Revista de Ciencias Agrícolas

A critical perspective on gene editing in modern agriculture

ABSTRACT Gene editing technologies have emerged as some of the most transformative tools in modern agricultural science. Over the past decade, the refinement of clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and associated protein systems, alongside earlier platforms such as zinc-finger nucleases (ZFNs) and transcription activator-like effector nucleases (TALENs), has altered what is possible in crop improvement and sustainable food production. This note examines the scientific foundations of agricultural gene editing, surveys the breadth of its current applications, evaluates its agronomic and environmental implications, addresses regulatory and ethical considerations, and reflects on the trajectory of this field as it confronts the urgent challenges of feeding a growing global population in an era of accelerating climate change.

RESUMEN Las tecnologías de edición genética se han consolidado como algunas de las herramientas más transformadoras de la ciencia agrícola moderna. Durante la última década, el perfeccionamiento de las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y espaciadas regularmente (CRISPR) y los sistemas de proteínas asociados, junto con plataformas anteriores como las nucleasas con dedos de zinc (ZFN) y las nucleasas efectoras tipo activador de la transcripción (TALEN), ha modificado las posibilidades en la mejora de cultivos y la producción sostenible de alimentos. Esta nota examina los fundamentos científicos de la edición genética agrícola, analiza la amplitud de sus aplicaciones actuales, evalúa sus implicaciones agronómicas y ambientales, aborda las consideraciones regulatorias y éticas, y reflexiona sobre la trayectoria de este campo ante los urgentes desafíos para alimentar a una población mundial en crecimiento, en una era de cambio climático acelerado.

Chemical and textural characterization of soil used for livestock production

ABSTRACT Extensive livestock farming practices can alter the physicochemical properties of soil, reducing its fertility and forage biomass productivity. This information is limited, making it difficult to formulate sustainable management strategies. The objective of this study was to characterize the chemical properties and texture of soils used for livestock production in four municipalities of Putumayo, Colombia. A total of 234 soil samples were collected from livestock systems in Orito, Puerto Asís, Valle del Guamuez, and Villagarzón. The following chemical characteristics were evaluated: pH, electrical conductivity, organic matter, nitrogen, phosphorus, sulfur, calcium, magnesium, potassium, aluminum, iron, manganese, zinc, boron, and carbon; ionic ratios and base saturation: Ca/Mg, Mg/K, (Ca+ Mg)/K, CEC; granulometry: sand, clay, silt, and textural classification. The data were analyzed using descriptive statistics. A test of homogeneity of variance and comparison between municipalities was performed using Welch's ANOVA. Spearman's correlation was used to determine the relationship between variables. Differences between municipalities were identified in pH, phosphorus, calcium, magnesium, potassium, and organic carbon. Orito had the lowest pH value (4.20), the highest aluminum concentration (1.05 cmol/kg), and the lowest phosphorus content (3.36 mg/kg). Valle del Guamuez had the highest levels of phosphorus (9.60 mg/kg) and copper (0.53 mg/kg). The texture showed a predominance of sand in Orito (41.97%) and a higher silt content in Villagarzón and Puerto Asís (>32%). These results demonstrate soil variability between municipalities, highlighting the need to implement differentiated practices to improve soil fertility and the sustainability of livestock systems.

RESUMEN Las prácticas ganaderas extensivas pueden alterar las propiedades fisicoquímicas del suelo, reduciendo su fertilidad y productividad de biomasa forrajera. Esta información es limitada, dificultando la formulación de estrategias de manejo sostenible. El objetivo de esta investigación fue caracterizar las propiedades químicas y la textura de suelos dedicados a la producción ganadera en Putumayo, Colombia. Se recolectaron 234 muestras de suelo en sistemas ganaderos en Orito, Puerto Asís, Valle del Guamuez y Villagarzón. Se evaluaron las características químicas: pH, conductividad eléctrica, materia orgánica, nitrógeno, fósforo, azufre, calcio, magnesio, potasio, aluminio, hierro, manganeso, zinc, boro y carbono; relaciones iónicas y saturación de bases: Ca/Mg, Mg/K, (Ca+ Mg) /K, CIC; granulometría: arena, arcilla, limo y clasificación textural. Los datos fueron analizados mediante estadística descriptiva. Se realizó una prueba de homogeneidad de varianza y comparación entre municipios mediante ANOVA de Welch. La correlación de Spearman se empleó para determinar la relación entre las variables. Se identificaron diferencias entre municipios en pH, fósforo, calcio, magnesio, potasio y carbono orgánico. Orito presentó los valores más bajos de pH (4,20), mayor concentración de aluminio (1,05 cmol/kg) y menor contenido de fósforo (3,36 mg/kg). Valle del Guamuez registró mayores niveles de fósforo (9,60 mg/kg) y cobre (0,53 mg/kg). La textura mostró predominio de arena en Orito (41,97 %) y mayor contenido de limo en Villagarzón y Puerto Asís (>32 %). Los resultados evidencian variabilidad edáfica entre municipios, lo que resalta la necesidad de implementar prácticas diferenciadas para mejorar la fertilidad del suelo y la sostenibilidad de los sistemas ganaderos.

Effect of mulches on weed control, physiological performance, and morphology in a murta orchard

ABSTRACT The present study evaluated the effect of different mulches (geotextile, oat stubble, and pine residue) on the physiological performance, morphological traits, weed suppression, and soil moisture of Ugni molinae Turcz (murta) plants in an experimental orchard located in the Ñuble Region, Chile. A randomized complete block design with four treatments and four replicates was implemented. Physiological parameters, including the maximum quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm), stomatal conductance, chlorophyll index (SPAD), and leaf temperature, were measured at various times of the day. Morphological variables included plant height, stem count, and stem height. Additionally, soil moisture and weed biomass were recorded, along with multivariate analyses to evaluate variable interactions. The geotextile treatment resulted in significantly higher Fv/Fm values and reduced weed biomass by over 97%, while also maintaining greater soil moisture on key dates compared to the control. No significant differences were observed in morphological parameters. Pearson correlation analyses and Principal Component Analysis revealed strong associations between mulch temperature, soil moisture, and physiological responses. These findings suggest that geotextile mulch contributes to the optimization of physiological performance and weed control in murta cultivation, supporting its potential as a sustainable management strategy for native berry production.

RESUMEN El presente estudio evaluó el efecto de diferentes mulch (geotextil, rastrojo de avena y residuo de pino) sobre el comportamiento fisiológico, los rasgos morfológicos, la supresión de malezas y la humedad del suelo en plantas de Ugni molinae Turcz. (murta) establecidas en un huerto experimental ubicado en la región de Ñuble, Chile. Se implementó un diseño de bloques completos al azar con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones. Se midieron parámetros fisiológicos, como la eficiencia cuántica máxima del fotosistema II (Fv/Fm), la conductancia estomática, el índice de clorofila (SPAD) y la temperatura foliar, en diferentes momentos del día. Las variables morfológicas incluyeron la altura de planta, el número de tallos y la altura de los tallos. Adicionalmente, se registraron la humedad del suelo y la biomasa de malezas, junto con análisis multivariados para evaluar las interacciones entre variables. El tratamiento con geotextil presentó valores significativamente mayores de Fv/Fm y redujo la biomasa de malezas en más del 97 %, además de mantener una mayor humedad del suelo en fechas clave en comparación con el control. No se observaron diferencias significativas en los parámetros morfológicos. Los análisis de correlación de Pearson y de componentes principales revelaron asociaciones fuertes entre la temperatura del mulch, la humedad del suelo y las respuestas fisiológicas. Estos hallazgos sugieren que el mulch geotextil contribuye a optimizar el desempeño fisiológico y el control de malezas en el cultivo de murta, respaldando su potencial como estrategia de manejo sostenible para la producción de berries nativos.

Effects of organic fertilizers on oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) in Colombian soil

ABSTRACT Colombia is the leading oil palm producer in the Americas, with an area exceeding 520,000 hectares. Favorable prices and the long-term stability of this crop are driving an expansion in cultivated areas. However, concerns about environmental degradation caused by oil palm cultivation have increased, mainly due to the negative impact on the soil's physical, chemical, and biological properties. The use of organic fertilizers in oil palm cultivation improves soil fertility, helps maintain stable production levels, increases the plants' resistance to disease, and is more environmentally friendly. This study aims to evaluate the impact of applying three organic fertilizers: palm rachis compost, poultry manure compost, and bovine manure compost, as a strategy to mitigate the problem of low fertility and chemical degradation of soils under oil palm cultivation in the municipality of Tibú, Norte de Santander, Colombia. The work consisted of a field experiment with a quantitative approach based on a block experimental design. Both bovine and poultry manure composts increased oxidizable organic carbon and total nitrogen in the soil. All sources of organic matter proved to be promising and suitable alternatives for improving the chemical properties of the soil under oil palm cultivation.

RESUMEN Colombia es el principal productor de palma de aceite en las Américas, con una superficie que supera las 520.000 hectáreas. Los precios favorables y la estabilidad a largo plazo de este cultivo están impulsando la expansión de las áreas cultivadas. Sin embargo, han aumentado las preocupaciones sobre la degradación ambiental asociada al cultivo de palma de aceite, principalmente debido al impacto negativo en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. El uso de fertilizantes orgánicos en el cultivo de palma de aceite mejora la fertilidad del suelo, ayuda a mantener niveles de producción estables, aumenta la resistencia de las plantas a las enfermedades y resulta más respetuoso con el medio ambiente. Este estudio tiene como objetivo evaluar el impacto de la aplicación de tres fertilizantes orgánicos -compost de raquis de palma, compost de gallinaza y compost de estiércol bovino- como estrategia para mitigar los problemas de baja fertilidad y degradación química de los suelos cultivados con palma de aceite en el municipio de Tibú, Norte de Santander, Colombia. El trabajo consistió en un experimento de campo con enfoque cuantitativo, basado en un diseño experimental de bloques. Tanto el compost de estiércol bovino como el avícola incrementaron el carbono orgánico oxidable y el nitrógeno total en el suelo. Todas las fuentes de materia orgánica demostraron ser alternativas prometedoras y adecuadas para mejorar las propiedades químicas del suelo en cultivos de palma de aceite.

Sensitivity of Colletotrichum sp. strains from strawberry to systemic fungicides in vitro

ABSTRACT In Pamplona, reduced efficacy of anthracnose treatments in strawberries has recently been reported. The objective of this study was to evaluate the sensitivity of Colletotrichum sp. strains isolated from strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) to three systemic fungicides in vitro. Two Colletotrichum strains were used: Ivan01 (isolated from fruit) and Ivan02 (isolated from leaves); both were collected in the Monteadentro region. Before experimentation, the strains were morphologically characterized. Separate experiments were conducted for each fungicide (difenoconazole, carbendazim, and azoxystrobin) using both strains. Mycelial growth inhibition and conidial production were assessed on each plate. Analysis of variance and regression analyses were performed to estimate the EC50 values for each strain-fungicide combination. Strain Ivan01 exhibited dark gray mycelium with a cottony texture, hyaline and melanized hyphae, and chlamydospores. In contrast, strain Ivan02 displayed dense, light gray mycelium, a woolly texture, circular growth, chlamydospores, and cylindrical conidia with rounded, hyaline ends. Difenoconazole demonstrated greater efficacy against both Colletotrichum confirming its potential as a key fungicide for managing strawberry anthracnose. In contrast, carbendazim showed markedly reduced effectiveness, with evidence of high resistance and variable impact on sporulation, while azoxystrobin exhibited intermediate levels of resistance. Both strains were sensitive to difenoconazole, moderately sensitive to azoxystrobin, and highly resistant to carbendazim. Integrated disease management strategies are necessary to ensure long-term control of Colletotrichum sp. in strawberry cultivation in Pamplona.

RESUMEN En Pamplona, se reportó recientemente una baja eficacia de los tratamientos contra la antracnosis en fresa. El objetivo de este estudio fue evaluar la sensibilidad de dos cepas de Colletotrichum sp. aisladas de fresa (Fragaria × ananassa Duch.) a tres fungicidas sistémicos in vitro. Para ello se utilizaron dos cepas de Colletotrichum: Ivan01 (aislada de fruto) e Ivan02 (aislada de hojas), obtenidas en la región de Monteadentro. Antes de la experimentación, las cepas se caracterizaron morfológicamente. Se realizaron experimentos con difenoconazol, carbendazim y azoxistrobin, utilizando ambas cepas. La inhibición del crecimiento micelial y la producción de conidios se evaluaron en cada placa. Se realizaron análisis de ANOVA y regresión para estimar los valores de CE50 para cada combinación cepa-fungicida. La cepa Ivan01 presentó un micelio gris oscuro con textura algodonosa, con hifas hialinas y melanizadas, y clamidosporas. Por el contrario, la cepa Ivan02 presentó un micelio denso, gris claro, textura lanosa, crecimiento circular, clamidosporas y conidios hialinos, con extremos redondeados. Difenoconazol demostró mayor eficacia contra ambas cepas de Colletotrichum, confirmando su potencial como fungicida clave para el manejo de la antracnosis de la fresa. En contraste, carbendazim mostró una efectividad marcadamente reducida, con evidencia de alta resistencia e impacto variable en la esporulación, mientras que azoxistrobin exhibe niveles intermedios de resistencia. Ambas cepas fueron sensibles a difenoconazol, moderadamente sensibles a azoxistrobin y altamente resistentes a carbendazim. Se evidencia la necesidad de implementar estrategias integradas de manejo de enfermedades para garantizar el control a largo plazo de Colletotrichum sp. en el cultivo de fresas en Pamplona.

Controlled-Release nitrogen enhances rice (Oryza sativa L.) productivity and profitability

ABSTRACT Nitrogen losses from conventional fertilization reduce nitrogen use efficiency and limit productivity in irrigated rice systems. This study evaluated the effect of controlled-release urea with a urease inhibitor (NITROXTEND+S) on the yield of irrigated rice (Oryza sativa L.) in Huila, Colombia. The field trial (2 ha) was designed as a randomized complete block design with four nitrogen (N) treatments: T1 (0%), T2 (50%), T3 (100%), and T4 (150%). Five fertilization applications were carried out in 2023 (March 22, 29, April 1, 15, and 25), following the agronomist's technical recommendations based on soil chemical analysis and weekly crop monitoring. Phenological variables and yield (using 50 × 50 cm measuring devices) were evaluated, and Shapiro-Wilk, ANOVA, and Fisher's LSD tests were applied. The yield of green paddy rice (mean ± SE) was: T1 = 5.86 ± 0.12, T2 = 7.19 ± 0.25, T3 = 9.48 ± 0.19, T4 = 7.91 ± 0.15 t ha⁻¹; T3 exceeded the national and departmental averages. It is concluded that inadequate doses (below or above the crop's nutritional requirements) reduce production, and that the optimal use of controlled-release nitrogen with a urease inhibitor improves productivity and nutrient use efficiency.

RESUMEN Las pérdidas de nitrógeno asociadas a la fertilización convencional reducen la eficiencia en el uso del nutriente y limitan la productividad de los sistemas arroceros bajo riego. Este estudio evaluó el efecto de la urea de liberación controlada con inhibidor de ureasa (NITROXTEND+S) sobre el rendimiento del arroz (Oryza sativa L.) bajo riego en Huila, Colombia. El ensayo de campo (2 ha) se diseñó en bloques completos al azar con cuatro tratamientos de N: T1 (0 %), T2 (50 %), T3 (100 %) y T4 (150 %). Se realizaron cinco fertilizaciones en 2023 (22/03, 29/03, 01/04, 15/04 y 25/04), siguiendo recomendaciones técnicas del agrónomo basadas en análisis químico de suelo y monitoreo semanal del cultivo. Se evaluaron variables fenológicas y rendimiento (aforadores 50×50 cm) y se aplicaron Shapiro-Wilk, ANOVA y LSD de Fisher. El rendimiento en arroz paddy verde (media ± EE) fue: T1 = 5,86 ± 0,12, T2 = 7,19 ± 0,25, T3 = 9,48 ± 0,19, T4 = 7,91 ± 0,15 t ha⁻¹; T3 superó los promedios nacionales y departamentales. Se concluye que dosis inadecuadas (por debajo o por encima de los requerimientos nutricionales del cultivo) reducen la producción, y que el uso óptimo de nitrógeno de liberación controlada con inhibidor de ureasa mejora la productividad y la eficiencia del uso del nutriente.

Agronomic evaluation and techno-economic analysis of kikuyo grass biostimulation

ABSTRACT Milk production in the Colombian high tropics depends on forage availability, particularly kikuyu grass. Its yield can be increased through the use of various bioproducts. To this end, five biostimulant treatments were evaluated in this study: an organic conditioner, a trihormonal mixture, Bacillus subtilis, an organic conditioner supplemented with boron and molybdenum (B-Mo), and a trihormonal mixture supplemented with B-Mo. A conventionally managed control treatment was included for comparison. The experiment was established on six 1.2-ha plots at Finca Tesorito, Manizales, Colombia, and grazing was managed under 37-day rotational cycles for 13 consecutive periods, totaling approximately 481 days. Biomass was measured using small 0.5 m × 0.5 m sampling frames at five points in each plot. An economic analysis was also conducted, examining costs, the benefit-cost ratio, and the unit gross margin. The trihormonal mixture, either alone or combined with B-Mo, showed the best performance. It yielded the highest forage yield (exceeding 3,700 kg of dry matter per hectare in the final rotation) and demonstrated the best economic performance, with a benefit-cost ratio of 1.23 at higher stocking rates. Overall, biostimulation-particularly with growth regulator-based treatments-shows strong potential as a practical, cost-effective, and sustainable strategy for enhancing dairy production in high-tropical production systems.

RESUMEN La producción de leche en el trópico alto colombiano depende de la cantidad de forrajes, especialmente del pasto kikuyu. Su rendimiento puede incrementarse mediante el uso de diferentes bioproductos. En este estudio se evaluaron cinco tratamientos de bioestimulación: un acondicionador orgánico, una mezcla trihormonal, Bacillus subtilis, un acondicionador orgánico suplementado con boro y molibdeno (B-Mo), y una mezcla trihormonal suplementada con B-Mo. Se incluyó un tratamiento control de manejo convencional para comparación. El experimento se estableció en seis parcelas de 1,2 ha en Finca Tesorito, Manizales, Colombia, y el pastoreo se manejó bajo ciclos rotacionales de 37 días durante 13 períodos consecutivos, totalizando aproximadamente 481 días. La biomasa se midió utilizando pequeños marcos de muestreo de 0,5 m × 0,5 m en cinco puntos de cada parcela. También se llevó a cabo un análisis económico, considerando los costos, la relación beneficio-costo y el margen bruto unitario. La mezcla trihormonal, ya sea sola o combinada con B-Mo, mostró el mejor desempeño. Produjo la mayor cantidad de forraje (más de 3700 kg de materia seca por hectárea en la última rotación) y obtuvo los mejores resultados económicos, con una relación beneficio-costo de 1,23 en un escenario con mayores cargas ganaderas. En general, la bioestimulación, en particular con tratamientos basados en reguladores del crecimiento, demuestra un gran potencial como estrategia práctica, rentable y sostenible para mejorar la producción lechera en sistemas de producción de zonas tropicales elevadas.

Forage turnip carotenoids for quail egg yolk pigmentation

ABSTRACT Brassica rapa L. is an alternative source of carotenoids that can be included in animal diets as a natural pigment. Therefore, β-carotene and lutein-zeaxanthin extracted from the leaves, flowers, and seeds of Brassica were evaluated in quail egg yolks. The carotenoids were extracted by chemical maceration with HPLC-grade ethanol and incorporated into the quail diet. Lutein-zeaxanthin and β-carotene present in the egg yolk were quantified by HPLC-PAD. In addition, yolk color was evaluated using the DMS method. The effect of the extracts was compared using a completely randomized design with four treatments (three plant parts and one control), three replicates, and five eggs per replicate. The results showed lutein-zeaxanthin contents of 118.05, 9.65, and 11.8 µg/g in leaves, flowers, and seeds, respectively, whereas β-carotene contents were 102.25, 2.85, and 0.20 µg/g, respectively; statistical analysis for both compounds showed higher contents in leaves (p < 0.05). Only lutein-zeaxanthin was found in the egg yolk, with values of 40.17, 34.37, and 33.83 µg/g for birds fed with seed, leaf, and flower pigments, with higher content in the treatment with seed extract (p < 0.05). In the DMS test, a higher score was observed in birds fed a diet that included seed extract (p < 0.05). The results indicate that seed extracts improved yolk pigmentation despite their lower carotenoid content, whereas leaf extracts provided higher carotenoid concentrations but had a lesser effect on yolk color.

RESUMEN Brassica rapa L. es una fuente alternativa de carotenoides que puede incluirse en la dieta animal como pigmentante natural. Por ello, se evaluaron β-caroteno y luteína-zeaxantina extraídos de hojas, flores y semillas de Brassica en yemas de huevo de codorniz. Los carotenoides se extrajeron por maceración química con etanol de grado HPLC e incorporaron en la dieta de codornices. Se cuantificó la luteína-zeaxantina y β-caroteno presentes en la yema de huevo mediante HPLC-PAD. Además, se evaluó el color mediante el método DMS. El efecto de los extractos se comparó con un diseño completamente al azar de cuatro tratamientos (tres partes de la planta y un testigo), 3 repeticiones y 5 huevos por repetición. Los resultados mostraron contenidos de 118,05, 9,65 y 11,8 µg/g de Luteína-Zeaxantina en hojas, flores y semillas, respectivamente, mientras que para los β-carotenos se encontraron valores de 102,25, 2,85 y 0,20 µg/g, respectivamente; el análisis estadístico para ambos compuestos mostró mayor contenido en las hojas (p < 0,05). En la yema de huevo, solo se encontró luteína-zeaxantina con valores de 40,17, 34,37 y 33,83 µg/g para las aves alimentadas con pigmentos de semillas, hojas y flores, con mayor contenido en el tratamiento con extracto de semillas (p < 0,05). La prueba DMS presentó un puntaje más alto en las aves alimentadas con inclusión de extracto de semillas (p < 0,05). Los resultados indican que las semillas mejoran la pigmentación de la yema, pero presentan un bajo contenido de carotenoides, mientras que las hojas muestran un mayor aporte de carotenoides, aunque con un menor efecto sobre el color de la yema de huevo.

Machine learning-assisted early selection of S1 segregants in strawberry, Fragaria × ananassa Duch

ABSTRACT Strawberry (Fragaria × ananassa) breeding requires analytical tools that integrate productivity and fruit quality in highly variable segregating populations. This study evaluated the integration of mixed models and machine learning algorithms to support early selection of S1 genotypes with high yield potential and fruit quality. A total of 320 genotypes were evaluated under an augmented block design for phenological, vegetative, productive, and fruit quality traits. Broad-sense heritabilities and predicted genetic values were estimated using mixed models and integrated with predictions from XGBoost and CatBoost. Moderate to high heritabilities were observed for structural and productive traits (H² = 0.52-0.86). Positive genetic correlations were found between fruit number and yield, whereas soluble solids content was negatively associated with yield components, indicating trade-offs between productivity and fruit quality. XGBoost showed high predictive accuracy for commercial yield (R² = 0.908), intermediate performance for fruit weight (R² = 0.461), and poor performance for soluble solids content as a continuous variable (R² = −0.096). Recoding soluble solids content into categorical classes improved interpretability, although class discrimination remained limited. Selection indices based on best linear unbiased predictors (BLUPs), machine learning predictions, and their combination produced consistent rankings and identified genotypes with balanced agronomic and quality performance. Integrating mixed models and machine learning into multivariate selection indices provides a useful strategy for improving early selection efficiency in strawberry breeding programs.

RESUMEN El mejoramiento genético de la fresa (Fragaria × ananassa) requiere herramientas analíticas que integren la productividad y la calidad del fruto en poblaciones segregantes altamente variables. Este estudio evaluó la integración de modelos mixtos y algoritmos de aprendizaje automático para apoyar la selección temprana de genotipos S1 con alto potencial de rendimiento y calidad de fruto. Se evaluaron 320 genotipos bajo un diseño de bloques aumentados para caracteres fenológicos, vegetativos, productivos y de calidad del fruto. Las heredabilidades en sentido amplio y los valores genéticos predichos se estimaron mediante modelos mixtos y se integraron con predicciones de XGBoost y CatBoost. Se observaron heredabilidades moderadas a altas para caracteres estructurales y productivos (H² = 0,52-0,86). Se encontraron correlaciones genéticas positivas entre el número de frutos y el rendimiento, mientras que el contenido de sólidos solubles se asoció negativamente con los componentes del rendimiento, indicando compromisos entre productividad y calidad del fruto. XGBoost mostró alta precisión predictiva para el rendimiento comercial (R² = 0,908), desempeño intermedio para el peso del fruto (R² = 0,461) y bajo desempeño para el contenido de sólidos solubles como variable continua (R² = −0,096). La recodificación del contenido de sólidos solubles en clases categóricas mejoró la interpretabilidad, aunque la discriminación entre clases continuó siendo limitada. Los índices de selección basados en los mejores predictores lineales insesgados (BLUP), las predicciones de aprendizaje automático y su combinación produjeron rankings consistentes e identificaron genotipos con desempeño agronómico y de calidad equilibrado. La integración de modelos mixtos y aprendizaje automático en índices de selección multivariados proporciona una estrategia útil para mejorar la eficiencia de la selección temprana en programas de mejoramiento genético de fresa.

Physicochemical variability of Andisols in Colombian monogenetic volcanic fields under diverse management systems

ABSTRACT Andisols are highly productive soils formed by the progressive weathering of volcanic products. Two volcanic areas of Colombia were evaluated to compare soil characteristics and the influence of volcanic products on regional soil components. Fifty-four sites were sampled in the Tapias-Guacaica (TGMVF) and Guamuez-Sibundoy (GSMVF) monogenetic volcanic fields, and different production systems were assessed using soil physicochemical parameters. The results indicate that the soils of the TGMVF have a neutral pH, good cation exchange capacity, structural stability, macroporosity, and adequate drainage of water and nutrients, with low retention capacity. In contrast, the soils of the GSMVF exhibit high levels of organic matter, carbon, nitrogen, and phosphorus, as well as microporosity, mesoporosity, and efficient mobility and fixation of water and nutrients. Based on these parameters, the analysis of variance identified two and three distinct groups for the TGMVF and GSMVF, respectively. The behavior of the physicochemical variables, mainly total porosity (Pr), bulk density (ρa), particle density (ρr), cation exchange capacity (CEC), and structural stability (SS), may be affected by external factors such as compaction and internal factors such as soil wetting and drying cycles, especially in the pasture system of both volcanic fields. In general, the physicochemical variation of the soils has been influenced by factors such as geological time, soil management, vegetation, topography, and parent material. These results establish the basis for promoting appropriate agricultural practices in the fields.

RESUMEN Los Andisoles son suelos altamente productivos generados a partir del intemperismo progresivo de productos volcánicos. Se evaluaron dos zonas volcánicas de Colombia para comparar las características del suelo y la influencia de los productos volcánicos en los componentes edáficos de la región. Se muestrearon 54 sitios de los campos volcánicos monogenéticos Tapias-Guacaica (TGMVF) y Guamuez-Sibundoy (GSMVF), de los cuales se tomaron distintos sistemas productivos para evaluar parámetros fisicoquímicos del suelo. Los resultados indican que los suelos del TGMVF presentan un pH neutro, buena capacidad de intercambio catiónico, estabilidad estructural, macroporosidad y drenaje adecuado de agua y nutrientes, pero dificultad en la retención. En contraste, los suelos del GSMVF exhiben niveles elevados de materia orgánica, carbono, nitrógeno, fósforo, microporosidad, mesoporosidad, y movilidad y fijación eficientes de agua y nutrientes. Con base en estos parámetros, el análisis de varianza mostró dos y tres grupos distintivos para el TGMVF y el GSMVF, respectivamente. El comportamiento de las variables fisicoquímicas, principalmente porosidad total (Pr), densidad aparente (ρa), densidad real (ρr), capacidad de intercambio catiónico (CEC) y estabilidad estructural (SS), puede verse afectado por fuerzas externas como la compactación y fuerzas internas como los ciclos de humedecimiento y secado del suelo, especialmente en el sistema de potrero de ambos campos volcánicos. En general, la variación fisicoquímica de los suelos ha sido influenciada por factores como el tiempo geológico, el manejo del suelo, la vegetación, la topografía y el material parental. Estos resultados establecen la base para promover prácticas agrícolas adecuadas en los campos.

Climatic conditions on cannabidiol concentration in Cannabis sativa L. flowers

ABSTRACT Information on how climatic conditions affect cannabidiol (CBD) biosynthesis in Cannabis sativa is limited, restricting the development of the cannabis industry in Colombia. This study evaluated the CBD content in flowers cultivated in the Sierra Nevada de Santa Marta and compared the results with records from producers Colombian Caribbean under different temperature, relative humidity, and altitude conditions. Flowers from the Sierra Nevada de Santa Marta (1,800 m; 18-24 °C; 70-80% HR) were compared with records from Cannavida, Pharmacielo, and coastal producers (26-30 °C; 65-85% HR). Cannabinoids were quantified by HPLC-PDA and differences were evaluated using analysis of variance and Tukey’s post hoc test. In the results, Flowers from the Sierra Nevada presented the lowest CBD concentration (1.25 ± 0.08% p/p), which was significantly lower than the values reported for Cannavida (2.0-4.0% p/p) and Pharmacielo (3.8% p/p). Higher temperatures and lower relative humidity in crops at sea level were associated with higher CBD concentrations, suggesting that heat and stress may promote cannabinoid accumulation. However, the observed variation may reflect differences in genotype and cultivation practices. These findings indicate that temperature, relative humidity, and altitude should be considered when selecting cultivation areas and designing management strategies. This study provides a basis for optimizing agronomic practices and breeding programs aimed at increasing CBD yield and the phytochemical quality of cannabis produced in Colombia.

RESUMEN La información sobre cómo las condiciones climáticas afectan la biosíntesis de cannabidiol (CBD) es limitada y restringe el desarrollo de la industria en Colombia. Este estudio evaluó el contenido de CBD en flores cultivadas en la Sierra Nevada de Santa Marta y comparó los resultados con registros de productores del Caribe colombiano bajo condiciones de temperatura, humedad relativa y altitud. Las flores de la Sierra Nevada de Santa Marta (1.800 m; 18-24 °C; 70-80% HR) se compararon con registros de Cannavida, Pharmacielo y productores costeros (26-30 °C; 65-85% HR). Los cannabinoides se cuantificaron mediante HPLC-PDA y las diferencias se evaluaron mediante análisis de varianza y la prueba post hoc de Tukey. En los resultados, las flores de la Sierra Nevada presentaron la menor concentración de CBD (1,25 ± 0,08% p/p), significativamente inferior a los valores de Cannavida (2,0-4,0% p/p) y Pharmacielo (3,8% p/p). Las temperaturas más altas y la menor humedad relativa en los cultivos a nivel del mar se asociaron con concentraciones elevadas de CBD, lo que sugiere que el estrés térmico e hídrico puede favorecer la acumulación de cannabinoides. Sin embargo, la variación observada puede reflejar diferencias en el genotipo y las prácticas de cultivo. Estos hallazgos indican que la temperatura, la humedad relativa y la altitud deben considerarse al seleccionar zonas de cultivo y diseñar estrategias de manejo. Este estudio proporciona una base para optimizar prácticas agronómicas y programas de mejoramiento orientados a incrementar el rendimiento de CBD y la calidad fitoquímica del cannabis producido en Colombia.

Control of anthracnose in papaya using UV-C irradiation and coatings containing Lacticaseibacillus paracasei TEP8

ABSTRACT Fungal diseases are a major cause of postharvest losses in papaya, encouraging the search for alternatives to synthetic fungicides. This study evaluated UV-C irradiation combined with edible coatings containing the antifungal lactic acid bacterium Lacticaseibacillus paracasei TEP8 against Colletotrichum gloeosporioides in Maradol papaya. In the first assay, fruits at two ripening degrees were subjected to combinations of coating matrix (starch, carboxymethylcellulose, or uncoated) and UV-C dose (0, 0.97, 2, or 2.88 kJ m⁻²), plus fungicide controls. Disease incidence and severity were monitored for 10 days. In a second assay, wounded degree-3 fruits were used to evaluate spore germination and lesion diameter according to the order of coating application. Factorial analysis showed that incidence was significantly affected by coating matrix, UV-C dose, ripening degree, and their interactions, whereas severity was affected by coating matrix, ripening degree, and their three-way interaction, but not by the main effect of UV-C dose. The lowest final incidence (80%) occurred in degree-1 fruits treated with 2 kJ m⁻² UV-C followed by starch-TEP8 coating, while 0.97 kJ m⁻² plus starch-TEP8 produced one of the lowest final severity values. Applying the coating after inoculation yielded the lowest final spore germination (52.5%), although lesion diameter did not differ from the inoculated control. Overall, treatment performance depended on the interaction among fruit maturity, coating matrix, and UV-C. Because coating-only controls without TEP8 were absent, the observed effects cannot be attributed exclusively to the bacterium. Further studies should verify TEP8 viability, fruit quality, and treatment effectiveness under postharvest storage conditions before application.

RESUMEN Las enfermedades fúngicas constituyen una causa importante de pérdidas poscosecha en papaya, lo que ha impulsado la búsqueda de alternativas a los fungicidas sintéticos. Este estudio evaluó la irradiación UV-C combinada con recubrimientos comestibles que contenían la bacteria ácido láctica antifúngica Lacticaseibacillus paracasei TEP8 contra Colletotrichum gloeosporioides en papaya Maradol. En el primer ensayo, frutos con dos grados de madurez fueron sometidos a combinaciones de matriz de recubrimiento (almidón, carboximetilcelulosa o sin recubrimiento) y dosis de UV-C (0; 0,97; 2 o 2,88 kJ m⁻²), además de controles con fungicida. La incidencia y severidad se monitorearon durante 10 días. En un segundo ensayo, frutos lesionados con grado de madurez 3 se utilizaron para evaluar la germinación de esporas y el diámetro de lesión según el orden de aplicación del recubrimiento. El análisis factorial mostró que la incidencia fue afectada significativamente por la matriz de recubrimiento, la dosis de UV-C, el grado de madurez y sus interacciones, mientras que la severidad fue afectada por la matriz, el grado de madurez y la interacción triple, pero no por el efecto principal de la dosis de UV-C. La menor incidencia final (80 %) se observó en frutos con grado de madurez 1 tratados con 2 kJ m⁻² de UV-C y posteriormente con el recubrimiento almidón-TEP8, mientras que 0,97 kJ m⁻² + almidón-TEP8 produjo uno de los menores valores finales de severidad. La aplicación del recubrimiento después de la inoculación produjo la menor germinación final de esporas (52,5 %), aunque el diámetro de lesión no difirió del control inoculado. En conjunto, la respuesta dependió de la interacción entre madurez, matriz de recubrimiento y UV-C. Debido a la ausencia de controles con recubrimientos sin TEP8, los efectos observados no pueden atribuirse exclusivamente a la bacteria. Estudios posteriores deberán verificar la viabilidad de TEP8, la calidad del fruto y la efectividad del tratamiento bajo condiciones de almacenamiento poscosecha antes de su aplicación.

Integrated evaluation of biological and chemical control against Globodera pallida in potato

ABSTRACT The cyst nematode Globodera pallida poses a critical threat to potato production in Colombia, where severe infestations can cause yield losses of up to 90%. This study evaluated the efficacy of two biological products, Onix® (Bacillus methylotrophicus) and Alicerce® (B. licheniformis and B. subtilis), alongside a chemical alternative, Verango® (fluopyram), for the control of G. pallida under potato agroecological conditions. Compared with the control, Onix® reduced cyst populations by 77.6%, J2 juveniles by 88.1%, and female counts by 68.5%. Furthermore, Onix® significantly increased the first-grade tuber production, demonstrating high biological efficacy. In conclusion, Onix® (B. methylotrophicus) represents a sustainable and effective alternative for the integrated management of G. pallida, providing significant environmental benefits without compromising crop yield.

RESUMEN El nematodo del quiste Globodera pallida representa una amenaza grave para la producción de papa en Colombia, donde las infestaciones severas pueden causar pérdidas de rendimiento de hasta el 90 %. Este estudio evaluó la eficacia de dos productos biológicos, Onix® (Bacillus methylotrophicus) y Alicerce® (B. licheniformis y B. subtilis), junto con una alternativa química, Verango® (fluopyram), para el control de G. pallida en condiciones agroecológicas de cultivo de papa. En comparación con el control, Onix® redujo las poblaciones de quistes en un 77,6 %, los juveniles J2 en un 88,1 % y el número de hembras en un 68,5 %. Además, Onix® aumentó significativamente la producción de tubérculos de primer grado, lo que demuestra una alta eficacia biológica. En conclusión, Onix® (B. methylotrophicus) representa una alternativa sostenible y eficaz para el manejo integrado de G. pallida, ya que brinda importantes beneficios ambientales sin comprometer el rendimiento del cultivo.