rank para todos los casos. En todos los estratos D60 tuvo mayor riesgo relativo de mortalidad (RR) que D90 y D120, siendo el mayor RR a la dosis de N de 9 g planta-1/aplicación con D60, en el cual hubo 3,85 veces mayor riesgo de muerte que en las otras dos condiciones. El menor RR (0,49) se presentó a N = 12 con D90, siendo esta condición la más recomendable. Análisis de supervivencia de Cox

Se utilizaron los criterios de la prueba de cocientes de verosimilitud (Deviance), prueba de Wald e intervalos de confianza de RR. El valor de exp (parámetro estimado) es un estimador puntual de la tasa a la cual la respuesta ocurre en el grupo donde X = 1 relativa a la tasa en la cual la respuesta ocurre en el mismo tiempo en el grupo denotado por X = 0 (grupo base). Se asume la proporcionalidad de riesgos en el modelo.

Los análisis univariados de los factores en estudio dieron como resultados los presentados en el Cuadro 5. En este caso, hubo igual riesgo de muerte del injerto para ambos sexos de la planta donadora (p = 0,616 > 0,05) tanto en la prueba de Wald como en la prueba de cocientes de verosimilitud.

Cuadro 3. Resultados del análisis usando el modelo Kaplan-Meier para mortalidad del injerto considerando días desde la

injertación hasta el desprendimiento del plástico que cubre el injerto de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).

Días hasta el destape


(días)

CI (95%) Andersen para mediana

CI (95%) Brookmeyer-Crowly

para mediana

Muertes observadas

Muertes esperadas

Riesgo relativo

(RR) G1= 60 7 5,87-8,12 6-7 112 39,47 2,83 G2 = 90 27 25,31-28,68 26-30 84 132,47 0,63

G3 = 120 33 28,39-37,60 29-40 108 132,04 0,82 CI = Intervalo de confianza, LI = Límite inferior y LS = Límite superior CI (95%) delRR G1 VS G2 = 3,14-4,47-6,38 (LI-RR-LS) CI (95%) delRR G1 VS G3 = 2,43-3,46-4,94(LI-RR-LS) CI (95%) delRR G2 VS G3 = 0,61-0,77-0,99(LI-RR-LS) χ2 para Riesgo Relativo Equivalente = 174,87 P < 0,0001 (Log-Rank)

Cuadro 4. Resultados obtenidos utilizando el modelo estratificado de Kaplan-Meier considerando riesgo de mortalidad como variable respuesta, fertilización (estrato) y días desde la injertación hasta el desprendimiento del plástico que cubre el injerto como factores en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).

N=9g.p-1 N=12 g.p-1 N= 18g.p-1 D60 D90 D120 D60 D90 D120 D60 D90 D120 Muertes observadas 39 30 38 36 19 33 37 35 37 Muertes esperadas 10,14 46,83 50,02 13,20 38,44 36,36 16,04 47,06 45,90 Riesgo relativo (RR) 3,85 0,64 0,75 2,73 0,49 0,91 2,31 0,74 0,81

Log-Rank χ2para RR = 108,62 P<0,0001

χ2para RR = 54,49 P<0,0001

χ2para RR = 36,07 P<0,0001

g.p-1 = g planta-1/aplicación y D60, D90 y D120 = desprendimiento del plástico que cubre el injerto a los 60, 90 y 120 días de la injertación, respectivamente.

Figura 3. Curva de Supervivencia para injertos cuya remoción del plástico que lo cubre fue a 60, 90 y 120 días desde la injertación en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).



En cuanto a la fertilización del patrón, hubo diferencias significativas entre el nivel 12 con el de 9 (nivel base) (p = 0,0038) y el RR es 0,657; más no entre el nivel 18 con el de 9 (p = 0,4358) con RR cercano a uno (1,111). Ello indica que al nivel de fertilización de 12 hubo mayor supervivencia en los injertos que en el nivel 9. Sin embargo el de 18 comparado con el 9 tuvo igual riesgo de mortalidad. Bajo las consideraciones de este modelo, se recomienda fertilizar usando 12 g de urea planta-1/aplicación; debido a que hubo menor riesgo de mortalidad en los injertos. En todos los casos la prueba Deviance y la inclusión o no del uno dentro de los intervalos de confianza de RR corroboraron los resultados de la prueba de Wald.

En el caso del tiempo del destape del

injerto, los datos arrojan evidencias suficientes para afirmar que la mortalidad en el grupo cuyo destape se realizó a los 90 días difiere de aquella en que el destape se realizó a los 60 días (grupo base)

(p < 0,0001). De igual manera el grupo cuyo destape se realizó a los 120 días difiere del que se realizó a los 60 días (p < 0,0001). En estos casos el riesgo de muerte del injerto es 0,185 para cuando el destape es hecho a los 90 días en comparación con aquellos en los que fue realizado a los 60 días y es de 0,238 cuando es realizado a los 120 días en lugar de a los 60 días. Es por ello recomendable realizarlo a los 90 días, en el cual el riesgo es menor.

Los resultados del modelo de Cox con todas

las variables regresoras incluidas (Modelo completo) se aprecian en el Cuadro 6. De acuerdo a estos resultados, no existe evidencia (p = 0,8741) de que mortalidad depende del sexo de la planta usada como donadora del injerto (ajustada por dosis de Nitrógeno y días de destape del injerto).

Es significativa la diferencia entre las dosis 9 y

12 g planta-1/aplicación (p = 0,0002) mas no entre 9 y 18 g planta-1/aplicación, siendo menor el RR para 12

Cuadro 5. Resultados de la prueba de Wald, Deviance e Intervalos de Confianza (IC) del 95% para RR en los modelos de

supervivencia simples de Cox en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).

Variable Regresora Grupo base: FEME

Parámetro estimado

Error estándar

Riesgo Relativo (RR)

IC (95%) para RR χ2 P(Wald)

Sexo de la planta donadora 0,057 0,115 1,059 0,845-1,327 0,251 0,616 Deviance (χ2 con 1 grado de libertad ) = 0,25 p = 0,616

Variable Regresora Grupo base: N(9)

Parámetro estimado

Error estándar



N(12) -0,419 0,144 0,657 0,495-0,873 8,38 0,0038 N(18) -0,106 0,106 1,111 0,851-1,450 0,61 0,4358

Deviance (χ2 con 2 grados de libertad ) = 8,43 p = 0,0148 Variable Regresora

Grupo base: Destape (60) Parámetro estimado

Error estándar



Destape (90) -1,683 0,152 0,185 0,138-0,251 121,27 <0,0001 Destape(120) -1,432 0,144 0,238 0,180-0,317 98,46 <0,0001

Deviance (χ2 con 2 grados de libertad) = 119,12 p < 0,0001 Cuadro 6. Resultados de la prueba de Wald, Deviance e Intervalos de Confianza (IC) del 95% para RR en los modelos de

supervivencia de Cox con todas las variables regresoras incluidas en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).

Variables regresoras Parámetro estimado

Error estándar


IC (95%) para RR χ2 P (Wald)

Sexo de la planta donadora -0,018 0,115 0,981 0,782-1,231 0,0251 0,8741 N(12) -0,541 0,145 0,581 0,436-0,774 13,7890 0,0002 N(18) -0,051 0,137 0,949 0,725-1,244 0,1388 0,7094

Destape (90) -1,713 0,154 0,180 0,133-0,244 128,2822 <0,0001 Destape(120) -1,476 0,476 0,228 0,171-0,305 100,3091 <0,0001

Deviance (χ2 con 5 grados de libertad) = 144,72 p < 0,0001



g planta-1/aplicación. En esta experiencia, la dosis intermedia fue la de mejor desempeño. Estos resultados están de acuerdo con lo establecido por Alarcón (2000), cuando establece que la sobredosificación de nutrimentos puede conllevar a situaciones adversas al cultivo y la dosis baja no brinda una nutrición adecuada a la planta para el mantenimiento del injerto. Es de destacar que Bolívar (1997) recomienda 15 g (planta año-1)-1, como la dosis con mejor comportamiento en las variables de crecimiento de la planta evaluadas por ella en inchi. García et al. (2009), en ensayos similares, recomiendan las dosis de 12 o 18 g planta-1/aplicación fraccionada en tres aplicaciones, ya que no presentaron diferencias estadísticamente significativas en variables de rendimiento relacionadas al cultivo.

En cuanto a la remoción del plástico del injerto

(destape), existe mayor riesgo de mortalidad del injerto a los 60 días (Grupo base). Las experiencias de Gervais (1981) en cacao, establecen que la muerte de los injertos ocurre en su gran mayoría durante los dos meses siguientes a la injertación aunque no lo relaciona con el destape de la unión planta-injerto. Se recomienda realizar mayor número de ensayos para establecer el tiempo apropiado para desatar el injerto, ya que si es muy temprano el tejido de unión es muy tierno y escaso y se seca cuando parecía que ya estaba

brotando. Mantener la atadura mucho tiempo tampoco es recomendable, ya que se estrangularía el injerto al dificultar el paso de la savia, aunque ello también depende de la flexibilidad del material que se use para realizar la atadura.

Utilizando el modelo completo, se puede hacer análisis del índice pronóstico (Cuadro 7) y comparar por ejemplo, los dos casos más extremos. Esto es, los casos en los cuales A) el sexo de la planta donadora es femenino (codificada como x1 = 0), la dosis de N es 9 (codificada como x2 = 0, x3 = 0), y el destape del injerto a los 60 días (codificada como x4 = 0, x5 = 0), con el caso B) en el que el sexo de la planta donadora es masculino (x1 = 1), la dosis de N es 12 (x2 = 1, x3 = 0), y el destape del injerto a los 90 días (x4 = 1, x5 = 0).

La ecuación correspondiente a PIC viene dada por:

PIC = - 0,018 (x1 - 0,5) – 0,541 (x2 - 0,333) - 0,051 (x3

- 0,333) - 1,713 (x4 - 0,333) - 1,476 (x5 - 0,333)

Para Caso A; PI(A)C = 1,2693 Para Caso B; PI(B)C = -1,0084

Cuadro 7. Índices pronósticos centrados para la distintas combinaciones de los factores en estudio en injertos de inchi

(Caryodendron orinocense Karsten).

Sexo de la planta

donadora

N (g planta-1 por

aplicación)

Destape del injerto (días)

Codificación (variables ficticias) Índice pronóstico

(PIC) X1 = Sexo X2 = N(0) X3 = N(1) X4 = dest(0) X5 = dest(1)

F 9 60 0 0 0 0 0 1,2693 F 9 90 0 0 0 1 0 -0,4494 F 9 120 0 0 0 0 1 -0,2116 M 9 60 1 0 0 0 0 1,2513 M 9 90 1 0 0 1 0 -0,4674 M 9 120 1 0 0 0 1 -0,2296 F 12 60 0 1 0 0 0 0,7283 F 12 90 0 1 0 1 0 -0,9904 F 12 120 0 1 0 0 1 -0,7526 M 12 60 1 1 0 0 0 0,7103 M 12 90 1 1 0 1 0 -1,0084 M 12 120 1 1 0 0 1 -0,7706 F 18 60 0 0 1 0 0 1,2183 F 18 90 0 0 1 1 0 -0,5004 F 18 120 0 0 1 0 1 -0,2626 M 18 60 1 0 1 0 0 1,2003 M 18 90 1 0 1 1 0 -0,5184 M 18 120 1 0 1 0 1 -0,2806



La diferencia entre los índices pronósticos; PI(A)C - PI(B)C = 1,2693 - (-1,0084) = 2,278 → RR = e2,278 = 9,757 ≈ 10.

Esto indica que el riesgo de que el injerto no pegue y muera, en plantas con PIC = 1,2693 es 10 veces superior que en aquellas cuyo PIC es -1,0084.

Selección de variables usando el modelo de Cox

Los resultados de la selección de variables

(Cuadro 8), utilizando el método paso a paso no dio información diferente a la obtenida en el análisis del modelo completo, esto es, la no significación estadística del sexo de la planta donadora y la necesidad de incluir en el modelo solo dos dosis de N (9: Grupo base y 12) y tiempo del destape de la unión planta- injerto (los tres niveles evaluados, 60: Grupo base, 90 y 120).

CONCLUSIONES

El Modelo de Kaplan-Meier y el Modelo de

Cox fueron ambos factibles de ser aplicados e interpretar sus resultados en condiciones similares, debido a que las variables explicativas en el modelo de Cox, consideraron solo valores discretos ya que provienen de un diseño de experimentos. En caso de la consideración de variables explicativas continuas, el modelo de Kaplan Meier hace necesario crear categorías que contemplen rangos de valores con la finalidad de comparar entre categorías; en dichos casos se hace más apropiado el uso del método de Cox, con el cual se determina la influencia de un predictor sobre la variable respuesta, pudiendo tomar cualquier valor real dentro del rango de los datos evaluados. Sin embargo, el uso de cada técnica depende de los objetivos que persiga el investigador.

En el Modelo de Kaplan-Meier, las curvas de supervivencia y los intervalos de confianza del riesgo relativo confirman los resultados de la prueba Log-Rank.

En el Modelo de Cox, en todos los casos la

prueba Deviance y la inclusión o no del uno dentro de los intervalos de confianza de RR corroboraron los resultados de la prueba de Wald. En este caso, el análisis de regresión múltiple y en la selección de variables utilizando el método paso a paso no se obtuvo información diferente a la obtenida en los análisis univariados.

Ambos modelos coinciden en establecer que

el sexo de la planta donadora no tiene efecto sobre la mortalidad y la condición donde se presenta menor mortalidad es aplicando 12 g de urea planta-1/aplicación combinada con remoción del plástico que cubre al injerto a los 90 días y mayor mortalidad aplicando 9 g de urea planta-1/aplicación con remoción del plástico a los 60 días.

AGRADECIMIENTO

Al Consejo de Desarrollo Científico y

Humanístico de la Universidad Central de Venezuela por el financiamiento del presente proyecto.

LITERATURA CITADA

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Cuadro 8. Significación de los coeficientes e Intervalos de Confianza (IC) del 95% para el Riesgo Relativo (RR) en el

modelo de supervivencia de Cox con solo las variables regresoras escogidas utilizando el método Paso a Paso en injertos de inchi (Caryodendron orinocense Karsten).

Variables regresoras Parámetro estimado

Error estándar



N(12) -0,515 0,127 0,597 0,135-0,245 16,32 <0,0001 Destape(90) -1,705 0,144 0,182 0,135-0,245 123,56 <0,0001

Destape (120) -1,466 0,153 0,231 0,174-0,307 102,33 <0,0001 Deviance (χ2 con 3 grados de libertad = 144,56 p < 0,0001



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El régimen hídrico como determinante ambiental en la iniciación floral de los cultivares de mango (Mangifera indica L.) Haden y Edward en condiciones tropicales

The water regime as environmental determinant in the floral initiation of mango (Mangifera indica L.) cultivars

Haden and Edward under tropical conditions

Mercedes PÉREZ MACÍAS 1 , Marelia PUCHE 2, Enio SOTO 1, Rosana FIGUEROA 2, María GUTIÉRREZ 1 y Luis Alberto AVILÁN ROVIRA 1

1Instututo Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP), Maracay, 2101 y 2Universidad Central de Venezuela, Facultad de Agronomía, Maracay, 2101, estado

Aragua, Venezuela. E-mails: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] y [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

El inicio de la floración en los frutales tropicales, se atribuye mayormente a mecanismos de control ambiental, comenzando a la salida de un periodo de reposo relativo. Este periodo de reposo lo puede ocasionar un periodo de lluvia acompañado de un enfriamiento de la atmósfera. En el Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP), Maracay, Venezuela. Se caracterizó el clima del área utilizando la serie histórica 1980-2008 y se registraron las condiciones meteorológicas durante el periodo de ensayo. Se utilizó la fenología reproductiva de los cultivares de mango Haden y Edward, generando los índices agroclimáticos producto de la relación régimen hídrico - fenología reproductiva. No se presentó ciclo atípico en las condiciones climáticas presentes durante el ensayo, de acuerdo a la variabilidad descrita en el periodo 1980-2008. No hubo déficit hídrico en el periodo de las 12 semanas que presidieron la ocurrencia de la expresión visual de la floración, ya que la relación entre la evapotranspiración real (ETr) y la evapotranspiración potencial (ETo) presentó valores mayores a 0,5 indicando que se suplió la demanda hídrica en esa etapa biológica. La iniciación floral, en condiciones de trópico, no es respuesta directa de déficit hídrico, este factor complementa la expresión floral, moldeando su inicio y duración de acuerdo a la característica varietal y condición del individuo. El cultivar Edward se presenta como un genotipo con mayor capacidad de adelantar el inicio de floración del mango que el cultivar Haden Palabras clave: Fenología reproductiva, frutales tropicales, bioclimatologia de frutales

ABSTRACT The beginning of flowering in tropical fruits is mostly credit to environmental control mechanisms starting at the exit of a period of relative rest. This period can be initiated by rain time accompanied by a cooling of the atmosphere. In the experimental field of the National Center for Agronomic Research (CENIAP), Maracay, Venezuela, the climate was characterized using the historic series (1980-2008) and the meteorological conditions during the trial were registered and compared both with the aim of detected atypical values. It was used the reproductive phenology of mango cultivars Haden and Edward and the agroclimatic index were generated result of the relation wet regime – reproductive phenology. None atypical cycle was show up in the trial climatic conditions in order to the variability described during 1980-2008 period. It not was water deficit in the 12 weeks preceding the occurrence of visual expression of flowering based in the fact that, the ratio between real evapotranspiration and potential evapotranspiration showed values greater than 0,5 indicating that the water demand was supplied in this biological stage. The floral initiation, in the tropics, it is not a direct answer of the water deficit, this factor complement the floral expression, delineating its origin and duration in order to the varietal characteristic and individual condition. `Edward` is show up as a genotype with more capacity to the lead flowering than the Haden cultivar. Key words: Reproductive Phenology, tropical fruits, bioclimatology of fruits

INTRODUCCIÓN El inicio de la floración en los frutales

tropicales, por lo general, ocurre después de un periodo de reposo provocado por factores

ambientales. Este periodo de reposo puede provocarlo un periodo de lluvia acompañado de un enfriamiento de la atmósfera con bajas temperaturas que precedido por señales hormonales internas, relacionadas con la edad de la hoja, van a determinar la época de su

Pérez Macías et al. El régimen hídrico como determinante ambiental en la iniciación floral de mango cvs. Haden y Edward


aparición (Núñez y Davenport, 1994; Avilán et al, 2003; Davenport, 2003; Kulkarni, 2004).

El mango, aún cuando se ha adaptado a

diversas condiciones de clima y suelo, en el trópico presenta diferencias en su comportamiento fenológico anual, en especial en la fase de floración. Se ha observado solapamiento de las fases fenológicas, donde la fenología floral está definida por periodos de sequía y lluvia que varían de acuerdo a la zona de producción, e influyen en el inicio y duración de la misma, en la sincronización y el número de flores (Avilán y Rengifo, 1990; Whiley, 1993; Crane, 1998; Galán, 1999). Además, los árboles pueden ser inducidos a florecer en presencia de temperaturas bajas, cuando los tallos se han mantenido en reposo por un tiempo suficiente, por lo general alrededor de cuatro a cinco meses; pero también puede ser inducidos por un leve nivel de estrés hídrico o de baja disponibilidad de nitrógeno en la planta (Davenport, 2008). Algunos autores han señalado el doble papel que juegan las hojas en la inducción floral del mango, afirmando que la edad del último flujo vegetativo es el componente fundamental de la regulación de este evento (Núñez-Eliséa y Davenport, 1994; Davenport, 2008). Los flujos vegetativos mas viejos (unidad terminal de intercalado), son probablemente los que produzcan la flor cuando se comience el próximo flujo, señalando que algunos cultivares, como 'Haden', 'Keitt', 'Kent', y 'Irwin' requieren menos tiempo de reposo que otros, como 'Tommy Atkins' (Davenport, 2003, 2008).

Se ha demostrado que la presencia de un

estrés hídrico en un tiempo desconocido beneficia indirectamente el inicio de la floración al detener el crecimiento vegetativo e incrementando la proporción de hojas maduras en la copa, siendo estas donde se sintetiza el estímulo floral (Davenport, 2008). Por lo tanto, se esperaría que la inducción floral sólo es posible cuando aparece un balance hormonal favorable, como consecuencia de una disminución en la velocidad del crecimiento vegetativo (ralentización) y/o del establecimiento del reposo relativo; este estado de iniciación, aparece bajo diferentes circunstancias susceptibles de ser promovidas por tratamientos cáusticos e inhibidores de crecimiento; o de modo natural, por descenso de la temperatura y déficit hídrico (Núñez-Elisea, et al., 1996; Kulkarni, 2004; Davenport, 2008).

En este trabajo se caracterizó, antes y durante

el periodo de estudio, el clima de la región y su relación con la fecha de inicio de la floración del

mango, con el propósito de identificar el posible papel que juega el régimen hídrico como determinante ambiental en la iniciación floral.


Este trabajo se realizó en el Campo

Experimental del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP) a 10° 17′ N, 67° 36′ W, a 480 msnm, Maracay estado Aragua, Venezuela. En parcelas ya establecidas, se realizó en cada árbol observaciones semanales, durante los ciclos 2002-2008, en 20 árboles de 12 años de edad, completamente aleatorizados; 10 árboles del cultivar Haden y 10 del cultivar Edward. Se realizó periódicamente una limpieza de calles con rotativa, eliminando ramas rotas y enfermas. La aplicación de fertilizante se realizó a razón 3kg/planta fraccionado de una parte de urea y una parte de cloruro de potasio.

Comportamiento del régimen hídrico en la zona de estudio

Se utilizaron los datos diarios climáticos

provenientes de los registros históricos de 30 años, desde 1980 hasta 2008, de la estación climática del CENIAP, ubicada a 300 m del ensayo.

Serie histórica 1980-2008

a. Para la descripción climática de la zona se acumularon los valores diarios para generar los valores mensuales de precipitación (Pp) (mm) y evapotranspiración potencial (ETo) (mmd-1) calculada por el método de Tina Tipo A (Allen et al.,1994) y la estadística básica, media, desviación estándar (ds), valor máximo y valor mínimo de la serie y el coeficiente de variación.

b. Se calculó la disponibilidad de agua mensual en el

período 1980-2008, donde se consideró la lluvia (Pp) como la oferta de agua y la (ETo) como la demanda hídrica, para cada mes y cada año. Se definieron las cuatro condiciones de humedad básicas: condición seca (Pp< 0,5 ETo), condición intermedio (0,5 ETo ≤Pp< ETo), condición húmeda (Pp ≥ ETo). Con esta información se calculo la frecuencia (%) con que se manifiesta en cada mes estas condiciones.

Periodo de estudio 2002-2008

a. Se grafico para cada ciclo del ensayo, el total mensual de la Pp y ETo comparándose con la Pp y



ETo de la serie histórica de 1980-2008, para conocer si hubo un año atípico climáticamente en lo que respecta a estas variables.

b. Se calculó la condición de disponibilidad de agua,

donde se consideró la lluvia (Pp) como la oferta de agua y la (ETo) como la demanda hídrica para cada mes y cada año del período de ensayo 2002-2008, según las condiciones de humedad básicas descritas anteriormente.

Ciclo fenológico anual y fecha de inicio de la floración

Se utilizo el ciclo fenológico anual de producción del mango, en la zona central de Venezuela, siguiendo el establecido por Puche et al., (2012), donde se considera el 1ero de julio de cada año la fecha de inicio del ciclo anual de producción e utilizando la fecha de inicio de floración de los cultivares Haden y Edward en cada año del periodo de ensayo 2002-2008.

Relación régimen hídrico - fenología reproductiva

Se generño dos índices agroclimáticos estrechamente relacionado con las condiciones hídricas de la zona y el inicio de la fenología reproductiva de los cultivares Haden y Edward.

Secuencia de días secos (veranitos). Mediante

el conteo de días consecutivos con lámina caída igual a 0 mm, en el lapso de los 90 días previos al inicio de la floración para cada cultivar (Puche et al., 2012), se obtuvieron el número de eventos o periodos de sequía para cada año del periodo de ensayo 2002-2008. Categoría de los periodos de sequía.

Leve: entre 2 y 10 días consecutivos secos. 1

evento: ≥ 2 días

Moderado: entre 11 y 20 días secos consecutivos. 1 evento: ≥ 11 días

Severo: entre 21 y 30 días secos consecutivos.

1 evento: ≥ 21 días

Muy severo: >30 días secos consecutivos. 1 evento: ≥ 30 días

A partir de los balances hídricos cada 10 días

(BH decadiarios) (Allen et al., 1994) se determinó la relación evapotranspiración real/evapotranspiración

potencial (ETr/ETo) definida como: cuanto de la demanda hídrica potencial del cultivo fue cubierta cada 10 días en el período de 90 días previos a la fecha de inicio de la floración (Puche et al., 2012), para cada cultivar y en cada ciclo de estudio.

Los valores de entrada para el cálculo del BH

decadiarios fueron: precipitación del promedio total de cada 10 días de lluvia, comenzando el primero de julio de cada ciclo, y terminando el 30 de junio del siguiente ciclo. Para el primer ciclo se consideró la lluvia del promedio total de cada 10 días del mes de junio del año 2002; se consideró la profundidad a 60 cm y la capacidad de almacenamiento con una lámina máxima de 140 mm.

ETm (evapotranspiración de cultivo) se

determinó como ETo x Kc= 0.85 (Allen et al., 1994). El valor de salida de estos Balances fue: ETr como la evapotranspiración real.


Comportamiento del régimen hídrico en la zona de estudio

Con fines de referencia para conocer el comportamiento hídrico de la zona de estudio, se analizó la serie histórica 1980-2008 evaluando la variabilidad entre años y dentro del año, estableciendo el patrón promedio de lluvia y el patrón promedio mensual de la disponibilidad de agua de acuerdo a la relación entre precipitación y la demanda evaporativa.

Serie histórica 1980-2008 El valor medio anual de precipitación (Pp) fue

de 1054 mm, la mayor concentración ocurrió en el periodo de abril a noviembre, mientras que la demanda hídrica (ETo) fue de 1362 mm promedio anual, variando mensualmente entre 95 mm para el mes de noviembre y 155 mm para marzo (Cuadro 1). En general, se obtuvieron altos valores de ETo, que en promedio superan la precipitación en el año.

La disponibilidad de agua promedio mensual,

para la serie histórica 1980-2008, varió entre meses y años, como se observa en el Cuadro 2. Los meses donde la precipitación fue menor que la mitad de ETo, considerados secos (enero y febrero), tuvieron cierta variabilidad importante dentro de valores absolutos bajos; agosto, septiembre y octubre



presentaron los valores más altos de disponibilidad de agua, donde la precipitación fue mayor o igual a ETo, mientras que de abril a julio las condiciones fueron intermedias de acuerdo a esta valoración.

En estudios de campo, se ha establecido que aún después de 30 días de haber suspendido el suministro de agua, el árbol de mango presenta

capacidad para mantenerse hidratado; esta tolerancia fisiológica se atribuye a la presencia de laticíferos que permiten a las hojas mantener su turgencia a través de un ajuste osmótico que evita los déficit de agua en la planta (Schaffer et al., 1994); de manera que de acuerdo a los resultados obtenido en este estudio solo se hace necesario suplencia de riego entre enero y marzo para este cultivo.

Cuadro 1. Estadísticas mensuales de la precipitación (Pp) y evapotranspiración (ETo) de la estación CENIAP Maracay, Venezuela. Periodo 1980-2008

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total

Promedio Pp (mm) 7 4 14 67 112 108 153 191 159 139 81 17 1054 Desviación estándar 16 7 31 65 59 50 80 64 58 52 59 22 47

Coeficiente de variación 231 177 213 97 53 47 52 33 37 38 73 129 98 Máxima 68 24 147 244 224 214 349 408 262 269 229 82 210 Mínima 0 0 0 0 15 31 38 110 70 53 0,3 0 26

Promedio ETo (mm) 113 121 155 135 115 105 106 110 103 104 95 100 1362 Desviación estándar 17 15 18 19 20 12 12 21 13 13 11 17 16

Coeficiente de variación 15 12 11 14 18 11 11 19 12 12 11 17 14 Máxima 146 144 185 164 173 123 133 177 137 121 119 134 146 Mínima 42 71 105 91 73 80 71 46 79 68 65 60 71

Cuadro 2. Condiciones de humedad mensual y Frecuencia (%) de disponibilidad de agua en el periodo 1980-2008. CENIAP, Maracay, Venezuela.

Año ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic1980 S S S S H H H H H H S S1981 S S S H H I H H H I H I1982 S S S H H S S H H H S S1983 S S S I H H H H H H S S1984 S S H S S H H H I I I S1985 S S S S I H I H I H H H1986 S S S I H H I H H I S S1987 S S S S H H I H H H I S1988 S S S S S H H H H H H S1989 S S S S H S I H H H H H1990 S S S S I H H H H H I S1991 S S S I S S H H H I I S1992 S S S S H I H H H H H S1993 S S S H H I H H I I I S1994 S S S S S I H H H H H S1995 S S I S S I H H H H I S1996 S S S S I H H H H H I I1997 S S S S S I H I I I S S1998 S S S I H H I H H H S S1999 S S S H S H H H H H H I2000 S S S S I S I H H I I S2001 S S S S S I H H H H I S2002 S S S I H H I H H I S S2003 S S S I I I H H H H H S2004 S S S I H I H H H I I S2005 I S S S I H H H H H H S2006 S S S S H H I H H H H S2007 S S S S I I I H H H S S2008 S S S S H S I H H H I S

Seco (%) 97 100 93 62 28 17 3 0 0 0 28 83Intermedio (%) 3 0 3 24 24 34 34 3 14 31 38 10

Humedo (%) 0 0 3 14 48 48 62 97 86 69 34 7 S: seco, I: intermedio, H: húmedo



Periodo de ensayo 2002-2008

Los totales anuales de la precipitación en el periodo de ensayo se observan en el Cuadro 3, siendo el año 4 el de mayor precipitación (1334 mm) mientras que el año 1 se observo la menor precipitación (758 mm)

Se considera que para el cultivo del mango un mínimo de 700 mm de lluvias, distribuidas durante todo el año, con baja demanda de evapotranspiración menor a 30 días, son suficientes para cubrir sus requerimientos (Galán, 1999). En general, en esta área de estudio, el total anual de lluvia, tanto del periodo de ensayo como en la serie histórica cubrió la mínima demanda de agua para este cultivo.

En la Figura 1 se observa el comportamiento de Eto y de la precipitación en cada año del periodo de ensayo y su comparación con la serie histórica, donde el ciclos 1 (2002-03) (Figura 1a), para Eto presenta los valores más alejado por encima de la serie histórica. El resto de los años la mayoría de los meses son parecidos a la serie histórica. Los pocos meses que varía por encima no son los mismos en todos los casos, es de resaltar octubre para el año 2 y 4, marzo- abril para el año 3, septiembre para el año 5 y diciembre para el año 6 pero en este caso por debajo. En general, para la precipitación, los ciclos 2 (2003-04) B, 4 (2005-06) D y 5 (2006-07) E (Figura 1b, 1d y 1e, respectivamente), presentaron un mismo patrón, con variaciones entre julio y diciembre, mayores al promedio de la serie histórica. El ciclo 6 (2007-08) (Figura 1f) presentó los mayores valores entre julio y noviembre del periodo de ensayo, con las mayores precipitaciones mensuales (agosto 317 mm y octubre 270 mm), siendo el ciclo 4 (2005-06) el de mayor lámina de agua caída del periodo de ensayo.

En el Cuadro 4, se presenta la disponibilidad

de agua en el período de ensayo; la condición seco se centró mayormente en los meses de diciembre a marzo, a excepción del año 1 y 6 que comenzaron en noviembre. Se observa los años 2 y 3 con periodos cortos de 4 meses secos, el resto con 5 meses a excepción del año 6 con 7 meses secos. La condición húmedo estuvo asociada a los meses de julio a noviembre. De todos los ciclos, el ciclo 1 fue el que

presentó mayor número de meses con la condición intermedia a pesar del menor valor absoluto, mientras que el ciclo 4 no mostró ningún mes con esa condición. El ciclo 3, fue el único que no mostró continuidad en la secuencia del periodo seco, interrumpida por un mes con condición intermedia, el ciclo 6, el que mostró el mayor número de meses (7) con condición seca, presento una discontinuidad al final de esta condición.

De acuerdo a la variabilidad natural de la

precipitación en la serie histórica 1980-2008 (Cuadro 2), en el periodo de ensayo 2002-2008 no se presentó ningún ciclo atípico; este periodo presentó variaciones en las condiciones de disponibilidad de agua que están dentro de las variaciones observadas en la serie histórica.

Relación régimen hídrico - fenología reproductiva

Según Puche et al., (2012), existe variabilidad

en las fechas de inicio de la fenología floral de los cultivares de mango, para Haden la floración comenzó en los primeros días de noviembre de todos los ciclos estudiados, excepto en el ciclo 4 que inicio en enero, mientras que Edward, presento mayor variabilidad, para el ciclo 1 inicio la floración en agosto, mientras que los ciclos 2, 4 y 5 inicio entre septiembre y noviembre, y los ciclos 3 y 6 en diciembre, sugiriendo esto la existencia de requerimientos ambientales distintos entre cultivares

Cuando se relaciona, a través de índices

agroclimáticos, el inicio de la fenología reproductiva con el régimen de agua, señalado por algunos autores, como factor externo influyente en el inicio y duración de la floración (Chaikiattiyos et al., 1994; Núñez-Elisea y Davenport, 1994; Avilán et al., 2007) es posible indicar el aporte ambiental en la fisiología reproductiva de los frutales. En este sentido se observa en la Figura 2 los eventos o periodos de sequía, para cada ciclo del estudio. Al definir los días mínimos para expresar un estrés hídrico en mango, se puede inferir que están entre 20 y 30 días consecutivos sin riego, ya que la tolerancia fisiológica del mango al déficit hídrico le permite mantenerse hidratado por un periodo prolongado (Schaffer et al., 1994; Avilan et al., 2007).

Cuadro 3. Total anual de la precipitación por ciclo en el periodo de 2002-2008. CENIAP, Maracay, Venezuela.

Ciclo 1 2002-2003

2 2003-2004

3 2004-2005

4 2005-2006

5 2006-2007

6 2007-2008

Promedio 2002-2008

Precipitación (mm) 758 1248 1106 1334 1075 1112 1106



Según Singh (1978); Osuna-Enciso et al. (2000), la inducción de la floración en mango se logra con un periodo de sequía de dos meses antes de la floración, sin embargo en este estudio se observa que para ambos cultivares el inicio de la floración se presentó en condiciones de sequía moderado, ósea periodos de entre 11 y 20 dcs, de manera que la ocurrencia de un nivel leve o moderado de días secos

durante un periodo previo de 90 días a la ocurrencia de la expresión visual de la floración, puede promover condiciones que ocasionen reducción y/o paralización del desarrollo vegetativo, lo cual a su vez permite que la proporción de hojas maduras se incremente y favorezca las actividades fisiológicas para la floración.

0

100

200

300

400

Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May JunMeses

Pre

cip

itació

n (

mm

)

0

50

100

150

200

Eto

(m

m)

Ciclo 1 Pp Promedio Pp 1980-12

Ciclo 1 Eto Promedio Eto 1980-12

0

100

200

300

400


Pre

cip

itació

n (

mm

)

0

50

100

150

200

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(m

m)



0

100

200

300

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Pre

cip

itació

n (

mm

)

0

50

100

150

200

Eto

(m

m)



0

100

200

300

400


Pre

cip

itació

n (

mm

)

0

50

100

150

200

Eto

(m

m)



0

100

200

300

400


Pre

cip

itació

n (

mm

)

0

50

100

150

200

Eto

(m

m)


Ciclo 5 Promedio Eto 1980-12

0

100

200

300

400


Pre

cip

itació

n (

mm

)

0

50

100

150

200E

to (

mm

)



A B

C

E

D

F

Figura 1. Promedio mensual de la precipitación (Pp) y demanda evaporativa (ETo) en los ciclos anuales de 2002-2008 y el

promedio de la serie histórica 1980-2008 en Maracay, Venezuela. a) Ciclo 1 (2002-2003), b) Ciclo 2 (2003-2004), c) Ciclo 3 (2004-2005), d) Ciclo 4 (2005-2006), e) Ciclo 5 (2006-2007) y f) Ciclo 6 (2007-2008).

(a)

(c)

(e)

(b)

(d)

(f)



Cuadro 4. Comportamiento mensual de la humedad en el periodo 2002-08. CENIAP, Maracay, Venezuela.

Ciclo Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun 1 (2002-03) I H H I S S S S S I I I 2 (2003-04) H H H H H S S S S I H I 3 (2004-05) H H H I I S I S S S I H 4 (2005-06) H H H H H S S S S S H H 5 (2006-07) I H H H H S S S S S I I 6 (2007-08) I H H H S S S S S S H S

Seco (%) 0 0 0 0 33 100 83 100 100 67 0 17 Intermedio (%) 50 0 0 33 17 0 17 0 0 33 50 50 Húmedo (%) 50 100 100 67 50 0 0 0 0 0 50 33

Seco (Pp < 0,5ETo), Intermedio (0,5ETo ≤ Pp < ETo), Húmedo (Pp ≥ ETo)

Leve: entre 1 y 10 días consecutivos secos (dcs), moderado: entre 11 y 20 dcs, severo: entre 21 y 30 dcs y muy severo: > 31 dcs Figura 2. Numero de eventos de sequía en cada ciclo anual y fecha de inicio y duración de la floración para los cultivares

de mango (Mangifera indica L.) Haden y Edward en el periodo 2002-2008. CENIAP, Maracay, Venezuela según Puche et al., (2012), por cultivar.



Estudios posteriores indican la falta de floración cuando las plantas se someten a tratamientos de estrés hídrico sin ser acompañados de temperaturas bajas (Whiley, 1993; Núñez-Elisea y Davenport, 1994; Davenport, 2008). Avilán et al. (2003) y Puche et al. (2012) señalan que la época de ocurrencia de inicio de floración está asociada al incremento del número de días acumulados, con temperaturas iguales o menores a los 20ºC, en aproximadamente los tres meses previos a la expresión visual de la floración; en ese trabajo se evidencia un incremento en días fríos con temperatura por debajo de 20ºC entre los meses de julio y septiembre, en la mayoría de los ciclos, tiempo que abarca el intervalo donde se dan las actividades de morfogénesis reproductivas. Según Chaikiattiyos et al. (1994), Schaffer et al., (1994), Avilán et al. (2003) y Puche et al. (2012) el estrés hídrico no reemplaza al efecto de temperaturas bajas para inducir floración.

En la Figura 3 se presenta la relación ETr/ETo para cada ciclo de producción, donde se observa que no hubo déficit hídrico en el periodo de los 90 días que presidieron el inicio de la floración macroscópica; entre agosto y septiembre la relación ETr/ETo fue de 1; los ciclos 5, 3 y 6 mostraron un ligero déficit en julio, siempre con valores mayores a 0,5 indicando que se suplió la demanda hídrica en esa etapa biológica, como ha sido señalado por Pérez et al, (2011). Igualmente se observa que se puede considerar época critica para la floración del mango, el periodo entre los meses de julio y septiembre.

La mayoría de los frutales de clima tropical,

incluyendo al mango, se comportan diferentes a los modelos de regulación floral establecidos para las zonas subtropicales, y sus respuestas al medio ambiente es una conjunción de factores, siendo la temperatura mínima el factor principal y el estatus

Figura 3. Relación ETr/ETo, decadiario por ciclo. Fecha de inicio y duración de la floración los cultivares de mango (Mangifera indica L.) Haden y Edward en el periodo 2002-2008. CENIAP, Maracay, Venezuela según Puche et al., (2012).



hídrico su complemento (Avilán et al. 2003, Pérez et al, 2011 y Puche et al. 2012)

CONCLUSIONES

La iniciación floral, en condiciones de

trópico, no es respuesta directa de déficit hídrico, este factor complementa la expresión floral, moldeando su inicio y duración de acuerdo a la característica varietal y condición del individuo.

El cultivar Edward se presenta como un

genotipo con mayor capacidad de adelantar el inicio de floración del mango que el cultivar Haden

LITERATURA CITADA

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Anatomía de la lámina foliar de plántulas de seis especies de palmeras (Arecaceae) del bosque húmedo de Río Claro, estado Lara, Venezuela

Anatomy of the seedling leaf blade of six species of palms (Arecaceae) in the humid forest of Río Claro, Lara

state, Venezuela

Rosario VALERA 1 , Norberto MACIEL 1, María Elena SANABRIA CHÓPITE 2 y Amabilis MENDOZA1

1Laboratorio de Semilla y 2Laboratorio de Microtecnia e Histopatología Vegetal, Postgrado de

Agronomía, Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Barquisimeto, estado Lara, Venezuela. E-mails: [email protected], [email protected] y [email protected]

Autor para correspondencia


RESUMEN Se estudió la anatomía de la lámina foliar de los eófilos de plántulas de especies nativas de la familia Arecaceae provenientes del sotobosque húmedo de Río Claro, estado Lara: Chamaedorea pinnatifrons (Jacq.) Oerst., Geonoma undata Klotzsch, G. orbignyana Mart., Hyospathe elegans Mart., Prestoea acuminata (Willd.) H. E. Moore, Wettinia praemorsa (Willd.) Wess. Boer), a fin de constatar la existencia de diferencias anatómicas que permitieran su reconocimiento en estados temprano de desarrollo. Las descripciones se hicieron a partir de preparaciones semipermanentes con secciones trasversales de las láminas y aclarados epidérmicos. En vista paradérmica, todos los éofilos, en ambas epidermis presentaron células cuadrangulares o rectangulares, con paredes rectas, excepto en la epidermis abaxial de P. acuminata, donde fueron levemente sinuosas. Los estomas se presentaron en mayor proporción en la superficie abaxial y son de tipo paracítico en H. elegans y P. acuminata, tretraciticos en G. undata o ambos tipos en Ch. pinnatifrons, G. orbignyana y W. praemorsa. Solamente en ésta última se observaron tricomas simples pluricelulares. En las secciones transversales de las láminas de todas las especies se observó que la nervadura central fue prominente en ambas superficies, con un haz colateral cerrado, rodeado por esclerénquima. Las láminas fueron equifaciales, anfistomáticas, con la epidermis e hipodermis monoestratificada, excepto en Ch. pinnatifrons. La pared celular externa del tejido protector es convexa y está recubierta por una cutícula delgada. Los eófilos de Ch. pinnatifrons, G. orbignyana, G. undata, H. elegans, P. acuminata y W. praemorsa resultaron ser anatómicamente similares, aunque se presentaron diferencias que podrían contribuir a identificar las especies. Se demostró la utilidad de la anatomía foliar en plántulas palmeras para la delimitación de las especies de estudiadas.

Palabras clave: Palmeras, anatomía, eófilos, lámina foliar.

ABSTRACT

The anatomy of the leaf blade of seedling eophylls of native species of Arecaceae family from the moist understory of Río Claro, Lara state was studied: Chamaedorea pinnatifrons, Geonoma undata, G. orbignyana, Hyospathe elegans, Prestoea acuminata, Wettinia praemorsa in order to determine anatomical differences that allow their recognition. In paradermic view, both adaxial and abaxial surfaces showed quadrangular or rectangular cells, with straight walls, except the abaxial surface of P. acuminata which were slightly sinuous. Stomata were presented in greater proportion on the abaxial surface, and were paracytic in H. elegans and P. acuminata, tetracytic in G. undata or both types in Ch. pinnatifrons, G. orbignyana and W.praemorsa. Only in W. praemorsa were observed multicellular simple trichomes. In cross sections the leaves of all species was observed that the midrib was prominent on both surfaces, with a closed collateral bundle, surrounded by sclerenchyma. The leaf blades were equifacial, amphistomatic with the epidermis and hypodermis uniestratificated except in Ch. pinnatifrons. The epidermal outer cell walls convex and with a thin cuticle. The eophylls of Ch. pinnatifrons, G. orbignyana, G. undata, H. elegans, P. acuminata and W. praemorsa were anatomically similar, although showing some differences that can help to identify the species. Foliar anatomy of palm seedling showed to be useful to delimiting the studied species. Key words: Palms, anatomy, eophylls, leaf blade.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hyospathe_elegans&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Mart.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Prestoea_acuminata&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Wettinia_praemorsa&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Willd.

http://es.wikipedia.org/wiki/Wess.Boer







Valera et al. Anatomía de la lámina foliar de plántulas de especies de palmeras del bosque húmedo de Río Claro, Venezuela


INTRODUCCIÓN Las palmeras son un grupo de plantas

importantes en la horticultura ornamental por su gran potencial económico y paisajístico. A pesar de la rica diversidad de especies autóctonas, este grupo ha sido poco abordado y la información básica fundamental para su adecuado aprovechamiento es escasa. Los bosques húmedos de zonas altas de la región Centro Occidental del país, son hábitat para un buen número de palmeras y gran parte de su ciclo de vida ocurre en el sotobosque, propiciando así el potencial de algunas de éstas para ser utilizadas en jardinería de ambientes con poca luminosidad, aun cuando el requerimiento de alta humedad pueda ser limitante. Los aspectos que caracterizan su adaptación, así como su adecuado reconocimiento son de utilidad científica y aplicada (Maciel et al. 2006; Maciel y Mendoza, 2011).

Los estudios relacionados con la morfología y

la anatomía de las hojas de las plantas contribuyen a la comprensión de aspectos ecofisiológicos, tales como los procesos de fotoasimilación, absorción, transporte, almacenamiento de elementos o compuestos esenciales y la tolerancia a factores externos adversos y por otra parte, son un recurso taxonómicamente valioso. Tripplett y Kirchoff (1990) señalaron que en muchas de las especies de monocotiledóneas las hojas eran poco consideradas en el análisis cladístico, a pesar de su potencial como característica taxonómica. Un ejemplo claro del uso de la anatomía de las plantas con el fin de delimitar especies vegetales fue la investigación que en este sentido realizaron Fariñas et al. (2003) quienes utilizaron la presencia y localización de cristales similares a cistolitos, densidad y tipo de indumento, la existencia de anatomía similar a la clásica de Kranz y la densidad estomática en las hojas, para separar especies de Heliotropium L. comunes en Venezuela.

Tomlinson (1961) y Glassman (1972)

consideraron que las investigaciones relacionadas con los órganos aéreos de las palmeras son relativamente escasas, siendo más frecuente, las referidas al análisis morfológico de la lámina foliar con fines taxonómicos, sin enfatizar los aspectos anatómicos que podrían tener importancia. Sin embargo, la utilidad de la anatomía foliar para la delimitación de las especies ha sido evidenciada por diferentes autores (Tomlinson, 1961; Uhl y Dransfield, 1987; Henderson y Galeano, 1996; Pérez y Rebollar, 2003; Chaimsohn et al., 2008; Guevara y Garzón (2008); Millán y Khan, 2010 y Tomlinson, 2011). Por su

parte, Horn et al. (2009) estudiaron la anatomía foliar de 161 géneros de Arecaceae, encontrando caracteres de utilidad para su identificación, por lo cual se podrían usar estos caracteres para éste fin.

Se realizó un estudio de la anatomía de la

lámina de los eófilos de plántulas de especies de Arecaceae, colectadas en el Bosque húmedo de Río Claro, estado Lara, donde se incluyó Chamaedorea pinnatifrons (Jacq.) Oerst (subfamilia Hyosphoheae); Geonoma undata Klotzch, G. orbignyana Mart. ,Hyospathe elegans Mart., Prestoea acuminata (Willd) H. E. Moore y Wettinia praemorsa (Willd.) Wess. Boer. (Subfamila Arecoideae) (Henderson, 2001), con el fin de caracterizar, comparar e identificar caracteres que permitan su determinación en las etapas tempranas del desarrollo y proporcionar información que permitan el esclarecimiento de las dudas taxonómicas relacionadas con el grupo. Es importante considerar la dificultad que existe de reconocerlas en el campo, una vez ocurrida la abscisión de la semilla, por la similitud de sus estructuras durante esta etapa de desarrollo.


El material vegetal utilizado para este estudio

consistió en cinco hojas por plántulas de seis especies de palmeras (Ch. pinnatifrons, G. undata, G. orbignyana, H. elegans, P. acuminata y W. praemorsa) y cada una con dos eófilos, localizadas en el sotobosque húmedo de la parte alta al noreste de la población de Río Claro, estado Lara, cuya ubicación es 9º 53' 12,9'' N y 69º 22' 8,9'' O y a 1.625 msnm. Las plántulas fueron colectadas adheridas a la semilla y trasladadas en bolsas traslucidas herméticas al laboratorio y sus hojas fueron fijadas en etanol (70%) hasta su procesamiento.

Del tercio medio de las láminas foliares de

cada especie se realizaron cinco preparaciones semipermanentes con secciones transversales y vistas frontales obtenidas a partir de igual número de porciones epidérmicas foliares de 0,5 cm2, maceradas parcialmente con hipoclorito de sodio comercial las cuales fueron dejadas a temperatura ambiente hasta lograr la separación del tejido protector, seguidamente se lavaron con agua destilada (Alvarado y Jáuregui, 2011). En ambos casos la tinción fue con cristal violeta, el montaje se realizó en glicerina acuosa (V:V) y el sellado con esmalte para uñas (Johansen, 1940, García et al., 2008). El total de preparaciones por especie fue de veinticinco.



Los tejidos preparados se observaron bajo un microscopio de luz MOTIC con cámara incorporada, realizándose fotomicrografías que fueron procesadas con el programa ImageJ 1.47, para relacionar sus medidas (Ferreira y Rasband, 2009).

Entre las variables a valorar en las secciones

trasversales se consideraron: el grosor de la cutícula junto a la pared externa de las células epidérmicas adaxiales y abaxiales (GCyPCeada y GCyPCeaba), grosor de las células epidérmicas adaxiales y abaxiales (GCeada y GCeaba), largo de las células epidérmicas adaxiales y abaxiales (LCeada y LCeaba), el grosor del mesofilo (Gm), el grosor de la lámina foliar (Gl) y la longitud de los haces vasculares de la nervadura principal y en la lámina (LHVNP y LHVL).

En las vistas frontales de la epidermis se

determinaron, longitud de los estomas (LE), la densidad (DE) e índice estomático (IE) en tres campos con un aumento de 400X. En cada caso se realizaron tres observaciones por preparación, para un total de setenta y cinco.

El cálculo de IE se realizó mediante la

fórmula de Wilkinson (1999):

No de estomasIE = x 100No de estomas + No de células epidérmicas

La DE se calculó contando en número de

estomas x 0,0792 mm2, este último valor se correspondió con el área observada en el microscopio óptico, en un campo con un aumento de 400X (Salas et al., 2009).

Las variables cuantitativas se expresaron

como promedio ± una desviación estándar.

RESULTADOS

Las diferencias y similitudes cualitativas observadas en las secciones transversales y vistas frontales de los eófilos de plántulas de palmeras colectadas en el Bosque húmedo de Río Claro, estado Lara, se presentan en los Cuadros 1, 2 y 3.

En todos los eófilos en vista paradérmica, la

epidermis adaxial presenta células cuadrangulares o rectangulares, con paredes rectas; en tanto que la cara abaxial son rectangulares, romboidales o fusiformes,

en ambos casos extendidas longitudinalmente y con paredes rectas, excepto en cara abaxial de P. acuminata donde son ligeramente onduladas (Figuras 1, 2, 3, 4, 5 y 6).

Los estomas están en mayor proporción en la

superficie abaxial y del tipo paracítico o tetracítico (Roth et al., 1986). Los resultados de la determinación de la DE y IE en la epidermis adaxial y abaxial de las láminas de los eófilos de las plántulas se muestran en el Cuadro 2. Los mayores valores de DE e IE se presentan en las epidermis abaxiales de H. elegans (113,64 ± 15,46 estomas/mm2 y 7,996 ± 1,231, respectivamente), W. praemorsa (90,91 ± 13,83 estomas/mm2 y 7,962 ± 1,352, respectivamente), G. orbignyana (78,28 ± 31,44 estomas/mm2 y 4,883 ± 2,011, respectivamente) y G. undata (60,61 ± 24,29 estomas/mm2 y 4,392 ± 1,441, respectivamente). Los estomas de mayor longitud se presentan en la lámina foliar de G. undata y G. orbignyana (31 ± 1 µm; 30 ± 3 µm, respectivamente), los más pequeños en H. elegans (20 ± 1 µm) y en estos dos últimos casos, en epidermis la adaxial.

En las secciones transversales de las láminas

de los eófilos de las plántulas de todas las especies se observa que la nervadura central es prominente, tanto en la superficie adaxial como en la abaxial y está formada por un haz colateral cerrado, rodeado por fibras esclerenquimáticas. Las láminas son equifaciales y anfiestomáticas. La epidermis e hipodermis son monoestratificadas y la pared celular externa del primer tejido, está recubierta por una cutícula delgada (Figuras 7, 8, 9, 10, 11 y 12).

El grosor de la cutícula y la pared externa de

las células epidérmicas es mayor en la superficie abaxial, excepto en G. orbignyana donde éste carácter fue igual para ambas superficies (2 ± 1µm). Por otra parte, GCE varía entre ambas superficies siendo más gruesa en la abaxial de Ch. pinnatifrons (15 ± 4 µm), H. elegans (8 ± 2 µm), G. orbignyana (10 ± 2 µm) y G. undata (12 ± 5 µm), excepto en P. acuminata donde las células de la superficie adaxial alcanzan valores de 20 ± 17 µm y las de la abaxial de 9 ± 2 µm. En W. praemorsa podrían considerarse iguales ya que lo valores obtenidos son 13 ± 1 y 13 ± 2µm, respectivamente. Por otra parte, se presentan variaciones en cuanto a los valores del LCe, siendo más largas en las superficies adaxiales y abaxiales las de hojas de W. praemorsa (20 ± 3 y 22 ± 3 µm) y las más cortas en P. acuminata (16 ± 2 y 14 ± 2 µm) (Cuadro 3).



Cuadro 1. Variables anatómicas de la lámina foliar en plántulas de seis especies de palmeras de bosque húmedo en Rio Claro, estado Lara, Venezuela.

Especies

Tipo de hoja según al

arreglo del mesofilo

Idio-blastos

Tipo de hoja según la

ubicación de los estomas

Posición de los estomas

respecto a la epidermis

Presencia de cuernos cuticulares

Presencia y tipos de tricoma

Presencia de fibras extravasculares,

forma de agruparse y posición

Características de la hipodermis

Características de la pared celular en epidermis-vista

frontal Chamadorea pinnatifroms Equifaciales + Anfiestomáticas Al mismo nivel - - Fibras en pares Ausente Rectas

Geonoma undata Equifaciales - Anfiestomáticas Ligeramente

elevados - - - Una capa, discontinua Rectas

Geonoma orbignyana Equifaciales + Anfiestomáticas Elevados - -

Grupos de 2 a 4 fibras dispersas en el

mesofilo.

Una capa, discontinua Rectas

Hyospathe elegans Equifaciales - Anfiestomáticas Al mismo nivel + - - Una capa,

discontinua Rectas

Prestoea acuminata Equifaciales + Anfiestomáticas Al mismo nivel - -

Solitarias, por debajo de la epidermis en

ambas superficies de la lámina

Una capa, discontinua

Ligeramente sinuosas

Wettinia praemorsa Equifaciales + Anfiestomáticas Al mismo nivel +

Simples, no glandulares,

simétricos, no ramificados, uniseriados.

Grupos de fibras, no vasculares en

paquetes redondeados

Una capa, continua Rectas

Presencia = +, ausencia = -



Cuadro 2. Valores promedio de la densidad estomática (DE), Índice estomático (IE) y longitud de estomas (LE) en la lámina foliar de plántulas de seis especies de palmeras del bosque húmedo de Rio Claro, estado Lara, Venezuela

Subfamilia Tribu Subtribu Especie Superficie DE (Estomas/mm2 ) IE LE (µm)

Arecoideae

Iriarteeae Wettiniinae Wettinia praemorsa Adaxial 15,38 ± 34,40 3,452 ± 0,001 26 ± 2 “Prapa” Abaxial 90,91 ± 13,83 7,962 ± 1,352 27 ± 1

Arecaceae Euterpeinae

Hyospathe elegans Adaxial 30,77 ± 42,13 3,853 ± 0,210 20 ± 1 “Mapora” Abaxial 113,64 ± 15,46 7,996 ± 1,231 24 ± 1 Prestoea acuminata Adaxial 2,53 ± 5,65 0,935 ± 0,001 24 ± 1 “Palmicho” Abaxial 40,40 ± 10,56 2,971 ± 0,673 29 ± 2

Geonomeae Bactridinae

Geonoma orbignyana Adaxial 15.39 ± 34,40 3,131 ± 0,001 30 ± 2 “Palmilla” Abaxial 78,28 ± 31,44 4,883 ± 2,011 28 ± 5 Geonoma undata Adaxial 15,38 ± 34,40 2,381 ± 0,001 31 ± 1 “Palmilla” Abaxial 60,61 ± 24,29 4,392 ± 1,441 25 ± 4

Ceroxyloideae Hyophorbeae Raphiinae Chamaedorea pinnatifrons Adaxial 15,39 ± 34,40 1,220 ± 0,001 27 ± 1 “Molinillo” Abaxial 37,88 ± 17,86 3,361 ± 1,931 28 ± 3

Cuadro 3. Variables cuantitativas en la sección transversal de la lámina foliar en plántulas de seis de especies de palmeras del bosque húmedo de Rio Claro, estado Lara, Venezuela.

Variables (µm) Especie GCyPCe ada GCe ada LCe ada GCe aba LCe aba GCyPCe aba Gm Gl LHVNP LHVL Wettinia praemorsa 3 ± 1 13 ± 1 20 ± 3 13 ± 2 22 ± 3 4 ± 1 101 ± 6 124 ± 1 257 ± 24 70 ± 16 Hyospathe elegans 4 ± 1 7 ± 2 14 ± 4 8 ± 2 11 ± 5 5 ± 1 79 ± 4 104 ± 6 213 ± 19 74 ± 13 Prestoea acuminata 4 ± 1 20 ± 17 16 ± 2 9 ± 2 14 ± 2 5 ± 1 71 ± 17 96 ± 2 248 ± 1 44 ± 9 Geonoma orbignyana 2 ± 1 8 ± 1 9 ± 1 10 ± 2 11 ± 3 2 ± 1 60 ± 8 79 ± 6 161 ± 36 49 ± 8 Geonoma undata 2 ± 1 8 ± 3 15 ± 1 12 ± 5 18 ± 5 4 ± 2 54 ± 5 77 ± 8 196 ± 53 42 ± 9 Chamaedorea pinnatifrons 3 ± 1 13 ± 3 13 ± 3 15 ± 4 15 ± 5 4 ± 1 66 ± 5 107 ± 2 185 ± 62 49 ± 13 Grosor de cutícula junto a la pared celular de epidermis abaxial y adaxial (GCyPCeada y GCyPCeaba); grosor de la célula epidérmica adaxial y abaxial (GCeada y GCeaba); largo de las células epidérmicas adaxiales y abaxiales (LCeada y LCeaba); grosor del mesofilo (Gm); grosor de la lámina (Gl); longitud de los haces vasculares de la nervadura principal y en la lámina (LHVNP y LHVL).



Figura 1. Vista paradérmica del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Chamadorea pinnatifrons Jacq. Oerst. A. Células epidérmicas adaxiales (Ce) y estomas (Est), B. detalles de las células de la epidermis adaxial con paredes rectas, C. distribución de los estomas en la epidermis abaxial y D. detalles del estoma paracítico.

Figura 2. Vista paradérmica abaxial y adaxial del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Geonoma undata Klotzsch. A. Células epidérmicas adaxiales (Ce) y estoma (Est), B. detalle de las células epidérmicas (Ce) con paredes rectas, C. distribución de los estomas en la epidérmis abaxial, D. Detalles de los estomas paracíticos (Est).



Figura 3. Vista paradérmica abaxial y adaxial del tercio medio de la lámina foliar de Geonoma orbignyana Mart. A. Células epidérmicas adaxiales (Ce), B. detalles de estoma (Est) paracítico y de las células de la epidermis adaxial con paredes rectas, C. distribución de los estomas (Est) en la epidermis abaxial, D. Detalles de los estomas paracíticos y tetraciticos.

Figura 4. Vista paradérmica abaxial y adaxial del tercio medio de la lámina foliar de Hyospathe elegans Hort. A. epidermis adaxial mostrando las células epidérmicas (Ce) y la distribución de los estomas (Est), B. detalle del estoma paracítico en la epidermis adaxial y células epidérmicas con paredes rectas, C. Distribución de los estomas en la superficie abaxial y D. Detalles de estomas paracíticos.



Figura 5. Vista paradérmica abaxial y adaxial del tercio medio de la lámina foliar de Prestoea acuminata (Willd.) H.E. Moore. A. Células epidérmicas (Ce), B. Detalles de las células epidérmicas cuadrangulares y rectangulares en la epidermis adaxial, C. Distribución de los estomas en la epidermis abaxial y D. detalles de estomas paracítico y de las células epidérmicas de paredes ligeramente onduladas (señaladas con flechas).

Figura 6. Vista frontal abaxial y adaxial del tercio medio de la lámina foliar de Wettinia praemorsa (Willd.) Wess. Boer. A. Células epidérmicas (Ce) adaxiales con paredes rectas, B. Detalles del estoma paracítico (Est) en la superficie adaxial, C. distribución estomas tetracíicos en la epidermis abaxial y D. Detalles de estomas paracítico en la epidermis abaxial.



Figura 7. Sección transversal del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Chamadorea pinnatifrons Jacq. Oerst. A. Nervadura principal, B. Lámina foliar, C. Detalle de estoma en la superficie adaxial y D Detalles de idioblasto y fibras en pares. Epidermis adaxial y abaxial (Eada y Eaba), estomas (Est), cámara subestomátic (Cs), haz vascular (Hv), vaina del haz (Vh); mesofilo (M), par de fibras (F), idioblastos (I).

Figura 8. Sección transversal del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Geonoma undata Klotzsch. A y B. Nervadura principal, C. Lámina foliar, D. Detalle de nervadura secundaria en la lámina foliar y E. Detalle del estoma en la superficie abaxial. Epidermis adaxial y abaxial (Eada y Eaba), hipodermis adaxial (Hada), estomas (Est), cámara subestomática (Cs), haz vascular (Hv), vaina del haz (Vh); mesofilo (M), cloroplastos (Cl).



Figura 9. Sección transversal del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Geonoma orbignyana Mart. A y B. Nervadura principal C. lámina. Epidermis adaxial y abaxial (Eada y Eaba), hipodermis adaxial (Hada), estomas (Est), Cámara subestomática, haz vascular (Hv), vaina del haz (Vh), mesofilo (M), cloroplastos (Cl), Fibras (F), idioblastos (I).

Figura 10. Sección transversal del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Hyospathe elegans Hort. A y B. Nervadura principal, C. Lámina, D. Detalle del estoma en la superficie abaxial. Epidermis adaxial y abaxial (Eada y Eaba), estomas (Est), haz vascular (Hv), vaina del haz (Vh), mesofilo (M), cloroplastos (Cl).



Figura 11. Sección transversal del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Prestoea acuminata (Willd.) H.E. Moore. A Nervadura principal, B. Lámina, C. Detalle del estoma y E Detalle del haz vascular en la lámina. Epidermis adaxial y abaxial (Eada y Eaba), estomas (Est), cámara subestomática (Cs), haz vascular (Hv), vaina del haz (Vh), mesofilo (M), cloroplastos (Cl), Fibras aisladas (F), idioblastos (I) y espacio intercelular (Ei).

Figura 12. Sección transversal del tercio medio de la lámina foliar de plántulas de Wettinia praemorsa (Willd.) Wess. Boer. A. Nervadura principal, B. Lamina foliar, C. Lámina con detalle del haz vascular, D. detalle del tricoma en epidermis abaxial y E. Detalle del estoma. Epidermis adaxial y abaxial (Eada y Eaba, tricoma (T), estomas (Est), hipodermis adaxial y abaxial (Hada y Haba), haz vascular (Hv), vaina del haz (Vh); mesofilo (M), cloroplastos (Cl), paquetes de fibras (F).



Las células de la epidermis en ambas superficies de la lámina foliar y en sección transversal son isodiamétrica en Ch. pinnatifrons y G. orbignyana, solamente las de H. elegans presentan esta misma característica en la abaxial, en las restantes especies son rectangulares.

Los estomas se observan ligeramente

elevados o elevados respecto a las restantes células epidérmicas en G. undata y G. orbignyana, respectivamente (Figuras 8 y 9), en las restantes especies están al mismo nivel y con cuernos cuticulares en W. praemorsa y H. elegans (Figuras 10 y 12). Las láminas foliares de las plántulas de palmeras son glabras y solamente en W. praemorsa se presentan tricomas, los cuales se clasifican según su morfología como no glandulares, multicelulares (con tres células), simétricos, no ramificados y uniseriados (Werker, 2000) (Figura 12).

La hipodermis se observa continua en ambas

superficies de la lámina foliares de W. praemorsa, discontinua en H. elegans, G. undata, G. orbignyana y P. acuminata y ausente en Ch. pinnatifrons (Figura 7). Las células de éste tejido, en contacto con el mesofilo, presentan la pared interna en forma de embudo. El parénquima clorofiliano del mesofilo en las laminas foliares de las plántulas de palmeras se observa como un tejido compacto y homogéneo, con células de formas variadas con cloroplastos en todas las especies consideradas. En el caso de W. praemorsa en éste tejido se presentan grupos de fibras, no vasculares, en paquetes redondeados, en el caso de Ch.pinnatifrons están en pares, en P. acuminata solitarias y subepidérmicas, hacia ambas superficies y en G. orbignyana dispersas en el mesofilo, en grupos de dos a cuatro. En H. elegans y en G.undata, no se observan fibras así como tampoco los idioblastos con rafidios que se presentan en las demás especies (Figuras 7-12).

Las especies de palmeras que presentan

mayores valores de Gl y del Gm fueron W. praemorsa (124 ± 1 y 101 ± 6 µm, respectivamente), seguida por Ch. pinnatifrons (107 ± 2 y 66 ± 5 µm, respectivamente) y estas variables resultaron menores en G. undata (77 ± 8 y 54 ± 5 µm, respectivamente) y G. orbignyana (79 ± 6 µm y 60 ± 8 µm, respectivamente).

Las nervaduras centrales en las láminas

foliares de las plántulas se presentan prominentes hacia ambas superficies y en sección transversal se observa un gran desarrollo de esclerénquima, en

forma de cilindro que encierra el haz colateral único, cuya longitud varía desde 161 ± 36 µm en G. orbignyana y hasta 257 ± 24 µm en W. praemorsa. Los haces vasculares de las nervaduras secundarias son colaterales cerrados y se distribuyen homogéneamente a lo largo de toda la sección transversal de la lámina, presentando a su alrededor tejido esclerenquimático, que no lo rodea completamente, lo que se corresponde con casquetes de fibras sobre el xilema y el floema. El LHVL alcanza valores mínimos de 42 ± 9 µm en G. undata y máximos de 74 ± 13 µm en H. elegans.

DISCUSIÓN Las células epidérmicas rectangulares y

romboidales observadas en las vista paradérmicas de las láminas foliares de Ch. pinnatifrons, G. undata, G. orbignyana, H. elegans, P. acuminata, W. praemorsa, fueron descritas de esta misma forma por Tomlinson (1961) y por Guevara y Garzón (2008) para Desmoscus sp. y para D. orthacanthos, respectivamente. Del mismo modo lo especificaron, Valera (2005) y Valera et al. (2007) para S. mauritiiformis, C. barbadensis y R. oleracea y por su parte Alvarado y Jáuregui (2011) las observaron de cuadrangulares a rectangulares en Attalea butyracea y A. maripa y según estos autores, en algunos casos, éstas se presentan extendidas longitudinalmente y con paredes rectas o ligeramente onduladas, características que coinciden con las observadas, en esta investigación, en los eófilos de P. acuminata.

Los estomas en las hojas de las plántulas de

palmeras en las vista paradérmica se clasifican como paracíticos o tetracíticos, semejantes a los observados por Roth et al. (1986), aunque en hojas de plantas adultas de Bactris setulosa, Iriaratea cornuta, Syagrus sp., Geonoma sp. y G. simplicifrons colectadas en la Selva Nublada de Rancho Grande y así mismo fueron considerados por Valera (2005) y Valera et al. (2007) en S. mauritiiformis, C. barbadensis y R. oleracea y por Alvarado y Jáuregui (2011) para A. butyracea y A. maripa.

Se presentan variaciones en cuanto a los

valores de DE, IE y LE entre las superficies de las láminas foliares de los eófilos y entre las hojas de las especies de las palmeras consideradas en ésta investigación. En el caso de la DE oscilaron entre 2,53 ± 5,65 y 30,77 ± 5,65 estomas/mm2 y 37,88 ± 17,86 y 113,64 ± 15,46 estomas/mm2 en las superficies adaxiales y abaxiales, respectivamente, lo que ya había sido señalado por otros autores y en






otras especies de palmeras por Brownlee (2001) quien determinó valores que oscilaron entre 150 a 180 estomas/mm2, podrían considerarse como bajos, sin embargo, Chaimsohn et al. (2008) quienes reportaron entre 14,20 ± 4,05 estomas/mm2 en B. gasipaes y encontraron que la DE fue menor en la superficie abaxial de la lámina, a medida que aumentó la edad de la hoja y por último Tomlinson (1960) en Caryota mitis, Dictyosperma alba, Plychosperma macarthuri, S. umbraculifera y W. filifera y Tomlinson (1990) en Butia, Phoenix, Corypha y otras coryphoides.

El índice estomático y la longitud de los

estomas también varía considerablemente entre las superficies de las hojas de las plántulas y entre las especies de palmeras incluidas. Al hacer comparaciones de estas variables habría que considerar que según Brownlee (2001) pueden ser diferentes dependiendo de las condiciones ambientales, entre hojas de la misma planta, más aún entre sectores de una hoja y en el caso de esta investigación, se comparan eófilos de plántulas con hojas de plantas adultas y de ambientes distintos, por lo tanto no tendrían un valor para separar las especies de palmeras del Bosque húmedo de Rio Claro.

En las secciones transversales de las láminas

foliares de los eófilos de las plántulas de Ch. pinnatifrons, G. orbignyana, G. undata, H.elegans, P. acuminata y W. praemorsa se constata que son equifaciales y anfiestomáticas. La clasificación de las hojas de las plántulas como anfiestomáticas según Tomlinson (1990) no es muy común, sin embargo coincide con lo observado por Valera et al. (2007) en la epidermis de las hojas de S. mauritiiformis y por su parte Guevara y Garzón (2008) también encontraron estomas en ambas superficies en hojas de en D. orthacanthos. Esta característica también fue señalada por Pérez y Rebollar (2003) en hojas de especies de Sabal, pero en hojas de plantas adultas, así como Valera (2005) en C. barbadensis y R. oleracea, Guevara y Garzón (2008) en hojas de D. orthacanthos y Chaimsohn et al. (2008) en B. gasipaes.

En sección tranversal de la lámina foliar de

las hojas de las plántulas se observa que la epidermis es monoestratificada en ambas superficies en Ch. pinnatifrons, G. orbignyana, G. undata, H. elegans, P. acuminata y W. praemorsa, característica ésta que ya había sido señalada Valera (2005), Valera et al. (2007); Chaimsohn et al. (2008), Guevara y Garzón (2008) y Alvarado y Jáuregui (2011) en otras especies de palmeras. Estos autores, excepto los últimos,

coincidieron en el hecho de que las hojas de las especies consideradas en sus investigaciones eran glabras, a diferencia, en W. praemorsa, se observan tricomas no glandulares, multicelulares (con tres células), simétricos, no ramificados y uniseriados (Werker, 2000), distintos a los descritos por Alvarado y Jáuregui (2011), quienes los describieron como tectores, pluricelulares, hundidos y fuertemente lignificados para A. butyracea y A. maripa.

En las células epidérmicas en las hojas de las

plántulas son rectangulares o cuadradas, estas últimas isodimétricas, en ambos casos con la pared externa convexa y en algunas, la interna, en forma de embudo, nunca engrosadas como las descritas por Alvarado y Jáuregui (2011) en A. butyracea y A. maripa. Estas características discrepan en parte de las observaciones de este mismo tejido realizada por Roth et al. (1986) quienes en Bactris setulosa, Iriaratea cornuta, Syagrus sp., Geonoma sp. y G. simplicifrons encontraron células pequeñas, con paredes externas gruesas y se coincide con ellos en que las de la cara abaxial fueron más grandes que en la adaxial. Chaimsohn et al. (2008), Leite y Scatena (2001) y Pérez y Rebollar (2003) las consideraron como angostas y rectangulares en B. gasipaes, Sabal y Syagrus, respectivamente, sin especificar a qué superficie se referían.

Las diferencias observadas en cuanto al

GCyPCe en ambas epidermis de las hojas de las plántulas, al compararlas con los resultados obtenidos por Alvarado y Jáuregui (2011) en A. butyraceay y A. maripa podrían deberse a que éste tejido funciona como un mecanismo de protección ante la radiación solar a las que están sometidas las hojas. En esta investigación solo se incluyeron plántulas del sotobosque húmedo, donde esta condición de irradiancia no está presente y por otra parte, Costa et al. (2006) y Guevara y Garzón (2008) encontraron que en Phoenix dactylifera y D. orthacanthos, respectivamente, estas mismas paredes fueron delgadas, lo cual atribuyeron a una característica anatómica de estas plantas o a la influencia del hábitat donde se desarrollaron. No se presentaron en la superficie abaxial de los eófilos células buliformes como las descritas por Chaimsohn et al. (2008) para B. gasipaes o las denominadas células de expansión observadas por Alvarado y Jáuregui (2011) en A. butyracea y A. maripa.

En las secciones transversales de las hojas de

los eófilos de Ch. pinnatifron, H. elegans, P. acuminata y W. praemorsa los estomas se presentan



al mismo nivel de las células epidérmicas adyacentes, tal como los describió Guevara y Garzón (2008) para las hojas de D. orthacanthos. En el caso de G. orbignyana y G. undata, se observan algo elevados con respecto a éste tejido. Se podría pensar que en la ubicación de estas estructuras con respecto a las restantes células epidérmicas, ejerce algún efecto las condiciones bajo las cuales se desarrollan las plantas (Schoch et al., 1980) y en el caso de las palmeras, Valera et al. (2007) al estudiar la anatomía foliar de plantas adultas de S. mauritiiformis sometida a distintas condiciones de irradiancia observaron diferencias en cuanto a esta característica, dependiendo si se trataba de plantas cultivadas bajo condiciones de sombra o a plena exposición solar.

En las hojas de las plántulas, la hipodermis es

uniestratificada, bien desarrollada y con las células cuadradas o rectangulares en ambas superficies de las láminas, excepto en Ch. pinnatifrons donde está ausente. Esto coincide con lo señalado por Guevara y Garzón (2008), Chaimsohn et al. (2008) y Alvarado y Jáuregui (2011) en D. orthacanthos, B. gasipaes y A. butyracea y A. maripa, respectivamente, quienes describieron este tejido como formado por una sola capa de células alargadas. Contrario a lo señalado por Tomlinson (1960), la hipodermis fue frecuente, aun cuando las hojas estudiadas provenían de plántulas de palmeras que se encontraban creciendo en sombra densa (sotobosque), debido a que según este autor, el desarrollo de este tejido es mayor en las especies de zonas áridas y en Asterogyne martiana y A. spicata lo observó, solamente en la superficie abaxial (Stauffer et al., 2003).

Contrario a lo descrito para A. butyracea y A.

maripa por Alvarado y Jáuregui (2011) en las especies incluidas en esta investigación, no se presenta el tejido clorofiliano diferenciado en parénquima en empalizada y esponjoso, sin embargo, según estos mismos autores, en este caso habría que considerar que la formación de folíolos bifaciales o equifaciales depende mayormente del estímulo ejercido por la luz y por otra parte la sombra producida por otras plantas adultas que crecían en el bosque, podrían impedir que la intensidad lumínica fuese la misma (Medina, 1986; Nikolaeva y Vlasova, 1990), además habría que considerar también que no todas las plántulas fueron colectadas en un mismo sitio del bosque, por lo tanto los efectos por factores ambientales podrían ser distintos (Ferreira Silva y de Vilhena, 2008). Todas las plántulas de las especies consideradas presentan en común que el arreglo del parénquima clorofiliano del mesofilo es compacto y

homogéneo, con células de formas variadas y con cloroplastos. Del mismo modo que fue descrito por Valera (2005); Valera et al. (2007); Chaimshon et al. (2008) y Guevara y Garzón (2008) en las hojas de S. mauritiiformis, C. barbadensis, R. oleracea, D. orthacanthos y B. gasipaes y a la vez coincidió con lo señalado por Tomlinson (1961) para las bactroides.

La presencia de elementos esclerenquimáticos

en el mesofilo de las hojas de las plántulas, bien sea aislados, en pares o en grupos formando paquetes redondeados, fue también señalado por Chaimsohn et al. (2008) en las hojas de B. gasipaes y por Alvarado y Jáuregui (2011) en A. butyracea y A. maripa y a juicio de los primeros autores, estas estructuras y también las vainas esclerenquimáticas de los haces vasculares, son las que proporcionan resistencia al folíolo frente a fuerzas físicas, ya que su función es la de soporte de los tejidos de las láminas foliares de las palmeras. Del mismo modo, los idioblastos cilíndricos, en algunos casos conteniendo rafidios y presentes en el parénquima clorofiliano del mesofilo, también fueron descritos por Valera et al. (2007) en S. mauritiiformis.

Las nervaduras centrales en las láminas

foliares de las plántulas se presentan prominentes hacia ambas superficies y en sección transversal se observa un gran desarrollo del esclerénquima, en forma de cilindro que encierra el haz único. De esta misma forma fue también descrito por Alvarado y Jáuregui (2011) para A. butyracea y A. maripa y Guevara y Garzón (2008) en D. orthacanthos. La diferencia con los resultados de ésta investigación es que en los eófilos éstas nervaduras presentaban un solo haz y en las especies estudiadas por estos autores, se presentaron varios haces y de diferentes tamaños, sin embargo habría que considerar que en las de otras investigaciones se trataba de hojas de plantas adultas. Los haces vasculares de las láminas incluidas en ésta investigación, se distribuyen de manera homogénea a los largo de la sección transversal, tal como fueron descritos por Guevara y Garzón (2008) en D. orthacanthos.

La hipodermis no se observa en la sección

transversal de la nervadura principal, distinto a los descrito por Valera et al. (2007) en S. mauritiiformis donde observaron este tejido en esta misma nervadura, donde el transcorte de la lámina tiene forma de “v” invertida, presentó varias capas de células, de mayor tamaño que las de la lámina y grupos de fibras con paredes de diferentes grosores.



CONCLUSIÓN

En el estudio anatómico de los eófilos de plántulas de Ch. pinnatifrons, G. orbignyana, G. undata, H. elegans, P. acuminata y W. praemorsa se evidencian diferencias que podrían contribuir a identificar las especies consideradas en esta etapa temprana del desarrollo y colectadas en el Bosque húmedo en Rio Claro, estado Lara.

En este sentido, en las secciones

transversales de las láminas se puede considerar: La presencia de idioblastos solo en Ch. pinnatifrons, G. orbignyana, P. acuminata y W. praemorsa; los estomas ligeramente elevados por encima de las células epidérmicas adyacente en G. orbignyana y G. undata, los cuernos cuticulares en H. elegans y W. praemorsa y en esta última, los tricomas simples, no glandulares y uniseriados. Por otra parte, las fibras estuvieron presentes en P. acuminata (solitarias), Ch. pinnatifrons (en pares), G. orbignyana (en grupos de cuatro) y por último en W. praemorsa (grupos de fibras dispuestas en paquetes redondeados). La hipodermis se observó como una capa discontinua en G. orbignyana, G. undata y P. acuminata; continua en W. praemorsa y ausente en Ch. pinnatifrons.

En vista paradérmica, se observa que en la

epidermis de las hojas de las seis especies estudiadas, las células presentaron las paredes rectas, excepto en P. acuminata donde fueron ligeramente sinuosas. Los estomas son de los tipos paracíticos (H. elegans y P. acuminata), tetracíticos (G. undata) o ambos (Ch. pinnatifrons, G. orbignyana y W. praemorsa).

Entre las características anatómicas foliares

comunes para las seis especies se podría mencionar: Todas las láminas foliares son equifaciales, anfiestomáticas, con valores de densidad estomática, índice estomático y longitud de los estomas variables entre las especies y las superficies de la lámina.

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Nota Técnica


Inventario de germoplasma de taxones de Citroideae (Rutaceae) de importancia agronómica en el Municipio Caripe, estado Monagas, Venezuela

Germplasm inventory of agriculturally important Citroideae (Rutaceae) taxons in the Caripe municipality,

Monagas, State, Venezuela

Alberto José OROZCO PATETE 1 , Elizabeth PRADA ANDRADE 2 y Leonardo Enrique LARA RODRIGUEZ 3

1Escuela de Ingeniería Agronómica (EIA), Universidad de Oriente (UDO), Núcleo Monagas, Maturín, C. P.

6201, estado Monagas, Venezuela, 2Herbario UOJ, UDO, Núcleo Monagas y 3Laboratorio de Genética y Biodiversidad Vegetal, Departamento de Agronomía, EIA, UDO, Núcleo Monagas.

E-mails: [email protected], [email protected] y [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

Se realizó un inventario de algunas especies y taxones infraespecíficos de Citroidea, familia Rutaceae de importancia agronómica con la finalidad de conocer la diversidad existente y sus usos, en el Municipio Caripe del estado Monagas. Se seleccionaron 12 unidades de producción distribuidas en 8 sectores, durante los meses de Diciembre 2009 a Junio 2010. La colección e identificación de los especímenes se realizó siguiendo la metodología tradicional de estudios fitotaxonómicos. Se colectaron 73 especímenes que permitieron determinar 16 especies, 1 subespecie y 16 cultivares. Las unidades de producción con mayor predominancia fueron El Peligro y Las Cayenas representadas por 12 especies y 10 cultivares y con la menor predominancia La Estación Experimental San Agustín, La Muralla, Las Acacias y Las Cayenas con una especie y un cultivar. Las especies más predominantes fueron Citrus deliciosa Ten., y C. sinensis (L.) Osbeck, esta última con los cultivares ‘Criolla’ y ‘Washington Navel’ en 11 unidades de producción y las menos predominantes fueron C. myrtifolia Raf., C. taiwanica Tan. & Shim, C x limon (L.) Osbeck ‘Eureka’, C. paradisi Macfad. ‘Duncan’ y ‘Thompson’, C. aurantium L., y C. reticulata x C. sinensis ‘Ortanique’, todas ellas en una unidad de producción. El uso de las especies, subespecies y cultivares inventariados en el mercado local como fruta fresca, en la agroindustria para la elaboración de jugos concentrados, sin olvidar su empleo desde el punto de vista agronómico como patrones y copas. Palabras clave: Cítricos, frutales, Monagas, biodiversidad

ABSTRACT

In Caripe municipality, Monagas State, an inventory of species with high agronomic importance of Citroideae, Rutaceae family was carried out in order to appreciate their diversity and uses. Twelve production units were selected, distributed in eight sectors of the municipality, from December 2009 to June 2010. The collection and identification of specimens was carried out following the traditional methodology of phytotaxonomic studies. Seventy three specimens collected revealed 16 species, one subspecies and 16 varieties. The predominant production units were El Peligro and Las Cayenas with 12 species and 10 cultivars and the lowest prevalence was San Agustín Experimental Station. La Muralla, Acacias and Las Cayenas with one species and San Augustin Experimental Station with one cultivar. The predominant species were Citrus delicious Ten. and C. sinensis (L.) Osbeck, with the cultivars ‘Criolla’ and ‘Washington Navel’ in 11 production units and the least dominants were C. myrtifolia Raf., C. taiwanica Tan & Shim, C x limon (L.) Osbeck ‘Eureka’, C. paradisi Macfad ‘Duncan’ and ‘Thompson’, C. aurantium L. and C. reticulata x C. sinensis ‘Ortanique’ in one production unit. The use of species, subspecies and cultivars inventoried, are important in the local market as fresh fruit, agro-industry for concentrated juice, but also for use as rootstocks and scions. Key words: Citrus, fruit, Monagas, biodiversity.

INTRODUCCIÓN Los cítricos constituyen un producto agrícola

básico en muchos países de América y el mundo, garantizando fuentes de ingresos, empleos en zonas

rurales y áreas periurbanas, además de formar parte importante de la dieta de los consumidores. Como árboles perennes que son, contribuyen a la creación de agroecosistemas más estables y a la protección del medio ambiente (FAO, 2003).

Orozco Patete et al. Inventario de germoplasma de taxones de Citroideae de importancia agronómica en Caripe


En Venezuela, el limón y la naranja fueron introducidas por los colonizadores y eran cultivados en huertas y jardines, propagándose así por todo el territorio nacional. La naranja dulce (Citrus sinensis (L.) Osbeck), constituye uno de los principales rubros de la producción frutícola venezolana, ocupando más de 31 mil hectáreas, ubicadas principalmente en los estados Carabobo y Yaracuy. Los estados Miranda, Monagas, Zulia y Aragua son los mayores productores de mandarinas, limas y grapefruits. En el estado Monagas, el municipio Caripe, desde principios del siglo XX, tiene como principal actividad económica el cultivo de café, diferentes especies hortícolas y cítricas. En la actualidad los cítricos representan 30,77 ha de la superficie cosechada (MARNR, 1997; Agrotendencia, 2010; MPPAT, 2010).

Para implementar un programa que esté

destinado a la conservación de los recursos fitogenéticos se deben conocer los recursos y las condiciones en las cuales se encuentran, esto se logra a través de la realización de un inventario de las especies de interés. La importancia de los inventarios en la conservación de las especies, se basa en estudios detallados de la zona de interés potencial, que conllevan al registro del mayor número posible de especies vegetales; tal como lo señala Torre (2008) a través de este mecanismo se logra conocer, identificar y conservar las especies. Este trabajo, se realizó con el especial interés de inventariar las especies de la familia Rutaceae, subfamilia Citroideae presentes en las unidades de producción ubicadas en el municipio Caripe, para conocer el material vegetal de la región y en qué condiciones se encuentra, puesto que en los últimos años se han disminuido las áreas cultivadas.


El presente trabajo se ejecutó en el Municipio

Caripe, estado Monagas (10° 04' – 10° 19' LN y 63° 11' – 63° 37' LO, 1050 msnm, precipitación promedio anual de 1124 mm, temperatura media de 12 y 24°C, evaporación promedio de 948 mm, zona de vida Bosque Húmedo Premontano). Para seleccionar las unidades de producción se consideraron los siguientes criterios: diversidad de especies cultivadas, huertos establecidos desde hace más de cinco años, destino de la producción hacia el mercado local, factibilidad de acceso, superficie sembrada y disposición por parte del propietario de las unidades de producción con la investigación.

La colección de muestras y el levantamiento de información se efectuaron en el período diciembre 2009 a junio 2010. Se realizaron de una a dos visitas por unidad de producción y fueron georeferenciadas. La colección e identificación de las especies se realizó empleando las técnicas convencionales de estudios fitotaxonómicos (Radford et al., 1974). La nomenclatura fue actualizada con la base de datos de Tropicos.org del Missouri Botanical Garden (http://www.tropicos.org). Las unidades de producción y las especies fueron registradas fotográficamente. Para conocer el uso de los recursos florísticos se realizaron observaciones directas y entrevistas a los propietarios, encargados y trabajadores de las unidades de producción y a sus familiares.

Se realizó un análisis de frecuencia para cada

unidad estudiada de manera de conocer la diversidad y dominancia de las especies y cultivares


La zona de estudio se corresponde con 12

unidades de producción que totalizan 53,25 ha, ubicadas entre los 10º 08`- 10º 13`Lat. N y 63º 23`-63º 37` Long. O, entre los 830 y 1162 msnm, en 8 sectores del municipio Caripe del estado Monagas (Cuadro 1).

Se colectaron 73 especímenes, de los cuales

se identificaron 16 especies, una subespecie y 16 cultivares (Cuadro 2); sólo 6 de las especies (C. aurantiifolia, C. aurantium, C. grandis, C. x limon, C. paradisi y C. sinensis) aparecen reportadas en el nuevo Catálogo de la Flora Venezolana (Hockche et al 2008), las especies restantes (C. tangerina, C. reshnii, C. nobilis, C. deliciosa, C. volkameriana y C. jambhiri) son nuevos reportes para el país.

En el Cuadro 2 se evidencia que el principal

uso de las especies consideradas, es como insumo para la elaboración de concentrados en la Frutícola Socialista “Roberto Bastardo”; seguido del consumo de frutas frescas, luego su empleo agronómico como patrones y copas y por último para la preparación de dulces, mermeladas o jaleas.

En el Cuadro 3 se observa la asociación de las especies a las unidades de producción, donde se evidencia que las especies Citrus deliciosa y C. sinensis, ésta última con sus cultivares ‘Washington Navel’ y ‘Criolla’ están asociadas a 11 de las 12



unidades de producción estudiadas, siendo las más predominantes de la zona, por tener mayor valor comercial; C. aurantium (Cajera doble cáliz), C. myrtifolia y C. taiwanica se cultivan únicamente en la estación experimental de San Agustín; C. paradisi Cultivares ‘Duncan’ y ‘Thompson’ sólo en una unidad y el cultivar ‘Marsh’ está asociado a dos unidades de producción al igual que las especies C. aurantiifolia , Citrus x limonia, C. aurantium y el híbrido C. reticulata x C. sinensis (‘Murcott’), siendo éstas las más escasas de la región con poco valor comercial.

En el Cuadro 4 se muestra la diversidad de las especies y cultivares encontradas en las unidades de producción, para un total de 16 spp. y 1 subsp., la cantidad en cada unidad varía desde 5 hasta 12 especies. El Peligro y Las Cayenas presentan la mayor diversidad (12 spp., 70,59%); y la menor diversidad se consigue en La Muralla y Las Acacias (5 spp., 29,41%). En lo referente a los 16 cultivares encontrados, el mayor número se encuentra en El Peligro y Las Cayenas representando el 62,5% y la menor cantidad en las unidades Estación

Experimental San Agustín, Las Acacias, Las Cayenas y Quiriquire con 1, 2 y 3 cultivares en las dos últimas. Es importante resaltar que existen unidades de producción con poca diversidad; en estas unidades se encuentran especies y cultivares que no están en el resto de las unidades de producción.

En el Cuadro 3 se muestra la frecuencia de la

predominancia de las especies encontradas en todas las unidades de producción, C. sinensis y C. deliciosa se encuentran presentes en 11 unidades de producción, representando el 91,67%, C. tangerina en 8 unidades de producción (66,67%), la subespecie Citrus x aurantiifolia subsp. latifolia y C. reshni en 6 unidades de producción, con el 50%, el resto de las especies están desde 1 a 4 unidades de producción representando 8,33 a 33,33% del total de unidades de producción. Además se puede observar la predominancia de los cultivares, C. sinensis ‘Washington Navel’ y C. sinensis ‘Criolla’, se encuentran en 11 unidades de producción (91,67%); C. sinensis ‘Pineapple’ y C. tangerina ‘Dancy’, en 8 unidades (66,67%); estos cultivares son los de mayor demanda en el mercado local; los demás cultivares se

Cuadro 1. Ubicación, elevación, sector y superficie sembrada de las unidades de producción inventariadas en el Municipio

Caripe, estado Monagas, Venezuela.

Nombre de la finca Ubicación geográfica

Elevación (msnm) Sector Superficie

sembrada (ha)

Las Margaritas N.10°08'723" O. 063°32'808" 884

El Guácharo 12

Quiriquire N.10°09'202" O. 063°33'218" 940 El Guácharo 4

Corral Viejo N. 10°08'03.7" O. 063°36'09" 980 Corral Viejo Municipios Acosta

y Caripe 1

La Muralla N.10°10'35.6" O.063°31'03.2" 958 Copey, Caripe 1

Los Cigarrones N.10°11'50.2" O.063°27'10.5" 881 Los Cigarrones, Localidad

Teresén 1

EUDOCA Las Acacias N.10°11'09.9" O.063°27'33.8" 899 Las Acacias 7

El Aguacate N.10°12'11.8 O.063°23'16.3" 830 Buena Vista 20

Las Cayenas N.10°12'20.2" O.063°26'49.0" 838 Los Cigarrones, Localidad

Teresén 2,5

Villa Linda N.10°12'46.8" O.063°31'44.3" 1137 La Guanota 1

Estación Experimental San Agustín

N.10°12'32.7" O.063°31'56.8" 1161 San Agustín ¼

El Peligro N.10°11'53.8" O.063°29'29.2"

1127 Bella Vista 2

Las Cayenas N.10°11'53.8" O.063°29'29.2

1127 Bella Vista 1,5



presentan desde 1 a 5 unidades de producción, representando el 8, 33 al 41,67% de un total de 12 unidades de producción estudiadas.

CONCLUSIONES

Todas las especies y cultivares que tienen importancia agronómica en el país se encuentran en el municipio Caripe, evidenciándose así la gran diversidad de germoplasma presente en la región y por consiguiente la importancia de conservarlo, siendo importante destacar que la predominancia de cada cultivar en las diferentes unidades se debe a la gran utilidad y consumo que tienen en el mercado como fruta fresca y en la agroindustria como concentrados.

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Cuadro 2. Especies de cítricos y sus usos presentes de las unidades de producción inventariadas en el Municipio Caripe,

estado Monagas, Venezuela.

Nombre Científico Nombre común Usos

Consumo fresco Jugo Concen-

trado Dulce Patrón Copa

Citrus sinensis (L.) Osbeck ‘Criolla’ Naranja criolla X X X X X Citrus sinensis (L.) Osbeck ‘Washington Navel’

Naranja California X X

Citrus sinensis (L.) Osbeck ‘Pineapple’ Naranja Pineapple X X X

Citrus sinensis (L.) Osbeck ‘Caracara’ Naranja Caracara X X X Citrus sinensis (L.) Osbeck ‘Valencia’ Naranja Valencia X X X

Citrus sinensis (L.) Osbeck ‘Puerto Rico’ Naranja Puerto Rico X X

Citrus aurantium L. Naranja Cajera o amarga X

Citrus tangerina Yu. Tanaka ‘Dancy’ Mandarina Dancy X X

Citrus reshni Hort. ex Tan. Mandarina Cleopatra X

Citrus nobilis Lour. Mandarina King X X

Citrus deliciosa Ten. Mandarina Criolla X X

Citrus x aurantiifolia subsp. latifolia (Tanaka ex Yu. Tanaka) S. Rios et al. Lima Persa X X

Citrus x limon (L.) Osbeck ‘Eureka’ Limón Eureka X X

Citrus volkameriana Ten. & Pasq. Limón Volkameriano X X

Citrus jambhiri Lush. Limón Rugoso X X Citrus aurantiifolia (Christm.) Swingle Limón Criollo X X Citrus x limonia (L.) Osbeck Lima Rangpur X X Citrus paradisi Macfad. Grapefruit X X X Citrus grandis (L.) Osbeck Pomelo X X X Citrus reticulata x Citrus sinensis Tangor X X X Citrus reticulata x Citrus paradisi Tangelo X X X

http://agrotendencia.com/guiones/cultuvocitricos.doc

http://agrotendencia.com/guiones/cultuvocitricos.doc

ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/meeting/006/y9682s.pdf

ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/meeting/006/y9682s.pdf



Cuadro 3. Predominancia de las especies y cultivares asociados a las unidades de producción inventariadas en el Municipio Caripe, estado Monagas, Venezuela.

Especies y cultivares Unidades de Producción † Frecuencia LM QQ CV LM LC LA EA LCa VL EESA EPLC A R

Citrus sinensis (L.) Osbeck X X X X X X X X X X 11 91,67 ‘Washington Navel’ X X X X X X X X X X 11 91,67 ‘Caracara’ X X X X 5 41,67 ‘Pineapple’ X X X X X X X 8 66,67 ‘Valencia’ X X 3 25,00 ‘Criolla’ X X X X X X X X X X 11 91,67 ‘Puerto Rico’ X X 3 25,00 Citrus aurantium L. X X X 4 33,33 Citrus aurantium L. (Cajera Doble Cáliz) X 1 8,33

Citrus myrtifolia Raf. X 1 8,33 Citrus taiwanica Tan. & Shim. X 1 8,33

Citrus aurantiifolia (Christm.) Swingle X X 2 16,67

Citrus x aurantiifolia subsp. latifolia (Tanaka ex Yu. Tanaka) S. Rios, et al.

X X X X X X 6 50,00

Citrus limetta Risso X X 2 16,67 Citrus deliciosa Ten. X X X X X X X X X X 11 91,67 Citrus tangerina Yu. Tanaka ‘Dancy’ X X X X X X X 8 66,67

Citrus reshni Hort ex Tan. X X X X X 6 50,00 Citrus x limonia (L.) Osbeck X X 3 25,00

Citrus grandis (L) Osbeck X X X 4 33,33 Citrus paradisi Macfad. ‘Duncan’ X 1 8,33

Citrus paradisi Macfad. ‘Thompson’ X 1 8,33

Citrus paradisi Macfad. ‘Marsh’ X X 3 25,00

Citrus jambhiri Lush. X X X X X X X 7 58,33 Citrus x limon (L.) Osbeck ‘Eureka’ X 1 8,33

Citrus volkameriana Ten & Pasq. X X X X X X 7 58,33

Citrus nobilis Lour X X X 4 33,33 Citrus reticulata x Citrus paradisi (‘Mineola’) X X X 3 25,00

Citrus reticulata x Citrus sinensis (‘Ortanique’) X 1 8,33

Citrus reticulata x Citrus sinensis (‘Murcott’) X X 3 25,00

Citrus reticulata x Citrus paradisi (‘Pepe’) X X X X 5 41,67 † LM: Las Margaritas; QQ: Quiriquire; CV: Corral Viejo; LM: La Muralla; LC: Los Cigarrones; LA: Las Acacias; EA: El

Aguacate; LCa: Las Cayenas; VL: Villa Linda; EESA: Est. Exp San Agustín; EPLC: El Peligro y Las Cayenas. ‡ A: Absoluta y R: Relativa (%)



Hockche, O.; P. Berry y O. Huber. 2008. Nuevo

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Renovables (MARNR). 1997. Atlas del Estado Monagas. Gobierno del Estado Monagas. Maturín, estado Monagas. 78 y 79 pp.

Radford, A.; W. Dickison, J. Massey, and C. Bell.

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Torre, K. 2008. Ven-09-08-Sin plantas no hay vida.

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Cuadro 4. Diversidad de especies y cultivares de las unidades de producción inventariadas en el Municipio Caripe, estado Monagas, Venezuela.

Unidades de Producción Frecuencia Especies Porcentaje Cultivares Porcentaje

Las Margaritas 6 35,29 7 43,75 Quiriquire 6 35,29 3 18,75 Corral Viejo 6 35,29 8 50 La Muralla 5 29,41 6 37,5 Los Cigarrones 7 41,18 5 31,25 Las Acacias, UDO-EUDOCA 5 29,41 2 12,5 El Aguacate 7 41,18 6 37,5 Las Cayenas 5 29,41 3 18,75 Villa Linda 7 41,18 7 43,75 Est. Exp. San Agustín 5 29,41 1 6,25 El Peligro y Las Cayenas 12 70,59 10 62,5


Caracteres morfológicos diferenciales del fruto, semilla y plántula de seis palmeras en sotobosque nublado del estado Lara, Venezuela

Morphological differential characters of fruit, seed and seedling of six palms in a cloudy understory of Lara

state, Venezuela

Norberto MACIEL 1 , Rosario VALERA 1, María Elena SANABRIA CHÓPITE 2 y Amabilis MENDOZA1

1Laboratorio de Semilla y 2Laboratorio de Microtecnia e Histopatología Vegetal, Postgrado de Agronomía,

Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Barquisimeto, estado Lara, Venezuela. E-mails: [email protected], [email protected] y [email protected]


Recibido: 14/03/2012 Fin de primer arbitraje: 21/04/2012 Primera revisión recibida: 02/08/2012 Fin de segundo arbitraje: 15/09/2012 Segunda revisión recibida: 16/11/2012 Aceptado: 05/12/2012

RESUMEN

La identificación en la fase de plántula de especies de palmeras es dificultosa. Con la finalidad de propiciar una aproximación práctica para el ecólogo y horticultor en este sentido y considerando la particularidad de estas plántulas de mantener adheridas por largo tiempo su diáspora (fruto-semilla), se estudiaron caracteres del fruto, la semilla (pireno) y la plántula para diferenciar seis palmeras nativas en bosque nublado del estado Lara, Venezuela. El tamaño y forma de la semilla, así como el endospermo (homogéneo o ruminado) fueron importantes para separar Chamaedorea pinnatifrons (Jacq.) Oersted, Geonoma undata Klotzsch, Geonoma orbignyana Mart., Hyospathe elegans Mart., Prestoea acuminata (Willd.) H. E. Moore y Wettinia praemorsa (Willd.) Wess. Boer. Todas presentaron germinación hipógea-proximal y plántula criptocotilar, sin embargo éstas se diferenciaron en la disposición de la semilla (supra, media o infra) en el nudo epicotilo-raíz y tamaño de la vaina cotiledonar. A excepción de W. praemorsa, que presenta el primer eófilo unifoliado, las otras cinco especies son bifolioladas, sin embargo, sus dos foliolos (unidos parcialmente en V) varían en proporciones y forma (ápice, base, simetría, bordes y venación); dos tendencias fueron identificadas en cuanto a la longitud proporcional entre la parte distal libre del foliolo y la unida, correspondiendo a una conformación de los foliolos en forma de V larga (foliolos libres cercanos a 2/3 del total) y una v corta (1/2, similar en las porciones libres a la adnata). La combinación de algunos de estos caracteres morfológicos propició la elaboración de una clave con macro-descriptores para reconocer a nivel de plántula en campo a las seis especies de palmeras que habitan el sotobosque estudiado. Palabras claves: Plántulas, palmeras, identificación, fruto, semilla, foliolo, morfología.

ABSTRACT

The identification of palm species at the seedling stage is difficult. In order to have a practical approach for recognition by the ecologist and horticulturist, and considering the peculiarity of these seedlings to maintain long adhered its fruit-seed, the morphological aspects at the fruit, seed (pyrene) and seedling were studied to differentiate six native species in a cloudy forest at Lara state, Venezuela. The size and shape of the seed, and the endosperm (homogeneous or ruminate) were important to separate the species Chamaedorea pinnatifrons (Jacq.) Oersted, Geonoma undata Klotzsch, Geonoma orbignyana Mart., Hyospathe elegans Mart., Prestoea acuminata (Willd.) HE Moore, and Wettinia praemorsa (Willd.) Wess. Boer. Although all showed hypogeal-proximal germination and criptocotilar seedling, they differ in the position of the seed (above, front or below) at the epicotyl-root node, and the size of the cotyledon sheath. Except W. praemorsa, which seedling presents the first eophyll monofoliate, the others five species are with bifoliote ones. However, the two leaflets (partially united in a V form) vary in proportions and form (apex, base, symmetry, edges and venation). Two trends were identified for the proportional length between the distal portion of the free leaflet, and the join portion, corresponding to a long V-type (free portion about 2/3 long) and a short v-type (similar free and joined portion, 1/2). The combination of some morphological characters led to the development of key conformed by macro-level descriptors in order to recognize at the field the seedlings for the six palm species that inhabit the understory studied. Key words: Seedlings, palms, identification, fruit, seed, leaflet, morphology.


http://es.wikipedia.org/wiki/Mart.



http://es.wikipedia.org/wiki/Willd.

http://es.wikipedia.org/wiki/Wess.Boer


Maciel et al. Caracteres morfológicos diferenciales del fruto, semilla y plántula de seis palmeras en sotobosque nublado


INTRODUCCIÓN Las palmeras son especies de gran valor y uso

hortícola ornamental a nivel mundial, como plantas para paisajismo de exteriores e interior y como follaje cortado. Su demanda ha incrementado significativamente en la últimas dos décadas por la tolerancia y facilidad a las prácticas de trasplante de plantas de grandes tamaños (Broschat y Meerow, 2000). Venezuela tiene potencial para una producción sostenible de estas para los mercados nacional e internacional por sus variadas condiciones agroecológicas tropicales, que permiten su crecimiento durante todo el año y la diversidad de especies que se cultivan, tanto foráneas como las nativas, menos usadas (Briceño y Maciel, 2004; Maciel y Mendoza, 2005), siendo muy importante abordar estos potenciales recursos bajo criterios de sustentabilidad (Johnson, 1994; Maciel y Mendoza, 2011), muy especialmente los autóctonos. Según Stauffer (1999) la familia Arecaceae en Venezuela está conformada por unos 30 géneros, 101 especies, 1 subespecie y 34 variedades, distribuidas en diferentes habitas.

Espinosa (2008) señaló la necesidad de un

estudio que enfatizara algunos estados de la región Centro Occidental (Falcón, Yaracuy, Lara y Portuguesa) que albergan a una rica y única flora de palmeras, caracterizada por la diversidad y numerosos taxa autóctonos, donde se encuentra cinco de las nueve especies endémicas con que cuenta el país. Por otra parte, el 53 % de las especies de esta región están amenazadas por la extracción para uso maderable y destrucción de su hábitat por la expansión agropecuaria (Maciel y Mendoza, 2011).

El bosque nublado de Río Claro, estado Lara,

localizado al comienzo de la Cordillera Andina por su noreste, se encuentran Geonoma undata Klotzsch; Geonoma orbignyana Mart. Hyospathe elegans Mart., Prestoea acuminata (Willd.) H. E. Moore; Wettinia praemorsa (Willd.) Wess. Boer y Chamaedorea pinnatifrons (Jacq.). Entre estas especies, W. praemorsa, P. acuminata y H. elegans, están bajo la calificación de vulnerable (Maciel y Mendoza, 2011), por ser muy afectadas por la tala y claro de los bosques ante caída de vegetación arbórea, siendo importante acometer procedimientos de conservación, entre las que podría incluirse la protección y/o rescate de sus plántulas en el sotobosque, requiriéndose para ello de la identificación de las especies en sus primeras etapas de desarrollo.

En palmeras adultas, los caracteres vegetativos son imprescindible para su identificación y el uso de estos, sin considerar las estructuras reproductivas permite identificar al menos sus géneros en la Amazonia (Kahn, 1990). Sin embargo, reconocer o identificar especies en sus estadios iniciales (plántulas y juveniles), es también una de las inquietudes que plantean con frecuencia los viveristas (Broschat y Meerow, 2000). Aun cuando las plántulas de las palmeras, han sido bastante descritas, debido a su alargada y distintiva morfología fácilmente reconocida frente a otros grupos de plantas (Tillich, 1995), quienes no son especialistas confrontan dificultades en el reconocimiento in situ entre especies por la similitud que presentan sus estructuras aéreas y compartir los mismos hábitat.

El que la semilla (sensu latu) en palmeras

permanezca por bastante tiempo adherida a la plántula (Henderson, 2006), manteniendo distinguibles algunas de sus particularidades físicas, podría ser una opción para facilitar la identificación de la respectiva especie en esta fase.

Dependiendo de la especie de palmera, la

unidad de propagación sexual, diáspora, disemínula o propágulo según Flores-Vindas (1999), puede estar conformada por el fruto en su totalidad (fruto-semilla) o el embrión junto al endospermo y cubierta acompañada por alguna capa interna del pericarpo (Maciel et al., 2006; Maciel, 2007). El fruto mayormente asociado con estas monocotiledóneas es la drupa, como en Cocos nucifera cuyo mesocarpo es fibroso y el endocarpo leñoso o coriáceo. Sin embargo, en diferentes géneros de palmeras (Phoenix, Metroxylon, Chamaerops, Washingtonia, Pritchardia, Trinax, entre otros) también pueden encontrarse frutos del tipo baya, como en Phoenix dactylifera, cuyo pericarpo suculento es ancestralmente comestible (Uhl y Dransfield, 1987; Tomlinson, 1990; Jones, 1995). Atendiendo a la cubierta pétrea, su diáspora también es descrita como pireno (del latin pyrene). Generalmente, cada fruto presenta una sola unidad de propágalo, y en aquellos casos con más de un pireno, como en Latania, este es definido como drupoide.

Los frutos, varían en tamaño, de pequeños

como los encontrados en Geonoma (unos 4 mm), hasta los grandes como en el coco y coco de mar (Uhl y Dransfield, 1987). Su diversidad, es muy relacionada a la composición del pericarpo (epicarpo, mesocarpo y endocarpo), así como al endosperma y la




ubicación del embrión. En algunos, su epicarpo o superficie presenta color, textura y escamas o pilosidades, características de la especie. El mesocarpo está principalmente conformado por fibras, esclereidas, esclerénquima, cristales y taninos; estos tejidos, junto al epicarpo han sido utilizadas como carácter diagnóstico. En la industria oleaginosa es frecuente denominar al pericarpo de frutos de palmeras como cáscara, al endocarpo duro o pétreo como nuez o carozo y al endospermo como almendra. El endocarpo esclerotizado que se presenta en frutos maduros de algunas especies, también pueden ser papiráceos o fibrosos. Tres tipos de endocarpo (Coriphoide, Chamaedoreoide y Cocoide) han sido señalados para palmeras (Uhl y Dransfield, 1987). Sin embargo, pueden presentarse diferencias en la una misma especie.

En la palma aceitera, Elaeis guineensis, son

distinguidos tres variedades de frutos considerando sus diferencias en mesocarpo, endocarpo y endospermo: dura (endocarpo grueso y menor endospermo), tenera (endocarpo delgado y más endospemo) y pisifera (fruto de menor tamaño y sin endocarpo). Por otra parte, la textura del mesocarpo (suculento, carnoso o fibroso) de las palmeras ha sido tradicionalmente relacionada al método de dispersión de la diáspora, cumpliendo cuando el fruto es la unidad de propagación, también función de protección al embrión y endospermo mediante su pericarpo o con el endocarpo pétreo (Tomlinson, 1990; Maciel, 2001).

Las semillas de las palmeras, usualmente

siguen la forma y tamaño del fruto y están provistas de abundante endosperma (endospérmicas o albuminosas), que en la mayoría de las especies es homogéneo, pero que en algunas, aún en un mismo género, es ruminado y es un carácter usado para su identificación (Uhl y Dransfield, 1987). Otro rasgo constante es su pequeño embrión, el cual varía en su madurez en forma de cilíndrico a cónico, con la ocurrencia de los tres tipos descritos para las monocotiledóneas (Uhl y Dransfield, 1987).

A pesar de la variabilidad en sus semillas y

los aspectos fisiológicos de la germinación, las palmeras presentan un comportamiento semejante dentro de la familia, que podría asociarse al carácter recalcitrante de estas estructuras en plantas perennes y leñosas abundantes en selvas tropicales (Ng, 1978). Su germinación, es generalmente señalada bajo dos modalidades principales, la adyacente (adnativa) o

proximal y la remota (remotiva), o distal (Tomlinson, 1991; Uhl y Dransfield, 1987). Sin embargo, atendiendo a si la vaina cotiledonar es abierta o tubular. Henderson (2006) señalo que en estudios realizados por Martius entre 1823 y 1850, este subdividió la germinación remota en ocreata y tubulosa, respectivamente. Moore y Uhl (1973) utilizan para estas dos modalidades de remota los términos de remota-ligular y remota-tubular. Henderson (2006) también cita un trabajo realizado por Micheels en 1889, donde señaló tres tipos de germinación, según géneros de especies descriptoras (Dictyosperma, Sabal y Phoenix), y que corresponderían a adyacente, remota–ligular y remota-tubular, respectivamente. En tanto que, al estudiar la diversidad y homologías en los órganos de las plántulas del orden Poales (Monocotiledóneas), Tillich (2007), menciona para una misma germinación hipogea al menos cinco variantes en la estructura del cotiledón de la familia Arecaceae.

En plántulas de las palmeras y precediendo a la

primera hoja con lámina expandida o eófilo, la cual puede ser unifoliolada, bifoliolada ó paripinada, puede presentarse uno o más catafilos. Sin embargo, la forma y tamaño del primer eófilo es constante y ésta, junto a sus estructuras protectoras e indumentos (vaina cotiledonar y catafilo) son de carácter diagnóstico (Tomlinson, 1960). Tanto Duke (1965 y 1969) como Henderson (2006) han señalado características morfológicas de las plántulas para diferenciar especies de palmeras.

En diferentes familias de bejucos de bosque del

estado Mérida, Venezuela, Ricardi (1996a y b) logra identificar a estos en el estado de desarrollo posterior a la germinación, mediante características descriptoras de sus cotiledones y plántulas. En tanto que, Sanabria y Smith (1991) elaboraron una clave para especies de árboles, provenientes de semillas depositadas naturalmente en suelos de bosque, resaltando su utilidad para diferenciarlas durante esta etapa de su desarrollo. Con la finalidad de disponer de un procedimiento que propicie un reconocimiento utilitario de plántulas de palmeras en su hábitat, con aplicabilidad en vivero, y considerando la terminología botánica usada en las Arecaceae, se determinaron caracteres diferenciales de la semilla, tipo de germinación y la morfología de plántula que permiten la separación y consecuente identificación de las especies en un sotobosque nublado del estado Lara.




Atendiendo al criterio de “sombra” (Flores-Vindas,1999) o “lluvia” (Salm, 2005) de semillas, que implica dispersión próxima a la planta fuente que origina la sombra de plántulas (Flores-Vindas,1999), se observaron y colectaron frutos maduros, semillas y plántulas de Molinillo (Chamaedorea pinnatifrons), Geonomas (Geonoma undata y G. orbignyana), San Pablo (Hyospathe elegans), Palmicho (Prestoea acuminata) y Prapa (Wettinia praemorsa) en el sotobosque nublado de Río Claro, estado Lara, ubicado a 9º 53' 12,9'' de latitud N, 69º 22' 8,9'' de longitud O y a 1.625 msnm. Para su estudio, las muestras fueron trasladadas en envases plásticos al laboratorio del Programa de Horticultura de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, en Palavecino, Lara.

A frutos verdosos de consistencia dura o no

lechosa (fisiológicamente maduros) y maduros les fue determinado el color mediante tabla de la Royal Horticultural Society (RHS Colour Chart, fifth edition). Posteriormente fueron inmersos en agua por 24 h para facilitar la remoción de sus cubiertas suculentas o carnosas mediante presión contra las paredes de coladero (de drenar pasta) y agua corriente de grifo o mediante uso de cuchillo, como en el caso W. praemorsa, siendo posteriormente colocadas estas semillas (sensu latu) a secar al aire por 24 h en mesa del laboratorio. Al azar, se tomaron de 20 a 30 unidades para determinar su forma, diámetro (polar y ecuatorial) mediante vernier digital y peso (balanza digital 0,01g de aproximación). Algunas de estas, así como frutos, fueron disectados para la observación de cubiertas del pericarpo, endospermo y embrión.

La colecta de las plántulas en su hábitat, se

realizó a materiales que presentaban uno o dos eófilas, muestreándose cuidadosamente en grupo e incluyendo la capa de sustrato donde estas habían germinado, para evitar el desprendimiento de su semilla. Las muestras se realizaron aleatoriamente en grupos conformadas por un número representativo, variable entre 20 a 30 unidades por punto de muestreo y un mínimo de tres por especie. Algunas plántulas también fueron fijadas en etanol (70%) y otras se herborizaron para posterior consulta.

En este trabajo se analizó el tipo de

germinación y plántula. Además, se observó la vaina cotiledonar, el número de sus catafilos en la plúmula y la forma (base, ápice, simetría) del primer eófilo, así

como su borde, nerviación y repliegue. Basado en el tamaño, en proporción, de las partes del eófilo, la hoja bífida se calificó en los dos tipos (V alta y v corta) descritos en la Figura 1.

Atendiendo a los caracteres macroscópicos,

fácilmente distinguibles y considerando aquellos que permiten separar a las especies, se elaboró una clave para la identificación de las palmeras del sotobosque nublado estudiado.


Características del fruto

La caracterización morfológica de los frutos para las seis especies de palmeras que se encuentran en área nublada en Río Claro, estado Lara, se presenta en el Cuadro 1. En cuanto a la forma del fruto, varió entre globoso o esférico, cuasi-globoso, elipsoide y ovoide, siendo Prestoea acuminata la especie con el fruto más globoso, seguida por cuasi globosa a elipsoide en Geonoma undata y G. orbignyana y elipsoide en Hyospathae elegans. Mientras que W. praemorsa junto a C. pinnatifron, mostraron una tendencia más ovoide. El tamaño de fruto es otra de las variables que se describen en el cuadro 1, correspondiendo el mayor valor a W. praemorsa y el menor a G. undata y G. orbignyana. Estas y otras características, también pueden ser observadas en la Figura 2.

Figura 1. Determinación del tamaño proporcional de partes del foliolo en el primer eófilo bífido de plántula de palmeras. V corta o baja, 1/2 LPLF; y V alta o profunda, 2/3 LPLF. -LPLF, Longitud de Porción Libre del Foliolo; -LPUF, Longitud de Porción Unida del Foliolo -APUF, Ancho de Porción Unida del Foliolo.



El color de los frutos, tal como se señala a través de categorización (Cuadro 1) obtenida mediante tabla RHS, varió según la especie y el estado de madurez de los mismos; verde aunque fisiológicamente maduro o hecho (endospermo firme) y maduro. En estado de avanzada madurez, el color externo de la cubierta del fruto de algunas especies pudo asociarse con su abscisión o facilidad de desprendimiento del racimo. El fruto de C. pinnatifrons mostró la más notoria gama en color (figura 2B), variando desde el verde, pasando por el naranja, rojizo hasta el oscuro o purpureo-negruzco, donde ocurre abscisión de fruto. El desprendimiento individual de los frutos del racimo en W. praemorsa fue observado cuando estos adquirieron tonalidad marrón o marrón-verdoso (Figura 2C). En tanto que, en Geonoma fue común observar la completa deposición del racimo a la sombra de la planta, con

frutos permaneciendo adheridos a sus características raquilas (Figura 2A) por largo tiempo, hasta alcanzar estas algún grado de deterioro o descomposición.

En el Cuadro 1 y la Figura 2 A-E también se

describen y muestran las características del pericarpo (epi, meso y endo) de los frutos, diferenciándose por su textura, suculencia-fibrosidad, consistencia, y el volumen que ocupan los tejidos en relación a la totalidad del fruto y endospermo.

En palmeras, para la mayor germinación y

reducir riesgos fitosanitarios, en general se recomienda colectar los frutos maduros o sobremaduros en la planta. Según Maciel (2007) las semillas de C. pinnatifrons provenientes de frutos previos al color oscuro no germinan, aunque en Syagrus romanzoffiana se sugiere usar semillas de

Cuadro 1. Características morfológicas del fruto de palmeras en bosque nublado de Río Claro, estado Lara, Venezuela. 1-Especie; 2-Subtribu; 3-Tribu; 4-Subfamilia

Forma *Color:

Verdoso (V) y Maduro (M);

Pericarpo: Epi, Meso y Endocarpo

1-Chamaedorea pinnatifrons 3- Hyophorbeae 4- Ceroxyloideae

-Ovoide (7-15 x 5-9) mm de largo).

-V: Verde (Yellow-Green Group 144A). -M: Negruzco (Black Group 203A). Varía al madurar (de naranja a rojo a negro).

-Epi suave. -Meso suculento. -Endo cartilaginoso delgado.

1-Geonoma undata y G. orbignyana 3- Geonomeae 4- Arecoideae

-Cuasi globoso a elipsoide (7-10 x 6-8mm); aguzado, porción proximal inmersa en raquilla.

-V: Verde-amarillento (Yellow-Green Group 137A). -M: Purpúreo oscuro (Greyed-Purpule Group N187A).

-Epi liso delgado. -Meso delgado, fibras no evidentes. -Endo mebranoso. Pericarpo duro al madurar y adherido a la raquilla.

1-Hyospathe elegans 2- Euterpeinae 3- Areceae 4- Arecoideae

-Elipsoide (10-15 x 7-10 mm), con residuo de estigma basal.

-V: Verde-amarillento (Yellow-Green Group 147C). -M: Purpúreo (Purpule Group N77).

-Epi liso delgado. -Meso fibroso. -Endo delgado como costra.

1-Prestoea acuminata 2-Euterpeinae 3-Areceae 4-Arecoideae

-Globoso 12 (10-18) mm con residuo de estigma subapical.

-V: Verde (Green Group 138B). -M: Purpúreo oscuro (Greyed-Purpule Group N186B).

-Epi delgado. -Meso suculento-fibroso. -Endo delgado, como costra.

1-Wettinia praemorsa 2-Wettiniinae 3-Areceae 4-Arecoideae

-Ovoide-globoso (35-45 x 25-40 mm), rígido.

-V: Verde-amarillento (Yellow-Green Group N144A). -M: Amarillento (Yellow-Green Group 153B).

-Epi piloso suave. -Meso carnoso-granular. Fácil de partir. -Endo delgado y papiráceo. Fácil de separar cuando esta sobremaduro el fruto.

*Color según tabla de la Royal Horticulture Society.



frutos fisiológicamente maduros aunque en color previo a la de su completa madurez, evitando así la acumulación de inhibidores de la germinación (Broschat y Meerow, 2000). Sin bien, el color del fruto maduro, característico de cada especie ayudó a conferir las especies en el sotobosque estudiado y puede ser importante para determinar el momento adecuado para propiciar la mayor germinación (Briceño y Maciel, 2004; Maciel et al., 2006), éste carácter como diagnóstico de diásporas a la sombra de la planta madre en las especies aquí consideradas fue utilitariamente poco viable, ante la pronta transformación del pericarpio. Sin embargo, los residuos de pericarpo que permanecieron o no cubriendo la semilla y que son variantes en el tiempo atendiendo a su conformación física y de contenidos ayudaron a distinguir a Hyospathe.

Características de la semilla En el Cuadro 2, se presentan el peso, el

diámetro ecuatorial y polar, la forma de la semilla, el tipo de endospermo (homogéneo o ruminado) y la ubicación del embrión en las semillas para las palmeras estudiadas. El mayor peso y dimensión de los diámetros correspondió a Wettinia praemorsa (5.320±250 mg en peso, 21,5±0,9 mm en diámetro polar y 17,5±0,7 mm en el ecuatorial), seguida por Prestoea acuminata (500+110 mg; 9,5+0,4 mm y 8,3+0,2 mm, respectivamente). Las de menor peso y tamaño, correspondieron a Geonoma orbignyana (39±15 mg; 6,5+1,0; y 4,9+0,3 mm) y Geonoma undata (41±10 mg; 6,9+1,1; y 5,2+0,4 mm). En tanto que Hyospathe y Chamaedorea, aunque también pueden calificarse de semillas pequeñas, estas son

A B C

D F E

H

G

I K J

10 mm

Figura 2. Características morfológicas del fruto y la semilla de palmeras de bosque nublado de Río Claro, estado Lara, Venezuela. -Frutos de: Geonoma orbignyana (A); Chamaedorea pinnatifrons (B); Wettinia praemorsa (C); Hyospathe elegans (D); Prestoea acuminata (E). -Semillas para la siembra, luego de removida la cubiertas externa del fruto de: W. praemorsa (F) y C. pinnatifrons (G). -Diásporas depositadas (“lluvia” o “sombra” de planta) en el sotobosque de: G. undata (H); H. elegans (I); Prestoea acuminata (J); y W. praemorsa (K).



intermedias entre las anteriores. En cuanto a la ubicación del embrión, Wettinia y Chamaedorea lo presentaron sub-apicalmente, mientras las otras especies lo mostraron basalmente.

En la Figura 2, también puede observarse

como difieren las especies en cuanto a la superficie de la semilla, luego de removida mediante lavado (Figura 2F-G) o de permanecer adheridas (Figura 2H-K) la(s) cubierta(s) (epi, epi+meso ó pericarpo) de los frutos. Con la remoción o desprendimiento del pericarpo, la superficie de la semilla de Wettinia y Prestoea presentan patrones de ornamento o labrado, en tanto que en las otras especies, la semilla permanece envuelta parcialmente con tejido fibroso de mesocarpo y endocarpo, luego de lavadas. A su vez, las dos especies con labrados son las que presentaron el endospermo ruminado (Cuadro 2), a diferencia de las otras especies que fue homogéneo. Por otra parte, en contraste con Wettinia, tanto el endocarpo como porción del mesocarpo en la semilla de Chamaedorea pinnatifrons forman parte de la unidad de semilla generalmente utilizada en la propagación; y su remoción, expondría a la más sucinta estructura de multiplicación (endospermo y tapón del opérculo), el cual presenta menor tamaño y forma ligeramente más redondeada. Aun cuando, la variación en forma y tamaño de la semilla guarde alguna relación con su peso (Cuadro 2), sin embargo, la misma no sería directamente proporcional, como lo sería al compararse estas variables entre Prestoea y

Chamaedorea. Todas las palmeras estudiadas presentaron

una sola semilla, y la forma de esta tiende a seguir la misma forma del fruto. En concordancia con Lindorf et al. (2006), esto se debe al rudimento seminal de lóculo único, homogéneo y espacioso de los frutos monoespérmicos, como los aquí estudiadas. Por otra parte, la conformación de la cubierta o protección la semilla se relaciona con el tipo de fruto; que en el caso de la drupa seria atribuible a la lignificación de tejidos internos del fruto como en Chamaedorea y Hyospathe, o aún de todo el fruto, como parece comportarse la diáspora de Geonoma, que no es suculenta y su delgado mesocarpo está muy adherido a la semilla, por lo que se propagaría o conservaría almacenada a semejanza del coco, conformando un fruto-semilla. En tanto que, las ovoides semillas de Wettinia quedan expuestas al ser ligeramente quebradizo su pericarpo en los frutos maduros. En esta misma especie, la variación en tamaño de su semilla afecta su germinación; según Maciel et al. (2006), aquellas de menor tamaño, seleccionadas de un mismo racimo germinaron menos.

La observación del endospermo y embrión,

mediante disección de la semilla, son caracteres diagnósticos bastante usado para distinguir especies de palmeras (Uhl y Dransfield, 1987), que también deben ser considerados cundo se quiere diferenciar las especies durante la propagación y fase de plántula, al ser característico que su semilla permanezca por largo

Cuadro 2. Características de la semilla de las especies de palmeras en bosque nublado de Río Claro, estado Lara, Venezuela.

Especie Peso

(mg)

Diámetro polar (mm)

Diámetro ecuatorial

(mm) Forma Endospermo Embrión Otros caracteres

de la semilla

Chamaedorea pinnatifrons

260 ±90

8,9 ±0,7

6,5 ±0,7

Ovoide (proximalmente

aguzado) Homogéneo

Subapical (distalmente

lateral) -Pequeña

Geonoma orbignyana

39 +15

6,5 ±1,0

4,9 ±0,3

Ligeramente globosa o elipsoide Homogéneo Basal -Más pequeñas

-Con Rafe perimetral Geonoma

undata 41

+10 6,9

±1,1 5,2

±0,4 Ligeramente

globosa a elipsoide Homogéneo Basal

Hyospathe elegans

210 ±90

9,3 ±0,5

5,5 ±0,7 Elipsoide Homogéneo Basal -Pequeña

Prestoea acuminata

500 +110

9,5 ±0,4

8,3 ±0,2 Cuasi globosa Ruminado Basal -Intermedia

-Labrada

Wettinia praemorsa

5.320 +250

21,5 ±0,9

17,5 ±0,7 Ovoide-globosa Ruminado

Sub-basal (proximalmente

lateral)

-Más grande. -Labrada

* Valores promedio de 20 a 30 unidades; ± desviación estándar.



tiempo adherida, permitiendo así la ayuda de algunas de las anteriores características específicas para el reconocimiento in situ de la especie en esta fase de planta. Descripción de la germinación

En la Figura 3 se presentan las plántulas de

las seis especies de palmeras estudiadas con su semilla adherida. Todas presentaron germinación hipógea, según definición de Eames referida por Flores-Vindas (1999) y criptocotilar para Duke (1965), y que en el caso específico de palmeras corresponden al tipo proximal, adnativo o adyacente señalados por Tomlinson (1991) y Uhl y Dransfield (1987). Atendiendo a los criterios anteriores, y siguiendo a Flores-Vindas (1999) estas especies de palmeras se consideran como de germinación proximal-hipógea y plántula criptocotilar (Cuadro 3).

Tanto el tipo de germinación como el de plántula no fueron variables que puedan usarse para

segregar entre estas especies; aún y cuando estas, según Uhl y Dransfield (1987) y tal como se indica en el Cuadro 1, corresponden a diferentes subfamilias (Arecoideae y Ceroxyloideae), tribus (Arecaceae, Geonomeae y Hyphorbeae) y subtribus (Wettiniinae y Euterpeinae). Por otra parte, estos mismos autores, señalaron que el tipo de germinación estaría asociada a la adaptación de la especie a la humedad; por lo que podría inferirse, que un mismo tipo de germinación estaría reflejando una misma condición de humedad y sustrato encontrada en su hábitat.

Característica de la plántula

En el Cuadro 3, además del tipo de

germinación y de plántula, también se presenta la posición de la semilla en el nudo (epicótilo-raíz), el tamaño de vaina cotiledonar, el número de catafilos y las características del primer eófilo; variables utilizadas por Henderson (2006) al estudiar la germinación de palmeras. La posición de la semilla en la unión del epicotilo con la raíz varió con la especie

A B

C

I II III IV V

10 mm

Figura 3. Germinación hipógea-proximal y plántula criptocotilar de las palmeras de bosque nublado de Río Claro, estado Lara, Venezuela. Secuencia de la germinación en Wettinia praemorsa, plántula con eófilo unifoliolado (A). Plántulas con eófilo bifoliolado (B) de: Geonoma orbignyana (I); Geonoma undata (II); Chamaedorea pinnatifrons (III); Hyospathe elegans (IV); y Prestoea acuminata (V). Detalle del endospermo ruminado y el haustorio en Wettinia praemorsa (C).



(Cuadro 3). En Wettinia (Figura 3A), así como en Prestoea la disposición de la semilla fue frontal, central o perpendicular (a lo largo del eje mayor en semilla elipsoide o del diámetro de la semilla esférica) al nudo. En tanto que en Chamaedorea y Hyospathe (figura 4C-D) la semilla ocupó una posición inferior (infra) al nudo; mientras que en ambas especies de Geonoma su ubicación fue superior o supra (figura 4E-F). En referencia a la vaina cotiledonar (cuadro 3) fue obvia la diferencia en tamaño que se presentó entre las dos especies de Geonoma (figura 4F); G. undata (derecha) mostró su lígula más larga (similar a eje polar de la semilla) que G. orbignyana (izquierda), la cual fue más corta (apenas 1/3 de eje).

El número de catafilos (Cuadro 3) que

anteceden al eófilo, tal como observan Uhl y Dransfield (1987) y Henderson (2006), fue otra

característica que varió en la plántula con la especie; presentando Wettinia cuatro, mientras que las demás especies tienen dos. Así mismo, W. praemorsa (Figura 3A) se diferencia de las otras cinco especies (Figura 3B), además del mayor tamaño de la plántula, en la primera hoja o eófilo, el cual es unifoliolado y de margen praemorso o de apariencia de mordido. En tanto que, en las demás cinco especies (Figura 3B) es bifoliado o bífido. Reconsiderando el tamaño de las plántulas, también podría separarse entre las de hoja bífida a P. acuminata (V en la figura3B) por su mayor tamaño. Entre las cuatro especies con menor tamaño, puede observarse que Hyospathe elegans (IV) es la que sigue en tamaño. Es importante observar que el porte de las plántulas parece corresponder con las dimensiones y peso que presentaban sus semillas.

Así mismo, los foliolos de las plántulas

bífidas, también varían en dimensiones, proporciones,

Cuadro 3. Germinación y morfología de la plántula de palmeras en bosque nublado de Río Claro, estado Lara, Venezuela.

Especie Tipo de:

-Germinación -Plántula

-Posición semilla en nudo (epicotilo-raíz);

-Tamaño vaina cotiledonar; -Número de catáfilas

Primer eófilo

Tendencia proporcional de

tamaño en partes del foliolo

Chamaedorea pinnatifrons

-Hipógea-Proximal

-Criptocotilar

-Debajo del nudo (infra). -Vaina cotiledonar muy corta*.

-2 catáfilas.

Bifoliolado, conformando una V alta. Ligeramente

asimétrico. Porción distal denticulada.

2/3 : 1/3 : 1/3 LPLF: LPUF:APUF

Geonoma orbignyana

-Hipógea-Proximal

-Criptocotilar

-Por encima del nudo (supra). -Vaina cotiledonar <1/3largo

semilla* -2 catáfilas.

Bifoliolado, conformando una v corta. Simétrico.

1/2 : 1/2 : 1/2 LPLF: LPUF:APUF

Geonoma undata

-Hipógea-Proximal

-Criptocotilar

-Por encima del nudo (supra). -Vaina cotiledonar >2/3 largo

semilla -2 catáfilas.

Bifoliolado, conformando una v corta. Simétrico.

1/2 : 1/2 : 1/2 LPLF: LPUF:APUF

Hyospathe elegans

-Hipógea-Proximal

-Criptocotilar

-Debajo del nudo (infra). -Vaina cotiledonar muy corta.

-2 catáfilas.

Bifoliolado, en V alta. Base asimétrica. En unión

de foliolos pliegos induplicados.

2/3 : 1/3 : 1/3 LPLF: LPUF:APUF

Prestoea acuminata

-Hipógea-Proximal

-Criptocotilar

-A nivel del nudo (central al radio).

-Vaina cotiledonar muy corta. -2 catáfilas.

Bifoliolado, en V alta. Asimétrico en la base.

2/3 : 1/3 : 1/3 LPLF: LPUF:APUF

Wettinia praemorsa

-Hipógea-Proximal

-Criptocotilar

-A nivel del nudo (central a lo largo).

-Vaina cotiledonar muy corta. -4 catáfilas.

Unifoliado y praemorso o mordido. ----------------

-LPLF, Longitud Porción Libre del Foliolo; -LPUF, Longitud Porción Unida del Foliolo; -APUF, Ancho Porción Unida del Foliolo.



simetría y forma de la lámina, ápice y base, así como en su borde y venación (Cuadro 3 y Figuras 3 y 4). Las hojas bifoliadas fueron simétricas en G. undata y

G. orbignyana, y asimétricos en H. elegans y C. pinnatifrons. Los segmentos de los eófilos, aunque generalmente sigmoides, variaron entre las especies con relación a la porción distal o libre del foliolo y la porción basal o unida, dando origen a la conformación de un ángulo de disposición de los foliolos en ángulo o v, que podríamos describirlos como V alta o v baja y que independientemente del tamaño real podrían ser caracterizadas en dimensiones proporcionales (figura 1). Prestoea, Hyospathe y Chamaedorea presentaron (cuadro 3) con respecto a la longitud del eófilo (unidad referencial o 1) una porción de los foliolos libres de 2/3 con respecto a la porción conjunta muy cercana a 1/3, conformando una V alta. En tanto que, en ambas especies de Geonoma la proporción fue de 1/2 a 1/2 ó v baja. La porción más ancha del segmento del foliolo en Geonoma coincide con la parte distal de la junción de ambos segmentos.

En el Cuadro 3 se presentan otros caracteres

que pueden ser de utilidad para distinguir entre especie. G. undata y G. orbignyana son de hoja simétrica, no así las otras especies de hojas bífidas; asimetría que en Hyospathe se evidencia en su base foliar (Figura 4B). Así mismo, en los eófilos bífidos, el borde apical exterior del foliolo fue aserrado sólo en C. pinnatifrons (Figura 4A); característica que también ayuda a separar esta especie. Por otra parte, en P. acuminata las venas son alternas, pero hacia la base del eófilo, en la unión de los segmentos foliares, presentó pliegues induplicados que conllevan a una superficie ligeramente ondulada. H. elegans, presentó venas secundarias opuestas, en tanto que, en ambas especies de Geonoma fueron alternas y la lámina foliar plana.

Caracteres de la semilla y plántula para reconocer las especies

Atendiendo a los conceptos de “sombra”

(Flores-Vindas, 1999) o “lluvia” (Salm, 2005) de la planta madre, para la diáspora de las palmeras, y considerando principalmente aquellos caracteres macro-morfológicos de mayor simplicidad y facilidad de observación en campo, previamente señalados y discutidos, se elaboró una clave para separar en la fase de la plántula las especies de palmeras depositadas en sotobosque de Rio Claro (Cuadro 4).

A

C

E

D

F

B

10 mm

Figura 4. Detalles característicos en las plántulas de las especies de palmeras del bosque nublado de Río Claro, estado Lara, Venezuela. -Eófilo: Borde dentado en Chamaedorea pinnatifrons (A) y base asimétrica en Hyospathe elegans (B). -Vaina cotiledonar en C. pinnatifrons (C) y H. elegans (D).-Plántulas (E) y vaina cotiledonar (F) en Geonoma orbignyana (izquierda) y G. undata (derecha).








CONCLUSIÓN La utilización de la combinación de

caracteres morfológicas del fruto y la semilla y la plántula (aspecto, textura, forma y tamaño de sus estructuras de cubierta o protectoras y eofilas) fueron caracteres descriptores válidos para el reconocimiento, a nivel de plántula, de cada una de las seis especies de palmeras que habitan un mismo sotobosque nublado, permitiendo estas elaborar una clave sencilla para su uso en campo. Sin embargo, es necesario validar estos caracteres en otras áreas y con mayor número de especies, especialmente del mismo género, para categorizar a estos como elementos de diagnóstico estables y de más amplia aplicabilidad.

AGRADECIMIENTOS

Al CDCHT de la UCLA, por el financiamiento del proyecto 046-AG-2009 y a los revisores por las valiosas sugerencias al manuscrito.

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Cuadro 4. Clave para separar durante la fase plántula a seis especies de palmeras de bosque nublado en Rio Claro, estado Lara, Venezuela.

1. Plántula con primera eofila unifoliolada, obovada y borde mordido (premorso), cuatro catafilos, emergida

proximalmente; de semilla ovoide (> 20 mm en el eje de mayor longitud) con superficie ornamentada y endospermo ruminado ………………...……..………………..……….……………...…. Wettinia praemorsa

Plántula con primera eofila bifoliolada, con menos de cuatro catafilos, emergida proximalmente; de semilla < 20 mm en el eje de mayor longitud …....…………………..……………….……...……………...……….. 2

2. Plántula con primera eofila asimétrica; semilla definitivamente ovoide o elipsoide <20 mm, de endospermo homogéneo, que se dispone unida por debajo del nudo plúmula-raíz ..………..………………………….…. 3

Plántula con primera eofila asimétrica o simétrica; semilla ligeramente o cuasi globoso <20 mm, con endospermo homogéneo o ruminado, que no se dispone unida por debajo del nudo plúmula-raíz ……......... 4

3. Plántula con primera eofila evidentemente asimétrica en su base; semilla es evidente en residuos fibrosos .…. ……………...…………………………………………………………………………........ Hyospathe elegans Plántula con primera eofila distalmente con borde aserrado; semilla con menor evidencia de fibras ……….

…..……….………………………………...……………………………................ Chamaedorea pinnatifrons 4. Plántula con primera eofila asimétrica, foliolo de mayor longitud en la porción libre que en la unida

conformando una V larga; con semilla redonda mostrando fibras y con endospermo ruminado, dispuesta radialmente lateral a la plúmula-raíz ..……..……………………………....…………...... Prestoea acuminata

Plántula con primear eofila simétrica, foliolo semejante en longitud entre la porción libre y la unida conformando una v corta; semilla de endospermo homogéneo, dispuesta por encima del nudo plúmula-raíz ..

…..………..…………………………………………………………………………………………………... 5 5. Vaina cotiledonar (corta) menor a 1/3 del tamaño de la semilla ……………………..… Geonoma orbignyana Vaina cotiledonar (larga) mayor a 2/3 del tamaño de la semilla ….....…………..……..…… Geonoma undata



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Impact of olives storage and irrigation with treated wastewater on the oil quality: simulation of mill conditions

Impacto del almacenamiento de aceitunas y el riego con aguas residuales tratadas sobre la calidad del aceite:

simulación de las condiciones de almazara

Mariem GHARSALLAOUI 1 , Cinzia BENINCASA 2, Mohamed AYADI 1, Enzo PERRI 2, Moncen KHLIF 1 and Slimane GABSI 3

1Olive Tree Institute BP1087 Sfax, 3000, Tunisia, 2CRA Istituto Sperimentale per l’Olivicoltura, via Li Rocchi

111, 87036 Rende (Cs), Italy and National School of Engineering, Gabes, Tunisia. Emails: [email protected], [email protected], [email protected],

[email protected], [email protected], [email protected] Corresponding author

Received: 02/12/2012 First reviewing ending: 05/02/2012 First review received: 12/02/2012 Accepted: 12/21/2012

ABSTRACT The purpose of this research was to assess the impact of irrigation by treated wastewater on the Tunisian olive oil quality. In this experiment, olives from fields irrigated with treated wastewater were transported to the laboratory and mixed with other batches of olives, at different proportions, of the same variety and coming from not irrigated olive groves. In order to meet the work schedule of Tunisian mills, the mixtures of olives obtained were stored in a laboratory at room temperature for 3, 6 and 9 days before being crushed. The results showed that the free fatty acids and the carotene content of the oils do not depend on the irrigation system, but are dependent on the duration of olive storage before the extraction. On the contrary, the irrigation system affects the oxidation state of the oils and their fatty acid composition. Key words: treated wastewater, irrigation, mill conditions, olive oil quality

RESUMEN

El propósito de esta investigación fue evaluar el impacto del riego con aguas residuales tratadas sobre la calidad del aceite de oliva de Túnez. En este experimento, las aceitunas de los campos regados con aguas residuales tratadas se transportaron al laboratorio y se mezclaron con otros lotes de aceitunas, en diferentes proporciones, de la misma variedad y procedentes de los olivares no regados. Con el fin de cumplir con el programa de trabajo de los molinos tunecino, las mezclas de aceitunas obtenidas se almacenaron en un laboratorio a temperatura ambiente durante 3, 6 y 9 días, antes de ser prensadas. Los resultados mostraron que los ácidos grasos libres y el contenido de caroteno de los aceites no dependen del sistema de riego, pero dependen de la duración del almacenamiento de oliva antes de la extracción. Por el contrario, el sistema de riego afecta al estado de oxidación de los aceites y su composición en ácidos grasos. Palabras clave: aguas residuales tratadas, riego, condiciones de almazara, calidad del aceite de oliva

INTRODUCTION

Olive tree (Olea europaea L.) is the most ever-green tree grown in arid and semi-arid regions, where plants are frequently subjected to high temperatures and scarcity of water. Moreover, it is demonstrated that the olive trees respond favourably and efficiently to irrigation management (Celano et al., 1999).

Within countries of the southern part of the

Mediterranean Sea, natural water resources are limited, whereas their demand is constantly

increasing. Therefore, non-conventional water resources became important to satisfy different agricultural needs. In Tunisia, the re-use of treated wastewater (TWW) has been adopted since the 1960s with the planning of many irrigated perimeters (Klay et al., 2010); about 30–43% of this water was used for agricultural and landscape irrigation. Re-using wastewater for irrigation is viewed as a way to increase water resources, provide supplemental nutrients and protect coastal areas. Reclaimed water is used on 8000 ha to irrigate industrial and fodder crops, cereals, vineyards, citrus and other fruit trees (olives, peaches, pears, apples, pomegranates, etc.).

Gharsallaoui et al. Impact of olives storage and irrigation with treated wastewater on oil quality: mill condition simulation


On the other hand, the use of wastewater in agriculture is often associated with significant health risks because of the presence of high concentrations of micro organisms, enteric in origin, such as bacteria, fungi, viruses, protozoa and helminths (Toze, 2006). These micro organisms secrete substances (enzymes) that can affect the quality of the final product, especially if fruits are stored before processing. During the storage of olives, many mould strains, in particular Aspergillus and Penicillium, are able to develop and produce ochratoxin A, citrinin and aflatoxins (El Adlouni et al., 2006).

Besides microorganisms, chemical

contaminants can be of concern, especially in countries where industrial development has started and industrial effluent enters in contact with domestic wastewater and natural streams (Asehraou et al., 1997).

The quality of the water utilised for irrigation

can also affect the trace levels of various metals in vegetable oils (Ansari et al., 2009). Many reports have described the deleterious effects that trace elements have on the flavour of oils and on their oxidative stability (Chen et el., 1999; Murillo et al., 1999). In Tunisia, the production of olives belonging to trees irrigated with TWW is not handled in isolated mills. In fact, batches of these olives can easily be transported to local mills and mixed with fruits from other sources.

To assess the impact of TWW on the quality

of olive oil produced, different proportions of olives belonging to trees irrigated with TWW were mixed with olives belonging to trees not irrigated. In order to meet the work schedule of Tunisian mills, the mixtures of olives obtained were stored in a laboratory at room temperature for 3, 6 and 9 days before being crushed. The quality of the oils produced was finally evaluated by performing the following analyses: free fatty acids, specific extinction coefficients K232 and K270, pigments and fatty acid composition. In a previous publication, it has demonstrated that theses parameters are affected by the irrigation of the Chemlali olive variety with treated wastewater (Gharsallaoui et al., 2011).

MATERIAL AND METHODS

Olives sampling

El Hajeb, located 10 Km south west of Sfax City (34°43′N, 10°41′E) in central eastern Tunisia,

was chosen as experimental site. This site, characterized by sandy soils (84.4% of sand; 9.8% of clay and 5.8% of silt), is affected by the Mediterranean bioclimate. The mean precipitation registered was about 190 mm/year, with a mean temperature of approximately 30 °C (2007 / 2008).

Two experimental plots, consisting of eighteen year old trees with spacing of 24x24 m and divided into six completely randomized blocks, were selected for the experimental research. Each block contained nine “Chemlali” olive trees. On the first experimental plot, TWW was used to irrigate the olive trees at an annual rate of 5,000 m3/ha, by means of a continuous drip irrigation system. This type of irrigation was performed from April to May and from October to December, starting from the crop year 1991/1992. Olive samples were collected in the crop year 2007/2008 in the middle of December; healthy fruit samples (5 Kg) were harvested from each olive tree from each block and immediately brought to the laboratory.

Different mixtures of healthy olives (free from any type of infestation) were prepared by varying the percentage of olives coming from the plot irrigated with treated wastewater (OTWW) and the olives coming from the non-irrigated plot. Ten olive mixtures were finally obtained having the following content of OTWW (%): 5, 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45 and 50%. A sample with no OTWW was used as a control. Mixtures with higher percentages of OTWW were not taken into account as TWW is still not widely used to irrigate olive trees and, therefore, it was not very easy to obtain such a mixture. Besides, since in Tunisian mills olives are kept aside for some days at room temperature before being crushed, these mixtures were processed after 3, 6 and 9 days from their harvesting. Storage condition

Mixtures of healthy fruits were stored in the laboratory at room temperature, in perforated plastic containers for 0, 3, 6 and 9 days. Conditions of storage are detailed in Table 1. Day 0 is taken as reference in determining the effect of olive storage on the quality of olive oil. Chemical characteristics of TWW

TWW has domestic and industrial origins and is typically treated at secondary level using an aerobic biological process that consists of eliminating the



biodegradable matters by their transformation into microbial residues. The pH of the TWW is 7.60, falling within the 6–9 range, which is regarded as appropriate for irrigation reuse (Rattan et al., 2005). Its electrical conductivity was determined to be 6.30 dS/m, indicating a high level of salinity (Weisman et al., 2004). The monthly average values of the biological oxygen demand of the TWW produced in Sfax varies between 22.1 and 114.5 mg of O2/L, values which may exceed the limit fixed by the Tunisian standard (30 mg of O2/L) (Ouali et al., 2008). The chemical oxygen demand varied between 201 and 273 mg of O2/L, which also exceed the limit fixed by the Tunisian standards (90 mg O2/L). These high values of chemical oxygen demand can be explained by considering that treated sewage of Sfax city is a mixture of urban and industrial wastewater.

Suspended solid fluctuates between 39 and 60

mg/L, values always greater than the limit required by the Tunisian standard (30 mg/L). These materials may contain pollutants such as heavy metals (Ouali et al., 2008). TWW was also tested for the phyto-toxicity index by means of the germination index of Lepidium sativum (a plant very sensitive to organic and mineral pollutants) (Zucconi et al., 1981) and for the micro-toxicity. The latter was accomplished by considering the inhibition of the bioluminescence of Vibrio fischeri LCK480 using the LUMIStox system according to ISO/DIS 11348-2 (1998). LUMIStox and germination index of L. sativum tests demonstrated that TWW from Sfax exhibited a high micro and phyto-toxicity (Ellouze et al., 2009). Oil extraction

Olive oil extraction was carried out using an Abencor system. The fresh and stored olives (1.5-2.0 Kg) were crushed by means of a hammer mill and

slowly mixed; without adding any water, at 25 °C for 30 min. The resulting paste was centrifuged at 3500 rpm for 3 min, in order to separate the liquid and solid phases. The liquid phase obtained (containing oil and water) was decanted. The volume of olive oil, resulting from decantation, was filtered in order to eliminate any impurity. All samples were subsequently placed in amber glass bottles and stored in the dark at 4 °C. Analytical indices

Free fatty acids and ultra violet absorbances at 232 and 270 nm were determined according to the European Official Methods of Analysis (EEC, 1991). Fatty acid composition

Fatty acid methyl esters (FAMEs) analysis were carried out after performing alkaline treatment obtained by dissolving the oil (0.05 g) in n-hexane (1 mL) and adding a solution of potassium hydroxide (1 mL; 2N) in methanol (Christie, 1998). FAMEs were analyzed by gas chromatography by means of a Shimadzu 17A gas chromatograph equipped with a flame ionization detector (FID) and a capillary column. The operation conditions were as following: the column temperature was set at 180°C; the injector temperature was set at 230°C; the detector temperature was set at 250°C. The carrier gas was nitrogen with a head pressure of 0.6 bar ; for the FID the pressure of air was at 1.5 bar and the hydrogen pressure 0.8 bar. Separation was accomplished by injecting 1 µl of solution onto a capillary column of 15 m length, 0.32 mm of diameter, with a film thickness of 0.25 µm. The polar stationary phase was cyanopropymethyl/phenylmethyl-polysiloxane 1:1. Peaks were identified by comparing their retention times with those of authentic reference compounds. The fatty acid composition was expressed as relative percentages of each fatty acid calculated using internal standard normalization of the chromatographic peak area. Carotenes and chlorophylls

Chlorophylls and carotenes (mg/Kg of oil) were determined using specific extinction values according to the method of Minguez-Mosquera et al. (1991). Statistical analysis

All analytical determinations were conducted in triplicate. Values of different parameters were

Table 1. Laboratory conditions during olives storage

period.

Temperature (°C) Humidity (%) 15/01/2008 12 62 16/01/2008 10 60 17/01/2008 11 60 18/01/2008 10 54 19/01/2008 10 42 20/01/2008 10 72 21/01/2008 12 64 22/01/2008 14 54 23/01/2008 13 67 24/01/2008 14 69



expressed as the mean ± standard deviation. Significant differences between means (P < 0.05) were determined by Fisher’s test using SPSS software for windows (SPSS 11, USA).

RESULTS AND DISCUSSION

Free fatty acids

The free fatty acid values of the olive oil mixtures that contain a percentage of OTWW lower than 20% and immediately processed after the harvesting were lower than the upper limit of 0.8% established for “Extra Virgin” olive oil by the EEC Regulation no. 702/2007 (European Union Commission 2007), which amends Commission Regulation (EEC) no. 2568/91. In all the other cases these values were in a range between 0.88 and 3.1 (Table 2). Statistical analysis showed that the free fatty acids do not depend on the percentage of OTWW, but is dependent on the duration of storage of the olives. These results are in good agreement with those found by Al-Absi (2008) and Mousa (2010) who have studied the effect of irrigation with industrial wastewater on the quality of oils extracted from three varieties (Nabli, Improved Nabli and Manzanillo), proving that irrigation by this type of water does not affect the free fatty acids of oils from the three studied varieties. In a previous study (Gharsallaoui et al., 2011), it was found that irrigation of the Chemlali olive variety, by treated wastewater, significantly affects the olive oil free fatty acids when the OTWW proportion is 100%, but Bedbabis et al., (2009, 2010a) who studied the effect of the irrigation with treated wastewater (TWW) on the quality parameters of Chemlali olive oil found that irrigation with TWW did not affect the examined oil quality indices (free fatty acids), the mean values of this parameter was lower than the upper limits established for the best commercial olive oil quality designated as extra virgin. Also, Bedbabis et al., (2010b) in a study to investigate the effects of moderate saline water irrigation in the “Chemlali” olive cultivar grown in Sfax, Tunisia, in comparison to a control plot grown under rain-fed conditions, found that irrigation did not affect free fatty acids.

Oxidative state

The specific extinction coefficient at 232 nm wavelength, K232, is related to the primary oxidation of oil and indicates conjugation of poly-unsaturated fatty acid, whereas K270 is related to the secondary

oxidation products and indicates the presence of carboxylic compounds such as aldehydes and ketones (Garcia et al., 1996). Ultra violet-specific extinction determination permits an approximation of the oxidation process in unsaturated oils (Gutierrez et al., 1992).

The values of the coefficients K270 and K232

were between 0.06 and 0.25 for K270 and between 1.12 and 2.31 for K232. Results showed that during the first 3 days of storage primary oxidation products decreases in the majority of samples (Table 2) but, Bedbabis et al., (2009, 2010a) found that irrigation with treated wastewater did not affect the specific ultraviolet absorbance K232 and K270 of the Chemlali olive oil. This phenomenon can be explained by the fact that during this period the primary products (hydroperoxides) are degraded to a secondary oxidation product, which is confirmed by an increase of the coefficient K270 (Olias-Jiménez and Gutiérrez-Gonzàlez-Quijano, 1970). However, between the 3rd and 6th day of storage, the coefficients K232 and K270 increase in all the samples and in all the mixtures (Table 2). This increase can be explained by the fact that the two oxidation reactions continue simultaneously, with a reaction rate equal to that of primary oxidation, which allows the increase of primary oxidation products, even after the transformation of some of these products into secondary oxidation ones. After 6 days of storage, the primary products of oxidation decrease again which means that the secondary oxidation reaction outweighs the initial reaction of oxidation. In conclusion, during the period of olive storage both oxidation reactions continue, with successive dominance of one over the other in turn.

Statistical analysis showed that the olive storage duration and the percentages of OTWW affect the ultra violet light absorbance of the oils. In fact, the oils with a high percentage of OTWW resulted to be more susceptible to the oxidation, especially if fruits were stored before being processed. These results confirm those of Gharsallaoui et al. (2011).

Chlorophylls

Chlorophylls A and B and their oxidation products, pheophytins A and B, are naturally occurring in vegetable oils and are responsible of the greenish colour of the oils. Except for virgin olive oil, where a greenish colour is tolerated, an excessive amount of chlorophyll (> 20 mg/Kg) is considered



Table 2. Evolution of analytical characteristics of oils obtained from different proportion of olives coming from the plot irrigated with treated wastewater (OTWW) olives processed at different times after harvesting.

OTWW percentage Storage time (days)

Free fatty acids (g of oleic acid/100g of oil) K232 K270

0

0 0.56 a,x 1.73 b, x 0.11 a, x 3 0.88 b,x 1.23 a, x 0.13 b, x 6 2.40 c,x 2.22 b, x 0.14 c, x 9 3.10 d,x 2.25 a, x 0.16 d, x

5


10


15

0 0.73 a,x 1.89 b, y 0.13 a, y 3 1.28 b,x 1.41 a, y 0.15 b, y 6 2.10 c,x 2.31 b, y 0.15 c, y 9 2.73 d,x 1.82 a, y 0.16 d, y

20


25


30

0 0.80 a,x 2.20 b, y,z 0.13 a, y 3 1.20 b,x 2.03 a, y,z 0.16 b, y 6 1.92 c,x 1.64 b, y,z 0.16 c, y 9 2.76 d,x 1.56 a, y,z 0.19 d, y

35

0 0.82 a,x 2.02 b, z 0.14 a, z 3 1.30 b,x 2.13 a, z 0.17 b, z 6 2.13 c,x 2.31 b, z 0.21 c, z 9 2.76 d,x 1.56 a, z 0.24 d, z

40


50


Different letters (a-d) within values indicate the significant difference (P < 0.05) between olive storage time (0, 3, 6 and 9 days). Different letters (x,z) within values indicates non significant difference (P < 0.05) between different proportion of OTWW olives (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 50%). Each mixture and each storage time was performed in triplicate K232: Absorbance of the oil at 232 nm and K270: Absorbance of the oil at 270 nm.



undesirable as it is difficult to remove by conventional bleaching processes (Abraham and De Man, 1986). The quantities of chlorophyll found in the oils analysed were low (0.72-1.5 mg/Kg) compared with those found by other authors for the same variety of olives (8.8- 9.67 mg/Kg) (Dabbou et al., 2010; Issaoui et al., 2010) but similar to those of Bedbabis et al., (2010b) who reported chlorophyll contents from 0.46 to 1.28 ppm. These results are not very surprising as the olives were collected in an advanced stage of maturity. Several authors have, in fact, studied the evolution of these pigments with the maturity and have shown that their level is significantly dependent on the harvest period and tend to disappear at the end of maturity (Lazzez et al., 2008; Oueslati et al., 2009). Therefore, olive storage and percentage of OTWW do not affect the oils chlorophyll contents (Table 3).

Results of Gharsallaoui et al., (2011) also

showed that irrigation with treated wastewater did not affect the chlorophyll content, whereas in this study, during storage of the fruit, a transfer of chlorophyll

pigments was not observed, as was the case in a previous study (Gharsallaoui et al., 2011). This can be explained by the fact that the content of these pigments is very low, which limits its transfer during storage. Carotenes

Carotenes are a large group of intense red and yellow pigments found in all plants that photosynthesize. They are vital for the process of photosynthesis and also protect the plant against damage from the free radicals produced during photosynthesis. Virgin olive oil is one of the few vegetable oils consumed in its natural state. Consequently, it is a good source of antioxidants such as polyphenols, α-tocopherol and β-carotene (Rahmani and Saari, 1998). β-carotene is the most important provitamin A source. It is also involved in the oxidative stability of the oil and has a protective role against cancer and cardiovascular diseases (Gimeno et al., 2000). The results obtained (Table 4) have shown that carotene content do not depend on

Table 3. Chlorophyll content (ppm) of the oils obtained from different proportion of olives coming from the plot irrigated

with treated wastewater (OTWW) olives processed at different times after harvesting.

Storage OTWW percentage time (d) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 50

0 0.72 a,x 0.95 a,x 0.97 a,x 0.93 a,x 0.93 a,x 1.18 a,x 0.77 a,x 0.78 a,x 0.76 a,x 0.78 a,x 3 1.08 a,x 1.18 a,x 0.91 a,x 1.07 a,x 1.07 a,x 1.01 a,x 1.09 a,x 0.85 a,x 0.87 a,x 0.91 a,x 6 1.07 a,x 1.50 a,x 1.32 a,x 1.27 a,x 1.30 a,x 1.05 a,x 1.04 a,x 0.99 a,x 0.87 a,x 0.88 a,x 9 1.09 a,x 1.31 a,x 0.97 a,x 1.11 a,x 0.96 a,x 0.95 a,x 0.96 a,x 0.97 a,x 0.90 a,x 0.92 a,x

The same letter (a) within values indicates not significant difference (P ≥ 0.05) between olive storage time (0, 3, 6 and 9 days) The same letter (x) within values indicates not significant difference (P ≥ 0.05) between different proportion of OTWW olives (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 50%). Each mixture and each storage time was performed in triplicate.

Table 4. Carotene content (ppm) in the oils obtained from different proportion of olives coming from the plot irrigated with treated wastewater (OTWW) olives processed at different times after the harvesting.

Storage OTWW percentage time (d) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 50

0 12.95 a,x 11.41 a,x 12.53 a,x 11.82 a,x 12.67 a,x 12.31 a,x 14.25 a,x 9.92 a,x 11.65 a,x 13.86 a,x 3 12.33 c,x 13.08 c,x 13.72 c,x 14.84 c,x 14.25 c,x 13.76 c,x 12.31 c,x 14.31 c,x 15.10 c,x 16.16 c,x 6 17.54 d,x 16.74 d,x 15.82 d,x 15.53 d,x 13.01 d,x 15.34 d,x 14.23 d,x 18.24 d,x 14.75 d,x 12.08 d,x 9 14.08 b,x 16.32 b,x 13.79 b,x 13.06 b,x 12.54 b,x 13.25 b,x 12.64 b,x 13.50 b,x 12.87 b,x 11.72 b,x

Different letters (a-d) within values indicate significant difference (P < 0.05) between olive storage time (0, 3, 6 and 9 days) The same letter (x) within values indicates not significant difference (P ≥ 0.05) between different proportion of OTWW olives (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 50%). Each mixture and each storage time was performed in triplicate.



the percentage of OTWW. On the contrary, it is significantly dependent on the duration of olive storage before the extraction. Moreover, the carotene content increases during the first 6 days of olives storage and declines thereafter. This can be explained by the fact that during the first 6 days of storage there is a transfer of pigments from the aqueous phase of the fruit to the oily phase followed by a degradation of these pigments, probably due to the action of chemical or enzymatic reactions that occur in the fruit. Other authors have also found that some technological and agronomical factors affect the pigment transfer from the paste to the oil fraction (Criado et al., 2007). Fatty acid composition

Olive oil has a characteristic fatty acid composition dominated by oleic acid (C18: 1), a mono unsaturated fatty acid present in large quantities, followed by linoleic acid (C18:2), a poly unsaturated fatty acid, and by palmitic acid (C16: 0), a saturated fatty acid. The quality of an olive oil is

even more attractive when the oleic acid content is high and the percentage of palmitic and linoleic acids are low. The fatty acids analysed were as follows: palmitic acid (C16:0), palmitoleic acid (C16:1), stearic acid (C18:0), oleic acid (C18:1), linoleic acid (C18:2). The results obtained are reported in Table 5. Palmitic acid values range between 17.33 and 18.85%. These values are within the normal range expected for olive oils (Codex Stan 33, 1989) and are similar to those found for Chemlali variety grown in the Sfax region and in the South of Tunisia (Lazzez et al., 2008; Oueslati et al., 2009). Statistical analysis showed that the palmitic acid proportion is independent of the OTWW proportion. This result agrees well with that of (Gharsallaoui et al., 2011) who found that irrigation with treated wastewater has no significant effect on the palmitic acid content. Regarding stearic acid, it shows behaviour similar to that of palmitic acid. The percentages of palmitoleic and linoleic acids cover the normal range expected for olive oils (Rahmani and Saari, 1998) and show significant variance depending on the proportion of OTWW. Bedbabis et al., (2009, 2010a) found a

Table 5. Fatty acid composition (%) of the oils obtained from different proportion of olives coming from the plot irrigated

with treated wastewater (OTWW) olives processed at different times after harvesting. Fatty Storage OTWW percentage acid time (d) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 50

C16 :0

0 18.05 a, x 17.77 a, x 17.81 a, x 17.87 a, x 18.20 a, x 18.29 a, x 18.68 a, x 18.70 a, x 18.85 a, x 18.64 a, x 3 17.53 a, x 17.77 a, x 17.68 a, x 17.98 a, x 18.08 a, x 18.23 a, x 18.39 a, x 18.40 a, x 18.56 a, x 18.47 a, x 6 18.49 a, x 17.51 a, x 17.62 a, x 17.90 a, x 17.96 a, x 18.00 a, x 17.99 a, x 18.50 a, x 18.48 a, x 18.68 a, x 9 17.33 a, x 17.35 a, x 17.40 a, x 17.65 a, x 17.79 a, x 18.13 a, x 18.77 a, x 18.59 a, x 18.58 a, x 18.62 a, x

C16 :1

0 2.01 a, x 2.00 a, x 2.02 a, x 2.02 a, x 2.05 a, y 2.07 a, y 2.13 a, z 2.11 a, z 2.13 a, z 2.08 a, z 3 2.01 a, x 2.05 a, x 1.98 a, x 2.06 a, x 2.06 a, y 2.07 a, y 2.09 a, z 2.11 a, z 2.12 a, z 2.09 a, z 6 2.00 a, x 1.99 a, x 1.99 a, x 2.02 a, x 2.05 a, y 2.03 a, y 2.05 a, z 2.10 a, z 2.07 a, z 2.09 a, z 9 1.98 a, x 1.92 a, x 1.98 a, x 1.98 a, x 2.01 a, y 2.02 a, y 2.05 a, z 2.05 a, z 2.05 a, z 2.05 a, z

C18 :0

0 1.79 a, x 1.76 a, x 1.76 a, x 1.78 a, x 1.75 a, x 1.79 a, x 1.78 a, x 1.82 a, x 1.80 a, x 1.81 a, x 3 1.77 a, x 1.78 a, x 1.79 a, x 1.79 a, x 1.81 a, x 1.81 a, x 1.84 a, x 1.91 a, x 1.83 a, x 1.84 a, x 6 1.86 a, x 1.80 a, x 1.80 a, x 1.81 a, x 1.80 a, x 1.81 a, x 1.82 a, x 1.82 a, x 1.86 a, x 1.84 a, x 9 1.77 a, x 1.79 a, x 1.82 a, x 1.82 a, x 1.80 a, x 1.85 a, x 1.87 a, x 1.90 a, x 1.90 a, x 1.92 a, x

C18 :1

0 59.90 a, z 58.60 a, z 58.01 a, z 57.96 a, y 56.87 a, y 56.70 a, y 56.23 a, x 55.64 a, x 55.07 a, x 55.08 a, x 3 59.08 a, z 57.82 a, z 57.19 a, z 56.40 a, y 56.80 a, y 56.57 a, y 56.02 a, x 56.35 a, x 55.57 a, x 56.01 a, x 6 58.19 a, z 58.40 a, z 58.04 a, z 57.70 a, y 57.18 a, y 57.29 a, y 56.17 a, x 55.51 a, x 56.07 a, x 55.67 a, x 9 59.08 a, z 59.13 a, z 58.50 a, z 58.04 a, y 57.32 a, y 57.11 a, y 56.53 a, x 56.20 a, x 56.05 a, x 55.82 a, x

C18 :2

0 19.34 a, x 19.59 a, x 20.21 a, x 19.45 a, x 20.45 a, x 20.16 a, x 21.16 a, y 20.91 a, y 20.13 a, y 20.65 a, y 3 18.71 a, x 19.60 a, x 19.67 a, x 19.71 a, x 20.23 a, x 20.32 a, x 20.67 a, y 20.72 a, y 20.86 a, y 20.53 a, y 6 19.34 a, x 19.27 a, x 19.47 a, x 19.54 a, x 19.57 a, x 19.83 a, x 19.96 a, y 21.05 a, y 20.48 a, y 20.63 a, y 9 18.83 a, x 18.78 a, x 19.18 a, x 19.47 a, x 20.03 a, x 19.87 a, x 20.23 a, y 20.19 a, y 20.21 a, y 20.61 a, y

The same letter (a) indicate not significant difference (P ≥ 0.05) between olive storage time (0, 3, 6 and 9 days) Different letters (x-z) indicate significant difference (P < 0.05) between different proportion of olives OTWW (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 50%). Each mixture and each storage time was performed in triplicate.



significant increase of palmitic, palmitoleic, linoleic, linolenic and stearic acid contents in plots irrigated with treated wastewater compared to the one treated with well water and a decrease of oleic acid was observed at the end of experimental period. The results obtained lead to the conclusion that irrigation by TWW has the effect of increasing the production of these acids, a finding which led to the work of (Gharsallaoui et al., 2011). Also, Bedbabis et al., (2010b) found that rain-fed virgin olive oils showed a statistically significant higher content of oleic and linoleic acids and virgin olive oils extracted from moderate saline water irrigated trees had higher contents of palmitic, palmitoleic, stearic and linolenic acids.

Finally, considering the results of oleic acid,

mixtures of olives with a high percentage of OTWW gave the lowest amounts of this fatty acid. In fact, the values obtained were very close to the lower limit (55%) established by the Commission Regulation (EEC) no. 2568/91. The value seems to increase slightly in the oils obtained from mixtures stored for longer periods. The statistical study shows that the percentage of OTWW in the studied mixture of olives has a significant effect on content of oleic acid in the oil (P < 0.05). Moreover, it is clear from the statistical study that the fatty acid composition in the oil does not depend on the duration of olive storage before the extraction

CONCLUSION

In Tunisia, the use of wastewater is an

integral part of the national water resources strategy. This kind of water is used to irrigate industrial and fodder crops, cereals, vineyards, citrus and many olive tree plots in different localities. The production of olive trees irrigated by treated wastewater will not be handled alone in isolated mills, on the contrary these olives will be transported to local mills where they will be mixed with fruits from other sources and stored under ambient conditions before the crushing.

In a previous study, Gharsallaoui et al.,

(2011) studied the impact of irrigation with treated wastewater on the oil quality and it was simulated the conditions of pressing in an oil mill where the fruits from plots irrigated with TWW will be mixed with olives from other plots that are not normally irrigated, as is the case for most of the olive tree plots in Tunisia. With the view that the practice of irrigation by TWW is not yet widely used in Tunisia; it is

assumed that the percentage of olives from plots irrigated by OTWW does not, in practice, exceed 50%. The principal objective of this study was to determine at which percentage of OTWW the quality of the oil begins to be affected.

The results obtained in this work, where

normal conditions of olive oil mills were simulated, allowed to conclude that the percentage of olives coming from trees irrigated with treated wastewater (OTWW) does not affect the olive oil free fatty acids; that the percentage of OTWW affects slightly the oil oxidation state; that the percentage of OTWW does not affect the content of pigments (carotene and chlorophylls); that the increase of OTWW percentage has the effect of increasing the percentage of palmitoleic, linoleic and linolenic acid, whereas it has the effect of decreasing the percentage of oleic acid. Also, olive storage has a detrimental effect on oil quality.

The effect of irrigation with treated wastewater begins to appear from 20% of OTWW for the C16: 1 content and a percentage of 15% of OTWW for the C18: 1 content. It begins to affect the oil content of C18: 2 from an OTWW proportion of 30%.

With respect to the oxidation state of oils, the effect of irrigation by TWW begins to appear when the proportion of OTWW exceeds 15%. The mixture of olives from plots irrigated by treated wastewater with olives from other sources can be done without harming the quality of oil provided it does not exceed 20% of OTWW.

ACKNOWLEDGMENTS

This research was supported by the Tunisian

Ministry of Higher Education, Scientific Research and Technology and the Institution of Agricultural Research and Higher Education (IRESA).

LITERATURE CITED

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Nota Técnica


Efecto de la quitosana sobre el cultivo de tabaco (Nicotiana tabacum Lin.) en condiciones edafoclimáticas del municipio Guisa, Granma, Cuba

Effect of chitosan on tobacco (Nicotiana tabacum Lin.) under edaphoclimatic conditions at Guisa municipality,

Granma, Cuba

Luis Alberto ARAUJO AGUILERA , Cristina Idalmis RODRÍGUEZ ARCIA y Luis Gustavo GONZÁLEZ GÓMEZ

Centro Meteorológico Provincial. Carretera Vía Santiago de Cuba, Km 3 ½. Bayamo, Granma, Cuba.

E-mail: [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

El trabajo se realizó en condiciones de producción, en un área tabacalera sobre un suelo Fluvisol con la variedad de tabaco Habana 92, bajo condiciones edafoclimáticas en el Municipio Guisa, Provincia de Granma Cuba, en la campaña 2011-2012, con el objetivo de evaluar la respuesta agronómica del cultivo de tabaco a la aplicación de quitosana. Para ello se realizó un experimento donde se aplicó una dosis de 300 mg.ha-1 de este bioestimulante a 0,5 ha del área sembrada y 0,5 ha sin aplicación del producto. La primera medición se realizó al momento de la aplicación y la segunda al momento de la cosecha, a diez plantas, seleccionadas al azar, en las que se evaluaron: altura de la planta, número de hojas, longitud y ancho de la hoja y rendimiento agrícola. Para el análisis estadístico se utilizó un análisis de varianza de clasificación simple y donde existió diferencias significativas se aplicó la prueba de comparación simple de t-student con p ≤ 0,05 mediante el paquete estadístico Statistica versión 8.0. Se demostró la influencia que la quitosana ejerció en las cuatro variables del crecimiento evaluadas, debido a que en todos los indicadores, al aplicar el bioestimulante fueron superiores con respecto al control, aunque no se encontraron diferencias significativas para el rendimiento agrícola. Palabras clave: Quitosana, bioestimulante, tabaco, rendimiento, altura de plantas, caracteres foliares

ABSTRACT The study was carried out in production conditions, in a tobacco area on a Fluvisol soil with tobacco variety Habana 92, under edaphoclimatic conditions at Guisa municipality. Granma Province, Cuba, in the period 2011-2012, with the objective to evaluate the agronomic response of the tobacco crop to the application of chitosan. For this, an experiment was carried out where a dose of 300 mg ha-1 of this biostimulant was applied to 0.5 ha of the planted area and 0.5 ha without application of product. The first measurement was made at the chitosan application time and the second one at harvesting to ten random selected plants which were evaluated for plant height, leaf number and leaf length and wide and agronomic yield. For statistical analysis a simple classification analysis of variance was used and where differences existed the t-student simple comparison test was applied with p ≤ 0.05 using the statistical package Statistica version 8.0. It was shown the influence that chitosan exerted on the four variables of growth evaluated, due to that in all indicators, the biostimulant application caused higher values in comparison to the control, although there was not any significant differences between application treatment vs. not application for agronomic yield. Key words: chitosan, biostimulant, tobacco, yield, plant height, foliar traits

INTRODUCCIÓN

Los bajos rendimientos agrícolas en la

producción tabacalera en el municipio Guisa, no superan 1 t ha-1, siendo el potencial de las variedades empleadas muy superior, por lo que la búsqueda de alternativas para incrementar estos rendimientos constituye hoy nuestro principal problema. La aplicación de quitosana en el cultivo del tabaco, puede ser una de ellas, para mejorar la respuesta

agronómica de las plantas de tabaco en condiciones del municipio Guisa e incrementar los rendimientos.

La Empresa de Acopio Beneficio y Torcido del Tabaco de Granma es productora de tabaco de la región oriental de Cuba donde se prevé sembrar en cada campaña más de 2.000 ha, con un rendimiento promedio de 1,5 t .ha-1, concentrando como la principal forma de cultivo en el tabaco sol en palo, siempre que sea capaz de dar un uso racional y

http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

Araujo Aguilera et al. Efecto de la quitosana sobre el cultivo de tabaco en condiciones edafoclimáticas de Guisa, Cuba


adecuado a los recursos naturales (agua y suelo) actualmente en esta forma de producción, los rendimientos son bajos (Carbonell, 2011. Comunicación Personal. EABTT Granma. MINAGRI).

El grupo de Productos Bioactivos del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), Cuba, en colaboración con grupos de investigación de otras instituciones del país, desarrolla diferentes productos para la agricultura como biofertilizantes, enraizadores y activadores del crecimiento y la protección de las plantas (Falcón et al., 2005; 2010). En la última década el grupo ha trabajado en el desarrollo de un activador de las plantas a base de quitosanas extraídas del exoesqueleto de la langosta cubana. Algunos de estos quitosacáridos han sido evaluados como activadores del crecimiento y los rendimientos de cultivos de interés agrícola con resultados promisorios (Falcón et al, 2005; Falcón 2009).

El objetivo fue evaluar la respuesta

agronómica del cultivo del tabaco a la aplicación de la quitosana, en condiciones edafoclimáticas del municipio Guisa, Provincia Granma, Cuba.


El trabajo se realizó en un área tabacalera ubicada a los 20º 15´ 49" de latitud norte y 76º 32´ 40" de longitud oeste, municipio Guisa, Provincia de Granma, Cuba, sobre un suelo Fluvisol, en la campaña 2011-2012, utilizando la variedad Habana-92.

La preparación del suelo, y atenciones culturales se realizaron según el Manual Técnico para el cultivo del tabaco negro al sol, recolectado en hojas y mancuernas (MINAGRI, 2001) y (Espino Marrero, 2002); las plagas y enfermedades se controlaron según la Guía para el cultivo del tabaco 2011-2012 (Espino Marrero, 2011). Las principales variables meteorológicas se tomaron del registro climatológico del Centro Meteorológico Provincial, perteneciente a la delegación del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA) provincial

El área de la investigación fue de 1 ha, en la

que se aplicó a 0,5 ha quitosana a una dosis de 300 mg.ha-1 [dosis seleccionada a partir de los resultados obtenidos por Araujo Aguilera y González Gómez (2011) y Garcés, (2011)] y 0,5 ha sin aplicación del producto. La plantación se estableció el 25 de noviembre de 2011 y se aplicó la quitosana de forma

foliar a los 20 días después del trasplante (15 de diciembre), con una asperjadora de 18 litros de capacidad (Marca Matabi), humedeciendo toda la planta, en las primeras horas de la mañana.

Antes de la aplicación del bioestimulante y en

el momento de la cosecha, se seleccionaron diez plantas al azar, donde se aplicó o no el producto, para evaluar los indicadores del crecimiento, según la metodología de Torrecilla et al., (1980): longitud de la hoja (cm), desde la base hasta el ápice de las hojas, ancho de la hoja (cm) en su parte más ancha, altura de la planta (cm), desde la base del tallo hasta la parte apical y número de hojas/planta.

Después de la cosecha, se determinó además

la masa seca (g) y a partir de estos datos se calculó el rendimiento (t ha-1), calculado sobre la base ponderada, utilizando una densidad de plantación de 42.000 plantas ha-1. El método de cosecha utilizado fue sol en palo.

Para el pesaje de la masa seca se utilizó una

pesa de mano, pesando 10 cujes por separado [Vara recta de madera redonda donde se colocan las hojas de tabaco ensartadas o en mancuernas para su curación y enjaulado (Torrecilla Guerra, 2012)] y con estos datos se obtuvieron los rendimientos en el área donde se aplicó la quitosana y en el área del control.

El método de cosecha utilizado fue sol en

palo, el cual consiste en un sistema de recolección que se hace en el tabaco negro cultivado al sol, en vez de ensartado. Este sistema de recolección se hace en trozos, es decir, en mancuernas, este tabaco es destinado para la producción nacional de puros y para la exportación en ramas (Torrecilla Guerra, 2012).

En el procesamiento estadístico se utilizó un análisis de varianza de clasificación simple y donde existieron diferencias significativas se aplicó la prueba de comparación simple de t-student con p ≤ 0,05% mediante el paquete estadístico Statistica versión 8.0.


En el Cuadro 1 se observa el comportamiento de las variables climáticas durante el experimento.

Las temperaturas promedio mensuales, se comportaron dentro del rango permisible para el tabaco. Espino Marrero (1998) señaló que la temperatura óptima para el tabaco varía entre 18-28



°C, este factor incidió favorablemente en el desarrollo del cultivo.

La humedad relativa se comportó dentro del rango establecido, excepto en el mes de diciembre. Llanos (1969), demostró que las hojas se producen más finas y con menos nerviaciones cuanto mayor es la humedad relativa, en cuanto a la temperatura encontró que la óptima para el crecimiento del tabaco es entre 18 y 28 °C y por debajo de 14 °C el desarrollo es lento. Si se observan los datos durante la ejecución del experimento los valores obtenidos, están en los señalados anteriormente, por otro lado Marí y Hondal (1991), señalan rangos idóneos para este cultivo, que están en correspondencia con los obtenidos, estos autores refieren que el cultivo del tabaco requiere de una combinación favorable de condiciones climáticas, entre ellas la humedad relativa que debe ser de 70%, aunque otros autores consideran aceptables hasta un 85%.

Al evaluar las plantas en el momento de la aplicación de la quitosana, no existieron diferencias significativas con relación a la altura de las plantas, en las dos áreas, como se observa en la Figura 1, lo que indica uniformidad de ambas plantaciones antes de comenzar el producto a ejercer su efecto.

La altura de las plantas es una variable muy importante en la calidad de las plantaciones de tabaco, si se observa la Figura 2 se aprecia que existió diferencia significativa entre los tratamientos evaluados, es decir donde no se aplicó el producto (Tratamiento control) y el tratamiento donde se aplicaron los 300 mg.ha-1 de quitosana.

Estos resultados superan a los obtenidos por

Garcés (2011), y están por debajo a los reportados en otras variedades como la Habana 2000 y SS-96, señalados por González (2006) al evaluar tres dosis de Biobras-16 (el ingrediente activo es un análogo espirostánico de brasinoesteroide de fórmula global C27H42O5) y Mariña et al., (2010), al evaluar el Fitomas E (una mezcla de sales minerales y

sustancias bioquímicas de alta energía como aminoácidos, bases nitrogenadas, sacáridos y polisacáridos biológicamente activos) en la variedad Habana 2000.

Los resultados alcanzados cuando se aplicó

quitosana superan significativamente al tratamiento control en el momento de la cosecha, al evaluar el número de hojas por plantas según se observa en el Cuadro 2.

En el momento de la aplicación no existió diferencias significativas entre las dos áreas, pero al evaluar este indicador en el momento de la cosecha se observa que hubo un incremento de alrededor de 12 hojas donde se aplicó la quitosana y de 11 hojas donde no se aplicó. Estos resultados superan a los obtenidos por Garcés (2011). Resultados obtenidos con otros bioestimulantes por González (2004), reflejan que son similares cuando se aplicó Biobras 16.

Cuadro 1. Variables meteorológicas mensuales, durante el periodo de estudio en el municipio Guisa, Granma, Cuba.

Año Mes Temperatura máxima (°C)

Temperatura mínima (°C)

Temperatura media (°C)

Humedad Relativa (%)

2011 Octubre 32,9 21,8 26,2 84 2011 Noviembre 31,2 18,9 24,1 81 2011 Diciembre 30,2 17,8 23,3 80 2012 Enero 30,5 16,4 22,8 76

Figura 1. Altura de las plantas (cm) de tabaco (Nicotiana tabacum Lin.) al momento de la aplicación de quitosana en el municipio Guisa, Granma, Cuba. Ex: Error estándar. Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales de acuerdo a la prueba de t student (p ≤ 0.05).

http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtml



Los resultados que se describen en el Cuadro 3, ponen de manifiesto que la quitosana actuó favorablemente sobre el ancho de las hojas, debido a que en el momento de su aplicación no existía diferencias significativas, sin embargo, al momento de la misma si y el incremento donde se aplicó la quitosana fue de 15,17 cm por sólo 11,48 cm, aspecto que incide en la clasificación de la hoja por tamaño lo que le atribuye más calidad. Se pone de manifiesto lo planteado por El Haldrami (2010), sobre la incidencia de este polímero en la promoción del crecimiento y desarrollo de varios cultivos debido a que se observó un rápido efecto al aplicar la quitosana en las plantas de tabaco, debido probablemente a que la quitosana influyó en la activación de la división celular y la elongación de la pared celular.

En el Cuadro 4 se observa la influencia de la quitosana sobre la longitud de las hojas, se puede valorar el efecto al alcanzar valores altos para la región oriental del país, debido a que esta variedad puede alcanzar un máximo de 54 cm (Espino Marrero, 2011) y en este caso se alargaron como promedio hasta los 50 cm, aspecto decisivo en la calidad de este cultivo, difiriendo significativamente con el tratamiento control y con un incremento desde que se aplicó hasta la cosecha de 30,64 cm, superando al control por 9 cm. Costales (2010) indicó que la quitosana tiene un efecto sobre la división celular. Esto pudiera deberse a los mecanismos de acción de la quitosana, actuando como bioestimulante, con la presencia de auxinas y aminoácidos de acción auxínica, cuya función puede incidir en el sistema foliar e indirectamente desencadena procesos en las

plantas que hacen que puedan acceder más eficientemente a los nutrimentos que están en el suelo y por otra parte los mecanismos de defensa de las planta ante las plagas se incrementan.

En condiciones experimentales al aplicar esta

dosis de quitosana, alcanzó valores de 50,86 cm (Garcés, 2011), valorado como muy positivo al estar el experimento en condiciones de producción.

Estos resultados coinciden con Beltrán (2007), al evaluar dosis de quitosana en la variedad

Cuadro 2. Número de hojas/planta de tabaco (Nicotiana tabacum Lin.) en el municipio Guisa, Granma, Cuba. Número de hojas/planta Tratamientos Momento de aplicación Momento de recolección Incremento Sin aplicación de quitosana 6,4 a 17,3 b 10,9 Aplicación de 300 mg/ha de quitosana 6,8 a 18,7 a 11,9 Error estándar 0,183 0,251 Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de t student (p ≤ 0,05).

Cuadro 3. Ancho de las hojas (cm) de las plantas de tabaco (Nicotiana tabacum Lin.) en el municipio Guisa, Granma, Cuba.

Ancho de las hojas (cm) Tratamientos Momento de aplicación Momento de recolección Incremento (cm) Sin aplicación de quitosana 12,87 a 24,35 b 11,48 Aplicación de 300 mg/ha de quitosana 12,68 a 27,85 a 15,17 Error estándar 0,276 0,439 Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de t student (p ≤ 0,05).

Figura 2. Altura de las plantas (cm) de tabaco (Nicotiana tabacum Lin.) al momento de la cosecha en el municipio Guisa, Granma, Cuba. Ex: Error estándar. Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de t student (p ≤ 0,05).



Habana 2000 en el municipio Yara, y con los obtenidos por Días (1995) al evaluar el efecto de brasinoesteroides DDA-6 en el cultivo del tabaco.

Como se observa en el Cuadro 5, no

existieron diferencias significativas entre el área donde se aplicó o no el producto quitosana, aunque Scovino y Robaina (1998), plantean que cuando se aplican bioestimulantes en los cultivos existe un incremento del 5 %, el cual justifica los gastos de aplicación y costo, si se tiene en cuenta que el polímero aplicado tiene un valor de 12,00 pesos el gramo.

Incrementos en el rendimiento al aplicar quitosana en tabaco fueron reportados por Garcés (2011) en la variedad Habana 2000, Beltrán (2007) y Guerra (2009) en las variedad Habana 92, en tres regiones de Granma.

Otros experimentos con bioestimulantes en el

cultivo del tabaco reportan incrementos en el rendimiento, como lo obtenido por Caballero (2003), en la región central del país, al señalar valores de 2,02 a 2,26 t ha-1 y Rivero et al., (2006) valores de 2,58 t ha-1 para la variedad Habana 2000 en la provincia Granma cultivadas bajo tela la primera y a pleno sol la segunda, aunque Santos (2008), refiere que esta variedad puede alcanzar 2,5 t.ha-1 cuando se cultiva a pleno sol. En el año 2005 los rendimientos en la provincia no alcanzaron la tonelada por hectárea, por lo que la aplicación de la quitosana, puede constituir una alternativa viable para incrementar los rendimientos.

Cuellar (2001), valoró diferentes dosis del

bioestimulante Biostan (derivado del vermicompost que posee hormonas que favorecen el crecimiento de las plantas, la floración y la fijación de flores y frutos) y la dosis más alta empleada fue la de mejor comportamiento (6 mg ha-1) superando al testigo en 1,23 t ha-1, en este caso se incrementó en 0,29 t ha-1, lo que representa un 20 %, en la dosis 300 mg ha-1 lo que llevado a ganancia representa un valor alto para el

productor. Por lo que la aplicación de quitosana constituye otra fuente alternativa para incrementar los rendimientos en el cultivo del tabaco en la Empresa de Acopio, Beneficio y Torcido del Tabaco de Granma.

CONCLUSIONES

Se demostró la influencia que la quitosana

ejerció en las cuatro variables del crecimiento evaluadas, debido a que en todos los indicadores, al aplicar el bioestimulante fueron superiores con respecto al control, aunque no se encontraron diferencias significativas para el rendimiento agrícola.

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Cuadro 4. Longitud de las hojas (cm) de las plantas de tabaco (Nicotiana tabacum Lin.) en el municipio Guisa, Cuba. Longitud de las hojas (cm) Tratamientos Momento de aplicación Momento de la recolección Incremento (cm) Sin aplicación de quitosana 21,42 a 43,10 b 21,68 Aplicación de 300 mg/ha de quitosana 20,21 a 50,85 a 30,64 Error estándar 0,368 0,85 Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de t student (p ≤ 0,05).

Cuadro 5: Rendimiento (t.ha-1) en el cultivo de tabaco

(Nicotiana tabacum Lin.) en el municipio Guisa, Cuba.

Tratamientos Rendimiento (t.ha-1) Incremento Sin aplicación de quitosana 1,19 a -------

Aplicación de 300 mg/ha de quitosana 1,48 a 0,29

Error estándar 0,431 Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales de acuerdo a la prueba de t student (p ≤ 0.05).



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Efecto de productos biorracionales en la incidencia de hongos y concentración de aflatoxinas en maíz blanco cultivado en Sinaloa, México

Effect of biorrational products on the incidence of fungus and aflatoxins concentration in white corn grown in

Sinaloa, Mexico

Cipriano GARCÍA GUTIÉRREZ 1 , Glenda Judith LIZÁRRAGA SÁNCHEZ 2, Adolfo Dagoberto ARMENTA BOJÓRQUEZ 1 y Miguel Ángel APODACA SÁNCHEZ 2

1Instituto Politécnico Nacional (IPN), Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral

Regional (CIIDIR) Unidad Sinaloa. Comisión de Operación y Fomento de Actividades Académicas (COFAA). Bulevar Juan de Dios Bátiz Paredes No 250, Colonia San Joachin. C. P. 81000. Guasave, Sinaloa, México y

2Escuela Superior de Agricultura del Valle del Fuerte (ESAVF), Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS). Calle 16 Avenida Japaraqui S/N C.P. 81110. Juan José Ríos, Ahome, Sinaloa, México.

E-mails: [email protected] y [email protected]. Autor para correspondencia


RESUMEN En Sinaloa México la pudrición de la mazorca del maíz es una enfermedad que causa pérdidas mayores al 30%. Recientemente se ha asociado el ataque de insectos plaga como gusano cogollero del maíz Spodoptera frugiperda (J.E Smith), con la posterior invasión de hongos que en su conjunto causan la enfermedad. Por esta razón, se evaluó en campo el efecto de cinco fungicidas biorracionales; Bacillus subtilis (Cohn), Trichoderma harzianum (Rifai), Beauveria bassiana (Balsamo), Glomus fasciculatum (Thaxter), sales de potasio de formononetina y ácido salicílico, sobre la incidencia y severidad de la enfermedad, utilizando un diseño de bloques completamente al azar. Se identificó a las especies involucradas en la enfermedad y se determinó la concentración de aflatoxinas [B1y G1] de los granos cosechados en cada tratamiento. Los tratamientos con menor porcentaje de incidencia y severidad fueron los hongos B. bassiana (4,7 y 3,6%, respectivamente) y G. fasciculatum (6,0 y 3,8%, respectivamente), ambos presentaron diferencia significativa respecto a los demás tratamientos incluyendo el testigo. Se identificó a Fusarium verticillioides (Sacc), Aspergillus sp. y Penicillium pinophilum (Hedgcock) como los principales agentes asociados a la enfermedad, con mayor predominio de F. verticillioides sobre Aspergillus sp., y P. pinophilum. No hubo diferencia significativa en la concentración de aflatoxinas (α = 0,05), así mismo los hongos no sobrepasaron los niveles de tolerancia (20 μg/kg) de la Norma Oficial Mexicana. Este conocimiento permitirá implementar el uso de los productos biorracionales G. fasciculatum y B. bassiana para el control de la enfermedad en Guasave Sinaloa, México. Palabras clave: Biorracionales, aflatoxinas, Fusarium, maíz

ABSTRACT

In Sinaloa Mexico cob rot of maize is a disease that causes major losses to 30%. Recently it has been associated with the onset of insect pests as armyworm Spodoptera frugiperda (J.E Smith), with the subsequent invasion of fungi which together cause the disease. For this reason, we evaluated in field the effect of five biorracionales fungicides, Bacillus subtilis (Cohn), Trichoderma harzianum (Rifai), Beauveria bassiana (Balsamo), Glomus fasciculatum (Thaxter), potassium formononetin and salicylic acid on the incidence and severity of the disease, using a block design completely randomized. Were identified the species involved in the disease and the concentration of aflatoxin [B1 and G1] of grain harvested in each treatment. Treatments with lower percentage of incidence and severity were the fungi B. bassiana (4.7 and 3.6%, respectively) and G. fasciculatum (6.0 and 3.8%, respectively), both showed significant difference compared to the other treatments including the control. Fusarium verticillioides were identified (Sacc), Aspergillus sp. and Penicillium pinophilum (Hedgcock) as major agents associated with the disease, with higher prevalence of F. verticillioides on Aspergillus sp., and P. pinophilum. There was no significant difference in aflatoxin concentration (α = 0.05), likewise fungi did not exceed the tolerance levels (20 mg / kg) of the Official Mexican Standard. This knowledge will implement the use of biorational G. fasciculatum and B. bassiana for control of this disease in Guasave Sinaloa, México. Key words: Biorrationals, aflatoxins, Fusarium, corn

García Gutiérrez et al. Efecto de productos biorracionales en la incidencia de hongos y concentración de aflatoxinas en maíz


INTRODUCCIÓN El maíz (Zea mays L.) es uno de los alimentos

más importantes en México, y en 2006 la producción fue de 21,3 millones de t (SIAP/SAGARPA, 2009). En la región maicera del norte del Estado de Sinaloa se cultivan 200.000 ha de maíz blanco en los ciclos de primavera-verano y otoño-invierno, donde se observa una alta incidencia de pudrición de la mazorca, causada por hongos de los géneros Fusarium y Penicillium, en Sinaloa el género Giberella produce el tizón en plántulas y la pudrición del tallo del maíz afectando también a los granos pequeños, mientras que el hongo Fusarium verticillioides (Sacc.) causa un moho blanco-rosado en la mazorca (INIFAP-CEVAF, 2003).

Por otro lado, se ha observado que la

pudrición de mazorcas o fusariosis está asociada al ataque del gusano cogollero Spodoptera frugiperda (J.E Smith), gusano elotero Heliothis zea (Boddie) y Euxesta stigmatias (Loew), esto debido a sus hábitos de penetrar la mazorca y los tallos, contribuyendo a la dispersión del hongo (Paliwal et al., 2001).

Gallardo Reyes et al., (2006) realizaron un estudio en el estado de Sonora para identificar a los hongos asociados a granos de maíz de maíz, a partir de 76 muestras de maíz, los géneros encontrados fueron: Siete especies de Fusarium, predominando F. verticillioides, así como Aspergillus, Penicillium y Alternaria.

Quintero Benítez y Apodaca Sánchez (2008)

señalan que en la región Norte de Sinaloa la pudrición de la mazorca del maíz no rebasa el 10% de incidencia y que los daños al cultivo están asociados al ataque de insectos, con la posterior invasión de Fusarium y levaduras. La presencia de estos y otros microorganismos en el grano limitan su comercialización, ya que el nivel tolerable de contaminación es de 5% de daño permisible, constituyendo también un problema de salud pública por la presencia de micotoxinas que producen los hongos cuando su incidencia es alta.

Palmgren y Hayes (1987) mencionan que en el maíz las aflatoxinas son sintetizadas principalmente por Aspergillus flavus (Alexopoulos) y Aspergillus parasiticus (Speare). Se conocen 20 aflatoxinas diferentes, pero solo las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 provienen de sustratos contaminados por Aspergillus spp. Las aflatoxinas tipo B se caracterizan por la

fusión de un anillo ciclo pentanona a uno de lactona de la estructura cumarina, la aflatoxina B1 es la más frecuente y tóxica. Las aflatoxinas tipo B presentan fluorescencia azul y las de tipo G lo hacen de color verde, cuando se les observa con luz ultravioleta a 365 nm (IARC, 1982). Las toxinas G tienen un anillo lactona fusionado en lugar del ciclo pentanona (Viquez et al., 1994). Algunos estudios han demostrado que los nutrientes y el tipo de sustrato son importantes en la producción de aflatoxinas, la cual se estimula por un alto nivel de carbohidratos y un bajo nivel de proteínas; los carbohidratos proveen los dos carbonos precursores para la síntesis de la toxina, por lo que el maíz blanco se considera un buen sustrato para la producción de aflatoxinas, debido a su alto contenido de carbohidratos y bajo contenido de nitrógeno (Viquez et al., 1994). Los productos biorracionales son sustancias derivadas de microorganismos, plantas o minerales; análogas a las naturales y se caracterizan por tener algún efecto favorable en las plantas y efecto negativo en insectos plaga y patógenos. Poseen baja toxicidad a los humanos y otros vertebrados, por lo que son una alternativa para sustituir de forma gradual el uso de plaguicidas químicos y contribuir a una producción más sana (García Gutiérrez et al., 2012).

Algunos de estos productos son la bacteria Bacillus subtilis (Cohn), la cual se ha utilizado en pre y pos cosecha para el control de patógenos en aguacate (Ehremberg), teniendo un efecto tóxico similar al de los fungicidas comerciales, además de actuar como antagonista de hongos patógenos (González y Fragoso, 2002; Korsten et al., 1997). También se sabe que el hongo Trichoderma spp., es capaz de controlar, a través de la competencia y depredación, a una amplia gama de fitopatógenos incluyendo a Pythium spp., Rhizoctonia solani (Kohn), Fusarium spp., Botrytis cinerea (De Bary), Phytophthora spp., Sclerotium rolfsii (Sacc.), Sclerotinia homoeocarpa (Mitkowski) y Alternaria alternata (Keissl) (Harman, 2000; Cook y Baker, 1989; Sánchez, 2001).

Respecto a G. fasciculatum se sabe que las

plantas desarrollan asociaciones micorrízicas que les confieren mayor capacidad para absorber nutrientes del suelo (Miller y Allen, 1992). Una planta con niveles nutricionales satisfactorios produce metabolitos secundarios, los cuales tienen un papel fundamental en los mecanismos de defensa de la planta contra el ataque de patógenos e insectos.



Por otro lado, compuestos sistémicos como el ácido salicílico (AS) también promueven los mecanismos de defensa en las plantas, induciendo la producción de quitinasas, beta-1,3-glucanasas, ácido jasmónico, letucinina, y rishitina, que la protegen contra patógenos e insectos (López, 1984). La aplicación de AS en tomate, protegió a la planta contra el tizón tardío Phytophthora infestans (Mont) y la peca bacteriana del tomate Pseudomonas syringae pv. tomato (Van Hall).

Con base en lo anterior, el presente trabajo

tuvo por objetivo: Evaluar el efecto controlador de la aplicación de cinco productos fungicidas biorracionales en la disminución de la enfermedad e Identificar a los principales agentes que causan la pudrición de la mazorca del maíz, así como conocer los niveles de aflatoxinas en grano del maíz blanco cultivado en Sinaloa, México.


El trabajo se realizó en el Campo Experimental Valle del Fuerte (CEVAF) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) en Juan José Ríos Sinaloa, km 1609 de la carretera México-Nogales, situado en los 25°05’ Latitud Norte y 108°38’ Longitud Oeste.

Efecto de biorracionales sobre la incidencia y severidad de agentes que causan la pudrición de la mazorca del maíz

Se probaron 10 tratamientos (Cuadro 1). El trabajo se realizó en primavera-verano de 2009, la preparación del terreno se hizo de acuerdo a la tecnología utilizada por los productores de maíz en la región (INIFAP CEVAF, 2003). Se depositaron 7 semillas de maíz hibrido Bisonte (Asgrow®) por metro lineal, sobre el lomo del surco húmedo, en hilera simple a 80 cm entre surcos, obteniendo una densidad aproximada de 90.000 plantas ha-1. Se empleó un diseño de bloques completamente al azar con diez tratamientos y tres repeticiones. Cada una de las 30 unidades experimentales consistió de cuatro surcos de 0,8 x 10 m; la parcela útil fue de dos surcos centrales para evitar el efecto de borde en cada unidad experimental de 7x1,60 m (11,2 m2).

Se evaluó incidencia y severidad de la pudrición de mazorcas, se identificó a los agentes causales de la enfermedad y se determinó la concentración de aflatoxinas. En el Cuadro 1 se presentan los tratamientos, dosis y forma de aplicación de los biorracionales en los lotes.

Para determinar la incidencia de los hongos

asociados a los granos recién cosechados en las Cuadro 1. Tratamientos biorracionales probados en maíz (Zea mays L.) híbrido Bisonte contra la pudrición de la mazorca, en

Juan José Ríos, Sinaloa México, 2009. Tratamiento Dosificación Método de aplicación Bacillus subtilis 1 1,0 x 108 ufc/ml Semilla Beauveria bassiana 2 2,99 x 107 ufc/ml Semilla B. bassiana 2,99x107 ufc/ml Follaje a los 20 dds B. bassiana 2,99x107 ufc/ml Semilla y follaje Glomus fasciculatum 3 30 g/kg de semilla Semilla Sales de potasio de formononetina (SPF) 4 30 g/kg de semilla Semilla G. fasciculatum + SPF 30 g/kg de semilla Semilla Trichoderma harzianum 5 30 g /kg de semilla Semilla Ácido salicílico 3.0 g/l Aspersión al follaje a los 20 y 35 dds Control - - 1Aislado CINVESTAV 1-Irapuato 2 Aislado HM-04 CIIDIR-SINALOA 3Aislado CINVESTAV-Irapuato (1000 esporas/100g de inoculo) 4 Inductor de Micorrización Myconate® Plant Health Care 5Aislado T-22® (KRL-AG2) Plant Health Care 6dds: Días después de la siembra Se utilizó una solución azucarada de refresco Coca Cola® como adherente en las semillas. Las aspersiones de B. bassiana y del ácido salicílico se dirigieron al cogollo de la planta.



plantas de maíz, se tomó una muestra de 40 semillas de cada uno de los tratamientos del lote experimental de maíz (Cuadro 1).

Las semillas se sumergieron en una solución de hipoclorito de sodio al 2% por 3 min y se lavaron tres veces con agua destilada estéril, se secaron en condiciones asépticas y se colocaron en cámara húmeda sobre charolas para incubarlas por dos días a temperatura ambiente (32 °C) y propiciar la germinación. A los cinco días se colocaron en un refrigerador a -4 °C durante 24 horas, con el fin de inactivar la germinación del embrión, después las semillas se colocaron a 22 °C bajo luz difusa para activar el desarrollo de los hongos. A los 10 días se observaron e identificaron las colonias de hongos que crecieron en los granos, mediante un estéreo microscopio Marca Leica ® (20 y 40X).

La severidad de la pudrición de mazorca se determinó cuando el grano se cosecho, se obtuvo el promedio de mazorcas podridas de la parcela útil, mediante la escala de severidad: 0 = sin daños; 1 = 1-20% de daño; 2 = 21-40% de daño; 3 = 41-60% de daño; 4 = 61-80% de daño y 5 = 81-100% de daño (Briones, 2007).

Identificación morfológica y molecular de hongos asociados a granos de maíz.

Los aislados de Fusarium spp. fueron obtenidos de la colecta de mazorcas de maíz en parcela experimental del lugar de estudio, estas se preservaron en arena estéril, las colonias fueron sembradas en cajas Petri con medios de cultivo agar papa dextrosa (PDA). Las placas se mantuvieron a 22 °C durante 20 días para observar el color de la colonia y la formación de clamidosporas típicas del género. Trozos de hojas de clavel (± 6 cm2) fueron lavados con detergente y agua se deshidrataron en un horno durante 30 min y se envolvieron en papel aluminio para su esterilización en autoclave (120 °C por 15 min). Se elaboró medio base y se vació a 40 °C en las cajas Petri. Se colocaron los trozos de hoja de clavel sobre la superficie del medio semi-gelificado. El inóculo se esparció sobre las placas para inducir el crecimiento del hongo (Leslie, 2006). Se usó también el medio CLA+KCl (Carnation Leaf Agar + Cloruro de Potasio), su preparación fue similar al anterior con la diferencia de la adición de KCl; a los 15 días se cuento el número de microconidios en cadena. Para la identificación morfológica de todos los aislados, a nivel de género, se utilizó el manual de Barnett y

Hunter (1998), mientras que para la identificación de especies de Fusarium se tomaron los criterios de Booth (1971), así como los de Leslie y Summerell (2006). La identificación de Aspergillus y Penicillium fue como se describió en la parte de obtención de granos cosechados para estudiar la incidencia de los agentes que causan la enfermedad.

Para la identificación molecular de los principales hongos asociados a las mazorcas la extracción del material genómico se hizo a partir de micelio, las muestras fueron, GF1S y GF2, Ga3 y Gp3. El DNA obtenido (1 µl) fue utilizado como molde en una reacción de PCR utilizando los oligonucleótidos ITS1 e ITS4 (White et al., 1990). La mezcla de reacción fue con el primer ITS1 (5` TCCGTAGGTGAACCTGCGG 3`); 1pmol de primer ITS4 (5`TCCTCCGCTTATTGATATG 3`). El tamaño del producto fue de 600-650 pb. Se usó un termociclador (BIORAD MyCycler) para amplificar la reacción.

La clonación de DNA se llevó a cabo usando el kit de fluorescencia Quant-It dsDNA HS (Invitrogen, EUA). Las lecturas fueron tomadas en el lector multimodal DTX 880 (Beckman Coulter) a una longitud de onda de 485 nm de excitación y 535 nm de emisión. Una vez clonado el producto de PCR, el DNA plasmídico fue enviado al Laboratorio de Secuenciación del Departamento de Ingeniería Genética del CINVESTAV IPN Unidad Guanajuato. Una vez obtenidas las secuencias, se compararon con la base de datos del GeneBank mediante el programa BLAST del National Center of Biotechnology Information (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/), para corroborar la identidad del organismo. Cuantificación de aflatoxinas en grano

Para la cuantificación de aflatoxinas se utilizó la técnica AOAC (1900), que revela la estructura cumarínica, las instauraciones y la presencia de grupos cetónicos para la detección de las moléculas por cromatografía, así como la polaridad y la fluorescencia bajo la luz ultravioleta. El proceso consistió de dos etapas: extracción y análisis.

Para la extracción se utilizaron muestras de 1,5 kg de grano de maíz por cada tratamiento, mismas que se molieron hasta grano fino en un molino mecánico (1/3 HP eléctrico). El volumen total de grano en cada muestra se dividió en 15 submuestras de 60 g. A partir de cinco sub muestras se pesaron 10

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/



g de cada una y se mezclaron obteniendo una muestra representativa de 50 g. Cada sub muestra se molió hasta que el material pasó por la malla No. 20. El grano molido se colocó en un matraz con 500 ml de cloroformo y se cubrió con papel aluminio para evitar la degradación de las aflatoxinas. La mezcla se agitó por 1 min y se dejó reposar por 30 min; pasado ese tiempo, se procedió a filtrar a través de 2 capas de papel filtro (Whatman No. 4 como base, seguido de No. 32). El filtrado se realizó por medio de una bomba de vacío portátil (marca Equipamiento Escolar®). El producto se concentró en un rotavapor (Marca Rotovap500 ®) a 50 °C, hasta que la muestra alcanzó un volumen de 10 ml. Para la cuantificación de las cuatro aflatoxinas [B1 y G1] se utilizó una columna cromatográfica de fase reversa en un cromatógrafo de líquidos HPLC Agilent 1100 HP. Se usó un espectrofotómetro de fluorescencia acoplado a un integrador-graficador. Para purificar el extracto se insertó el extremo con una columna de fase corta C18, hasta obtener 250 µl del extracto purificado. El contenido se calentó a 65 °C durante 10 min en baño dejando enfriar a temperatura ambiente. El derivado se filtró a través de una membrana millipore de 0.45 µm de diámetro de poro y se inyectaron 50 µL en la columna de fase de reversa C18 (150 x 4.6 mm y 5mm de tamaño de partícula (Cupel cosil LC-ABZSupelco) conectado a una precolumna Supel guard fase móvil (metanol fosfato de sodio monobásico 0.1 M) (75:25); Flujo 1.8 ml/min, excitación= 335 nm y emisión= 440 nm.

RESULTADOS Efecto de biorracionales sobre la incidencia y severidad de agentes que causan la pudrición de la mazorca del maíz

La incidencia de la pudrición en mazorca en los diferentes tratamientos presento diferencias estadísticas significativas (Tukey, α = 0,05).

La menor incidencia se observó en los

tratamientos de B. bassiana 4,74% y G. fasciculatum 6,0% en la aplicación a semilla follaje, los demás no presentaron diferencias con respecto al testigo. Del mismo modo, la severidad de la pudrición de la mazorca en grano cosechado a los 130 dds, presentó diferencias estadísticas significativas entre G. fasciculatum 3,60% en aplicación a semilla y B. bassiana 3,81% en semilla follaje. Los demás tratamientos no presentaron diferencias, pero fueron menores con respecto al testigo (Cuadro 2).

La incidencia de F.verticillioides en granos de maíz fue de 28,3% y de 33,3% en G. fasciculatum, estos valores representan una incidencia menor respecto al testigo. Para P. pinophilum la menor incidencia 46,7%, se obtuvo con B. bassiana en semilla follaje (Tukey, α = 0,05), mientras que con Aspergillus sp. los tratamientos no mostraron diferencias significativas. Sin embargo, el valor de G. fasciculatum + Sales-K formononetina fue el menor de todos los tratamientos (Cuadro 3).

Cuadro 2. Efecto de tratamientos biorracionales en la incidencia y la severidad de la pudrición de la mazorca a los 130 días

después de la siembra en maíz (Zea mays L.) híbrido Bisonte en Juan José Ríos, Sinaloa México, 2009.

Tratamientos Método de aplicación

% de incidencia de mazorcas podridas

Severidad de la pudrición (%)

Bacillus subtilis Semilla 72,98ª 14,59ª Beauveria bassiana Semilla 75,20ª 15,04ª B. bassiana Follaje 80,23ª 15,25ª B. bassiana Semilla-Follaje 4,74b 3,81b Glomus fasciculatum Semilla 6,00b 3,60b Sales de potasio de formononetina (SPF) Semilla 69,20 ª 13,84ª G. fasciculatum + SPF Semilla 75,30ª 15,06ª Trichoderma harzianum Semilla 77,03ª 15,41ª Ácido salicílico Follaje 73,50ª 14,70ª Control - 58,64ª 18,39ª Letras iguales en las columnas no presentan diferencias significativas (Tukey, α > 0,05).



Identificación morfológica y molecular de hongos asociados a los granos de maíz

Los principales géneros identificados fueron:

Fusarium, Penicillium y Aspergillus. Los aislados de Fusarium GF1 y GF2 fueron identificados morfológica y molecularmente como Fusarium verticillioides (Sacc.) con homologías de 97-100% (Gene Bank) (Cuadro 4). Esta especie produjo microconidios de cadenas largas, ovoides o en forma de maza con la base truncada; su crecimiento en PDA fue con abundante micelio aéreo algodonoso, de color blanco a melocotón o rosa salmón. El color de la colonia en su parte posterior varió de crema a púrpura.

De igual manera, los aislados de Aspergillus spp. se identificaron con base a sus características morfológicas (Barnett y Hunter, 1998); su color fue amarillo verdoso o marrón y el aspecto de la colonia fue aterciopelado, el reverso de la placa fue dorado a marrón-rojizo. Los conidióforos de longitud variable y rugosa con fiálides uniseriadas o biseriadas que cubrieron completamente la vesícula. En el caso específico del aislado Ga3, este se identificó molecularmente como Aspergillus sp. (Cuadro 4).

En los aislados de Penicillium sp. los conidióforos fueron simples o ramificados y los racimos de fiálides en forma de botella (Barnett y Hunter,1998). Las esporas o conidios en cadenas y las fiálides fueron de color verde. El aislado Gp3 se identificó molecularmente como P. pinophilum (Cuadro 4). Cuantificación de aflatoxinas en grano de maíz En la cuantificación de aflatoxinas (B1 y G1) en grano no se detectaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos (Cuadro 5).

DISCUSIÓN

La incidencia más alta de F. verticillioides en

las muestras de mazorcas analizadas fue de 76,6 % en comparación con la menor incidencia de Aspergillus sp. (16,7%) y P. pinophilum (78,3 %); estos hongos en conjunto fueron los agentes asociados con mayor frecuencia a la pudrición de las mazorcas. Estos resultados coinciden con los encontrados por Gallardo Reyes et al., (2006) y Quintero Benítez y Apodaca Sánchez (2008). Al respecto, es ampliamente conocido por los productores que en los casos esporádicos donde la incidencia del grano

Cuadro 3. Efecto de tratamientos biorracionales sobre la incidencia de hongos asociados a granos de maíz (Zea mays L.)

híbrido Bisonte en Juan José Ríos, Sinaloa México, 2009.


Fusarium verticillioides

Penicillium pinophilum

Aspergillus sp.

Bacillus subtilis Semilla 76,7 a 78,3ab 10.8a Beauveria bassiana Semilla 65,8ab 62,5ab 16.7a B. bassiana Follaje 62,5ab 77,5ab 15.0a B. bassiana Semilla y follaje 28,3b 46,7b 30.8a Glomus fasciculatum Semilla 33,3b 51,7ab 15.0a Sales de potasio de formononetina (SPF) Semilla 63.3ab 70,0ab 10.0a G. fasciculatum + SPF Semilla 59,2ab 75,8ab 2.5ª Trichoderma harzianum Semilla 50,8ab 69,2ab 10.8a Ácido salicílico Follaje 55,8ab 70,0ab 12,5a Control - 89,2a 94,2a 16,8a Letras iguales en las columnas no presentan diferencias significativas (Tukey, α > 0,05).

Cuadro 4. Caracterización molecular de aislados de Fusarium, Aspergillus y Penicillium, asociados a granos de maíz (Zea mays L.) híbrido Bisonte en Juan José Ríos, Sinaloa México, 2009.

Aislado Clave de Acceso Homología (%) Especie GF1 Semilla (Grano) GU982311.1 97 F. verticillioides GF2 Semilla(Grano) GU982311.1 100 F. verticillioides Ga3(Grano) FJ827622.1 98 Aspergillus sp. Gp3(Grano) GQ422445.1 99 P. pinophilum

http://es.wikipedia.org/wiki/Conidi%C3%B3foro

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fialide&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Conidio



podrido llega a ser del 50% en predios afectados por F. verticillioides la cosecha ha llegado a ser rechazada por los industriales.

Estos resultados son importantes en la región

respecto a los agentes que causan la enfermedad y su control con productos fungicidas biorracionales, así como en la relación de estos hongos con la concentración de aflatoxinas en grano, por lo que se consideran una contribución a la etiología de la pudrición de la mazorca de maíz en la región de estudio.

Respecto al efecto de los biorracionales, la

menor incidencia de la pudrición de mazorcas se encontró en el tratamiento con B. bassiana en la aplicación a semilla-follaje (4,74%) y G. fasciculatum (6,0%), respecto al testigo (58,64%). En concordancia con lo anterior, la severidad de la pudrición de la mazorca fue estadísticamente menor en G. fasciculatum (3,60%) y B. bassiana (3,81%) aplicados en semilla-follaje, respecto al testigo (18,4%). B. bassiana es un hongo entomopatógeno que actúa matando larvas de S. frugiperda, H. zea y Euxesta. Stigmatias (Loew), lo que probablemente provocó una disminución en la incidencia y severidad de la pudrición en las mazorcas, propiciada por los residuos de la alimentación y desechos de estos insectos, facilitando la entrada de los patógenos que provocan esta enfermedad. En este sentido, Paliwal et al., (2001) señalaron que realizando el control de los barrenadores y de los gusanos de la mazorca, se disminuye la pudrición de las mismas. Otros posible mecanismos involucrado en el control de la pudrición de la mazorca con G. fasciculatum y B. bassiana es que estos podrían actuar como hongos endofíticos.

En el análisis de 150 muestras de grano de maíz analizada solo 90 fueron positivas para aflatoxinas B1 y G1, lo que se debe a la presencia de Aspergillus sp. Estos resultados coinciden con lo reportado por Viquez et al., (1994), ellos encontraron que el maíz es un buen sustrato para la producción de estas micotoxinas debido a su alto contenido de carbohidratos y bajo contenido de nitrógeno. No obstante, ninguna de las muestras sobrepasó los niveles de tolerancia de 20 μg/kg de acuerdo a la Norma Oficial Mexicana (NOM-188-SSA1-2002). Los niveles de aflatoxinas obtenidos concuerdan con el trabajo de Presello et al. (2007), quienes determinaron 7,2 μg/kg de aflatoxinas en maíz, señalando que es posible que en cultivos comerciales mal manejados las concentraciones de aflatoxinas sobrepasen los niveles permitidos.

CONCLUSIONES

Los hongos asociados con mayor frecuencia a

la pudrición de la mazorca fueron F. verticillioides, Aspergillus spp. y P. pinophilum, destacando la incidencia de F. verticillioides en mazorca.

La menor incidencia de la enfermedad en

mazorcas causada por estos hongos se observó en los tratamientos con B. bassiana en aplicaciones a grano-follaje 4,74% y G. fasciculatum 6,0%, por lo que estos tratamientos se consideran los mejores productos biorracionales para disminuir la incidencia y severidad de la enfermedad.

Los niveles de aflatoxinas detectados en el

grano procedente de las plantas expuestas a los diferentes tratamientos biorracionales se ubicaron

Cuadro 5. Efecto de la aplicación de biorracionales en la concentración de aflatoxinas B1 y G1 en granos de maíz (Zea mays

L.) híbrido Bisonte en Juan José Ríos, Sinaloa México, 2009.


Aflatoxina B1 (µg/kg)

Aflatoxina G1 (µg/kg)

Bacillus subtilis Semilla 2,6a 19,2a Beauveria bassiana Semilla 15,6a 23,5a B. bassiana Follaje 16,1a 20,8a B. bassiana Semilla y follaje 15,9a 14,8a Glomus fasciculatum Semilla 1,3a 5,1a Sales de potasio de formononetina (SPF) Semilla 0,1a 5,2a G. fasciculatum + SPF Semilla 17,4a 6,5a Trichoderma harzianum Semilla 10,8a 18,4a Ácido salicílico Follaje 16,1a 11,3a Control - 6,0a 12,7a Letras iguales en las columnas no presentan diferencias significativas (Tukey, α > 0,05).



dentro de los niveles permitidos por la legislación mexicana (NOM-188-SSA1-2002).

Estos resultados son una contribución a la

etiología de la pudrición de la mazorca del maíz en la región de estudio.

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Actividad antifúngica in vitro e in vivo del extracto acuoso de hojas de Parthenium hysterophorus L. sobre Pyricularia grisea Sacc.

in vitro and in vivo antifungal activity of the aqueous extract of Parthenium hysterophorus L. against Pyricularia

grisea Sacc. Aida Tania RODRÍGUEZ PEDROSO 1 , Miguel Ángel RAMÍREZ ARREBATO 1, Regla María

CÁRDENAS TRAVIESO 2, Deyanira RIVERO GONZÁLEZ 1, Ariel Cruz TRIANA 1 y Silvia BAUTISTA BAÑOS 3.

1Unidad Científico Tecnológica de Base Los Palacios (UCTB Los Palacios), Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA). Km 1½ Carretera La Francia, Los Palacios, Pinar del Río, Cuba, 2 Instituto Nacional de

Ciencias Agrícolas. Km 3½ Carretera Tapaste, San José de Las Lajas, Mayabeque, Cuba y 3Centro de Productos Bióticos, Instituto Nacional Politécnico (IPN), Yautepec, Estado de Morelos, México.

E-mail: [email protected], [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

Las plantas sintetizan metabolitos o compuestos químicos con actividad antimicrobiana, los cuales le confieren una protección natural contra hongos, bacterias e insectos. En este trabajo se obtuvo el extracto acuoso de hojas de Parthenium hysterophorus L. con el objetivo de evaluar su actividad antifúngica in vitro contra el hongo Pyricularia grisea Sacc, responsable de la enfermedad más importante en el arroz (Oryza sativa, L.), evaluando el porcentaje de inhibición del crecimiento micelial en el tiempo. Además se evaluó in vivo el efecto protector del extracto contra P. grisea Sacc. en plántulas de arroz. Se realizó el análisis químico cualitativo del extracto. Se encontró que el extracto tenía elevada actividad antifúngica sobre el aislamiento PGS-05. Con una concentración de 10% de extracto la inhibición del hongo fue total, además de tener actividad biocida. En el ensayo in vivo se observó que los diferentes cultivares de arroz a las cuales se aplicó el extracto mostraron menor afectación por P. grisea Sacc. comparado con los tratamientos testigos. Se determinó que el extracto contiene metabolitos con efecto antimicrobiano como: taninos, fenoles, flavonoides y triterpenos. Por lo que, el extracto acuoso de P. hysterophorus L. podría ser utilizado en el control de la piriculariosis en el cultivo del arroz. Palabras clave: Pyricularia grisea, taninos, metabolitos secundarios, Parthenium hysterophorus, piriculariosis

ABSTRACT

Plants synthetize metabolites or chemical compound with antimicrobial activity, which give them natural protection against fungus, bacteria and insects. In this work, an aqueous extract from Parthenium hysterophorus L. leaves was obtained with the objective of testing its in vitro antifungal activity against the fungus Pyricularia grisea Sacc. which cause the most important disease of rice (Oryza sativa L.) evaluating the inhibition percent of mycelial growth through time. Also, the protective effect of the extract was evaluated in vivo against P. grisea Sacc. in rice seedlings. A qualitative chemical analysis of the extract was carried out. It was found that the extract had high antifungal activity against the isolate PGS-05. A concentration of 10% of the extract, the inhibition of fungus was complete, besides it had biocidal activity. It was observed in in vivo test that the rice cultivars which received the extract showed less damage by P. grisea Sacc. as compared with control treatments. It was found that the extract contained antimicrobial metabolites such as tannins, phenols, flavonoids and triterpenes. Therefore, the aqueous extract of P. hysterophorus L. leaves could be used in piriculariosis control in rice cultivation. Key words: Pyricularia grisea, tannins, secondary metabolites, Parthenium hysterophorus, piriculariosis

INTRODUCCIÓN

El uso indiscriminado de los fungicidas

sintéticos ha originado problemas como toxicidad al hombre y daños al medio ambiente (Hernández et al., 2000 y Soto et al., 2000). Ante esta situación, una alternativa para controlar hongos fitopatógenos es

usar productos naturales. Por lo tanto, actualmente se investiga en la obtención de pesticidas derivados de plantas, que no produzcan daños al hombre y además sean biodegradables (Diop et al., 1999).

El añublo del arroz, causado por el hongo

Pyricularia grisea Sacc., estado asexual de

Rodríguez Perdroso et al. Actividad antifúngica in vitro e in vivo del extracto acuoso de hojas de P. hysterophorus


Magnaporthe grisea (Hebert) Barr, es la enfermedad más distribuida y dañina de este cultivo, en zonas tropicales y templadas. El hongo ataca prácticamente a todas las partes de la planta, pero los daños más frecuentes ocurren en las hojas y las panícula (Correa et al., 2002).

Para el control de la piriculariosis se necesita

la combinación de métodos de prevención genéticos (plantas resistentes y/o tolerantes), químicos (aplicación de fungicidas) y físicos (prácticas culturales), de los cuales los más usados son los dos primeros. Sin embargo, debido a la alta variabilidad genética de P. grisea Sacc. muchos cultivares se vuelven susceptibles en pocos años (Song y Googman, 2001). El uso de productos químicos sintéticos es uno de los métodos más utilizados para el control de este hongo pero estos productos pueden producir resistencia, como respuesta a la presión de selección por las altas dosis y aplicaciones continuas, ocasionando grandes pérdidas económicas (Guerrero et al., 2007).

Por tanto, en este estudio se utilizó las hojas

de la planta: Parthenium hysterophorus L. (Asteraceae), una arvense eliminada de los campos sin ningún provecho para la economía, la cual ha mostrado anteriormente efecto antifúngico sobre algunos hongos fitopatógenos como Fusarium oxysporium, Stemphylium solani y Phytophthora parasítica (Rodríguez et al., 2000). En este trabajo se evaluó la actividad antifúngica del extracto acuoso de P. hysterophorus L. sobre el hongo P. grisea, Sacc. tanto in vitro como in vivo y se realizó el análisis químico cualitativo.


Material vegetal

Se utilizaron hojas plenamente desarrolladas de la especie P. hysterophorus L., las cuales se recolectaron en la mañana, en áreas de la Unidad Científico Tecnológica de Base Los Palacios, ubicada en Pinar del Río, Cuba donde se identificaron y depositaron en el Herbario EELP, con un registro bajo el No. PH 001. Una vez cosechadas las hojas se eliminaron las dañadas y las enfermas. Las hojas seleccionadas se lavaron con agua corriente, se desinfestaron con hipoclorito de sodio al 1% durante 10 minutos y después se lavaron con agua destilada para eliminar el exceso de cloro. Posteriormente, se secaron a una temperatura de 30-35°C, en una estufa, hasta la obtención de tres pesos constantes. El

material deshidratado se pulverizó en un molino manual. Preparación del extracto

El extracto acuoso se obtuvo adicionando 30 mL de agua destilada a 30 g del material vegetal que consistía en hojas secas y dejando reposar durante 72 h a temperatura ambiente (27 ± 1 ºC) con 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad. Después se filtró a través de una membrana de 0,22 µm. Actividad antifúngica

Condiciones del aislado Se utilizó el aislamiento monospórico PGS-05

de P. grisea Sacc. del cepario del laboratorio de Protección Vegetal de la Unidad Científico Tecnológica de Base de Los Palacios, Pinar del Río perteneciente al Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) ubicada en San José de las Lajas, Cuba.

El hongo se hizo crecer en el medio de cultivo

que contiene principalmente: agar, pseudotallo de plátano y hojas de arroz (ASHA) (Fabregat, 1984) en Placas Petri a pH 5,5-5,6, entre 26-28 oC con alternancia de luz y oscuridad de 16 y 8 horas, respectivamente.

Ensayo de la actividad antifúngica

Para evaluar el efecto del extracto acuoso de P. hysterophorus L. sobre el crecimiento micelial de P. grisea Sacc., se realizó el experimento en Placas Petri con 20 mL del medio ASHA, el cual fue esterilizado en autoclave (AESA, Mod. CV 250) durante 15 min a una presión de 1,05 kgf/cm² a 121 oC. El extracto se adicionó a las placas que contenían el medio ASHA a las concentraciones de 5 y 10%, distribuido por toda la placa y después se inocularon con un disco de micelio de 0,8 cm de diámetro.

Las placas fueron incubadas según las

condiciones descritas anteriormente. Las evaluaciones se realizaron a las 72, 120, 168 y 216 horas después de la inoculación, determinándose el crecimiento micelial midiendo el diámetro de cada colonia con una regla graduada en mm. El experimento se repitió tres veces con cinco réplicas por tratamiento. Ensayo de actividad biocida

Para determinar la actividad fungicida se tomaron los discos de micelio de las placas donde



hubo total inhibición del crecimiento micelial y se reinocularon en medio de cultivo ASHA realizando cinco repeticiones por tratamiento.

Se realizaron evaluaciones de crecimiento de

diámetro de la colonia de P. grisea Sacc. a las 72, 120, 168 y 216 horas posterior a la inoculación. El experimento se repitió tres veces. Análisis estadístico

Se calculó el porcentaje de inhibición del crecimiento micelial mediante la fórmula:

PI = 1 - x 100Τ

ΝΤ

∅ ∅

Donde PI es porcentaje de inhibición del

crecimiento micelial y ØT y ØNT es el diámetro de la colonia tratada y no tratada, respectivamente en mm.

El experimento se realizó tres veces con

resultados coincidentes, con cinco repeticiones por tratamiento. Los datos de porcentaje de inhibición (PI) del crecimiento micelial de P. grisea Sacc. se transformaron mediante la fórmula arcseno PI 100 y se realizó el análisis de varianza correspondiente. Las medias se compararon mediante la prueba de Tukey con un nivel de significación de 5%. Ensayo en condiciones in vivo

El trabajo se desarrolló en la Unidad Empresarial Básica “Caribe” perteneciente al Complejo Agroindustrial Arrocero de “Los Palacios” en Pinar del Río, donde la piriculariosis es uno de los factores limitantes en la producción. El experimento se realizó en el mes de abril del 2006 y 2007, con una temperatura entre 24 y 26 oC y una humedad relativa del 75%.

La siembra de las semillas de arroz de los

diferentes cultivares se realizó en condiciones de canteros de infección con una densidad de 6 g/m lineal en surcos de 2 m de largo separados a una distancia de 25 cm, y se reforzaron las condiciones que favorezcan el desarrollo de la piriculariosis como son: presencia del testigo susceptible cada 10 líneas y de surcos esparcidores sembrados también con el testigo susceptible, elevada dosis de fertilizante nitrogenado (170 kg N ha-1) cada 10 días.

En el experimento se evaluaron tres cultivares

de arroz: INCA LP 7 e IR-759 (resistentes a la

piriculariosis) e IR-837 (susceptible a la piriculariosis) y a los cuales se le realizó aplicación foliar del extracto acuoso de P. hysterophorus L. Los tratamientos fueron: INCA LP 7; IR 759; IR 837; INCA LP 7 + Extracto 10%; IR 759 + Extracto 10% e IR 837 + Extracto10%.

Se realizó la aplicación foliar del extracto

acuoso de P. hysterophorus L. al 10 % y asperjándolo con un atomizador manual a razón de 50 mL/surco a los 18 días después de germinada (ddg) la semilla de arroz. Posteriormente, se tomaron 10 plantas de arroz y se analizó la infección en las hojas. La primera evaluación fue a los 25 ddg, la segunda a los 32 ddg. Se empleó la escala estándar de evaluaciones para arroz (IRRI, 2002) de nueve grados, donde para el caso de las hojas 0 corresponde a ninguna lesión y 9 a toda el área foliar muerta, considerándose que una calificación de 0 a 3 es resistente y de 4 o más indica que el material es susceptible. Análisis estadístico

Los datos obtenidos fueron procesados usando el programa estadístico SPSS 10.0 para Windows. Se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis para encontrar diferencias entre los tratamientos y la prueba de Mann-Whitney con la corrección de Bonferroni para comparar cada tratamiento de forma independiente y asignar las diferencias entre las medianas para p < 0,05 aplicada a la escala de grado de resistencia correspondiente. Este ensayo se repitió dos veces con resultados similares. Análisis químico cualitativo

Al extracto acuoso de P. hysterophorus L. se le realizó el análisis fitoquímico para metabolitos secundarios según metodología descrita por Trease y Evans (1989) y Harborne (1998), realizándose tres réplicas para cada ensayo. Se emplearon técnicas simples, rápidas y selectivas para la determinación de los diferentes metabolitos secundarios presentes.


Actividad antifúngica

La actividad antifúngica del extracto acuoso P. hysterophorus L. a diferentes concentraciones se observa en el Cuadro 1. Como puede apreciarse el tratamiento donde se aplicó 10 % del extracto por cada placa logró inhibición total del crecimiento del hongo y donde se aplicó el 5 %, hubo inhibición pero menor que donde se adicionó la mayor concentración



del extracto. Todos los tratamientos difirieron entre ellos y con respecto al control. Similar efecto encontró Rodríguez et al. (2000) con un extracto hidroalcohólico de la misma planta y sobre otro aislamiento del mismo hongo.

Los resultados obtenidos sugieren que el extracto afectó el crecimiento del hongo, además, la composición química afectó el crecimiento del hongo. Actividad biocida

En el Cuadro 2 se aprecian los resultados de la actividad biocida del extracto acuoso de P. hysterophorus L. a la concentración de 10 % sobre el hongo Pyricularia grisea Sacc.

Se puede observar que no hubo crecimiento del micelio del hongo que se encontraba en contacto con el extracto acuoso (10 %), demostrando así el efecto biocida del mismo sobre el patógeno utilizado, en la concentración del extracto y condiciones empleadas. Ensayo in vivo

En el Cuadro 3 se muestra el comportamiento de tres cultivares de arroz ante la infección por P. grisea Sacc. en estado de plántula a los 25 ddg y

después de la aplicación del extracto acuoso de P. hysterophorus L. a los 32 ddg. Los cultivares INCA LP 7 e IR 837, que no fueron tratadas con el extracto,

Cuadro 2. Efecto biocida en el tiempo (horas) del extracto acuoso de Parthenium hysterophorus L. sobre el crecimiento micelial del aislamiento monospórico PGS-05 de Pyricularia grisea Sacc. proveniente del cepario del Laboratorio de Protección Vegetal de la Unidad Científico Tecnológica de Base de Los Palacios, Pinar del Río, Cuba.

Tratamientos Inhibición del crecimiento micelial (%)

72 h 120 h 168 h 216 h Control 0b 0b 0b 0b Extracto acuoso (10%) 100a 100a 100a 100a † Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de Tukey (p < 0,05).

Cuadro 1. Efecto inhibidor en el tiempo (horas) del extracto acuoso de Parthenium hysterophorus L. sobre el crecimiento

micelial del aislamiento monospórico PGS-05 de Pyricularia grisea Sacc. proveniente del cepario del Laboratorio de Protección Vegetal de la Unidad Científico Tecnológica de Base de Los Palacios, Pinar del Río, Cuba.

Tratamientos

Inhibición del crecimiento micelial (%) 72 h 120 h 168 h 216 h

Control 0c † 0c 0c 0c Extracto (5%) 60b 62b 77b 83b Extracto (10%) 100ª 100ª 100ª 100ª Error Estándar 0.02 0.015 0.017 0.019 † Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de Tukey (p < 0,05).

Cuadro 3. Comportamiento de las variedades de arroz

(Oriza sativa L.) tratadas con el extracto acuoso de Parthenium hysterophorus L. ante la infección en hojas por el hongo Pyricularia grisea Sacc. en la Unidad Empresarial Básica “Caribe”, del Complejo Agroindustrial Arrocero de “Los Palacios”, Pinar del Río, Cuba.

Variedad

Evaluaciones 25 ddg 32 ddg

INCA LP 7 4c † 4c IR 759 3b 3b IR 837 6d 7e INCA LP 7 + extracto (10%) 3b 3b IR 759 + extracto (10%) 2a 3b IR 837 + extracto (10%) 4c 4c ddg = días después de germinada † Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes de acuerdo a la Prueba de Mann-Whitney con corrección de Bonferroni (p < 0,05) Escala estándar de evaluaciones para arroz (IRRI, 2002) de nueve grados: 0 hojas corresponde a ninguna lesión y 9 a toda el área foliar muerta. Se considera que una calificación de 0 a 3 es resistente y de 4 o más indica que el material es susceptible.



se comportaron como susceptible en ambas evaluaciones, donde la IR 837 aumentó el grado de susceptibilidad de los 25 a los 32 ddg. Los cultivares INCA LP 7 e IR 759 tratadas con el extracto se comportaron como resistentes según la escala; sin embargo, el cultivar IR 837 mostró susceptibilidad pero de menor grado que cuando no fue tratada.

No obstante, de haberse encontrado diferencia

entre los cultivares y los tratamientos, se debe repetir dos o tres campañas en la época lluviosa, para corroborar el comportamiento de los cultivares tratados con el extracto ante la piriculariosis, pues no hubo afectación severa por el patógeno cuando se realizó el experimento. El desarrollo de esta enfermedad está muy relacionado con las condiciones ambientales, de las características genéticas de los cultivares y de la variabilidad del patógeno (Cárdenas et al. 2000).

Análisis químico cualitativo

En el Cuadro 4 se muestran los métodos utilizados y los compuestos encontrados en el extracto acuoso de P. hysterophorus L., donde se observa la presencia de flavonoides, fenoles, taninos aminoácidos, triterpenos y saponinas y no se encontraron quinonas, ni alcaloides. Similar composición encontró Rodríguez et al. (2000) en la misma especie y utilizando la misma metodología.

Algunos autores plantean que la inhibición

del crecimiento micelial puede deberse a la presencia de algunos compuestos con actividad antifúngica, antiviral y antibacterial como son los flavonoides

(Cushnie y Lamb, 2005 y Ahameethunisa y Hooper, 2010). Los taninos y fenoles son metabolitos de reconocida actividad antimicrobiana (Boyraz y Ozcan, 2006; Krist et al., 2007; Ahameethunisa y Hooper, 2010). También los terpenos tienen actividad acaricida, insecticida y fungicida. (Ahameethunisa y Hooper, 2010). En sentido general, puede plantearse que la actividad antifúngica del extracto acuoso de P. hysterophorus L. no solo se debe a la presencia de determinados metabolitos secundarios identificados en el análisis químico cualitativo, sino también a la concentración de éstos. Estos resultados dan la posibilidad que se realice el aislamiento de los componentes del extracto, para demostrar cuál o cuáles de ellos es el responsable de la actividad antimicrobiana. Y posteriormente puedan ser utilizados como principios activos de formulaciones bioplaguicidas para el control de esta enfermedad.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos mostraron que el extracto acuoso de P. hysterophorus L. a la concentración de 10 % tiene elevada actividad antifúngica in vitro e in vivo sobre el hongo Pyricularia grisea Sacc. Se comprobó que en el extracto existían metabolitos con reconocida actividad antimicrobiana como: taninos, fenoles, flavonoides, triterpenos.

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Cuadro 4. Métodos empleados y compuestos químicos determinados en el análisis químico cualitativo en el extracto acuoso de hojas de Parthenium hysterophorus L. colectadas en la Unidad Científico Tecnológica de Base Los Palacios, Pinar del Río, Cuba.

Método Compuesto Resultado Shinoda Flavonoides + Cloruro Férrico Fenoles + Gelatina Taninos + Ninhidrina Aminoácidos + Lieberman-Burchard Triterpenos +

Bornträger Quinonas - Mayer Alcaloides - Espuma Saponinas + (+) Positivo y (-) Negativo



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Fluctuación poblacional de las fases inmaduras de Opsiphanes cassina Felder (Lepidoptera: Nymphalidae) en palma aceitera, estado Monagas, Venezuela

Population fluctuation of the immature stages of Opsiphanes cassina Felder (Lepidoptera: Nymphalidae) in palm

oil, Monagas State, Venezuela

Gladys RODRÍGUEZ GONZÁLEZ 1 , Ramón SILVA ACUÑA 1, Rafael CÁSARES MOIZANT 2, Asdrúbal DÍAZ QUINTANA 1 y Renny BARRIOS MAESTRE

1Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), San Agustín de la Pica, Vía Laguna Grande, Maturín, estado Monagas, Venezuela e 2Instituto de Zoología Agrícola, Facultad de Agronomía, Universidad Central de

Venezuela, Apartado Postal 4579, Código Postal 2101-A, Maracay, estado Aragua, Venezuela. E-mail: [email protected] y [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

Con el propósito de determinar la fluctuación poblacional de las fases inmaduras de Opsiphanes cassina Felder y realizar observaciones sobre sus enemigos naturales, se instaló un ensayo en la Agropecuaria “El Águila” de la Empresa Palmonagas, ubicada en el municipio Maturín del estado Monagas, Venezuela. Las evaluaciones se realizaron entre agosto 2001 y agosto de 2002, a intervalos semanales. Se seccionó la hoja número 25 de dos árboles/ha en un lote de 10 ha de palma aceitera para cuantificar el número de huevos, larvas pequeñas (I, II y III instar), larvas grandes (IV y V instar) y pupas. Ocurrieron seis generaciones del insecto durante el año, determinándose solapamiento de las fases inmaduras del insecto con las generaciones de adultos de O. cassina. En una generación de adultos pueden presentarse todas las fases del insecto, con la particularidad que los huevos y larvas pequeñas por lo general ocurren en las primeras semanas de iniciarse la generación, mientras que las larvas grandes y las pupas se presentan en las semanas finales. La mayor abundancia de huevos de O. cassina se detectó de septiembre a noviembre. Las larvas están presentes durante todo el año. Las mayores densidades de larvas pequeñas se registraron en los meses de junio, agosto y septiembre en presencia de adultos, mientras que la mayor cantidad de larvas grandes se encontraron en los meses de septiembre, octubre y junio, usualmente en ausencia de adultos. La presencia de pupas ocurrió durante los periodos agosto a octubre y de mayo a junio. Se observó parasitismo en larvas del quinto instar por Cotesia sp. (Braconidae), en pupas por Conura maculata (Chalcididae) y en huevos por un complejo de especies integrado por Telenomus sp. (Scelionidae), Anastatus sp. (Eupelmidae) y una no identificada de la familia Eulophidae. Palabras clave: Elaeis guineensis, comportamiento, generaciones, gusano cabrito

ABSTRACT

In order to determine the population dynamics of the immature stages of Opsiphanes cassina Felder and to make observations on their natural enemies, an investigation was installed in "El Águila", an agricultural farm of Palmonagas Company, located in the municipality of Maturin, Monagas State, Venezuela. Evaluations were conducted between August 2001 and August 2002, at weekly intervals. The leaf number 25 of two trees/ha was sectioned in an area of 10 ha of palm oil in order to quantify the number of eggs, small larvae (I, II and III instar), large larvae (instar IV and V) and pupae. There were six generations of the insect during the year, and overlap of the immature stages with generations of adults of O. cassina occurred. In a generation of adults, all stages of the insect may be present, with the particularity that eggs and small larvae usually occur in the first weeks of the start of the generation, while large larvae and pupae are present in the final weeks. The highest abundance of eggs of O. cassina was detected from September to November. Larvae are present through out the year. The highest densities of small larvae were recorded in the months of June, August and September in the presence of adults. The highest population of large larvae were found in the months of September, October and June, usually in the absence of adults. The presence of pupae occurred during the periods of August to October and from May to June. Parasitism was observed in the fifth instar larvae by Cotesia sp. (Braconidae), in pupae by Conura maculata (Chalcididae) and in eggs by a complex of species composed by Telenomus sp. (Scelionidae), Anastatus sp. (Eupelmidae) and an unidentified species belonging to the Eulophidae family. Key words: Elaeis guineensis, behavior, generations, split-banded owlet

Rodríguez González et al. Fluctuación poblacional de las fases inmaduras de Opsiphanes cassina en palma aceitera


INTRODUCCIÓN

El lepidóptero Opsiphanes cassina Felder es una plaga importante del cultivo de la palma aceitera en América tropical (Chinchilla 2003; Genty et al. 1978). En 1990 en América Central (Costa Rica, Honduras y Panamá) se realizó un inventario de las plagas que afectan al cultivo de la palma; de 41 especies de insectos registrados, tres lepidópteros defoliadores resultaron de importancia económica: O. cassina (Lepidoptera: Nymphalidae), Sibine megasomoides Walker (Lepidoptera: Limacodidae) y Stenoma cecropia Meyrick (Lepidoptera: Stenomidae) (Mexzón y Chinchilla, 1991). O. cassina, es la especie de insecto defoliador más dañino en palma aceitera, de la cual hay registros superiores a las 600 larvas/hojas (Mexzon y Chinchilla 1991; Chinchilla 2003). Este insecto es capaz de causar severas defoliaciones en plantas adultas de palma aceitera y cocotero, y esporádicamente en plantas jóvenes (Fonaiap 1991; Zenner y Posada 1992).

Desde 1989, defoliaciones importantes de O. cassina, han sido observadas en Venezuela, en plantaciones de palma aceitera de Palmonagas C.A. en las localidades de El Zamuro y Vuelta Larga (Díaz et al. 2000) y en la plantación El Águila al sur del estado Monagas (Rodríguez 2007; Rodríguez et al. 2007); como también en la C.A, Bananera Venezolana, en el estado Yaracuy (Perdomo et al. 1996; Fonaiap 1991) y en Palmeras Diana del Lago C.A., estado Zulia (Damas 1996).

El ciclo biológico completo del insecto puede

durar entre 59 y 77 días (Genty et al., 1978); 58 y 72 días (Jiménez, 1980) ó 65 días (Rodríguez et al., 2012). El periodo de actividad del adulto es de 7 a 10 días. La hembra deposita sus huevos en el envés de los foliolos, individual o en grupos pequeños, cerca de la nervadura central, en la base del foliolo (Weaving et al. 1978 citado por Chinchilla 1989). Los huevos requieren 8 a 10 días para eclosionar la larva del I instar (Rodríguez et al., 2012; Syed, 1994; Chinchilla, 1989; Genty et al., 1978). La larva invierte 43 días para alcanzar su desarrollo, son solitarias y permanecen inactivas durante el día, alimentándose entre las 18:00 y 20:00 horas y entre las 05:00 y las 06:00 horas. La pupa tiene una duración de 12 días (Rodríguez et al., 2012).

La estimación del tamaño de la población

larval es esencial para precisar la necesidad de

aplicación medidas de control, de manera que se realicen oportunamente y con el mínimo daño al medio ambiente. Para O. cassina, estas cuantificaciones se efectúan normalmente mediante revisiones semanales en la hoja 17 ó 25 en una o dos palmas por hectárea (Genty et al. 1978).

La implantación de programas de manejo integrado de plagas (MIP) es más exitosa en cultivos perennes que en anuales por su semejanza con los bosques naturales donde se mantiene el equilibrio dinámica de las especies, y la palma aceitera es un ejemplo de ello. Los principios del MIP, permiten la posibilidad de mantener las poblaciones de los insectos plagas por debajo del nivel de daño económico, sin necesidad de arriesgar la calidad del ambiente, ya que solamente se utilizan agroquímicos cuando se justifique su aplicación (Chinchilla, 2003).

El MIP para el control de defoliadores en palma aceitera es un proceso continuo donde se solapan diferentes etapas para la toma de decisiones, basado en la disponibilidad de sistemas de inspección y vigilancia eficientes. Estructuralmente un sistema de prevención posee tres etapas: alerta, vigilancia y acción. La etapa de alerta requiere la capacitación del personal de la plantación para reconocer los daños iniciales; la de vigilancia, se establece para determinar las especies de defoliadores y enemigos naturales presentes, estado de desarrollo y densidades. La vigilancia se realiza mediante la evaluación del 1% de las palmas y por último, la etapa de acción, que es cuando se disponen de los resultados del muestreo e indicará el momento de activar las medidas de control (Chung et al. 1996).

La presente investigación consistió en determinar cómo fluctúan las poblaciones de los diferentes estados inmaduros de Opsiphanes cassina Felder y realizar observaciones sobre sus enemigos naturales en el cultivo de la palma aceitera, bajo las condiciones de la Agropecuaria “El Águila”, en el estado Monagas, Venezuela.

MATERIALES Y METODOS

En la finca Agropecuaria El Águila, de la Empresa Palmonagas, ubicada en la jurisdicción del municipio Maturín a unos 40 km al sur este de Maturín, a 9° 33' 59” N y 62° 55' 22” W, se realizaron muestreos semanales de agosto 2001 a agosto de 2002, en un lote de 10 ha de palma aceitera del material genético Deli x Avros, sembradas en 1990 y codificado como A2 sur - Vía 3.



En este estudio se cuantificó el número de: huevos, larvas en su diferentes instares y pupas de O. cassina a través de observaciones directas semanales en la hoja de la palma aceitera. Los muestreos se realizaron seccionando la hoja N° 25 de dos árboles/ha. Para evitar concentrar defoliaciones excesivas en ciertas áreas de la plantación y realizar de forma sistemática el muestreo en el lote experimental delimitado que contenía 60 hileras de palma, se enumeraron de cinco en cinco, de esta manera se identificaron 11 hileras. En cada una de ellas, se contaron y se marcaron las plantas con una cinta plástica color amarillo tráfico a partir de la planta numero dos a la planta numero cinco y de la planta 14 a la planta numero 17, creándose de esta manera 22 estaciones de muestreo de acuerdo al esquema mostrado en la Figura 1.

Para realizar las evaluaciones semanales se

seleccionaron dos plantas en cada una de las 11 hileras delimitadas (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 y 55). Para el primer muestreo, se tomaron dos árboles identificados con los números 2 y 14, en el segundo las 3 y 15 y así sucesivamente hasta los árboles 5 y 17. Al agotarse estas combinaciones se continúo el muestreo en los árboles de las hileras siguientes (6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46, 51 y 56) y en las mismas combinaciones de estaciones descritas anteriormente. El procedimiento de muestreo prosigue hasta las hileras 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52 y 57, y así sucesivamente. Una vez utilizadas todas las hileras elegidas, se retornó nuevamente a las iniciales pero en esta ocasión se muestrearon las plantas identificadas con los números 6 al 9 y 18 al 21, con el procedimiento descrito anteriormente, hasta agotar el tiempo establecido para los muestreos.

El material biológico obtenido de cada

evaluación de campo fue trasladado al Laboratorio de Entomología del INIA Monagas para la obtención de adultos y de las especies de parasitoides asociados con el insecto en sus diferentes fases de desarrollo.

La distribución de las fases inmaduras del

insecto: huevos, larvas y pupas, fueron relacionadas gráficamente con la fluctuación poblacional de adultos de O. cassina (MTD = mariposas/trampas/días) y la precipitación pluviométrica (mm) ocurrida durante el lapso de muestreo según datos publicados por Rodríguez et al (2006), donde se constató que el insecto presentó seis generaciones en el año, y que todas coincidieron con la ocurrencia de lluvias.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la Figura 2B, se muestra la distribución de

los huevos, se observa su presencia en el campo en concordancia con la detección de adultos (MTD) (Figura 2A) pero por periodos muy cortos. Su detección es muy errática; sin embargo, el mayor número, se encontró en septiembre, octubre y noviembre, coincidiendo con las mayores magnitudes de adultos (primera y segunda generación).

Las larvas prácticamente están presentes durante todo el año (Figura 2C), causando daños a las palmas. Notoriamente muestran seis picos poblacionales, que coinciden con los de los adultos (Figura 2A); sin embargo, la detección de las larvas se extiende por tiempos más prolongados que los ciclos de emergencia de adultos, debido a que el desarrollo larval es de 42 días (Rodríguez, 2007). Las mayores densidades de larvas se registraron durante los meses correspondientes al periodo lluvioso de la zona, en los lapsos agosto a octubre/2001, lo cual coincidió con la primera generación de adultos, y de mayo a agosto/2002 cuando ocurrieron la quinta y sexta generación de adultos.

En relación al comportamiento de los diferentes instares larvales, las larvas de I y II instar (Figura 3B) presentaron sus valores máximos de agosto a septiembre, con un total de 68 larvas, detectándose en los lapsos de presencia de adultos

Figura 1. Esquema de selección de plantas para el muestreo de estados inmaduros de Opsiphanes cassina Felder. Plantación El Águila, Monagas, Venezuela. Ciclo agosto 2001– agosto 2002



(Figura 3A), se observaron seis alzas poblacionales, con un patrón de distribución similar al de los adultos. Para el caso de las larvas del III instar (Figura 3C) los mayores registros se encontraron en junio, agosto y septiembre con 15, 14 y 18, respectivamente.

También se detectó la presencia de adultos (Figura 3A) en estos mismos lapsos, y generalmente, su detección se prolongó en el tiempo por una o dos semanas adicionales.

Figura 2. Fluctuación poblacional de las fases de Opsiphanes cassina Felder. A: Adultos (MTD) y Precipitación pluviométrica, B: Huevos, C: Larvas y D: Pupas. Plantación El Águila, Monagas, Venezuela. Ciclo agosto 2001- agosto 2002.



Para el caso de las larvas del IV y V instar (Figura 3D) se constató, al igual que para los adultos, seis alzas poblacionales durante el lapso de muestreo,

usualmente estos instares se detectan en ausencia de los adultos. Las mayores densidades de estas larvas se registraron en octubre, noviembre y junio, con 42,

Figura 3. Fluctuación poblacional de las fases de Opsiphanes cassina Felder. A: Adultos (MTD) y Precipitación

pluviométrica, B: Larva I, C: Larva II y III, D: Larva IV y V. Plantación El Águila, Monagas, Venezuela. Ciclo agosto 2001- agosto 2002.



14 y 44, respectivamente. Cada larva consume en promedio 325,5 cm2, siendo las larvas del IV y V instar las responsables de las mayores defoliaciones en la palma aceitera, consumiendo un promedio de 14,1 y 80,2%, respectivamente (Rodríguez et al, 2012).

En relación con la presencia de pupas (Figura 2D), en general se encontraron en dos lapsos bien definidos: de agosto a octubre y de mayo a junio. Las mayores proporciones se detectaron en mayo y en octubre. Estas épocas coinciden con los registros de precipitaciones pluviométricas moderadas, al inicio y al final del periodo lluvioso.

En la Figura 4, se presenta con detalles el comportamiento de las poblaciones de las fases huevo, larvas pequeñas (instares I, II y III), larvas grandes (instares IV y V) y pupa, durante el lapso de muestreo en función de las seis generaciones que exhiben los adultos. Para el análisis fueron incluidas las semanas siguientes a la finalización de cada generación de adultos, cuando las capturas todavía no registraban valores de MTD y donde se encontraban presentes fases inmaduras, principalmente larvas, realizando daños a las plantas.

En general, en la primera generación, se evidenció que en presencia de adultos, se constató la

Figura 4. Fluctuación poblacional de adultos (MTD) y estados inmaduros de Opsiphanes cassina Felder: primera, segunda,

tercera, cuarta, quinta y sexta generación Plantación El Águila, Monagas, Venezuela. 2001 - 2002.



existencia de huevos, larvas en sus diferentes instares y pupas; sin embargo, se observó, que conforme avanzó el ciclo de emergencia de adultos se presentó el siguiente patrón de comportamiento: los huevos y las larvas pequeñas (II y III instar) predominaron al iniciarse la emergencia de las mariposas y fueron detectadas durante casi todo el ciclo, y la proporción de larvas grandes (IV y V instar) y la de pupas se incrementó al final, coincidiendo con el lapso de ausencia de adultos.

Al analizar la primera generación durante el periodo comprendido de la semana 34 (22/08) a la 43 (24/10) del 2001, se obtuvo en total 24 huevos, 139 larvas y 22 pupas. En la semana 34 (inicio), en presencia de adultos (18,7 MTD), solo se encontraron pupas, detectándose hasta dos semanas después de haberse iniciado la emergencia de adultos; de acuerdo con la biología del insecto (Rodríguez, 2007), se constató que existe solapamiento entre generaciones; por lo tanto, estas pupas corresponderían a una generación precedente de adultos. En la semana 36, se registró el punto de máxima poblacional de adultos de esta generación (21,7 MTD), se constató la presencia de 4 larvas pequeñas (II instar), 1 larva grande (IV instar) y 2 pupas.

Durante el lapso comprendido entre la

semana 41 (10/10/2001) hasta la 43 (24/10/2001 (Figura 4 – primera generación) no hubo detección de mariposas, pero se constató la presencia de huevos y larvas pequeñas (I instar). Posiblemente los adultos se encontraban en niveles bajos, no detectables por las trampas, siendo estas poblaciones de huevos y larvas pequeñas las responsables del solapamiento que existe entre los últimos instares (IV y V) y la fase de pupa con los primeros instares larvales de la próxima generación de adultos (segunda generación). En esta primera generación se detectó el mayor número de larvas y pupas, se observó un parasitismo principalmente en larvas del quinto instar por Cotesia sp. (Braconidae) y en menor proporción, en pupas por Conura maculata y en huevos por un complejo de especies: Telenomus sp. (Scelionidae), Anastatus sp. (Eupelmidae) y una no identificada de la familia Eulophidae.

En la segunda generación (Figura 4) se consideró el comportamiento de los estados inmaduros desde la semana 44 (31/10) de 2001 hasta la 01 (02/01) de 2002, para este intervalo se obtuvo en total 14 huevos, 53 larvas y 6 pupas. En la semana 44 (inicio) se registró un valor de 24,43 MTD para los

adultos, máximo valor obtenido en todo el lapso de muestreo (agosto 2001 – agosto 2002), debido a que provienen de la primera generación, que exhibió los mayores poblaciones de larvas y de pupas. La composición de las poblaciones de los estados inmaduros estuvo compartida en aproximadamente 50% para huevos y larvas pequeñas del I instar (5 y 4, respectivamente) y el otro 50% para larvas grandes del V instar y pupas (8 y 2, respectivamente).

Con base en el criterio aplicado en la generación anterior, las larvas V y las pupas, constatadas en las semanas 44 y 45 (08/11) correspondieron a la generación precedente; este material biológico también fue afectado por el parasitismo natural. Se consideró que las pupas detectadas en la semana 48 (28/11) fueron las primeras provenientes de las larvas que se desarrollaron en la segunda generación.

En ausencia de mariposas en las semanas 49, 50, 51, 52; y 01 (diciembre a enero) se registró la presencia de huevos, larvas y pupa; se observó, que a medida que transcurrió el tiempo fueron prevaleciendo las larvas de los últimos instares y las pupas. Es importante señalar que las larvas del V instar y las pupas no fueron afectadas por parasitismo natural.

Para la tercera generación (Figura 4) se abarcó el lapso de la semana 2 (09/01) a la 9 (27/02) del 2002 durante este periodo se obtuvo un total de 3 huevos, 50 larvas y 1 pupa. Al inicio (semana 2) se determinó la presencia de huevos y de larvas pequeñas del I instar, no hubo solapamiento de generaciones, ya que no se encontraron larvas de los últimos instares ni pupas procedentes de la generación anterior. En el punto de máxima poblacional de adultos (semana 3, 16/01/02), la composición de los estados inmaduros fue de 8 larvas pequeñas, discriminadas de la siguiente manera: 3 para el instar I, 2 para el instar II y 3 para el instar III.

A pesar de que en esta generación los adultos mostraron el valor más bajo de máxima poblacional (1,3 MTD) se encontraron todas las fases del insecto en el campo. En esta generación el comportamiento de los estados inmaduros tuvo una tendencia similar a la primera y segunda generación, es decir, que en las primeras semanas predominó la presencia de huevos y de larvas pequeñas; y en las últimas semanas larvas grandes y pupas. Solamente se observó parasitismo de huevos.



En la cuarta generación (Figura 4), se consideró el lapso comprendido entre la semana 10 (06/03) a la 20 (15/05) de 2002, en total se obtuvo 9 huevos, 43 larvas y 8 pupas. Al inicio (semana 10), se detectaron 2 huevos y el resto estuvo conformado por 1 larva del V instar y 2 pupas. Las pupas encontradas se consideraron que pertenecen a la generación anterior (tercera generación). En la semana 14 se registró el máximo valor para los adultos de 5,91 MTD, se detectaron 9 larvas pequeñas (2 del I instar, 5 del II instar, 2 del instar III) y 2 larvas grandes (IV instar).

A diferencia de las generaciones descritas, la cuarta generación mostró tendencia a incrementar las poblaciones de larvas pequeñas en la semana 20 (15/05/2002) al final del ciclo, ya que se registró el 50% de la población de inmaduros que estuvo conformada por 5 larvas (3 del I instar y valor similar de un individuo para los instares II y III); sin embargo, mostró similitud en cuanto a que el otro 50% correspondió a una larva grande (V instar) y a 4 pupas. En esta generación se observó parasitismo natural importante en la fase de pupa.

Para la quinta generación (Figura 4), el análisis comprendió de la semana 21 (22/05) a la 29 (17/07) de 2002 durante este lapso en total se registraron 3 huevos, 90 larvas y 8 pupas. Al inicio (semana 21) se detectó el punto de máxima poblacional de adultos de 3,4 MTD; se encontraron 3 huevos y una larva pequeña del III instar, no hubo solapamiento de generaciones. Durante la quinta generación se hallaron todas las fases del insecto, las larvas del V instar fueron afectadas por parasitoides, los cuales impidieron que muchas de ellas alcanzaran la fase de pupa. Las larvas del I instar prevalecieron al culminar esta generación en la semana 29.

En la sexta generación (Figura 4), se consideró de la semanas 30 (23/07) a la 34 (21/08) de 2002. Se obtuvo en total de 2 huevos y 75 larvas. Al iniciarse la generación, se registró un huevo, 12 larvas pequeñas (6 del I instar, 6 del II instar) y una larva grande (V instar), esta última corresponde a la generación precedente (quinta generación). En la semana 31 ocurrió el punto de máxima de adultos con valor de 6,1 MTD; la composición de los estados inmaduros estuvo integrada por 2 huevos, 18 larvas pequeñas (5 del I instar, 11 del II instar, 2 del III instar) y una larva grande del IV instar. Al final del ciclo (semana 34), la población estuvo conformada por 3 larvas pequeñas del III instar; 8 larvas grandes

(1 del IV instar, 7 del V instar). Solamente se observó parasitismo en la población de larvas del V instar. En esta generación se constató huevos en presencia de adultos. No se observó presencia de pupas durante todo el lapso, esto pudo deberse al efecto del parasitismo natural registrado en las larvas del V instar, lo cual no permitió que el insecto alcanzara la fase de pupa.

Los resultados antes expuestos demostraron que antes de la presencia de adultos de una nueva generación, se observan pupas en el campo. Los puntos de máximas poblacionales de adultos coinciden con la detección de huevos, que se extiende de dos a tres semanas después del pico poblacional de adultos. Conjuntamente con los huevos, pueden concurrir las larvas pequeñas o larvas grandes del V instar y pupas. Se infiere que las larvas del V instar y las pupas obtenidas en los puntos de inflexión corresponden a la generación precedente, por lo que se infiere que ocurre solapamiento entre generaciones.

Durante la ausencia de adultos se registraron poblaciones de larvas, principalmente de los instares III, IV, V y de pupas, predominando los últimos instares y pupas en la medida que transcurre el tiempo. El solapamiento fue más evidente en aquellas generaciones que se presentan en épocas lluviosas, cuando las plantas se encuentran en óptimas condiciones vegetativas y ofrecen al insecto mejor calidad de follaje como alimento.

En una generación de adultos pueden presentarse todas las fases del insecto, con la particularidad que los huevos y larvas pequeñas por lo general ocurren en las primeras semanas de iniciarse la generación, mientras que las larvas grandes y las pupas se presentan en las semanas finales.

En la segunda generación de adultos (noviembre a diciembre), se obtuvo un valor máximo de MTD (24,43) debido a que estuvo precedida por la mayor población de larvas encontradas en campo durante los muestreos; sin embargo, es muy probable que también haya densidades altas de larvas en la quinta generación, durante los meses de junio y julio donde se observó la tendencia al incremento poblacional de larvas, perturbada por el trampeo de adultos que ya había ejercido su efecto de control por varias generaciones.

Cada generación se caracterizó por el punto de máxima poblacional de adultos y por la detección



de huevos y larvas en los primeros instares, cuya densidad definió la expresión de la próxima generación. Por lo general, cuando las poblaciones de mariposas fueron indetectables, el insecto se encontraba en larvas, fase alimentaría causante del daño a las palmas.

Se presume que en la segunda y quinta generación, las cuales mostraron el valor máximo de las poblaciones de adultos (MTD) en la primera semana, probablemente la emergencia de adultos haya ocurrido unas semanas antes, ya que en las generaciones que las precedieron (primera y cuarta) se constataron huevos en ausencia de adultos y, además, al finalizar (últimas semanas) esas generaciones registraron elevados porcentajes de huevos y de larvas de los primeros instares (I y II).

En este estudio se constató que las larvas de O. cassina están presentes durante todo el año. Sus mayores densidades de población se manifestaron en los periodos lluviosos de mayo a octubre, ocasionando leves daños al follaje, lo que coincide con los señalamientos de Díaz et al. (2000) en una evaluación de 1989 al 1993 de insectos defoliadores en palma aceitera en el Oriente Venezolano, y con los de Chinchilla (2003) en Costa Rica.

En relación con la detección de huevos en campo, los resultados concuerdan parcialmente con los obtenidos por Loria et al. (2000 a, b) debido a que en esta investigación los mayores registros se prologaron hasta tres semanas en vez de dos, a partir de la emergencia de los adultos. En el caso de las larvas las mayores poblaciones se presentaron a partir de la primera semana y se prolongan de cinco a seis semanas, con la salvedad que por lo general, las larvas más jóvenes (I, II, III instar) se presentan al inicio y las más desarrolladas (IV y V) al final. El mencionado autor señala que el pico de larvas ocurre a las cuatro semanas después de colocadas las trampas para adultos (se deduce que es al momento de iniciarse la emergencia de los adultos).

De lo anteriormente señalado se ratifica la recomendación de Loria et al. (2000 a,b) sobre la necesidad de realizar la actividad de trampeo de adultos antes de que estos inicien el proceso de emergencia, y de esta manera reducir los daños que pueden ocasionar las larvas a las plantas.

En las condiciones del estado Monagas, reviste particular importancia los cambios climáticos,

especialmente la precipitación pluviométrica, que puede presentarse durante la época seca de enero a abril. Lluvias continúas en esta época, favorecen el desarrollo de poblaciones incontrolables de larvas, ya que las plantas sin estrés hídrico ofrecen alimento de excelente calidad, además, el insecto se encuentra libre de la acción de sus enemigos naturales. Por ello, es vital estar atentos y colocar trampas antes que las mariposas inicien el periodo de oviposición.

CONCLUSIONES

Ocurrieron seis generaciones del insecto durante el año, determinándose solapamiento de las fases inmaduras del insecto con las generaciones de adultos de O. cassina. En una generación de adultos pueden presentarse todas las fases del insecto, con la particularidad que los huevos y larvas pequeñas por lo general ocurren en las primeras semanas de iniciarse la generación, mientras que las larvas grandes y las pupas se presentan en las semanas finales.

La mayor abundancia de huevos de O.

cassina se detectó de septiembre a noviembre. Las larvas están presentes durante todo el año, la mayor proporción se obtuvo durante los lapsos agosto – octubre y de mayo – agosto. La presencia de pupas ocurrió durante los periodos agosto a octubre y de mayo a junio.

Las mayores densidades de larvas pequeñas

se registraron en los meses de junio, agosto y septiembre en presencia de adultos, mientras que la mayor cantidad de larvas grandes se encontraron en los meses de septiembre, octubre y junio, usualmente en ausencia de adultos.

Se observó parasitismo en larvas del quinto

instar por Cotesia sp. (Braconidae), en pupas se identificó al parasitoide Conura maculata (Chalcididae), mientras que en huevos el parasitismo lo ejerció un complejo de especies integrado por Telenomus sp. (Scelionidae), Anastatus sp. (Eupelmidae) y una no identificada de la familia Eulophidae.

LITERATURA CITADA Chinchilla, C. 2003. Manejo integrado de problemas

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Coccinélidos como potenciales enemigos naturales de Diaphorina citri (Hemiptera: Psyllidae) en un huerto de cítricos en Tuxpan, Veracruz, México

Coccinellids as potential natural enemies of Diaphorina citri (Hemiptera: Psyllidae) in a citrus orchard in

Tuxpan, Veracruz, Mexico

Julio César GONZÁLEZ CÁRDENAS 1, Ignacio Esteban CASTELLANOS STUREMARK 2 , Leopoldo Jan FUCIKOVSKY ZAC 3, Maritza LÓPEZ HERRERA 2 y Gerardo SÁNCHEZ

ROJAS 2

1Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Veracruzana. Carretera Tuxpan-Tampico. Km 7,5. Tuxpan, Veracruz, México; 2Laboratorio de Interacciones Biológicas, Centro de Investigaciones Biológicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Carretera Pachuca-Tulancingo S/N. AP.69-1. Pachuca, Hidalgo, México y 3Colegio de Posgraduados. Carretera México-Texcoco. Km. 35,5. C.P. 56230. Montecillo, Estado de

México, México. E-mails: [email protected] e [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

El psílido asiático de los cítricos Diaphorina citri Kuwayama es el principal vector de la enfermedad denominada Huanglongbing o enverdecimiento de los cítricos. El insecto se reportó en México por primera vez en el 2002 en el estado de Campeche, y actualmente se encuentra en todas las regiones citrícolas del país. La enfermedad fue identificada por primera vez en 2009 en el estado de Yucatán y actualmente se encuentra distribuida en los estados de Quintana Roo, Campeche, Jalisco, Nayarit, Colima, Sinaloa, Michoacán, Chiapas, Baja California Sur, Hidalgo, Tabasco, Guerreo y podría llegar a distribuirse en todas las regiones citrícolas del país. Se determinó la abundancia e identificación de coccinélidos en 480 árboles de la variedad valencia temprana (Citrus sinensis L.) en el municipio de Tuxpan, Veracruz, México, y se evaluó su capacidad de consumir ninfas de D. citri. Las especies de coccinélidos encontrados fueron: Curinus coeruleus Mulsant, Cycloneda sanguinea L., Chilocorus stigma S. e Hippodamia convergens Guerin-Meneville. La especie de coccinélido más abundante durante el periodo de muestreo fue C. coeruleus. Curinus coeruleus fue el coccinélido que consumió las ninfas en el menor tiempo, seguida de C. stigma y por último C. sanguinea e H. convergens. Estos resultados muestran que las cuatro especies de coccinélidos pueden ser considerados como posibles agentes de control biológico de D. citri en Veracruz, una de las principales regiones citrícolas de México. Palabras clave: Control biológico, Diaphorina citri, Coccinelidae, abundancia promedio, tiempo de depredación

ABSTRACT The Asian citrus psyllid Diaphorina citri Kuwayama is the main vector of the greening disease or Huanglongbing on citrus. The insect was reported for the first time in 2002 in Campeche State and today it is present in all the citrus areas of Mexico. The disease was initially reported in Yucatan State and to date it has been reported in Quintana Roo, Campeche, Jalisco, Nayarit, Colima, Sinaloa, Michoacán, Chiapas, Baja California Sur, Hidalgo, Tabasco, Guerrero. The disease could potentially be distributed in all the country. Identification and quantification of coccinellids were determined on 480 citrus trees (Citrus sinensis L.) cv Valencia in Tuxpan, Veracruz, Mexico and their capacity to feed on D. citri nymphs also was evaluated. The species of coccinellids identified were: Curinus coeruleus Mulsant, Cycloneda sanguinea L., Chilocorus stigma S. and Hippodamia convergens Guerin-Meneville. Curinus coeruleus was the most abundant species during the sampling period and also it fed on nymphs in the shortest period of time. After, C. coeruleus, C. stigma, C. sanguinea, and H. convergens fed also on D. citri nymphs in a longer period of time, respectively. These results suggest that the four species of coccinellids could be considered as potential biological control agents of D. citri in Veracruz, one of the main citrus production regions in Mexico.

Key words: Biological control, Diaphorina citri, Coccinelidae, Average abundance, predation time

INTRODUCCIÓN El psílido asiático de los cítricos Diaphorina

citri Kuwayama es el principal vector de la bacteria

Candidatus Liberibacter spp. y su único vector en el continente Americano causante de la enfermedad denominada Huanglongbing o enverdecimiento de los cítricos, causada por la bacteria (García, 2007). El

González Cárdenas et al. Coccinélidos como potenciales enemigos naturales de Diaphorina citri en cítricos en México


enverdecimiento de los cítricos, se desarrolla en el floema de las plantas y es considerada como la enfermedad de mayor importancia en los cítricos, reduciendo la producción y calidad de los frutos y provocando un severo debilitamiento de los árboles (Bové, 2006). Diaphorina citri se describió en Taiwan en 1907, se reportó en América por primera vez en Brasil en 1940 (Lima, 1942) y posteriormente en Florida en 1998 (Halbert et al., 2000). El primer registro para México data del 2002 en el estado de Campeche y actualmente se encuentra en todas las regiones citrícolas del país (López et al., 2005). En México, para junio del 2012, los estados con presencia de Huanglongbing son Sinaloa, Baja California Sur, Nayarit, Jalisco, Colima, Michoacán, Campeche, Chiapas, Quintana Roo, Yucatán e Hidalgo (SENASICA, 2012).

La oviposición y la alimentación durante los estadíos ninfales del insecto se llevan a cabo exclusivamente en yemas y hojas jóvenes de plantas de la familia Rutaceae, particularmente de especies de cítricos, mientras que los adultos pueden sobrevivir en hojas maduras (Michaud, 2004; Qureshi y Stansly, 2009). Actualmente existe una gran preocupación por las pérdidas que podría ocasionar esta enfermedad y mucho interés por desarrollar estrategias para controlar al vector debido a que México es uno de los principales productores de cítricos en el mundo y la enfermedad podría llegar a distribuirse en todas las zonas citrícolas del país.

El control biológico es una de las alternativas

para el manejo de D. citri. En otros países se ha llevado a cabo utilizando hongos entomopatógenos, parasitoides y depredadores (Halbert y Manjunath, 2004; Yang et al., 2006). Dentro del grupo de los depredadores, los escarabajos de la familia Coccinelidae han sido de los más estudiados y en algunos casos fueron reguladores importantes de D. citri (Michaud, 2001, 2002, 2004; Qureshi y Stansly, 2009). En México, Cortez-Mondaca et al., (2011) comentaron que se tiene muy poco conocimiento sobre los enemigos naturales que podrían controlar las poblaciones del vector y limitar su potencial de transmitir inóculo suficiente para causar la enfermedad. Tomando en cuenta la importancia de los coccinélidos como depredadores de D. citri, la presente investigación se realizó con el objetivo de determinar la abundancia y diversidad de coccinélidos en un huerto de cítricos en Tuxpan, Veracruz, una de las principales zonas citrícolas de México, así como

evaluar su capacidad de consumir individuos de D. citri.


Ubicación del área de estudio

La investigación se realizó en un huerto de cítricos de la variedad Valencia temprana (Citrus sinensis L.) en el ejido Zapote Bueno, municipio de Tuxpan, Veracruz, México ubicado en las coordenadas geográficas de 21º 02,349´ N y 097º 26,369´ W, con una temperatura máxima de 40,8°C y una mínima de 15,6 °C y una precipitación máxima de 1868 mm y una mínima de 780 mm (INEGI, 2010). El huerto tiene una superficie de tres hectáreas y cuenta con árboles de cuatro años sembrados a una distancia de 7x 7 m en un sistema de siembra marco real con un total de 204 plantas por hectárea. Abundancia de coccinélidos

Se realizaron muestreos semanales durante

los meses de febrero, marzo, abril y mayo de 2009, periodo donde se presentó una brotación de yemas, etapa fenológica que se asocia positivamente con la presencia de ninfas de D. citri (Tsai et al., 2002; Hall et al., 2008). Se tomaron al azar 30 árboles diferentes cada semana, dando un total de 480 árboles en el periodo. Se colectaron de forma directa los coccinélidos adultos durante 10 minutos por árbol entre las 08:00 y las 13:00 h. Se calculó la abundancia promedio semanal por árbol para cada especie.

Se colectaron especímenes adultos de coccinélidos encontrados, se colocaron en un frasco con cianuro y posteriormente en alcohol al 70% para trasladarlos al laboratorio de Parasitología Agrícola de la Facultad de Ciencias Biológicas Agropecuarias de la Universidad Veracruzana en la ciudad de Tuxpan, Veracruz, México, en donde fueron identificados. La identificación taxonómica se realizó utilizando un microscopio estereoscópico y siguiendo las claves de González (2006, 2009) e ITIS (2011). Pruebas de aceptabilidad

Los coccinélidos y las ninfas de D. citri utilizados en el experimento se colectaron de las plantas de Valencia temprana C. sinensis durante la brotación de yemas que se presentó en el mes de febrero de 2009. Para determinar la capacidad que



tienen los diferentes coccinélidos para consumir individuos de D. citri, se comparó el tiempo en que éstos consumen ninfas del insecto. Ocho individuos adultos de cada especie de coccinélido fueron privados de alimento durante 24 h y posteriormente colocados individualmente en cajas petri de 5 cm de diámetro con diez ninfas de D. citri del quinto estadío ninfal. Se registró el número de ninfas consumidas por cada individuo cada 60 min hasta que consumieron el total de las ninfas. En el fondo de las cajas petri se colocó un papel blanco con la finalidad de tener mejor visibilidad. Las pruebas de depredación se realizaron en condiciones de laboratorio (25 ± 1 ºC). Análisis estadístico

La abundancia de las diferentes especies de

coccinélidos, así como los tiempos que les tomó a éstos consumir las ninfas de D. citri, se analizaron utilizando un análisis de varianza no paramétrica de Kruskal Wallis debido a que los datos, aún transformados, no cumplieron con los supuestos de normalidad. Posteriormente se realizaron comparaciones múltiples mediante pruebas de Mann-Whitney utilizando la técnica de Bonferroni (Sokal y Rohlf, 1995). Los análisis de varianza, las comparaciones múltiples y la verificación de sus supuestos se realizaron con el paquete estadístico Sigma Stat versión 3,5.

RESULTADOS

Abundancia de coccinélidos Se encontraron cuatro especies de

coccinélidos durante las observaciones realizadas en el periodo de muestreo: Curinus coeruleus Mulsant, Cycloneda sanguinea L., Chilocorus stigma S. e Hippodamia convergens Guerin-Meneville.

La especie de coccinélido más abundante en

el periodo evaluado fue C. coeruleus, siendo esta significativamente mayor que las otras especies (H = 92,641, g.l. = 3, P < 0,001) (Figura 1). La mayor abundancia de C. coeruleus se presentó en los meses de febrero (H = 16,599, g.l. = 3, P < 0.001), marzo (H = 83,137, g.l. = 3, P < 0.001) y abril (H = 16,379, g.l. = 3, P < 0.001); en mayo, las cuatro especies de coccinélidos no difirieron significativamente (H = 4,498, g.l. = 3, P = 0,213) (Figura 2).

Depredación de D. citri Se encontraron diferencias significativas entre

los tiempos de consumo de D. citri por las diferentes especies de coccinélidos (H = 26,084, g.l. = 3, P < 0,001). La especie de coccinélido que consumió las

Figura 2. Abundancia promedio semanal por árbol (N =

120 árboles) de coccinélidos adultos presentes en un huerto de cítricos en la comunidad de Zapote Bueno, Tuxpan, Veracruz, México para cada uno de los meses de muestreo. Las barras representan promedios ± error estándar. Para cada mes, los promedios con letras distintas son estadísticamente diferentes (P < 0,05) de acuerdo a la prueba de Mann-Whitney con corrección por Bonferroni. N.S. = no se detectaron diferencias significativas.

Figura 1. Abundancia promedio semanal por árbol (N = 480 árboles) de coccinélidos adultos presentes en un huerto de cítricos en la comunidad de Zapote Bueno, Tuxpan, Veracruz, México durante cuatro meses de muestreo. Las barras representan promedios ± error estándar. Los promedios con letras distintas son estadísticamente diferentes (P < 0,05) de acuerdo a la prueba de Mann-Whitney con corrección por Bonferroni.



ninfas en el menor tiempo fue C. coeruleus (345,0 ± 9,26 min), seguida por C. stigma (510,0 ± 10,69 min) y por último C. sanguinea (622,5 ± 10,35 min) e H. convergens (622,5 ± 18,32 min) (Figura 3). No se detectaron diferencias significativas entre los tiempos de consumo de las últimas dos especies (Figura 3).

DISCUSIÓN

De las cuatro especies de coccinélidos

encontradas en el ejido Zapote Bueno, Tuxpan, Veracruz, C. coeruleus, C. sanguínea e Hippodamia convergens han sido reportadas anteriormente como especies depredadoras de D. citri en huertos de cítricos en Florida, E.U.A. y Puerto Rico (Michaud 2002, 2004; Michaud y Olsen, 2004; Pluke et al., 2005; Qureshi y Stansly, 2009). La especie C. stigma se le había reportado en cítricos, pero alimentándose de cóccidos (Collins y Whitcomb, 1975; Michaud et al., 2002), aunque una especie congenérica (Chilocorus cacti L.) ya ha sido reportada como depredadora de D. citri en Puerto Rico (Pluke et al., 2005).

Curinus coeruleus fue el depredador más

abundante en este estudio, contrario a lo reportado en huertos de cítricos de Florida donde su abundancia fue baja, considerablemente menores que C. sanguinea, (Michaud, 2001, 2004; Michaud y Olsen, 2004; Qureshi y Stansli, 2009). Curinus coeruleus es

una especie originaria del continente Americano, al parecer introducida a Estados Unidos desde México (Gordon, 1985) y aparentemente adaptada a climas tropicales (Michaud et al., 2002; Michaud y Olsen, 2004). En huertos de cítricos en regiones tropicales, C. coeruleus es una especie abundante y ha sido exitosa en programas de control biológico clásico en Hawaii, India, Filipinas e Indonesia (Michaud y Olsen, 2004), por lo que la región de Tuxpan, Veracruz, representa un sitio favorable para esta especie. Actualmente se desconocen las causas del cambio en la abundancia de C. coeruleus a lo largo de los meses de muestreo, por lo que son necesarios estudios para determinarlo.

Los resultados de este trabajo muestran que las ninfas de D. citri constituyen presas aceptables para las cuatro especies de coccinélidos presentes en el ejido Zapote Bueno, Tuxpan, Veracruz. La especie que consumió las ninfas en el menor tiempo fue C. coeruleus, seguida por C. stigma. Al igual que en este estudio, Michaud y Olsen (2004) observaron que el consumo de ninfas de D. citri por C. coeruleus fue significativamente mayor que el de C. sanguinea. De forma similar a lo encontrado en este estudio, Pluke et al. (2005) no detectaron diferencias significativas en la velocidad de consumo de ninfas de D. citri entre H. convergens y la subespecie C. s. limbifer.

Actualmente se desconoce el grado de especialización alimenticia de las cuatro especies presentes en el sitio de estudio. Se sabe que en Florida tanto C. coerulus como C. sanguinea pueden completar su desarrollo de ninfa a adulto con una dieta exclusiva de D. citri; sin embargo, solamente C. coerulus puede reproducirse con este tipo de dieta (Michaud y Olsen, 2004). También se sabe que la preferencia de H. convergens por ninfas de D. citri y del pulgón café de los cítricos Toxoptera citricida Kirkaldy no difiere en Puerto Rico (Pluke et al., 2005). Debido a que los árboles de cítricos en Tuxpan generalmente presentan una diversidad de especies de insectos fitófagos (e. g., psílidos, áfidos y cóccidos) (J.C. González Cárdenas, observación personal), es necesario estudiar el grado de especialización y preferencia alimenticia de los coccinélidos presentes en la región citrícola de Tuxpan. Sin embargo, los resultados encontrados en este trabajo confirman que las especies de coccinélidos pueden ser considerados como posibles agentes de control biológico de D. citri en Veracruz, México.

Figura 3. Tiempo promedio en el que se llevó a cabo la

depredación de 10 ninfas de Diaphorina citri por diferentes especies de coccinélidos provenientes de un huerto de cítricos en la comunidad de Zapote Bueno, Tuxpan, Veracruz, México. Las barras representan promedios ± error estándar. Las especies con diferentes letras difieren significativamente (P < 0,05) de acuerdo a la prueba de Mann-Whitney con corrección por Bonferroni.



CONCLUSIONES

Curinus coeruleus Mulsant, Cycloneda sanguinea L., Chilocorus stigma S., e Hippodamia convergens Guerin-Meneville, son las especies de Coccinélidos que se encontraron en el ejido Zapote Bueno, Tuxpan, Veracruz, México depredando a D. citri.

Curinus coeruleus Mulsant es la especie de

Coccinélido más abundante que se encuentra en el ejido Zapote Bueno, Tuxpan, Veracruz.

Curinus coeruleus Mulsant es la especie de Coccinélido que consume ninfas de D. citri en menor tiempo, seguida por C. sanguinea L., y por último H. convergens Guerin-Meneville.

AGRADECIMIENTO

Al Consejo Nacional de Ciencias y Tecnología (CONACyT) por el apoyo económico en la realización de tesis de doctorado.

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Comparación de tres métodos para determinar densidad aparente y solidez en tres suelos franco arenosos de sabana

Three methods of determining soil bulk density and solidity in three savanna sandy loam soils

Américo José HOSSNE GARCÍA y Héctor José CEDEÑO CAMPOS

Universidad de Oriente, Núcleo de Monagas, Escuela de Ingeniería Agronómica, Departamento de Agronomía.

Avenida Universidad, Campus Los Guaritos, Maturín, 5201, estado Monagas, Venezuela. E-mails: [email protected] y [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

El análisis de campo sobre el suelo es difícil debido a su variabilidad espacial y gran heterogeneidad resultante de varios factores de formación del suelo. Se debe tener cuidado para garantizar un muestreo preciso, como seleccionar el equipo adecuado y la manera en que el muestreo se realiza. El objetivo fue comparar la toma de muestras con el cilíndrico tipo Uhland en caída libre y caída forzada del martillo con el densímetro nuclear, para evaluar in situ, la densidad seca (ρS), la densidad húmeda (ρh) y la relación de solidez (iS), a dos profundidades (0-150 y 150-300 mm) en tres suelos ultisoles franco arenosos del estado Monagas. Metodológicamente se utilizó un arreglo factorial con tres suelos, tres métodos y dos profundidades (3*3*2) en bloques al azar con cinco repeticiones con tres réplicas, se realizó un ANDEVA, las medias y coeficientes de variación de los tratamientos fueron comparadas con la prueba de MDS y análisis de gráficos estadísticos. La densidad seca, la densidad húmeda y la relación de solidez por el método del densímetro nuclear presentaron los valores más bajos con diferencias estadísticas significativas con respecto a los obtenidos con la metodología Uhland con caída libre y forzada en los tres suelos. Los valores promedios con la toma muestras tipo Uhland fueron menores para la caída libre sin diferencia significativa para los tres suelos. Para la profundidad de 150 a 300 mm los valores promedios de las densidades aparentes y la relación de solidez fueron mayores significativamente. El análisis de los coeficientes de variación mostró diferencias de resultados en función de los suelos y la humedad con los menores valores para el densímetro. Palabras claves: Densímetro, toma muestras tipo Uhland, solidez, humedad.

ABSTRACT Soil field analysis is difficult due to spatial variability and heterogeneity resulting from various factors of soil formation. Care must be taken to ensure accurate sampling, such as selecting the right equipment and the manner in which sampling is performed. The objective was to compare the method Uhland in free and forced fall down of the hammer, with the nuclear density gauge to evaluate in situ dry density (ρS), the wet density (ρh) and the solidity ratio (iS), at two depths (0-150 y 150-300 mm) in three sandy loam soils of Monagas State, Venezuela. Methodologically it was used a factorial arrangement with three soils, three methods and two depths (3*3*2) in a randomized block with five repetitions with three replicates, ANOVA, means and coefficients of variation of the treatments were compared with the LSD test and analysis of statistical graphics. The dry density, wet density and the ratio of strength by the method of nuclear densometer showed the lowest values with statistically significant differences compared to those obtained with the free and forced Uhland fall in the three soils. The mean values were lower in Uhland for free fall with no significant difference for the three soils. For the depth of 150 to 300 mm the average values of bulk density and solidity ratio were significantly higher. The analysis of the variation coefficients showed differences in results depending on soil and moisture with the lowest values for the densitometer. Key words: Densitometer, Uhland-type sampler, solidity, humidity.

INTRODUCCIÓN

La determinación de la densidad aparente

seca de los suelos agrícolas normalmente se realiza sin tomar en cuenta el estado consistencial del suelo, ya que la densidad es variable en función del contenido de humedad del suelo (Hossne, 2008). Los

estudios sobre la variabilidad espacial han revelado que incluso en un suelo homogéneo, sus propiedades físicas pueden ser considerablemente cambiantes entre dos puntos vecinos en el mismo campo sin una causa aparente. Esta variabilidad puede ser alta en los campos grandes, por lo que para llevar a cabo experimentos en este tipo de áreas con cada punto de

Hossne García y Cedeño Campos. Comparación de tres métodos para determinar densidad aparente y solidez en tres suelos


muestreo muy lejos del siguiente no es aconsejable. Al respecto, Silva et al., (1989) expusieron que el análisis de campo sobre el suelo es difícil debido a su variabilidad espacial, y debido a la gran heterogeneidad resultante de varios factores de formación del suelo. Se debe tener cuidado para garantizar un muestreo preciso, cómo seleccionar el equipo adecuado y la manera en que el muestreo se realiza (Fernandes et al., 1983; Nesmith et al., 1986; Constantini, 1993). De acuerdo a Suarez et al., (2011) los errores en las predicciones de la compactación del suelo oscilaron de 1,50 a 4,16%, quedando demostrado que la exactitud en las predicciones dependerá de las condiciones físicas del suelo y la aptitud de las ecuaciones de predicción empleadas.

La determinación de las densidades aparentes

del suelo es práctica común en los proyectos agronómicos, mayormente en función de la densidad aparente seca. La densidad aparente húmeda se evalúa en función de la masa total de suelo dividida por el volumen del cilindro muestreador que es igual al volumen de la muestra; es decir, la ρh incorpora la humedad de la muestra, la cual debería ser la de uso en el agro, ya que los suelos agrícolas deben estar húmedos. Los valores de la densidad húmeda son mayores que los de la densidad seca ρH = ρs(1+w); w representa el contenido de agua gravimétrico del suelo (Hossne, 2001b). La relación de solidez proporciona cuanto sólida se encuentra la muestra, que viene ser igual a la inversa de el volumen específico (). Muchos investigadores argumentan que el volumen específico (1/iS) y compactación relativa, pueden ser mejores índices de compactación del suelo que la densidad aparente y porosidad (Soane et al., 1981); también, la relación de vacíos se ha propuesto como un índice de compactación del suelo (Hartge y Sommer, 1979), pero se relaciona con la relación de solidez. Existe una clara relación entre los valores de las densidades con otras características, estados y propiedades de los suelos, entre las que se tienen: la textura, estructura, contenido de humedad, el contenido de materia orgánica, la porosidad, la compactación y la conductividad térmica (Misle y Norero, 2002; Hossne, 2008). Se emplean muchos procedimientos para medir las densidades aparentes, como los métodos del cono de arena, hoyo con agua, hoyo con aceite, rayos gamma, el martillo Clegg, técnicas electromagnéticas, el método del terrón, cilindros saca muestras, excavación muestral, cilindro Uhland y el densímetro nuclear (Treasure, 2006; Taylor y Kansara, 1967; Swiford y Meyer, 1985; Lichter y Costello, 1994; Hossne, 2001a; Blake y

Hartge, 1986; Folegatti et al., 2001; McKeague, 1978; Yoder, 1936; Vanremortel y Shields, 1993; Zwarich y Shaykewich, 1969).

Sin embargo, el método más común por su

sencillez y costo es con la toma muestra tipo Uhland, el cual es normalmente utilizado con caída forzada del martillo (Hossne, 2001a). Lichter y Costello (1994) manisfestaron que el muestreo con el cilindro impulsado en el suelo, es la técnica más común para la determinación de la densidad aparente de los suelos agrícolas y una muestra de volumen conocido es extraída, secada en la estufa y pesada. Según Blake y Hartge (1986), y Craul (1992) el cilindro de suelo extraído con una toma muestra cilíndrico tiene limitado uso en suelos secos y muy húmedos, y pierden exactitud en suelos pedregosos. Swinford y Meyer (1985) alegaron que el cilindro altera la muestra y no puede ser usado como un patrón absoluto ya que puede ocurrir compactación dentro del cilindro, y el tamaño y la forma del cilindro serían diferentes del volumen de suelo. La toma muestra tipo Uhland fue introducido por Uhland (1949) quien utilizó anillos de aluminio de 76,2 mm de diámetro y de 76,2 mm de altura, lo patentó de acuerdo al tipo descrito por Yoder (1936) modificándolo y mejorándolo. De acuerdo a McKeague (1978) la toma muestra tipo Uhland ha recibido aceptabilidad total. La toma muestra tipo Uhland es considerado que proporciona muestras imperturbadas (Perfect et al, 2002; Folegatti et al, 2001; Barrios y Florentino, 2001; Wagner et al, 1995; Bravo y Andreu, 1995; Hossne, 2001b).

La falta de estandarización de algunos

factores básicos, como el tamaño y la forma de las muestras, la fuerza y la velocidad aplicada en la inserción, la velocidad de extracción de la muestra, y el estado de humedad del suelo durante el muestreo, pueden ser fuentes de variaciones que influyen en las diferencias en los valores de la densidad aparente seca y húmeda. Folegatti et al., 2001, reportaron que las técnicas utilizadas con diferentes muestreadores pueden influir en los valores de las densidades aparentes. Es imposible establecer normas en cada etapa de muestreo en el campo, estos errores son difíciles de cuantificar, pero hay que considerar una gran importancia sobre todo cuando se comparan los valores de densidad aparente seca (Veras de Lima et al., 2005). Los densímetros nucleares permiten mediciones rápidas y exactas y repetibles. Los instrumentos pueden ser operados a mano y son movibles. Las desventajas son que utiliza material



radiactivo y se requiere una licencia para operadores apropiadamente entrenados (Taylor y Kansara, 1967). El equipo es costoso y necesita la calibración correcta para cada sitio (Treasure, 2006).

El objetivo de este trabajo fue comparar el

método de la toma muestra cilíndrica tipo Uhland con caída libre del martillo de penetración, el método de la toma muestra cilíndrica tipo Uhland con caída forzada o velocidad inicial del martillo de penetración y el densímetro nuclear, en la medición de la densidad aparente seca (ρs), densidad aparente húmeda (ρh) y la relación de solidez (is) de tres suelos agrícolas a dos profundidades de 0-150 mm y de 150-300 mm.


El trabajo se realizó en dos profundidades de 0-150 mm y de 150-300 mm en tres suelos ultisoles franco arenosos agrícolas del estado Monagas, Venezuela en las localidades de Jusepín (A), El Barril (B) y San Jacinto (C) con las características mostradas en el Cuadro 1 y la Figura 1.

Los instrumentos empleados fueron: (a) el densímetro nuclear modelo HS-5001C de Humbolt y (b) la toma muestra tipo Uhland marca Humboldt Meg CO modelo H-4203.3 con peso del martillo de 4240 g (Figura 2) con todos los cilindros muestreadores de alrededor 70 mm de longitud y 72 mm de diámetro. Al respecto, Vomocil (1957) con relación al método del núcleo cilíndrico, recomendó que el cilindro tenga por lo menos 7,5 cm de diámetro para disminuir la disturbación que la presión del instrumento ejerce sobre el suelo. Todos los cilindros utilizados (100) fueron etiquetados con sus medidas promedios de tres alturas y tres diámetros. Se

utilizaron tres métodos: (a) Método del densímetro (M1), (b) Método del Uhland con caída libre del martillo (M2) y (c) Método del Uhland con caída forzada (velocidad inicial por impulso manual) del martillo (M3) (Treasure, 2006; Taylor y Kansara, 1967; Swiford y Meyer, 1985; Lichter y Costello, 1994; Hossne, 2001a).

En cada una de las tres zonas, se trabajó en un

área de una hectárea aproximadamente, se seleccionaron 5 sitios de 1,5 m2. Se colocó el microprocesador emisor-receptor de rayos gamma sobre la base de calibración por 5 minutos aproximadamente. Este procedimiento de calibración se realizó una vez en cada zona, se colocó la plancha de aleación de aluminio con el cilindro guía de perforación sobre el terreno (Figura 1) y se introdujo la barra perforadora por el cilindro guía para luego golpear con el martillo hasta clavar la barra a la profundidad de 300 mm. Para extraer la barra se

Cuadro 1. Componentes físicos (%), materia orgánica (%) y clase textural de los tres suelos estudiados en el estado Monagas.

Componentes (%)

Jusepín El Barril San Jacinto Profundidad (mm)

0-150 150-300 0-150 150-300 0-150 150-300 Arena muy gruesa 0,57 0,49 0,17 0,13 0,25 0,53 Arena gruesa 5,06 3,05 3,67 2,99 2,79 5,03 Arena media 15,27 10,93 26,36 24,02 10,75 0,68 Arena fina 31,27 29,41 38,06 37,6 34,70 30,98 Arena muy fina 12,12 13,31 7,16 8,20 14,96 12,45 Arena total 64,29 57,19 77,44 72,94 63,45 59,67 Limo 23,51 26,61 19,36 21,86 30,35 33,13 Arcilla (caolinita) 12,2 16,2 3,2 5,2 6,2 7,2 Materia orgánica 0,29 1,12 0,61 0,78 0,53 0,94 Clase textural Fa Fa aF Fa Fa Fa

05

101520253035404550556065707580

MuyGruesa

Gruesa Media Fina Muy Fina ArenaTotal

Limo Arcilla M.O.

Com

pone

ntes

tex

tura

les

(%)

Agregados texturales

Juse

pin

(A)1

50 m

m

Juse

pin

(A) 3

00 m

mE

l Bar

ril (

B) 1

50 m

mE

l Bar

ril (

B) 3

00 m

mS.

Jac

into

(C) 1

50 m

mS.

Jac

into

(C) 3

00 m

m

Orden de presentación para cada agregado para los suelos A, B y C

Figura 1. Componentes físicos de los suelos estudiados en el estado Monagas. Suelo (A) de Jusepin (JU), suelo (B) de El Barril (BA) y suelo (C) de San Jacinto (JA), para las profundidades 0-150 y 150-300 mm.



utilizó una llave doble asa, acoplándola a la barra con tensión y movimientos giratorios. La extracción de la barra dejó un hoyo por el cual se introdujo la barra emisora-receptora de radiación gamma; esta barra se encuentra acoplada al microprocesador, el cual realiza el registro de la velocidad de propagación de las ondas emitidas y ejecuta los cálculos de los parámetros físicos del suelo. Después de tomar los registros a la profundidad de 300 mm, se elevó la barra emisora receptora hasta los 150 mm de profundidad para tomar el registro a este nivel. Este proceso se realizó en los suelos estudiados de la forma siguiente: 3 suelos X 2 profundidades X 5 puntos de muestreo X 3 repeticiones X 3 métodos, y así produjo un total de 270 muestras analizadas.

En los mismos sitios se colocaron en el suelo 6 cilindros, identificados, y se introdujeron con el Uhland: tres cilindros se alojaron con caída libre del martillo y los otros tres con caída forzada; se anotaron en la planilla los números de golpes dados a cada anillo para introducirlo completamente en el suelo. Se excavó hasta la profundidad de 150 mm para colocar a este nivel seis nuevos cilindros y repetir todo el proceso antes descrito. Las muestras se pesaron y se secaron a estufa a 105 ºC por 24 horas. Se calculó el porcentaje de contenido de humedad (w) con la Ecuación 1, con base a la masa de agua (MW) y la masa de suelo seco (MS). La densidad seca (ρS) (g•cm-3) con la Ecuación 2, en donde VT fue el volumen interno del cilindro del cilindro. La densidad natural o in situ ρh se determinó por medio de la masa de suelo total (MT = MS + MW + MA) con la Ecuación 3. El índice o relación de solidez (iS) por medio de la densidad seca (ρS) y la gravedad específica del suelo (G) con la Ecuación 4. ρW representó la densidad del agua:

100S

w

MMw =

T

ss V

M=ρ

T

Th V

M=ρ

W

S

T

sS GV

Viρ

ρ*

==(1) (2) (3) (4)

Metodológicamente se utilizó un arreglo factorial con tres suelos, tres métodos y dos profundidades (3*3*2) en bloques al azar con cinco repeticiones con tres réplicas, se realizó un ANDEVA, las medias de los tratamientos fueron comparadas con la prueba de MDS, prueba de Tukey para comparación de coeficientes de variación, comparaciones apareadas (p ≤ 0,05) y análisis de gráficos estadísticos. Gómez y Arcos (2006) reportaron que los resultados obtenidos de densidad húmeda y contenido de humedad medidos con el

método nuclear, es posible concluir que es recomendable efectuar al menos 3 mediciones en cada punto con el fin de obtener resultados representativos y disminuir los errores que se producen al no considerar la heterogeneidad del material.

La Figura 3 señala el contenido de humedad in situ de los tres tipos de suelos estudiados durante el muestreo. Se observa que el suelo con mayor contenido de humedad, entre 12 y 15 %, fue el suelo de Jusepín (Suelo A); siguiéndole el suelo de San Jacinto (Suelo C) con humedad entre 5 y 8 %, y por último el suelo de El Barril (Suelo B) con humedades entre 2 y 3%.


La Figura 4 presenta los promedios del

número de golpes, la humedad gravimétrica y sus respectivas desviaciones estándar versus caída libe o forzada, profundidad de muestreo y tipo de suelo,

Figura 2. Equipos utilizados en las evaluaciones: (a) densímetro nuclear HS-5001C y b) Toma de muestras tipo Uhland H-4203.3



obtenidos con la toma muestra cilíndrica tipo Uhland. Se utilizaron más golpes para la introducción del cilindro a bajas humedades por debajo del 8 %. De acuerdo a Blake y Hartage (1986), y Craul (1992), el muestreo con cilindros en suelos secos, húmedos y con granzón tiene un uso muy limitado. Se observa que el martilleo en el uso del Uhland en caída forzada requirió obviamente menos golpes. Las desviaciones estándar exhibieron, en general, mayor variación a bajas humedades, en especial para los suelos B y C. Al respecto Blake y Hartage (1986) señalaron que la densidad aparente puede aumentar, por el efecto Proctor al compactar, si el dispositivo de muestreo es sobre martillado al introducirlo en el suelo. Hossne (2001a, 2009) expuso que la toma muestras tipo Uhland produce variabilidad de la densidad aparente seca producto del efecto Proctor. Parfitt et al., (2010) observaron que el martilleo en la conducción del cilindro toma muestra produjo valores bajos de la densidad aparente seca, agrietamiento y expansión de la muestra.

En la Figura 5 se muestra los valores de la

densidad aparente seca lograda por los tres métodos versus el tipo de suelo y profundidad de muestreo. Se nota que los mayores valores de la densidad aparente seca ocurrieron para el suelo de Jusepín (Suelo A) tanto para el rango de profundidad de 0-150 mm y de 150-300 mm. El suelo de Jusepín (A) presentó un alto contenido relativo de arcilla y el mayor contenido de humedad que pudo haber causado la mayor compactación de la muestra con el uso del Uhland

(Figura 3). En relación, Hossne et al., (2009) reportaron que la humedad óptima de compactación de estos suelos está cercana a la capacidad de campo (12,5 %) y Pinzón y Amézquita (1991) trabajando en compactación producto del pisoteo de animales, reportaron que la compactación aumentó con el contenido de arcilla, pero no hizo referencia del contenido de humedad para el momento del muestreo. Sekwakwa y Dikinya (2012) reportaron que los suelos franco arenosos son susceptible a la compactación especialmente con proporciones relativas altas de arcillas que de limo. Matus et al., (2002) reportaron que la diferencia en el contenido de humedad del suelo fue el factor más significante en el muestreo. Gómez y Arcos (2006) reportaron que el método nuclear es muy susceptible a las variaciones de

7 go

lpes

18 g

olpe

s

18 g

olpe

s

10 g

olpe

s

20 g

olpe

s

24 g

olpe

s

6 go

lpes

13 g

olpe

s

11 g

olpe

s

9 go

lpes 13

gol

pes

15 g

olpe

s

12,2

9 (%

)

2,47

(%)

5,29

(%)

11,8

1 (%

)

2,41

(%) 7,

44 (%

) 12,3

7 (%

)

2,05

(%)

4,95

(%)

11,7

0 (%

)

2,26

(%) 7,

23 (%

)

02468

101214161820222426

L150A L150B L150C L300A L300B L300C F150A F150B F150C F300A F300B F300CGol

pes,

des

vest

de

golp

es, h

umed

ad

y de

sves

t de

hum

edad

Caída libre (L), caída forzada (F), profundidad (mm) y suelo (A, B y C)

Figura 4. Golpes libres (L) y forzados (F) ejecutados con el muestreador Uhland durante el muestreo en los tres suelos A, B

y C del estado Monagas a las profundidades de 150 y 300 mm. Para cada ensayo: la primera columna representa el número de caída del martillo, la segunda la desviación estándar (desvest) del número de caídas, la tercera la humedad de la muestra y la cuarta la desviación estándar de la humedad.

0123456789

1011121314151617

150S

uelo

A

150S

uelo

A

150S

uelo

A

150S

uelo

B

150S

uelo

B

150S

uelo

B

150S

uelo

C

150S

uelo

C

150S

uelo

C

300S

uelo

A

300S

uelo

A

300S

uelo

A

300S

uelo

B

300S

uelo

B

300S

uelo

B

300S

uelo

C

300S

uelo

C

300S

uelo

C

Hum

edad

gra

vim

étri

c (%

)

Profundidad (mm) y tipo de suelo (A, B y C)

Suelo de Jusepín (A)Suelo de El Barril (B)Suelo de San Jacinto (C)

Figura 3. Contenido de humedad gravimétrica in situ de los tres tipos de suelos del estado Monagas al momento de la evaluación



humedad del terreno y por la tanto las mayores diferencias se presentan en suelos con elevados porcentajes de humedad.

La Figura 6 presenta la densidad aparente natural o húmeda versus la relación de solidez y la humedad en función comparativa de los métodos de medición. Se observa que los máximos valores de la densidad natural en función de los mayores valores de la solidez del suelo, se obtuvieron en orden ascendente para los métodos Densímetro (1), Uhland libre (2) y Uhland forzado (3). El diámetro de las esferas es función de la humedad, lo cual revela que la densidad natural obtuvo sus valores proporcionalmente al porcentaje del contenido de agua del suelo. Se nota mayor solidez del suelo, en orden ascendente, cuando se usó el Uhland en caída libre y caída forzada, producto del efecto Proctor al producir mayores niveles de compactación con el aumento de la humedad. Soika et al., (2001) reportaron que la densidad aparente seca puede variar abruptamente a distancias cortas de pocos centímetros como resultado, por ejemplo del tráfico, labranza o riego; y que, el contenido de humedad in situ es menos probable de variar que la densidad aparente en cortas distancias laterales; al respecto, los resultados encontrados en este trabajo reflejaron resultados similares encontrados por Campbell et a1., (1988) y Busscher et al., (1997) en suelos Ultisoles.

Gómez y Arcos (2006) manifestaron que los

rangos obtenidos en la densidad seca son similares a los de la densidad húmeda, lo que permite concluir que puntos con rangos elevados de densidad húmeda tienen también rangos elevados de contenido de humedad y, por lo tanto, el rango o diferencia de la

densidad seca sigue siendo alto. De acuerdo a Raper y Erbach (1985) la compactación de la muestra de suelo en el cilindro muestreador aparenta ser la mayor fuente de error durante el muestreo bajo condiciones favorable; por ejemplo, Hakansson (1990) reportó que la densidad seca fue mayor en las muestras obtenidas con el cilindro muestreador que con el método del marco de metal.

Trobert et al., (1997) informaron que una

reducción significativa de aproximadamente 0,06 g·cm-3 resultó en el centro de la sección del cilindro de suelo de la muestra producto de la fricción en las paredes del cilindro cuando la muestra se mueve por la presión aplicada, y que la densidad aparente seca resultante, para una presión dada, dependió de la serie de suelo, la humedad y diámetro del cilindro. Camponez do Brasil, (2000) usando cinco diferentes técnicas de muestreo de suelo mostraron que estas técnicas perturban la estructura de la muestra de suelo, y sus resultados demostraron una probable compactación del suelo debido al proceso de muestreo. Pires et al., (2004) reportaron que el muestreador cilíndrico de suelo indujo una compactación del suelo junto a la pared del cilindro y en la región inferior de la muestra de suelo que indicó un aumento de la densidad aparente del suelo desde el centro hasta el borde y la parte inferior. Una causa probable de esta compactación fue el pequeño diámetro de los cilindros de muestreo.

Figura 5. Densidad aparente seca obtenidas por los tres métodos en las dos profundidades de los tres suelos estudiados del estado Monagas.

Figura 6. Densidad aparente natural versus la relación de solidez, los métodos de medición (Densímetro (1), Uhland libre (2) y Uhland forzado (3)) y la humedad del suelo en tres tipos de suelos del estado Monagas.



El Cuadro 2 presenta los resultados del análisis de varianza (ANDEVA) para la densidad natural o in situ, la densidad seca y la relación de solidez. Como los Fcalculado fueron mayores que los Fcríticos, se rechazó la hipótesis nula concluyendo que los resultados obtenidos de la densidad húmeda son diferentes. Para la densidad seca y la relación de solidez se rechazó la hipótesis nula excluyendo los efectos de la humedad en donde Fcalculado fueron menores que los Fcríticos. La media para ρS fue de 1,5902 g/cm3, para ρH de 1,7423 g/cm3 y para iS de 58,016 %. El valor de ρH fue mayor que ρS, como era de esperarse (ρh = ρS+w*ρS). La densidad seca (ρS), densidad natural (ρH) y la relación de solidez (iS) fueron altamente significativas con respecto a la profundidad, métodos, suelos, humedad y el efecto combinado suelo*profundidad*método (S*H*M). Sheesley (1976) encontró que los experimentos de campo demostraron que el tráfico, sobre suelos de textura arenosa o mediana, la densidad seca incrementó al profundizar.

El Cuadro 3 muestra el empleo del método de mínima diferencia significativa (MDS) que exhibe promedios para la densidad aparente natural (ρh), la densidad aparente seca (ρS) y la relación de solidez (iS) para dos profundidades, tres métodos y de tres suelos (S) de sabana. Los valores mayores se encontraron en las profundidades de 150 a 300 mm. El método que produjo el menor valor fue el densímetro con diferencia significativa con respecto a los Uhland libre y forzado en los cuales no hubo diferencia significativa. Esto pudo haber sido posible al efecto de los Uhland y al proceso de pesado y contracción de las muestras en la estufa. El suelo A produjo los mayores valores con diferencia significativa en cuanto al suelo B y C para la densidad seca y natural los cuales fueron estadísticamente similares. Para la relación de solidez el suelo A produjo el mayor valor sin diferencia significativa en relación al suelo B, y el suelo C produjo el menor valor con diferencia significativa con respecto al suelo A y B. La diferencia entre los valores de la

Cuadro 2. Análisis de varianza (ANDEVA) para la densidad seca (ρS), densidad natural (ρH), y relación de solidez (iS)

ajustado por la profundidad (H), tres métodos (M), tres tipos de suelo (S), humedad y el efecto combinado S*H*M de los suelos de sabana del estado Monagas.

Densidad Seca (ρS) Fuente GL Suma de cuadrados Cuadrados medios F P

Profundidad (H) 1 0.10807 0.10807 29.52 0.0000 Métodos (M) 2 0.22507 0.11254 30.74 0.0000 Suelo (S) 2 0.15740 0.07870 17.37 0.0000 Humedad (w) 16 0.17054 0.01066 2.91 0.0002 S * H *M 12 0.13049 0.01087 2.97 0.0007 Error experimenatl 236 0.86403 0.00366 Media 1.5902 Coeficiente de variación 3.81

Densidad Natural o Húmeda (ρH) Profundidad (H) 1 0.13204 0.13204 29.13 0.0000 Métodos (M) 2 0.25081 0.12541 27.67 0.0000 Suelo (S) 2 0.15740 0.07870 17.37 0.0000 Humedad (w) 16 0.54836 0.03427 7.56 0.0000 S * H *M 12 0.18254 0.01521 3.36 0.0002 Error experimenatal 236 1.06956 0.00453 Media 1.7423 Coeficiente de variación 3.86

Relación de Solidez (iS) Profundidad (H) 1 634.73 634.728 127.22 0.0000 Métodos (M) 2 1105.08 552.539 110.75 0.0000 Suelo (S) 2 716.46 358.231 71.80 0.0000 Humedad (w) 16 234.53 14.658 2.94 0.0002 S * H *M 12 2219.95 184.996 37.08 0.0000 Error experimental 236 1177.43 4.989 Media 58.016 Coeficiente de variación 3.85



densidad aparente seca encontrados entre los tres métodos fueron: 5,49 %, 6,22 % y 0,70 % para el densímetro-Uhland libre, densímetro-Uhland forzado y Uhland libre-Uhland forzado respectivamente; resultados incrementados se lograron para la densidad aparente natural. Lichter y Costello (1994) mencionaron que a pesar de la diferencia entre los dos métodos utilizados por ellos para evaluar la densidad aparente producida fue relativamente pequeña (3 a 9 %), pero las implicaciones de esta diferencia en términos de la administración de suelos y el desarrollo de las plantas, podría ser substancial. Folegatti et al., (2001) muestreando en dos suelos, uno arcilloso y uno arenoso, encontraron que el muestreo con la toma muestra tipo Uhland mostró una reducción de volumen de 19,24 cm3 (0,5 cm en la altura del cilindro) después del secamiento lo cual disminuyó los valores de la densidad seca (1,57 g/cm3). Las medias de la densidad aparente seca obtenidas con el densímetro (M1) fueron menores para todos los suelos y las profundidades analizadas, con diferencias significativas (DS) con respecto a los métodos M2 y M3 con el uso de la toma muestras tipo Uhland.

En el análisis presentado en el Cuadro 4, utilizando el coeficiente de variación (CV), del efecto combinado S*H*M sobre las densidades aparentes y la relación de solidez. El CV proporciona una visión general acerca de la eficacia de un método; CV de 5% o menor en general, nos dan una sensación de buen método de rendimiento, mientras que el CV de 10% y mayor es la mala sensación (Westgard, 2012). Parece

ser que hay una transición en el suelo B entre el suelo A y el suelo C. Se observa para el suelo A, con respecto a la densidad aparente seca, que el densímetro produjo el menor valor de 1,4898 g·cm-3 en a la profundidad de 150 mm con un CV de 4,94 con diferencia significativa con respecto a los Uhland con caída libre y caída forzada; y a la profundidad de 300 mm, el menor valor de 1,5578 g·cm-3 con un CV semejante al Uhland forzado; en total, se nota la misma tendencia para las otras variables. Para el suelo B no hubo diferencia significativa para los tres métodos a las dos profundidades; ambas modalidades del Uhland generaron mayores valores en todos los parámetros que el densímetro. Para el suelo C, de 0-150 mm, el densímetro produjo con diferencia significativa, los menores valores para todos los parámetros y el CV; de 150-300 mm, el densímetro produjo, para todas las variables, valores menores, pero solo con diferencia significativa para el CV. Resumiendo, el densímetro (M1) produjo siempre las menores estimaciones para todas las variables, como que si no hubo influencia relativa de la humedad y la textura. Al respecto, Hossne (2008) reportó que la densidad aparente seca varía inversamente de acuerdo al contenido de humedad en los suelos franco arenosos.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos para la densidad

aparente seca, la densidad aparente húmeda y la relación de solidez fueron menores con el uso del densímetro nuclear; encontrándose diferencia

Cuadro 3. Promedios para la densidad húmeda o natural (ρH), la densidad seca (ρS) y la relación de solidez (iS) para dos

profundidades (H), tres métodos (M), efecto combinado S*H*M y tres suelos (S) de sabana del estado Monagas.

Variables Independientes Variables Dependientes

Densidad húmeda † Densidad seca † Relación de solidez † Media Grupo Media Grupo Media Grupo

Profundidad 0-150 1,7174 B 1,5650 B 56,171 B

150-300 1,7673 A 1,6029 A 59,346 A Método

Densímetro (M1) 1,6857 B 1,5245 B 53,651 B Uhland libre (M2) 1,7641 A 1,6081 A 59,589 A Uhland forzado (M3) 1,7773 A 1,6193 A 60,035 A

Suelo Jusepín (A) 1,7736 A 1,6448 A 59,948 A El Barril (B) 1,7654 A 1,5480 A 58,131 A

San Jacinto (C) 1,6880 B 1,5589 B 35,196 B † Mínima diferencia significativa (MDS). Comparaciones apareadas (p ≤ 0,05). Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes (p ≤ 0,05). Comparaciones por variables.



significativa con respecto al empleo de las modalidades de la toma muestra cilíndrica tipo Uhland. No hubo diferencia significativa para los resultados obtenidos por el Uhland con caída libre del martillo y el Uhland con caída forzada del martillo, con valores mayores para el Uhland forzado, posiblemente debido a los cambios de textura y a las variaciones del contenidos de humedad, que disminuyó en el orden de los suelos: A, C y B. Esto vislumbra que hubo disturbación de las muestras de suelo por los saca muestras tipo Uhland. El suelo de Jusepín presentó los parámetros evaluados con los valores mayores, siguiéndole el suelo de El Barril, sin diferencia significativa, y luego el de San Jacinto con diferencia significativa con respecto a los dos anteriores. Esto muestra que los suelos de Jusepín son más propensos a la compactación.

Los tres suelos bajo estudio presentaron diferencias estadísticas significativas para la densidad aparente seca, la densidad aparente húmeda y la relación de solidez con respecto a la profundidad del suelo; obteniéndose valores mayores a la profundidad de 150-300 mm. Los promedios de densidad seca

obtenidos con el densímetro nuclear proporcionaron valores mayores a la profundidad de 150–300 mm. El suelo de San Jacinto fue el único que presentó diferencias estadísticas de la humedad con respecto a la profundidad con un promedio más alto de humedad a la profundidad de 150-300 mm.

La metodología con el uso de los coeficientes de variación reportaron mucha variabilidad de un método con respecto al otro y la influencia de los diferentes suelos, posiblemente fue producto de los diferentes contenidos de humedad y textura; sin embargo, los valores menores de la densidad aparente seca, la densidad aparente húmeda y la relación de solidez, se obtuvieron con el densímetro nuclear, siguiéndole el Uhland con caída libre y el Uhland con caída forzada. Para el suelo de Jusepín a la profundidad de 150 mm se obtuvo la menor variación con el densímetro, para todos los parámetros.

El saca muestras tipo Uhland resultó ser el instrumento más sencillo y económico para ser empleado agrícolamente.

Cuadro 4. Promedios para la densidad húmeda o natural (ρH), la densidad seca (ρS), la relación de solidez (iS) y coeficientes

de variación (CV) para la densidad seca (ρS) para dos profundidades (H), tres métodos (M) y tres suelos (S) en su efecto combinado S*H*M de la sabana del estado Monagas.

Efecto

combinado ρH Ámbito ρS Ámbito CV Ámbito iS Ámbito

SAH150M1 1,6269 H † 1,4898 H † 4,942 B ‡ 55,111 H † SAH150M2 1,8211 A 1,6574 AB 2,757 A 61,380 AB SAH150M3 1,8252 A 1,6612 AB 2,358 A 61,521 AB SAH300M1 1,7040 DEF 1,5578 EFG 2,978 B 57,679 EFG SAH300M2 1,8216 A 1,6592 AB 2,523 A 61,413 AB SAH300M3 1,8429 A 1,6811 A 3,361 B 62,236 A SBH150M1 1,6608 FGH 1,5155 GH 5,047 B 56,175 GH SBH150M2 1,7318 CD 1,5823 DE 3,853 B 58,659 DE SBH150M3 1,7572 BC 1,6090 CD 6,576 B 59,652 CD SBH300M1 1,8015 AB 1,6302 BC 5,274 B 60,446 BC SBH300M2 1,8068 A 1,6560 AB 4,640 B 61,407 AB SBH300M3 1,8343 A 1,6821 A 4,041 B 62,362 A SCH150M1 1,6388 GH 1,4910 H 2,754 A 39,036 I SCH150M2 1,6919 DEF 1,5467 EFG 4,434 B 57,351 EFG SCH150M3 1,7029 DEF 1,5555 EFG 4,704 B 57,687 EFG SCH300M1 1,6821 EFG 1,5353 FG 1,641 A 56,794 FG SCH300M2 1,7111 CDE 1,5603 EF 4,621 B 57,808 EF SCH300M3 1,7012 DEF 1,5526 EFG 3,431 B 57,564 EFG

‡ Prueba de Tukey para comparación de coeficientes de variación entre métodos en un mismo suelo y a una misma profundidad. Letras diferentes indican promedios estadísticamente diferentes (p ≤ 0,05)..



AGRADECIMIENTO

Los autores expresan su agradecimiento al Consejo de Investigación de la Universidad de Oriente, Venezuela por su soporte y financiamiento para esta investigación. Al Ministerio del Ambiente por su apoyo instrumental y personal.

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Nota Técnica


Degradación del suelo en el Distrito de riego 003 Tula, Valle del Mezquital, Hidalgo, México

Soil degradation in the irrigation District 003 Tula, Valle del Mezquital, Hidalgo, Mexico

Flora María CORNEJO OVIEDO 1, Maritza LÓPEZ HERRERA1 , Rosa Icela BELTRÁN HERNÁNDEZ 2, Otilio A. ACEVEDO SANDOVAL3, Carlos Alexander LUCHO

CONSTANTINO 4 y María Isabel REYES SANTAMARÍA3

1Laboratorio de Morfofisiología Vegetal. Centro de Investigaciones Biológicas. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH). Carretera Pachuca-Tulancingo. Km 4,5. Mineral de la Reforma. 42184. Hidalgo,

México. 2Centro de Investigaciones Químicas, UAEH, 3Instituto de Ciencias Agropecuarias. UAEH. Tulancingo, Hidalgo y 4Universidad Politécnica de Pachuca. Departamento de Biotecnología. Zempoala, Hidalgo, México.

E-mails: [email protected], [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN En el Distrito de Riego 003 Tula, en el Valle del Mezquital, Hidalgo, México se usan aguas residuales para irrigar los cultivos desde hace más de 100 años. Se realizó un análisis comparativo de dos muestreos, uno en 1984 y otro en 2009 a dos profundidades (0-10 y 10-50 cm) con el propósito de cuantificar los cambios en las características físicas y químicas del suelo, y la concentración de metales pesados en suelo y en alfalfa (Medicago sativa L.), cultivo de importancia en el distrito. La mayoría de las características del suelo en ambas profundidades mostraron diferencias significativas (p < 0,05), excepto el porcentaje de arcilla y la conductividad eléctrica (CEs). La textura del suelo cambió de franco arcillo arenoso a franco arcillosa. La CEs disminuyó 0,1 dSm a 25 °C a profundidades de 0 a 10 cm. El pH se modificó de alcalino a neutro. La CIC y la materia orgánica (MO) se incrementaron. Las bases intercambiables disminuyeron significativamente su concentración. En la alfalfa el Ni con 3,01 mg kg-1 y el Cd con 0,9 mg kg-1 sobrepasaron el valor establecido en la norma. Se determinó que en los últimos 25 años, la textura del suelo se modificó y existió una tendencia a la acidificación y a la pérdida de bases intercambiables por el incremento de la MO debido al uso de las aguas residuales, las prácticas agrícolas de riego por inundación con deficientes sistemas de aplicaciones y la cercanía a zonas industriales de la Región Tula, los cuales conducen a una degradación física y química del suelo influyendo en la productividad agrícola; la presencia de metales tóxicos en la alfalfa representa un riesgo para la salud y el medio ambiente. Palabras clave: Degradación de suelos, metales tóxicos, contaminación, alfalfa

ABSTRACT

In the Tula Irrigation District 003 at the Mezquital Valley, Hidalgo, Mexico, wastewater to irrigate crops have been used for more than 100 years. A comparative analysis of two samples, one in 1984 and another in 2009 at two depths (0-10 y 10-50 cm) was performed to quantify changes in the physical and chemical soil characteristics and the concentration of heavy metals in soil and alfalfa (Medicago sativa L.) one of the most important crops in that district. Most of the characteristics of the soil at both depths showed significant differences (p < 0.05), except the percentage of clay and electrical conductivity (CE). Soil texture changed from sandy clay loam to clay loam. The CEs decreased 0.1 dS m at 25 °C from 0 to 10 cm. The pH was changed from alkaline to neutral. The CIC and organic matter increased. The interchangeable bases significantly decreased their concentration. In alfalfa, Ni with 3.01 mg kg-1 and Cd with 0.9 mg kg-1 exceeded the set standard values. It was determined that in the last 25 years the soil texture was modified with a tendency to acidification and the loss of exchangeable bases due to the increase of organic matter due to the use of wastewater, agricultural practices, flood irrigation with deficiency systems of applications and proximity to industrial areas Tula region, which lead to physical and chemical degradation of soils impacting on agricultural productivity, the presence of toxic metals in the alfalfa poses a risk to health and the environment.

Key words: Soil degradation, toxic metals, pollution, alfalfa

INTRODUCCIÓN

El crecimiento de las plantas se suele relacionar frecuentemente con la disponibilidad de

nutrientes más que con las condiciones físicas del suelo (fertilidad física), lo que ha llevado a que los aspectos químicos de la fertilidad del suelo se estudien más ampliamente. La degradación de la

Cornejo Oviedo et al. Degradación del suelo en el Distrito de riego 003 Tula, Valle del Mezquital, Hidalgo, México


fertilidad física del suelo puede ocasionarse por las acciones antrópicas directas e indirectas que pueden provocar un deterioro de las propiedades físicas que afectan directamente al crecimiento de las plantas (Porta et al. 2003).

El Distrito de Riego 003 Tula, del Estado de

Hidalgo ha sido utilizado por más de 100 años para uso agrícola, el agua residual proveniente de la Zona Metropolitana del Valle de México. En la actualidad la superficie cultivada en este distrito es aproximadamente de 50.000 ha (Figura 1) siendo los principales cultivos maíz (Zea mays) y alfalfa (Medicago sativa).

El Distrito de Riego 003 ha sido investigado

por diferentes autores debido al impacto de las aguas residuales tanto al suelo como a los cultivos de la zona. Entre las sustancias que se incorporan al suelo vía el agua residual, se encuentran los metales pesados, los cuales pueden participar en diversos procesos como la incorporación al ciclo del agua, acumularse en el suelo con diversos grados de disponibilidad o en el tejido vegetal debido a su absorción por las plantas (Vázquez Alarcón et al., 2005).

En cuanto a la concentración de metales

tóxicos en el suelo y en plantas, Hernández Silva et al. (1994) afirmaron que la mineralogía de los suelos, demuestra que no hay evidencia de que el material parental sea el causante de una posible acumulación anómala de metales pesados en la zona.

Por su parte Siebe (1994) observó una tendencia de aumento en las cantidades de metales pesados presentes en los suelos conforme al tiempo y que éstos se acumulan en el horizonte Ap; de los metales estudiados la concentración de Cd y Pb se reportó por arriba de los valores sugeridos por la actual Norma NOM-021-SEMARNAT-2000 (SEMARNAT, 2008) que establece, según la autoridad nacional de México, las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis, y los valores para algunos metales según la tolerancia de los cultivos (Cuadro 1).

Cajuste et al. (2001), analizaron el suelo en la

misma zona y apreciaron también una tendencia general al aumento de la disponibilidad del Pb, Ni y Cd, por efecto del tiempo de uso del agua residual, indicando que el Ni y el Pb presentan una mayor tasa anual de acumulación, mientras que el Cd tiene una tasa 4,3 veces inferior en relación con la del Ni; en cuanto a la concentración de metales en tejido foliar en alfalfa, afirman que el Cd tiende a incrementarse en los cultivos a medida que aumenta el tiempo de uso del agua residual, lo que indica un riesgo potencial para la salud de los organismos consumidores.

El sitio de estudio ha sido reportado por la

SRH (1973) dentro de la Serie Tepatepec, el INEGI (1999) lo caracteriza como un Vertisol y Cornejo (1984) lo clasificó dentro del orden Molisol, Suborden Xerolls, Gran Grupo Argixerolls, e identificó los siguientes subhorizontes: A10p de 0 a 10 cm, A11p de 10 a 50 cm, el horizonte B de 50 a 80 cm y el horizonte C de 80 a 90 cm. Prieto García et al. (2007) realizaron muestreos en las 4 series de suelo de acuerdo a los tiempos de irrigación con aguas negras, reportaron problemas de salinidad en un solo sitio (Serie Lagunilla CE 14,09 dS m-1), suelos medianamente alcalinos (Serie Progreso pH 8,15) a fuertemente alcalinos (Series Lagunilla pH 9,09 y Tepatepec pH 8,95), suelos entre oxidantes y reductores, hasta suelos altamente reductores (series Progreso -100 mV y Tepatepec -151 mV), suelos arcillosos (en las 4 series, con contenidos de arcilla ≥ 32%) con muy alta capacidad de intercambio Cuadro 1. Valores (mg kg-1) de elementos tóxicos en el

suelo según la tolerancia de los cultivos NOM-021-SEMARNAT-2000

Clase Cd Ni Pb Normal 0,35 50 35 Peligroso 3 - 5 100 100 - 300

Figura 1. Mapa de localización del Distrito de Riego 03, Estado de Hidalgo, México.



catiónico (Serie Progreso 40,13 Cmol.g-1, Serie Tepatepec 35,22 Cmol.g-1), por lo que los procesos de adsorción-desorción de cationes es elevada, lo que supone que concentraciones bajas de metales traza provenientes de las aguas de riego, pueden llegar a depositarse en los suelos, acumularse y lixiviarse, provocando contaminación en la capa arable y la subsiguiente contaminación de cultivos.

La absorción de metales en alfalfa está en

función de su concentración y disponibilidad biológica, de la composición de los exudados de la raíz, de la presencia de micorrizas y materia orgánica en el suelo, del pH, del potencial redox, de la temperatura y de la concentración de otros elementos (Naya, 2007).

En el presente trabajo el objetivo fue

comparar algunas características fisicoquímicas de un suelo agrícola en dos años de muestreo (1984 y 2009) del mismo sitio y además contrastar la concentración de los metales tóxicos en suelo y en alfalfa.

MATERIALES Y MÉTODOS Área de estudio y diseño experimental

La investigación se realizó en marzo 2009 en una parcela de la zona agrícola en el municipio de Tlahuelilpan, Hidalgo, ubicado en el Distrito de Riego 003 Tula, entre las coordenadas 20° 07.652’ longitud Norte y 99° 12.881’ longitud Oeste a 2.078 msnm. Los suelos del sitio tienen más de 80 años de irrigación con aguas residuales y actualmente son cultivados principalmente con alfalfa y maíz.

La parcela tuvo una superficie de 2,83 ha. El

muestreo del suelo se hizo en zig zag, se tomaron 10 submuestras de 0 a 10 cm de profundidad (subhorizonte A10p) y 10 submuestras de 10 a 50 cm de profundidad (subhorizonte A11p) para formar dos muestras compuestas. Las muestras compuestas fueron de dos kg cada una y se guardaron en bolsas de polietileno para luego secarse al aire a temperatura ambiente y pasarse por un tamiz de malla de 2 mm de diámetro (certificado NIST, tamiz de Fisher Scientific Company). Técnicas

Se evaluaron las siguientes características en

el suelo: textura, pH, materia orgánica (MO),

conductividad eléctrica en el extracto de saturación (CEs) de acuerdo a la NOM-021-SEMARNAT-2000, potencial redox (Eh) de acuerdo a Fernández et al. (2006), capacidad de intercambio catiónico (CIC) por el método reportado por Yúfera y Carrasco (1973) y las bases intercambiables (Ca, Mg, Na y K) por el método del Fraccionamiento 1 de Tessier (Tessier et al., 1979). Los datos del año 1984 se tomaron de los resultados reportados por Cornejo (1984) para el mismo sitio. Para la identificación de los metales (As, B, Cd, Cr, Hg, Ni, Pb, Fe y Se) se colectaron muestras del cultivo aplicando un esquema de Z en el sitio de estudio, cuando se presentó 10% de la floración aproximadamente (determinado por el porcentaje de inflorescencias presentes en el sitio; este es un criterio aplicado por el productor que decide la etapa de corte o de cosecha de la planta). Los análisis de metales en suelo y planta fueron realizados en el Laboratorio de Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), en éste último se utilizó la digestión del método EPA 3051 para metal total en suelos (EPA, 1995), el método EPA 3052 para metales en alfalfa (EPA, 1996) y en un horno de microondas (MarsX, E.U.A). Las muestras que se obtuvieron de la digestión del suelo y alfalfa fueron aforadas a 50 mL con HNO3 al 3%. La lectura de los metales se realizó en un espectrofotómetro de absorción atómica (SpectrAA 880, Varian, Australia) partiendo de estándares de referencia con una pureza de 99,98%. Se realizaron tres repeticiones por cada muestra compuesta en cada determinación. Análisis de datos

Los datos obtenidos se analizaron bajo el diseño de tratamientos completamente al azar con arreglo factorial 22, donde los factores principales fueron: años de evaluación (1984 y 2009) y profundidad (0-10 cm y 10-50 cm). Se realizó un análisis de varianza, seguido de un análisis de comparación de medias (Tukey, p < 0,05). Todos los análisis estadísticos se llevaron a cabo con el paquete estadístico SAS.

RESULTADOS

Los resultados muestran que la mayoría de las características del suelo variaron en los últimos 25 años (Cuadros 2 y 3). En ambos subhorizontes (A10p, 0 - 10 cm y A11p, 10 - 15 cm) se observa una pérdida de la fracción arenosa y un incremento en limo y arcilla conforme al tiempo. Para el porcentaje de



arena, el análisis estadístico mostró diferencias en el subhorizonte A11p en el tiempo y para el porcentaje de limo y arcilla se registraron diferencias entre los dos subhorizontes entre ambos años (Cuadros 2 y 3). La fracción arenosa, presentó, para el año 2009, una disminución de 26,6% y 33,4% para el primer y segundo horizonte respectivamente. Por otro lado, el porcentaje de limo y arcilla se incrementaron, por su parte, el limo tuvo un incremento de 16,5% en el primero horizonte y de 40,6% en el segundo. A su vez la arcilla presentó un incremento aproximado del 8,4% en ambos horizontes en el 2009. La clase textural determinada en 1984 fue franco arcillo arenoso y en 2009 se modificó a franco arcilloso (Cuadro 2).

El pH también mostró una disminución conforme al tiempo en ambos sub-horizontes, estas diferencias son significativas estadísticamente (p < 0,05). En 1984, el pH se encontraba entre 8,20 (medianamente alcalino) y 8,55 (fuertemente alcalino) para el sub-horizonte A10p y el A11p respectivamente y para el año 2009 disminuyó a 7,19 (neutro) en el primero y 7,62 (medianamente alcalino) en el segundo (Cuadros 2 y 3).

El potencial redox (Eh) del suelo solo se reportó para el año 2009 y se observó que es fuertemente reductor, de 0 a 10 cm fue -459,5 mv y de 10 a 50 cm fue -490,0 mv, lo que indica condiciones anóxicas y anaerobias (Cuadro 2).

En cuanto a la CE, también presentó una disminución al 2009, ésta es más evidente en el sub-horizonte A10p con un 31% con respecto a 1984, estas diferencias son estadísticamente significativas (p < 0,05); en el sub-horizonte A11p no hay cambios importantes, los valores de la CEs en ambos sub-horizontes expresan efectos despreciables de la salinidad (Cuadros 2 y 3).

La CIC se mantuvo alta, con un ligero

incremento (11%) para el 2009 y se observó una ligera tendencia hacia al ascenso. La materia orgánica mostró un incremento, para el año 2009, del 29,5% en el sub-horizonte A10p y del 34,0% en el segundo sub-horizonte, para ambas fechas de muestreo los valores expresaron un contenido medio de materia orgánica (Cuadros 2 y 3). De las bases intercambiables evaluadas (Ca, Mg, Na y K) todas, a excepción de Mg, presentaron, para el 2009, una disminución en las

Cuadro 2. Cuantificación de diversas características en dos profundidades del suelo en los años 1984 y 2009 en el municipio

de Tlahuelilpan, Hidalgo, México.

Años de muestreo 1984 (Cornejo, 1984) 2009

Suelo (profundidad cm) Variables 0 - 10 10 - 50 0 - 10 10 - 50 Textura Arena (%) 45,3 50,8 37,59 33,84 Limo (%) 25,6 21,0 30,67 35,36 Arcilla (%) 29,1 28,2 31,74 30,80 Clase textural FAa FAa FA FA

pH pH 1:2,5

8,2 (Medianamente Alcalino)

pH 1:2,5 8,55 (Fuertemente

Alcalino)

pH 1:2 7,19 (Neutro)

pH 1:27,62 (Medianamente

alcalino) PR (mV) NR NR -459,5 reductor -490,9 reductor

CE (dS m-1) a 25 °C

0,35 Efectos despreciables

de salinidad


de salinidad

0,24 Efectos despreciables de

salinidad


de salinidad CIC (Cmol.kg-1) 34,4 (alta) 33,4 (alta) 38,7 (alta) 37,5 (alta) MO (%) 3,45 (medio) 2,01(medio) 4,89 (alto) 3,06 (medio) Bases intercambiables (mg kg-1) Ca 7134 4809 1554 1439 Mg 389 1118 605 483 Na 621 575 486 304 K 1251 1055 423 167 PR: Potencial redox; CE: Conductividad eléctrica; CIC: Capacidad de intercambio catiónico; MO: Materia orgánica y NR: no reportado.



concentraciones en ambos sub-horizontes. El comportamiento del Ca, Mg y Na también muestra diferencias significativas entre los dos sub-horizontes y para los años 1984 y 2009 (Cuadros 2 y 3).

De los metales evaluados, los valores de As,

Hg y Se, tanto en suelo como en tejido vegetal, fueron menores al límite detectable, el Cr se detectó en tejido vegetal, el Pb en el horizonte A10p y el Fe fue detectado tanto en el sub-horizonte A10p como en tejido vegetal, finalmente tanto el Cd como el Ni se detectaron en los dos sub-horizontes, en raíz y biomasa aérea (Cuadro 4).

DISCUSIÓN

Comparando las características del suelo de los dos años de muestreo y de las dos profundidades, se observa una pérdida significativa de la fracción arenosa del suelo, en la profundidad de 10 a 50 cm y la fracción limosa se incrementa, presentando diferencia significativa para las dos profundidades en los dos años, lo cual puede deberse al trabajo de subsoleo, al riego por inundación, a la pendiente ligera (15%) del terreno que provocan una pérdida gradual a través de los años del material constituyente del suelo. Para el porcentaje de arcilla las diferencias no son significativas pero se observa un ligero incremento en las dos profundidades, que puede

Cuadro 3. Comparación de medias entre las dos profundidades y en los años 1984 y 2009 para las variables estudiadas en el

municipio de Tlahuelilpan, Hidalgo, México.

Profundidad (cm) 0 - 10 10 - 50

Variables 1984 (Cornejo, 1984) 2009 1984 (Cornejo, 1984) 2009 Arena (%) 45,3a 37,59ª 50,85ª 33,8b

Limo (%) 25,6b 30,67ª 21,00b 35,40ª Arcilla (%) 29,1a 31,75a 28,15a 30,80a

pH 1:2 8,2ª 7,19b 8,55ª 7,62b

CEs (dS m-1 a 25 °C) 0,34ª 0,24b 0,14ª 0,13ª CIC (Cmol.kg-1) 34,4b 38,77ª 33,35b 37,50ª MO (%) 3,45b 4,84ª 2,01ª 3,06ª Ca (mg kg-1) 7134,5ª 1554,67b 4809ª 1438,67b

Mg (mg kg-1) 389b 604,67ª 1118,5ª 483,33b

Na (mg kg-1) 621,5ª 486,67b 575ª 304,33b

K (mg kg-1) 1251,5ª 423,33b 1055,25a 166,67b

CE: Conductividad eléctrica; CIC: Capacidad de intercambio catiónico y MO: Materia orgánica Medias con letras diferentes dentro de la misma fila y profundidad indican diferencias significativas de acuerdo a la prueba de Tukey (p < 0,05).

Cuadro 4. Cuantificación de metales en suelo y alfalfa en marzo del 2009 en el municipio de Tlahuelilpan, Hidalgo, México.

Metales (mg kg-1)

Suelo 0-10 cm

Suelo 10-50 cm

Raíz 0-10 10-50 Hoja/Tallo

Total Intercambiable Total Intercambiable cm cm Arsénico <LD Boro 5,76 Cadmio 0,62-1,45 0,26 1,12 0,13 2,25 <LD 0,1/0,9 Cromo <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD/1,02 Hierro 7,54 86/90 Mercurio <LD Níquel 10,66-31,50 0,48 8,0 0,57 0,27 0,83 <LD/3,01 Plomo 53,89 <LD Selenio <LD <LD < LD: menor al límite de detección.



deberse al depósito de material sólido arrastrado por el agua de riego, éste incremento podría permitir una mayor adsorción de nutrimentos y metales tóxicos. Porta et al. (2003), afirmaron que al ser el suelo un sistema abierto, los cambios en la fase sólida mineral no llegan a un estado estable pero que estos cambios tienen lugar de forma tan extremadamente lenta que se considera a la textura como constante; lo que puede estar ocurriendo en el suelo del sitio estudiado, en donde la fase mineral ha cambiado en el lapso de 25 años, encontrándose una pérdida significativa en arena y limo, la fracción arenosa está más propensa al lavado que la arcillosa, con lo que también puede ocurrir pérdida de nutrientes solubles por el exceso de la lámina de riego aplicada.

De acuerdo con lo reportado por Prieto García et al. (2007) para la Serie Tepatepec, el pH del sitio estudiado ha disminuido una unidad, por lo que se observa una tendencia hacia la acidificación en el suelo del sitio, el pH disminuyó 1,01 de 0 a 10 cm de profundidad y 0,93 de 10 a 50 cm de profundidad, presentó diferencia significativa para las dos profundidades y para los dos años, lo anterior puede deberse más a la deposición de contaminantes de las emisiones atmosféricas producidas por la zona industrial donde se encuentra la Refinería Miguel Hidalgo y la Comisión Federal de Electricidad, que a la aplicación de agroquímicos dado que esta práctica no es común que se realice por los productores de la zona, aunque algunos ya comienzan a aplicar fertilizantes y plaguicidas en la siembra. Como consecuencia de la disminución del pH, la disponibilidad de nutrimentos y la movilidad de los metales pueden verse afectadas (Tsadilas, 2001), el pH ácido incrementa la disponibilidad del metal debido a que el ion H+ tiene una afinidad alta por las cargas negativas de los coloides, compitiendo con los iones metálicos por estos sitios y por lo tanto se pueden liberar metales (Greger, 2004).

En cuanto al potencial redox es reductor, lo que hace que las especies oxidadas se hagan inestables y se propicien condiciones para microorganismos anaerobios y por lo tanto se presente la movilidad de los metales tóxicos. Las condiciones anaerobias pueden originarse por el tipo de riego por inundación utilizado en la zona, además del manejo agronómico que se le da al cultivo de alfalfa, es decir durante tres o cuatro años el suelo no se mueve y aproximadamente cada mes se introduce maquinaria agrícola para su corte, empaque y recolecta. Los procesos redox afectan el pH del

sistema, así como la disponibilidad, persistencia y toxicidad de ciertas especies minerales (Porta et al., 2003).

Respecto a la conductividad eléctrica hubo diferencia significativa solo en la profundidad de 0 a 10 cm, observándose que existe una tendencia hacia la disminución, al igual que lo reportaron Prieto García et al. (2007), existen efectos despreciables de salinidad.

Los valores de la CIC aunque han cambiado muy poco en 25 años son significativamente diferentes para las dos profundidades en los dos años, los valores se deben al contenido y tipo de minerales de arcilla pero también pueden deberse a los componentes orgánicos acumulados en el suelo provenientes de las aguas residuales; es un dato que resulta relevante primero como reserva nutrimental abundante para los cultivos de la zona, y segundo porque se incrementa la capacidad de adsorber metales en los minerales y coloides del suelo (Bradl, 2005), por lo que resulta necesario identificar los metales que actúan en el complejo de intercambio.

Los datos de la materia orgánica son altos y significativamente diferentes solo para la profundidad de 0 a 10 cm, ésta se ha incrementado conforme al tiempo, por lo que la toxicidad de los metales pesados se potencia en gran medida por su fuerte tendencia a formar complejos organometálicos, los cuales facilitan la solubilidad, disponibilidad y dispersión de los metales tóxicos no sólo para las raíces de la alfalfa sino también para el cultivo del maíz que es la rotación que se hace en la zona. Los contenidos altos de materia orgánica también inmovilizan los metales que los unen a los ácidos húmicos o fúlvicos, en general el alto contenido de arcilla, materia orgánica y el pH son los que unen más firmemente a los metales y alargan su tiempo de residencia en el suelo (Greger, 2004).

En las cuatro bases intercambiables (Ca, Mg, Na y K) evaluadas sus valores fueron significativamente diferentes en las dos profundidades estudiadas y comparadas, se observa una pérdida de las mismas a través del tiempo, especialmente del Ca.

Del análisis de metales tóxicos, el arsénico,

cromo, mercurio, plomo y selenio su concentración fue menor al límite detectable en el tejido aéreo, el boro se encuentra dentro del rango para la mayoría de las plantas, el cadmio tiene valores mayores a los



normales para la tolerancia de los cultivos y se presenta en suelo, raíz y tejido aéreo, el hierro se encuentra en el rango promedio de requerimiento para animales de pastoreo (Kabata Pendias y Muherjee, 2007), el níquel fue menor a los valores normales de la tolerancia de los cultivos pero su biodisponibilidad en suelo debe tomarse en cuenta en la absorción por las plantas.

Las plantas no tienen un mecanismo de transporte específico para los metales no esenciales por lo que utilizan sistemas de transporte de moléculas similares, como es el caso del Cd, que emplea canales de Ca, así el metal tóxico puede absorberse por la planta. El Cd es uno de los metales pesados más fácilmente absorbido por las plantas, se ha demostrado que inhibe la absorción de diversos elementos esenciales (Fe, Zn, K, Na, Cu, N y P) y la actividad de numerosas enzimas al unirse a grupos SH, al inducir cambios conformacionales y al sustituir iones metálicos como el Zn en las metaloproteínas (Naya, 2007). Aunque la concentración encontrada de metales tóxicos (Cd, Ni y Cr) no está determinada como peligrosa, su presencia representa un riesgo para la población por su carácter bioacumulable, dado que el cultivo de la alfalfa se usa como forraje para alimento de ganado lechero tanto en el estado de Hidalgo como en estados circunvecinos. El Cd fue el único metal que se encontró por arriba de la concentración normal para cultivos. Naya (2007) menciona que plantas expuestas a Cd o algunos otros metales pesados aumentan el contenido de especies reactivas de oxígeno (ROS) y se induce un estrés oxidativo con acumulación de H2O2 y activación de la peroxidación lipídica, por lo que resulta necesario estudiar la actividad enzimática, la formación de ROS y el crecimiento de la planta. No obstante, las respuestas de los antioxidantes varían en función de la concentración del metal y del tejido analizado. Una fuente de metales tóxicos es el agua residual usada para el riego en el DR003 como lo afirman Cajuste et al. (2001), que observaron concentraciones de metales en agua para riego más elevados que los permitidos por la norma oficial mexicana NOM-CCA-032 ECOL/1993 vigente en ese momento.

Se presentó una degradación física del suelo

por la pérdida de partículas, en donde el proceso de lixiviación hídrica constituye un impacto negativo; una degradación química por la pérdida de bases intercambiables, debida a que lentamente ha ido disminuyendo la capacidad de autodepuración del

suelo; se identifica la presencia de metales tóxicos bioacumulables principalmente cadmio y níquel, lo que puede afectar al ciclo biogeoquímico agrícola de la zona, por lo que resulta necesario continuar con el análisis de las características del suelo ya que se observan modificaciones en las propiedades del sistema suelo-agua-organismos; se puede suponer una degradación biológica, dado que los cambios en las condiciones fisicoquímicas, especialmente del pH y el potencial redox pueden ocasionar una alteración de la diversidad de los microorganismos del suelo, así como una pérdida de la productividad del suelo; así mismo se considera que puede ocasionarse estrés abiótico por la presencia de Cd en el tejido aéreo y radicular de la alfalfa, lo que puede inducir a un estrés oxidativo y disminuir su crecimiento, impactando la economía agrícola de la zona, además de lo anterior, los metales tóxicos representan un riesgo para la salud de los consumidores al entrar a la cadena trófica.

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Comportamiento de la conductividad eléctrica en dos series de suelo del sector caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, Venezuela durante un periodo de tres años

Behavior of the electrical conductivity of two soil series from Caño San Miguel sector, Mara municipality, Zulia

State, Venezuela for a period of three years

Raquel Elena RODRÍGUEZ PÉREZ , Miguel Herminio LARREAL RÍOS y José Joaquín MORENO LARREAL

Universidad del Zulia, Facultad de Agronomía, Departamento de Ingeniería, Suelos y Agua, Avenida 16

(Guajira). Ciudad Universitaria “Dr. Antonio Borjas Romero”. Núcleo Agropecuario. Maracaibo, 4005, estado Zulia, Venezuela. E-mails: [email protected], [email protected], [email protected],

[email protected], [email protected], [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN El estudio se realizó en suelos con problemas de salinidad, ubicado en el área de influencia del Caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, con un clima subecuatorial continental, bosque muy seco tropical. Se estudió la evolución de la conductividad eléctrica en dos series de suelos de importancia agrícola en la zona, durante un período de tres años (1997,1999 y 2003). Se seleccionaron las series Caño San Miguel (L1-3) y el Derrote (L1-4) con base a su desarrollo agrícola, con tres y dos niveles de salinidad respectivamente. Se tomaron 120 muestras de suelo por año a cuatro profundidades para la determinación de la conductividad eléctrica. Se utilizó un modelo correspondiente a un Arreglo Factorial Jerarquizado, bajo un diseño experimental completamente al azar con seis repeticiones. Los resultados evidencian un descenso significativo (p<0,01) de la conductividad eléctrica en ambas series, causadas principalmente por la lixiviación de las sales, como consecuencia de las altas precipitaciones registradas en los dos primeros años (1997-1999). Para el año 2003 se observó un incremento del nivel de sales, como consecuencia de las bajas precipitaciones para los años 2000-2003. El nivel de salinidad en el perfil de suelo se incrementó a mayor profundidad en ambas series, evidenciándose la redistribución o traslocación de sales en el suelo en relación con la precipitación. Palabras clave: Precipitación, salinidad de suelos, lixiviación de sales, dinámica salina

ABSTRACT

The study was carried out in soils with salinity problems, located in the influence area of caño San Miguel, municipality Mara, Zulia State, with a climate continental subequatorial, very dry tropical forest. The evolution of electric conductivity was studied in two soils series of agricultural importance in the area, during a three years period (1997, 1999 y 2003). The series caño San Miguel (L1-3) and El Derrote were selected based on their agricultural development, with three and two salinity levels respectively. In order to measure electric conductivity, 120 samples were taken at different depths into the soil. A factorial nested design totally at random with six repetitions was applied. Results evidence a significant decrease (p<0.01) in the electric conductivity for both series, mainly caused by salts lixiviation, as a consequence of the high precipitations registered 1997-1999 period. During 2003, an increase of salt level was observed as a consequence of low precipitations registered for 2000-2003 period. The salinity level increased to more depth into the soil profile according with precipitations. Key words: Precipitation, soil salinity, salt leaching, dynamic saline

INTRODUCCIÓN

La salinidad es sin duda uno de los principales problemas que afecta al recurso suelo; estimaciones indican que los suelos afectados por sales ocupan 1 billón de ha, 7,7% de la superficie de la tierra (Massoud, 1990). Por otra parte las zonas bajo riego pueden ser objeto del proceso de salinización, hasta el punto que 1.7 millones de ha al

año son afectadas (ISRIC, 1990). Traduciéndose este proceso en una limitante de la producción agrícola, porque causa la disminución del crecimiento de muchos cultivos no tolerantes y provoca la reducción del rendimiento por toxicidad ocasionando incluso en algunos casos, si no hay medidas adecuadas de control, el abandono de la agricultura en las zonas afectadas (Forsythe, 1989 y Awasthi et al., 1997).

Rodríguez Pérez et al. Comportamiento de la conductividad eléctrica en dos series de suelo del caño San Miguel, Venezuela


Los problemas resultantes de la cantidad o tipo de sales presentes en la solución de suelo, pueden ser muy diferentes, dependiendo de los procesos geoquímicos que intervengan en el desarrollo de la salinización, ya sea de origen primario (procesos naturales) o secundario (intervención del hombre. (Shainberg and Levy, 2005, Rengasamy, 2010).

En ambos casos los factores responsables son

la concentración y la composición relativa de las sales en las aguas superficiales y subterráneas, y los cambios que puedan sufrir en la solución del suelo como consecuencia de la influencia del clima, riego y drenaje sobre el régimen hídrico del suelo (Pla- Sentís, 1997). En líneas generales, los suelos salinos usualmente tienen altas concentraciones de Na+, Mg+2, Cl- y SO4

-2 en la solución de suelo y cuando se presenta una evaporación excesiva, estos iones forman costras de sales y eflorescencia sobre la superficie de los suelos (Howari et al., 2002).

En Venezuela, la cantidad de suelos con

problemas de sales se hace cada vez mayor sobre todo en las zonas áridas y semiáridas, específicamente en la cuenca del Lago de Maracaibo, se presenta un repunte de dicha problemática, debido al crecimiento agrícola de la zona y a la necesidad de instrumentar el riego para mantener una producción constante durante todo el año. La expansión del riego, ha aumentado la superficie de suelos salinizados en la cuenca del Lago de Maracaibo a unas 44.020 ha que representan un 5,74% de la superficie total de la cuenca. (Mata, 1996).Una de las zonas más afectadas por sales en la cuenca, es la zona del Caño San Miguel, municipio Mara, objeto de estudio de la presente investigación, en la cual se han realizado dos estudios semi-detallados de suelos (MARNR, 1988; Planimara,1998); el primero abarcó una superficie de 4.472 ha de las cuales el 71,7% (3.207,2 ha) correspondieron a suelos afectados por sales, un 2,6% (118,0 ha) a suelos salinos sódicos; un 18,1% a suelos no salinos y el resto (7,6%) correspondieron a asociaciones de suelos salinos y no salinos (MARNR, 1988). Mientras que el segundo estudio; abarco una superficie de 3.690,11 ha, de las cuales el 57,94% (1961,06 ha) correspondieron a suelos afectados por sales debido a la influencia de varios factores dentro de los cuales se pueden mencionar: un substrato salino, suelos con alto contenido de limo y arcilla, capa freática alta, manejo del agua de riego, predominio de la evapotranspiración sobre la precipitación. Por otra parte, en las zonas cercanas a las áreas inundables (ciénagas) existe un incremento

en la salinidad de los suelos, que se agrava por la utilización de las aguas provenientes de la penetración de la cuña salina del Lago de Maracaibo (Planimara, 1998).

Observaciones llevadas a cabo en el área,

muestran los efectos de las sales que se manifiestan en cambios en el patrón de uso de la tierra, por ejemplo, suelos sin problemas de sales bajo cultivos hortícolas, por su mal manejo pasan a ser suelos salinizados, generando el cambio del uso de la tierra, de una producción hortícola a una producción pecuaria.

En tal sentido, se considera necesario evaluar

el comportamiento de la salinidad mediante la medición de la conductividad eléctrica en los suelos de la zona para caracterizar dicha problemática, y así plantear soluciones y alternativas de manejo a muchos productores que actualmente están abandonando sus unidades de producción.

MATERIALES Y MÉTODOS Características del área de estudio

Ubicación condiciones agroecológicas

El estudio se realizó en la zona del Caño San Miguel, ubicada en la parroquia Luis de Vicente, municipio Mara, estado Zulia. Se localiza al suroeste y sureste de la población de Carrasquero, en la margen derecha del río Limón. Geográficamente se encuentra entre las coordenadas 10º 58´02.81” N; 71º 55´40.52” O; ocupa una superficie de aproximadamente 3.500 ha, con una elevación menor de 10 msnm en la planicie aluvial y 20-25 msnm en la altiplanicie del Lago de Maracaibo (MARNR, 1988).

El área se ubica dentro del bosque muy seco

(Holdrige, 1978). Con temperaturas mínima de 23ºC máxima de 29ºC y precipitaciones que varían entre un mínimo de 500 y un máximo de 1000 mm.año-1, lo cual implica que la misma es dos a cuatro veces menor que la evapotranspiración potencial (Planimara, 1998). Para los años de estudio la precipitación anual fue 923,6, 1594,1 y 326,4 mm en 1997, 1999 y 2003 respectivamente.

En cuanto a la vegetación natural esta ha sido

intervenida casi en su totalidad, existiendo pequeños sectores donde es posible observar parte de la misma en equilibrio con el medio. En la vegetación



secundaria se observa un predominio de especies espinosas reflejando condiciones de un pedoclima seco. Descripción del estudio

Selección de las series de suelo

Las series de suelo fueron seleccionadas, considerando su superficie y su importancia desde el punto de vista agrícola; entre las series de suelo descritas por Planimara en 1998; se seleccionaros dos series:

Serie: L1-3

Clasificación taxonómica: Serie caño San

Miguel, Ustifluventic Haplocambids, limosa fina, mixta, isohipertérmica. (USDA, 1993)

Localización y superficie: se muestreo en el

margen del caño San Miguel y sus cauces abandonados que cubriendo una superficie de 284,17 ha.

Geomorfología: Ocupa una posición

geomorfológica de napa alta de limo de desborde, depositada en el Holoceno. Corresponde a una posición fisiográfica de banco con pendiente entre 0,5 % a 1%, microrelieve liso.

Drenaje: Externo e interno: mediano. De

acuerdo a la clase de drenaje se clasificó como bien drenado. No está sometida a inundación. No existe problema con el nivel freático.

Vegetación natural: Bosque alto denso, en la

actualidad casi toda el área está deforestada quedando resto de Coco de mono (Lecythis longifolia H.B.K.), Guásimo (Rhynchosia mínima (L) DC), Ceiba (Ceiba pentadra Gaertn), Apamate (Tabebuia pentaphylla (L) Hemsl), Vera (Bulnesia arborea (Jacq.) Engler), entre otras.

Características generales de los suelos:

texturas dominantes franco-arcillosa-limosa y franco-limosas; colores en húmedo, marrón amarillento oscuro; moteado de marrón grisáceo, tenues en el último horizonte; estructura blocosa subangular, débil y moderada, media; consistencia dura, firme, adhesiva y plástica; permeabilidad, moderadamente lenta; pH neutro y suavemente alcalino en los dos últimos horizontes; carbono orgánico mediano en el primer horizonte, bajo a mayor profundidad; fósforo bajo;

capacidad de intercambio catiónico moderado; potasio alto en el primer horizonte y bajo en los restantes; calcio y magnesio alto; saturación con base muy alta; carbonato de calcio y magnesio alto; sodio medio, primer horizonte y muy bajo los restantes.

Serie L1-4

Clasificación taxonómica: Serie El Derrote,

Ustifluventic Haplocambids, francosa fina, mixta, isohipertérmica. (USDA, 1993)

Localización y superficie: ubicada en al

estación experimental El Derrote a lo largo de gran parte del caño San Miguel y su afluentes, ocupa una extensión de 535,15 ha.

Geomorfología: ocupa una posición

geomorfológica de napa alta de limo de desborde, depositada en el Holoceno. Corresponde a una posición fisiográfica del banco con pendiente entre 0,5 a 1 %. microrelieve liso.

Drenaje: Externo e interno, mediano de

acuerdo a la clase de drenaje, se clasificó como bien drenado. No está sometida a inundaciones.

Vegetación natural: Bosque alto denso que en

su mayoría ha sido deforestado. Existiendo la presencia de algunos árboles, tales como samán (Pithecolobium samán (Jacq.) Benth), coco de mono (Lecythis longifolia H.B.K.), caujaro (Cordia alba (Jacq.) R.& S.), Ceiba (Ceiba pentadra Gaertn), vera (Bulnesia arborea (Jacq.) Engler), aceituno (Vitex compressa Turcz), entre otros.

Características generales de los suelos:

texturas dominantes francas y franco limosa; colores en húmedo amarillento oscuro; moteado de marrón amarillento, frecuente, media, tenue en el último horizonte; estructura blocosa subangular, débil, media; consistencia blanda, muy friable débilmente adhesivo y débilmente plástico; permeabilidad moderada; pH, neutro; carbono orgánico, mediano en el primer horizonte, bajo a mayor profundidad; fósforo bajo; capacidad de intercambio catiónico mediano en los tres primeros horizontes y bajo en los restantes; potasio alto en el primer horizonte, bajo en los restantes; calcio alto; magnesio alto en la mayoría de horizontes, mediano en el segundo y último horizonte; saturación con bases muy alta; la presencia de conductividad eléctrica en él ultimo horizonte de 2,02 dS.m-1 nos indica que el rendimiento de cultivos sensibles puede ser afectado.



Ubicación de los puntos de muestreos Para la recolección de datos se partió de los

puntos muestreados en el estudio semidetallado de la zona para el año 1997 y 1999 (Rodríguez, R et al.; 2006). De estos puntos se seleccionaron seis para cada uno de los siguientes niveles de salinidad:

Serie Caño San Miguel (L1-3): S0 (0 a 2

dS.m-1), S2 (2 a 4 dS.m-1) y S3 (4 a 8 dS.m-1). Serie El Derrote (L1-4): S0 (0 a 2 dS.m-1), S3

(4 a 8 dS.m-1). Posteriormente se procedió a ubicar cada

punto en las fotografías aéreas tomadas en 1997 y luego fueron trasladados al plano a escala 1:10.000. Una vez ubicados cada uno de los puntos en el plano, se realizaron viajes exploratorios a la zona, con la finalidad de chequear la ubicación de dichos puntos en el terreno.

Toma de muestras de suelo Se realizó la toma de muestra (4 kg) en los

puntos seleccionados para los 3 niveles de salinidad: S0, S2 y S3, tomando cada uno de los puntos a cuatro profundidades: 0-30; 30-60; 60-90 y 90-120 cm. Procesamiento de las muestras.

Las muestras se desmenuzaron y se secaron al aire durante unas 72 horas y fueron tamizadas por malla de 2 mm para separar la tierra de los fragmentos gruesos. El fraccionamiento de la tierra se ha realizado mediante homogeneización y cuarteos sucesivos hasta obtener submuestras representativas.

Análisis de las muestras

A cada una de las muestras (120.anuales) se le realizaron determinaciones de conductividad eléctrica, con un conductivímetro HANNA Instrument H1 8819N, siguiendo la metodología recomendada por el laboratorio de Salinidad de Riverside (USDA, 2010)

Análisis estadístico

Se realizó en base a un modelo

correspondiente a un arreglo factorial jerarquizado, totalmente al azar con 6 repeticiones, en el cual se tiene: factor serie en 2 niveles. Dentro de la serie L1-3

se tienen 3 niveles de salinidad y dentro de la Serie L1-4, se tiene 2 niveles de salinidad. Además se analizó el factor año de estudio donde se consideraron 3 muestreos, en el año 1997, 1999 y 2003 y el factor profundidad de muestreo con cuatro niveles: 0 a 30cm, 30 a 60cm, 60 a 90cm y 90 a 120cm. El programa estadístico con el cual se evaluaron los datos fue Statistical Analysis System (SAS) versión 8,1; se aplicó el PROC GLM y para la comparación de medias el LSMEANS. (SAS, 2009)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto del factor año de estudio sobre la salinidad del suelo El factor año de estudio es el más importante ya que determina la evolución de la salinidad en el tiempo, en tal sentido, se observa diferencias estadísticas altamente significativas en las tres épocas consideradas (p < 0,01).

En la Figura 1 se observan los valores medios de la variable CE y su respectiva desviación estándar para los años de estudio. La CE muestra descenso significativo entre el año 1997 y 1999, presentando luego un incremento para el 2003.

El descenso de la CE de 1,91 dS·m-1 a 0,92

dS·m-1 en el transcurso de los dos primeros años puede ser ocasionado por un lavado o movimiento de

a,b,c: Letras distintas para un mismo nivel de salidad dentro de una serie indican diferencias estadisticas diferente (p<0,05) entre

los años de estudio Figura 1. Efecto del año de estudio sobre la conductividad

eléctrica (CE) en los suelos del sector caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, Venezuela.



sales debido a la irregularidad en la cantidad de precipitación durante este lapso de tiempo en la zona del caño San Miguel e igualmente el aumento de la CE de 0,92 dS·m-1 a 1,49 dS m-1 para el año 1999 y 2003 respectivamente , puede ser debido a la poca precipitación para esos años y al uso de la tierra. En los 3 años de evaluación se observaron cambios en el uso de la tierra en las dos series de suelo, por ejemplo para el año 1997 se observaron parcelas bajo producción de cultivos (pimentón (Capsicum annuum) y guayaba (Psidium guajava L.)) con sistema de riego por surcos, para el año 1999 en parte de estas la producción se mantuvo pero en algunos puntos de muestreo se observaron parcelas abandonadas; mientras que para el año 2003 se evidenció mayor producción de pasto bajo riego por inundación con aguas que en líneas generales presenta tendencia a ser salobre sobre todo en los años de menor precipitaciones.

En la Figura 2, se muestra la distribución de

la precipitación ocurrida en el transcurso de los años de evaluación. Según datos del ICLAM se tiene para el año 1997 una precipitación anual en la zona de 525,4 mm, aumentando a 925,6 mm anuales para el 1998 y triplicándose a 1595,1 mm anuales para el 1999, valor éste atípico para la zona. Es importante mencionar que valores parecidos de precipitación se han observado en cuatro ocasiones durante un período de 20 años en la zona, datos suministrados por el Instituto para la conservación del Lago de Maracaibo ICLAM. Por otra parte para el año 2003 el valor de precipitación anual fue de 326,4 mm; antecedido por un valor de precipitación menor para el año 2002 de 269,2 mm y valores parecidos para 2000 y 2002; es decir, las precipitaciones anuales durante este intervalo de tiempo 1999-2003 fueron escasas.

Las diferencias de precipitación anual entre

cada uno de los años; de 400,2 mm entre los año 1997 y 1998 y de 669,5 mm entre 1997 y 1999, aunado a que la zona bajo estudio presenta una posición geomorfológica de napa alta de limo de desborde, con suelos bien drenados de textura franca, franca arcillo limosa y franco limosa, son factores que han influido en el movimiento o lavado tanto vertical como horizontal de las sales. Por otra parte, es esencial considerar que si la zona durante los años de precipitaciones normales se ve afectada por inundaciones, en los dos últimos años 1998 y 1999 cuando las precipitaciones fueron mayores éste fenómeno se vio intensificado; incluso se han llegado a cubrir las zonas altas, situación que ha favorecido el

lavado horizontal y vertical de las sales en el perfil, ya que, cuando el agua aplicada se incrementa y la humedad del suelo excede la capacidad de campo, el drenaje y el escurrimiento de las sales se inicia (Caballero et al., 2001).

Situaciones análogas fueron reportadas en las marismas del Guadalquivir (España), donde se evalúo el efecto del lavado de las sales debido a las precipitaciones desde el año 1959 al 1964; el total de milímetros aportados fue de 4140,5 mm y las sales extraídas en dicho período fue de 263,41 Kg.ha-1 (Pizarro, 1978). En el mismo sentido, en Israel dependen de la lluvia para el lavado, siendo suficiente entre 200-300 mm, de igual manera en Quibor, estado Lara- Venezuela, donde la lámina de agua de lluvia podría ser suficiente para lavar el suelo, pero habría que mejorar la conductividad hidráulica (Shainberg, 1993). Para el año 2003, en el cual se observa un aumento de la CE en relación con el año 1999 es preciso acotar que al disminuir las lluvias, los suelos se van secando por evaporación; es entonces cuando comienza a generarse el proceso de salinización. En este proceso, se pueden reconocer tres fases; la primera de ellas se relaciona con el ascenso de las sales por capilaridad; la segunda consiste en la concentración salina en el horizonte superficial y la tercera fase del proceso es la formación de costra salina en superficie, que es particularmente visible en épocas calurosas, ventosas y secas (Casas, 2003).

Figura 2. Distribución anual de la precipitación durante los

años 1997, 1998, 1999, 2000, 2002 y 2003 en el sector Caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, Venezuela.



Efecto de la profundidad sobre la salinidad del suelo En la Figura 3, se puede observar el comportamiento de la variable CE con relación a la profundidad en el perfil del suelo. La variable CE se incrementa a medida que aumenta la profundidad; esto producto del lavado o desplazamiento de las sales provocado por el movimiento del agua de lluvia en el perfil. Comportamiento similar fue descrito en un suelo Typic Haplusterts del estado Aragua, Venezuela, en el cual la CE se mantuvo alrededor de 2 dS.m-1 hasta los 40 cm de profundidad, aumentando luego hasta 4,5 - 4,6 dS.m-1 para los 100 cm por efecto del riego y la lluvia (Villafañe y Pla, 1994). La variabilidad temporal de la salinidad puede ponerse de manifiesto estudiando los perfiles salinos en distintas épocas ya que las lluvias provocan un flujo descendente del agua en el suelo y con él un lavado de sales. En este sentido en un suelo de Lalueza-Huesca (España), se observó que los primeros 10 cm pueden llegar a tener una salinidad aproximadamente diez veces mayor en el mes de

mayo que a finales del mes de octubre después de las lluvias de otoño cuando la conductividad eléctrica se mantiene alrededor de 6 dS. m-1 a 25 °C hasta los 60 cm, a partir de los cuales empieza a incrementar (Porta et al., 1994), comportamiento muy parecido a la de la CE en los perfiles de suelo en el Caño San Miguel.

Por otra parte, en un estudio sobre la

dinámica de las sales en un suelo arcilloso, salino-sódico se pone de manifiesto que los valores más bajos de salinidad y sodicidad se encontraron en los primeros 40 cm de suelo, coincidentemente por encima de la profundidad de penetración del agua de lluvia y riego. (Pla, 1993)

Efecto de la interacción de época y serie de suelo sobre el factor nivel de salinidad En la Figura 4, se pueden observar los cambios que se han producido en el tiempo para las dos series de suelo bajo estudio.

En la serie caño San Miguel (L1-3) para el año 1999, los valores de CE para S2 y S3 fueron 0,452 dS.m-1 y 0,933 dS.m-1 respectivamente; valores éstos que corresponden al nivel de salinidad S0 (0-2 dS.m-1); ratificando el lavado natural o movimiento de sales en el suelo. El movimiento de sales observado fue producto de las altas precipitaciones ocurridas en

Figura 3. Comportamiento de la conductividad eléctrica

(CE) en relación a la profundidad de los suelos en el sector Caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, Venezuela.

a,b,c: Letras distintas para un mismo nivel de salidad dentro de una serie indican diferencias estadisticas diferente (p<0,05) entre

los años de estudio

Figura 4. Efecto de la interacción año de estudio y serie de suelo según el nivel de salinidad (Conductividad eléctrica dS.m-1 a 25 ºC) en en el sector Caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, Venezuela.



la zona durante los años 1997 y 1999, favorecido por la condición de buen drenaje de la serie de suelo y por la posición geomorfológica de la misma (napa alta de limo de desborde). La ubicación geomorfológica de la serie de suelo puede ser uno de los factores más influyentes en el lavado o movimiento de las sales que posiblemente hayan sido desplazadas hacia las zonas bajas: cubetas de desborde, cubetas de decantación y depresión marginal, zonas en las cuales se han detectados niveles altos (4-8 dS m-1) y extremadamente altos (8-16 dS m-1) de salinidad (Planimara, 1998).

Para el año 2003, los valores de CE para S2 y

S3 fueron 1,16 dS.m-1 y 1,64 dS m-1 respectivamente; se corresponden con el nivel de salinidad S0 (0-2 dS m-1) que se acercan más al límite superior, es decir, que los niveles de salinidad se han incrementado en esta serie de suelo debido a la poca precipitación que ha ocurrido en la zona y además a que los suelos que están en producción bajo riego, se riegan con agua salobre proveniente del rio Limó, que en la época muy seca incrementa su salinidad porque penetra una cuña salina del Lago de Maracaibo (Planimara, 1998), resultados similares se reportan en un estudio realizado en el Valle de Quibor donde se señala que algunos suelos en posición de napas presentaron valores altos de salinidad, debido probablemente al uso intenso del riego con aguas salinas (Villafañe, 1997).

Cabe destacar que aún cuando a nivel estadístico este valor no presentó diferencias significativas, se observa en esta serie de suelo un leve aumento del valor de CE para el nivel de salinidad S0, pasando de 0,43 dS m-1 en el año 1998 a un valor de 0,769 dS.m-1 en el año 1999 ocasionado posiblemente por el factor riego ya que algunos puntos muestreados en este nivel se encontraban cultivados. Sin embargo para el año 2003 este valor de S0 disminuye a 0,5 dS m-1 debido a que algunos puntos correspondientes a este nivel de salinidad estaban abandonados, es decir, no estaban bajo cultivos. En la serie el Derrote (L1-4), los valores de CE para el nivel de salinidad S0 en el 1998, 1999 y 2003 fueron 0,422 dS m-1, 0,367 dS m-1 y 0,845 dS m-

1 y para el nivel de salinidad S3 fueron 3,306 dS m-1, 1,869 dS m-1 y 2,930 dS m-1 para el 1997, 1999 y 2003 respectivamente. Se observa una disminución en el valor medio para el nivel de S3 entre los años 1997 y 1999 debido, al igual que en la serie Caño San

Miguel (L1-3), al movimiento o lavado de sales por la precipitación pero por otra parte al igual que en la serie L1-3 se observa un aumento de este nivel para el año 2003 debido a la escasa precipitación en esa época. Es importante señalar que tal vez el descenso en la CE del nivel S3 en la Serie El Derrote para el año 1999 fue menor que en la Serie caño San Miguel como consecuencia de la ubicación de los puntos de muestreo de cada serie de suelo. Los puntos de muestreo de la Serie El Derrote se encontraban más alejados del cauce principal de agua (caño San Miguel), que pudo haber servido como drenaje natural y por el contrario se encontraban ubicados en las cercanías de ramificaciones del caño. Inclusive el aumento de la salinidad entre los años 1999 y 2003 para S3, es mayor para la serie El Derrote (L1-4) que para la serie caño San Miguel (L1-3), reforzando esto lo antes expuesto. Efecto del nivel de salinidad dentro de series de suelo En la Figura 5, se pueden observar los datos obtenidos para la variable CE en cada nivel de salinidad dentro de cada una de las series, así para la Serie L1-3, S0 presentan un valor de 0,786 dS m-1, S2 de 1,531 dS m-1 y S3 de 1,309 dS m-1. Estos valores de CE corresponden todos a nivel de salinidad S0 cuyo rango es 0-2 dS m-1, es decir, en esta serie se ha

a,b,c: Letras distintas para un mismo nivel de salidad indican diferencias estadisticas diferente (p<0,05) entre las dos series de

suelo Figura 5. Respuesta de las series de suelo según el nivel de

salinidad (conductividad eléctrica (dS.m-1 a 25 ºC) en en el sector Caño San Miguel, municipio Mara, estado Zulia, Venezuela.



evidenciado una mayor disminución de la salinidad. De igual manera, se observa en la Serie L1-4 para la cual el nivel S0 tiene un valor de 0,544 dS m-1 y S3 de 2,802 dS m-1, valores diferentes (p < 0,05)., aunque es importante destacar que el valor de S3, ha disminuido su media en los años de estudio que según este valor, se ubicaría en un nivel de salinidad de S2, esto demuestra que los suelos de la serie, han tendido a disminuir su heterogeneidad en relación a los niveles de salinidad, esto ocasionado probablemente a que durante los años de estudio se observo la tendencia a que los puntos muestreados que presentaron mayor CE para un año, posteriormente se encontraban bajo barbecho de desalinización.

CONCLUSIONES

La conductividad eléctrica del suelo en la zona ha presentado un descenso para los dos primeros años de estudio (1997 y 1999), posteriormente para el año 2003 se presento un incremento de la conductividad eléctrica; ocasionado principalmente por la variación de las precipitaciones en la zona, para los primeros años se evidenció translocación vertical de sales a causa del lavado con las aguas de lluvia, mientras que durante el 2003 las bajas precipitaciones y el riego ocasionaron el aumento de la salinidad. Los valores de Conductividad eléctrica se incrementaron a medida que era mayor la profundidad del suelo.

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Análisis de satisfacción del estudiante de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Oriente, Venezuela

Satisfaction analysis of students from Agricultural Engineering at Universidad de Oriente, Venezuela

Carlos F. RIVAS 1 y Domaurys GUEVARA 2

1Departamento de Ciencias, Unidad de Estudios Básicos, Núcleo de Monagas, Universidad de Oriente. Avenida Universidad, Campus Los Guaritos, Maturín, 6201, estado Monagas, Venezuela y 2Petróleos de Venezuela S. A. (PDVSA), Gerencia de Automatización, Informática y Telecomunicaciones (AIT). Edificio sede Maturín, estado

Monagas E-mail: [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

La Universidad de Oriente procurando mejorar los servicios que ofrece en el ámbito académico, busca estrategias que garanticen la supervivencia y la rentabilidad de la organización. El camino debe basarse en la implantación de sistemas de Calidad Total, involucrando al personal y sistematizando las relaciones Docente-Alumno. La investigación consiste en evaluar la calidad educativa a través de la medición del grado de satisfacción de los estudiantes de la Escuela de Ingeniería Agronómica en los servicios que ofrece esta Escuela del núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, utilizando un Modelo de Confiabilidad y Fallas para identificar los factores claves de satisfacción percibidos por los estudiantes, en relación con los servicios de biblioteca, sala de computación, laboratorios y la atención que recibe el estudiante por parte del docente. La muestra fue de 100 estudiantes a quienes se les aplicaron 4 encuestas. El desarrollo del modelo no paramétrico reflejó un índice de insatisfacción crítico en los servicios, evidenciado en los resultados obtenidos para el caso de biblioteca y atención que recibe el estudiante por parte del docente (cercano al punto crítico); por su parte, los servicios ofrecidos en los laboratorios y sala de computación colapsaron dado que presentan un declive en la mayoría de los parámetros estudiados. Estas cifras permiten afirmar que las causas de las fallas en los servicios se atribuyen al poco desarrollo de planes estratégicos, así como de una política de control de calidad en la educación. Palabras clave: Calidad educativa, servicios, satisfacción de estudiantes, encuesta estructurada

ABSTRACT The Universidad de Oriente working to improve the services offered in the academics, search strategies to ensure survival and profitability of the organization. The path must be based on the implementation of Total Quality Systems, involving the staff and systematizing teacher-student relationships. The investigation is to assess the quality of education by measuring the degree of satisfaction of students of Faculty of Agricultural Engineering in the services offered by this Faculty of the Universidad de Oriente, by means of a Model of Reliability and Failure to identify the key factors of satisfaction perceived by students regarding library services, computer room, laboratories and the student attention received from the professor. The sample included 100 students to who were applied four surveys. The nonparametric model development reflected a critical dissatisfaction index of services, the results yielded alarming figures for the library and student receiving attention from the professor (near the critical point), but the services offered in laboratories and computer room has collapsed as a decline in most of the parameters studied. These values support the conclusion that the causes of service failures attributed to poor development of strategic plans and policy of quality control in education. Key words: Education quality, services, satisfaction of students, structured survey

INTRODUCCIÓN

Los procesos de enseñanza−aprendizaje en la

universidad, no pueden aislarse del resto de los procesos que tienen lugar en su seno y están afectados por un conjunto de relaciones mutuas entre ellos. Así, por ejemplo, la efectividad de la labor docente de un profesor no es independiente de la consideración que

de él posean sus compañeros y la dirección. La eficiencia del aprendizaje de los alumnos está condicionada por el clima universitario existente en el centro educativo (Jiménez et al. 2011; McAdams, 1994).

En la Universidad de Oriente (Venezuela) constantemente se busca mejorar los servicios que

Rivas y Guevara. Análisis de satisfacción del estudiante de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Oriente, Venezuela


ofrece, tanto en el ámbito académico, como en el administrativo y gerencial, tratando de buscar una estrategia que garantice a largo plazo la supervivencia, el crecimiento y la rentabilidad de la organización, optimizando su competitividad (Guevara, 2003).

Juran y Gryna (1995) plantean que el camino para mejorar la competitividad de los servicios que ofrece la Universidad de Oriente debe basarse en la aplicación de programas de mejora de la calidad, llegando a la implantación de sistemas de Calidad Total que incluye todas las funciones y fases que intervienen en la vida de un servicio, no sólo al prestación en sí, sino a la gestión de la organización en su globalidad (Mejías y Martínez, 2009).

La calidad educativa pone en juego todos los recursos necesarios para la prevención de los errores involucrando a todo el personal, sistematizando en todas sus vertientes las múltiples relaciones Docente−Alumno, además es necesario tomar en cuenta la totalidad de las inquietudes de los estudiantes para lograr la satisfacción de sus necesidades y expectativas (García y Estrada 2012; De La Fuente et al. 2010; Atalaya Pisco 1999).

La investigación consistió en evaluar la calidad educativa de los servicios universitarios ofrecidos a los estudiantes de la Escuela de Ingeniería Agronómica por parte de esta Escuela de la Universidad de Oriente (UDO) del Núcleo de Monagas, se utilizó un Modelo de Confiabilidad y Fallas para identificar los factores claves de satisfacción percibidos por los estudiantes, en relación con los servicios de biblioteca, sala de computación, los laboratorios y la atención que recibe el estudiante por parte del docente. La investigación permitirá establecer alarmas acerca de la criticidad de los servicios evaluados y servirá de línea base para que las autoridades de la UDO-Monagas puedan aplicar medidas correctivas para el mejor rendimiento académico de los estudiantes de la Escuela de Ingeniería Agronómica.


El tipo de investigación fue descriptiva

porque busca determinar el nivel de satisfacción de los estudiantes de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Oriente por medio de un modelo de Confiabilidad y Fallas. Se desarrollo en las siguientes 6 etapas (Hernández, 1991).

Etapa 1. Definición de la muestra: Para el diseño de la muestra se escogió como población a los estudiantes de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Oriente. El método utilizado para seleccionar la muestra se basó en Muestreo Aleatorio Simple, para comprobar la representatividad de la población. A continuación el tamaño de la muestra se calculó por la siguiente ecuación:

2

2

Nσn = (N-1)D+σ

Donde:

D = B2/4;

n = Tamaño de la muestra; N = Tamaño de la población.

σ2 = Varianza de la Población; B = Error de estimación que se está dispuesto a tolerar.

2(0,09)D = = 0,002025

4

598*0,25n = = 102,47 102

(598-1)*0,002025+0,25≅

La muestra seleccionada fue de 100

estudiantes de la carrera de Ingeniería Agronómica, a los cuales se les aplicó cuatro encuestas estructuradas para medir el nivel de satisfacción de los servicios ofrecidos por esta Escuela de la Universidad de Oriente, Venezuela.

Etapa 2. Identificación de Atributos: Se

determinaron aquellos factores predominantes en los servicios prestados en la Escuela de Ingeniería Agronómica para identificar los requisitos y expectativas de los estudiantes.

Etapa 3. Diseño del Método de Medición: Se elaboró el instrumento de medición "La Encuesta", la cual contiene la identificación de las características a considerar para cada atributo.

Etapa 4. Aplicación del método de medición: La encuesta se aplicó en forma personal, con la finalidad de obtener información completa de la muestra seleccionada. El instrumento se aplicó en las



aulas de clases para estudiantes del 4to, 6to y del 9no semestre de la carrera de Ingeniería Agronómica.

Etapa 5. Análisis de los Resultados: Se aplicó el Modelo de Confiabilidad y Fallas para determinar el grado de satisfacción de los estudiantes, siguiendo los pasos subsecuentes: a) Clasificar los datos por variable (éxito, fallas y datos censurados); b) Determinar el número de observaciones para estimar la confiabilidad; c) Estimar la probabilidad de confiabilidad y falla por servicios, y d) Validar las estimaciones. Se estimó un nivel de criticidad de 0,88 (88%) (Bórean, 1985; 1995; 1997; 2000).

Etapa 6. Propuestas de Mejoras: El análisis de las causas que ocasionan el descontento del estudiantado por fallas en los servicios prestados incluyendo el de enseñanza-aprendizaje y por otros factores implícitos en el servicio, se procedió a sugerir las mejoras para elevar la calidad educativa.

RESULTADOS

La aplicación del Modelo de Confiabilidad y

Fallas está dada por el formato de la Tabla de Confiabilidad (Cuadros 1, 2, 3 y 4). Para determinar el grado de satisfacción de los estudiantes se utilizó el siguiente sistema:

Cuadro 1. Confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio de biblioteca de la Escuela de Ingeniería Agronómica del

Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

I di ci n`i ni qi pi Cti ftmi Ptmi Htmi 1 10 29 1700 1685 0,00593471 0,99406528 0,99406528 0,00593472 0,99703264 0,00595238 2 6 32 1662 1646 0,00364520 0,99635479 0,99044171 0,00362357 0,99225350 0,00365186 3 39 37 1586 1568 0,02488038 0,97511962 0,96579915 0,02464257 0,97812043 0,02519380 4 19 33 1534 1518 0,01252059 0,98747941 0,95370677 0,01209238 0,95975296 0,01259947 5 7 23 1504 1493 0,00469011 0,99530988 0,94923377 0,00447300 0,95147027 0,00470114 6 40 18 1446 1437 0,02783576 0,97216423 0,92281112 0,02642265 0,93602245 0,02822865 7 60 30 1356 1341 0,04474273 0,95525727 0,88152203 0,04128909 0,90216658 0,04576659 8 62 31 1263 1248 0,04969940 0,95030060 0,83771092 0,04381112 0,85961647 0,05096589 9 3 30 1230 1215 0,00246914 0,99753086 0,83564249 0,00206842 0,83667671 0,00247219 10 35 28 1167 1153 0,03035560 0,96964441 0,81027607 0,02536642 0,82295928 0,03082342 11 25 27 1115 1102 0,02269632 0,97730368 0,79188578 0,01839029 0,80108093 0,02295684 12 48 30 1037 1022 0,04696673 0,95303327 0,75469349 0,03719229 0,77328964 0,04809619 13 41 29 967 953 0,04304462 0,95695538 0,72220800 0,03248549 0,73845075 0,04399141 14 39 34 894 877 0,04446978 0,95553022 0,69009157 0,03211643 0,70614978 0,04548105 15 52 19 823 814 0,06392133 0,93607867 0,64598000 0,04411157 0,66803578 0,06603175 16 57 21 745 735 0,07760381 0,92239619 0,59584949 0,05013051 0,62091474 0,08073654 17 51 32 662 646 0,07894736 0,92105263 0,54880874 0,04704074 0,57232911 0,08219178

Cuadro 2. Confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio de la sala de computación de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

I di ci n`i ni qi pi Cti ftmi Ptmi htmi 1 49 37 1300 1282 0,03822153 0,96177847 0,96177847 0,03822153 0,98088924 0,03896620 2 38 31 1231 1213 0,03132729 0,96867271 0,93164856 0,03012991 0,94671351 0,03182580 3 51 37 1143 1125 0,04535349 0,95464651 0,88939504 0,04225351 0,91052180 0,04640582 4 54 32 1057 1041 0,05187320 0,94812680 0,84325928 0,04613577 0,86632716 0,05325444 5 90 8 959 955 0,09424084 0,90575916 0,76378982 0,07946946 0,80352455 0,09890110 6 11 32 916 900 0,01222222 0,98777778 0,75445461 0,00933521 0,75912221 0,01229737 7 18 21 877 867 0,02077323 0,97922677 0,73878215 0,01567246 0,74661838 0,02099125 8 78 18 781 772 0,10103627 0,89896373 0,66413836 0,07464379 0,70146026 0,10641206 9 64 27 690 677 0,09460458 0,90539541 0,60130783 0,06283053 0,63272310 0,09930178

10 11 21 658 648 0,01698842 0,98301158 0,59109256 0,01021527 0,59620020 0,01713396 11 25 22 611 600 0,04166667 0,95833333 0,56646370 0,02462886 0,57877813 0,04255319 12 36 31 544 529 0,06811731 0,93188269 0,52787772 0,03858599 0,54717071 0,07051910 13 46 32 466 450 0,10222222 0,89777778 0,47391689 0,05396083 0,50089730 0,10772834



{ }1 2 3 4S : S , S , S , S Donde:

1S : Servicio de Biblioteca;

2S : Servicio de Atención que Recibe el Estudiante por parte del Docente;

3S : Servicio de Sala de Computación;

4S : Servicio de los Laboratorios de Docencia.

Cuadro 4. Confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio que ofrecen los laboratorios de docencia de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

I di ci n`i ni qi pi Cti Ftmi Ptmi htmi 1 39 42 1700 1679 0,02322811 0,97677189 0,97677189 0,02322811 0,98838594 0,02350105 2 77 18 1605 1596 0,04824561 0,95175439 0,92964693 0,04712496 0,95320940 0,04943820 3 81 12 1512 1506 0,05378486 0,94621514 0,87964600 0,05000093 0,90464646 0,05527124 4 51 31 1430 1415 0,03605514 0,96394486 0,84793024 0,03171576 0,86378812 0,03671706 5 90 9 1331 1326 0,06787330 0,93212670 0,79037841 0,05755183 0,81915432 0,07025761 6 16 45 1270 1248 0,01282565 0,98717435 0,78024129 0,01013712 0,78530985 0,01290843 7 76 19 1175 1166 0,06520807 0,93479193 0,72936327 0,05087803 0,75480228 0,06740577 8 58 27 1090 986 0,05882353 0,94117647 0,68645955 0,04290372 0,70791140 0,06060606 9 35 30 1025 943 0,03711559 0,96288441 0,66098120 0,02547835 0,67372037 0,03781740

10 53 31 941 861 0,06155633 0,93844367 0,62029362 0,04068758 0,64063741 0,06351108 11 56 23 862 780 0,07179487 0,92820512 0,57575972 0,04453390 0,59802667 0,07446809 12 40 35 787 688 0,05813953 0,94186047 0,54228532 0,03347440 0,55902252 0,05988024 13 69 22 696 685 0,10072993 0,89927007 0,48766096 0,05462436 0,51497314 0,10607225 14 53 31 612 597 0,08885163 0,91114837 0,44433148 0,04332947 0,46599622 0,09298246 15 44 31 537 522 0,08437200 0,91562800 0,40684234 0,03748914 0,42558692 0,08808809 16 61 27 449 436 0,14006889 0,85993111 0,34985639 0,05698595 0,37834937 0,15061728 17 78 14 357 350 0,22285714 0,77714286 0,27188840 0,07796800 0,31087239 0,25080386

Cuadro 3. Confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio de atención que reciben por parte del Docente de la Escuela de

Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

I di ci n`i ni qi pi Cti ftmi Ptmi htmi 1 2 8 2100 2096 0,00095420 0,99904580 0,99904580 0,00095420 0,99952290 0,00095465 2 12 12 2076 2070 0,00579710 0,99420290 0,99325423 0,00579157 0,99615002 0,00581395 3 12 20 2044 1676 0,00715990 0,99284010 0,98614263 0,00711161 0,98969843 0,00718563 4 47 36 1961 1943 0,02418940 0,97581060 0,96228843 0,02385420 0,97421553 0,02448554 5 13 18 1930 1921 0,00676731 0,99323269 0,95577633 0,00651210 0,95903238 0,00679028 6 8 13 1909 1903 0,00420499 0,99579501 0,95175729 0,00401903 0,95376681 0,00421385 7 4 22 1883 1872 0,00213675 0,99786325 0,94972362 0,00203367 0,95074046 0,00213904 8 26 31 1826 1811 0,01436067 0,98563933 0,93608495 0,01363867 0,94290429 0,01446453 9 5 18 1803 1794 0,00278707 0,99721293 0,93347602 0,00260893 0,93478049 0,00279096 10 32 33 1738 1204 0,02657807 0,97342193 0,90866603 0,02480999 0,92107102 0,02693603 11 30 25 1683 1671 0,01795870 0,98204131 0,89234757 0,01631846 0,90050680 0,01812141 12 15 18 1650 1125 0,01333333 0,98666667 0,88044960 0,01189797 0,88639859 0,01342282 13 20 32 1598 1049 0,01906578 0,98093422 0,86366315 0,01678646 0,87205638 0,01924928 14 42 48 1508 1484 0,02830189 0,97169811 0,83921985 0,02444330 0,85144150 0,02870813 15 3 12 1493 1487 0,00201748 0,99798252 0,83752674 0,00169311 0,83837329 0,00201952 16 49 40 1404 1384 0,03540462 0,96459538 0,80787442 0,02965232 0,82270058 0,03604266 17 34 30 1340 1325 0,02566038 0,97433962 0,78714406 0,02073036 0,79750924 0,02599388 18 48 27 1265 1252 0,03835398 0,96164602 0,75695395 0,03019010 0,77204900 0,03910387 19 82 15 1168 1161 0,07065920 0,92934080 0,70346819 0,05348576 0,73021107 0,07324699 20 60 23 1085 1074 0,05589194 0,94410806 0,66414999 0,03931820 0,68380909 0,05749880 21 93 6 986 983 0,09460834 0,90539166 0,60131586 0,06283413 0,63273292 0,09930593



Servicio de biblioteca n’ = 100 (encuestados) x 17 (conjunto de

observaciones) = 1700.

El diseño del modelo para el subsistema es:

{ }1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17S : X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X X ,X ,X

Al observar las Figuras 1 y 2, se puede deducir que existe más de un elemento que falla de manera consecutiva, la causa de las fallas fueron detectadas por el Modelo de Confiabilidad y Riesgo.

En la Figura 1, se nota que en el intervalo I3

(X1.3), existe un declive preocupante debido a que presenta una confiabilidad baja con respecto a los intervalos anteriores, indicando que los alumnos no poseen la facilidad para ubicar los libros y otros materiales bibliográficos en la biblioteca.

En I7 (X1.7) e I8 (X1.8) se presentan dos nuevas

fluctuaciones debido al descontento de los estudiantes al no recibir orientación en el manejo de las herramientas bibliográficas y tener que esperar un largo tiempo para entregar o recibir un material bibliográfico.

A partir de I12 se observó un descenso abrupto en la curva de Confiabilidad hasta llegar al intervalo final I17, igualmente se observó en la curva de Riesgos (Figura 2) la zona de máximo riesgo. Este comportamiento se explica debido a que los estudiantes estaban descontentos por la limitada variedad temática y falta de actualización de los libros disponibles.

Adicionalmente se logró precisar que el estudiantado recibió poco apoyo por parte del personal de la biblioteca y la escasa difusión de los servicios ofrecidos por la misma.

A continuación se presentan las pendientes de

los intervalos críticos calculadas utilizando la siguiente ecuación:

2 1 i i-1

i mi2 1 i i-1

ˆ ˆy -y C(x )-C(x ) ˆm = Þm = = -f(X )x -x X -X

Los valores de las pendientes se obtienen del

Cuadro 1: m3 = - 0,02464 m7 = - 0,04129 m8 = - 0,04381

m12 = - 0,03719 m13 = - 0,03249 m14 = - 0,03116

m15 = - 0,04411 m16 = - 0,05013 m17 = - 0,04704

El nivel de riesgo presentó fluctuaciones diferentes entre las variables X1.3, X1.7, X1.8, X1.12, X1.13, X1.14, X1.15, X1.16, X1.17 con un nivel de riesgo de 0,02519; 0,04577; 0,05097; 0,04810; 0,04399; 0,04548; 0,08073 y 0,0822 respectivamente, siendo críticas las variables X1.16 y X1.17 que se refieren a la poca difusión y capacitación para el uso eficaz de los servicios ofrecidos por la biblioteca.

Servicio de la sala de computación

n’ = 100 (encuestados) x 13 (conjunto de

observaciones) = 1300.

Figura 1. Curva de confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio de biblioteca de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

Figura 2. Curva de riesgos de los estudiantes sobre el servicio de biblioteca de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.




{ }2 2.1 2.2 2..3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13S : X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X ,X

En la gráfica de Confiabilidad del Servicio ofrecido por la Sala de Computación (Figura 3), se observó un declive de la curva hasta el intervalo I3 (X2.3), sin embargo a partir del intervalo I8, el brusco descenso permite predecir el colapso en el servicio.

Los valores de las pendientes se obtienen del Cuadro 2:

m4 = - 0,04614 m5 = - 0,07947 m8 = - 0,07464

m9 = - 0,06283 m13 = - 0,05396

Los resultados obtenidos reflejan diversos

puntos graves dados a través del nivel de criticidad de 0,88, que corresponden a las mayoría de las variables evaluadas X 2.4, X 2.5, X 2.6, X 2.7, X 2.8, X 2.9, X 2.10, X

2.11, X 2.12, y X 2.13.

Esto significa, que los estudiantes no se sienten conformes con la función de la sala debido a la dificultad para escanear, imprimir documentos y reservar computadoras.

Además no disponen de suficiente personal técnico especializado ni recursos audiovisuales necesarios en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

El análisis anterior está sustentado por el nivel de Riesgo observado en la curva de Riesgos (Figura 4). Se exhiben tres zonas de alto riesgo, la primera abarca los intervalos I4 (0,05325) e I5

(0,09890), los cuales indican que la sala de computación posee poco espacio y tiene déficit de computadoras.

La segunda zona de elevado Riesgo contiene

los intervalos I8 e I9 (0,10641 y 0,09930 respectivamente), siendo el fragmento más crítico de la curva, que se refiere a la escasa disponibilidad de recursos audiovisuales y a la ausencia de personal técnico calificado.

La última zona de máximo riesgo va desde el intervalo I12 (0,07052) al I13 (0,10773), en la cual el estudiantado declaró su inconformidad debido a que los encargados de la sala no cumplían su horario de atención.

Es un hecho notorio que el sub-sistema S2,

contiene diversas fallas que no permiten el buen funcionamiento del servicio, por lo que es necesario atender las fallas de mayor prioridad para disminuir el colapso de todas sus funciones

Servicio de atención que recibe el estudiante por parte del docente

n’ = 100 (encuestados) x 21 (conjunto de observaciones) = 2100.


{ }3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.21S : X ,X ,X ,X ,X ,X ,...X En las Figuras 5 y 6 se puede visualizar el

comportamiento poco aceptable del sub-sistema S3, este indica que la curva de Confiabilidad y Fallas,

Figura 4. Curva de riesgos de los estudiantes sobre el servicio de sala de computación de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

Figura 3. Curva de confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio de sala de computación de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.



respectivamente, tienden a decrecer rápidamente en las siguientes variables: X3.4, X3.10, X3.14, X3.16, X3.18, X3.19, X3.20 y X3.21.

Los valores de la pendiente para los

intervalos críticos se obtienen del Cuadro 3:

m4 = - 0,02385 m10 = - 0,02481 m14 = - 0,02444

m16 = - 0,02965 m18 = - 0,03019 m19 = - 0,05349

m20 = - 0,03932 m21 = - 0,06283

El orden en que se presentan las variables corresponde con los cambios que se visualizan en las Figuras 5 y 6. Los alumnos opinaron que los Profesores no cumplen al 100% con el horario de las Asesorías y que en sus clases utilizan pocos recursos audiovisuales.

El estudiantado considera que no se da a conocer el programa de la asignatura, y creen que los criterios y sistemas de evaluación no se ajustan al contenido, aparte consideran que el contenido programático no se ajustan a las necesidades del campo laboral.

El nivel de riesgo presentó fluctuaciones

diferentes entre las variables X3.4, X3.10, X3.14, X3.16, X3.18, X3.19, X3.20, y X3.21 con un nivel de riesgo de 0,02449; 0,02694; 0,02871; 0,03604; 0,03910; 0,07325; 0,05750 y 0,09931 respectivamente.

Las variables más críticas son X3.19, X3.20, y

X3.21 las cuales están vinculadas al salón de clases. Las

condiciones físicas del aula de clases son inadecuadas, la cantidad de estudiantes es excesiva y el equipamiento es precario, la sumatoria de todas estas variables hacen que el proceso enseñanza–aprendizaje no sea eficaz.

Salinas et al. (2008), evaluaron como

altamente satisfactorio la actuación del docente en el proceso enseñanza-aprendizaje. Los atributos más resaltantes percibidos por el estudiantado fueron que el profesorado es amable, educado y respetuoso, están abiertos a sugerencias y son accesibles.

Jiménez et al. (2011), midieron la satisfacción

académica de los estudiantes de la Universidad Autónoma de Nayarit, encontraron altos niveles de satisfacción al evaluar la infraestructura y el desempeño del profesorado. Servicio que ofrecen los laboratorios de docencia

n’ = 100 (encuestados) x 17 (conjunto de observaciones) = 1700.


{ }17.416.415.414.413.412.411.410.49.48.47.46.45.44.43.42.41.44 ,,,,,,,,,,,,,,,: XXXXXXXXXXXXXXXXXS

Al observar la curva de confiabilidad (Figura 7) se nota la tendencia que posee el sistema en estudio a fallar rápidamente. De hecho, la mayoría de los intervalos (excepto el intervalo 1 y 2) están por debajo del nivel de criticidad establecidos por los autores (0,88). Lo que permite predecir el colapso del sistema en estudio.

Figura 5. Curva de confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio de docencia de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

Figura 6. Curva de riesgos de los estudiantes sobre el servicio de docencia de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.



Los valores de la pendiente para los intervalos críticos se obtienen del Cuadro 4:

m3 = - 0,05000 m5 = - 0,05755 m7 = - 0,05009

m8 = - 0,04290 m10 = - 0,04069 m11 = - 0,04453

m13 = - 0,05462 m14 = - 0,04323 m16 = - 0,05690

m17 = - 0,07797

El nivel de riesgo presentó un comportamiento alarmante para las diferentes variables estudiadas, los máximos más significativas son: X4.2 (0,04944), X4.3 (0,05527), X4.5 (0,07026), X4.7 (0,06741), X4.8 (0,06061), X4.10 (0,06351), X4.11 (0,07447), X4.12 (0,05988), X4.13 (0,010607), X4.14 (0,09398), X4.15 (0,08809), X4.16 (0,15062) y X4.17 (0,25080).

La curva de Riesgo (Figura 8) se puede

dividir en cuatro zonas. La primera abarca los intervalos X4.2 al X4.5, en la que los encuestados manifestaron que las condiciones de trabajo son inadecuadas, por ejemplo la iluminación, la temperatura, la limpieza, etc.

La segunda zona va desde X4.7 hasta X4.12, los

estudiantes están insatisfechos por la falta de Preparadores Docentes y ayudantes durante la ejecución de las prácticas. La encuesta permite inferir que los laboratorios requieren de suficientes reactivos, materiales y equipos actualizados.

La tercera rampa abarca de X4.13 a X4.15, lo

cual refleja un déficit de material bibliográfico

disponible en el laboratorio, poster, etc.; sumándole los pocos dispositivos de seguridad, tales como: extintores, duchas, botiquín de primeros auxilios, etc.

Finalmente la última zona contiene X4.16 y X4.17, está rampa evalúa la opinión de los alumnos acerca de la seguridad. Los valores de Riesgo fueron los más elevados, dejando claro que los niveles de seguridad que se manejan en los laboratorios son alarmantes.

Es prioritario que las autoridades de la

Universidad de Oriente realice acciones correctivas para evitar que colapse todos los servicios que fueron evaluados en la presente investigación.

CONCLUSIONES

Las principales conclusiones de este estudio

fundamentado en el Modelo de Confiabilidad y Fallas permitió identificar los factores claves de satisfacción percibidos por los estudiantes, en relación con los servicios de biblioteca, sala de computación, los laboratorios y la atención que recibe el estudiante por parte del docente.

1. Las características predominantes para los

servicios: Sala de Computación, Biblioteca, Laboratorios de Docencia y Atención que recibe el estudiante por parte del docente se analizaron de acuerdo a las expectativas, aceptación y satisfacción de los estudiantes.

2. El servicio de biblioteca (valor crítico: 0,54881)

debe mejorar su infraestructura, el sistema de referencia, aumentar la variedad del material

Figura 8. Curva de riesgos de los estudiantes sobre el servicio de laboratorio de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.

Figura 7. Curva de confiabilidad de los estudiantes sobre el servicio de laboratorio de la Escuela de Ingeniería Agronómica del Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente, Venezuela.



bibliográfico e incrementar la difusión de los servicios ofrecidos.

3. El servicio prestado por la sala de computación

(valor crítico: 0,47392) arrojó un bajo nivel de satisfacción por parte de los estudiantes, debido a una infraestructura inadecuada, escasa tecnologías de información (hardware/software) propia para tales fines e insuficiente personal técnico para facilitar la interacción del estudiantado con los recursos tecnológicos.

4. La atención que recibe el estudiante con respecto

al docente (valor crítico: 0,60132) no mostró tendencia al caos, se deben aplicar medidas para mejorar el cumplimiento de la obligaciones del profesorado para evitar que el subsistema colapse.

5. El servicio que ofrece los laboratorios de docencia

(valor crítico: 0,27189) es un sistema caótico, los resultados obtenidos con la prueba estadística no paramétrica mostró que las variables estudiadas fallaban o fallaran pronto, los laboratorios necesitan mejorar las instalaciones, los equipos, la seguridad y la atención que reciben los estudiantes por parte de los técnicos designados para cada laboratorio.

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Access to microfinance services and its effect on business performance of small-scale women entrepreneurs in Enugu State, Nigeria

Acceso a los servicios de microfinanzas y su efecto en el comportamiento de los negocios de empresarias a

pequeña escala en el estado de Enugu, Nigeria

Pius Chinwuba IKE

Department of Agricultural Economics, Delta State University, Asaba Campus, Asaba, Nigeria. E-mail: [email protected]


ABSTRACT

This study analyzed access to microfinance services and its effect on performance of small-scale women business entrepreneurs in Enugu State, Nigeria between January and December 2011. Seventy one beneficiaries and 50 non-beneficiaries of microfinance services operating different business enterprises were randomly selected from nine local government areas in the State. Data were collected through the use of well structured and pre-tested questionnaire and analyzed by the use of descriptive and inferential statistical tools. The Double-Difference (DD) Estimator was used to compare changes in outcome measures (i.e., change from before to after the benefit) between microfinance beneficiaries and non-beneficiaries. Results showed that the respondents were aged 37.4 years on the average, 67.6% of them were married and about 96% had one form of official education or the other. All the microfinance service beneficiaries accessed credit and deposit services, while none received insurance services. The average per capita income of the beneficiaries and non-beneficiaries before the study (baseline) were N162,480.00 and N163,572.00, respectively. The real income of beneficiaries increased by about 46.67% (from N162,480.00 to N238,480.42), while that of the non-beneficiaries increased only by 11.6% from N163,572.00 to N182,546.35. The mean increase in income of beneficiaries was significantly different from that of non-beneficiaries at p = 0.05. It was recommended that training, as one of the core services of microfinance institutions, should be vigorously implemented so as to improve the performance of the client entrepreneurs. Key words: microfinance services, small-scale business enterprises, women, entrepreneurs, Nigeria

RESUMEN

Este estudio analizó el acceso a los servicios de microfinanzas y su efecto sobre el comportamiento de las empresarias de negocios a pequeña escala en el estado de Enugu, Nigeria, entre enero y diciembre de 2011. Setenta y un beneficiarios y 50 no beneficiarios de los servicios de microfinanzas que operan en las diferentes empresas de negocios fueron seleccionados al azar de nueve áreas del gobierno local en el estado. Los datos se colectaron a través del uso de un cuestionario bien estructurado y pre-evaluado y analizados mediante el uso de herramientas estadísticas descriptiva e inferencial. El estimador de doble diferencia (DD) se utilizó para comparar los cambios en las medidas de resultado (es decir, el cambio de antes a después del beneficio) entre los beneficiarios y no beneficiarios de las microfinanzas. Los resultados muestran que los encuestados tenían una edad de 37,4 años en promedio mientras que el 67,6% de ellos estaban casados y aproximadamente 96% tenían una forma de educación oficial u otra. Todos los beneficiarios de los servicios de microfinanzas accedieron a los servicios de crédito y de depósito, mientras ninguno recibió servicios de seguros. El ingreso per cápita promedio de los beneficiarios y no beneficiarios antes del estudio (línea base) fue N 162.480,00 y N163.572,00, respectivamente. El ingreso real de los beneficiarios aumentó en un 46,67% (de N162.480,00 a N238.480,42), mientras que el de los no beneficiarios aumentó solamente en un 11,6% de N163.572,00 a N182.547,35. El incremento promedio de ingresos de los beneficiarios fue significativamente diferente de aquel de los no beneficiarios (p = 0,05). Se recomienda que el entrenamiento como uno de los servicios centrales de las instituciones de microfinanzas debiera ser implementado vigorosamente a fin de mejorar el rendimiento de los empresarios clientelares. Palabras clave: Servicios de microfinanzas, empresas de negocios a pequeña escala, mujeres, empresarios, Nigeria

INTRODUCTION

The dismal performance of the conventional finance sectors triggered off the advocating for micro-financing by policy makers, practitioners, and

international organizations as a tool for poverty reduction. Since its emergence, the number of microfinance institutions around the world has proliferated at a fast pace after the 1970s. As at 2008, there were more than 7,000 micro-lending

Ike. Access to microfinance services and its effect on business performance of small-scale women entrepreneurs in Nigeria


organizations providing loans to more than 25 million poor individuals around the globe (Mohammed and Hassan, 2008). The Nigerian microfinance industry has come a long way. It boasts of the entire four well-known models in the industry. A Central Bank of Nigeria (CBN) study identified, as at 2001, 160 registered microfinance institutions (MFIs) in Nigeria with aggregate savings worth N99.4 million and outstanding credit of N649.6 million, indicating huge business transactions in the sector (Anyanwu, 2004). As at 2011, 820 microfinance banks (MFBs) have been registered in Nigeria (CBN, 2011). In December 2005, CBN introduced a Microfinance Policy Framework to enhance access of micro-entrepreneurs to financial services required to boost, expand and/or modernize their operations and contribute to rapid national economic growth. The rationale was that no robust, people-based growth can be achieved without increasing the access of this category of entrepreneurs and the active poor to factors of production, especially financial services (CBN, 2011).

In order to enhance the free flow of financial

services to Nigeria’s rural areas, government has in the past initiated a series of publicly financed micro/rural credit programs and policies targeted at the poor. Notable among such programs were the defunct Rural Banking Program, Sectoral Allocation of Credits, Concessionary Interest Rate and the Agricultural Credit Guarantee Scheme (ACGS). Other institutional arrangements were the establishment of the defunct Nigerian Agricultural and Cooperative Bank (NACB), National Directorate of Employment (NDE), Nigerian Agricultural Insurance Corporation (NAIC), defunct Peoples Bank of Nigeria (PBN), Community Banks (CBs) and Family Economic Advancement Program (FEAP) (CBN, 2005).

In year 2000, the government of Nigeria

merged NACB, PBN and FEAP to form the Nigeria Agricultural Cooperative and Rural Development Bank (NACRDB) to enhance provision of finance to the micro-entrepreneurial sector. It also created the National Poverty Eradication Program (NAPEP) with the mandate of providing financial services to alleviate poverty as well as the transformation of Community Banks to Microfinance Banks (MFBs).

In spite of the roles of government and

private sector in micro-financing activities, more ground needs to be covered. The existing

Microfinance Institutions (MFIs) serve less than a million out of the over 40 million people who need their services in Nigeria (CBN, 2005). Also, aggregate microcredit facilities account for 0.2 percent of the GDP and less than one percent of the total credit in the economy (CBN, 2005). The latent entrepreneurial capacity of the poor, it is believed, would be significantly enhanced through the provision of microfinance services to enable them engage in economic activities and be more self-reliant, increase employment opportunities, enhance household income and create wealth.

Microfinance services refer to loans, deposits,

insurance, fund transfer services and other ancillary non-financial products, such as training and development of social capital targeted at low income clients. Three features distinguish microfinance from other formal financial products: (i) smallness of loans and savings, (ii) absence or reduced emphasis on collateral, and (iii) simplicity of operations (CBN, 2011).

Despite the crucial role of women

entrepreneurs in the economic development of their families and countries, women entrepreneurs have low business performance compared to their male counterparts (Akanji, 2002) and this is caused by factors which normally affect entrepreneurial performance. Such factors include lack of credit, saving, education or training, and social capital (Shane, 2003). Literature supports the fact that women entrepreneurs, mostly in developing countries, do not have easy access to credit for their entrepreneurial activity (Iganiga, 2008; Ibru, 2009), whereas the rate of women participation in the informal sector of the economy is higher than males (Akanji, 2002; Akinyi, 2009). Lack of capital to start or run businesses led them to request for credit from microfinance institutions (Kuzilwa, 2005; Ibru, 2009). This is due to poverty, unemployment, low household and business income and inability to save (Roomi and Parrot, 2008).

Women entrepreneurs, mostly in developing

countries, lack the ability to save (Akanji, 2002; Mkpado and Arene, 2007), yet savings are needed to protect income, act as a security for loan and could be re-invested in the business (Akanji, 2002). Savings, as a microfinance service, enable people with few assets to save, since they could make weekly savings as well as contribute to group savings, and such savings are mobilized by the MFIs for further lending to other clients (Mkpado and Arene, 2007). Women



entrepreneurs, especially in developing countries, lack training (IFC, 2007) and entrepreneurial process is a vital source of developing human capital as well as plays a crucial role in providing learning opportunity for individuals to improve their skills, attitudes and abilities (Shane, 2003; Brana 2008). Again, the effect of training on women entrepreneurs’ performance, especially in developing countries, has not been adequately addressed in the literature. Taking cognizance of the peculiar situations of most women in developing countries in terms of poverty, low educational levels and other societal discriminations (Roomi and Parrot, 2008), training is a very important micro-finance service for women entrepreneurs as it will provide the skills and experience needed for business (Akanji, 2002; Kuzilwa, 2005). Literature supports the fact that majority of micro-finance institutions’ clients do not have specialized skills, and so cannot make good use of micro-finance services (Karnani, 2007), hence they need training.

The objectives of this study are to analyze

access to microfinance services and its effect on performance of small-scale women business entrepreneurs in Enugu State, Nigeria.

MATERIALS AND METHODS

Study area

The study was carried out in Enugu State

which is located in South-east of Nigeria. The State is situated on the highlands of Nsukka, Udi and Awgu hills and the rolling low lands of the Idodo River Basin to the East and the Oji River Basin to the West. The State is bounded by six other States. It is composed of seventeen Local Government Areas (LGAs) divided into three agricultural zones of Nsukka, Enugu and Awgu. It has a population of 3,257,278 made up of 1.62 and 1.63 million males and females, respectively (NPC, 2006). The activities of microfinance institutions are well pronounced in the area. Study population and sampling techniques

Nine local government areas were randomly

selected, three from each of the agricultural zones. These LGAs were Awgu, Aninri, Ezeagu, Nkanu west, Nkanu east, Enugu east, Igboeze south, Nsukka and Udenu. The list of small-scale women business entrepreneurs engaged in different business enterprises ranging from vegetable farming, poultry farming, honey trading, rental services and palm oil

processing were compiled for this study. These categories of entrepreneurs operating within the nine selected LGAs in the State formed the sampling frame.

To analyze the effect of microfinance

services on beneficiaries, the sampling frame was divided into two strata. These are: direct beneficiaries of microfinance services, and non-beneficiaries of microfinance services. Eight small-scale women business entrepreneurs, who benefited from microfinance services during the study period (i.e. 2011), were randomly sampled from each of the nine selected LGAs. This gave a total of 72 beneficiary respondents sampled. In the same vein, six women business entrepreneurs, who did not access any microfinance services in 2011, were randomly sampled from each of the selected LGAs and this gave a total of 54 non-beneficiary respondents. However, at the end of data collection, 71 beneficiary respondents and 50 non-beneficiary respondents were utilized for analysis. This brought the total sample respondents to 121.

Data collection/analysis

Data for this study were collected through the

use of well structured and pre-tested questionnaire. Data were collected by well trained enumerators. The data generated were analyzed using descriptive and inferential statistical tools. The descriptive tools used were means, percentages, and pie charts.

The Double-Difference (DD) Estimator was

used to compare changes in outcome measures (i.e., change from before and after the benefit) between microfinance beneficiaries and non-beneficiaries, rather than simply comparing outcome levels at one point in time. The Double-Difference method, also known as Difference-in-Difference method (Duflo et al, 2004) has the formula:

1 0n n1 0

DD = ( - )-( - )p p p pY Y Y Y

Where:

Yp1 = outcome (e.g. income) of beneficiaries after the period of study;

Yp0 = outcome of beneficiaries before the

period of study; Ynp1 = outcome of non-beneficiaries after the

period of study; and



Ynp0 = outcome of non-beneficiaries before the period of study.

The advantage of the Double-Difference

Estimator is that it nets out the effects of any additive factors (whether observable or unobservable) that have fixed (time-invariant) effects on the outcome indicator (such as the abilities of women entrepreneurs or the inherent quality of their different resources used), or that reflect common trends affecting the beneficiaries and non-beneficiaries equally such as changes in prices or weather (Ravallion, 2005).

In principle, the double-difference approach

can be used to assess project effects without using any other statistical tool (such as the Propensity Score Matching (PSM) method as applied by Phillip et al, 2009). This is because it will produce unbiased estimates of effect as long as these assumptions hold, hence the adoption of this method in this study for estimating the effect of microfinance services among the beneficiaries.


Socioeconomic profiles of the respondents The socioeconomic characteristics of the respondents were examined under the variables of age, marital status, level of formal education attained and household size.

Age of respondents The average age of the respondents from the

survey was 37.4 years, while the minimum and maximum were 25 and 58 years, respectively (Table 1). This indicated that most of the female business entrepreneurs were within their youthful ages and hence, could pursue business activities aggressively.

Marital status of respondents The marital status of the sampled respondents

indicated that about 81 of them (67.60%) were married and living together in the family, while 29 respondents representing about 24.20% were widowed (Figure 1). About 3.74% of the respondents were single, while 4.46% were either divorced or separated. The high percentage of the widowed indicated a high level of the participation of the vulnerable groups in microfinance activities in Enugu State.

Level of formal educational attainment by the respondents

Most of the respondents had one form of formal education or another. About 22.31% of the sampled respondents completed primary education, while about 50.41 (61) attained secondary education. However, over 4.13% (5) of them had no formal education (Figure 2). The implication of high literacy among the sampled women entrepreneurs is an active participation of women in various business activities in the area. Education had been shown to enhance the skills and experience needed for business (Akanji, 2002; Kuzilwa, 2005).

Table 1. Distribution of respondents by age (years) of nine local government areas in Enugu State, Nigeria.

Age Frequency Percentage Cumulative Percentage

21 – 30 18 14.88 14.88 31 – 40 61 50.41 65.29 41 – 50 27 22.31 87.60 51 – 60 15 12.40 100 61 – above - - - Total 121 100.00

Figure 1. Percentage distribution of respondents by marital status of nine local government areas in Enugu State, Nigeria.

Figure 2. Percentage level of education attained by respondents of nine local government areas in Enugu State, Nigeria.



Household size of respondents Household size is the number of persons that

contribute and draw on the incomes of the household. Results showed that household size ranged from one to 11 (Table 2). A detailed analysis showed that 25 (20.66%) had a household size of one to three members, while 74.38% of the respondents had household sizes ranging from four to 10 members. Large household sizes have been noted to have correlation with food insecurity and poverty especially when the household head is engaged in agriculture as the main source of livelihood and income (Ike and Uzokwe, 2011).

Access of small-scale women business entrepreneurs to microfinance services As earlier defined, microfinance services refer to loans, deposits, insurance, fund transfer and training which are targeted at low income clients. A study of these services that were accessed by the respondent beneficiaries from the microfinance institutions that they patronized indicate that loans (credit) and deposits were the predominant microfinance services extended to the clients (respondents) by the practitioners (MFIs). All the beneficiaries attested to having received credit and deposit services. However, none of the microfinance institutions provided insurance services to their clients as no microfinance beneficiary agreed to have ever received such service. On the other hand, only a few of the respondent beneficiaries (27%) were given formal training on the use of accessed credit for improvement of their businesses activities. The importance of training, as a microfinance service, cannot be overemphasized. This is in support of the findings of Akanji (2002) and Kuzilwa (2005) that training is a very important microfinance service for women entrepreneurs as it would provide the skills and experience needed for business.

Categories of beneficiary and non-beneficiary enterprise groups sampled

The different enterprise groups that the

respondents belonged to, as presented in Table 3, showed that, as a percentage of the whole respondents, poultry farmers topped the list in both the microfinance beneficiary and non-beneficiary groups with 21.49% and 16.53%, respectively. This was followed by women entrepreneurs engaged in honey trading which constituted 20.66% of the entire respondents. Others were vegetable farmers, rental service providers and palm oil processors. Income level of microfinance beneficiary and non-beneficiary entrepreneurs before the study

The average income per capita of the

microfinance beneficiaries prior to the study was N162,480.00. Similarly, the non-beneficiaries had an average per capita income of N163,572.00 in the same period. The range of income of different enterprise groups before the study is as shown in Table 4.

The findings indicated that over 81 of the

sampled women entrepreneurs, representing 66.94% of the entire respondents, had an average income of between N101,000.00 and N200,000.00, while only 3.31% of the respondents had income level of between N251,000.00 to N300, 000.00.

Table 3. Distribution of respondent beneficiaries and non beneficiaries by enterprise groups of nine local government areas in

Enugu State, Nigeria.

Enterprise Category Microfinance Beneficiaries (No = 71) Non-Beneficiaries (No = 50) Frequency Percentage Frequency Percentage

Vegetable farmers 12 9.92 9 7.44 Poultry farmers 26 21.49 20 16.53 Honey trading 15 12.40 10 8.26 Rental services 12 9.92 8 6.61 Palm oil processing 6 4.96 3 2.45 Total 71 58.68 50 41.32

Table 2. Distribution of respondents by household size of nine local government areas in Enugu State, Nigeria.

Household size Frequency Percentage Cumulative

percentage 1 – 3 25 20.66 20.66 4 – 6 50 41.32 61.98 7 – 10 40 33.06 95.04 11 and above 6 4.96 100.00



Income level of beneficiary and non-beneficiary entrepreneurs before the study disaggregated by enterprise groups As already indicated, the average per capita income for Microfinance beneficiaries prior to the study was N162, 480.00, while that of non-beneficiaries was N163,572.00. However, when disaggregated on enterprise basis, the poultry based enterprises had the highest average income of N197,782.00 for the beneficiaries and N184,271.00 for the non-beneficiary groups. This was followed by the honey traders with an average income of N178,557.00 for the beneficiaries and N168,790.00 for the non-beneficiaries (Table 5). Effect of microfinance services on entrepreneurial performance

Findings indicate that the average annual household income within the time of study (January 2011-December 2011) for all type of respondents ranged from N152,893.00 to N337,658.00. On the average, the income of microfinance beneficiaries increased by about 46.67 percent (From N162, 480.00 to N238,480.42) as a result of benefiting from microfinance services. This was based on the result of the Double- Difference Estimation. This has been due to increase in size (economies of scale) and also improvement in input productivity. By contrast, however, average income of non-beneficiaries increased by only 11.6 percent from N163,572.00 to N182,546.35. The mean increase in income for microfinance service beneficiaries was significantly different from that of non-participants at p = 0.05.

Considering the income of beneficiaries

before and after the study period (without controlling for other reasons for income to change), about 65.43 percent of the beneficiaries increased their incomes by at least 47 percent. By contrast, the share of non-beneficiaries who increased their incomes by at least

25 percent was only 18.4 percent. Although the percentage included the effect of other factors that influenced income changes over time, it is clear that microfinance services have achieved considerable success within the period of study in the area.

CONCLUSION This study has been able to establish the

average income of small scale women business entrepreneurs in the study area based on their different enterprise activities. It has also been able to determine the proportion of increase in income as a result of benefit from microfinance services. The income of beneficiaries increased by about 46.67 percent (from N162, 480.00 to N238,480.42) as a result of utilization of microfinance services as against 11.6% of non-beneficiaries. About 65.43 percent of the beneficiaries increased their incomes by at least 47 percent.

RECOMMENDATIONS Education is a key factor in the development

of a pool of entrepreneurs of both men and women. Entrepreneurs without any formal education are always the poorest in any business activity no matter

Table 4. Income level of respondent entrepreneurs before benefiting of nine local government areas in Enugu State, Nigeria.

Level of income (N) Beneficiaries Non Beneficiaries Frequency Percentage Frequency Percentage

1.00 – 50,000 1 0.83 2 1.65 51,000 – 100,000 9 7.44 11 9.09 101,000 – 150,000 20 16.53 17 14.05 151,000 – 200,000 31 25.62 13 10.74 201,000 – 250,000 7 5.79 6 4.96 251,000 – 300,000 3 2.48 1 0.83 Total 71 58.68 50 41.32

Table 5. Distribution of beneficiary groups and non-

beneficiary groups according to income level by December 2011 of nine local government areas in Enugu State, Nigeria.

Enterprise category

Beneficiaries Non-Beneficiaries Income Level (N) Income Level (N)

Vegetable farmers 145,543.00 142,600.00

Poultry farmers 197,782.00 184,271.00 Honey Trading 178,557.00 178,557.00 Rental services 138,380.00 140,250.00 Palm oil processing 126,560.00 128,600.00



the size. Hence, there is the need for improved adult literacy program in the State so that the poor women entrepreneurs and others alike can improve themselves.

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Análisis de azúcares en pulpa de cacao por colorimetría y electroforesis capilar

Analysis of sugars in cocoa pulp by colorimetric and capillary electrophoresis

Carlos ROMERO 1 y Alexis ZAMBRANO 2

1Laboratorio de Genética y Química Celular (GeQuimCel), Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad de Los Andes (ULA), Mérida, 5101, estado Mérida, Venezuela y 2Laboratorio de Investigaciones y Análisis Químicos, Industriales y Agropecuarios (LIAQIA), Departamento de Química, Facultad de Ciencias,

ULA. E-mail: [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN En este trabajo, se determinó el contenido de azúcares solubles en la pulpa fresca de semillas maduras de cacao, de nueve cultivos producidos en los estados Zulia, Mérida y Barinas, con el fin de comprobar variaciones entre los principales tipos: Criollos, híbridos y Forasteros. Los azúcares totales y reductores, se determinaron por los métodos de fenol-sulfúrico y ácido 3,5-dinitrosalicílico respectivamente, mientras que el contenido de fructosa, glucosa y sacarosa se evaluó por electroforesis capilar. Los resultados indicaron que el cacao Criollo tiene mayores azúcares totales (1,62-2,84%) que el Forastero (1,37-1,51%) e híbridos (1,45-2,70%). En conclusión, existen diferencias en el contenido de azúcares totales y reductores presentes en la pulpa fresca de los cacaos evaluados, lo cual posiblemente tenga un impacto en el tiempo de fermentación. Palabras clave: Cacao, pulpa, azúcares, Criollos, electroforesis

ABSTRACT

The content of soluble sugars was determined in the fresh pulp of mature cocoa seeds that were cultivated in nine farms placed in the Zulia, Mérida and Barinas States. This comparison was done in order to demonstrate the variations among the principal cocoa types, such as: Criollos, hybrids and Forasteros. The total and reducing sugars were determined through the phenol-sulfuric and 3.5-dinitrosalicylic acid methods, respectively, while the fructose, glucose and sucrose content was evaluated through capillary electrophoresis. The results have showed that the Criollo Cocoa more total sugars (1.62-2.84%) than the Forastero (1.37-1.51%) and the híbridos (1.45-2.70%). Finally, it could say that there are differences between the content of total and reducing sugars in the fresh pulp of the analyzed cocoas. This condition could have a possible influence in the fermentation period time. Key words: Cocoa, pulp, sugars, Criollos, electrophoresis

INTRODUCCIÓN La pulpa del cacao (Theobroma cacao L.) es

un tejido parenquimático de color blanco formado por células alargadas derivadas del endocarpio que se fusiona con el tegumento de la semilla tomando consistencia mucilaginosa cuando alcanza la madurez. Dicho tejido representa 40-52% del peso fresco de la semilla madura (Biehl et al., 1989 y Saposhikova, 1952) y contiene mayoritariamente agua (78-80%), azúcares simples (10-15%), ácido cítrico (1-3%), proteínas (≤ 1%), grasas (≤ 0,5%), aminoácidos (≤ 0,2%), entre otros, (Schawn et al., 1995 y Lima et al., 2011). Dentro del fruto sano la pulpa permanece estéril, pero es colonizada por una sucesión de microorganismos, particularmente levaduras, bacterias lácticas y acéticas después de

abrir la baya (Rohan, 1964). En tal sentido, la pulpa constituye el sustrato para el crecimiento microbiano durante la fermentación de la semilla, con el fin de generar las sustancias precursoras del sabor y aroma característicos a chocolate (Cros, 1995). Los microorganismos llevan a cabo la fermentación en la pulpa, que contiene carbohidratos (glucosa, fructosa, sacarosa) y un valor de acidez (pH) entre 3,3 y 4,0 debido a la presencia de ácido cítrico. La pulpa es viscosa porque contiene pectina y otros polisacáridos, que además dificultan la difusión del aire (Wacher, R.M. 2011). La pulpa es rica en carbohidratos y tiene un pH bajo, favoreciendo de esta manera el desarrollo de microorganismos como las levaduras, las cuales forman parte fundamental en el proceso poscosecha del cacao contribuyendo de esta manera a larga relación con la sociedad humana debido a su

Romero y Zambrano. Análisis de azúcares en pulpa de cacao por colorimetría y electroforesis capilar


actividad en otros alimentos como el pan, cerveza y vino desde hace aproximadamente 5.000 años (Fleet, 2006).

La fermentación del cacao involucra la

degradación microbiana de la pulpa y complejas reacciones enzimáticas dentro de los cotiledones, similares a la germinación. Primero, los azúcares simples son metabolizados por levaduras y bacterias lácticas bajo condiciones anaeróbicas, para producir etanol y ácido láctico respectivamente (Forsyth y Quesnel, 1963). Por otra parte, el consorcio de levaduras consume el oxígeno, creando un ambiente anaerobio que favorece el desarrollo de bacterias lácticas. Luego, el alcohol es transformando en ácido acético por bacterias aeróbicas, con abundante desprendimiento de calor, lo cual eleva la temperatura en la masa fermentante (Jinap, 1994), donde el embrión muere bajo la acción conjunta de la penetración de los ácidos orgánicos, reducción de la concentración de oxígeno y la alta temperatura (≤ 50 ºC). Los ácidos, principalmente el acético, reducen el pH del cotiledón y provocan la ruptura de sus membranas celulares permitiendo el contacto entre sustancias almacenadas (proteínas, carbohidratos, polifenoles, triglicéridos etc.) y enzimas endógenas (Biehl et al., 1985). De acuerdo con la cantidad de ácidos absorbidos, las triglicéridos asumen formas de agregación particulares (compacta ó dispersa) que restringen tanto la extensión de las reacciones enzimáticas como la exudación de los productos resultantes, muchos de los cuales son precursores aromáticos tales como: aminoácidos, péptidos, azúcares, etc., (Biehl et al., 1993).

Nielsen et al., (2007) señalan que entre las 36

y 38 horas dominan las levaduras Saccharomyces cerevisiae y Pichia membranaefaciens, que se encuentra al final de la fermentación. Así mismo en trabajos más recientes, se ha evaluado la fermentación por pilas en Ghana (uno de los principales países productores de cacao), donde se ha conseguido Pichia kudriavzevii, Saccharomyces cerevisiae y Hanseniaspora opuntiae como los microorganismos principales de la comunidad de levaduras, donde Hanseniaspora opuntiae se desarrolla al principio de la fermentación, debido a su tolerancia a valores bajos de pH y a sus características metabólicas (Daniel et al., 2009).

De esta manera, la actividad microbiológica

sobre los azúcares de la pulpa que conlleva a la producción de ácidos y calor, se condiciona indirectamente la calidad organoléptica del cacao

comercial (Selamat y Dimick, 1990). Según Pettipher (1986), existen pocas diferencias entre el contenido de azúcares totales para la pulpa fresca de cacaos Forasteros cultivados en Costa de Marfil, Nigeria y Malasia. Sin embargo, se observan variaciones notables en los niveles de azúcares las cuales son atribuidas a la edad de los frutos.

Actualmente, existe poca información sobre la composición química de la pulpa fresca de cacaos Criollos venezolanos. De aquí el interés por evaluar los azúcares simples en cacaos de la región. El objetivo de esta investigación consiste en determinar el contenido de azúcares en la pulpa de cacaos maduros antes de la fermentación, cultivados en el occidente venezolano, evaluando a su vez el efecto del contenido de azúcares y su consecuencia sobre el crecimiento de levaduras (Saccharomyces cereviseae), como precursores fundamentales de la fermentación del cacao. Del mismo modo, determinar el contenido de azúcares en cacaos Criollos durante los dos periodos de máxima cosecha en un año, en occidente del país.


Muestra vegetal

Los frutos maduros se cosecharon al azar de

tres árboles sanos, pertenecientes a los siguientes tipos agronómicos de Theobroma cacao L:

Criollos: • Porcelana (Estación Local Chama y Campo

Experimental San Juan de Lagunillas, INIA-Mérida).

• Guasare (Campo Experimental San Juan de Lagunillas, INIA–Mérida).

• Criollo Merideño (Campo Experimental San Juan de Lagunillas, INIA-Mérida).

Híbridos: • Ocumare (Sector Río Frío, Tucaní

municipio Fray Juan Ramos de Lora-Mérida).

• IMC-67 x OC-61 (IMC-67 x Ocumare 61, Hacienda San Joaquín, Barinas).

http://www.bio.brandeis.edu/goodelab/protocols/4040002.pdf

http://www.bio.brandeis.edu/goodelab/protocols/4040002.pdf



• Pentágona (Campo Experimental San Juan de Lagunillas, INIA-Mérida).

Forasteros:

• Amelonado I (San Jacinto, municipio

Libertador, Mérida).

• Amelonado II (km 41, municipio Colón, Santa Bárbara del Zulia).

• Pajarito (Cacao corriente conocido como “pajarito”, sector Río Frío, Tucaní municipio Fray Juan Ramos de Lora, Mérida).

En todos los casos, las muestras se tomaron durante la época de mayor producción, es decir, durante la estación lluviosa en cada sitio durante los años 2006 y 2007. Tanto en las estaciones experimentales como unidades de producción privadas, las muestras de cacao fueron escogidas de acuerdo a plantas élites previamente seleccionadas con fines de investigación y de alto rendimiento. En el caso de las unidades de producción de pequeños agricultores, las muestras han sido colectadas bajo las condiciones de manejo agronómico de cada productor. Mientras que las muestras provenientes de estaciones experimentales, las muestras han sido tomadas en parcelas donde no se estaban realizando ensayos de campo para el momento del muestreo. Preparación de la muestra

De los frutos recién cosechados (< 12 h) se

extrajeron las semillas manualmente, para removerles el tegumento con su pulpa adherida sobre un soporte de vidrio, empleando un equipo de disección. El líquido viscoso y dulce se separó del tejido por centrifugación a 8.000 g durante 20 min de cada fruto por separado al vacío a través de una membrana Millipore (0,45 μm) conservándose en tubos estériles a -20 ºC. Previo al análisis, las muestras fueron descongeladas colocándolas en baño de María por 5 min. Después se agitaron en un vórtex durante 10 s y finalmente permanecieron a temperatura ambiente por 15 min. Dicho procedimiento se realizó por triplicado en frutos individuales para cada tipo de cacao y árbol. Análisis fisicoquímicos

pH: Se determinó introduciendo el electrodo del potenciómetro directamente en la muestra de acuerdo al método utilizado por Stevenson et al., 1993, usando un pH-metro Orion 410A.

Humedad: El contenido de humedad en la pulpa de cacao, se siguió de acuerdo al método de la AOAC (1990).

Densidad: La densidad aparente se determinó por el método de desplazamiento de volumen con un picnómetro a 22 °C utilizando agua destilada como líquido de referencia y la densidad de los líquidos según el método AOAC 945,06 (AOAC, 1990).

Materia sólida y humedad: La deshidratación de la pulpa fresca se realizó con un liofilizador Freezone 77510, marca Labconco, con el fin de recuperar los sólidos disueltos y preservar la muestra para sus análisis posteriores (Biehl et al., 1989), tomando una porción (100 mg) para evaluar el contenido de azúcares totales.

Azúcares totales: Se cuantificaron por el método fenol-sulfúrico (Dubois et al., 1956) en muestras diluidas previamente deshidratadas. La reacción se realizó mezclando 1 mL de la muestra diluida con 1 mL de fenol acuoso y 5 mL de H2SO4 concentrado, registrando la absorbancia a 490 nm.

Azúcares reductores: En este case se usó el método del ácido 3,5-dinitrosalicílico (Miller, 1959). La reacción se efectúa combinando 3 mL de la muestra diluida con 3 mL del reactivo en medio alcalino, calentando la muestra y después de enfriar la solución, para ello se utilizó un espectrofotómetro Shimadzu mini UV-visible 1240 midiendo la absorbancia a 575 nm a temperatura ambiente. Electroforesis capilar

Los azúcares reductores, también fueron

separados y cuantificados, empleando la metodología desarrollada por Soga y Ross (1999). En esta experiencia se utilizó un equipo de electroforesis capilar Beckman P/Ace 5000 con detector de arreglo de diodos (190-600 nm), cartucho Beckman con capilar de sílice recubierto con poliamida (100 μm DI x 75 cm), siendo el buffer electroforético para azúcares ácido-2,6-dicarboxilpiridina 20 mM y bromuro de cetiltrimetilamonio 0,5 mM (pH = 12,1). Solución regeneradora (NaOH 0,1 M). En esta experiencia se usó 20 μL de pulpa, diluidos con buffer alcalino en el vial de inyección y se introdujo por aspiración desde el extremo catódico del tubo capilar, pre acondicionado con el mismo buffer durante 2 min. Después se aplicó un voltaje constante (-20 kV) que generó una corriente estable de 165 μA, la cual



permitió la migración de los azúcares ionizados negativamente hasta el detector fijado a 230 nm (Stefansson y Westerlund, 1993). La separación se realizó a 15 ºC, regenerando el tubo capilar con NaOH 0,1 mM, agua desionizada y buffer alcalino por 2 min., entre las corridas. Para determinar la concentración de los diferentes azúcares estudiados, se construyeron curvas de calibración a partir de cinco concentraciones seriadas (10; 5; 2,5; 1,25 y 0,625 mg/mL) de cada azúcar, registrando la magnitud de la señal a 230 nm y a su vez determinar la precisión del método utilizado. Además de glucosa, fructosa y sacarosa se incorporaron a la muestra los ácidos cítrico y glutámico con el fin de identificar las señales correspondientes por efectos de matriz.

Por otra parte, se realizaron estudios de determinación de azúcares reductores y totales durante dos cosechas consecutivas (ciclo de cosecha completo durante un año) de los cultivares Guasare, Porcelana y Criollo Merideño. Con el fin de evaluar posibles efectos asociados a la época del año. En este ensayo se estableció preferencia sobre los cacaos Criollos, en vista de su importancia nacional como cacaos finos de aroma (Amores et al., 2007), además de ser los materiales de mayor disponibilidad en el occidente venezolano. Todos los resultados de azúcares fueron corregidos en función del contenido de humedad, es decir, los resultados expresados corresponden a muestras de pulpa de cacao húmedas. Crecimiento de levaduras (Saccharomyces cereviseae)

A objeto de estudiar el posible impacto de los

azúcares sobre el proceso fermentativo se tomó como criterio el crecimiento anaeróbico de levaduras (S. cereviceae) en pulpa y medio salino con sacarosa al 4% (control). Este se realizó en tubos cerrados bajo agitación constante por 48 h, previa inoculación del

líquido extraído de la pulpa con una suspensión de células, mantenidas en medio salino con sacarosa. Las levaduras fueron recolectadas por centrifugación a 6.000 g durante 5 min., desechándose el medio de cultivo. La masa celular se resuspendió con 25 mL de agua y se estimó el crecimiento a 540 nm (Ramírez, 1993). Análisis estadístico

Todos los análisis fueron realizados por triplicado y a los resultados se les aplicó un análisis de varianza y una prueba de comparación de medias de Tukey con un nivel de significación de 95%, usando el programa Minitab 15 (Minitab, 2007).


Características químicas de la pulpa de la semilla de cacao

La pulpa del cacao presentó una densidad relativa casi constante (Cuadro 1), debido a la escasa variación del contenido de agua (80±2%) entre los tres tipos de cacao cosechados en diferentes épocas del año (Biehl et al., 1989; Graziani de Fariñas et al., 2003). El pH osciló entre 3 y 4, lo cual se corresponde con la acidez obtenida para frutos maduros (Saposhnikova, 1952). Los cultivares Criollos exhibieron el promedio más bajo (3,21) seguidos por los híbridos (3,61) y Forasteros (3,87). Según Pettipher (1986), existe una relación lineal inversa entre el pH de la pulpa y la concentración de ácido cítrico, por tratarse de la especie predominante (≥ 95%) sobre los demás ácidos presentes (aspártico, glutámico, oxálico, málico y tartárico). Por lo tanto, los cacaos Criollos posiblemente, contienen al menos dos veces mayor proporción de ácido cítrico, respecto a los híbridos y Forasteros.

Cuadro 1. Características de la pulpa para diferentes cultivares de cacao (Teobroma cacao L.)

Tipo de cacao Cultivares Humedad (%) pH Densidad a 22 °C (g/mL)

Azúcares totales (%)

Guasare 87 3,31 1,0460 2,56 Criollos Porcelana 86 3,02 1,0352 1,62

Merideño 85 3,40 1,0684 2,84 Ocumare 82 3,82 1,0389 1,45

Híbridos IMC-67 x OC-61 82 3,77 1,0548 2,70 Pentágona 88 3,25 1,0311 1,90 Amelonado I 90 3,84 1,0531 1,37

Forasteros Amelonado II 90 3,56 1,0280 1,51 Pajarito 91 4,20 1,0686 1,51



De acuerdo al análisis estadísticos, no existen diferencias significativas (p > 0,05) entre los diferentes tipos de cacao estudiados (Criollos, híbridos y Forasteros) para la concentración de azúcares totales.

La mayoría de las muestras exhibieron pH

entre 3 y 4, el cual se corresponde con los valores señalados por Saposhnikova, (1952). Los pH más bajos (≤ 3,2) pertenecen a los Criollos y podrían asociarse a un mayor contenido del ácido cítrico, debido a su predominio (≥ 98%) sobre los demás ácidos (glutámico, aspártico, etc.). La densidad de la pulpa permanece constante (1,05 g/mL) y el contenido de azúcares totales, donde no se observan diferencias significativas entre los cacaos evaluados para las variables pH, densidad y porcentaje de azúcares totales. Estos valores bajos de pH se deben a una alta acidez debido a la presencia de diversos ácidos orgánicos fundamentalmente el ácido cítrico (Lima et al., 2011). Dicha acidez junto con el incremento de la temperatura durante la fermentación conducen a la muerte del embrión y a una lisis parcial de las paredes celulares, ocasionando las reacciones que originan los precursores del sabor a chocolate (Cros y Jeanjean, 1995). Esta acidificación de los granos tiene un efecto favorable sobre el sabor del cacao, debido a que la actividad proteolítica es óptima a pH 3,5-4,5, cuyo intervalo de pH coincide para la mayoría de los cacaos estudiados en esta investigación.

Entre principales azúcares constituyentes del

la pulpa de cacao, se consiguieron: fructosa (0,35-1,19%), glucosa (0,11-0,84%) y sacarosa (0,11-1,32%) que representan entre 2 y 9 % de la materia seca, valores similares señalan (Schawn et al., 1995). Del mismo modo, Afoakwa et al., (2013) obtienen valores entre 2,8 y 3,1% de azúcares no reductores en

cacaos sin fermentar, lo que representa entre el 81 y 90% de los azúcares totales.

En el Cuadro 2, se presentan los contenidos

de fructosa, glucosa y sacarosa, de los cacaos estudiados, donde se aprecia que no existe diferencias significativas (p > 0,05) entre los cacaos Criollos respecto a los niveles de los azúcares estudiados, sin embargo, se observa que la concentración del sacarosa es hasta 4,5 veces mayor que el contenido de glucosa y hasta 3 veces mayor para la fructuosa. Un comportamiento similar se observa para los cacaos híbridos y Forasteros. No obstante para el cacao Ocumare y Amelonado II se han conseguido valores altos de fructosa, que aunque no presentan diferencias significativas (p > 0,05) entre los azúcares y entre los cacaos, dicho valor puede estar asociado con el tipo de cacao o el tiempo de maduración de la fruta en el árbol. En la Figura 1, se presenta la separación de los azúcares reductores por electroforesis capilar, obtenido a partir de la muestra liofilizada. Efecto de la época de cosecha sobre el nivel de azúcares

El cacao presenta dos ciclos de cosecha

fundamentales, los cuales están marcados por las precipitaciones, específicamente, el inicio y culminación de las lluvias, lo que a su vez está relacionado con las condiciones edafoclimáticas. Dichas condiciones tienen un efecto (aunque poco estudiado), sobre los compuestos (tales como azúcares) que determinan la calidad del cacao (Cros, 1997 y Zambrano et al., 2010). En este sentido, en el Cuadro 3, se presentan los contenidos de azúcares reductores y totales en algunos de los cultivares de cacao evaluados durante dos cosechas consecutivas (ciclo de cosecha completo durante un año), en el mismo se observa un ligero incremento del contenido

Cuadro 2. Contenido de azúcares (%) en la pulpa fresca para los tipos de cacao (Teobroma cacao L.) determinados por

electroforesis capilar.

Tipo de cacao Cultivares Fructosa Glucosa Sacarosa

Criollos Guasare 0,65 0,19 0,77

Porcelana 0,41 0,29 0,82 Merideño 0,36 0,28 1,08

Híbridos Ocumare 1,19 0,40 0,57

IMC-67 x OC-61 0,77 0,84 1,32 Pentágona 0,68 0,79 0,91

Forasteros Amelonado I 0,38 0,11 0,89 Amelonado II 1,04 0,45 0,69

Pajarito 0,35 0,13 0,75



de azúcar durante la época de lluvia. No obstante, las diferencias no son significativas (p > 0,05) en ninguno de los cacaos Criollos estudiados en los dos periodos de cosecha tanto en azúcares reductores como totales, mientras que para la sacarosa en los cacaos Criollo Merideño, Porcelana y Guasare, existen diferencias significativas (p < 0,05) durante los dos periodos de cosecha evaluados. Estos resultados posiblemente están asociados a una influencia del contenido de agua en el suelo y el aumento de sacarosa en el cacao maduro. Resultados similares señalan Graziani de Fariñas et al., (2003) en semillas y en mucílago de cultivares cacaos híbridos del estado Aragua (Venezuela).

Este resultado, también se observa en otros

alimentos, por ejemplo, el tiempo necesario para la pasificación de la uva, depende de la variedad, el grado de maduración y sobre todo de las condiciones climatológicas (Pangavhane y Sawhney, 2002). Crecimiento de levaduras (Saccharomyces cereviseae) en la pulpa de cacao

Aunque se sabe que el nivel de azúcares en la pulpa es un rasgo genético, aun se desconoce con

precisión cómo esa composición afecta el tiempo de fermentación requerido para cada tipo de cacao (Schawn et al., 1995). De este modo, al estudiar el posible impacto de los azúcares en la fermentación junto al crecimiento de levaduras (Saccharomyces cereviseae) en la pulpa de cacao, manteniendo un pH entre 3 y 5, (Vinícius de Melo et al., 2012) se consiguió una correspondencia directa entre crecimiento y niveles de azúcares. Se observó un mayor crecimiento de levaduras en la pulpa de semillas de cacaos Criollos, lo cual indica que dicho crecimiento está directamente relacionado con el contenido de azúcares totales (Figura 2). Así mismo, el contenido de azúcares en la pulpa favorece el desarrollo de levaduras durante la fermentación, las cuales promueven la fermentación alcohólica, con un consecuente aumento de la acidez, tal como lo señalan Nielsen et al., (2007); el crecimiento de estos microorganismos está soportado por el contenido de azúcares y por otros componentes minoritarios de la pulpa de cacao.

En cuanto a los niveles de ácidos cítrico (1%) y glutámico (0,4%), éstos representan una fuente adicional de carbono y energía para las levaduras, cuya abundancia justificaría el mayor crecimiento observado (Forsyth y Quesnel, 1963). Del mismo modo, también influye la fuente de nitrógeno disponible como aminoácidos (glutámico y aspártico)

Cuadro 3. Concentración de azúcares reductores y totales en pulpa de cacao (Teobroma cacao L.) Criollos en dos cosechas

consecutivas durante un año.

Tipo de cacao Cosecha Azúcares reductores Sacarosa Azúcares totales (%) Fructosa Glucosa

Guasare Primera (enero) 0,65 0,19 0,94 2,56 Segunda (julio) 1,10 0,78 0,43 2,97

Porcelana Primera (marzo) 0,41 0,29 0,82 1,73 Segunda (octubre) 0,71 0,56 0,20 1,62

Merideño Primera (enero) 0,96 0,68 0,08 1,76 Segunda (julio) 1,32 0,66 0,18 2,84

Figura 2. Crecimiento de levaduras en pulpa fresca de cacao

(Teobroma cacao L.)

Figura 1. Separación de azúcares de la pulpa fresca de cacao (Teobroma cacao L.) por electroforesis capilar.



y proteínas (Pettipher, 1986). No obstante, se requiere continuar éste tipo de estudios, especialmente sobre la sucesión microbiana, la actividad enzimática dentro de los cotiledones y la exudación de compuestos durante la fermentación principalmente en cacaos Criollos, tanto por su importancia económica como cacaos fino de aroma como por su valor genético (Amores, et al., 2007), lo que permitirá conocer con mayor soporte su comportamiento.

CONCLUSIONES

De acuerdo a los resultados obtenidos, se

tiene que el contenido de azúcares varía considerablemente (> 40 %) entre los tipos de cacao. Del mismo modo, estos azúcares también varían entre las cosechas en los cultivares criollos, desarrollándose bajo condiciones edafoclimáticas distintas. Las desviaciones encontradas para las cosechas y los clones, podrían asociarse con la madurez de los frutos, debido a que las concentraciones de glucosa, fructosa y sacarosa aumentan con la edad del mismo y dicho estado de madures presenta una distribución heterogénea en la plantación.

El crecimiento de levaduras (Saccharomyces

cereviseae) en cacaos Criollos es mayor debido a la presencia de concentraciones superiores de azúcares en la pulpa de cacao, lo que influye directamente en la fermentación posiblemente acelerando este proceso debido a la presencia de mayor contenido de sustratos (azúcares) y aidos cítrico y glutámico.

AGRADECIMIENTO

Este trabajo se realizó gracias al suministro de las muestras de cacao fresco provenientes del Campo Experimental San Juan de Lagunillas, del INIA-Mérida, de la Estación Local Chama del INIA-Zulia y CORPOZULIA y la Hacienda San Joaquín, de Chocolates El Rey, en el estado Barinas.

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Nota Técnica


Efecto de la frecuencia de remoción y tiempo de fermentación en cajón cuadrado sobre la temperatura y el índice de fermentación del cacao (Theobroma cacao L.)

Effect of the removal frequency and fermentation time in square drawer on the temperature and the fermentation

rate of cacao (Theobroma cacao L.)

Marcelo GUTIÉRREZ SEIJAS Asociación de Pequeños Productores de Cacao de Piura (APPROCAP), Gobierno Regional de Piura. Calle José Carlos Mariátegui S/N San Juan de Bigote, Morropón, Piura, Perú. E-mail: [email protected]


RESUMEN

La mayor parte de la producción de cacao en Piura se destina principalmente al mercado regional y nacional, porque no cumple con los estándares de exportación mínimos. Cabe mencionar que el posesionar un producto en mercados de especialidad implica garantizar la calidad, siendo importante un buen manejo del cultivo que incluya una adecuada práctica post-cosecha (fermentación y secado). Por ello el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de algunos factores que influyen sobre la fermentación del cacao como: la frecuencia de remoción (FR), y el tiempo de fermentación (TF). La metodología consistió en un diseño estadístico de parcelas divididas, se estudiaron tres diferentes FR a tres TF con cuatro repeticiones, evaluándose parámetros físicos químicos como: pH, temperatura e índice de fermentación. Para la fermentación del grano de cacao se emplearon cajones cuadrados, puesto que estos son más eficientes que los cajones rectangulares. La FR a 24 horas, con un descanso de 48 y luego remociones cada 24 horas reflejó un mayor índice de fermentación promedio de 80,75% a un tiempo de 120 horas. El TF óptimo fue de 72 y 96 horas, donde se alcanzaron las temperaturas promedios más altas en los diferentes tratamientos oscilando entre 46,19 y 46, 34°C. Estos resultados permiten recomendar que para el cacao piurano de la zona baja (100-200 msnm) de la subcuenca Rio Bigote, Departamento de Piura, Perú, se debe fermentar en cajones cuadrados, con una remoción de la masa a 24 horas y una segunda remoción a las 48 horas y un TF no superior a las 72 horas. Palabras clave: Fermentación, cacao porcelana, cajón fermentador, calidad del cacao.

ABSTRACT Most of the production of cocoa in Piura is destined mainly to the regional and national market, because it does not fulfill the minimum standards of export. It must be said that positioning a product in specialty markets implies to guarantee the quality, being important a good culture of handling that includes a suitable post-harvests practices (fermentation and drying). For that reason the present work had as objective to evaluate the effect of some factors that influence the fermentation of the cacao like: the frequency of removal (FR), and the time of fermentation (TF). The methodology consisted of a statistical design of split plot, studied three different FR from three TF, with four replications, evaluating physical-chemical parameters: pH, Temperature and index of fermentation. For the fermentation of the cacao grain square drawers were used, because they are more efficient than rectangular. The frequency of removal to 24 hours, with a rest of 48 and soon removals every 24 hours reflected a greater index of fermentation average of 80.75% at the same time of 120 hours. The time of optimal fermentation was of 72 and 96 hours, where averages in the different treatments were reached the higher temperatures oscillating between 46.19 and 46, 34°C. These results allow recommending that for the piurano cacao of the low zone (100-200 masl) of the sub basin of Bigote river, Departamento de Piura, Perú, it must to ferment in square drawers, with a removal of the mass for 24 hours and a second removal to the 48 hours, with a TF inferior to 96 hours. Key words: Fermentation, porcelain cocoa, drawer fermenter, cocoa quality

INTRODUCCIÓN

El Departamento de Piura, Perú es

ampliamente reconocida por ser una región de producción agroindustrial y de exportación como el mango, limón y banano, actividades que generan una

dinámica productiva y económica de repercusión en el ámbito nacional. Sin embargo, existen pequeños valles ubicados entre las terrazas costeñas y la sierra media en donde se viene desarrollando otro tipo de cultivos permanentes como: mamey, naranja y cacao, cuya importancia se ha minimizado por la carencia de

Gutiérrez Seijas. Efecto de la frecuencia de remoción y tiempo de fermentación en cajón cuadrado sobre el cacao


información y una adecuada difusión de estos cultivos (San Miguel, 2006).

La mayor parte de la producción de cacao en Piura se destina principalmente al mercado regional y nacional, porque no cumple con los estándares de exportación mínimos (PDRS, 2006). Cabe mencionar que a partir de Octubre del 2003, productores de cacao del Alto Piura se organizaron en la Asociación de Pequeños Productores de Cacao de Piura (APPROCAP), con el objetivo de impulsar procesos de tecnificación y comercialización del cacao, los cuales iniciaron con un sistema de acopio en grano seco, pero por problemas de heterogeneidad de la calidad de grano, no les ha permitido una articulación a mercados externos. Razón por la cual en la actualidad implementan un sistema de acopio de grano en fresco o en baba y beneficio centralizado con el objetivo de homogenizar y estandarizar la calidad de grano de cacao, con la finalidad de acceder a nichos de mercados (mercado Solidario o Justo, aromático, orgánico, etc.), contribuyendo a la mejora de los ingresos de las familias productoras de cacao.

La calidad del grano es uno de los aspectos de mayor importancia en el proceso productivo cacaotero y el nivel que se logre determinará la demanda que tenga en el mercado. La obtención de cacao de alta calidad exige que se cumpla con una serie de requisitos que se inician escogiendo el sitio de siembra y los suelos que lo caracterizan, hasta la aplicación de una tecnología post-cosecha adecuada y precisa. “La calidad del cacao se manifiesta a través de las características físicas (tamaño, peso, grosor de cáscara, color, contenido de grasa) y las características organolépticas de las almendras. El sabor, determinado por el gusto y el aroma, refleja los efectos combinados de variedad, suelo, clima, manejo agronómico y tecnología post-cosecha utilizada.

La fermentación es la etapa más importante dentro del beneficio del cacao, operación involucra dos fenómenos distintos, pero no independientes, primero una fermentación microbiana que contribuye a la eliminación de la pulpa mucilaginosa presente en las almendra y segundo, induce a un conjunto de reacciones bioquímicas internas en los cotiledones, que conducen a la modificación de la composición química de las almendras y en particular, a la formación de los precursores del aroma. Estas reacciones son inducidas por elevación de la temperatura de la masa de cacao durante la fermentación y a la migración del acido acético de la

pulpa hacia la almendra, asimismo estos dos fenómenos suprimen el poder germinativo del embrión. Esta fermentación está afectada por el origen genético del cacao, intervalos entre cosechas, cantidad de cacao a fermentar, cantidad de pulpa en la semilla, el método de fermentación y las condiciones del medio donde se realiza el proceso (Enríquez, 1982).

A la fecha a nivel regional y nacional son escasos los trabajos que se han desarrollado en tecnología de fermentación de grano de cacao y en especial del criollo. Este proceso es vital para garantizar la calidad organoléptica de la almendra de cacao (Graziani, 2002). Asimismo como se hace referencia en la parte superior, hay ciertas cualidades sensoriales del grano que se produce en la zona baja (100-200 msnm) de la subcuenca del Río Bigote, Departamento de Piura, Perú, que se maximizarían al ser sometido a un adecuado proceso de beneficio.

Debido a la dinámica económica producida

por la demanda creciente de cacaos de especialidad en los mercados externos, resulta de gran importancia la producción de cacao en la subcuenca del Río Bigote, por ello, es de interés de la APPROCAP desarrollar tecnología que le permita la mejora de la calidad del cacao, en lo que respecta al proceso de beneficio de la almendra de cacao. El trabajo tuvo como objetivo la evaluación del efecto de algunos factores que influyen sobre la fermentación del cacao como son la frecuencia de remoción y el tiempo de fermentación.


El estudio se inició con el acopio del grano de cacao en baba (almendra cubierta de mucílago) de la zona baja (100-200 msnm) de la subcuenca del Río Bigote, Departamento de Piura, Perú. Luego se trasladó a planta (centro de acopio), el beneficio se realizó en cajones de madera tipo cúbico (0,8 x 0,8x, 0,8 m) de 400 kg de capacidad, para lo cual se aplicaron tres frecuencias de remoción a la par de tres diferentes tiempos de fermentación. En esta etapa se evaluó cada 24 horas la temperatura de proceso en tres diferentes niveles de profundidad de cajón de fermentación, los cuales luego correlacionar los diferentes tratamientos aplicados, asimismo se monitoreó la acidez expresada en pH a nivel de superficie de grano y en pulpa

Luego del proceso de fermentación se aplicaron las tres diferentes frecuencias de remoción (FR1 = 24 + 24 + 24 + 24 + 24 horas; FR2 = 24 + 48



+ 24 + 24 horas y FR3 = 48 + 24 + 24 + 24 horas) y los tres diferentes días de fermentación (3, 4 y 5 días), las muestras se colectaron para realizar el proceso de secado hasta reducir la humedad a valores del 7%, las mismas fueron sometidas a prueba de corte para la determinación del índice de fermentación (Figura 1) (NTP, 2006). Para luego realizar el análisis estadístico para determinar la significación de los diferentes tratamientos aplicados, bajo un diseño de parcelas divididas con cuatro repeticiones, en parcelas se estudio el factor de frecuencia de remoción y en sub parcelas el tiempo de fermentación.


En los tres diferentes tratamientos se observa

que la temperatura en el periodo de 24 a 48 horas, tiene una tendencia creciente lineal, esto se debe al inicio de la actividad microbiana, está pendiente es inferior en el tratamiento de la frecuencia de remoción 03, debido al descanso inicial de 48 horas, mientras que los demás tienen una remoción inicial a las 24 horas (Figura 2).

Cabe resaltar que en los tratamientos FR1 y

FR3 se alcanzaron temperaturas promedios de 46,34 y 46,19 °C, respectivamente, a las 72 horas, mientras que el tratamiento FR2 alcanzó 46,32 ºC a las 96

horas. Asimismo se observa que no hay diferencia significativa en lo que se respecta a la temperatura máxima alcanzada en el proceso de fermentación, salvo en los periodos en los que son alcanzados respectivamente (Figura 2).

Durante las primeras 24 horas, se produce una elevación de temperatura en más de 10 ºC, hasta más de 30 ºC en una buena fermentación activa. Cuando la pulpa empieza a degradarse y a drenarse durante el segundo día las bacterias van en aumento, se produce ácido láctico y las bacterias acéticas quedan en condiciones ligeramente más anaerobias oxidando más activamente el alcohol a ácido acético. Para entonces se alcanza una temperatura mayor a 400C, como es evidente la aireación en este momento es importante para una buena actividad microbiana. Una rápida elevación de la temperatura favorece al proceso de fermentación al acelerar la descomposición de las células de los cotiledones, debido a su efecto sobre la viabilidad de los granos (Rohan, 1964).

El proceso del volteo tiene el efecto inmediato de aumentar la aireación y por consiguiente la actividad bacteriana, lo que se refleja en la rápida elevación de temperatura, que puede superar al efecto del enfriamiento provocado por el volteo, como se evidencia en los tres diferentes tratamientos.

En los tres diferentes tratamientos se observa

que en el periodo de 24 a 48 horas, el pH en pulpa y la temperatura tienen una tendencia creciente lineal positiva, mientras que el pH en testa tiene una tendencia inversa a los parámetros antes mencionados. Asimismo, la disminución del pH en la testa, se ve favorecido por el incremento de la acidez en el medio, producto de la actividad microbiana desarrollada, la misma que se va acentuando con el transcurrir de las horas (Figuras 3, 4 y 5).

Figura 1. Secuencia metodológica para la determinación

del índice de fermentación en granos de cacao (Theobroma cacao L.) (NTP, 2006).

Figura 2. Evolución de la temperatura (ºC) en los diferentes tratamientos en granos de café (Theobroma cacao L.)



Se observa que en el periodo de las 48 a 72 horas se evidencia que el pH en pulpa tiene una tendencia decreciente de forma similar al pH en testa, llegándose a cruzar ambas en el periodo de 72 a 96 horas en los 03 diferentes tratamientos, continuando una tendencia decreciente hasta el periodo final de evaluación.

En el tratamiento FR2 se logra registrar los

mayores índices de fermentación es así que al tercer día (68,67%) y de igual manera para el 04 y 05 día (73,33% y 80,67%) del proceso de fermentación (Figura 6). Se considera como un índice óptimo de fermentación, un porcentaje mayor o igual al 60% (Barel et al., 1985). En el tratamiento FR2 se logró superar este valor al tercer día, alcanzando el equilibrio osmótico entre el pH en pulpa y la testa (Rohan, 1964). Algunos autores infieren que el índice de fermentación debe ser mayor al 75% (Ramos et al., 2000). En el tratamiento FR2 este índice es superado en el quinto día, pero en desmedro de la calidad organoléptica del grano criollo que es parte de la masa de cacao procesada (60-70%) en promedio, que tiene un tiempo de fermentación de no más de tres días (Beckett, 1994).

En cuanto al índice de fermentación, en los

tres diferentes tratamientos se observó, una tendencia creciente al incremento del periodo de fermentación a pesar de la tendencia decreciente de la temperatura al cuarto día, en los tratamientos FR1 y FR3, asimismo el tratamiento FR2, en el quinto día.

Figura 4. Evolución del pH de la testa, pH de la pulpa y la temperatura (ºC) en la FR2 (24 + 48 + 24 + 24 horas) en granos de café (Theobroma cacao L.)

Figura 3. Evolución del pH de la testa, pH de la pulpa y la

temperatura (ºC) en la FR1 (24+24+24+24+24 horas) en granos de café (Theobroma cacao L.)

Figura 6. Índice de fermentación en las diferentes

frecuencias de remoción (FR1 = 24 + 24 + 24 + 24 + 24 horas; FR2 = 24 + 48 + 24 + 24 horas y FR3 = 48 + 24 + 24 + 24 horas) y periodos de fermentación en granos de café (Theobroma cacao L.).

Figura 5. Evolución del pH de la testa, pH de la pulpa y la

temperatura (ºC) en la FR3 (48 + 24 + 24 + 24 horas) en granos de café (Theobroma cacao L.)



Al respecto del punto de cruce de los pH, este evidencia el equilibrio osmótico entre la pulpa y la testa (Rohan, 1964) y la muerte del embrión, provocado por la ruptura celular, permitiendo la permeabilidad de la testa y el intercambio de sustancias entre el medio y el interior del grano (Braudeu, 1970). Razón por la cual de un ligero incremento del pH en testa con respecto al pH de la pulpa, para luego proseguir con la tendencia decreciente en ambos casos.

CONCLUSIONES

La velocidad para alcanzar la máxima temperatura es mayor en los tratamientos FR1 y FR3, alcanzando una velocidad promedio de 0,31 ºC/h, mientras que el tratamiento FR2 presenta una velocidad de incremento de 0,18 ºC/h, sin embargo la velocidad caída de la temperatura es más pronunciada en el tratamiento FR2 es de 0,14 ºC/h, siendo 4,5 veces mayor al promedio de los demás tratamientos.

El punto de cruce del pH en testa con el de la pulpa, es coincidente con el periodo en el que se logra la mayor temperatura y marca la muerte del embrión.

La frecuencia de remoción (FR2), permitió lograr los más altos índices de fermentación en los tres diferentes tiempos de fermentación en comparación a FR1 y FR3.

El tratamiento FR2 en el índice máximo de fermentación es mayor en un 22,31 con el tratamiento FR1 y 24,79% con el tratamiento FR3, mientras que la diferencia entre FR3 y el FR1, es de 2,48%.

Para el grano de la subcuenca del rio Bigote, es suficiente aplicar la FR2 a un tiempo de 96 horas, para lograr un índice de fermentación del 73,25%, este valor es coincidente con el punto de inicio del decremento de la temperatura.

El manejo de parámetros de pH y temperatura en el proceso de fermentación de cacao, conlleva a un mejor control del mismo y a la reducción de la inversión en mano de obra.

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Caracterización físico-química y propiedades funcionales de la harina obtenida de granos de quinchoncho (Cajanus cajan (L.) Millsp.) sometidos a diferentes procesamientos

Physicochemical characterization and functional properties of pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp.) grain

flour under different processing

Oscar GARCÍA 1 , Cateryna AIELLO MAZZARRI 2, Miriam Coromoto PEÑA CHIRINO 3, Jorge Luis RUIZ RAMÍREZ 2 e Iria del Carmen ACEVEDO PONS 1

1Decanato de Decanato de Agronomía. Programa de Ingeniería Agroindustrial. Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA). Tarabana, estado Lara, Venezuela; 2Laboratorios de Tecnología de Alimentos y Fermentaciones Industriales. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia.

Maracaibo, estado Zulia, Venezuela y 3Programa de Seguridad Industrial, Universidad Politécnica Territorial de Lara Andrés Eloy Blanco (UPTAEB), Avenida Los Horcones con Avenida La Salle, Barquisimeto, estado Lara.

E-mails: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] Autor para correspondencia

Recibido: 20/07/2011 Fin de primer arbitraje: 14/03/2012 Primera revisión recibida: 19/05/2012

Fin de segundo arbitraje: 09/07/2012 Segunda revisión recibida: 16/07/2012 Aceptado: 16/07/2012

RESUMEN El quinchoncho (Cajanus cajan (L.) Millsp) es una leguminosa de origen tropical que forma parte de la dieta alimenticia en muchas regiones en Venezuela y en Latinoamérica, donde se consume básicamente en forma de grano integral. Dado a su alto potencial nutricional es importante y necesario aumentar su consumo y diversificar su uso como ingrediente en el desarrollo de productos alimenticios, para lo cual es necesario conocer sus propiedades funcionales. En este trabajo se evaluó la composición físico-química y funcional (capacidad de absorción de agua y grasa, capacidad emulsificante, de hinchamiento, espumante y gelificante) en harinas obtenidas de granos de Cajanus cajan L. Millsp que se sometieron a tres procesos térmicos con o sin remojo: HCC1: remojo 12 horas, cocción a 98ºC por 1,5 horas y secado a 120 °C por 3 horas; HCC2: lavado, escurrido y horneado a 150 °C por 5 min y HCC3: remojo por 12 horas, cocción a 98ºC durante 2 horas y secados a 40 °C por 48 horas. En los análisis fisicoquímicos se observó diferencias significativas (p<0.05) en humedad, cenizas y fibra y las propiedades funcionales aumentaron al aplicar remojo-cocción y secado a los granos. Los resultados obtenidos permiten recomendar la incorporación de harinas obtenidas de granos de C. cajan L Millsp (HCC1 y HCC3), para la elaboración de alimentos viscosos tales como sopas, salsas, masas y productos horneados, así como para productos emulsionados. Palabras clave: harinas, quinchoncho, Cajanus cajan, propiedades funcionales, análisis proximal

ABSTRACT

Pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp) is a tropical legume that is part of the eating habits in many regions in Venezuela and Latin America, where it is mostly consumed as whole grain. Because of its high nutritional potential is important and necessary to increase their consumption and diversifying its use as an ingredient in food product development, for which it is necessary to understand the functional properties. This study evaluated the physico-chemical and functional composition (ability to absorb water and fat emulsifying capacity, swelling, foaming and gelling) of flours derived from grains of C. cajan L. Millsp who underwent three processes: HCC1: soak 12 hours, baking at 98 ° C for 1.5 hours and drying at 120 ° C for 3 hours; HCC2: washed, drained and baked at 150 ° C for 5 and HCC3: soak for 12 hours baking at 98 ° C for 2 hours and dried at 40 ° C for 48 hours. In physicochemical analysis showed significant differences (p <0.05) in moisture, ash and fiber and functional properties increased by applying drying-cooking and soak of the flour. The results obtained allow recommending the incorporation of grain flours obtained from C. cajan L Millsp (HCC1 and HCC3) for the development of viscous foods such as soups, sauces, dough and baked products and emulsified products. Key words: flour, Pigeon pea, Cajanus cajan, functional properties, proximate analysis

INTRODUCCIÓN Existen diversos grupos de alimentos básicos

que forman parte de la dieta humana, entre los que se

encuentran las leguminosas, las cuales son de gran interés por su valor nutritivo, como fuente de proteínas, carbohidratos, fibra, minerales, vitaminas hidrosolubles y compuestos fenólicos. El

García et al. Caracterización físico-química y propiedades funcionales de la harina de granos de quinchoncho


quinchoncho, conocido científicamente como Cajanus cajan (L.) Millsp, es una fuente importante de proteína (18-32%) que contiene los nueve aminoácidos esenciales: fenilamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano y valina (Bressani et al., 1986). También, presenta bajo contenido de grasa, así como fibra y cantidades de calcio y vitaminas hidrosolubles superiores a las de otros granos, y además puede impartir características funcionales deseables en sistemas de alimentos (Sánchez y Aponte, 2004).

Al igual que el resto de las leguminosas, C. cajan (L) Millsp contiene factores antinutricionales que afectan la digestibilidad y los atributos nutricionales, sin embargo, la proporción de estos es menor que en la soya y desaparecen significativamente al someterse a tratamientos tecnológicos, especialmente térmicos (Granito et al. 2009). Las harinas de quinchoncho (C. cajan L.), frijol (Vigna unguiculata) y frijol chino (Vigna radiata) deben ser evaluadas como posible soluciones para disminuir la importación de soya y además reducir la constante alza de los costos de producción de los alimentos balanceados para animales, incentivando su uso como ingrediente en la preparación de mezclas de proteínas vegetales, por ejemplo, de maíz y quinchoncho, con miras a mejorar el valor nutritivo de las mismas (Miquilena e Higuera Moros, 2007).

De esta manera, surge la idea de utilizar las leguminosas en forma de harina como una alternativa de ingrediente funcional. En la actualidad, la industria alimentaria ha mostrado un creciente interés por estas harinas, debido a las excelentes propiedades funcionales como son: capacidad de absorción de agua, capacidad de absorción de aceite, emulsificación, espumado y gelificación. Estas propiedades constituyen la base funcional de diversos productos principalmente de bajo contenido proteico, y alto contenido de grasa. Adicionalmente, las leguminosas son fuentes de compuestos beneficiosos que tienen un efecto protector en el desarrollo de diversas enfermedades (Güemes Vera, 2007).

En cuanto a las propiedades funcionales de

harinas de leguminosas, Torres et al., (2003) reportaron que la remoción del tegumento en la obtención de harina de quinchoncho causa una disminución en la capacidad emulsificante, así como

en la capacidad de absorción de agua y de grasas, aunque origina un incremento en la capacidad espumante. Por otro lado, Granito et al., (2004) determinaron que el procesamiento hidrotérmico y la fermentación natural afectan las propiedades funcionales en las harinas de fríjol, obteniéndose un incremento en la capacidad de absorción de agua y aceite, pero con una disminución en la capacidad y estabilidad espumante. Estos resultados indican que estas harinas pueden ser empleadas en formulaciones de alimentos viscosos, tales como sopas, salsas, masas y productos horneados, donde se requiera una buena interacción proteína agua y una menor capacidad espumante (Praderes et al., 2009).

Dada la importancia de las harinas de C.

cajan (L) Millsp., como fuente proteica-energética de origen autóctono, que forma parte de hábitos alimenticios, se busca determinar el efecto de diferentes procesamientos de remojo, cocción y secado del grano, para la obtención de harinas, sobre las características físicas, químicas y funcionales. Estos factores son de gran importancia ya que afectan la calidad del procesado de las leguminosas, su valor nutritivo y la aceptabilidad del producto por parte del consumidor.


Materia prima Se utilizaron granos de quinchoncho, C. cajan (L) Millsp., con un contenido de humedad de 13%, sanos, enteros, limpios, libres de plagas y enfermedades, los cuales fueron adquiridos en el Mercado de Mayoristas (MERCABAR) de la ciudad de Barquisimeto, estado Lara, Venezuela. La muestra se tomó en forma aleatoria y correspondió a tres lotes de tres kilos cada uno, que conformó una muestra total de nueve kilos (COVENIN, 1981). Los granos se procesaron en el Laboratorio de Tecnología II (Industrias Cárnicas y Lácteos), del Decanato de Agronomía, Programa de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA). Procesamiento de los granos

Los granos fueron procesados de diferentes maneras, HCC1 (remojo-cocción x 1,5 h-secado a 120 ºC), HCC2 (remojo- horneado) y HCC3 (remojo-cocción x 2 h-secado a 40ºC), con el fin de evaluar su efecto sobre la composición físico-química y



propiedades funcionales de la harina. Se estableció un diseño experimental al azar para los tratamientos de las muestras con seis repeticiones, por cada procesamiento se utilizaron 500 g de granos de quinchoncho.

HCC1: Los granos se colocaron en agua

destilada (1: 2 p/v) eliminando todos aquellos que flotaron para evitar posibles problemas de contaminación. Se colocaron en remojo durante 12 horas, Luego, se cocieron a 98 ºC durante 1,5 horas, se secaron en una estufa termostática a 120 °C por 3 horas, posteriormente fueron molidos en un equipo manual de leguminosas y cereales marca Corona y pasado por un tamiz de 10 mesh (Serdaroglu et al., 2005).

HCC2: Los granos, previamente lavados con

agua destilada y escurridos, se secaron en un horno marca Didacta modelo TA54D a 150 °C durante 5 min y se dejaron enfriar hasta la temperatura ambiente del laboratorio, (25 °C aproximadamente). Luego, fueron molidos y tamizados en forma similar a la descrita anteriormente en el párrafo anterior (Modi et al., 2003, Granito y Ascanio, 2009).

HCC3: Los granos de C. cajan (L) Millsp fueron colocados en agua destilada retirando los flotantes para prevenir contaminación. Se dejaron en remojo durante 12 horas, drenado y lavado. Luego, se cocieron a presión atmosférica en agua destilada (1:12 p/v) por 2 horas a 98ºC, posteriormente fueron secados en un horno con convección de aire (Globe, Modelo DOD-A053) a 40 °C durante 48 horas. Después fueron molidos y tamizados en forma similar a los procesos anteriores (Granito et al., 2009).

Finalmente las muestras de harina obtenidas

por los tres procedimientos, fueron colocadas en bolsas plásticas con cierre hermético, debidamente etiquetadas y se almacenaron bajo congelación hasta el momento de su análisis para evitar oxidaciones. Rendimiento del procesamiento

Para cada tipo de procesamiento se calculó el rendimiento, expresado como la cantidad de harina obtenida en función de la cantidad de granos utilizados, mediante la siguiente expresión:

Peso de la harinaRendimiento de harina (%) = x 100Peso de grano con cáscara

Caracterización físico-química

Las características físico-química se determinaron a muestras de harina obtenidas según los diferentes procesos HCC1, HCC2 y HCC3, determinando el contenido de humedad por secado a 110°C durante 24 horas, cenizas por combustión a 450°C durante 12 horas, proteína (N x 6,25) por el método de Macro Kjeldahl, grasa, almidón y fibra cruda, según metodologías descritas en la A.O.A.C. (2000). El pH se determinó en una suspensión de harina en agua, (10 g de harina: 40 ml de agua desionizada a 100°C), utilizando un pH-metro como instrumento de medida (AOAC, 1990). Capacidad de absorción de agua (CAA)

Se determinó según método descrito por Beuchat (1977) a temperatura ambiente (25°C), utilizando 2 g de muestra en 20 mL de agua destilada, ajustando el pH a 7 y agitando en un Vortex. Luego centrifugado a 3000g por 30 min y los resultados fueron expresados como gramos de agua retenida por gramo de muestra. Capacidad de absorción de grasa (CAG)

Se determinó según lo indicado por Beuchat (1977) a temperatura ambiente (25°C). Se colocaron 2 g de muestra en tubos de centrífuga de 50 mL, luego se añadió 20 mL de aceite de maíz y el conjunto se agitó en un Vortex durante 1min. Por último se centrifugó a 3000 rpm por 30 min, expresando los resultados como gramos de aceite retenidos por gramo de muestra. Capacidad emulsificante

Se determinó según Yasumatsu et al., (1992),

para lo cual se mezcló 1 g de muestra con 20 mL de agua destilada, agitando durante 15 min. Se ajustó el pH a 7 y se llevó el volumen hasta 25 mL con agua destilada. Luego se mezclaron partes iguales (25 mL) de esta solución con aceite de maíz en una licuadora (Oster, modelo 465) por 5 min y centrifugado a 1300 rpm. La emulsión fue expresada en términos de porcentaje, como la altura de la capa emulsificada con respecto al total del líquido. Capacidad gelificante

Se determinó según lo indicado por Chau y

Cheung (1997) preparando suspensiones de la



muestra en agua destilada al 4, 8, 12, 13, 14, 16, 18 y 20% (p/v). Los tubos se colocaron en un baño de agua a 100ºC durante 1 hora y luego en un baño de hielo durante 1 hora. Capacidad hinchamiento

Se determinó según Robertson et al., (2000) y

Aguilera (2009). Se pesaron 100 mg de muestra en un cilindro graduado, se agregó agua destilada hasta 10 mL, agitando suavemente para dispersar la muestra. Luego se dejó en reposo durante 16 horas para lograr su hidratación, midiendo el volumen final que ocupa la muestra. Los resultados se expresan en mL/g de muestra. Capacidad espumante

Se determinó de acuerdo a lo indicado por Bencini (1986), mezclando 2 g de muestra y 100 ml de agua destilada en una licuadora (Osterizer Blender, Modelo 465-41) a 4000 rpm velocidad durante 3 min. La espuma resultante se transfirió a un cilindro graduado de 100 mL para medir el volumen de espuma inicial y final luego de 30 segundos. La capacidad espumante se expresó como el porcentaje de aumento en volumen. La estabilidad de la espuma se midió a intervalos de tiempo de 5, 10, 15, 30, 60, y 120 min. Análisis estadísticos

Los resultados obtenidos se procesaron utilizando el paquete estadístico SAS v.6.0 (Cary, NC). Se calcularon la media y la desviación estándar y se aplicó análisis de varianza (ANOVA). Los promedios correspondientes se compararon mediante la prueba t de Tukey-Kramer, con nivel de confianza del 95%.

RESULTADOS Y DISCUSION

Rendimiento del procesamiento En el Cuadro 1 se muestran los valores calculados de rendimiento del procesamiento de las harinas en función de los gramos de granos procesados. No se encontraron diferencias significativas (p<0.05) entre el rendimiento de los procesos HCC1, HCC2 y HCC3 a los cuales fueron sometidos los granos de C. Cajan (L.) Millsp. Esto indica que cualquiera de los tres procesamientos utilizados resulta adecuado en función de la cantidad de harina obtenida por cantidad de granos.

Caracterización físico-química En el Cuadro 2 se presentan los resultados de la caracterización físico-química de las harinas de C. cajan (L.) Millsp obtenidas a partir de los granos procesados HCC1, HCC2 y HCC3. El valor de pH (7,3) fue el mismo para las tres harinas, siendo cercano al valor de pH 6,7 reportado Praderes et al., (2009) en harinas de C. cajan obtenida de granos fermentados y por Aguilera (2009) en harinas de otras leguminosas como garbanzo, lenteja y judías, cuyos valores promedios oscilaron entre 7,05 y 7,25 La valoración del pH en la harina de leguminosa es necesaria e importante para evaluar el efecto sobre algunas propiedades funcionales, ya que indica la concentración de iones hidronio presentes en la solución (agua - harina de leguminosa).

El contenido de humedad de las harinas obtenidas mediante el procesamiento de los granos de C. Cajan (L.) Millsp HCC1, HCC2 y HCC3 fue de 8,13; 9,38 y 9,46%, respectivamente, encontrando que existen diferencias significativas (p>0,05). Estos valores se encuentran por encima del contenido de humedad de la harina de quinchoncho obtenida a partir de granos fermentados y cuya humedad fue (4,9 %) según lo reportado por Praderes et al., (2009), aunque se encuentran cercanos a los obtenidos por Aguilera (2009) para harinas de granos de judía pinta deshidratados (7,8%), y por Granito et al., (2004), para harina de fríjol (Vigna sinensis) variedades Orituco cocido, Orituco fermentado y Tuy cocido, con 8,54; 8,69 y 9,98 %, los valores de harina para su conservación debe ser menor de 13%, para evitar Cuadro 1. Rendimiento de harina de granos de

quinchoncho (Cajanus cajan (L.) Millsp.) sometidos a diferentes procesamientos.

Tipo de procesamiento del

grano † Rendimiento de harina

(%) ‡ HCC1 85,04 ± 0,45 a HCC2 82,75 ± 3,50 a HCC3 84,79 ± 0,89 a

† HCC1: remojo 12 horas, cocción a 98ºC por 1,5 horas y secado a 120 °C por 3 horas; HCC2: lavado, escurrido y horneado a 150 °C por 5 min y HCC3: remojo por 12 horas, cocción a 98ºC durante 2 horas y secados a 40 °C por 48 horas. Nota: Los resultados se expresan como la media de seis determinaciones ± desviación estándar; ‡ Promedios con letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas de acuerdo a la prueba t de Tukey-Kramer (p<0,05).



daños de microorganismos además que confiere alta estabilidad de los componentes nutricionales como son la proteína, grasa y fibra en el alimento. En los granos sometidos a secados de 40 ºC y 150 ºC independiente del tiempo no hubo diferencias en el porcentaje de humedad p>0.05. Igual comportamiento se observa con el contenido de materia seca, que representa el contenido de sólidos totales en las muestras de harina analizadas, cuyos valores son HCC1 (91,87), HCC2 (90,62) y HCC3 (90,54 %), muy cercanos al 89,06 % reportado por Miquilena e Higuera-Moro (2007) para harinas de granos crudos de quinchoncho que es adecuado para la vida útil del producto. La diferencia puede deberse a la eficiencia de los dos equipos de secado o la diferencia de humedades relativas del ambiente cuando fueron elaborados, el espesor del grano extendido y el tiempo de secado entre otras.

El mayor contenido de cenizas, 3,96 %, se encontró para la harina obtenida de granos procesados mediante HCC2 (granos horneados a temperaturas altas por breve tiempo), presentando diferencias significativas p>0.05 con los procesamientos HCC1 y HCC3 con valores de 2,89 y 2,91%, respectivamente, en los cuales los granos fueron remojados, cocidos y secados a diferentes temperaturas, posiblemente durante el remojo se liberan minerales y sustancias que están unidas a las leguminosas. Estos resultados se corresponden con el contenido de ceniza (2,9 %) reportado por Praderes et al., (2009) para harinas obtenidas de granos de quinchoncho procesados a condiciones similares a harinas remojadas y cocidas y a lo reportado (3.21%) por Kaur et al., (2007) para

harinas de granos de C. cajan L., sometidos a un proceso de desgrasado y cocción por convección a 40ºC. Granito et al., (2009) caracterizaron 4 variedades de harinas de Phaseolus vulgaris obtenidas a partir de granos crudos y procesados, encontrando contenidos de cenizas más elevados para las muestras de harina provenientes de granos crudos. Miquilena e Higuera-Moro (2007) reportaron 4,93 % de cenizas en harinas de granos crudos de quinchoncho y en harinas obtenidas a partir de un puré del grano que luego es sometido a secado. De igual manera Aguilera (2009) encontró que el contenido de cenizas oscilaba entre 3,3 y 5,2 % en harinas de granos de crudos de varias leguminosas, indicando disminución en los valores producto de los procesos de remojo, cocción y deshidratación. Los procesamientos, HCC1, HCC2 y HCC3, de los granos no tuvieron efecto sobre el contenido de grasa en las harinas obtenidas, no existiendo diferencias significativas (p<0.05), obteniéndose valores entre 1.03 y 1,13%. Miquilena e Higuera-Moro (2007) reportaron un contenido de grasa de 1,18 % en harina de granos crudos de C. Cajan (L.), mientras que Kaur et al., (2007) reportaron un contenido de grasa promedio de 0,98% para la harina de granos de C. cajan (L.) sometidos a un proceso de desgrasado, seguido de cocción a 40°C. Aguilera (2009) encontró que el contenido de grasa de harinas de granos de Judía Cannellini resultó entre 1,5 % y 1,9 % y Granito et al., (2004) reportaron valores entre 1,41 y 3,24 % para harinas de diferentes variedades de frijol.

Cuadro 2. Composición proximal y físico-química de harina de granos de quinchoncho (Cajanus cajan (L.) Millsp.)

sometidos a diferentes procesamientos. Composición proximal Tipo de procesamiento del grano † y físico-químicas HCC1 HCC2 HCC3 pH 7,30 ± 0,00 a ‡ 7,30 ± 0,00 a 7,30 ± 0,00 a Humedad (%) 8,13 ± 2,43 a 9,38 ± 0,41 b 9,46 ± 0,11 c Materia Seca (%) 91,87 ± 2,43 a 90,62 ± 0,41 b 90,54 ± 0,11 c Proteína cruda (%) 19,93 ± 0,45 a 19, 88 ± 0,27 a 19,94 ± 0,22 a Grasa cruda (%) 1,06 ± 0,17 a 1,13 ± 0,23 a 1,03 ± 0,31 a Cenizas (%) 2,89 ±0,250 a 3,97 ± 0,13 b 2,91 ± 0,21 a Fibra Cruda (%) 8,68 ± 0,43 b 7,14 ± 0,35 a 9,15 ± 0,37 b Almidón (%) 33,06 ± 1,00 a 32,64 ± 2,25 a 34,10 ± 3,03 a † HCC1: remojo 12 horas, cocción a 98ºC por 1,5 horas y secado a 120 °C por 3 horas; HCC2: lavado, escurrido y horneado a 150 °C por 5 min y HCC3: remojo por 12 horas, cocción a 98ºC durante 2 horas y secados a 40 °C por 48 horas Nota: Los análisis están expresados en base seca. Todos los valores corresponden a promedios de seis mediciones ± desviación estándar ‡ Promedios dentro de una misma fila con letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas de acuerdo a la prueba t de Tukey-Kramer (p<0,05).



De igual manera, los procesamientos de los granos, HCC1, HCC2 y HCC3, no modificaron significativamente (p<0.05) el contenido de proteína de las harinas. En promedio, el contenido de proteína de la harina de C. Cajan (L.) Millsp fue de 19,92% indicando que esta leguminosa es una importante fuente de proteína vegetal. Este valor se encuentra dentro del rango de 15 -28 % reportado por Sánchez y Aponte (2004) para el contenido de proteínas en los granos de quinchoncho y son cercanos a los resultados obtenidos por Oloyo (2002) de 21,9 % de proteína para harinas de semillas germinadas de C. cajan L. y por Sangronis et al., (2004) de 21.7 y 22, 8% de proteína para harinas obtenidas de granos de C. cajan crudos y germinados, respectivamente.

La harina obtenida de los granos de C. cajan (L.) Millsp horneados a 150°C durante 5 minutos, HCC2, presenta el menor contenido de fibra cruda (7,14 %), siendo estadísticamente diferente (p<0.05) al obtenido para los granos sometidos a remojo y cocción, HCC1 (8,68%) y HCC3 (9,15 %). Estos resultados indican que las etapas de remojo y cocción en el procesamiento del grano influyen sobre el contenido de fibra cruda de la harina, causando un incremento promedio de 25%, lo cual coincide con los resultados de Oloyo (2002), quien reportó que el contenido de fibra cruda aumentó progresivamente con el tiempo de fermentación del grano de quinchoncho desde 8,30 hasta 9,46%. Aguilera (2009) reportó que el procesado de la leguminosa trae algunos cambios en el comportamiento de la fracción de fibra cruda, producto del remojo y de la deshidratación. Esto puede deberse a un efecto del proceso de concentración de los componentes, lo cual como consecuencia que se alteren las propiedades funcionales de las harinas de frijol (Granito et al.,

2003). Por otro parte el contenido de fibra es indicativo del grado de extracción de la harina, un menor contenido de fibra indica mayor pureza de la harina.

Tampoco se encontraron diferencias

estadísticamente significativas en el contenido de almidón de las harinas obtenidas de granos de C. cajan (L.) Millsp sometidos a los tres procesamientos, HCC1 (33,06%), HCC2 (32,04%) y HCC3 (34,10 %), siendo estos valores muy similares a los reportados por Praderes et al. (2009) de 34,00% y al encontrado por León (1993) de 30% en harinas de granos de quinchoncho. Sin embargo, son menores a los reportados por Vargas et al. (2006) para harina de granos enteros y crudos de frijol (Phaseolus vulgaris) de 40-44%. Algunos autores indican que el contenido de almidón aumenta en las diferentes etapas del procesado de las leguminosas (remojo, cocción y secado), causando un aumento en la digestibilidad debido a la gelatinización de los gránulos de almidón, así como la reducción del contenido de factores antinutricionales de la semilla, mejorando la digestibilidad de otros componentes después del procesado térmico (Negi et al., 2001; Martin-Cabrejas et al., 2004). Propiedades funcionales

En el Cuadro 3 se presentan los resultados correspondientes a la evaluación de las propiedades funcionales (capacidad de absorción agua, capacidad de absorción de grasa, capacidad emulsionante, capacidad humectante y capacidad espesante) de las harinas obtenidas de granos de Cajanus cajan L. Millsp sometidos a tres diferentes procesamientos, HCC1, HCC2 y HCC3.

Cuadro 3. Propiedades funcionales de harina de granos de quinchoncho (Cajanus cajan (L.) Millsp.) sometidos a diferentes procesamientos.

Tipo de procesamiento del grano † Propiedades funcionales HCC1 HCC2 HCC3 Capacidad de absorción de agua (g agua/g muestra) 3,72 ± 0,12 a ‡ 2,70± 0,18 b 3,85 ± 0,11 a Capacidad de absorción de grasa (g aceite/g muestra) 2,04 ± 0,12 b 1,81± 0,08 a 2,04 ± 0,06 b Capacidad emulsificante (%) 43,78 ± 2,55 b 37,08± 2,12 a 44,82 ± 2,88 b Capacidad de hinchamiento (%) 7,50 ± 0,44 b 5,57± 0,80 a 8,63 ± 1,02 b Capacidad espumante (%) 23,33 ± 2,25 b 7,33± 0,52 a 24,67 ± 1,86 b † HCC1: remojo 12 horas, cocción a 98ºC por 1,5 horas y secado a 120 °C por 3 horas; HCC2: lavado, escurrido y horneado a 150 °C por 5 min y HCC3: remojo por 12 horas, cocción a 98ºC durante 2 horas y secados a 40 °C por 48 horas Nota: Los análisis están expresados en base seca. Todos los valores corresponden a promedios de seis mediciones ± desviación estándar. Densidad del aceite = 0,9g/mL ‡ Promedios dentro de una misma fila con letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas de acuerdo a la prueba t de Tukey-Kramer (p<0,05).



La capacidad de absorción de agua incrementó producto de las etapas de remojo, cocción y secado del grano (HCC1 y HCC3), en aproximadamente un 55% comparado a HCC2. Este resultado coincide con los reportados por Granito et al., (2004) para harinas obtenidas de granos de Vigna sinensis, variedades Orituco y Tuy, en las cuales el proceso de cocción-fermentación causó incrementos en la capacidad de absorción de agua de 50 y 56%, respectivamente. Enwere et al (1998) encontraron que la fermentación y cocción de granos de V. sinnesis variedades Orituco y Tuy, duplicaron la capacidad de absorción de agua respecto a las harinas crudas. Esta propiedad se relaciona con la habilidad de las proteínas para hidratarse (Ogunwolu et al., 2009), y es importante en sistema alimentarios debido a sus efectos sobre el sabor y textura de los alimentos (Yu et al., 2007). Los almidones también tienen la capacidad de absorber agua, hincharse, retener agua y grasas.

Similarmente, la capacidad de hinchamiento de

la harina obtenida de granos de C. cajan (L.) Millsp, procesados por remojo, cocción y secado (HCC1 y HCC3) incrementó significativamente (p<0.05) en un 46.18% en relación con la harina obtenida de granos lavados, escurridos y horneados por 5 min a 150°C (HCC2). La capacidad de hinchamiento estaría directamente relacionada con la capacidad de absorción de agua y es una propiedad funcional de las proteínas, fundamental para la preparación de alimentos viscosos tales como sopas, salsas, masas y de productos horneados, donde se requiere una buena interacción proteína-agua (Praderes et al., 2009).

La capacidad de absorción de grasa de la harina

aumentó en 12,24 %, cuando los granos fueron sometidos a remojo, cocción y secado (HCC1 y HCC3) con respecto a la harina de granos lavados, escurridos y horneados (HCC2), no observándose diferencias significativas (p>0.05) producto de los tiempos de cocción y secado. La capacidad de absorción de grasa está relacionada con el numero de cadenas laterales no-polares de las proteínas, las cuales se enlazan con las cadenas hidrocarbonadas de grasa (Sgarbieri, 1998). Por otro lado, la combinación de procesos, remojo, cocción y secado, pareciera originar alteraciones estructurales de la proteína que favorecen la retención física de la grasa, lo cual parece ser producto del entrampamiento físico de las grasas por parte de las proteínas, a través de la formación de micelas (Granito et al., 2004). La capacidad de absorción de grasa está determinada por la estructura de la matriz proteica y la disposición de

los aminoácidos, lo cual a su vez determina las interacciones hidrofóbicas proteína-grasa, por el tipo de grasa y por la presencia de almidones (Kinsella, 1979).

La capacidad de absorción de aceite, obtenido

para la harina de granos de quinchoncho procesada, HCC2 (1,81 %) y para HCC1 y HCC3 (2,04 %) es similar a la obtenida por Sangronis et al., (2004) para harinas de granos de C. cajan crudos (2,2 %) y fermentados (2,4 %). Esta propiedad es muy importante para la formulación de productos de panadería, productos cárnicos y sustitutos de carne, sopas y alimentos para freír ya que se relaciona con la capacidad de retención de los sabores y con la suavidad que adquiere el producto (El-Adawy et al., 2001) Así mismo, disminuye el desarrollo de la rancidez oxidativa y en consecuencia aumenta la estabilidad durante el almacenamiento (Sathe, 2002).

El procesamiento de los granos de C. cajan (L.)

Millsp, combinando el remojo, la cocción y secado (HCC1 y HCC3) incrementó significativamente (p<0.05) la capacidad emulsificante de las harinas obtenidas en un 19,4%, con respecto a la harina obtenida de granos horneados (HCC2). Estos resultados concuerdan con lo reportado por Sangronis et al., (2004) para harina de granos crudos y germinados de C. Cajan y P vulgaris, cuya capacidad emulsificante se incrementó por efecto de la germinación. Granito et al., (2004) reportaron que la capacidad emulsificante de harinas de granos crudos de frijol Tuy fue similar a la obtenida para harinas de granos fermentados y fermentados y cocidos, no observando formación de emulsión en la harina de granos solamente cocidos.

La capacidad espumante de las harinas

obtenidas de granos sometidas a remojos, cocción y secado (HCC1 y HCC3) es 3,3 veces mayor (p<0,05) que la capacidad espumante de la harina de granos horneados a altas temperaturas por breve tiempo (HCC2). Sangronis et al., (2004) encontró que la capacidad espumante de la harina de C. cajan (L) incrementó en 109 %, 155 % y 63.5% producto de la germinación de los granos a pH 3, 6 y 8, respectivamente. Enwere et al., (1998) indican que las harinas de frijol se caracterizan por tener buenas propiedades espumantes y por generar una espuma estable. Sin embargo, procesamientos que incluyen tratamientos térmicos parece afectarlas en forma negativa, disminuyendo tanto la capacidad de formación de espuma, como su estabilidad (Granito et al., 2004).



Las propiedades físicas y conformación de las proteínas, así como su composición de aminoácidos, determinan su funcionalidad dentro de un sistema. La conformación nativa de las proteínas globulares presentes en los granos, los aminoácidos polares estén expuestos hacia la fase acuosa, favorece la solubilidad, emulsificación y propiedades espumantes (Kinsella, 1979). La cantidad de carbohidratos, la gelatinización del almidón y el hinchamiento de la fibra favorecen la absorción de agua durante la cocción. Además, la fermentación, que ocurre durante la etapa de remojo, pareciera sumar un efecto adicional, que ayuda a preservar las propiedades del grano del efecto de los tratamientos térmicos posteriores, lo cual requerirá de un mayor estudio a futuro. La habilidad de la proteína para ayudar en la formación y estabilización de la emulsiones, así como en el hinchamiento de la fibra, es particularmente importante en la elaboración de productos batidos y salsas emulsionadas como la mayonesa, postres congelados y embutidos.

En el Cuadro 4 se presentan las

concentraciones a las cuales se observó la formación del gel en suspensiones preparadas con harina de granos de C. cajan sometidos a diferentes procesamientos. La concentración mínima a la cual se formó el gel, para las harinas que se sometieron al procesamiento combinado remojo-cocido-secado (HCC1 y HCC3), fue del 10%, mientras en la harina de granos horneados a 150ºC por 5 minutos (HCC2) fue de 12%. Sangronis et al., (2004) reportaron que la concentración mínima para la formación de gel en harinas de granos crudos de C. cajan fue de 16%, mientras que para la harina de granos germinados fue de 8%, pero el gel formado fue débil. Es de hacer notar que los geles formados fueron firmes en un comienzo, pero al cabo de unas horas se presentó sinéresis. Aparentemente, fracciones de cascara de la semilla pueden interferir en la formación de esa red continua de moléculas que forman el gel (Sathe et al., 1982). Asimismo, la concentración proteica

(presencia de proteínas globulares) determina la formación y firmeza del gel (Granito et al., 2004).

CONCLUSIONES

El procesamiento de los granos de Cajanus

cajan (L) Millsp mediante remojo, cocción y secado, afectan las propiedades funcionales de harinas obtenidas, incrementando la capacidad para absorber agua y grasa, la capacidad emulsificante, de hinchamiento, espumante y gelificante.

En general se observan diferencias

estadísticamente significativas (p<0,05) entre la humedad, cenizas y fibra, lo que afectó las propiedades funcionales de las harinas obtenidas de los granos lavados, escurridos y secados en un horno a 150°C por 5 minutos (HCC2) y las de las harinas obtenidas de granos remojados, cocidos y secados a 40 ºC y 120 ºC (HCC1 y HCC3).

Las harinas obtenidas de granos procesados por

remojo, cocción húmeda y secado a bajas temperaturas presentan propiedades físico-químicas y funcionales que les confieren gran potencial para la elaboración de alimentos viscosos tales como sopas, salsas y productos horneados, donde se requiere una buena interacción proteína-agua, así como en productos emulsionados como mayonesas, postres congelados y embutidos.

AGRADECIMIENTO

Este trabajo contó con el apoyo financiero del

CDCHT de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, Barquisimeto, Venezuela.

LITERATURA CITADA

Aguilera G. Y. 2009. Harinas Leguminosas

deshidratadas: Caracterización Nutricional y valoración de sus propiedades tecno-funcionales.

Cuadro 4. Capacidad de gelificación de harina de granos de quinchoncho (Cajanus cajan (L.) Millsp.) sometidos a

diferentes procesamientos. Tipo de procesamiento del

grano † Concentración (%) ‡

4 8 10 12 14 16 18 20 HCC1 x x x x x x HCC2 x x x x x HCC3 x x x x x X

† HCC1: remojo 12 horas, cocción a 98ºC por 1,5 horas y secado a 120 °C por 3 horas; HCC2: lavado, escurrido y horneado a 150 °C por 5 min y HCC3: remojo por 12 horas, cocción a 98ºC durante 2 horas y secados a 40 °C por 48 horas ‡ X: Concentración a la cual se observó la formación de gel.



Tesis Doctoral. Universidad Autónoma de Madrid facultad de Ciencias Departamento de Química Agrícola. p. 213-281.

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Calidad fisicoquímica y sensorial de queso tipo Manchego durante la maduración

Physicochemical and sensory quality of Manchego cheese type during ripening

José Guadalupe GAMBOA ALVARADO 1, Daniela Rojas ALMARAZ 1 y Emmanuel de Jesús RAMÍREZ RIVERA 2

1Universidad del Mar, Campus Puerto Escondido. Carretera a Oaxaca vía Sola de Vega km 1,5, San Pedro

Mixtepec, Juquila, C. P. 71980, Oaxaca, México y 2Universidad del Mar, Campus Puerto Ángel. Colonia Ciudad Universitaria, Puerto Ángel, Pochutla, C. P. 70902, Oaxaca, México. E-mail: [email protected]


Recibido: 10/02/2012 Fin de primer arbitraje: 06/04/2012 Primera revisión recibida: 22/06/2012 Fin de segundo arbitraje: 22/07/2012 Segunda revisión recibida: 30/07/2012 Aceptado: 15/08/2012

RESUMEN

Se describieron sensorialmente ocho quesos tipo manchego madurados a diferentes días (19, 26, 28, 30, 42, 50, 52 y 60). Se aplicó la técnica de caracterización sensorial Perfil Flash (PF) usando un panel entrenado y se efectuaron análisis fisicoquímicos de color (L* y b*), pH y temperatura interna. La correlación entre un atributo y alguna variable fisicoquímica fue validada mediante la correlación de Pearson (r) y la correlación general entre los datos sensoriales y fisicoquímicos fue determinada mediante el coeficiente de correlación vectorial Rv. Los resultados del PF demostraron que los jueces generaron un total de 39 atributos, donde los términos “color amarillo”,” textura granulosa al tacto”, “cremoso en tacto”, “untable”, “pastoso”, “pegajoso”, “elástico al tacto”, “olor a leche”, “olor a suero”, “olor a leche cortada”, “olor a mantequilla”, “cremoso en boca”, “elástico en boca”, “suave en boca”, “textura granulosa en boca”, “aroma a mantequilla”, “salado”, “ácido”, “resabio amargo” y “resabio ácido” contribuyeron a la diferenciación de grupos de quesos en el espacio sensorial, el valor de (r) demostró una correlación positiva entre la variable b* y el color amarillo mientras que la variable L* se correlacionó con los atributos pastoso en boca, aroma a mantequilla, ácido, resabio ácido, pegajoso que al mismo tiempo se anti-correlacionaron con el pH; la temperatura interna se correlacionó con el olor a suero. El valor de Rv fue de 0,723 entre los datos sensoriales y físico-químicos. En conclusión los términos generados por el PF pudieron correlacionarse con datos fisicoquímicos y pueden ser usados para su posterior conexión descriptiva-hedónica. Palabras claves: Análisis Generalizado Procrusteno, calidad fisicoquímica y sensorial, maduración, Perfil Flash, queso tipo

manchego

ABSTRACT Eight “manchego” style cheese matured over different periods of time (60, 52, 50, 42, 28, 30, 26 and 19) were sensorially described. Flash profile (PF) sensory characterization was applied using a trained and physicochemical analyses of color (L* and b*), pH and internal temperature were made. The correlation between an correlation (r) and the general correlation between sensorial and physiochemical data was determined by using vector correlation Rv. The PF results demonstrated that the judges generated a total 39 attributes, where the terms “yellow color”, “grainy texture to the touch”, “creamy to the touch”, “spreadable”, “doughy”, “sticky”, “elastic to the touch”, “milk smell”, “whey smell”, “clabbered milk smell”, “buttery smell”, “creamy in the mouth”, “elastic in the mouth”, “soft in the mouth”, “grainy texture in the mouth”, “buttery aroma”, “salty”, “acid”, “bitter aftertaste” and “acid aftertaste” contributed to the differentiation of groups of cheese in the sensory space. Value (r) demonstrated a positive correlation between b* and yellow color while variable L* was correlated with the attributes doughy in the mouth, buttery aroma, acidic aftertaste and sticky while at the same time they were anticorrelated with pH. The internal temperature was correlated with the whey smell. The Rv value was at 0,723 between the sensorial and physicochemical data. In conclusion, the terms generated by the Pf could be correlated with physicochemical data and can used for latter hedonic-descriptive connection. Key words: Generalized Procrustean analysis, physicochemical and sensory quality, ripening, Flash Profile, Manchego

cheese

Gamboa Alvarado et al. Calidad fisicoquímica y sensorial de queso tipo Manchego durante la maduración


INTRODUCCIÓN En el estado de Oaxaca, parte de la producción

láctea es destinada para la elaboración de diferentes quesos (López et al. 1997; Morales et al. 2003); sin embargo dicho producto carece de estudios sensoriales que ponga en evidencia las posibles diferencias generadas por el proceso de elaboración, el efecto de la adición de cuajos de proveedores diferentes pero sobre todo las variaciones a nivel fisicoquímicos y sensorial como resultado del efecto de maduración, desarrollando diferentes atributos sensoriales; por tal motivo, los atributos sensoriales juegan un papel importante en la elección de los alimentos por parte de los consumidores Issanchou et al. (1996). La maduración de los quesos es un fenómeno complejo que experimenta la pasta cuando es sometida a condiciones ambientales y microbiológicas específicas y consiste en la transformación de la caseína y de la materia grasa, mediante procesos enzimáticos, que conducen a modificaciones de su calidad fisicoquímica y sensorial, aportando características de calidad al producto haciéndose más atractivo para los consumidores (Villegas de Gante, 2004).

Actualmente investigadores en el ámbito

sensométrico han desarrollado técnicas de caracterización sensorial, las cuales se identifican por suprimir el tiempo de entrenamiento y con ello minimizar los costos que con lleva la formación y mantenimiento de un panel entrenado, como ejemplo de dicha metodología se encuentran el Perfil Flash (PF) (Dairou y Sieffermann, 2002), el cual es una combinación del Perfil Libre Elección (Williams y Langron 1985) y un modo de presentación comparativa de las muestras; dicha metodología ha sido usada con éxito en la descripción sensorial de salchichas Rason et al. (2006), camarón ahumado Ramírez et al. 2009), caracterización sensorial de hamburguesas elaboradas de Euthynnus lienatus (Ramírez et al. 2010) y para la descripción sensorial de queso fresco cuajada en diferentes localidades del estado de Oaxaca, México (Gómez et al. 2010); sin embargo dicha metodología no ha sido aplicada para analizar el efecto de la maduración en quesos.

Por otro lado datos sensoriales generados

mediante este tipo de metodología descriptiva son evaluados por el Análisis Generalizado Procrusteno (AGP) (Gower, 1975) con la cual se obtiene el mapa sensorial basado en el consenso de los jueces y al mismo tiempo los datos del PF ser correlacionados

con datos de naturaleza fisicoquímica donde el espacio de la correlación y validación del mismo se puede efectuar mediante Análisis Factorial Múltiple (AFM) y correlación vectorial Rv (Escofier y Pages, 1983; Lê-Dien y Pages, 2003), Lassoued et al. (2008) aplicó el PF para la caracterización y correlación instrumental en productos de panificación para la obtención de atributos de textura (visual y tacto).

Por todo lo anterior el objetivo del presente

trabajo determinar las características fisicoquímicas y los atributos sensoriales de queso tipo Manchego, así como su posible interrelación, durante la maduración.


Condiciones experimentales del producto

Materia prima

La materia prima láctea empleada se obtuvo de dos vacas de la cruza de ¾ Suizo ¼ Cebú del campo experimental de la Universidad del Mar, en Puerto Escondido, Oaxaca, México. Se trabajaban entre 25 kg de leche por queso madurado presentado. Los cultivos lácticos liofilizados de inoculación directa en la elaboración del queso fueron: Lactococcus (lactys + cremoris + diacetilactys): marca DANISCO, COOZIT, FRANCIA. El manejo de los cultivos fue adicionado (1%) antes de incorporarlos a la leche en un matraz a temperatura de 35°C, durante 30 minutos (pre-siembra) en 50 ml de leche ya pasteurizada. El cuajo de acción enzimática empleado fue, de la marca mexicana Cuamix®, el tratamiento de la cuajada fue adicionarla a la leche, esperar de 45 minutos para que la quimosina formara el gel o cuajada; este cuajo fue adquirido en distribuidoras veterinarias de la ciudad de Puerto Escondido, Oaxaca, México.

Proceso de elaboración del queso tipo manchego

Los quesos tipo manchego fueron elaborados en la Universidad del Mar Campus Puerto Escondido, Oaxaca, en el Laboratorio de Tecnología de Productos Pecuarios. La leche fue pesada, filtrada y pasteurizada a temperatura de 63°C por 30 minutos (pasteurización lenta). Después del tratamiento térmico, la leche se enfrió a 35 °C y se inoculó el 1% del cultivo láctico, dejando reposar la mezcla durante 45 minutos a una temperatura de 37 °C. Después de este tiempo, se adicionó el 15% de cuajo y se dejó



durante 45 minutos de reposo a temperatura de 35 °C. La cuajada se cortó en trozos aproximadamente 1 cm, con un cuchillo y se elevó la temperatura de la cuajada a 38 °C por 20 minutos. Se desueró y fueron prensados en una prensa de acero inoxidable, de tornillo, de la marca todo en cocinas, durante 24 h. a temperaturas de 25 a 28 ºC, dando una forma circular al queso. Posterior, los quesos fueron empacados al vacío, con una presión de 10 V. y colocados para su maduración a temperatura controlada de 10 °C y humedad relativa de 85% en una cámara fría marca Sobrinox, modelo rus 230 durante 19, 26,28, 30, 42, 50, 52 y 60 días. Análisis fisicoquímico

Las evaluaciones fisicoquímicas efectuados a los quesos se realizaron en el laboratorio de tecnología de productos pecuarios de la Universidad del Mar Campus Puerto Escondido. Se analizaron las siguientes mediciones:

pH Se utilizó un potenciómetro/termómetro con

electrodo de inserción Hanna mod. HI 99163, El potenciómetro se calibró al inicio de las mediciones bajo temperaturas de trabajo de 25 C. La medición se realizó por cuadriplicado utilizando solo una decima, haciendo un orificio con un cuchillo para después colocar el electrodo a una profundidad de 2 cm. en cada medición, realizado 4 punciones a una distancia de 3 cm entre cada una de ellas.

Temperatura interna del queso Se utilizó un potenciómetro/termómetro con

electrodo de inserción Hanna mod. HI 99163. Las mediciones de temperatura se hicieron con el mismo potenciómetro y fueron las mismas posiciones y profundidad de la muestra.

Color (L*y b*) Se tomó una muestra de 300 g de queso, El

sistema de referencia a usar fue el CIE (1976; Commision Internationale pour l’Eclairage), determinándose los valores de L* y b* con un espectrofotómetro de esfera X-rite modelo HI SP60. Esté se calibró al inicio de las mediciones bajo las condiciones ambientales de trabajo. Todas las mediciones fisicoquímicas se realizaron por cuadriplicado.

Análisis sensorial

Los quesos fueron trasladados a la Universidad del Mar Campus Puerto Ángel en contenedores de refrigeración a una temperatura de 4 ± 1ºC para su caracterización sensorial, previo al estudio sensométrico los quesos fueron cortados en forma de cubos de 3,5 x 3,5 cm y se dejaron a temperatura ambiente para ser evaluados con una temperatura de 25 °C (Bárcenas et al. 2004; Drake et al. 2009a; Drake et al. 2009 b) los quesos fueron codificados con tres dígitos, sin embargo para el tratamiento estadístico el analista sensorial ubicó letras de la A hasta la H incluyendo su fecha de elaboración de cada queso para ver la evolución del tiempo de maduración y su influencia en la caracterización sensorial.

Características del panel entrenado y procedimiento sensorial

Para la obtención de atributos sensoriales y el

posicionamiento de los quesos evaluados, se aplicó la técnica de descripción sensorial perfil flash (PF), la cual consiste en cuatro sesiones y permite usar un grupo compuesto entre 4 a 8 sujetos (Dairou y Sieffermann, 2002; Delarue y Sieffermann, 2004). El panel estuvo conformado por 5 profesores (4 hombres y 1 mujer) con un rango de edad entre los 30 a 50 años pertenecientes a la Universidad del Mar Campus Puerto Ángel y con previa experiencia en la caracterización sensorial de productos lácteos. Previo a la caracterización sensorial se les explicó al panel de jueces el objetivo y la metodología del PF durante 40 minutos.

Durante la primera sesión, se les presentó a los

jueces las muestras de quesos con diferentes tiempos de maduración y se les pidió que generaran una lista individual de atributos que les permita discriminar las muestras; Para ayudar a los sujetos en el desarrollo de los atributos sensoriales, se les instruyó para la percepción y agrupación de los términos de apariencia, textura (en tacto y en boca), olor y aroma por separado. En la segunda sesión se les pidió a los jueces comparar su lista con la del resto del grupo con el objetivo de actualizar su lista final si lo consideraban necesario. En la tercera y cuarta sesión, cada juez realizó la evaluación de los quesos basado en los atributos elegidos por el mismo, para tal efecto se les pidió a los sujetos clasificar los productos para cada atributo sobre una escala tipo ordinal (Rason et al. 2006). Cada sesión tuvo una duración aproximada de 30 a 50 minutos. Las muestras de queso fueron



presentadas a los sujetos de manera simultánea múltiple y en orden aleatorio (Mazzucchelli y Guinard, 1999). Estas últimas sesiones sirvieron como sesiones de repetición Se efectuaron dos repeticiones (sesiones 3 y 4) para evaluar el efecto discriminativo de los jueces en los atributos propuestos. Análisis estadístico

Evaluación del desempeño del panel entrenado y análisis fisicoquímicos

Se aplicó análisis unidimensionales en

especifico el análisis de varianza (ANOVA) a un factor (producto) con un α = 0,05 para medir el poder discriminante de cada uno de los jueces mediante la prueba de Fisher (Fproducto) y la probabilidad (p) para determinar los atributos que tienen un efecto significativo que permitan discriminar las muestras de quesos madurados y que sirvan para la generación del espacio sensorial (Pagés y Husson, 2001; Rason et al. 2006; Gómez et al. 2010).

Espacio sensorial Se aplicó el análisis bidimensional (AGP) para

la construcción del espacio sensorial únicamente con los atributos que tuvieron efecto significativo del ANOVA a un factor, dicho estadístico bidimensional usa traslación, rotación y escalamiento (Tarea et al. 2007; Lassoued et al. 2008; Gómez et al. 2010; Ramírez et al. 2010). Se aplicó la prueba de permutación para la determinación del número de ejes principales con efecto significativo en el contexto del AGP tomando la prueba de Fisher (F) (Wu et al. 2002; Xiong et al. 2008). La visualización del espacio de la correlación entre los datos físico-químicos y sensoriales se efectuó mediante el Análisis Factorial Múltiple (AFM) así mismo para la determinación del consenso multidimensional de los jueces; el grado de correlación de un determinado atributo sensorial y alguna variable fisicoquímica fue validado mediante la correlación de Pearson (r) y la medición de la similitud entre el conjunto de los datos sensoriales y fisicoquímicos fue evaluado mediante el coeficiente de correlación vectorial Rv (Husson et al. 2001; Faye et al. 2006; Lê et al. 2008). Tomando como criterio de que valores superiores de Rv = 0,67 se considera aceptables (Cartier et al. 2006, Nestrud y Lawless, 2008).

El análisis unidimensional (ANOVA) se realizó

mediante el programa para computadora Statgraphic®

Plus, versión 4.0 (Statistical Graphics Corporation, Warrenton, VA, USA) mientras que el AGP, el AFM, el Rv y la correlación de Pearson (r) se obtuvieron mediante el programa para computadora XLSTAT, versión 2009 (Addinsoft, Nueva York, NY, EUA).

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Aspectos unidimensionales

Evaluación del desempeño del panel entrenado

Mediante el PF cada juez generó entre 8 y 12 atributos sensoriales para un total de 39 términos descriptivos, la cantidad de términos sensoriales generados mediante el PF fueron similares a los obtenidos por otras investigaciones usando el mismo método sensométrico, Tarea et al. 2007; Ramírez et al. 2009; Veinand et al. 2011 quienes obtuvieron 32, 50 y 50 atributos sensoriales respectivamente en la evaluación de purés elaborados a base de manzana-pera, en la optimización de las formulaciones de camarón ahumado y descripción sensorial de té de limón. Cervantes et al. 2010 aplicó el PF en la caracterización sensorial de queso denominado “cuajada” reportando una generación de términos sensoriales de 42 términos usando un panel sin entrenamiento.

En el Cuadro 1 se muestra el poder

discriminante (FProducto) de cada juez; donde el sujeto 1 fue discriminante significativamente (en 10 de 12 atributos propuestos) en los atributos color amarillo, pastoso al tacto, elástico al tacto, suave en boca, ácido, pastoso en boca, aroma a mantequilla, elástico en boca, resabio ácido y cremoso en boca; mientras que el juez 2 fue discriminante (p ≤ 0,05) en un promedio de 4 de 8 atributos propuestos los cuales fueron color amarillo, olor a leche, untable y ácido; para el juez 3 el mejor desempeño de discriminación (p ≤ 0,05) estuvo en los atributos color amarillo, olor a leche cortada, pegajoso, cremoso en boca y amargo; el juez 4 solo fue discriminativo (p ≤ 0,05) en los atributos color amarillo y pastoso mientras que el juez 5 discriminó las muestras de quesos significativamente en los atributos color amarillo, textura granulosa al tacto, salado y ácido. Los atributos antes mencionados son comparables a los obtenidos en otras investigaciones, Mendía et al. (2003) reportaron que los atributos de olor, aroma y textura tuvieron efecto altamente significativo (p < 0,001) en la evaluación del queso tipo Roncal, Van et



al. 2006 pudieron determinar diferencias significativas (p ≤ 0,05) en los atributos salado, amargo, agrio, aroma a leche, aroma a suero dichos atributos fueron detectados en quesos tipo Chihuahua elaborados con diferentes tipos de leches. Las diferencias entre los jueces respecto al número generado de términos sensoriales puede deberse las

diferencias en la percepción sensorial de los jueces (Sulmont et al., 1997; Bárcenas et al. 2004). De manera general los atributos sensoriales obtenidos en la presente investigación contribuyeron a la formación de grupos y al mismo tiempo a la diferenciación de los quesos madurados a diferentes días.

Cuadro 1. Valores de discriminación (Fproducto) y probabilidad (p) del análisis de varianza de un factor para cada juez en la

evaluación sensorial de queso manchego con diferentes tiempos de maduración. Atributo sensorial F p

Juez 1

Color amarillo 31,29 0,00** Olor a mantequilla 1,52 0,229

Pastoso al tacto 7,14 0,0006** Elástico al tacto 7,23 0,0005** Suave en boca 1,93 0,01313* Ácido 10,35 0,0001** Pastoso en boca 12,93 0,00** Aroma a mantequilla 4,95 0,0038* Elástico en boca 37,59 0,00** Resabio ácido 13,07 0,00** Cremoso en boca 54,71 0,00**

Juez 2

Color amarillo 3,11 0,02* Olor a leche 3,32 0,02* Untable 2,29 0,04* Olor a suero 1,87 0,14ns

Áspero al tacto 0,99 0,47ns

Suave en boca 1,82 0,15ns

Ácido 3,11 0,028* Salado 0,12 0,99ns

Amargo 8,73 0,0002**

Juez 3

Color amarillo 17,51 0,00** Olor a leche cortada 2,12 0,01* Cremoso en tacto 1,57 0,214ns

Pegajoso 2,69 0,04* Cremoso en boca 10,29 0,0001** Ácido 0,87 0,55ns

Olor a leche 1,85 0,14ns

Resabio amargo 0,55 0,78ns

Juez 4

Color amarillo 9,22 0,0001** Pastoso 3,91 0,011* Salado 1,71 0,177ns

Resabio a leche 0,64 0,71ns

Juez 5

Color amarillo 10,87 0,00** Salado 3,95 0,0108* Olor a suero 0,46 0,85ns

Olor a leche 1 0,44ns

Ácido 7,98 0,0003** Textura granulosa en tacto 2,73 0,042* Textura granulosa en boca 1,36 0,28ns

Diferencia significativa a nivel * (p ≤ 0,05) y ** (p ≤ 0,01) y Diferencia no significativa a nivel ns (p > 0,05)



Aspectos multidimensionales

Caracterización sensorial y consenso multidimensional de los jueces sensoriales

De los 39 atributos sensoriales que se

generaron mediante el panel solo 25 atributos con efecto significativo se introdujeron al AGP, esta cantidad de atributos usados para la generación del mapa sensorial represento el 64,1% , de los cuales, los atributos en la categoría de vista y tacto representaron el 12,82 % cada uno mientras que los atributos percibidos mediante el olfato representaron el 5,12% y los atributos percibidos en boca (sabores, texturas y resabios) contribuyeron el 33,34%, de acuerdo con Prescott, 1998; Asp, 1999 y Gómez et al. 2010 los atributos del sentido del gusto tiene una mayor influencia en la selección de los alimentos e incluso son más importantes que los de los otros sentidos. La prueba de permutación determinó que los dos primeros ejes principales del AGP fueron significativos (F1= 52,774, p < 0,0001; F2= 26,08, p < 0,0001) y por lo tanto el porcentaje de varianza fue de 72,69 %; este valor fue bajo comparado a los obtenidos por Gómez et al. 2010 y Cervantes et al. 2010 quienes reportaron valores de 94,22, 93,92, 85,12 % y 94,22 en la caracterización de quesos en diferentes partes del estado de Oaxaca, México y en la comparación de la caracterización del queso cuajada mediante el QDA® y el PF; por lo tanto, con respecto al eje 1 (Figura 1) los quesos codificados como F, H, B y A forman un grupo oponiéndose a los quesos G, D y C mientras que el queso E se opone a los dos grupos de quesos antes mencionados, estas diferencias en las agrupaciones puede deberse a que

los quesos F, H, B y A (Figura 2) fueron clasificados por tener mayor intensidad en los atributos color amarillo, elástico al tacto, elástico en boca, suave en boca, olor a leche, olor a mantequilla, áspero al tacto y textura granulosa en boca; mientras que los quesos G,D y C (Figura 2) fueron percibidos como olor a leche cortada, olor a suero y textura granulosa al tacto. El queso E (Figura 2) fue caracterizado por tener mayor intensidad en atributos como son pastoso, untable, cremoso en tacto, cremoso en boca, pegajoso, aroma a mantequilla, salado, ácido, resabio amargo y resabio ácido. El resultado del Rv aplicado al análisis de consenso de los jueces, demostró que los jueces tuvieron valores de Rv en un rango de 0,82 a 0,89 dichos valores reflejan un consenso entre ellos (Cartier et al. 2006, Nestrud y Lawless, 2008), los valores obtenidos del Rv para la evaluación del consenso son similares a los obtenidos por Cervantes et al. 2010 quienes reportaron un rango de consenso de 0,81 a 0,94. Los resultados del consenso (Rv) se reflejan en la Figura 3 se puede apreciar que los jueces 1, 2, 3 y 4 se encuentran muy cercanos (determinando un consenso entre los mismos) a diferencia del juez 5 quien se ubica ligeramente alejado del resto de los jueces, dicho efecto pudo contribuir con algunas discrepancias en la caracterización sensorial de los quesos tipos manchego (Ramón et al. 2011), los valores de varianza en los dos primeros ejes del AFM fue de 59,10 %, dicho porcentaje de varianza es bajo al reportado por Marjorie et al. 1999 de 66% para la

Figura 2. Espacio sensorial de los atributos generados

mediante la técnica perfil flash de los quesos manchego con diferente tiempo de maduración. J: Jueces, B: Boca y T: Tacto.

Figura 1. Espacio sensorial de los quesos manchego con

diferente tiempo de maduración.



evaluación del consenso de jueces evaluadores de vinos y similar al obtenido por Ramírez et al. 2012 en la evaluación de los jueces para la caracterización de carne de pavo alimentado con diferentes dietas. Correlación sensorial y fisicoquímica

En la Figura 4 se muestra el resultado del

AFM, donde los dos primeros ejes principales demostraron el 65,72% de la variación total de los datos, este valor fue superior al reportado por Lassoued et al. (2008) de 51,42%, la cual encontró similitudes entre las configuraciones de la descripción sensorial y los datos instrumentales para la evaluación de productos de panificación, además está figura muestra la distribución de los atributos sensoriales y los datos fisicoquímicos, por tal motivo el color amarillo detectado por el panel entrenado se correlacionó con el valor fisicoquímico de b* (amarillo) (r = 0,952), este resultado puede deberse a que durante la maduración las cualidades iniciales de la pasta van cambiando de acuerdo con el tipo de queso, el cual, al principio es blanco y al madurar cambia a un color amarillo, de la misma forma la consistencia va cambiando, de suave a dura. De acuerdo con Villegas de Gante (2004) la masa del queso al principio es elástica y grasosa y va cambiando al pasar los días de maduración volviéndose más elástica. Por otro lado la variable de pH se anti-correlacionó con los atributos ácido (r = - 0,824), pastoso en boca (r = - 0,732), aroma a mantequilla (r = - 0,724), salado (r = - 0,868), resabio ácido (r = - 0,939) y cremoso en boca (r = - 0,769), según Ong et al. 2012 el pH contribuye en las alteraciones de la textura en los quesos ya que el pH de leche influye directamente en la agregación de las micelas de caseína. La luminosidad (L*) se

correlacionó con los atributos salado (r = 0,923), ácido (r = 0,789), pastoso en boca (r = 0,863), aroma a mantequilla (r = 0,772), resabio ácido (r = 0,974) y pegajoso (r = 0,80). La variable temperatura interna se correlacionó con el atributo olor a suero (r = 0,70), es importante mencionar que altas temperaturas (superiores a los 16 °C) contribuyen con el proceso maduración (cambios químicos como lipólisis, proteólisis) repercutiendo en los aspectos sensoriales de aromas, olores y textura en los quesos (Kraggerud et al. 2008) permitiendo a los jueces discriminar las muestras de queso en base a los atributos propuestos, por otro lado Trujillo et al. 2002 demostró que el proceso bioquímico de proteólisis generada en la maduración de los quesos tienen un efecto significativo en la formación de aromas vía formación de péptidos y aminoácidos y de igual forma en los cambios de textura debido al rompimiento de la red de la proteína.

En la Figura 5 se muestra que las

configuraciones más cerradas se ubicaron para los quesos A, D, G, F y H determinando que los datos obtenidos por ambos métodos de evaluación tienen una estructura similar en el interior de las matrices (Lê y Pagés, 2003) en otras palabras el vocabulario generado por los jueces pudo ser correlacionado con los datos fisicoquímicos, esto quedó confirmado por el Rv = 0,723.

Figura 3. Espacio sensorial del consenso de los jueces.

Figura 4. Correlación entre los atributos sensoriales y

fisicoquímicas mediante el Análisis Factorial Múltiple.



CONCLUSIONES Mediante el uso del perfil flash para la

evaluación de los quesos tipo manchego madurados con diferentes días se pudo tener un rápido acceso al posicionamiento sensorial de los quesos y atributos. Los atributos sensoriales como color amarillo, textura granulosa al tacto, cremoso en tacto, untable, pastoso, pegajoso, elástico al tacto, olor a leche, olor a suero, olor a leche cortada, olor a mantequilla, cremoso en boca, elástico en boca, suave en boca, textura granulosa en boca, aroma a mantequilla, salado, ácido, resabio amargo y resabio ácido contribuyeron a la diferenciación y formación de grupos de quesos en el espacio sensorial basados en su fecha de maduración y al mismo tiempo pudieron ser correlacionados con los datos fisicoquímicos, esto quedó comprobado mediante el uso de los diferentes recursos estadísticos.

Con los atributos detectados en el presente

estudio pueden ser de utilidad en dos vertientes del ámbito sensométrico, la primera es en el uso de la técnica del análisis descriptivo cuantitativo (QDA®) para su cuantificación real de los atributos sensoriales y la segunda vertiente es la conexión entre los datos descriptivos y hedónicos con el objetivo de monitorear los cambios de aceptabilidad sobre los productos para la orientación en la formulación y la optimización de los mismos permitiendo anticipar las reacciones de los consumidores mediante técnicas como el mapa externo de preferencia o la regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS) del mismo modo

los autores recomiendan realizar análisis de composición de volátiles, ácidos grasos y análisis de textura en función de la cantidad de triptófano, riboflavina y vitamina A mediante espectroscopia de fluorescencia con el objetivo de monitorear la formación de compuestos químicos responsables de aromas, el tipo de ácidos grasos y los cambios en la textura respectivamente y al mismo tiempo correlacionarlo con los aspectos sensoriales antes mencionados.

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Propiedades fisicoquímicas de la carne de conejos suplementados con follaje de Gliricidia sepium y fibra de Elaeis guineensis

Physicochemical properties of rabbit meat supplemented with foliage of Gliricidia sepium and palm-press fiber

of Elaeis guineensis

Arlene GARCÍA1, Luis Eduardo CÓRDOVA RODRÍGUEZ 2, Luis Alexander URPIN 3, Jesús Rafael MÉNDEZ NATERA 4 y Auristela del Carmen MALAVÉ ACUÑA1

1Laboratorio de Investigación Campus Juanico, Universidad de Oriente (UDO), Maturín, C. P. 6201, estado

Monagas, Venezuela, 2Programa de Tecnología de Alimentos, Escuela de Zootecnia, UDO, Campus Los Guaritos. Avenida Universidad, Maturín, 3Escuela de Zootecnia, UDO, Campus Los Guaritos y 4Departamento

de Agronomía, Escuela de Ingeniería Agronómica, UDO, Campus Los Guaritos E-mail: [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

De acuerdo con diferentes estudios, la carne de conejo tiene un alto valor nutricional y juega un rol activo en la salud humana debido a sus propiedades dietéticas. A manera de evaluar comparativamente el efecto de la suplementación del alimento balanceado comercial (ABC) con follaje de mataratón (Gliricidia sepium) y cachaza de palma aceitera (Elaeis guineensis) en la calidad nutricional de la carne de conejo (Oryctolagus cuniculus), se realizó una investigación con un diseño experimental de bloques al azar con tres tratamientos (dietas) y tres repeticiones (bloques) con muestreo de tres réplicas por repetición, donde se utilizaron 27 conejos machos mestizos durante el período de crecimiento post destete, divididos en tres tratamientos: un control (T0), alimentados sólo con ABC, y dos suplementados con mataratón y cachaza de palma aceitera en proporciones de 30 y 10% (T1), y 10 y 30% (T2), respectivamente, para posteriormente comparar el efecto de las dietas en los parámetros de calidad de las carnes de estos animales. Al finalizar esta investigación previa, las muestras de carne proveniente de los diferentes animales en tratamiento se evaluaron para determinar sus propiedades fisicoquímicas [pH, acidez titulable y capacidad de retención de agua (CRA)] encontrando que, de acuerdo al análisis de varianza, no existen diferencias significativas (p>0,05) para pH (5,64 a 5,70), acidez titulable (0,52 a 0,58%) y CRA (18,15 a 20,46%); indicando que indistintamente de la dieta empleada, suplementando el ABC con mataratón/fibra de palma o no, las carnes de conejo obtenidas son similares como alimento en cuanto a estas propiedades fisicoquímicas. Estos resultados sugieren que los materiales agronómicos tropicales empleados en este estudio, podrían constituir una alternativa en la producción de carne de conejo para el consumo humano. Palabras clave: Alimentación suplementaria, carne de conejo, análisis de alimento, nutrición humana.

ABSTRACT

According to different studies, rabbit meat has high nutritional value and plays an active role on human health due to its dietary properties. A way to comparatively evaluate the effect of supplementing commercial balanced feed (CBF) with mataraton (Gliricidia sepium) foliage and palm-press fiber (Elaeis guineensis) in the nutritional quality of meat rabbit (Oryctolagus cuniculus), a research was conducted with an experimental design of randomized blocks with three treatments (diets) and three replications (blocks) with sampling three replicates per repetition, where mestizos 27 male rabbits were used during the post-weaning growth, divided into three treatments: a control group (T0), animals supplied only with CBF, and two supplemented treatments with mataraton foliage and palm-press fiber at 30 and 10% (T1), and 10 and 30% (T2) proportions, respectively, to later compare the effect of diet on the quality parameters of the meat from these animals. Upon completion of this preliminary investigation, samples of meat from different animals in treatment were evaluated for their physicochemical properties [pH, titratable acidity, and water holding capacity (WHC)] found that, according to analysis of variance, no significant differences (p > 0.05) for pH (5.64 to 5.70 ), titratable acidity (0.52 to 0.58%), and WHC (18.15 to 20.46%), indicating that regardless of the diet used, supplementing CBF with mataraton/palm-press fiber or not, the rabbit meats obtained are similar as food in terms of these physicochemical properties. These results suggest that tropical agronomic materials used in this study, could be an alternative for the production of rabbit meat for human consumption. Key words: Supplementary feeding, rabbit meat, food analysis, human nutrition

García et al. Propiedades fisicoquímicas de la carne de conejos suplementados con Gliricidia sepium y E. guineensis


INTRODUCCIÓN

A lo largo de los años, se ha hecho indudable el creciente interés de los consumidores por lograr y mantener un estilo de vida saludable en concordancia con las demandas y exigencias del mundo de hoy a través de la implementación de las más óptimas estrategias dietéticas direccionadas hacia la prevención de enfermedades (Darnton-Hill et al, 2004; Anlasik et al, 2005; Block et al, 2007; Yahia et al, 2008; Delisle et al, 2009; Mente et al, 2009). En este sentido, es necesaria no sólo la búsqueda de nuevas fuentes de alimentación; sino también, conocer la calidad nutricional de las mismas para su posible producción a gran escala.

La carne constituye uno de los principales alimentos proveedores de nutrimentos tales como proteínas, lípidos, vitaminas, entre otros; sin embargo, hoy en día existen controversias con respecto a su rol nutricional debido a que los consumidores consideran que su ingesta en cantidades elevadas está correlacionada con problemas de salud, incluyendo obesidad y enfermedades cardiovasculares, por lo que han reducido su consumo (Schönfeldt y Gibson, 2008). Por tanto, muchas personas tienden a modificar su estilo de vida en función de explorar nuevos hábitos dietéticos saludables donde la carne de conejo (Oryctolagus cuniculus), tradicionalmente considerada por algunos como una carne “blanca” (Buxadé, 1996) más recientemente otros prefieren una denominación intermedia como “rosada” o “blanca-rosada” (Manzini, 2008), se destaca como una elección favorable tanto a nivel nutricional como saludable (Hu y Willett, 2002; Hernández, 2008; Hernández y Dalle, 2010; Simonová et al., 2010).

En relación con las demás carnes, la de conejo es de buen sabor y fácil digestión, con niveles elevados en proteínas y bajos en colesterol, sodio y lípidos con mayor proporción de ácidos grasos insaturados (Hermida et al., 2006), con un valor energético similar al de raciones de las diferentes carnes rojas consumidas comúnmente (Dalle Zotte, 2002). Adicionalmente, existen estudios relacionados con el alto valor de sus proteínas, como fuente de aminoácidos esenciales (Hernández y Dalle Zotte, 2010; Simonová et al., 2010), y con sus propiedades sensoriales que incluyen sabor, textura y color (Dalle Zotte, 2002; Polak et al., 2006). Otra característica ofrecida a los consumidores, es que prácticamente no contiene ácido úrico siendo una carne baja en purinas (Hernández, 2007). No obstante, a pesar de todas

estas cualidades beneficiosas de la carne de conejo, hasta ahora en muchos países sigue siendo deficiente la información que la catalogan como uno de los alimentos de gran interés y actualidad tanto en la nutrición como en la salud humana (Combes, 2004; Hernández, 2008; Kowalska y Bielański, 2009; Hernández y Dalle Zotte, 2010; Dalle Zotte y Szendrȍ, 2011).

Actualmente, la incorporación de nuevas alternativas agronómicas por cultivos mejor adaptados al medio, no requeridos por el hombre para su consumo, ha ganado gran atención como recursos utilizables en la alimentación animal y adecuadas a condiciones locales en muchos países del mundo con el fin de abaratar costos, diversificar las opciones alimenticias, desarrollar nuevas alternativas y principalmente mejorar la calidad nutricional de los animales de consumo humano; generando a su vez patrones de producción ajustados a la realidad social y económica de cualquier entorno (Nieves, 2005; Nieves et al., 2009), donde la producción de conejo resulta acorde por sus características fisiológicas y hábitos alimenticios que permiten adicionar en su dieta una gran variedad de recursos vegetales ya utilizados en otras especies de animales (Dihigo, 2006).

A pesar de todas las ventajas mencionadas y siendo el conejo productor potencial de carne con características tales como: alta conversión alimenticia, gran prolificidad, rápido crecimiento, facilidad de manejo y reducida área de producción; además de la textura, suavidad y sabor de su carne con niveles de proteínas adecuados a precios accesibles para el consumidor de escasos recursos económicos, a lo que se adicionan las potencialidades agronómicas ofrecidas por las regiones tropicales y subtropicales del mundo tales como Venezuela, la producción cunícola ha sido muy poco explotada.

En tal sentido, se hace necesaria la búsqueda de insumos que permitan establecer estrategias de alimentación no convencionales para la cunicultura basada en recursos agronómicos no utilizados para la alimentación humana disponibles en el país, pero que estos animales pueden transformar en proteínas comestibles, tales como follaje de mataratón (Gliricidia sepium) y fibra del fruto de palma aceitera (Elaeis guineensis), un subproducto del proceso de extracción del aceite. El mataratón es una leguminosa arbustiva tropical que ofrece follaje fresco o deshidratado, con aportes importantes en la



alimentación animal que incluyen proteínas (20,64-28,31%), extracto etéreo (2,93-4,80%) y cenizas (8,88-7,40%) con minerales tales como Ca, Mg, Zn, Mn, P, K y Fe (Araque et al, 2006). La fibra de palma es el residuo sólido del prensado, luego de la extracción del aceite de los frutos, con aportes utilizables para animales en proteínas (5,3%), grasa (23,1%), fibra (15,1%) y cenizas (19,0%) (Ocampo, 2012).

De acuerdo con los criadores, productores y consumidores la calidad de la carne de conejo se ve afectada por el proceso de refrigeración, durante el período post-mortem, tanto en su composición química como en sus distintas propiedades incluyendo capacidad de retención agua (CRA), pH, acidez, etc; las cuales finalmente definen sus características en cuanto a color, consistencia, jugosidad y sabor como alimento (Kondratowicz y Chwastowska, 2006), que también podrían ser afectadas por la dieta durante el desarrollo de estos animales (Hernández, 2008; Cossu, 2009; Simonová et al., 2010).

En base a lo expuesto, el propósito fue estudiar comparativamente la calidad nutricional de la carne de conejos alimentados con dietas suplementadas con follaje de mataratón y fibra de palma aceitera, como recursos vegetales no utilizados en la alimentación humana, con el fin de obtener datos relacionados con los parámetros fisicoquímicos [pH, acidez titulable y CRA] de este tipo de carne, en general prácticamente inexistentes en Venezuela, los cuales servirán para divulgar su valor nutricional como alimento en pro de fomentar sus beneficios hacia una cultura de consumo que incentive una mayor producción de esta especie en el país.


Las muestras de carne analizadas en el

presente trabajo provienen de una investigación previa (Urpín, 2012) desarrollada en la Unidad cunícola del Fundo San Gregorio, Sector San Agustín vía El Barril, Parroquia La Pica, Municipio Maturín, Estado Monagas, Venezuela; ubicada a una altitud de 32 msnm con las coordenadas latitud 9°44’30,77” N; longitud 63°3’2,55” O; con clima ligeramente húmedo y cálido (MARNR, 1997), con temperatura promedio de 28ºC, que varía de 23 a 35ºC, precipitación anual de 1340 mm con una distribución unimodal, evaporación de 1650 mm y humedad relativa media entre 67 y 85% durante todo el año

(Barrios et al, 2012). En este estudio previo, se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con tres tratamientos (dietas) y tres repeticiones (bloques) con muestreo de tres réplicas por repetición con un lote de 27 conejos machos mestizos (California y Nueva Zelanda).

Luego del destete, con edades entre 30 y 34 (± 1,68) días, los animales se asignaron al azar en grupos de tres por jaula, elevadas a una altura aproximada de 50 cm desde el suelo, conformando un total de nueve unidades experimentales, donde se acondicionaron a un período de adaptación durante la primera semana y subsecuentemente, durante las diez semanas siguientes, se les suministró el alimento balanceado comercial (ABC) y los bloques multinutricionales (BMN) de 300 g suplementados con mataratón (Gliricidia sepium) y fibra de palma aceitera (Elaeis guineensis), formulados de acuerdo con la investigación previa complementaria cuya composición se muestra en la Cuadro 1, de acuerdo a las dietas (Cuadro 2).

Cuadro 1. Composición de los bloques multinutricionales (BMN) utilizados en los tratamientos.

Ingrediente (%) BMN1 BMN2 Melaza 40 40 Minerales 10 10 Cal viva 5 5 Heno 5 5 Mataratón 30 10 Fibra 10 30 Fuente: Urpín (2012).

Cuadro 2. Composición de las dietas utilizadas en la alimentación de los conejos.

Parámetro (%) T0 T1 T2 Humedad 10,60 10,34 10,41 Proteína 14,75 10,76 07,75 Fibra 16,62 10,17 13,70 Grasa 05,64 01,40 01,85 Cenizas 14,04 24,18 24,48 Carbohidratos 48,95 53,49 52,22 Tratamiento control (T0): En base al alimento balanceado comercial (ABC) sin suplementación. Tratamiento 1 (T1): En base al ABC suplementado con 30% de mataratón y 10% de fibra de palma aceitera. Tratamiento 2 (T2): En base al ABC suplementado con 10% de mataratón y 30% de fibra de palma aceitera. Fuente: Urpín (2012).



Luego de la conclusión de los tratamientos dietéticos, los animales se sacrificaron a fin de extraerles el correspondiente soporte óseo, la grasa tanto perirrenal como subcutánea y luego congelados hasta los posteriores análisis correspondientes, por triplicado de cada una de las réplicas de las diferentes muestras de carne provenientes de cada conejo en estudio, realizados en los Laboratorios de Investigación del “Campus Juanico” perteneciente al Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente con sede en Maturín, Estado Monagas, Venezuela.

La determinación de la CRA y el pH se midieron en la carne, luego de 12 horas de descongelación lenta a 4°C, de acuerdo con González-Redondo et al. (2007). La CRA se midió en el músculo biceps femoris (BF) y se calculó como porcentaje de agua expelida por la muestra [(masa-agua/masa-muestra) x 100]. La medida del pH se realizó en el músculo longissimus dorsi (LD), a nivel de la 5ta vértebra lumbar, mediante una incisión y posterior introducción del electrodo de vidrio del pHmetro lo suficiente hasta obtener una lectura estable. La determinación de acidez titulable se realizó por el método planteado por Solis (2005), expresándola en función del porcentaje de ácido láctico como el compuesto ácido presente en carnes y alimentos cárnicos en general.

Los datos obtenidos se analizaron estadísticamente mediante un análisis de varianza, para determinar la existencia de diferencias significativas, con el programa Statistix versión 8,0 (Statistix, 2012).

RESULTADOS

Debido a que durante el desarrollo de la

investigación previa complementaria hubo un animal en deceso del total de las 27 unidades experimentales, los resultados del presente estudio están basados en función de los 26 conejos restantes, cuya carne se evaluó a manera de dilucidar el efecto de la

suplementación del ABC en su estatus de calidad para las variables pH, acidez titulable y CRA como parámetros fisicoquímicos de éstas carnes como alimento.

Luego del análisis de las diferentes muestras de carne, basada en la determinación de sus parámetros fisicoquímicos, en el Cuadro 3 se muestra los resultados obtenidos para las carnes de los conejos alimentados con las distintas dietas; cuyo análisis de varianza, para el promedio de tres réplicas por repetición, indicó que las carnes provenientes de los conejos en estudio no presentaron diferencias significativas (p>0,05) para las variables de calidad evaluadas, conformando un solo grupo homogéneo para todos los tratamientos, con resultados promedio generales bastante similares entre 5,64 y 5,70 para pH; 0,52 y 0,58% para acidez titulable y entre 18,15 y 20,46% para CRA.

Puesto que para Venezuela es carente la

información relacionada con los parámetros evaluados en el presente trabajo y en función de que los resultados obtenidos no mostraron diferencias significativas (p>0,05) para los diferentes parámetros estudiados, la discusión presentada a continuación será basada tomando como referencia los reportes relacionados con distintos experimentos realizados, principalmente para carnes de conejo llevados a cabo en otras latitudes del mundo.

DISCUSIÓN

La determinación de las relaciones entre los distintos parámetros fisicoquímicos de la carne de conejo puede contribuir al desarrollo de métodos de referencia confiables para establecer su calidad en función de distintas variables como el pH, acidez y CRA evaluadas en el presente estudio. Las mediciones de acidez proporcionan información sobre la velocidad de la glucólisis post-mortem en el tejido muscular que se hace más ácido con una consecuente disminución del pH, el principal indicador de la

Cuadro 3. Propiedades fisicoquímicas de la carne de los conejos en estudio. Parámetro T0 T1 T2 pH 5,66 ± 0,18 5,64 ± 0,23 5,70 ± 0,22 Acidez titulable (%) 0,57 ± 0,07 0,58 ± 0,10 0,52 ± 0,12 Capacidad de retención de agua (%) 19,18 ± 1,02 18,15 ± 1,19 20,46 ± 1,16 Tratamiento control (T0): En base al alimento balanceado comercial (ABC) sin suplementación. Tratamiento 1 (T1): En base al ABC suplementado con 30% de mataratón y 10% de fibra de palma aceitera. Tratamiento 2 (T2): En base al ABC suplementado con 10% de mataratón y 30% de fibra de palma aceitera



calidad de la carne en función de su durabilidad, con valores de 6,10-6,90 inmediato a la matanza y de 5,70-5,80 luego de 24 horas (pH24) de enfriamiento (Bielański, 2004). La CRA constituye otra importante propiedad funcional de la carne que depende principalmente del pH, como una medida de los cambios post-morten que incluyen el tiempo de congelación entre los diferentes factores involucrados en la absorción/retención de agua por parte de las estructuras proteicas presentes en el tejido muscular (Huff-Lonergan y Lonergan, 2005; Micklander et al, 2005).

En relación con los resultados obtenidos en el presente estudio (Cuadro 3), los valores de pH son bastante próximos, para el mismo músculo longissimus dorsi (LD) y líneas cárnicas, a los reportados por Simonová et al. (2010) 5,61-5,71; Bianospino et al. (2006) 5,58-5,61; María et al. (2006) 5,83-5,86; Lambertini et al. (2004) 5,83-5,90; Pla et al. (1999) 5,75-5,89 y Gondret et al. (2005) reportaron un pH de 5,74. No obstante, recientemente Cury et al. (2011) reportaron un valor de 6,22 para este músculo; mientras que Metzger et al. (2003) encontraron valores entre 6,41 y 6,45 que son ligeramente más altos en comparación con el presente estudio.

Ariño (2006) señala que valores entre 5,50 y 6,10 son valores óptimos de pH en carne de conejo. Adicionalmente, a pesar de haberse realizado el análisis en el mismo músculo LD, el valor promedio (pH=5,96) para conejos de monte señalado por González-Redondo et al. (2007) resultó superior a los obtenidos en el presente trabajo (Cuadro 3), atribuyendo las diferencias a la raza de los animales empleados en cada ensayo señalando que los procedentes de granjas y criados de forma intensiva poseen pH inferiores que los obtenidos de la caza debido principalmente al estrés y consecuente consumo de ácido láctico durante su cacería.

Según Onega (2003) las carnes que poseen pH inferior a 5,50 son carnes que tienden a ser suaves, pálidas y con un porcentaje de pérdida de agua grande (exudativas); mientras que las carnes con pH superior a 6,10 son carnes oscuras, firmes y secas ya que el agua está fuertemente ligada a la proteína. El pH está relacionado con el metabolismo energético del músculo lo que representa un papel clave en el mantenimiento de la calidad de la carne durante su almacenamiento (Simonová et al., 2010), además de contribuir con un balance bacteriológico adecuado

gracias al efecto bacteriostático ejercido sobre la carne cuando los valores de pH son bajos (Dalle Zotte, 2002). Los valores bajos de pH (5,64 a 5,70) obtenidos en el presente estudio, pueden ser debido a la depleción del glucógeno del músculo durante su refrigeración (Simonová et al., 2010). El pH también afecta muchas de las propiedades de la carne tales como CRA y color incluyendo al de la carcasa; así, su pérdida de agua será mayor a medida que el pH disminuye debido a que las proteínas del músculo están más próximas al punto isoeléctrico resultando en un más bajo nivel de hidratación (Dalle Zotte et al. 1995) con un consecuente incremento en su luminosidad (Dalle Zotte y Ouhayoun, 1998); mientras que algunos reportes indican que hay una relación positiva entre el pH y el color oscuro de la carne (Dalle Zotte y Ouhayoun, 1998; Polak et al., 2006).

Los valores de acidez titulable obtenidos en el

presente trabajo (Cuadro 3), están en concordancia con los ya reportados, que generalmente suelen encontrarse en una proporción de 0,30 a 0,60 por cada 100 g de carne (Solis, 2005), pero tienden a ser mayores cuando los animales han sido sacrificados bajo condiciones de estrés, debido a que hay mayor esfuerzo físico y una mayor producción de ácido láctico muscular. Otro factor que puede afectar es el grado de deterioro, ya que las enzimas y bacterias en sus procesos bioquímicos producen compuestos que pueden influir en el grado de acidez de la carne (Sánchez et al., 2009).

Sin embargo, estos porcentajes de acidez dan estabilidad bacteriológica debido a que las bacterias de la superficie de la carne son en gran parte las que limitan la vida útil de la carne fresca refrigerada. Estas bacterias, en su mayoría no toleran las condiciones ácidas. Por lo tanto, el ácido láctico acumulado en los músculos tiene un efecto conservador que prolonga la vida útil de la carne (Zimerma, 2007).

Con respecto a la CRA, los valores encontrados (Cuadro 3) tienen semejanza con los reportados por González-Redondo et al. (2007) de 17,98% para conejos de monte; son mayores a los resultados de María et al. (2006) de 13,57-13,77% y son bastante inferiores a los reportados por Ariño (2006), Hernández y Gondret (2006), Hernández et al. (2004), Ramírez et al. (2004) y Simonová et al. (2010), con valores entre 30,70 y 35,57%; respectivamente. Las diferencia que existen con



respecto a estos últimos autores, podrían atribuirse a la variedad de la raza, al método de descongelación de la carne e incluso al tiempo de refrigeración; ya que el frío es un factor físico que propicia la desnaturalización de las proteínas y el rompimiento de la estructura celular, facilitando así la salida del agua del tejido muscular con un mayor porcentaje de agua expelida (Vieira De Sousa, 2007).

CONCLUSIONES

En base a los resultados obtenidos en el

presente estudio, se puede inferir que las carnes provenientes de los conejos sometidos tanto a la dieta control (sólo ABC), como a las dietas suplementadas (ABC y follaje de mataratón/fibra de palma aceitera), son similares en cuanto a su calidad como alimento para el consumo humano en función de su pH, acidez titulable y CRA. Se recomienda continuar usando estos recursos como suplemento dietético en la experimentación cunícula con el fin de encontrar la opción más viable y rentable de producción, de modo que aquellos con escasos recursos económicos también tengan acceso a las grandes bondades y beneficios dietéticos de este tipo de carne.

AGRADECIMIENTO

Los autores expresan su agradecimiento al

Consejo de Investigación de la Universidad de Oriente, Venezuela, por el apoyo brindado a la presente investigación a través del proyecto CI-4-010201-1325/06.

LITERATURA CITADA

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Effects of raw and toasted Daniellia oliveri Rolfe seed meal as replacement for groundnut meal on the performance of broiler chickens

Efectos de la harina de semillas de Daniellia oliveri (Rolfe) cruda y tostada sobre el comportamiento de pollos

de engorde

Cletus Otu OBUN 1 and Olajide Ayorinde ADEYEMI 2

1Department of Animal Production Technology, Federal College of Wildlife Management, PMB 268, New Bussa, Niger State, Nigeria and 2Department of Animal Production and Health, College of Animal Science and

Livestock Production, University of Agriculture, P. M. B. 2240 Abeokuta, Ogun State, Nigeria. E-mails: [email protected] and [email protected] Corresponding author


ABSTRACT

Two hundred and ten one-day-old Arbor Acres broiler chicks were used to assess different level of introduction of raw and toasted Daniellia oliveri seed meal (DOSM) on the performance, haematological, and some biochemical indices on chicks. Seven dietary treatments that contained 0% (Control), raw DOSM (2.5, 5.0 and 7.5%) and toasted DOSM (2.5, 5.0 and 7.5%) were assigned to seven groups of 30 birds each, replicated thrice with 10 birds per replicate in a completely randomized design. Chemical analysis indicated that raw DOSM contained 26.50% crude protein (CP), 6.02% crude fibre (CF), 4.30% ether extract (EE), 4.06% ash and 47.47% carbohydrate contents. The results indicated that toasting DOSM reduced (P < 0.05) the CF to 3.19%, ash to 2.8% and nitrogen free extracts (NFE) to 40.51% while, CP (28.60%) and EE (7.85%) contents increased. The raw DOSM contained some anti-nutritional factors (ANF) such as tannin (2.23 mg/100 g), phytic acid (30.39 mg/100 g), oxalate (20.02 mg/100 g), hydrocyanide (6.05 mg/100 g) and saponin (2.08 mg/100 g). Toasting the raw DOSM was shown to eliminate (P < 0.05) the ANF almost completely. Performance data indicated that body weight gain (BWG) and feed conversion ratio (FCR) were significantly (P<0.05) better in broiler chicks fed on 0 and 2.5% raw DOSM and all levels of toasted DOSM diets than those fed on the 5.0 and 7.5% raw DOSM-based diets. The results of the packed cell volume, red blood cell count, white blood cell count, haemoglobin, serum protein, albumin, glucose and cholesterol of birds fed on the 0 and 2.5% raw and all three levels of toasted DOSM diets were similar (P > 0.05) but, better (P < 0.05) than those fed on 5.0 and 7.5% raw DOSM. The inclusion of 5.0 and 7.5% raw DOSM significantly (P<0.05) decreased BWG, FCR, nutrient digestibility, haematological and biochemical indices. From the results, it was concluded that inclusion of 2.5% raw DOSM and up to 7.5% level toasted DOSM as a replacement for groundnut meal in broiler chicks’ diet has no adverse effects on the performance, haematological and biochemical indices. Key words: Daniellia oliveri seed, anti-nutrients, broiler chicks, performance, blood profile.

RESUMEN Doscientos diez pollos de engorde Arbor Acre de un día de edad se utilizaron para determinar diferentes niveles de introducción de la harina de semilla cruda y tostada de Daniellia oliveri (HSDO) sobre el rendimiento, la hematología y algunos índices bioquímicos. Siete dietas de tratamiento que contenían 0% (Control); 2,5; 5,0 y 7,5% de HSDO cruda y 2,5; 5,0 y 7,5% de HSDO tostada, respectivamente, se asignaron al azar a siete grupos de 30 aves cada uno, repetido tres veces con 10 aves por repetición en un diseño completamente aleatorizado. El análisis químico indicó que la HSDO cruda tuvo: 26,50% de proteína cruda (PC); 6,02% de fibra cruda (FC); 4,30% de extracto etéreo (EE); 4,06% de cenizas y 47,47% de carbohidratos. Los resultados de la FC (3,19%), cenizas (2,8%) y extractos libres de nitrógeno (40,51%) se redujeron después del tostado, mientras la PC (28,60%) y el EE (7,85%) se incrementaron. La HSDO cruda tuvo algunos factores anti nutricionales (FAN) tales como: taninos (2,23 mg/100 g), ácido fítico (30,39 mg/100 g), oxalato (20,02 mg/100 g), hidrocianida (6,05 mg/100 g) y saponina (2,08 mg/100 g). El tratamiento de tostado eliminó casi por completo los FAN de las semillas. Los datos de rendimiento indicaron que la ganancia de peso corporal (GPC) y el índice de conversión alimenticia (ICA) fueron significativamente (P < 0,05) mejores en los pollos de engorde alimentados con 0,0 y 2,5% de HSDO cruda y en todos los niveles de las dietas con HSDO tostado que aquellos de las dietas basadas en 5,0 y 7,5% de HSDO tostado. Los resultados del hematocrito, recuento de glóbulos rojos, recuento de glóbulos blancos, hemoglobina, proteína sérica, albúmina, glucosa y colesterol de las aves alimentadas con 0 y 2,5% de HSDO cruda y en todos los niveles de las dietas con HSDO tostada no mostraron ningún efecto significativo (P > 0,05) entre sí, pero difirieron (P < 0,05) respecto a aquellas de 5,0 y 7,5% de HSDO cruda. La inclusión de HSDO cruda a 5,0 y 7,5% significativamente (P < 0,05)

Obun y Adeyemi. Effects of raw and toasted Daniellia oliveri seed meal as replacement for groundnut meal on chickens


disminuyó la GPC, el ICA, la digestibilidad de los nutrimentos y los índices hematológicos y bioquímicos. A partir de los resultados, se puede concluir que la inclusión de HSDO cruda a 2,5% y de HSDO tostada hasta 7,5% como un reemplazo de la harina de maní en la dieta de pollos de engorde no tiene efectos adversos sobre el rendimiento y los índices hematológicos y bioquímicos. Palabras clave: Semillas de Daniellia oliveri, factores anti nutricionales, pollos de engorde, rendimiento, perfil sanguíneo.

INTRODUCTION

The feed industry is faced with enormous challenges, not only regarding the availability of feed ingredients but also the ability to produce high quality products in a cost-effective manner (Chauynarong et al., 2009). Less developed countries, including, Nigeria are facing serious competition between humans and animals (especially, the monogastric animals) for available conventional foodstuffs (Muriu et al., 2002; Teguia and Beynen, 2005). This problem is exacerbated by the high cost of feeding, and consequently, the resulting animal products (Opara, 1996). Increased competition for available conventional feeds and scarcity of food have both led to nutritionists, scientists and agriculturists having the need for research into the use of unconventional feedstuffs with no competition with man, that could meet the nutritional needs of livestock and possibly substitute more expensive protein (groundnut cake and soybean meal) and energy sources (maize) in the future (Onyimonony and Onukwufor, 2003). Legumes are rich sources of nutrients especially amino acids and minerals (Ragab et al., 2010). Incorporation of some processed wild legume seed meals such as Detarium microcarpum, Parkia biglobosa and Afzelia africana into broiler diet have been investigated with positive results on performance (Obun and Ayanwale, 2006; 2007; Obun, 2007; Ayanwale et al., 2007).

Daniellia oliveri is commonly known as

Copaiba balsam, ‘Maje’ in Hausa, ‘iya’ in Yoruba, ‘Ozabwa’ in Igbo and belongs to the family of Fabaceae (subfamily Caesalpinioideae). It is an evergreen plant that grows abundantly in bush fallows, secondary bushes and marginal lands in most of the savannah zones of Nigeria. Different parts of the plant are used for different purposes including mulching and fodder (leaves and twigs), firewood and ethno-medicine (stem and root) (Adekunle and Oyerinde, 2004; Hassan et al., 2008; El-Mahmood et al., 2008). The seeds have very low preference as a human food value or in industrial use till now and could, therefore, form an alternative feed ingredient for livestock production. Some previous studies (Hassan et al., 2008; El-Mahmood et al., 2008)

concentrated on the nutrients and anti-nutrients of the seeds. Nutritionally, D. oliveri on dry matter basis have been reported to contain 57.84% carbohydrate, 0.60% crude fibre, 27.74 % crude protein, 9.67% lipid and 4.17% ash (Hassan et al., 2008). However, the presence of anti-nutritonal substances such as phytate, oxalate, hydrocyanide, tannin and nitrate in the seeds hinder animals from benefitting from it nutritionally (Hassan et al., 2008; El-Mahmood et al., 2008). Different traditional processing methods such as roasting, toasting, cooking and fermenting were pronounced that they reduce anti-nutritional factors and raise nutrients bioavailability (Ragab et al., 2010). Generally, there is a very limited number of documentation on the utilization of D. oliveri seed meal by poultry. Thus, this study was embarked upon to investigate the effects of feeding graded levels of raw and toasted D. oliveri seed meal on broiler chicks’ performance, haematological and biochemical indices.

MATERIALS AND METHODS

Study site

This study was conducted at the Poultry Unit of the Teaching and Research Farm, Federal College of Wildlife Management (FCWM), New Bussa, Niger State, Nigeria. The poultry building is an open sided type that permits adequate ventilation in the house, with a concrete floor and zinc-roofing sheet. New Bussa is located between latitudes 7°31' and 10°00'N and longitude 4°30' and 4°33'E (Adewetan et al., 1980) in the savanna area of the Kainji Lake Basin. The climate of the area is tropical with monthly average temperature of 34 °C and mean annual relative humidity of 60%. Source and processing of seed

D. oliveri seeds were obtained from the Reserved Estate College which dropped naturally after maturity between April and June, 2011. The seeds were cleaned of dirt and shared into two portions. One portion was ground raw to form raw D. oliveri seed meal (RDOSM). The second portion was toasted using fire wood with iron pot mixed with sand



and seeds in a ratio 1:2 weight for weight. The seeds were turned while, still on fire until the seeds cracked open and the white endosperm turned crispy brown after about 30-35 minutes of toasting. The toasted seeds were cleaned of dirts, decorticated and ground in a hammer mill (Model W-6-H, Buffalo NY 14206) to pass through a 0.02 mm sieve particle size as the toasted D. oliveri seed meal (TDOSM). Experimental diets

The raw and toasted D. oliveri seed meals (DOSM) were used to replace groundnut cake (GNC) at 0, 2.5, 5.0, and 7.5 % levels in broiler chicks’ diets on protein equivalent basis and presented as diets 1 (0% as control), 2, 3, 4, 5, 6 and 7 (Table 1).

Experimental design and management of birds

A total of 210 one-day-old Arbor-Acres broiler chicks were used in this study. The 210 broiler chicks were, randomly, allotted into seven treatment groups in a completely randomized design. Each treatment group consisted of 30 broiler chicks, replicated three times with 10 birds comprising each replicate. The birds were managed in deep litter poultry house with dimensions of 2.5 x 2.0 m each for eight weeks experimental period. Body weight, feed intake and mortality were recorded on weekly basis for each replicate while feed conversion ratio was obtained as a ratio of feed intake: weight gain. Feed and water were provided ad libitum. Newcastle disease vaccinations were administered at weeks 1

Table 1. Composition and calculated composition of broiler starter (S) and finisher (F) diets made from graded levels of raw

and toasted Daniellia oliveri seeds as replacement for groundnut meal Control Raw seed meals Toasted seed meals Diets 1 2 3 4 5 6 7 Ingredients (%) S F S F S F S F S F S F S F Maize 53.0 55.0 52.0 55.0 52.0 55.0 52.0 55.0 52.0 55.0 52.0 55.0 52.0 55.0 Wheat offal 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 Groundnut cake 30.0 28.0 27.5 25.5 25.0 23.0 22.5 20.5 27.5 25.5 25.0 23.0 22.5 20.5 D. oliveri seed meals 0.0 0.0 2.5 2.5 5.0 5.0 7.5 7.5 2.5 2.5 5.0 5.0 7.5 7.5 Fish meal 3.0 2.0 4.0 2.0 4.0 2.0 4.0 2.0 4.0 2.0 4.0 2.0 4.0 2.0 Bone meal 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 Lysine 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Methionine 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Salt 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Premix †‡ 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Calculated analysis (% dry matter) Crude protein 22.45 19.63 22.56 19.56 22.10 19.52 21.60 19.45 22.90 19.50 22.20 19.47 21.70 19.40 Crude fibre 3.44 3.75 3.48 4.20 3.50 4.20 3.50 4.20 3.41 4.20 3.40 4.21 3.29 4.20 ME (kcal/kg) 2873 2872 2880 2870 2892 2856 2881 2860 2870 2840 2893 2854 2876 2825 Analyzed composition (% dry matter) Dry matter 87.32 89.60 86.20 90.34 86.00 90.20 88.00 89.70 86.40 89.50 89.00 90.04 89.00 89.63 Crude protein 22.03 19.50 22.17 19.30 22.00 19.52 22.08 19.34 22.33 19.28 22.05 19.11 21.88 19.00 Crude fibre 3.50 4.40 3.54 4.60 3.56 4.62 3.60 4.67 3.57 3.98 3.48 4. 23 3.64 4.36 Ash 3.20 3.44 3.44 3.65 3.28 4.00 3.48 3.90 3.45 3.75 3.30 3.88 3.46 3.85 Ether extract 4.65 4.76 4.60 3.91 4.54 3.57 3.77 3.80 4.50 4.00 4.32 4.14 4.07 3.98 ME: Metabolisable energy † Premix for S diets provided per kg diet: Vitamin A 15,000 I. U., Vitamin D3 3,000 I. U., Vitamin E 15 I.U., B12 0.013 mg,

Vitamin K 4 mg, Riboflavin 10 mg, Folic acid 2 mg, Nicotinic acid 44 mg, Pantothenic acid 13 mg, Biotin 0.064 mg, Vitamin B1 2.2 mg, Vitamin B6 5.5 mg, Choline Chloride 350 mg, Copper 6.25 mg, Iodine 1.5 mg, Zinc 62.5 mg, Manganese 62.5 mg, Selenium0.1 mg, BHT (Antioxidant) 100 mg, Zinc Bacitracin 10 mg.

‡ Premix for F diets provided per kg: Vit. A 10000 IU, Vit. B 2000 IU, Vit. E 13000 IU, Vit. K 1500mg, Vit. B12 10mg,

Riboflavin 5000mg, Pyridoxine 1300mg, Thiamine 1300mg, Panthothenic acid 8000mg, Nicotinic acid 28000mg, Folic acid 500mg, Biotin 40mg, Copper 7000mg, Manganese 48000mg, Iron 58000mg, Zinc 58000mg, Selenium 120mg, Iodine 60mg, Cobalt 300mg, Choline 27500mg



and 2 while infectious bursa disease vaccination was given at 2 weeks of age. Nutrient retention trial

The study on apparent nutrient digestibility

was carried out at the end of the 8th week of the experimental period. Three birds per replicate were, randomly, selected and transferred to metabolic cages for four days adaptation period and four days total collection of the droppings. The droppings were oven-dried, bulked and representative samples were taken for chemical analysis. The percentage of the nutrients (DM, crude protein, crude fibre, ash and ether extracts) were estimated according to the procedures described by McDonald et al. (2002) as shown below:

Nutrient intake – Nutrient in faeces 100Digestibility coefficient = x Nutrient intake 1

Haematological and biochemical indices

About 5 mL of blood sample was collected from the jugular vein of each slaughtered chicken and put into two sets of seven sterilized glass tubes/bottles containing Ethylene Diaminetetra-acetic Acid (EDTA) for the haematological study. On the other hand, blood samples meant for serum biochemical studies were collected into plain vacutainers (without anticoagulant) to enhance serum separation. Serum was obtained by centrifugation and the harvested serum samples were used for analysis. The packed cell volume (PCV), red blood cells (RBC), haemoglobin (Hb), and white blood cells (WBC) were analyzed according to Schalm et al. (1975) methods. The blood serum was also used to determine serum total protein (STP) following the Kjeldahl method as described by Kohn and Allen (1995). Albumin was determined using the BCG (bromocresol green) method as described by Peters et al. (1982). Glucose and cholesterol were analyzed using Sigma assay kits as described by Coles (1986). Chemical analysis

Samples of D. oliveri seeds, experimental diets and faecal droppings were analyzed, on dry matter basis, for proximate composition according to A.O.A.C (1990) procedures. The raw and toasted seeds were analyzed for tannin using the modified Vanillin assay (Price et al., 1978), oxalate by Day and Underwood (1986) procedure, phytate by Reddy and

Love (1999) method, saponin by Hudson and El-Difrawi (1979) and hydrogen cyanide by AOAC (1990) method. Statistical Analysis

Data obtained were subjected to analysis of variance procedures and treatment means were compared by Duncan’s Multiple Range Test at 0.05 probability level (Duncan, 1955) using SPSS 10.0.

RESULTS The results of the chemical analysis indicated

that raw DOSM contained 26.50% crude protein, 6.02% crude fibre, 4.30% ether extract, 4.06% ash and 47.47 % carbohydrate on dry matter basis. After toasting, the crude fibre (3.19%), ash (2.8%) and nitrogen free extracts (40.51%) were reduced while, the crude protein (28.60%) and ether extract (7.85%) increased (P < 0.05). The raw DOSM contained tannin (2.23 mg/100 g), phytic acid (30.39 mg/100 g), oxalate (20.02 mg/100 g), hydrocyanide (6.05 mg/100 g) and saponin (2.08 mg/100 g) while toasting treatment eliminate almost completely the anti nutritional compounds in the seeds (Table 2).

Feed intake did not significantly differ (P >

0.05) among the treatment groups (Table 3). However, birds fed on the 5.0 and 7.5% dietary inclusion of raw DOSM had lower feed intake compared to those fed on 0 and 2.5% raw DOSM and all levels of toasted DOSM (2.5, 5.0 and 7.5%). The growth rates and feed conversion ratio of the birds on 0 and 2.5% raw DOSM and toasted DOSM diets were Table 2. Proximate composition and anti-nutrients of raw

and toasted Daniellia oliveri seed meals. Fraction (%) Raw Toasted Dry matter 88.00 82.95 Crude protein 26.15 28.60 Crude fibre 6.02 3.19 Ether extract 4.30 7.85 Ash 4.06 2.80 Nitrogen free extracts 47.47 40.51 Calcium 1.44 1.21 Phosphorus 0.37 0.22 Metabolites (mg/100 g) Phytic acid 30.39 0.01 Oxalate 20.02 - Saponin 2.08 - Hydrocyanide 1.05 - Tannin 2.23 -



not significantly differ (P > 0.05) and significantly better (P < 0.05) when compared to those fed on 5.0 and 7.5% raw DOSM diets. Mortality increased (P < 0.05) with increasing levels of raw DOSM in the diets.

The nutrient retention of dry matter, crude

protein, crude fibre, fats and ash contents of birds fed on 5.0 and 7.5% raw DOSM decreased with increasing inclusion levels while, other diets were similar (P > 0.05) to the control diet (Table 4).

Data on haematological and biochemical

indices are presented in Table 5. The obtained results showed that only for diet 2, PCV (30.21%), RBC (2.76×106 mm3), Hb (10.21g/dL) and WBC (20.00×106 mm3) values did not statistically differ (P > 0.05) with those of the Control group and toasted DOSM groups but differed significantly (P < 0.05) from the other groups. Total protein, albumin, cholesterol and glucose of birds fed on 1, 2, 5, 6 and 7 diets were not significantly differ (P > 0.05) but differed significantly (P < 0.05) superior compared to those fed on 3, 4 and 5 diets which were depressed.

DISCUSSION

The proximate composition of raw D. oliveri seeds for dry matter (88%), crude protein (26.15%) and ash (4.06%) is similar to values reported by Hassan et al. (2008) but disagrees with their lower value of 0.6% crude fibre and high values of 9.67% for fats. However, the nitrogen free extracts values of 47.47 and 40.51% for raw and toasted seeds are lower compared to the value of 57.84% reported by Hassan et al. (2008). The variations in values of some chemical compositions may be attributed to differences in processing methods, geographical location and the conditions under which the D. oliveri trees were grown.

The high feed intake with increase in dietary level of toasted DOSM up to 7.5% inclusion could be due to better detoxification of the anti-nutrients by thermal (toasting) processing of the seeds. However, the significant decline in feed intake at 5.0 and 7.5 % dietary inclusion of raw DOSM could be attributed to the presence of some anti-nutritional factors (ANF), which are thought to be prevalent in most raw legume

Table 3. Performance of broiler chicks fed graded levels of raw and toasted Daniellia oliveri seed meals (DOSM) as

replacement for groundnut meal. Parameters

Diets 1 2 3 4 5 6 7 SEM

Initial body weight (g) 40.03 40.00 40.01 40.00 40.00 40.02 40.00 0.00 Final body weight (g) 2102a 2066a 1573c 1308d 2087a 2068a 2065b 121.10 Body weight gain (g) 2062a 2026a 1533d 1268e 2047a 2028.0a 2025b 121.10 Daily weight gain (g) 36.8a 36.2a 27.4b 22.6b 36.6a 36.2a 36.2a 2.17 Feed intake (g/day) 80.54a 80.14a 76.30 b 71.43c 80.25a 79.46a 79.82a 1.26 Feed conversion ratio 2.19a 2.20a 2.78b 3.16c 2.19a 2.20a 2.20a 0.15 Mortality (%) 3.33 - 16.67 26.67 - - 6.67 - Means with different letters on the same row differ per P < 0.05 Diets: 1 (0%); 2, 3 and 4 (2.5, 5.0 and 7.5% raw DOSM, respectively) and 5, 6 and 7 (2.5, 5.0 and 7.5% toasted DOSM, respectively). Table 4. Nutrient retentions of broiler chicks fed graded levels of raw and toasted Daniellia oliveri seed meals (DOSM) as

replacement for groundnut meal (% DM basis). Parameters

Diets 1 2 3 4 5 6 7 SEM

Dry matter 89.2a 84.6a 75.0b 72.6b 86.1a 86.1a 85.3a 2.38 Crude protein 81.4a 78.0a 67.1b 61.0b 80.0a 79.6a 79.0a 3.00 Crude fibre 78.0a 70.6a 64.2b 62.0b 77.3a 77.0a 74.0a 2.47 Fats 77.0a 71.1a 63.8b 60.0b 76.9a 77.0a 73.0a 2.59 Ash 69.0a 68.4a 57.5b 52.1b 70.0a 71.2a 69.7a 2.82 Means with different letters on the same row differ per P < 0.05 Diets: 1 (0%); 2, 3 and 4 (2.5, 5.0 and 7.5% raw DOSM, respectively) and 5, 6 and 7 (2.5, 5.0 and 7.5% toasted DOSM, respectively).



feedstuffs (D'Mello, 1982). The low feed intake could, probably, be caused by an astringent taste induced by tannins in raw DOSM as reported by Van Soest (1994). The decrease in body weight and weight gain with increase levels of RDOSM diets (5.0 and 7.5%) could be attributed to the low feed consumption and poor feed utilization by the birds. Tannins and other phytochemical compounds such as saponins, oxalates and phytates could have played a role in depressing growth of birds (Zdunczyk et al., 1997).

The high mortality observed in birds fed 5.0% and 7.5 % raw DOSM is in line with earlier reports by Osagie (1998) who noticed that, prolonged effects of consumption of ANF sometimes are capable of precipitating deleterious effects in man and animals, with manifestable toxicity ranging from severe reduction in feed intake and nutrient utilization to profound neurological effects culminating in death.

The enhanced nutrient digestibility in broilers

fed TDOSM compared to diets 3 and 4 containing5.0% and 7.5 % raw DOSM is an indication that toasting the seeds improved the quality of the meals making them non-toxic, digestible and absorbable. The reduction in nutrients utilization in birds on the 5.0 and 7.5% RDOSM may be ascribed to the presence of anti-nutritional substances in the diets. This finding is in agreement with an earlier report by Ihekoronye and Ngoddy (1985) who mentioned that some of these active principles interfere with digestive processes thereby preventing efficient utilization of the legume protein.

The observed decrease in PCV, haemoglobin and RBC values for the birds fed diets 3 and 4 compared with the others might indicate an immunological response to the presence of ANF in the feeds and a poor protein utilization (Apata, 1990). The higher values of WBC for birds on the 5.0 and 7.5% RDOSM when compared to other diets might be attributed to the immune system of the birds attempting to detoxify the ANF in the feed. Anti-nutritional factors have been reported to exert negative effects on some haematological parameters. Saponin is known to cause erythrocyte haemolysis and reduction of blood (Cheeke, 1996). The low score in the vale of erythrocytes of broilers fed the 5.0 and 7.5% RDOSM, therefore, confirms the report by Tacon (1992) who found that nutritionally deficient diets cause decrease in haemoglobin concentration, heamatocrit and red blood cell counts. Hackbath et al. (1983) reported that increased RBC values are associated with high quality dietary protein and disease-free animals, as observed in the control, 2.5% RDOSM and all three levels TDOSM diets.

The low values of total protein, albumin,

cholesterol and glucose recorded by birds on the 5.0 and 7.5% RDOSM diets attested to the nutritional inadequacy of RDOSM in meeting the protein needs of broilers. These low values are in agreement with earlier findings by Onifade and Tewe (1993) who found that the quality of dietary protein influenced their values. Similarly, the low cholesterol and glucose concentration indicates the possibilities of birds having anorexia, liver dysfunction and mal-absorption of fat, which are some of the symptoms of

Table 6. Haematological and some serum biochemical indices of broiler chicks fed graded levels of raw and toasted Daniellia oliveri seed meals (DOSM) as replacement for groundnut meal.

Parameters

Diets 1 2 3 4 5 6 7 SEM

Packed cell volume (%) 31.3a 30.2a 26.7ab 25.1b 31.7a 31.0a 29.0a 0.96 Haemoglobin (g/dL) 11.0a 10.2a 7.5b 6.3b. 10.9a 10.5a 10.3a 0.70 White blood cells (×106 mm3) 19.3b 20.0b 25.1a 28.5a 19.0b 19.2b 19.0 1.43 Red blood cells (×106 mm3) 2.87 2.76 2.40 2.31 2.88 2.78 2.89 0.91 Total protein (g/dL) 5.0a 5.0a 3.6b 3.3b 4.9a 4.9a 4.9a 0.29 Albumin (g/dL) 2.9a 2.8a 2.2b 2.1b 2.7a 2.7a 2.66a 0.11 Cholesterol (mg/dL) 130.0a 127.2a 94.1b 82.4b 129.5a 128.8 126.4a 7.52 Glucose (mg/dL) 176.3a 171.0a 150.0b 142.2b 170.0a 172.0a 168.5a 4.86 a,bMeans on the same row with different superscripts are significantly different (P<0.05) Diets: 1 (0%); 2, 3 and 4 (2.5, 5.0 and 7.5% raw DOSM, respectively) and 5, 6 and 7 (2.5, 5.0 and 7.5% toasted DOSM, respectively).



abnormal glucose and cholesterol metabolism in the body as well as their levels in the blood (Bush, 1991).

CONCLUSION

It can be concluded that broiler chickens

could tolerate up to 2.5% raw and up to 7.5% toasted DOSM in the diets without any adverse effect on palatability, survivability, performance and blood profiles. Further research is therefore recommended on higher inclusion levels.

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Short Communication


Study of the haematological and biochemical values and gastrointestinal and haemoparasites in racing pigeons (Columba livia) in Owerri, Imo State, Nigeria

Estudio de los valores hematológicos y bioquímicos y parásitos gastrointestinales y sanguíneos en palomas

(Columba livia) criadas en Owerri, Estado de Imo, Nigeria Maxwell N. OPARA, Ifeanyi Princewill OGBUEWU , L. NJOKU, E. K. IHESIE and Idorenyin

Friday ETUK Department of Animal Science and Technology, Federal University of Technology, P. M. B. 1526, Owerri, Imo

State, Nigeria. E-mail: [email protected], [email protected] Corresponding author


ABSTRACT The study was conducted to determine the blood chemistry, and naturally occurring haemo and gastrointestinal parasites of rearing pigeons (Columba livia) in Owerri, Imo State, Nigeria. The packed cell volume, white blood cell, red blood cell, mean cell volume, mean haemoglobin concentration and total bilirubin values of the female pigeons were significantly (p < 0.05) different from their male counterparts. All the other haematological and serum biochemical parameters measured were similar (p > 0.05) between the two groups. Out of 150 pigeons examined for prevalence of parasites, 70 (46.7%) of them were infected with gastro-intestinal parasites, of which 30 (42.9%) were males and 40 (57.1%) females. Four gastrointestinal parasites were identified, with Trichomonas sp. returning the highest prevalence of 42.8%, followed by Eimeria sp. (28.6%), while coccidian oocysts and Ascaridia sp. each gave the prevalence rate of 14.3%. Results of haemo-parasitological examination of thin blood smears revealed haematozoa of two genera: Haemoproteus sp. and Plasmodium sp. The haemo-parasitological examination revealed that Haemoproteus sp. was more common, with the prevalence of 30 (75.0%) for males and 70 (87.5%) for females. Plasmodium sp. gave prevalences of 10 (25.0%) for both, male and female. Fecal cultures recorded high growth of bacterial organisms, of which the prevalence for Proteus sp. was 130 (86.7%), while Enterococcus sp. was 20 (13.3%). Overall, 40.0% of the pigeons had bacterial infections. It is concluded that there was high prevalence of gastrointestinal and haemoparasites in rearing pigeons in Owerri, Imo State, Nigeria. However, these parasites did not cause any observable clinical effects in the serum biochemical and haematological parameters of the pigeons. Key words: Pigeons, haematology, serum biochemistry, haemoparasites, gastrointestinal parasites

RESUMEN

El estudio se realizó para determinar la química sanguínea y los parásitos sanguíneos y gastrointestinales que se encuentran naturalmente en palomas (Columba livia) criadas en Owerri, Estado de Imo, Nigeria. Los valores de hematocritos, glóbulos blancos, volumen promedio de células, concentración promedio de hemoglobina y bilirrubina total de las palomas femeninas fueron significativamente (p < 0,05) diferentes de sus contrapartes masculinos. Todos los demás parámetros hematológicos y bioquímicos séricos medidos fueron similares (p > 0,05) entre los dos grupos. De las 150 palomas examinadas para prevalencia de parásitos, 70 (46,7%) de ellas estaban infectadas con parásitos gastrointestinales, de los cuales 30 (42,9%) fueron masculinos y 40 (57,1%) femeninas. Se identificaron cuatro parásitos gastrointestinales, siendo Trichomonas sp. el de mayor prevalencia (42,8%), seguido por Eimeria sp. (28,6%), mientras oocistos de coccideos y Ascaridia sp. cada uno dio una prevalencia de 14,3%. Los resultados del examen hemo-parasitológico de frotis finos de sangre revelaron los hematozoarios de dos géneros: Haemoproteus sp. y Plasmodium sp. El examen hemo-parasitológico reveló que Haemoproteus sp. fue el más común, con una prevalencia de 30 (75,0% para los machos y 70 (87,5%) para las hembras. Plasmodium sp. dio prevalencias de 10 (25,0%) para ambos, machos y hembras. El cultivo de heces registró un alto crecimiento de organismos bacterianos, de los cuales la prevalencia de Proteus sp. fue de 130 (86,7%), mientras que Enterococcus sp. fue 20 (13,3%). El 40,0% de las palomas tuvo infecciones bacterianas. Hubo una alta prevalencia de parásitos gastrointestinales y sanguíneos en palomas criadas en Owerri, Estado de Imo, Nigeria. Sin embargo, estos parásitos no causan ningún efecto clínico observable en los parámetros séricos bioquímicos y hematológicos de las palomas. Palabras clave: Palomas, hematología, bioquímica sérica, hemoparásitos, parásitos gastrointestinales

INTRODUCTION Parasites are endemic in Africa, Central and South America, certain Caribbean islands and parts of

Asia, where vectors of all types transmit them. Over 65 species of parasites have been isolated from birds and only few species are the most pathogenic (Springer, 1991). The parasites infect domestic

Opara et al. Study of the haematlogical and biochemical values and gastrointestinal and haemoparasites in pigeons, Nigeria


chickens, penguins, ducks, canaries, falcons, pigeons and several marine avifauna (Brossy, 1992; William, 2005). In the infected birds, the clinical disease is associated with fever, depression, anorexia, loss of body weight, dyspnea, hepatomegaly, splenomegaly, ocular haemorrhage, haemolytic anaemia, haemoglobinuria, leukocytosis, lymphocytosis, hypoalbuminaemia, nephritis, fatty liver, oedema of the lungs, hydropericardium and occlusion of capillaries of the brain (Jordan and Pattison, 1998; Aiello, and Mays, 1998; William, 2005). Bui et al. (2005) recently reported 3.0 % prevalence of pigeons with Plasmodium sp. in Maiduguri, Nigeria. This paper reports the prevalence of gastrointestinal and haemoparasite infections in domesticated pigeons in southeastern Nigeria and the effects of infection on the haematology and serum biochemical characteristics of the birds. Blood acts as pathological reflector of the status of exposed animals to pathogenic organisms (Joshi et al., 2002). Examining blood for their constituents can provide important information for the diagnosis and prognosis of diseases in animals. Therefore, for many reasons, there is a need to ascertain the parasite spectrum of pigeons in Imo State, Nigeria. This study was therefore designed to determine the haematological and serum biochemical characteristics and the prevalence of gastrointestinal and haemoparasites of pigeons.

MATERIALS AND METHODS Animals

This research was carried out in the Poultry Unit of the Teaching and Research Farm, Department of Animal Science and Technology, Federal University of Technology, Owerri, Imo State. Imo state (4º4' – 6º3' N, 6º15' – 8º15' E) is situated in south-eastern agro-ecological zone of Nigeria. The mean annual rainfall, temperature range and humidity range of the area were 2500 mm, 26.5 - 27.5 ºC and 70 - 80 %, respectively.

One hundred fifteen mature pigeons (100

females and 50 males) used for the study were procured from Relief Market in Owerri, Imo State, Nigeria. They were kept in metallic cages within the Poultry Unit of the Department of Animal Science and Technology, Federal University of Technology, Owerri. The experimental pigeons were fed with

commercial poultry feed (Vital Feed) and were allowed unrestricted access to clean water and feed throughout the study in order stabilize for a period of 14 days.

Blood collection

Blood samples were collected via brachial vein into heparinized and non-heparinized bottles for haematology and serum biochemistry, respectively. Serum was separated from the clotted blood in the non - heparinized bottles and centrifuged into clean bottles for biochemical analysis. Determination of haemoglobin (Hb) concentration was done as described by Schalm et al. (1975) using the cyanomethhaemoglobin method. Packed cell volume (PCV) was done by conventional method of filling the capillary tubes with venous blood as described by Schalm et al. (1975). Red blood cell (RBC) and white blood cell (WBC) counts were determined by the haemocytometer method as described by Coles (1986). Total leukocytes and leukocyte differential counts were similarly evaluated. The serum total protein was measured using Biuret method while serum albumin was measured by Colorimeter using the Sigma diagnostics albumin reagent (Sigma Diagnostic, United Kingdom) containing Bromocresol green. Aspartate aminotransferase (AST), Alkaline phosphatase (ALP) and Alanine aminotransferase (ALT) were determined using a photoelectric colorimeter (Gallenkamp and Sons Ltd; England) as described by Duncan et al., (1994). Serum urea and serum creatinine were evaluated similarly using photoelectric colorimeter as described by Toro and Ackermann (1975).

Haemoparasitological examination

About 2 ml of blood samples was collected via brachial vein puncture. Thin film and thick films of each blood samples were made with Leishman stain (thin film) and Giemsa stain (Thick stain) and allowed to dry for about 12 minutes and 16 minutes, respectively. Two growth media used for the study were blood agar and MacConkey agar. They were prepared according to the manufacturer’s instruction and thereafter sterilize by autoclaving at 121 ºC for 15 minutes in 15 pounds per square inch using autoclave. They were allowed to cool to 45 ºC on the workbench before plating out into the various Petri dishes at 15-20 ml following standard laboratory procedure. The dishes were inoculated with blood samples and incubated at room temperature for 5 days at the end of which they were examined for parasite growth using low and high power microscope.



Fecal collection

For each of the birds, after clinical examination, fecal samples were collected via the cloaca where possible or with a spatula for freshly voided faeces. The feacal sample were put into sterile sample bottles and identified appropriately. The samples were later taken to the laboratory within 3 hours of collection. Fecal examination

A drop of normal saline and an applicator stick was used to collect 2 grams of feaces. This was emulsified and covered with a cover slip. The identification of fecal bacteria was done using a standard microscope under × 10 magnification. A drop of lugols iodine was added to the cover slip and allowed to diffuse into the sample. The essence of using lugols iodine stain was to make the cysts of protozoa to be seen more clearly and also to differentiate them from the ova of helminthes. Data analysis

Data obtained on haematology and serum biochemistry were subjected to the Student’s test and results were considered significant at p < 0.05 (Elston and Johnson, 2008). The data obtained on gastro-intestinal and blood parasites were analyzed using simple descriptive statistics to obtain their prevalence.


Differences in the mean values for haematological parameters between the male and female pigeons during the study are shown in Table 1. The differences between male and female pigeons for Hb, mean cell haemoglobin concentration, differential white blood cell (heterophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils) and RBC were not significantly (p > 0.05) different. The higher percentage of heterophils as observed in the male pigeons when compared with the females agreed with findings of Oyawale (1994) who reported a similar value in laughing doves. The male sex hormone, testosterone was reported to be responsible for this higher heterophil counts in males (Short, 1980). The difference between the values for male (43.80 ± 4.64) and female (51.40 ± 2.21) for PCV was significantly (p < 0.05) different. The mean WBC value of male pigeons (0.64 ± 0.12) was significantly (p < 0.05) higher than that of the female pigeons (0.35 ± 0.07), whereas the mean cell volume and mean haemoglobin concentration values of the female pigeons was

significantly (p < 0.05) lower when compared with that of the male pigeons.

Table 2 shows the differences in mean values

for serum biochemical parameters during the study. The differences between male and female values for serum urea, serum creatinine, serum total protein, serum albumin and serum total bilirubin, serum conjugated bilirubin, serum globulin respectively were not significant (p > 0.05) whereas for serum total bilirubin was significant (p < 0.05). The serum sodium, serum potassium and serum chlorides values total were similar (p > 0.05) between the two treatment groups. Similarly, the differences between male and female values for serum ALP (276.80 ± 4.51 and 275.60 ± 2.93), serum AST (3.60 ± 0.81 and 3.20 ± 0.42) and serum ALT (14.40 ± 2.66 and 15.70 ± 0.84) were not significantly (p > 0.05) different. Table 3 showed the prevalence of parasites from the gastrointestinal tract of pigeons reared Imo State. Out of 150 pigeons examined for gastrointestinal parasites, 30 (42%) were seen in males while 40 (57%) were found in females. Four gastrointestinal parasites were found during this study. These were: Trichomonas sp. (42%), Eimeria sp. (28%), coccidian oocysts (14%) and Ascaridia sp. (14%) (Table 3). These results were in agreement with those reported by Keymer (1982) and Zwart Table 1. The mean values of haematological indices of

racing pigeons (Columba livia) in Owerri, Imo State, Nigeria.

Parameters Male (n = 50) Female (n = 100) PCV (%) 43.80 ± 4.64a 51.40 ± 2.21b RBC (× 106 / µl) 2.16 ± 0.14 2.16 ± 0.11 WBC (× 106 / µl) 0.64 ± 0.12a 0.35 ± 0.07b Hb (g / dl) 14.60 ± 1.49 17.12 ± 0.73 MCV (fl) 205.40 ± 23.38b 239.80 ± 9.11a MHC (pg) 68.40 ± 7.53b 80.00 ± 2.94a MCHC (g) 333.60 ± 1.66 333.50 ± 1.54 Heterophils (%) 42.20 ± 4.79 37.00 ± 2.11 Lymphocytes (%) 56.40 ± 4.61 59.40 ± 2.70 Monocytes (%) 1.20 ± 0.74 1.30 ± 0.30 Eosinophils (%) 0.00 ± 0.00 0.20 ± 0.13 Basophils (%) 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00

abMeans within a row with different superscript are significantly different at p < 0.05, according to Student's t-test. PCV - Packed cell volume, RBC - Red blood cell, WBC - White blood cell, Hb - Haemoglobin concentration, MHC - Mean haemoglobin concentration, MCV - Mean cell volume, MCHC - Mean cell haemoglobin concentration.



(1993) in Uganda. Generally more species were isolated in females than the males, with ascaridia and coccidian sp. being the only species not isolated in males.

Results from haemoparasitological examination of thin blood smears from racing pigeons revealed haematozoa of mainly two genera: Haemoproteus sp. and Plasmodium sp. (Table 3).

Out of the 150 pigeons examined for

haemoparasites, 120 (80.0%) were infected. Of those infected, 80 (66.7%) were females, while 40 (33.3) males. Two haemoaparasite species were found during this study: Haemoproteus sp. 90 (75.0%) and Plasmodium sp. 30 (25.0%). These results on type of haemoparasites species were in agreement with the studies done in Uganda by Dranzoa et al. (1999) who reported Haemoproteus sp. and Plasmodium sp. as the most common haemoparasites found in pigeons. Dranzoa et al. (1999) found Haemaproteus sp as the most prevalent (76.5%) of the two, the results that are comparable to our findings. Prevalence of Plasmodium sp. infection reported in this study was comparable to previous studies in other countries. In Ghana, Poulsen et al. (2000) reported a prevalence of 37%; in Zimbabwe, Permin et al. (2002) found a

prevalence of 35%; while in Malawi, Njunga (2003) reported a prevalence of 39.5%. Schultz and Whittington (2005) reported a prevalence of 87.5% in seabirds of South Africa. The slightly higher prevalence of haemoparasites in pigeons could be attributed in part to the unhygienic nature of the environment where these birds are kept. Cooper (1997) reported that pigeons often harbour zoonotic parasites some of which may be transmissible to humans in the African environment. Jacobs (1974) also observed that strains of Toxoplasma found in pigeons were morphologically and serologically identical with the virulent RH-human strain.

Following incubation of blood sample plated

on blood and MacConkey agar for 24 hours, this study found a heavy growth of 2 bacteria: Proteus sp 130 (86.7%) and Enterococcus sp 20 (13.3%). Of those infected, 80 (66.7%) were females, while 50 (38.5%) males (Table 3). Prevalence of Enterococcus sp was same between sexes. High bacteria infection frequently accompanies manifestations of poor health such as infectious diseases, malnutrition as well as poor sanitation.

CONCLUSION

This study demonstrated high prevalence of

both haemoparasites and gastro-intestinal parasites in rearing pigeons in Imo State, Nigeria. Based on the known pathologic effects of these parasites, the result of this study highlights the eminent dangers of these parasites of pigeons to human health.

Table 2. The mean values of serum biochemical and

enzyme parameters of racing pigeons (Columba livia) in Owerri Imo State, Nigeria.

Parameters Male (n = 50) Female (n = 100) Creatinine (mg/dl) 0.66 ± 0.09 0.56 ± 0.10 Urea (mg/dl) 6.50 ± 0.31 5.69 ± 0.38 Total protein (g/dl) 5.47 ± 0.17 5.31 ± 0.23 Albumin (g/dl) 4.62 ± 0.26 3.84 ± 0.15 Globulin (g/dl) 1.36 ± 0.31 1.47 ± 0.20 Albumin/globulin 3.26 ± 0.06 2.37 ± 0.05 TC (mg/dl) 68.80 ± 4.71 62.00 ± 2.96 TB (mg/dl) 1.64 ± 0.33b 1.53 ± 0.19a CB (mg/dl) 0.70 ± 0.12 0.63 ± 0.12 Sodium (mmol/l) 80.00 ± 4.06 83.00 ± 3.92 Potassium (mmol/l) 4.14 ± 0.22 4.71 ± 0.37 Chloride (mmol/l) 91.00 ± 5.05 87.80 ±4.23 ALT (μ/l) 14.40 ± 2.66 15.70 ± 0.84 AST (μ/l) 3.60 ± 0.81 3.20 ± 0.42 ALP (μ/l) 276.80 ± 4.51 275.60 ± 2.93 abMeans within a row with different superscript are significantly different at p < 0.05, according to Student's t-test. TC - Total cholesterol, TB - Total bilirubin, CB - Conjugated bilirubin, ALT - Alanine aminotransferase, AST - Aspartate aminotransferase, ALP - Alkaline phosphatase.

Table 3. Prevalence of gastrointestinal and blood parasites

and bacterial species in pigeons (Columba livia) in Owerri, Imo State, Nigeria. n = 150; male = 50 (33.3%), female = 100 (66.7%).

Gastrointestinal parasites

No. obser-ved (%)

No. of male (%)

No. of female (%)

Trichomonas sp. 30 (42.8) 20 (66.7) 10 (25.0) Eimeria sp. 20 (28.6) 10 (33.1) 10 (25.0) Coccidian oocysts 10 (14.3) - 10 (25.0) Ascaridia spp. 10 (14.3) - 10 (25.0) Total 70 (100.0) 30 (100.0) 40 (100.0) Blood parasites Haemoproteus spp. 90 (75.0) 30 (75.0) 70 (87.5) Plasmodium spp. 30 (25.0) 10 (25.0) 10 (12.5) Total 120 (100.0) 40 (100.0) 80 (100.0) Bacteria Proteus spp. 130 (86.7) 50 (83.3) 80 (88.9) Enterococcus spp. 20 (13.3) 10 (16.7) 10 (11.1) Total 150 (100.0) 60 (100.0) 90 (100.0)



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Short Communication


Effects of Ascaridia galli infection on body weight and blood parameters of experimentally infected domestic pigeons (Columba livia domestica) in Zaria, Nigeria

Efectos de la infección por Ascaridia galli sobre el peso corporal y caracteres sanguíneos de palomas (Columba

livia domestica) domésticas infectadas experimentalmente en Zaria, Nigeria

Lucas Kombe ADANG 1 , P. A. ABDU 2, J. O. AJANUSI 3, S. J. ONIYE 4 and A. U. EZEALOR4

1Department of Biological Sciences, Gombe State University, P.M.B. 127, Gombe Nigeria, 2Department of Veterinary Surgery and Medicine, Ahmadu Bello University (ABU), Zaria, Nigeria, 3Department of Veterinary

Parasitology and Entomology, ABU, Zaria, Nigeria and 4Department of Biological Sciences, ABU, Zaria, Nigeria. E-mail: [email protected] Corresponding author


ABSTRACT

Ascaridia galli is a common parasite of poultry and has been reported in chicken, turkey, guinea fowl, pigeons, duck, and goose. Ascaridiasis is a challenge to poultry breeders, since with other conditions/ diseases, causes reduced egg production, reduced growth rate in broilers and subsequent economic losses to the poultry industry. Its effects on pigeons have not been widely documented. A study aimed at evaluating the effects of A. galli infection on body weight, packed cell volume, haemoglobin level and total plasma protein of experimentally infected domestic pigeons was carried out in Zaria, Nigeria. Birds were divided into two groups (A and B), each made up of 30 birds. Birds in group A were each dosed with 700 infective eggs of A. galli while those in group B served as controls. At the termination of the experiment, 12 weeks after infection, a significant difference (p < 0.05) in body weight was observed in birds in group A, and not in group B. Differences in values of the packed cell volume, haemoglobin level and total plasma protein between infected and control groups were not statistically significant (p > 0.05). This study concludes that A. galli infection affects these parameters, though such pigeons may not manifest any clinical signs of the infection. The implications of these findings are discussed. Key words: Ascaridia galli, body weight, packed cell volume, haemoglobin level, total plasma protein, domestic pigeons

RESUMEN

Ascaridia galli es un parásito común de las aves de corral y ha sido reportado en pollos, pavos, guineos, palomas, patos, y gansos. La ascaridiasis es un reto para los mejoradores de aves de corral, debido a que con otras condiciones (enfermedades), causa una reducción de la producción de huevos, disminución de la tasa de crecimiento en pollos de engorde y las pérdidas económicas posteriores en la industria de las aves de corral. Sus efectos sobre las palomas no han sido ampliamente documentados. Este estudio realizado en Zaria, Nigeria tuvo como objetivo evaluar los efectos de la infección por A. galli sobre el peso corporal, los hematocritos, la concentración de hemoglobina y las proteínas plasmáticas totales de palomas domésticas infectados experimentalmente. Las aves se dividieron en dos grupos (A y B), cada uno compuesto por 30 aves. A las palomas del grupo A se les administró 700 huevos infectantes de A. galli mientras que aquellos del grupo B sirvieron como controles. Al finalizar el experimento, 12 semanas después de la infección, se observó una diferencia significativa (p < 0,05) en el peso corporal de las aves del grupo A, el cual no se observó en el grupo B. Las diferencias en los valores de hematocritos, concentración de hemoglobina y proteína plasmática total entre los grupos infectados y no infectados (control) no fueron estadísticamente significativas (p > 0,05). Se concluye que la infección por A. galli afecta a estos caracteres, aunque las palomas no pudieron manifestar signos clínicos de la infección. Se discuten las implicaciones de estos hallazgos. Palabras clave: Ascaridia galli, peso corporal, hematocrito, nivel de hemoglobina, proteína plasmática total, palomas

domésticas

INTRODUCTION

Ascaridiasis is an intricate problem to poultry breeders, and so it could be to pigeon breeders and fanciers. It is one of the major causes for the reduction in egg production, reduced growth rate in

broilers and consequently responsible for economic losses to the poultry industry (Reid and Carmon, 1958). In severe infections, intestinal blockage occurs and chickens infected with a large number of ascarids suffer from loss of blood, reduced blood sugar content, increased urates, shrunken thymus glands,

Adang et al. Effects of Ascaridia galli infection on body weight and blood parameters of pigeons in Zaria, Nigeria


retarded growth, and greatly increased mortality (Reid and Carmon, 1958; Ikeme, 1971a).

Besides the available literature indicated,

very meager published information exists on the effects of A. galli infection in pigeons on these parameters.

The objective of this study was therefore, to

evaluate the effects of A. galli infection on these parameters in Domestic Pigeons in Zaria, Nigeria, based on weekly changes in body weights, packed cell volume (PCV) values haemoglobin (Hb) level values and total plasma protein values.

MATERIALS AND METHODS Procurement and acclimatization of birds

A total of 60 pigeons comprising of 30 males and 30 females, bought from Sabo and Samaru markets in Zaria, Nigeria were used for the experiment. The birds were housed in the Postgraduate Animal Laboratory of the Department of Biological Sciences, Ahmadu Bello University, Zaria, Nigeria. The birds were acclimatized for a period of three weeks prior to the commencement of the experiment. During this period, the birds were checked and treated for various parasites, to certify them parasite-free. At the end of the acclimatization period, the birds were divided into two groups of 30 birds each, consisting of 15 males and 15 females.

Group A comprised of infected C. l. domestica while group B comprised of non-infected C. l. domestica (controls). The birds in each group were tagged with numbers for proper identification during data collection. The birds were fed al libitum and via cocktail or cafeteria style, with guinea corn and millet, red maize and groundnut as sources of protein. Vitalites were added to drinking water as recommended to cater for vitamins and mineral salts. Water and feed were provided in drinking and feeding troughs. The cages were fitted with dropping boards that were regularly emptied. Production of infective eggs of Ascaridia galli

Eggs used for infection were obtained from

live adult females of A. galli collected from pigeons slaughtered at Sabo, Samaru and Tudun wada markets all in Zaria, Nigeria. The worms were collected in

specimen bottles containing 0.9% physiological saline and taken to the laboratory.

In the laboratory, the worms were crushed

using a mortar and pistle in distilled water to recover the eggs from uteri. The crushed worms were then filtered out using a mesh of 0.01 mesh size into a beaker. The filtrate was then allowed to stand for about an hour after which the supernatant was decanted. The sediments were then washed with 0.5 M sodium hydroxide solution into a beaker and agitated gently for 30 minutes in order to dissolve the sticky albuminous layer of eggs and allowed for uniform sampling (Fairbairn, 1970; Hansen et al., 1954).

This was then placed in centrifuge tubes and centrifuged at 1500 rpm for 3 minutes to recover the eggs. The recovered eggs were then washed three times in distilled water and also three times in embryonating fluid which was a solution of 0.05 M sulfuric acid. The eggs collected were suspended in embryonating fluid and placed in plastic troughs. These were then left to stand for 12 days in the laboratory at 30 ºC. Embryonating fluid was periodically added to the egg cultures to avoid drying. Embryonated eggs were stored at room temperature for two weeks before infection of the birds. Infection of birds

The birds were dosed by taking equal amounts of agitated egg suspension with 5 ml syringe and injecting directly into the crop, using 20 G x 1.5 inch needles. The birds in group A (infected birds) each received 0.75 ml of egg suspension containing 700 viable eggs. The birds in group B (non-infected birds) serving as controls, were each given 0.75 ml of egg-free suspension fluid (Sucrose solution). Determination of body weight, packed cell volume, haemoglobin level and total plasma protein values

The birds were weighed and blood samples

taken from them, before and after infection, for determination of packed cell volume, haemoglobin level and total plasma protein, on weekly bases. The birds were weighed using a Sartorius electric weighing balance (CP 8201) sensitive to ± 0.01g.

Blood samples were obtained by saphenous venipunture using 20 G x 1½ inches needles and collected using heparinised capillary tubes. Packed



cell volume (PCV) was determined using capillary microhaematocrit procedure (Coles, 1986). Haemoglobin level values were determined by dividing the PCV values by a factor of three (Coles, 1986). Plasma protein values were obtained from plasma in the capillary tubes, by putting drops on a total solids meter, hand refractometer and reading the plasma protein concentration directly in g/100 ml. Ascertainment of infection

Faecal sample examination was carried out

using simple floating technique, from the second week after infection, until infection was ascertained by detection of ascarid eggs in the faeces of infected birds. The experiment lasted for 12 weeks, after infection. Data analysis

The data collected was subjected to statistical

analysis, using the analysis of variance (ANOVA).

RESULTS Changes in body weight

The weekly weight means of infected and

non-infected pigeons are shown in Figure 1. Weekly changes in body weights in the infected group (Group A) were statistically significant (p < 0.05) compared to those in the non-infected group (Group B) which were statistically insignificant (p > 0.05).

Packed cell volume (PCV)

The weekly means of packed cell volume

values of infected and non-infected birds are shown in

Figure 2. There was no consistent change in the PCV values in either the infected or non-infected groups. Weekly changes in PCV values were rather erratic in both groups showing no statistically significant differences (p > 0.05).

Haemoglobin Level

The weekly means of haemoglobin level values of infected and non-infected birds are shown in Figure 3. There was no consistent change in the haemoglobin level values in both the infected and non-infected groups. There was also no statistically significant differences in the haemoglobin level values within the two groups, over the 12 weeks period of experimentation (p > 0.05).

Total plasma protein

Figure 4 shows the weekly means of total

plasma protein values of infected and non-infected

Figure 1. Weekly body weight means of infected by Ascaridia galli and control groups of domestic pigeons (Columba livia domestica) in Zaria, Nigeria.

Figure 2. Weekly packed cell volume (PCV) means of infected by Ascaridia galli and control groups of domestic pigeons (Columba livia domestica) in Zaria, Nigeria.

Figure 3. Weekly means of haemoglobin (Hb) level of infected by Ascaridia galli and control groups of domestic pigeons (Columba livia domestica) in Zaria, Nigeria.



birds. The infected birds recorded lower mean total plasma protein values than those of the non-infected birds (controls). Changes in total plasma protein values, decreased slightly over the weeks in the infected group, and almost consistent in the control group. Differences in the total plasma protein values in both infected and non-infected groups, over the weeks were not statistically significant (p < 0.05).

DISCUSSION

The significant weight loss observed among the infected birds is in agreement with the findings of Ikeme (1971b) and Ntekim (1983). Loss of weight in the infected group, especially after infection, may be due to loss of appetite (poor feeding) and the extraction or absorption of some of the host’s nutrients by the parasite, such as amino acids and glucose (Oniye et al., 2000).

Ascaridia galli infection causes weight depression in the host, which correlates with increasing worm burden (Reid and Carmon, 1958). Loss of weight is a common finding associated with A. galli infection, and Reid and Carmon (1958) had worked out the weight loss attributable to each worm at 1.39 g.

The non-statistically significant differences in the weekly changes of packed cell volume, haemoglobin level and total plasma protein values, particularly in the infected group, tally with the findings of Ikeme (1971a). This may probably be an indication that infection with A. galli has little or no effect on these parameters.

Some of the birds in the infected group had lower packed cell volume values than some in the control group. This could be attributed to the effects of larval migration in the tissue phase of the life cycle of the parasite, which involves some blood loss.

However, the higher Packed Cell Volume

values observed in some of the birds in the infected group, relative to some birds in the control group, might be due to haemoconcentration, sequel to the diarrhoea, observed in some birds of the infected group. Ikeme (1971b) observed that chickens infected with A. galli produced higher Packed Cell Volume values from the second to the fifth week, than the controls.

The albumin-globulin ratios employed by

Ikeme (1971a) in comparing serum protein levels between chickens were not statistically significant. This is in agreement with the findings of this study, where differences in the weekly changes in the total plasma protein values for both the infected and non-infected birds, were not statistically significant. However, the higher total plasma protein values recorded in some of the infected birds relative to some of the control birds, might have been due to dehydration resulting from diarrhoea. Dubinsky et al. (1974) observed no changes in the total protein, total lipids and glucose levels in the serum of chicks infected with 300 eggs of Ascaridia galli.

CONCLUSION

The study concludes that, Ascariadia galli infection has some effects on these parameters, no matter how small, though infected pigeons may not show any clinical signs of the infection.

ACKNOWLEDGEMENTS

We are grateful to Fatihu, M. Y., Wakawa, M. B., Musa, Milton and Alhaji Bala Musa, all of Faculty of Veterinary Medicine, Ahmadu Bello University, Zaria, Nigeria, for technical assistance.

LITERATURE CITED

Coles, E. H. 1986. Veterinary Clinical Pathology.

W.B. Saunders, Philadelphia. USA. 2nd Edition. Dubinnsky, P., P. Lestan, and M.Rybos. 1974.

Effects invasion of Ascaridia galli on the components of the host’s blood serum. Biologia (Brastslava) 29 (3): 229-236.

Figure 4. Weekly means of total plasma protein values of infected by Ascaridia galli and control groups of domestic pigeons (Columba livia domestica) in Zaria, Nigeria.



Fairbairn, D. 1970. Physiological hatching of Ascaris lumbricoides eggs. In: Experiments and Techniques in Parasitology. A.I.Mclnnis and M.Vogue Eds, Freeman, San Francisco, USA.

Hansen, M. F., Olson, L.J. and Ackert, J. E. 1954.

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Ikeme, M .M. 1971a. Observations on the

pathogenicity and pathology of Ascaridia galli. Parasitology 63: 169-179.

Ikeme, M.M.1971b. Weight changes in chickens

placed on different levels of nutrition and varying degrees of repeated dosage with Ascaridia galli eggs. Parasitology 63: 257-260.

Ntekim, A. E. 1983. Experimental Ascaridia galli infection. Effects on egg- pullets. Unpublished M. Sc. Thesis Ahmadu Bello University, Zaria, Nigeria.

Oniye, S. J., P. A. Audu, D. A.Adebote, B. B.

Kwaghe, O. J. Ajanusi, and M. B. Nfor. 2000. Survey of Helminth Parasites of Laughing Dove, Streptopelia senegalensis in Zaria, Nigeria. African Journal of Natural Sciences 4: 65-66.

Reid, W. M. and J. L.Carnon. 1958. Effects of

numbers of Ascaridia galli in depressing weight gains in chicks. Journal of Parasitology 44: 183-186.


Dinámica de las variables fisicoquímicas del sedimento de la laguna de Tampamachoco, Veracruz, México

Dynamics of sediment physic-chemical variables of Lake Tampamachoco, Veracruz, Mexico

María Alejandra LÓPEZ JIMÉNEZ 1,2 , Scot MONKS 1, Arturo SERRANO 2, Griselda

PULIDO FLORES 1, Juan Carlos GAYTAN OYARZUN 1 y Marisela LÓPEZ ORTEGA 1,2

1Centro de Investigaciones Biológicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Carretera Pachuca-Tulancingo Km. 4,5, Colonia Carboneras, C. P. 42181, Mineral de la Reforma, Hidalgo. México y 2Laboratorio de Mamíferos Marinos, Universidad Veracruzana, Carretera Tuxpan-Tampico Km. 7,5, C. P. 92895, Tuxpan,

Veracruz, México. E-mails: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] y [email protected] Autor para correspondencia


RESUMEN

A pesar de su importancia comercial para la producción pesquera, no existe información sobre el comportamiento de los fisicoquímicos de los sedimentos de la laguna de Tampamachoco, por lo cual, se tuvo como objetivo fue determinar los parámetros fisicoquímicos in situ (conductividad eléctrica [CE], pH, temperatura [°C] y salinidad [UPS] en sedimentos durante el periodo enero 2009-marzo de 2010; donde se consideraron las cuatro estaciones climáticas del año: primavera, verano, otoño e invierno. La laguna de Tampamachoco se localiza en la costa norte del Estado de Veracruz. Se seleccionaron cuatro sitios de muestreo; de sur a norte: Estero de la Mata de Tampamachoco (el punto 1), Isla Potreros Sur (punto 2), la CFE (Comisión Federal de Electricidad) (punto 3) y Pipiloya (el punto 4). El valor mínimo para la temperatura fue de 17,84 °C en la estación de invierno y la temperatura máxima fue de 31,54 °C en la estación de verano, con un promedio de 24,9 °C. En la salinidad el valor mínimo fue de 4,60 UPS para el verano, con una máxima de 51,90 UPS en primavera y con un promedio de 28,25 UPS. El pH durante primavera-verano fue de 7,2, sin embargo, este comienza a disminuir al término del verano con un pH de 6,5 (agosto). Finalmente la conductividad mínima fue de 8,34 mS/cm durante el verano y la máxima fue de 71, 38 mS/cm en primavera, con un promedio de 49, 42 mS/cm. Se concluye que el comportamiento de las variables fisicoquímicas de los sedimentos es estacional y es homogéneo en toda la laguna. Palabras clave: Sedimento; parámetros fisicoquímicos; Laguna de Tampamachoco

ABSTRACT

Despite its commercial importance to fisheries production, there is no information on the physicochemical behavior of the sediments of Lake Tampamachoco, therefore, it was aimed to determine in situ physicochemical parameters (electrical conductivity [EC], pH, temperature [° C] and salinity [UPS] in sediments during the period January 2009-March 2010, which considered the four seasons of the year: spring, summer, autumn and winter. Tampamachoco lagoon is located in the north coast of the state of Veracruz. Four sampling sites were selected, from south to north: Estero de la Mata Tampamachoco (point 1), South Island Potreros (point 2), CFE (Federal Electricity Commission) (Item 3) and Pipiloya (point 4). the minimum value for the temperature was 17.84 ° C in the winter and the maximum temperature was 31.54 ° C in the summer season, with an average of 24 , 9 ° C. the salinity was the minimum value of 4.60 UPS for summer, with a high of 51.90 UPS in the spring and with an average of 28.25 UPS. during the spring-summer pH was 7 , 2, however, this begins to decrease at the end of the summer with a pH of 6.5 (August). Finally minimum conductivity was 8.34 mS / cm during the summer and the maximum was 71, 38 mS / cm in spring, with an average of 49, 42 mS / cm. was concluded that the behavior of physicochemical variables of the sediments is seasonal and is homogeneous across the lagoon. Key words: Sediment; physicochemical parameters; Lagoon Tampamachoco

INTRODUCCIÓN

México cuenta con más de 130 lagunas costeras. En ellas viven especies de tipo comercial y no comercial que están siendo afectadas por la

contaminación de actividades causadas por el ser humano alterando las condiciones de los parámetros fisicoquímicos. En este contexto es primordial conocer las condiciones físicas y químicas, su influencia e impacto ecológico. Las variables

López Jiménez et al. Dinámica de las variables fisicoquímicas del sedimento de la laguna de Tampamachoco, Ver., México


fisicoquímicas y los sedimentos representan un problema que afecta directamente a la biota (Gutiérrez et al., 2006)

Para el sistema lagunar Pueblo Viejo-

Tamiahua-Tampamachoco, esta laguna tiene una larga historia de contaminación por desechos petroleros, mineros, domésticos de ciudades distantes como la Ciudad de México (Rosas et al., 1983; Atwod et al., 1987; Botello et al., 1994; Botello y Calva, 1998 citado por Botello et al., 2005). Los sedimentos en sistemas acuáticos, tanto de agua dulce como marina, son matrices complejas y dinámicas, compuestas de materia orgánica en diversos estados de descomposición, material particulado que varía en tamaño y composición química, así como material inorgánico de origen biológico y antropogénico (Leal et al., 2009). Tanto en lagos y lagunas, los sedimentos se convierten en sumideros de diversas sustancias que pueden ser reintroducidas a la columna de agua y transferidas a la cadena trófica (Chen y White, 2004). También son depósito de contaminantes tóxicos que amenazan la salud y la viabilidad de la biota acuática. Sin embargo, en la mayoría de las lagunas costeras no se han realizado estudios de este tipo y, en el caso de la laguna de Tampamachoco, los estudios realizados en sedimentos datan de 20 años atrás (Botello, 2005).

En las lagunas existen varios factores fisicoquímicos que influyen en la tasa de crecimiento de los organismos que las habitan; el estado de desarrollo, la actividad y la disponibilidad del alimento, el foto periodo, la salinidad y la temperatura, la Laguna de Tampamachoco no es una excepción. Espina y Vanegas (2005).

Debido a este vacío de información, en este trabajo se planteó evaluar las variables fisicoquímicas; temperatura (T°), pH, salinidad y conductividad eléctrica (CE) de los sedimentos depositados en el fondo de la laguna para determinar si influyen o no en la contaminación.

Dentro de los parámetros fisicoquímicos, la temperatura en los sedimentos y en la columna de agua es un factor que tiene un significado metabólico mediante el cual los organismos aceleran o retardan sus funciones hasta un nivel letal; además, incrementos mayores de 5°C sobre el máximo registrado en latitudes tropicales provocan pérdidas de oxígeno.

La salinidad en los sedimentos y en el cuerpo de agua, es un factor que modifica la fijación de algunos contaminantes, como lo son los metales pesados, donde en bajas salinidades incrementan la biodisponibilidad y la incorporación química del metal, debido a interacciones competitivas con otros iones por los sitios de transporte y a los efectos del mismo a los mecanismos de regulación iónica y osmótica en el organismo. Hansen et al., 1992 En (Espina y Vanegas, 2005). La salinidad es un factor que presenta variaciones por influencia fluvial y que determina el balance osmótico y por ende en el equilibrio hídrico en comunidades diversas. Este parámetro es equivalente a conductividad, clorinidad y sólidos disueltos totales (Botello, 2005)

En los ambientes costeros el pH es un factor muy importante en la mezcla de aguas dulces y marinas. La variación diurna puede señalar un ciclo en función de la respiración nocturna (pH ácido) y la fotosíntesis matutina (pH alcalino). Al aumentar la profundidad en las lagunas, suele producirse también un aumento del pH que favorece la adsorción sobre el sedimento (Bourg, 1983; Gaillard et al., 1986; Ponce et al., 2000). El parámetro pH (acidez o alcalinidad) presenta una variación diaria entre 7,5 a 9,5 en condiciones normales de cuerpos de agua semicerrados de alta producción primaria como es el caso de la laguna de Tampamachoco y si existen ciertas industrias que no controlan frecuentemente sus desechos y el pH sobrepasa estos límites va a existir una influencia directa en los organismos incidiendo en forma cáustica a nivel celular, de órganos o tejidos, según se trate las dimensiones de los organismos.

MATERIALES Y MÉTODOS Área de estudio

El presente trabajo se realizó en la laguna de Tampamachoco el cual se ubica en la llanura costera de Veracruz, al noroeste de la ciudad de Tuxpan, Veracruz, México, ubicada entre 97° 22’ 12”W y 21° 03’ 00”N (Figura 1). Es somera, con profundidad promedio de 3 m, longitud de 11,0 km y ancho de 1,3 km. Recibe aportes de agua dulce del estero El Corral y en la parte meridional se ubica la desembocadura del Río Tuxpan.

En la parte norte de la laguna existen dos canales, uno artificial y el otro natural, conocidos como “El Nuevo” y “El Viejo” respectivamente, que se enlazan con la boca de “La Barra de Galindo, que



se comunica al mar. Debido a la influencia de las mareas, el agua adopta forma de cuña, que ejerce efecto hasta una distancia aproximada de 30 km hacia la parte interna del Río Tuxpan (Contreras, 1983).

Colecta de las Muestras

Se realizaron 15 salidas a campo, mensualmente durante el periodo de enero de 2009 a marzo de 2010, (invierno 2009 al invierno 2010), utilizando una lancha menor tipo A de fibra de vidrio, con un motor fuera de borda de 35 HP.

Se establecieron 4 puntos de muestreo a lo

largo de la laguna, 1) Punto La Mata de Tampamachoco: zona influenciada por la entrada de agua marina y agua dulce, y asentamientos humanos [Comunidad de la Mata]; 2) Punto Isla Potreros Sur: que presenta asentamientos humanos y restaurantes, 3) Punto Comisión Federal de Electricidad (CFE): zona influenciada por las instalaciones de la termoeléctrica (Adolfo López Mateos), y 4) Punto Pipiloya: muy cerca de los canales de navegación que comunican con la laguna de Tamiahua (Fig. 1). Sin embargo no se establecieron más puntos de muestreo a pesar de ser una laguna de dimensiones relativamente grande, debido a que son zonas menos perturbadas por el hombre.

Para la colecta de los sedimentos se utilizó una draga metálica a una profundidad de 1,50 m. Las determinaciones fisicoquímicas se realizaron in situ en los 4 sitios, utilizando para ello una sonda multiparámetro marca Hanna, modelo HI 9828/4-1, con el cual se obtuvieron los valores de temperatura (exactitud+0.15ºC), pH (exactitud+0.02pH); salinidad (exactitud +2% de lectura) y conductividad eléctrica (exactitud+1% +µS/cm), así como también las variables se determinaron mediante un análisis químico de laboratorio.

Análisis estadístico: El comportamiento de

las variables fisicoquímicas durante las épocas del año y entre los sitios de muestreo se determinó mediante un análisis de varianza (ANOVA) de una vía balanceado, a un nivel de significación de 0,05. Para determinar las medias poblacionales que diferían entre sí, se aplicó una prueba a posteriori de Tukey. Ambos análisis se realizaron con el programa Statgraphics Plus V.5.1


Se realizaron 15 salidas a la laguna de Tampamachoco durante el periodo de invierno 2009 a invierno del 2010, con un esfuerzo de búsqueda de 56 hrs., abarcando los cuatro puntos de muestreo. Los

Figura 1. Ubicación del área de estudio de la Laguna de Tampamachoco, Veracruz, México.



resultados registrados de las variables fisicoquímicas durante el periodo de estudio invierno 2009 a invierno 2010 de la laguna de Tampamachoco en las diferentes épocas climáticas (Cuadro 1) y los colectados en los sitios de muestreo (Cuadro 2). El análisis de varianza aplicado mostró diferencias estadísticamente significativas (p ≤ 0,05) entre las estaciones climáticas, debido a que su comportamiento es estacional. A partir de las diferencias entre las medias muestreales de las variables de interés se puede deducir que la variabilidad natural (estacional) de la temperatura modula el comportamiento del resto de las variables.

Debido a ello cuando la temperatura promedio en las temporadas invernales es baja la conductividad eléctrica y la salinidad tienden a elevarse, mientras que el pH se basífica. Por otra parte en las temporadas de primavera y verano donde la temperatura promedio se incrementa los valores del pH tienden a incrementarse aun más, mientras que la salinidad y la conductividad eléctrica tienden a disminuir. Estas tres variables disminuyen en sus valores medios durante el otoño al iniciar la temporada de lluvias y por ende al disminuir la temperatura promedio.

Cuadro 1. Valores promedios, desviación estándar, mínimos y máximos de las variables fisicoquímicas registradas durante

el periodo de enero 2009 a marzo 2010 en cuatro estaciones climáticas en la Laguna de Tampamachoco, Veracruz. México.

Parámetros fisicoquímicos

Estaciones del año pH Temperatura

(º C) Salinidad

(ups) Conductividad

eléctrica (mS/cm) Invierno 2009

7,41 ± 0,04 ab † 7,20 - 7,60

23,50 ± 0,00 b 22,00 - 25,00

37,92 ± 3,75 34,50 - 42,60

54,09 ± 4,78 49,78 - 60,01

Primavera 2009

7,65 ± 0,04 b 7,20 - 7,88

27,90 ± 0,50 c 26,00 - 28,97

34,7 ± 6,3 bc 25,05 - 51,90

49,42 ± 5,79 39,46 - 71,38

Verano 2009

7,57 ± 0,13 b 6,50 - 8,00

28,65 ± 1,35 c 26,93 - 31,54

20,52 ± 1,1 ab 4,60 - 27,81

32,61 ± 1,72 8,34 - 43,44

Otoño 2009

7,25 ± 0,05 a 6,60 - 7,90

24,73 ± 0,35 b 20,61 - 26,08

14,49 ± 2,93 a 10,36 - 28,72

24,27 ± 5,15 10,15 - 44,62

Invierno 2010

7,42 ± 0,14 ab 6,90 - 7,90

21,04 ± 0,46 a 17,84 - 23,60

22,55 ± 3,35 ab 11,30 - 31,20

38,34 ± 1,34 31,3 - 44,38

Valores de la prueba F: pH: F4,55 = 3,84; P < 0,05. Temperatura: F4,55 = 43,26: P < 0,05. Salinidad: F4,55 = 16,55; P < 0,05 y Conductividad eléctrica: F4,55 = 1,34; P > 0,05. † Promedios con letras diferentes indican diferencias estadísticamente significativas de acuerdo a la Prueba de Tukey (P ≤ 0,05)

Cuadro 2. Valores promedios, desviación estándar, mínimos y máximos de las variables fisicoquímicas registradas en cuatro estaciones climáticas durante el periodo de enero 2009 a marzo 2010 en la Laguna de Tampamachoco, Veracruz. México.

Parámetros Fisicoquímicos

Localidad pH Temperatura (º C)

Salinidad (ups)

Conductividad eléctrica (mS/cm)

La Mata 7,53 ± 0,19 6,60 - 7,90

24,58 ± 2,78 18,32 - 28,97

23,24 ± 7,77 4,60 - 34,60

37,33 ± 10,68 8,34 - 49,97

Isla Potreros 7,41 ± 0,14 6,50 - 7,88

24,91 ± 2,67 20,20 - 28,75

23,45 ± 7,78 7,00 - 35,20

36,28 ±10,11 10,65 - 50,64

CFE 7,47 ±0,15 6,50 - 7,81

25,32 ± 2,78 17,84 - 30,46

27,88 ± 8,16 11,69 - 47,80

42,35 ± 9,24 19,55 - 66,31

Pipiloya 7,46 ± 0,16 7,20 - 8,00

25,64 ± 3,56 18,96 - 31,54

27,08 ± 10,75 5,29 - 51,90

41,56 ± 14,45 9,56 - 71,38

CFE.: Comisión Federal de Electricidad de Tuxpan, Veracruz. Valores de la prueba F: pH F3,56 = 0,48; P > 0,05. Temperatura: F3,56 = 0,23; P > 0,05; Salinidad: F3,56 = 0,68; P > 0,05 y Conductividad eléctrica: F3,56 = 0,45, P > 0,05.



Por otra parte, entre los puntos muestreados de la laguna no hubo diferencias significativas (p > 0,05). Por lo que se puede deducir que el comportamiento de las variables fisicoquímicas es homogéneo. A continuación se describe el comportamiento mensual de cada una de las variables en cada uno de los puntos de muestreo: Temperatura

El valor de temperatura promedio en el

sedimento fue de 24,9 °C, la cual se registró a una profundidad de 1,50 m. Esta variable mostró valores menores en Febrero del 2010 (Invierno) entre el estero y la desembocadura del Río Tuxpan, donde convergen la entrada de agua marina y agua dulce en el punto de muestreo de La Mata de Tampamachoco (Cuadro 3). Por otra parte, la temperatura máxima promedio en verano fue de 28,65 °C, siendo el valor más alto de 31,54 °C en el mes de Junio en la localidad de Pipiloya; mientras que la temperatura promedio más baja en invierno fue de 21,04 °C., sobresaliendo el valor de 17,84 °C para la localidad de la CFE durante el mes de Febrero (Cuadros 2 y 3).

Pocos son los trabajos que se realizan y arrojan datos de temperatura de los fondos marinos (sedimentos); sin embargo Valdés et al. (2009) realizaron un estudio durante la primavera-verano, sobre la caracterización fisicoquímica preliminar del fondo marino del Golfo Dulce de la Provincia de Puntarenas en Costa Rica. Estos autores reportan valores de temperaturas en la superficie (agua) de 32 °C mientras que en el fondo de 30 °C. Lo anterior coincide con los valores de temperatura registradas en primavera- verano del presente estudio (31,54 °C).

pH

Con respecto a los valores de pH en sedimentos, se registró un máximo en el mes de Julio con 8,0, en el punto de Pipiloya (verano), seguido de aquellos obtenidos en La Mata en diciembre 2009 y enero 2010 con 7,90. El pH mínimo se presentó en verano en el mes de Agosto con 6,50 en la localidad de la CFE (Cuadro 4).

El comportamiento estacional del pH fue algo variable debido a que se registró el mayor valor

Cuadro 3. Valores de temperatura (°C) de los cuatro puntos

de muestreo de la laguna de Tampamachoco, Veracruz, México, durante el periodo de muestreo.

Meses del Temperatura (ºC) muestreo LM IPS CFE P 2009 Enero 22,00 22,00 22,00 22,00 Febrero 25,00 25,00 25,00 25,00 Marzo 26,00 26,00 26,00 26,00 Abril 26,50 26,50 26,50 26,50 Mayo 28,97 28,75 28,72 28,92 Junio 27,07 27,71 29,73 31,54 Julio 26,93 28,04 30,46 30,00 Agosto 27,41 27,89 28,54 30,14 Septiembre 27,82 28,01 29,02 28,86 Octubre 25,89 25,85 25,87 26,08 Noviembre 23,11 23,27 23,65 23,66 Diciembre 20,61 20,87 21,52 21,55 2010 Enero 19,91 20,20 20,72 21,12 Febrero 18,32 21,06 17,84 18,96 Marzo 23,60 23,60 23,60 23,60 Promedio 24,61 24,98 25,28 25,60 DE ± 3,20 ± 2,94 ± 3,70 ± 3,77 LM: La Mata, IPS: Isla Potreros Sur, CFE: Comisión Federal de Electricidad de la ciudad de Tuxpan, Veracruz y P: Pipiloya. DE: Desviación estándar

Cuadro 4. Valores de pH de los cuatro puntos de muestreo

de la laguna de Tampamachoco, Veracruz, México, durante el periodo de muestreo.

Meses del pH muestreo LM IPS CFE P 2009 Enero 7,40 7,50 7,60 7,60 Febrero 7,30 7,40 7,30 7,20 Marzo 7,50 7,40 7,60 7,20 Abril 7,50 7,40 7,70 7,80 Mayo 7,85 7,88 7,81 7,70 Junio 7,77 7,80 7,77 7,77 Julio 7,80 7,80 7,80 8,00 Agosto 7,77 6,50 6,50 7,40 Septiembre 7,49 7,73 7,63 7,64 Octubre 6,60 6,60 6,80 7,20 Noviembre 7,00 6,80 6,80 7,20 Diciembre 7,90 7,60 7,70 7,30 2010 Enero 7,90 6,90 7,80 7,20 Febrero 7,40 7,50 7,20 7,20 Marzo 7,61 7,47 7,47 7,42 Promedio 7,52 7,35 7,43 7,46 DE ± 0,35 ± 0,24 ± 0,42 ± 0,27 LM: La Mata, IPS: Isla Potreros Sur, CFE: Comisión Federal de Electricidad de la ciudad de Tuxpan, Veracruz y P: Pipiloya. DE: Desviación estándar



durante primavera, verano e invierno (7,7) dentro de la CFE y la Mata. Los valores más bajos se presentaron en otoño (7,1). Por otra parte el resto de los sitios presentaron valores similares y bajos en otoño (Cuadro 4).

Cada laguna costera tiene cierta variabilidad

propia de su región relacionada a los factores naturales y antrópicos que la modelan. Así mismo, existen ciertos patrones generales entre las mismas. Por ejemplo la laguna costera del presente trabajo y las estudiadas por Dorronsoro (2005) y Valdés et al. (2009) son alcalinas. Para Valdés et al. (2009) los resultados son muy similares a los reportados en el presente trabajo en Golfo dulce de Puntarenas en Costa Rica (valores que oscilan entre casi neutros a ligeramente alcalinos). Aunque para Dorronsoro (2005), sus valores tienden a ser más alcalinos en las siguientes localidades: Pueblo Viejo (primavera 8,9, en verano 8,91 y en otoño-invierno 8,54), San Andrés (primavera 9,03, verano 8,71 y en otoño-invierno 8,83) y Marismas (primavera 8,93, verano 8,97 y otoño-invierno 8,93).

De manera general cuando el pH en los

sedimentos es alcalino o ligeramente alcalino, es propenso a sedimentar más rápido los metales pesados o sustancias toxicas que cuando el pH es acido. Debido a ello se consideran que estos cuerpos de agua tienen la capacidad natural de atrapar estos contaminantes y fungir como un sumidero natural. Por lo que la probabilidad de encontrar estos contaminantes es muy alta y aún más cuando hay desarrollos humanos cercanos.

En investigaciones realizadas por otros

autores, en agua y sedimentos existen dos unidades de diferencia promedio entre los valores de pH registrados a mayor profundidad, para agua de 7,2 y para sedimentos de 5,5; lo cual indica que la diferencia de pH puede originar reacciones disímiles, a los valores registrados en sedimentos de lagos dulceacuícolas, los cuales son más ácidos que los presentados en lagunas con influencia salobre, como es el caso de la laguna de Tampamachoco.

Salinidad

La salinidad tiene un patrón estacional

determinado por las estaciones climáticas, debido a ello cuando la temporada de lluvias disminuye la salinidad tiende a aumentar. Durante la estación de primavera, en el mes de marzo del 2009 se

presentaron los valores más elevados de salinidad en las localidades de Pipiloya (51,90 UPS) y la CFE (47,80 UPS) (Cuadro 5). Por su parte el valor mínimo se obtuvo en septiembre (verano) en la Mata (4,60 UPS). Así mismo en el resto de las localidades durante el mismo mes los valores fueron bajos en comparación con las demás temporadas climáticas. Estos valores podrían deberse a las abundantes precipitaciones diarias, lo que aporto grandes cantidades de agua dulce a la laguna. A pesar de que no se encontraron diferencias significativas entre las localidades, las variaciones en los valores de salinidad pueden tener diversas explicaciones como: la distancia y profundidad que hay de las localidades más cercanas y/o lejanas a la bocana del rio Tuxpan, así como a la variabilidad natural de la estación de lluvia.

Botello et al. (2005) evidencia que en la

Laguna de Términos en Campeche existe un gradiente en cuanto a la relación profundidad y salinidad entre el área Este (profunda y con aporte de agua marina) y

Cuadro 5. Valores de salinidad (UPS) de los cuatro puntos

de muestreo de la laguna de Tampamachoco, Veracruz, México, durante el periodo de muestreo.

Meses del muestreo

Salinidad (UPS) LM IPS CFE P

2009 Enero 34,60 35,20 37,20 42,50 Febrero 34,50 35,00 41,40 42,60 Marzo 34,60 34,60 47,80 51,90 Abril 33,90 33,30 35,50 34,50 Mayo 25,51 25,05 25,87 31,30 Junio 25,53 26,21 27,16 26,43 Julio 23,68 23,45 27,81 22,32 Agosto 25,79 25,51 21,60 24,30 Septiembre 4,60 7,00 11,69 5,29 Octubre 14,47 11,68 12,27 10,36 Noviembre 9,09 28,72 22,09 18,27 Diciembre 17,00 12,56 26,97 19,81 2010 Enero 12,20 11,30 24,76 24,4 Febrero 25,10 11,93 19,93 20,18 Marzo 28,00 31,20 30,90 30,90 Promedio 23,24 23,51 27,53 27,00 DE ± 9,73 ± 10,01 ± 9,96 ± 12,39 LM: La Mata, IPS: Isla Potreros Sur, CFE: Comisión Federal de Electricidad de la ciudad de Tuxpan, Veracruz y P: Pipiloya. DE: Desviación estándar



Oeste (somera, con aporte de agua dulce). En la parte Este se presenta mayor salinidad (34,3 UPS), respecto a la parte Oeste donde la salinidad es menor a 24,3

UPS. Esto coincide, con el comportamiento de la salinidad de este trabajo para los cuatro puntos de muestreo (cuadro 4). En términos generales existe un gradiente de salinidad y profundidad, en donde los valores aumentan conforme se adentra de la boca de la laguna (La Mata) hacia las localidades más alejadas (Pipiloya).

Conductividad eléctrica

Los valores de conductividad eléctrica

reportados indican un comportamiento similar al de la salinidad, en donde el valor máximo fue reportado en Pipiloya en marzo (primavera) con 71,38 mS/cm, para los demás puntos de muestreo también se presentó la mayor CE en el mismo mes, excepto para Isla Potreros Sur. La menor conductividad eléctrica se registró en La Mata con 8,34 mS/cm (otoño) y al igual que la salinidad, la menor conductividad eléctrica en todos los puntos de muestreo se presentó en el mes de septiembre (Cuadro 6).

De manera general y a una profundidad de 1,5 m, el valor promedio de conductividad eléctrica durante primavera de la laguna de Tampamachoco (49,42 mS/cm,) (Cuadro 1) fue muy similar al reportado por Valdés et al. (2009) en los sedimentos del Golfo dulce de Puntarenas en Costa Rica a 1,40 m (41,6 mS/cm). Las diferencias en los valores, pueden deberse a que en la laguna de Tampamachoco existe menor dinámica del agua y remoción de sedimentos por ser un estero, a diferencia de reportados por Valdés et al. (2009) en el mar abierto.

En el cuadro 6 se pueden observar las variaciones de la conductividad eléctrica entre estaciones y épocas estacionales, registrándose un máximo de conductividad eléctrica en primavera para todos los puntos de muestreo, y mínimos en septiembre (otoño) para también los cuatro puntos de muestreo.

A pesar de que no se realizó un análisis de

correlación y regresión, los datos sugieren que la CE fue directamente proporcional al contenido de salinidad en el sedimento muestreado e inverso a la temperatura.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La temperatura del sedimento en los distintos sitios de muestreo está relacionada con las diferentes estaciones del año. El pH de los sedimentos de la laguna, presenta características neutras a alcalinas y fue relativamente estable durante el periodo de muestreo. Para los parámetros de conductividad eléctrica y pH no existen aún Límites Máximos Permisibles (LMP) en la NOM-001-ECOL-1996 ni tampoco en los CE-CCA-001/89, por lo que sería necesario cambiar la legislación vigente en donde se involucren los LMP de los parámetros estudiados, para poder generar información precisa para la gestión y toma de decisiones para un mayor manejo ecológico y económico de la laguna.

La laguna de Tampamachoco es homogénea al menos entre las localidades de muestreo, pero no así entre las temporadas climáticas durante el tiempo en que se llevó a cabo el estudio. Durante los meses de septiembre y octubre en que hubo precipitaciones elevadas y entrada de agua dulce a la laguna se obtuvieron diferencias (disminución) en la salinidad y conductividad eléctrica.

Cuadro 6. Valores de conductividad eléctrica (mS/cm) de los

cuatro puntos de muestreo de la laguna de Tampamachoco, Veracruz, México, durante el periodo de muestreo.

Meses del Muestreo

Conductividad eléctrica (mS/cm) LM IPS CFE P

2009 Enero 49,88 50,64 53,32 59,91 Febrero 49,78 50,55 58,57 60,10 Marzo 49,97 49,88 66, 31 71,38 Abril 49,11 48,25 51,12 49,78 Mayo 43,21 39,46 40,64 48,12 Junio 40,15 40,91 42,47 41,46 Julio 37,61 37,22 43,44 35,12 Agosto 40,54 40,14 34,52 38,38 Septiembre 8,34 12,31 19,55 9,56 Octubre 10,15 10,65 20,53 17,55 Noviembre 15,02 44,41 44,41 36,58 Diciembre 44,62 20,93 41,52 32,23 2010 Enero 43,80 40,20 38,61 33,31 Febrero 31,30 33,40 32,26 32,22 Marzo 42,50 44,40 44,38 43,72 Promedio 37,07 37,56 42,11 40,63 DE ± 14,38 ± 13,04 ± 12,59 ± 16,01 LM: La Mata, IPS: Isla Potreros Sur, CFE: Comisión Federal de Electricidad de la ciudad de Tuxpan, Veracruz y P: Pipiloya. DE: Desviación estándar



Es recomendable seguir realizando estudios fisicoquímicos de los sedimentos de manera sistemática, se recomienda hacerlo en más sitios para poder analizar su comportamiento dentro de la Laguna de Tampamachoco y los efectos con los organismos que la habitan.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el apoyo

proporcionado por la Cooperativa de Pescadores de La Mata de Tampamachoco, los Servicios Náuticos Tampamachoco y el Laboratorio de Mamíferos Marinos de la Universidad Veracruzana para la realización de esta investigación y al CONACYT por la beca otorgada.

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Estudio de la degradación fotocatalítica del herbicida Paraquat con los óxidos BiNbO4 y Bi2Mo3O12

Study of photocatalytic degradation of the herbicide Paraquat with the oxides BiNbO4 and Bi2Mo3O12

Leubanny Eulises MÉNDEZ ALMERIDA 1, Francisco Enrique LONGORIA RODRÍGUEZ 2 ,

Lucy Teresa GONZÁLEZ 2, Mario R. GONZÁLEZ Q.2, Leonardo Enrique LARA RODRÍGUEZ 1 y Beatriz Elena BERNAL RAMÍREZ 1

1Departamento de Agronomía, Escuela de Ingeniería Agronómica y 2Departamento de Ciencias, Unidad de

Cursos Básicos, Núcleo Monagas, Universidad de Oriente. Avenida Universidad, Campus Los Guaritos, C. P. 6201, Maturín, estado Monagas, Venezuela. Emails: [email protected], [email protected]



RESUMEN

En el presente trabajo se estudia la degradación del herbicida Paraquat mediante la técnica de fotocatálisis heterogénea. La fotocatálisis consiste en la absorción de radiación (UV ó Visible) por un sólido semiconductor, el cual promueve reacciones de destrucción o remoción de las sustancias contaminantes. Los óxidos semiconductores que se probaron como fotocatalizadores (BiNbO4 y Bi2Mo3O12), fueron sintetizados por el método de reacción en estado sólido y caracterizados mediante Difracción de Rayos-X. La energía de banda (Eg) prohibida de los sólidos se determinó por medio de la Técnica Espectrofotométrica de Reflectancia Difusa. Se evaluó la influencia del pH del sistema en la eficiencia del proceso fotocatalítico. Los análisis de difracción muestran que los óxidos se obtuvieron en estado puro con una energía de banda prohibida de 2,84 y 2,79 eV para el BiNbO4 y Bi2Mo3O12 respectivamente. La evaluación del proceso fotocatalítico revela que la naturaleza química del fotocatalizador empleado influye tanto en el efecto que tiene el pH en el proceso, como también, en la eficiencia de la degradación fotocatalítica del herbicida. El Bi2Mo3O12 degradó en un 40% al Paraquat a pH neutro pero su actividad fue nula a pH ácido y básico. En el caso del BiNbO4 la reacción de degradación se ajustó a una cinética de primer orden a todos los valores de pH estudiados.

Palabras clave: Degradación, fotocatálisis, Paraquat, BiNbO4, Bi2Mo3O12

ABSTRACT In this research we study the degradation of herbicide Paraquat by heterogeneous photocatalysis technique. The photocatalysis consists in the absorption of radiation (UV or Visible) by a solid semiconductor, which promotes reactions to destroy or remove the contaminating substances. The semiconductors oxides BiNbO4 and Bi2Mo3O12 were synthesized by solid-state reaction method to study its photocatalytic ability in the degradation of Paraquat. Structural analysis of the solids was carried out by X-ray diffraction. The band gap energy (Eg) was determined by spectrophotometry of the diffuse reflectance technique. The influence of pH on the efficiency of the photocatalytic process was evaluated. The oxides were obtained in pure form with a band gap energy of 2.84 and 2.79 eV for BiNbO4 and Bi2Mo3O12 respectively. The chemical nature of the photocatalyst studied have influences both the effect of the pH in the process, as in the efficiency (40% at pH of 7) of the photocatalytic degradation of the herbicide. In the case of the BiNbO4, degradation reaction was adjusted to a first order kinetics at all pH values studied. Key words: Degradation, photocatalysis, Paraquat, BiNbO4, Bi2Mo3O12

INTRODUCCIÓN

La contaminación de las fuentes de agua para consumo humano se ha incrementado progresivamente en los últimos años, razón por la cual la prevención y control de la contaminación es una de las principales responsabilidades del hombre moderno. Hoy en día existe la imperiosa necesidad de

desarrollar nuevas tecnologías de purificación de aguas que coadyuven a las existentes (oxidación térmica, cloración, ozonización, etc.), sobre todo en lo referente a la remoción y degradación de compuestos recalcitrantes tales como lubricantes, desengrasantes, desinfectantes y plaguicidas procedentes de la actividad industrial y agrícola. La contaminación por plaguicidas se produce al ser arrastrados por el agua

Méndez Almérida et al. Estudio de la degradación fotocatalítica del herbicida Paraquat con los óxidos BiNbO4 y Bi2Mo3O12


de los campos de cultivo hasta los ríos, mares o alguna otra fuente de agua donde se introducen en las cadenas alimenticias, provocando la muerte de varias formas de vida necesarias en el balance de algunos ecosistemas. Estos compuestos químicos pueden causar la muerte de peces, tanto en agua dulce como salada, o se pueden acumular en sus tejidos y en el de animales de rebaño, poniendo en peligro la vida de sus consumidores (Salguero, 2009).

Uno de los herbicidas más utilizados en la

agricultura es el Paraquat, cuyo nombre químico es dicloruro de 1,1-bimetil-4.4'-bipiridilo (Figura 1). Es un herbicida de contacto no selectivo y no sistémico. “No selectivo” implica que ataca y mata todas las partes verdes de la planta con las que entra en contacto. “No sistémico” significa que no ataca las raíces ni se desplaza libremente dentro de la planta. “De contacto” quiere decir que necesita tener contacto físico con la superficie del follaje que destruye. Ejerce su acción interfiriendo con el proceso de fotosíntesis y es de acción rápida (Raina et al., 2007). La Organización Mundial de la Salud (OMS) en su Clasificación Recomendada de Plaguicidas según sus riesgos, estima la dosis letal mínima de Paraquat para humanos entre 10 - 15 mg/kg del producto concentrado. (Hernández et al., 2008), es un compuesto muy toxico y recalcitrante que lo convierten en una sustancia difícil de tratar por los métodos convencionales de purificación de agua.

Para minimizar el efecto causado por la

contaminación en los recursos hídricos, en la actualidad se están implementando los Procesos de Oxidación Avanzada (POA) como una alternativa tecnológicamente viable y novedosa para el tratamiento de los efluentes (Jaramillo et al., 2006). Entre los procesos más utilizados se encuentra la fotocatálisis heterogénea, la cual es un proceso que se fundamenta en la absorción directa o indirecta de energía radiante (visible o UV), por un semiconductor de banda ancha. Cuando éste absorbe un fotón de energía igual o mayor a la energía de banda prohibida (Eg) es posible excitarlo, en este estado, el sólido es capaz de catalizar reacciones redox en la región interfacial entre él y la solución, dichas reacciones

conllevan a la remoción de las sustancias contaminantes, en contacto con el catalizador (Arrayave et al., 2008). En este sentido, existen reportes de la degradación fotocatalítica de sustancias como fenoles (Mingce et al., 2006), colorantes (Martínez et al., 2010), hidrocarburos policíclicos aromáticos (Sheng et al., 2003), plaguicidas (Garces et al., 2004) entre otros. Específicamente existen reportes de la degradación del herbicida Paraquat en su mayoría utilizando luz UV y como fotocatalizador TiO2 modificado con distintos substratos (Tantriratna et al, 2011; Kanchanatip et al., 2011 y Cantavenera et al., 2007). En estos reportes se establece la eficiencia del proceso fotocatalítico en la destrucción de los contaminantes hasta su mineralización completa en la mayoría de los casos, o bien, hasta valores mucho menores que otros métodos de purificación.

En este trabajo se sintetizaron y caracterizaron

los óxidos BiNbO4 y Bi2Mo3O12, los cuales son sólidos semiconductores de distinta naturaleza química (Figura 2), con el propósito de estudiar sus propiedades fotocatalíticas en la degradación del herbicida Paraquat. De igual forma se estudió la influencia del pH en la reacción de degradación. Es importante señalar que estos óxidos cerámicos son de gran interés para la ciencia debido a sus propiedades dieléctricas (Eung et al., 2006), fotoelectroquímicas (Xu et al., 2009), catalíticas, entre otras. Recientemente han sido estudiados como fotocatalizadores en la degradación de colorantes y remoción de NOx del aire (Zhai et al., 2013 and Luevano et al., 2013). Sin embargo, no existen reportes de su actividad fotocatalítica en la degradación de herbicidas y en particular del Paraquat.

MATERIALES Y MÉTODOS Síntesis de los fotocatalizadores

La síntesis de los óxidos semiconductores BiNbO4 y Bi2Mo3O12 utilizados en esta investigación fue realizada a través de la reacción en estado sólido. Para este propósito se partió de los compuestos Bi2O3 (Acros Organics), Nb2O5 (Acros Organics) y MoO3 (Riedel de Haen). Se mezclaron durante 20 minutos cantidades estequiométricas de los reactivos correspondientes en un mortero de ágata añadiendo una pequeña cantidad de acetona para ayudar a su homogeneización. Posteriormente, en cada caso, la mezcla se colocó en un crisol de platino, el cual se introdujo en un horno de alta temperatura para

Figura 1. Estructura molecular del dicloruro de 1,1-bimetil-4.4'-bipiridilo.



realizar el tratamiento térmico a una temperatura de 950º C por 96 h para el caso del BiNbO4 y 700º C por 24 h para el Bi2Mo3O12 (Radha et al., 2007 y Martínez et al., 2010). Caracterización estructural de los óxidos obtenidos

La caracterización de los sólidos sintetizados se realizó mediante la técnica de Difracción de Rayos-X en polvo (DRX). Se utilizó un difractómetro marca Phillips con radiación Cu Kα (λRX = 1,5406 Å). Los datos fueron analizados en el rango de 3-70º en 2 Ө, con un tamaño de paso de 0,02º y con una velocidad de escaneo de 0,4 minutos por paso. Propiedades ópticas

El espectro de reflectancia difusa del sólido fue medido utilizando un Espectrofotómetro UV/Vis Perkin Elmer Lambda 35 con esfera de integración. Para la estimación de la Eg a partir del espectro

UV/Vis se extrapoló una línea recta desde la curva de absorción al eje de la abscisa, donde α = 0 y Eg = hν.

La energía de la banda prohibida se determinó

mediante la ecuación:

hcEgap = λ

(Ecuación 1)

Donde Egap es la energía de banda prohibida,

h es la constante de Planck, c es la velocidad de la luz y λ es la longitud de onda a la cual absorbe de fotocatalizador.

Caracterización del herbicida Paraquat

El reactivo utilizado como contaminante en este estudio fue un producto grado comercial, el cual posee una concentración de 200 gramos de ingrediente activo por cada litro de producto. Al herbicida se le realizó un análisis mediante la técnica de espectrofotometría de UV/Vis. Se preparó una solución 8 mg L-1 del herbicida y se realizó un barrido de longitudes de ondas utilizando un espectrofotómetro Jenway modelo 6405 para determinar la longitud de onda de máxima absorción (longitud de onda de trabajo). Pruebas fotocatalíticas

En un experimento típico del estudio de la degradación fotocatalítica se colocaron 200 ml de una disolución de concentración de 5 mgL-1 del contaminante en un reactor de carga y se le añadió 600 mg del fotocatalizador. Posteriormente el reactor se introdujo en un baño de ultrasonido durante un tiempo de 20 minutos con la finalidad de dispersar cualquier aglomerado presente en el sólido. Después de cumplido este tiempo, el reactor se sacó del baño y seguidamente se introdujo un agitador magnético dentro de él y se colocó en la cámara de fotocatálisis durante una hora sobre una plancha de agitación, con el propósito de establecer el equilibrio de adsorción y desorción del plaguicida sobre el fotocatalizador. Una vez que se cumplió la hora se tomó una muestra de 10 ml (T0 = tiempo cero) luego se encendió la lámpara ultravioleta (λ = 354 nm, 6 W) para el caso del BiNbO4 y la lámpara de Xenón (luz visible) de 10000 K y un flujo luminoso de 2100 lm para el Bi2Mo3O12. Se tomaron muestras de 10 ml en los siguientes tiempos en minutos: 20, 40, 60, 90, 120, 180, 240. Por último, se colocó cada muestra en la centrífuga durante treinta minutos a 3500 rpm y luego se analizó

Figura 2. Estructuras cristalinas de: a) BiNbO4 formada por

octaedros de composición NbO6 y átomos de Bi libres y b) Bi2Mo3O12 formada por tetraedros de composición MoO4 y átomos de Bi libres.



la concentración del Paraquat en cada muestra a través de la técnica de espectrofotometría de UV-Vis utilizando para este fin la longitud de onda de máxima absorción del Paraquat.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la síntesis de los semiconductores se

obtuvieron sólidos policristalinos de color blanco (BiNbO4) y amarillo (Bi2Mo3O12), lo cual está en concordancia con lo reportado en la bibliografía para estos óxidos (Martínez et al., 2010 y Dunkle et al., 2009).

En la Figura 3 se muestran los difractogramas de los semiconductores sintetizados, en ellos se observa claramente que todas las lineas de difracción de ambos sólidos coinciden con la de los estándares Nº 820348 del BiNbO4 y Nº 210103 del Bi2Mo3O12 reportados en el JCPDS (Joint Committe on Powder Difraction Standards), lo cual demuestra que se logró obtener por este método de síntesis a los compuestos antes mencionados, además no aparecen reflexiones adicionales a la de los estándares lo que indica que los óxidos se encuentran en forma pura.

El resultado del estudio de las propiedades ópticas de los sólidos se muestra en la Figura 4 donde se pueden observar los espectros de absorción de los sólidos semiconductores, mediante la interpolación en la curva se pudo determinar que la longitud de onda correspondiente a la transición de electrones de la banda de valencia a la de conducción tiene un valor de 437 nm para el BiNbO4, mientras que para el Bi2Mo3O12 es de 445 nm. Sustituyendo en la ecuación 1 se obtienen los siguientes valores de Eg = 2,84 y 2,79 eV, respectivamente. En el caso del BiNbO4 la banda de valencia esta compuesta por un orbital híbrido 6s2 Bi - 2p O y la banda de conducción por un orbital 4d Nb (Maruyama et. al., 2012). El valor de Eg para este sólido indica que sólo puede ser activado con luz UV cuando es utilizado como fotocatalizador.

Por otra parte, el proceso de transferencia de

carga en el Bi2Mo3O12 se origina entre los iones O2- - Mo6+ de los tetraedros MoO4 de su estructura (Figura 2), para que ocurra este proceso el sólido puede ser irradiado con luz visible, es decir, el semiconductor Bi2Mo3O12 puede activarse con luz visible en las reacciones fotocatalíticas (Zhao et. al., 2009).

Es importante señalar que en la bibliografía se

reportan energías de banda prohibida de 2,81 eV y

2,74 eV para el BiNbO4 y Bi2Mo3O12, respectivamente (Dunkle et al., 2009 y Martínez et al., 2010); valores que son muy próximos a los obtenidos en este trabajo de investigación.

En la Figura 5, se presenta la absorbancia del herbicida Paraquat en función de la longitud de onda de la radiación incidente. Se evidencia que el Paraquat presenta una banda de absorción β cuyo máximo de absorción corresponde a una longitud de onda aproximada de 260 nm asociada a las transiciones electrónicas de tipo π - π* de los anillos piridínicos presentes en la estructura molecular del Paraquat (ver figura 1). Esta longitud de 260 nm fue utilizada en los análisis espectrofotométricos para determinar la variación de la concentración del Paraquat con respecto al tiempo en los experimentos fotocatalíticos.

Figura 3. Difractogramas de los semiconductores

sintetizados por reacción en estado sólido: a) BiNbO4 y b) Bi2Mo3O12.



En la Figura 6 se muestra la gráfica de la variación de la concentración vs el tiempo de reacción en los experimentos de degradación del Paraquat, utilizando el BiNbO4 como fotocatalizador y luz ultravioleta como fuente de radiación. En dicha figura se revela que cuando se le irradia únicamente luz ultravioleta (fotolisis) al sistema, ésta no es suficiente para degradar el herbicida, lo cual demuestra la alta estabilidad del Paraquat en medio acuoso y por lo tanto la necesidad de estudiar tecnologías de remediación que conlleven a su remoción en efluentes contaminados. Se observa también que al utilizar como fotocatalizador el BiNbO4, al pH natural de la solución (pH = 6,7), la concentración del herbicida disminuye conforme transcurre el tiempo de reacción, esto indica que existe una degradación del Paraquat por efecto de la utilización del semiconductor en el sistema de reacción, alcanzando un porcentaje de degradación del 24% en un tiempo de 180 min.

Con la finalidad de evaluar la influencia del pH sobre el proceso de degradación fotocatalítica se llevaron a cabo experimentos en disoluciones con una concentración de 5 mgL-1 del herbicida, ajustando el

valor de pH a 3 y 10, los resultados de estas evaluaciones se muestran en la Figura 7. Es importante señalar que el pH natural de la disolución del Paraquat está cercano a 7. En dicha figura se revela que a pH ácido la reacción de degradación no se ve favorecida puesto que a un tiempo de 180 min se degradó un 18% del herbicida presente en la solución, mientras que para ese mismo tiempo pero a pH 7 y 10 se degradaron 24 y 23% del plaguicida, respectivamente. Cuando se compara el comportamiento de la curva del porcentaje de degradación con respecto al tiempo a pH 7 y 10 se observa que dentro de los primeros 60 min de reacción, los porcentajes de degradación son bajos (cerca del 5%) para ambos pH, no obstante estos se incrementan notablemente pasados los 90 min, así, para cuando se ha alcanzado un tiempo de 180 minutos el porcentaje de degradación es aproximadamente 24% en ambos valores de pH.

En la bibliografía se reporta que el efecto del pH en los procesos fotocatalíticos depende de factores

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

385 435 485 535 585

Longitud de onda (nm)

Abs

orba

ncia

(u.a

.)

Eg = 2.84 eV

A)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

385 435 485 535 585

Longitud de Onda (nm)

Abs

orba

ncia

(u.a

.)

Eg = 2,72 eVB)

Figura 4. Espectros de absorción de los semiconductores:

a) BiNbO4 y b) Bi2Mo3O12.

*

Figura 5. Gráfica del espectro de absorción del Paraquat

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tiempo de irradiación (min)

C/C

0

Luz UV sin fotocatalizadorLuz UV con fotocatalizador

Figura 6. Variación de la concentración del Paraquat durante la degradación fotocatalítica en ausencia y presencia de BiNbO4 y luz ultravioleta.



tales como la naturaleza del fotocatalizador, las propiedades químicas del contaminante a degradar, entre otras (Blanco et al., 2001). Diversos autores reportan que los pH ácidos favorecen la reacción de degradación de contaminantes cuando se utiliza el TiO2 como fotocatalizador (Gil et al., 2007, Valencia et al. 2011 y Valencia et al., 2012), por otra parte, Martínez et al., 2010, demostraron que un pH básico de 10 favorece la degradación de rodamina B cuando se utiliza como fotocatalizador el óxido BiVO4.

Con la finalidad de establecer los parámetros cinéticos que rigen la rapidez de la degradación del plaguicida, se determinó el orden de reacción y la constante aparente de rapidez de la reacción de los experimentos de degradación del herbicida a los distintos valores de pH estudiados. En todos los casos la mejor correlación la arrojó el ajuste de la ecuación de primer orden a los datos experimentales:

adCa- r = - = KCadt

Esta ecuación al integrarse se expresa de la

siguiente manera:

aparln (C/C0) = K t Donde: C/C0 es el cociente de la concentración molar

del reactivo respecto a su concentración inicial (C0). Kapar es la constante aparente de la velocidad

específica de reacción.

t es el tiempo. En la Figura 8 se muestra la gráfica del

logaritmo natural de la concentración normalizada (C/C0) en función del tiempo de reacción. En esta figura se observa que a pH neutro y pH básico las curvas presentan la misma tendencia, esto se ve reflejado en los valores de las constantes aparentes de rapidez de reacción, las cuales son iguales (Cuadro 1). Por otra parte, a pH ácido la constante de velocidad aparente es menor a la de los otros valores de pH.

En la Figura 9 se muestra la gráfica del

porcentaje de degradación del Paraquat en función del tiempo, utilizando como fotocatalizador el sólido semiconductor Bi2Mo3O12 y luz visible como fuente de radiación a diferentes pH. Se puede observar que el molibdato de bismuto únicamente es capaz de degradar el plaguicida en condiciones neutras, ya que a pH básico y ácido no muestra actividad fotocatalítica de degradación (Figura 9). Esto indica que los valores altos y bajos de pH no favorecen la reacción de degradación del Paraquat cuando se utiliza el molibdato de bismuto Bi2Mo3O12 como fotocatalizador. Lo anterior confirma que el efecto del pH en la reacción de degradación del herbicida

Cuadro 1. Constantes aparentes de velocidad resultantes del ajuste a un primer orden de reacción para la degradación fotocatalítica del Paraquat utilizando BiNbO4 y luz UV.

pH K aparente (min-1) R2 3 9,47x10-4 0,99 7 1,52x10-3 0,989

10 1,52x10-3 0,987

Figura 7. Porcentaje de degradación vs tiempo a diferentes valores de pH (3, 7 y 10) utilizando el fotocatalizador BiNbO4 y luz ultravioleta.

Figura 8. ln (C/C0) vs tiempo a diferentes valores de pH (3, 7 y 10) utilizando el fotocatalizador BiNbO4 y luz ultravioleta.



Paraquat es dependiente de la naturaleza del fotocatalizador. Es importante señalar que la fotolisis del Paraquat utilizando luz visible indica que no hubo degradación del herbicida por efecto de la radiación.

Ahora bien, a condiciones neutras de pH, el

molibdato es capaz de degradar cerca de un 40% del herbicida presente en la solución a un tiempo de 40 minutos, no obstante, después de este tiempo de reacción el sistema entra en un estado estacionario en donde el porcentaje de degradación se vuelve independiente del tiempo, debido posiblemente a que se llevan a cabo reacciones secundarias de los productos de degradación del herbicida con el fotocatalizador, lo cual imposibilitó realizar un ajuste de la curva de degradación a un orden específico de reacción. Este comportamiento no se observó cuando se utilizó el sólido semiconductor BiNbO4 como fotocatalizador, ya que en este caso, la degradación del herbicida Paraquat aumenta progresivamente conforme transcurre el tiempo de reacción.

CONCLUSIONES

Los sólidos semiconductores BiNbO4 y Bi2Mo3O12 se sintetizaron en forma pura a través del método de reacción en estado sólido como lo demuestran los análisis de Difracción de Rayos-X realizados a ambos óxidos. El plaguicida mostró una alta estabilidad en solución acuosa cuando se le irradia únicamente luz visible o ultravioleta pero es degradado en presencia de los fotocatalizadores

estudiados en este trabajo. La naturaleza del fotocatalizador empleado influye tanto en el efecto que tiene el pH en el proceso, como también, en la eficiencia de la degradación fotocatalítica del herbicida. En el caso del BiNbO4 la reacción de degradación se ajustó a una cinética de primer orden en todos los valores de pH estudiados.

AGRADECIMIENTOS

Al Consejo de Investigación de la

Universidad de Oriente por su apoyo a través de los Proyectos CI-4-010203-1465-08 y CI-4-010201-1662-10, a la Empresa Petro-Boquerón por su aporte al Proyecto LOCTI-UDO PR04030302 y al personal del Laboratorio de Mineralogía de la Refinería El Chaure de PDVSA-Puerto La Cruz.

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0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 50 100 150 200 250Tiempo de irradiación (min)

% d

e de

grad

ació

n

pH 3pH 7pH 10

Figura 9. Variación de la concentración del Paraquat durante la degradación fotocatalítica en presencia del fotocatalizador Bi2Mo3O12, luz visible y distintos valores de pH.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221905007715





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801-812

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ISSN 1317 - 9152 Depósito Legal pp200102Mo1203

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