Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín

El aumento de las inundaciones generado por el cambio climático afectará nuestros cultivos

Grafting effect on photosynthetic activity and yield of tomato under a plastic house in Colombia

ABSTRACT Grafting is an effective approach to improve tomato yield and for tolerance to various abiotic and biotic stresses. This technique consists of using a vigorous or resistant plant (rootstock) to replace the root system of a genotype of economic interest (scion) but susceptible to one or more stress factors. The present work aimed to evaluate the physiological and productive response of a commercial tomato scion grafted on different rootstocks in Colombia's high-Andean region. For this purpose, a tomato cv. Libertador was grafted on two commercial ("Olimpo" and "Armada") tomato rootstocks in a randomized complete block experimental design. Four scion×rootstock combinations were evaluated by vigor rootstock, resistant rootstock, self-grafting, and non-grafted plants. Net photosynthesis, transpiration rate, stomatal conductance, water use efficiency, and radiation use efficiency were evaluated during six phenological stages (701, 704, 706, 708, 710, and 712), according to the BBCH scale; while the leaf area index and quantum yield were analyzed in five phenological stages (except 706). The highest values of photosynthesis, stomatal conductance, water and radiation use efficiency were registered in the initial phase of the production stage (701), which tended to decline at the end of the life cycle (712). Transpiration rate was similar throughout the growth cycle. Nevertheless, vigor rootstock presented the lowest photosynthesis rate; it was superior in terms of leaf area index, leaves dry matter, and tomato yield. The quantum yield values of the photosystem II did not indicate photochemical injuries in any of the scion×rootstock combinations. The higher tomato yield was reached in vigor rootstock and was associated with a more significant accumulation of dry matter in the leaf and higher leaf area index.

RESUMEN La injertación se considera una herramienta eficaz para contrarrestar múltiples factores bióticos y abióticos que limitan la producción del tomate. Esta técnica consiste en utilizar una planta vigorosao resistente (portainjerto) para reemplazar el sistema radical de un genotipo de interés económico (vástago) pero susceptible a uno o más factores de estrés. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar la respuesta fisiológica y productiva de un vástago comercial de tomate injertado en diferentes patrones bajo condiciones de la región altoandina de Colombia. Para este propósito, el cultivar de tomate Libertador fue injertado sobre dos patrones comerciales de tomate ("Olimpo" y "Armada") en un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Se evaluaron cuatro combinaciones de copa-portainjerto: portainjerto de vigor, portainjerto resistente, auto injertación y plantas no injertadas. La fotosíntesis neta, la tasa de transpiración, la conductancia estomática, el uso eficiente del agua y el uso eficiente de la radiación se evaluaron durante seis etapas fenológicas (701, 704, 706, 708, 710 y 712), según la escala BBCH, mientras que el índice de área foliar y el rendimiento cuántico fueron analizados en cinco etapas fenológicas (excepto 706). Los valores más altos de fotosíntesis neta, conductancia estomática, uso eficiente del agua y uso eficiente de la radiación se registraron en la fase inicial de la etapa de producción (701), con una reducción al final del ciclo de vida del tomate (712). Aunque el tratamiento vigor presentó la menorfotosíntesis neta, este fue superior en términos de índice de área foliar, materia seca de hojas y rendimiento de frutos de tomate. Los valores del rendimiento cuántico del fotosistema II no indicaron lesiones fotoquímicas en ninguna de las combinaciones de injerto y portainjerto. El mayor rendimiento de frutos se alcanzó con el uso de un portainjerto de vigor y se asoció con una acumulación más significativa de materia seca en la hoja y un mayor índice de área foliar.

Studies on the nature of relationships between grain yield and yield-related traits in durum wheat (Triticum durum Desf.) populations

ABSTRACT This experiment was conducted at the Field Crops Institute, Agricultural Experimental Station of Setif (ITGC-AES), Eastern semi-arid areas of Algeria, during two successive cropping seasons, 2010/11 and 2011/12. The aim of the study was to evaluate the association of yield and yield-related traits and determine the direct and indirect effects of yield-related traits on grain yield. The plant materials consisted of 330 F3 and 174 F4 durum wheat lines along with their four parents and one control cultivar, which were evaluated under rainfed conditions in a semi-arid region. Data on nine agronomic traits were recorded. Sufficient genetic variability was observed among wheat traits as indicated by the minimum and maximum mean values and confirmed by the phenotypic and genotypic coefficients of variation that took intermediate and high estimates for most of the traits evaluated both in F3 and F4 generations. A high heritability (>60%) was observed for almost all the traits studied indicating the involvement of the additive action of genes in their genetic determinism. Results of stepwise regression and path analysis showed that biological yield, harvest index and number of spikes were the most determinant components of grain yield, exhibiting high positive direct effects (0.697, 0.683 and 0.293 in F3 vs 0.695, 0.205 and 0.560 in F4, respectively) coupled with positive and significant correlations (r=0.696*, r=0.778* and r=0.127* in F3 vs r=0.686*, r=0.628* and r=0.491* in F4, respectively) with this trait. These three yield-contributing traits can be considered as suitable indirect selection criteria to improve grain yield in the subsequent generation of the wheat breeding program.

RESUMEN Este experimento se llevó a cabo en el Instituto Cultivos de Campo, Estación Experimental Agrícola de Setif (ITGC-AES), áreas semiáridas del este de Argelia durante dos temporadas de cultivo sucesivas, 2010/11 y 2011/12. El objetivo de este estudio fue evaluar la asociación de rendimiento y rasgos relacionados con el rendimiento y determinar los efectos directos e indirectos de los rasgos relacionados con el rendimiento de grano. El material vegetal consistió en líneas de trigo duro 330 F3 y 174 F4 junto con sus cuatro padres y un cultivar testigo que se evaluaron en condiciones de secano en una región semiárida. Se registraron datos sobre nueve características agronómicas. Se observó suficiente variabilidad genética entre los rasgos del trigo según lo indicado por los valores medios mínimo y máximo y confirmado por los coeficientes de variación fenotípicos y genotípicos que tomaron estimaciones intermedias y altas para la mayoría de los rasgos evaluados tanto en las generaciones F3 como F4. Se observó una alta heredabilidad (> 60%) para casi todos los rasgos estudiados, lo que indica la participación de la acción aditiva de los genes en su determinismo genético. Los resultados de la regresión escalonada y el análisis de ruta mostraron que el rendimiento biológico, el índice de cosecha y el número de espigas revelaron efectos directos positivos elevados junto con correlaciones positivas y significativas con el rendimiento de grano, exhibiendo grandes efectos positivos directos (0.697, 0.683 y 0.293 en F3 vs 0.695, 0.205 y 0.560 en F4, respectivamente) acoplados con correlaciones positivas y significativas (r=0.696*, r=0.778* y r=0.127* en F3 vs r=0.686*, r=0.628* y r=0.491* en F4, respectivamente) con este rasgo.. Estos tres rasgos que contribuyen al rendimiento se consideran como los mejores criterios de selección indirecta para mejorar el rendimiento de grano en la generación posterior de este programa de mejoramiento de trigo.

Effect of organic and chemical fertilizers on the growth and production of soybean (Glycine max) in dry land

ABSTRACT Soybean is known for its high protein content, which is the reason why it is widely used as one of the main food sources for humans and animals. In order to optimize soybean growth, farmers tend to add excessive dosage of chemical fertilizer to this crop. Furthermore, a continuous chemical fertilizer application without organic fertilizer addition may cause a rapid depletion of nutrients in the soil. This study aimed to evaluate the effectiveness of organic fertilizer treatment to reduce the amount of urea as chemical fertilizer needed in soybean cultivation. A complete randomized design was conducted using 21 treatments of organic and chemical fertilizer in triplicate with a 4x3 m plot size. Analysis of variance was carried out to compare the means of measurement data and Duncan multiple range test (DMRT 5%) was applied. The treatment 2,000 kg ha-1 compost + 50 kg ha-1 urea (O2K2A1) resulted the highest dry yield in soybean and had significant differences with urea-only treatment. A mixture of chemical and organic fertilizers had no significant result over the yield compared to the use of chemical fertilizer only. Compost application of 1,000-2,000 kg ha-1 with urea 50-100 kg ha-1 (O2K2A1 and O2K1A2) showed an increase in seed yield of 35-38 % with a profit reaching 333-340 USD ha-1 compared to standard treatment using urea 50 kg ha-1 + SP-36 50 kg ha-1 + 50 KCl kg ha-1 (O0K0A1).

RESUMEN La soya es conocida por su alto contenido en proteínas, por lo que es ampliamente usada como una de las principales fuentes de alimento para los seres humanos y animales. Para optimizar el crecimiento de la soja, los agricultores tienden a agregar una dosis excesiva de fertilizante químico a este cultivo. Además, una aplicación continua de fertilizantes químicos sin la adición de fertilizantes orgánicos puede causar un rápido agotamiento de los nutrientes en el suelo. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la efectividad del tratamiento con fertilizantes orgánicos para reducir la cantidad de urea como fertilizante químico necesario en dicho cultivo. Se realizó una combinación de 21 tratamientos de fertilizante orgánico y químico, con diseño completamente aleatorio. Se llevó a cabo un análisis de varianza para comparar las medias de los datos de medición y se aplicó con la prueba de rango múltiple de Duncan (DMRT 5%). Los resultados mostraron que el tratamiento con 2.000 kg ha-1 de compost + 50 kg ha-1 urea (O2K2A1) obtuvo el mayor rendimiento (en peso seco) de soya y mostró diferencias significativas con la aplicación de urea a dosis similares que fueron suministradas sin compost. Una mezcla de fertilizantes químicos y orgánicos no tuvo un resultado significativo sobre el rendimiento en comparación con el uso de fertilizantes químicos solamente. La aplicación de 1.000-2.000 kg ha-1 compost + 50-100 kg ha-1 urea (O2K2A1) y (O2K1A2) obtuvo un aumento en el rendimiento de semillas de 35-38% con una ganancia de USD 333-340 ha-1 en comparación con la fertilización estándar de 50 kg ha-1 urea + 50 SP-36 kg ha-1 + 50 KCl kg ha-1 (O0K0A1).

Estimation of leaf nitrogen content from non-destructive methods in Eucalyptus tereticornis and Eucalyptus saligna plantations

ABSTRACT The determination of leaf nitrogen content (LNC) by indirect methods is essential for silvicultural management of forest crops. The application of photography or rapid measurement equipment, such as chlorophyll index (soil-plant analysis development-SPAD), is increasingly used due to its low-cost, ease of estimation and accuracy. Therefore, the aim of this study was to estimate foliar nitrogen content from nondestructive methods in plantations of Eucalyptus tereticornis and Eucalyptus saligna using three urea treatments (120 kg N ha-1, 240 kg N ha-1 and a control treatment without urea). For each treatment, 10 trees were selected, including four for the validation of the equations. The LNC was directly evaluated for color with the CIEL*a*b* model, photographic measurement with the RGB model, SPAD measurement and destructive estimation of nitrogen in leaves. The results showed negative relationships with the L* (luminosity) and b* (trend from yellow to green) indices, while the a* (red to green trend) index was discarded, with SPAD positive relationships were found with LNC and RGB space. In the R and B indices, the greatest negative relationships were found. It was determined that the multivariate equation Y=a+b1x1+b2x2+…+bnxn can be used for this type of study. It was also determined that the LNC=0.389+0.026SPAD model was the optimum for E. tereticornis and the LNC=3.826- 0.001R- 0.10B equation was the optimum for E. saligna.

RESUMEN La determinación del contenido de nitrógeno foliar (LNC) por métodos indirectos es esencial para el manejo silvícola de cultivos forestales. La aplicación de fotografía o equipos de medición rápida, como el índice de clorofila (SPAD), se utiliza cada vez más debido a su bajo costo, facilidad de estimación y precisión. Por tanto, el objetivo de este estudio consistió en estimar el LNC a partir de métodos no destructivos en plantaciones de Eucalyptus tereticornis y Eucalyptus saligna utilizando tres tratamientos de urea (120 kg N ha-1, 240 kg N ha-1 y un tratamiento testigo sin urea). Para cada tratamiento, se seleccionaron 10 árboles, incluidos cuatro utilizados para la validación de las ecuaciones. El LNC se evaluó directamente en cuanto a color con el modelo CIEL*a*b*, medición fotográfica con el modelo RGB, medición SPAD y estimación destructiva de nitrógeno en hojas. Los resultados mostraron relaciones negativas con los índices L* (luminosidad) y b* (tendencia de amarillo a verde), mientras que se descartó el índice a* (tendencia de rojo a verde), encontrándose SPAD relaciones positivas con el espacio LNC y RGB. En los índices R y B, mostraron las mayores relaciones negativas. Se determinó que la ecuación multivariada Y=a+b1x1+b2x2+…+bnxn se puede utilizar para este tipo de estudio. También se determinó que el modelo LNC=0,389+0,026SPAD fue el óptimo para E. tereticornis y la ecuación LNC=3,826-0,001R-0,10B fue la óptima para E. saligna.

Response of soybean crop with different combinations of seed treatment and application of nitrogen, cobalt, and molybdenum topdressing

ABSTRACT Nitrogen is the element most demanded by the soybean crop, and the biological fixation of atmospheric nitrogen is the main means to supply it. In contrast, micronutrients and chemical treatments applied on seeds together with the inoculant can alter the phenomenon of biological fixation of atmospheric nitrogen. This work aimed to evaluate the effect of chemical products, micronutrients, and nitrogen fertilization on the nodulation, development, and yield of soybean. The experiment was developed in a field and a greenhouse in the municipality of Toledo, Brazil. A randomized block with four repetitions was used as an experimental design. This design had eight treatments, namely: T1 - Control (seeds treated with insecticide); T2 - Seeds treated with insecticides and inoculated with Bradyrhizobium; T3 - Untreated seeds inoculated with Bradyrhizobium; T4 - Seeds treated with insecticides and cobalt-molybdenum (CoMo), inoculated with Bradyrhizobium; T5 - Seeds with CoMo inoculated with Bradyrhizobium; T6 - Seeds treated with insecticides, inoculated with Bradyrhizobium and with foliar application of CoMo; T7 - Seeds treated with insecticides, inoculated with Bradyrhizobium and with the application of nitrogen in cover; T8 - Seeds treated with nitrogen by broadcast. No significant differences were observed between treatments on the nodules numbers, stem diameter, plant height, root length, the mass of 1000 grains, and yield. The application of nitrogen at the R2 stage (a plant with an open flower in one of the two uppermost nodes of the main stem with a fully developed leaf) and in association with the inoculant + CoMo without seed treatment provided a greater number of nodes, pods, and grains per plant.

RESUMEN El nitrógeno es el elemento que presenta mayor demanda por parte del cultivo de soja, y la fijación biológica del nitrógeno atmosférico el principal medio para abastecerlo. En cambio, micronutrientes y tratamientos químicos aplicados a la semilla conjuntamente con el inoculante pueden alterar dicha fijación biológica de nitrógeno. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de productos químicos, micronutrientes y de la fertilizacion nitrogenada, en la nodulacion, desarrollo y rendimiento de la soya. El experimento fue desarrollado en campo y en invernadero en el municipio de Toledo, Brasil. El diseño experimental utilizado fue el de bloques al azar, con cuatro repeticiones. Los tratamientos fueron: T1 - Control (semillas tratadas con insecticida); T2 - Semillas tratadas con insecticidas e inoculadas con Bradyrhizobium; T3 - Semillas no tratadas inoculadas con Bradyrhizobium; T4 - Semillas tratadas con insecticidas y cobalto-molibdeno (CoMo), inoculadas con Bradyrhizobium; T5 - Semillas con CoMo inoculadas con Bradyrhizobium; T6 - Semillas tratadas con insecticidas, inoculadas con Bradyrhizobium y con aplicación de CoMo vía foliar; T7 - Semillas tratadas con insecticidas, inoculadas con Bradyrhizobium y con aplicación de nitrógeno en cubierta; T8 - Semillas tratadas con nitrógeno al voleo. No se observaron diferencias significativas entre los tratamientos sobre el número de nódulos, diametro de la tallo principal, altura de planta, longitud de raiz, masa de 1000 granos y rendimiento. La aplicacion de nitrógeno en la etapa R2 y la asociación del inoculante + CoMo sin tratamiento de semilla proporcionó mayor número de nudos, vainas y granos por planta.

Comparison of statistical indices for the evaluation of crop models performance

ABSTRACT This study presents a comparison of the usual statistical methods used for crop model assessment. A case study was conducted using a data set from observations of the total dry weight in diploid potato crop, and six simulated data sets derived from the observations aimed to predict the measured data. Statistical indices such as the coefficient of determination, the root mean squared error, the relative root mean squared error, mean error, index of agreement, modified index of agreement, revised index of agreement, modeling efficiency, and revised modeling efficiency were compared. The results showed that the coefficient of determination is not a useful statistical index for model evaluation. The root mean squared error together with the relative root mean squared error offer an excellent notion of how deviated the simulations are in the same unit of the variable and percentage terms, and they leave no doubt when evaluating the quality of the simulations of a model.

RESUMEN Este artículo presenta una comparación de los métodos estadísticos habituales que se utilizan para la evaluación de modelos de cultivos. Se realizó un estudio de caso utilizando un conjunto de datos observados del peso seco total en un cultivo de papa diploide y seis conjuntos de datos simulados destinados a predecir las observaciones. Los parámetros estadísticos evaluados fueron el coeficiente de determinación, la raíz cuadrada del cuadrado medio del error, la raíz cuadrada del cuadrado medio del error relativo, el error medio, el índice de concordancia, el índice de concordancia modificado, el índice de concordancia revisado, el índice de eficiencia y el índice de eficiencia revisado. Los resultados mostraron que el coeficiente de determinación no es un índice estadístico útil para la evaluación de modelos de cultivo. La raíz cuadrada del cuadrado medio del error junto a la raíz cuadrada del cuadrado medio del error relativo, ofrecen una excelente idea de cuánto están desviadas las simulaciones en la misma unidad de medida de la variable y en términos porcentuales. La raíz cuadrada del cuadrado medio del error y la raíz cuadrada del cuadrado medio del error relativo no dejan dudas al evaluar la calidad de las simulaciones de un modelo respecto a las observaciones

The water footprint of coffee production in Colombia

ABSTRACT The problem of water availability and its important role in the agricultural sector, specifically in the cultivation of coffee, which has historical, cultural, and economic importance for Colombia, requires a study of the water footprint in this country. This paper presents the results of a study of the water footprint of coffee production (cultivation and wet processing) in Colombia by the traditional and ecological wet-processing methods. To this purpose, the Water Footprint Network methodology was followed according to the Water Footprint Assessment Manual (2011). The green water footprint of coffee production in Colombia was 8,746 m3 t-1 and does not have a blue water footprint as it does not require irrigation, while the gray water footprint was 7,000 m3 t-1. When the traditional wet-processing method is used, the blue water footprint is 4 m3 t-1 and the gray water footprint is 3,200 m3 t-1, while if the ecological Becolsub® technology is used, the blue water footprint is 0.60 m3 t-1 and the gray water footprint is 1,739 m3 t-1. For the Ecomill® technology, the blue one is 0.55 m3 t-1 and had no gray water footprint because it does not generate any water discharge and the little leachate that it produces is reincorporated into the process. This implies that the Becolsub® ecological processing method reduces the water footprint by 45.7% and 99.9% with the ecological Ecomill® process (no wastewater discharge) compared to traditional wet processing technology. Compared to other countries, Vietnam has the lowest green footprint in coffee cultivation, followed by Colombia, Ethiopia, Brazil, Peru, and Indonesia. The water footprint of coffee depends on the climate and yields, consequently, the water footprint of the coffee crop varies significantly between locations and the evaluation period.

RESUMEN El problema de la disponibilidad de agua y su importante papel en el sector agrícola, específicamente en la presión que existe actualmente por el recurso hídrico, pero además en países como Colombia donde el cultivo del café tiene una importancia histórica, cultural y económica, lo que hace necesario un estudio de la huella hídrica de este cultivo en el país. Aquí se presentan los resultados de la huella hídrica de la producción de café (cultivo y beneficio) en Colombia, por el método de beneficio tradicional y ecológico. Para su cálculo se siguió la metodología propuesta por Water Footprint Network. La huella hídrica verde promedio del cultivo de café en Colombia es de 8.746 m3 t-1, no tiene huella hídrica azul porque no requiere riego y la huella hídrica gris es del orden de 7.000 m3 t-1. El beneficio tradicional de café no tiene huella hídrica verde, la huella hídrica azul es de 4.00 m3 t-1 y tiene una huella hídrica gris de 3.200 m3 t-1. El beneficio ecológico Becolsub® tiene una huella hídrica de azul de 0,60 m3 t-1 y una huella hídrica gris de 1.739 m3 t-1; mientras la tecnología Ecomill® sin vertimientos de aguas residuales tiene una huella hídrica azul de 0,55 m3 t-1 y no tiene huella hídrica gris porque no presenta vertimientos. Esto implica que el método de procesamiento ecológico Becolsub® disminuye la huella hídrica en un 45,7% y en un 99,9% con el proceso ecológico Ecomill® (sin descarga de aguas residuales) en comparación con la tecnología tradicional de procesamiento húmedo. A nivel mundial, Vietnam cuenta con la menor huella hídrica, seguido por Colombia, Etiopia, Brasil, Perú e Indonesia. La huella hídrica del café, depende del clima y el rendimiento del cultivo, por esta razón, la huella hídrica del cultivo de café varia significativamente con el lugar y el periodo de evaluación.

Use of effective microorganisms and FitoMas-E® to increase the growth and quality of pepper (Capsicum annuum L.) seedlings

ABSTRACT The agricultural bio-products based on effective microorganisms (EM) are a suitable alternative to reduce the use of chemical fertilizers and have a positive effect on the growth and development of plants. The aim of the present work was to evaluate the effect of EM and FitoMas-E® on the production of pepper seedlings (Capsicum annuum L.). The experiment was carried out in an organoponic garden in the municipality of Matanzas, Cuba. It was constituted for four treatments: control (without application of bio-products), EM (4 mL m-2), FitoMas-E® (0.1 mL m-2) and EM (4 mL m-2) + FitoMas-E® (0.1 mL m-2). A randomized block design was performed with three replications per treatment. One-way analysis of variance was performed to determine differences among treatments and Duncan's Multiple Range Test for media comparison. Seedling height, number of leaves per seedling, stem diameter, root length, slenderness index, fresh and dry weight of leaf and root and shoot/root ratio based on dry weight data were determined. The application of EM and FitoMas-E® had a positive effect on the growth and quality of the pepper seedlings under nursery condition. The treatment 4 showed the best results regarding the morphological parameters: plant height (17.19 cm), number of leaves (6.01), stem diameter (3.98 mm), root length (8.82 cm) as well as fresh and dry weight of leaves and roots. The combined application of EM and FitoMas-E showed to be effective in promoting the growth of roots and aerial organs but maintaining a shoot/root ratio ranged from 1.28 to 2.5, which are suitable values in order to obtain quality pepper seedlings.

RESUMEN Los bioproductos agrícolas basados en microorganismos eficientes (EM) constituyen una alternativa viable para disminuir el uso de fertilizantes químicos, y tienen un efecto positivo sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. Este trabajo se realizó con el objetivo de evaluar el efecto de microorganismos eficientes (EM) y FitoMas-E® en la producción de plántulas de pimiento (Capsicum annuum L.), para lo cual se realizó un experimento en un jardín organopónico en el municipio de Matanzas, Cuba. Se estudiaron cuatro tratamientos: control (sin aplicación de los bio-productos), EM (4 mL m-2), FitoMas-E® (0.1 mL m-2) y EM (4 mL m-2) + FitoMas-E® (0.1 mL m-2). Se estableció un diseño de bloques completamente al azar con tres repeticiones por tratamiento. Se realizó un análisis de varianza para determinar diferencias entre los tratamientos y la prueba de Rangos Múltiples de Duncan para la comparación entre las medias. Se evaluaron los indicadores altura de las plántulas (cm), número de hojas por plántula, diámetro del tallo (mm), longitud de la raíz (cm), el índice de esbeltez, peso fresco y seco foliar y de la raíz (g) y la relación parte aérea/raíz con relación al peso seco. La aplicación de EM y FitoMas-E® tuvo un efecto positivo sobre el crecimiento y la calidad de las plántulas de pimiento en semillero. El tratamiento 4 mostró los mejores resultados con relación a los indicadores morfológicos: altura de la planta (17.19 cm), número de hojas (6.01), diámetro del tallo (3.98 mm), longitud de la raíz (8.82 cm), así como en el peso fresco y seco de las hojas y de las raíces. La aplicación combinada de EM y FitoMas-E fue efectiva para estimular el crecimiento de la raíz y los órganos aéreos, manteniendo una relación parte aérea/raíz entre 1.28 y 2.5, lo cual es importante en función de obtener plántulas de pimiento con calidad.

Phenolic compounds and in vitro antioxidant activity of six accessions of mashua (Tropaeolum tuberosum R. & P.) from Puno Region, Peru

ABSTRACT Mashua (Tropaeolum tuberosum R. & P.) is an Andean crop of high nutritional value and medicinal properties, which presents a great diversity in morphology and color. The aim of the study was to evaluate the content of phenolic compounds and in vitro antioxidant activity of the most economically important mashua accessions in the Puno Region, Peru. Six accessions of mashua (three purple-colored and three yellow-colored) were evaluated. The content of total polyphenols, total flavonoids and identification of phenolic compounds was determined by the Folin-Ciocalteu assay, aluminum chloride colorimetric method and HPLC-DAD, respectively. In vitro antioxidant activity was evaluated using the FRAP and DPPH assays. In general, the purple-colored mashua had a significantly higher content of total polyphenols, total flavonoids, and in vitro antioxidant activity compared to the yellow-colored mashua; being the Tt-23 accession purple-colored (peel/pulp, purple/purple), which presented a significantly higher content of phenolic compounds and in vitro antioxidant activity compared to the other accessions evaluated (P<0.05). Furthermore, a significant correlation was observed between FRAP and DPPH activities with the total content of polyphenols and flavonoids (P<0.01), as well as between FRAP activity and the caffeic acid and rutin levels (P<0.05). These results suggest that purple-colored mashua, particularly the Tt-23 accession (peel/pulp, purple/purple), has better nutraceutical and antioxidant properties due to its higher content of phenolic compounds.

RESUMEN Mashua (Tropaeolum tuberosum R. & P.) es un cultivo andino de alto valor nutricional y propiedades medicinales, que presenta una gran diversidad en morfología y color. El objetivo del estudio fue evaluar el contenido de compuestos fenólicos y la actividad antioxidante in vitro de las accesiones de mashua de mayor importancia económica en la Región Puno, Perú. Se evaluaron seis accesiones de mashua (tres de color púrpura y tres de color amarillo). El contenido de polifenoles totales, flavonoides totales e identificación de compuestos fenólicos se determinó mediante el ensayo de Folin-Ciocalteu, método colorimétrico de cloruro de aluminio y HPLC-DAD, respectivamente. La actividad antioxidante in vitro se evaluó mediante los ensayos FRAP y DPPH. En general, la mashuas de color púrpura presentaron un contenido significativamente mayor de polifenoles totales, flavonoides totales, y actividad antioxidante in vitro en comparación con las mashua de color amarillo; siendo la accesión Tt-23 de color púrpura (piel/pulpa, púrpura/púrpura), la que presentó un contenido significativamente mayor de compuestos fenólicos y actividad antioxidante in vitro en comparación con las otras accesiones evaluadas (P<0,05). Asimismo, se observó una correlación significativa entre las actividades de FRAP y DPPH con el contenido de polifenoles y flavonoides totales (P<0,01), así como entre la actividad de FRAP y los niveles de ácido cafeico y rutina (P<0,05). Estos resultados sugieren que las mashua de color púrpura, particularmente la accesión Tt-23 (piel/pulpa, púrpura/púrpura), presenta mejores propiedades nutracéuticas y antioxidantes debido a su mayor contenido de compuestos fenólicos.

Use of phenolic compounds from cocoa pod-husks (Theobroma cacao L.) as inhibitors of Salmonella spp. in fresh cheese produced in Manabí, Ecuador

ABSTRACT Cocoa pod-husk is a by-product of cocoa processing, underutilized despite its phenolic compounds that can be an alternative to preserve the microbiological quality of food. The aim of this work was to evaluate the in vitro inhibitory activity of phenolic compounds from the cocoa pod-husk against Salmonella spp, which is commonly found in fresh cheese produced in Manabí, Ecuador; as well as the effect on the sensory characteristics of cheese after immersion in a solution of phenolic compounds. In vitro microbiological analyzes of the inhibitory activity of phenolic compounds, showed that the concentrations 1 and 1.5% had the highest zone of inhibition against Salmonella spp., with mean diameters of 10.67 and 11.8 mm, respectively. On the other hand, the growth curve of Salmonella spp. indicated that 2 h were required for complete inhibition of bacteria by phenolic compounds at concentrations of 1 and 1.5%. For the sensory analyzes of cheese treated with phenolic compounds, 56.3% of the panelists accredited the firmness and odor with "I like it", while 37.5% of the panelists qualified the color of the cheese with "I neither like nor dislike". Firmness and odor had higher values of acceptance than color. For 25 and 12.5% of the panelists, firmness and odor were rated as "I like it a lot", respectively, and 56.3% of the panelists conferred the label of "I like it" to both attributes. Cheese color was the lowest rated attribute, given that 12.5% of the panelists chose "I like it a lot" and 25% for "I like it".

RESUMEN El pericarpio del cacao es un subproducto generado en la transformación agroindustrial, comúnmente subutilizado, a pesar de los compuestos fenólicos presentes en él que pueden ser una alternativa para preservar la calidad microbiológica de los alimentos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el poder inhibitorio in vitro de compuestos fenólicos provenientes del pericarpio de cacao frente a Salmonela spp., comúnmente presente en queso fresco producido en Manabí, Ecuador; así como el efecto en las características sensoriales del queso después de su inmersión en una solución de compuestos fenólicos. Los análisis microbiológicos in vitro del poder inhibitorio de los compuestos fenólicos mostraron que concentraciones de 1 and 1,5% tuvieron las mayores zonas de inhibición de Salmonela spp., con medias de 10,67 mm y 11,8 mm de diámetro, respectivamente. Por otro lado, la curva de crecimiento de Salmonela spp. indicó que se requirió de 2 h para una inhibición completa de la bacteria frente a concentraciones de compuestos fenólicos de 1 y 1,5%. Los análisis sensoriales del queso tratado con compuestos fenólicos presentaron que la firmeza y el olor tuvieron mejores calificaciones que el color. La firmeza y el olor se calificaron con "me gusta mucho" por 25% y 12,5% de los panelistas, respectivamente y con "me gusta" por un 56,3% de los panelistas para ambos atributos. El color del queso fue el atributo de menor calificación, con 12,5% de los panelistas que escogieron el nivel de agrado "me gusta mucho" y 25% para el nivel "me gusta".

Chemical characterization, polyphenol content and antioxidant capacity of two pitahaya ecotypes (Hylocereus spp.)

ABSTRACT Pitahaya has originated worldwide interest due to its content of bioactive compounds with proven beneficial effects on health, acting as antioxidants against free radicals. This study aimed to evaluate the nutraceutical potential of the peel and pulp of the red (Hylocereus monacanthus) and yellow (Hylocereus megalanthus) pitahaya ecotypes for nutritional formulation purposes. Two pitahaya ecotypes were analyzed, obtaining a methanolic extract of the peel and edible part to perform the proximal chemical analysis, the phytochemical screening, and determine antioxidant activity by the DPPH, ABTS, and IC50 methods. Flavonoids, tannins, quinones, among other bioactive compounds, were identified. Yellow pitahaya presented higher content of polyphenols and higher antioxidant activity by the ABTS method, while the average inhibition percentage for both ecotypes was 93% by DPPH method. IC50 was higher for the edible part of red pitahaya with 1.68 mg mL-1. Both ecotypes have a high content of polyphenols and a high antioxidant capacity, which agree with those found in different studies such as those of Colombia, Brazil and Korea, being as high or even higher than most varieties of citrus fruits in Peru. Future studies should consider the inclusion of other metabolites and bioactive substances such as betalains due to their antioxidant activity. Both pitahaya ecotypes are rich in antioxidants, bioactive compounds, have low energy density, and may be suitable for food prescriptions as a functional ingredient in food industry.

RESUMEN La pitahaya ha suscitado el interés mundial debido a su contenido de compuestos bioactivos con comprobados efectos benéficos para la salud, actuando como antioxidantes frente a los radicales libres. El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial nutracéutico de la cáscara y pulpa de los ecotipos pitahaya roja (Hylocereus monacanthus) y amarilla (Hylocereus megalanthus), con fines de formulación nutricional. Se analizaron dichos ecotipos de pitahaya, obteniéndose un extracto metanólico de la cáscara y parte comestible de ambos ecotipos a fin de realizar el análisis químico proximal, la marcha fitoquímica, y determinar actividad antioxidante por los métodos DPPH, ABTS e IC50. Se identificaron flavonoides, taninos, quinonas, entre otros compuestos bioactivos. La pitahaya amarilla presentó mayor contenido de polifenoles y mayor actividad antioxidante por el método ABTS, mientras que el porcentaje de inhibición promedio para ambos ecotipos fue del 93% por el método DPPH. El IC50 fue mayor para la pulpa de pitahaya roja con 1,68 mg mL-1. Ambos ecotipos presentan un alto contenido de polifenoles y una alta capacidad antioxidante, los cuales concuerdan con los encontrados en distintos estudios como los de Colombia, Brazil y Corea, siendo tan alta o incluso superior a la de la mayoría de las variedades de cítricos en Perú. Futuros estudios deberían considerar incluir a otros metabolitos y sustancias bioactivas como las betalainas debido a su actividad antioxidante. Ambos ecotipos de pitahaya son ricos en antioxidantes, compuestos bioactivos, y de bajo aporte calórico, recomendándose su uso en prescripciones alimentarias y en la industria de alimentos como ingrediente funcional.

Physical, physiological, physicochemical and nutritional characterization of pumpkin ( Cucurbita maxima) in postharvest stage cultivated in Antioquia-Colombia

ABSTRACT Pumpkin (Cucurbita maxima), also called squash is a mass consumption fruit used in agro-industrial transformations to obtain new food products. This study aimed to evaluate the physical, physiological and physicochemical properties during a storage period of 42 days and the nutritional compounds of the freshly harvested fruit fractions. According to the CIEL*a*b* space, both the pulp and peel did not present significant changes in L* and a* values during the evaluated storage time; however, in the peel, a change in the b* values was evidenced. In addition, there was a decrease in the firmness of 10.8% in the fruit with peel and in the pulp, it was of 19.8% was observed, with a whole fruit weight loss of 2.33% and an average respiration rate of 6.9 mg CO2 kg-1h-1. According to physicochemical characteristics evaluated in the pulp, the values of pH, percentage of humidity, acidity, water activity and total soluble solids had no statistically significant changes occurred during the storage time. At the nutritional level, pumpkin is a good source of minerals, with a high concentration of potassium in all its fractions, and also has in total carotenoids (4.11±1.6 mg of β-carotene g-1 oven dry (o.d) in pulp and 6.24±2.7 mg of β-carotene g-1 (o.d) in peel ). It was possible to conclude that the pumpkin has a low respiration rate, maintaining its physicochemical characteristics suitable for consumption throughout the evaluation period, presenting suitable conditions.

RESUMEN La calabaza (Cucurbita maxima), también llamada auyama es una fruta de consumo masivo, utilizada en transformaciones agroindustriales para la obtención de nuevos productos alimenticios. Este estudio tuvo como objetivo evaluar las propiedades físicas, fisiológicas y fisicoquímica durante a un periodo de almacenamiento de 42 días y nutricionales de las fracciones del fruto recién cosechado. Para las coordenadas del color CIEL*a*b*, los valores de L* y a* tanto para la pulpa y cáscara no presentaron cambios significativos durante el tiempo de almacenamiento evaluado, pero sí presentó cambios en los valores de b* en la cáscara del fruto. Además, se observó una disminución en la firmeza-fuerza de 10,8% en el fruto con cáscara y en la pulpa de 19,8%, con una pérdida peso de fruto entero del 2,33% y una tasa de respiración promedio de 6,9 mg CO2 kg-1 h-1. De acuerdo a las características fisicoquímicas evaluadas en la pulpa del fruto, pH, porcentaje de humedad, acidez, actividad de agua y sólidos solubles totales no se presentaron cambios estadísticamente significativos durante el tiempo de almacenamiento. A nivel nutricional la auyama es una buena fuente de minerales, destacando la alta concentración de potasio en todas sus fracciones, y también en carotenoides totales (4,11 mg de β-caroteno g-1 (b.s.) en la pulpa y 6,24 mg de β-caroteno g-1 base seca (b.s.) en la cáscara). El fruto vegetal de la auyama bajo condiciones normales de almacenamiento presenta una baja tasa de respiración manteniendo sus características fisicoquímicas aptas para el consumo durante todo el periodo de evaluación, presentando condiciones adecuadas para el desarrollo de productos agroindustriales que permitan darle valor agregado durante el período de evaluación.

Postharvest characterization of seven arracacha cultivars ( Arracacia xanthorrhiza Bancroft)

ABSTRACT Arracacha is used by farming families as a fundamental crop for food security because of its caloric content. In Colombia, there are diverse cultivars that have been scarcely studied. The postharvest quality and starch content of seven arracacha cultivars were characterized. A completely randomized design was used with seven treatments, consisting of the cultivars 'yema de huevo', 'paliverde', 'palirrusia', 'yucatana', 'blanca de tarro', 'palinegra' and 'amarilla de tarro'. The results showed that the pH, the total soluble solids, and the maturity ratio increased for all cultivars except for 'palinegra' during the first 8 days after harvest. The total titratable acidity decreased for 'amarilla de tarro'; in the rest of cultivars, there was a slight increase over time. The respiratory rate and firmness increased in all cultivars until day 12, with higher values for 'palinegra'. Starch content, respiratory rate, and firmness decreased, while L* increased. The loss of mass had the highest values in the first 3 days of storage. The color index and the L* and b* parameters increased over time; therefore, increases in luminosity and yellow colorations were observed. 'Paliverde' showed the highest starch content, being the cultivar less suitable for industries.

RESUMEN La arracacha está considerada dentro de un esquema de agricultura familiar como un cultivo fundamental para la seguridad alimentaria por su aporte energético. En Colombia existen una gran diversidad de cultivares que han sido poco estudiados. Por lo anterior, se caracterizó la calidad poscosecha y el contenido de almidón de siete cultivares de arracacha. Se empleó un diseño completamente al azar con siete tratamientos, conformados por los cultivares 'yema de huevo', 'paliverde', 'palirrusia', 'yucatana', 'blanca de tarro', 'palinegra' y 'amarilla de tarro'. Los resultados mostraron que el pH, los sólidos solubles totales, y la relación de madurez aumentaron para todos los cultivares excepto para el cultivar 'palinegra' durante los primeros ocho días después de la cosecha. La acidez total titulable disminuyó para 'amarilla de tarro' y en los demás cultivares se presentó un ligero aumento en el tiempo. La intensidad respiratoria y la firmeza aumentaron en todos los cultivares hasta el día 12, con mayores valores para 'palinegra'. El contenido de almidón, la intensidad respiratoria y la firmeza disminuyeron, mientras L* aumentó. La pérdida de masa presentó los mayores valores en los primeros 3 días de almacenamiento. El índice de color y los parámetros L* y b* aumentaron a través del tiempo, por lo que se apreciaron incrementos en la luminosidad y en las coloraciones amarillas. 'Paliverde' mostró los mayores contenidos de almidón, por lo que sería el cultivar menos apto para las industrias.

Effect of Lactobacillus acidophilus added to a starch coating related to the microbiological contamination, quality and acceptability of fresh cheese

ABSTRACT The fresh cheese produced in the province of Manabí is an Ecuadorian artisan cheese. The processing conditions commonly do not comply Ecuadorian regulations, resulting in the presence of pathogenic microorganisms such as Salmonella. The high number of cases of Salmonellosis in the province of Manabí justifies the need to identify and control the possible sources of this pathogenic microorganism. In the present work, the effect of the addition of Lactobacillus acidophilus to fresh cheese was studied, by immersing it in a starch solution with 1x108 CFU mL-1 of L. acidophilus with further storage for 30 days at 4 °C. The pH, acidity, weight loss, instrumental firmness, number of CFU of mesophilic aerobic bacteria and acceptability of fresh cheese were analyzed. At the same time, a duo-trio analysis was carried out, followed by a satisfaction analysis with the participation of semi-trained panelists. The presence of L. acidophilus reduced the pH and acidity in the fresh cheese in relation to the control sample. Satisfaction results, on a five-point hedonic scale, which ranged from 1 (I dislike it very much) to 5 (I like it very much), showed that the cheese treated with L. acidophilus and the control sample received a rating between "I neither like nor dislike" and "I like it moderately", with values of 3.63 for the treated sample and 3.50 for the control. The application of L. acidophilus did not affect the organoleptic acceptability of cheese and produced less changes in pH, acidity and weight loss during storage for 30 days at 4 °C in relation to the control sample.

RESUMEN El queso fresco producido en la provincia de Manabí es un queso artesanal ecuatoriano, cuyas condiciones de procesamiento comúnmente no cumplen con la normativa ecuatoriana, dando como resultado la presencia de microorganismos patógenos como la Salmonella. El alto número de casos de Salmonelosis en la provincia de Manabí justifica la necesidad de identificar y controlar las posibles fuentes de este microorganismo patógeno. En el presente trabajo se estudió el efecto de la adición de Lactobacillus acidophilus al queso fresco, mediante la inmersión de este en una solución de almidón con 1x108 UFC mL-1 de L. acidophilus y su posterior almacenamiento por 30 días a 4 °C, durante los cuales se analizó el pH, acidez, pérdida de peso, firmeza instrumental, número de UFC de bacterias aerobias mesófilas y satisfacción del queso fresco. Al mismo tiempo se realizó un análisis dúo-trío y seguidamente uno de satisfacción con la participación de panelistas semientrenados. La presencia de Lactobacillus acidophilus redujo el pH y acidez en el queso fresco en relación con la muestra control. Los resultados de satisfacción, en una escala hedónica de cinco puntos, que varió desde 1 (me desagrada mucho) a 5 (me agrada mucho), mostraron que el queso tratado con L. acidophilus y la muestra control recibieron una calificación entre "ni me gusta ni me disgusta" y "me gusta moderadamente", con valores de 3.63 para la muestra tratada y 3.50 para el control. La aplicación de L. acidophilus no afectó el nivel de agrado de los panelistas por el queso fresco y produjo menores cambios de pH, acidez y pérdida de peso durante su almacenamiento por 30 días a 4 °C en relación a la muestra control.