Agronomía Colombiana

Protected agriculture in Colombia: A diverse and strategic sector

Clustering of environments in response to the cultivation of black oat genotypes

Abstract The aim of this research was to study the genotype-environment interaction with a focus on decomposing the simple and complex parts of the interaction of black oat genotypes and clustering similar environments. The experiment was conducted at the Federal University of Santa Maria, Campus de Frederico Westphalen/RS (Brazil), in 2018, 2019, 2020, and 2021, using five lines and two cultivars of black oat in a randomized block experimental design. The traits evaluated were total dry mass and seed productivity. After verifying the presence of interaction between genotypes and environments, the interaction was decomposed into simple and complex parts. The UFSMFW 2-07 line stood out in terms of total dry mass and seed productivity. The total dry mass and seed productivity of black oat genotypes were highly influenced by environmental conditions over the four years of cultivation, highlighting the complexity of studying the genotype-environment interaction for more than one trait of interest at the same time.

Resumen El objetivo de este trabajo fue estudiar la interacción del genotipo y el ambiente con atención en la descomposición de la parte simple y compleja de la interacción de los genotipos de avena negra y la agrupación de ambientes similares. El experimento fue realizado en la Universidade Federal de Santa Maria, Campus de Frederico Westphalen/RS (Brazil), en los años 2018, 2019, 2020 y 2021, con 5 líneas y 2 cultivares de avena negra, en un diseño experimental de bloques al azar. Las características evaluadas fueron masa seca total y producción de semillas. Una vez verificada la presencia de interacción entre genotipos y ambientes, la interacción se descompuso en partes simples y complejas. La línea UFSMFW 2-07 se destacó por masa seca total y producción de semillas. La masa seca total y la producción de las semillas de los genotipos de avena negra estuvieron altamente influenciadas por las condiciones ambientales durante los cuatro años de cultivo, lo que muestra la complejidad de estudiar la interacción del genotipo y el medio ambiente para más de un rasgo de interés al mismo tiempo.

Screening for drought tolerance using physiological traits in upland cotton (Gossypium hirsutum L.)

Abstract Climate change patterns indicate a serious threat to freshwater availability for crops. A selection of drought-tolerant genotypes is essential for breeders. Three key physiological parameters of abiotic stress: relative water content, excised leaf water content, and cell membrane stability were assessed with 68 upland cotton genotypes in Pakistan. The most tolerant and susceptible genotypes were evaluated in a greenhouse under controlled conditions. From the selected genotypes, heat and drought stress-related transcription factors were screened and included the following: GhNAC2, DREB2A, GhABF2, HSC70, HSFA2, GbMPK3, GbMpK17, GhMKK1, APX1, GHSP26, TPS, ANNAT8, GhMPK2, GhMKK3, GhWRKY41, HSPCB, HSP101, HSP3, GhPP2A1, and GbMYB5. Cell membrane stability may be a screening criterion for drought tolerance in cotton under field and greenhouse conditions. Under these conditions, the physiological and molecular analyses revealed that the genotypes CRIS-134, BH-184, and FH-114 were the most tolerant, and the genotypes CIM-240, CIM-446, and FH-900 were susceptible. The selected tolerant varieties can be recommended for cultivation in drought-prone areas. They can be used in future breeding programs for drought tolerance in cotton.

Resumen Los patrones de cambio climático indican una amenaza seria a la disponibilidad de agua dulce para las plantas cultivadas. La selección de genotipos tolerantes a la sequía es esencial para los fitomejoradores. Se evaluaron tres parámetros fisiológicos clave del estrés abiótico: contenido relativo de agua, contenido de agua en hojas extirpadas y estabilidad de la membrana celular, en 68 genotipos de algodón americano "Upland" en Pakistán. Los genotipos más tolerantes y susceptibles se evaluaron en invernadero bajo condiciones controladas. Se evaluaron los factores de transcripción relacionados con el estrés por calor y sequía en los siguientes genotipos seleccionados: GhNAC2, DREB2A, GhABF2, HSC70, HSFA2, GbMPK3, GbMpK17, GhMKK1, APX1, GHSP26, TPS, ANNAT8, GhMPK2, GhMKK3, GhWRKY41, HSPCB, HSP101, HSP3, GhPP2A1 y GbMYB5. La estabilidad de la membrana celular puede utilizarse como criterio de selección para la tolerancia a la sequía en el algodón, tanto en condiciones de campo como de invernadero. En condiciones de campo y de invernadero, el análisis fisiológico y molecular reveló que los genotipos CRIS-134, BH-184 y FH-114 fueron los más tolerantes, y los genotipos CIM-240, CIM-446 y FH-900 fueron susceptibles. Las variedades resistentes seleccionadas pueden recomendarse para el cultivo en áreas propensas a la sequía y pueden utilizarse en futuros programas de mejoramiento para la tolerancia a la sequía en el algodón.

Environmental conditions influence on preharvest bioactive compounds in fruits: a review with emphasis on tropical and subtropical species

Abstract A healthy diet rich in fruits and vegetables with high contents of bioactive compounds and antioxidants has become an essential habit among the human population, leading to a significant increase in the commercial trade of many fruits, especially of tropical and subtropical origins. The content of phytonutrients in fruits depends on various preharvest factors, especially agroclimatic conditions of temperature, light, and air humidity, as well as crop management and fruit maturity stage. Among the essential phytonutrients found in fruits that promote health and prevent diseases are the carotenoids (α-carotene, β-carotene, β-cryptoxanthin, lycopene, lutein, etc.), phenolic compounds (flavonoids, phenolic acids, among others), monoterpenes (i.e., limonene), isoprenoids (i.e., lipophilic vitamins), and ascorbic acid. Factors of temperature, light intensity, UV light, and water stress promote the synthesis of phytochemicals in fruits. In contrast, an excess of these factors can either increase or decrease the accumulation of these compounds in fruits. In addition to different abiotic stresses that result from climatic conditions and have inter- and intra-annual variations, the geographical locations, elevation, and genotype influence the content of bioactive compounds in fruits. There is a strong interest in manipulating changes in climate conditions as a factor in fruit quality, including the phytochemical content, while reducing yield losses. This review aimed to explore how preharvest environmental factors affect accumulation of phytochemicals in fruits, which are important for plant resilience and human health, with an emphasis on tropical and subtropical fruit species.

Resumen Una dieta saludable rica en frutas y verduras con altos contenidos en compuestos bioactivos y antioxidantes se ha convertido en un hábito alimenticio muy importante de la población, conllevando a un incremento significativo en la comercialización de muchos frutos, especialmente de origen tropical y subtropical. El contenido de estos fitonutrientes en frutos depende de los factores precosecha, especialmente de las condiciones agroclimáticas como temperatura, luz y humedad del aire, aparte del manejo del cultivo y de la madurez del fruto, entre otros. Dentro de los fitonutrientes más importantes están los carotenoides (α-caroteno, β-caroteno, β-criptoxantina, licopeno, luteína, entre otros), compuestos fenólicos (flavonoides, ácidos fenólicos, entre otros), monoterpenos (por ejemplo, limoneno), isoprenoides (por ejemplo, vitaminas lipofílicas), y el ácido ascórbico. Factores como temperatura, intensidad lumínica, luz UV y el estrés hídrico promueven la biosíntesis de fitoquímicos en los frutos, mientras que el exceso de estos factores puede aumentar o disminuir la acumulación de estos compuestos en los frutos. Aparte de los tipos de estrés abiótico por las condiciones climáticas, con sus variaciones interanuales e intraanuales, también la ubicación geográfica y elevacional y los diferentes genotipos influyen en los contenidos de compuestos bioactivos de los frutos. Existe un gran interés por aprovechar las condiciones del cambio climático como mecanismo para aumentar la calidad de los productos, incluyendo los contenidos de fitoquímicos, reduciendo al tiempo las pérdidas en los rendimientos de los cultivos. El objetivo de esta revisión fue explorar cómo los factores ambientales en precosecha afectan la acumulación de los fitoquímicos en los frutos, los cuales son importantes para la salud humana y la resiliencia de las plantas, con un enfoque en especies tropicales y subtropicales.

Evaluation of defense gene expression and the virulence factor Cac1 in the interaction between Phaseolus vulgaris and Colletotrichum lindemuthianum

ABSTRACT Anthracnose is one of the most limiting diseases in bean cultivation, leading to decreased yield. Mechanisms associated with the induction of the bean defense response during the interaction with Colletotrichum lindemuthianum have been studied, but little is known about the expression of certain virulence factors of this fungus during the infection process. The aim of this study was to evaluate specific molecular determinants triggered during the interaction between C. lindemuthianum and bean plants. For this purpose, qPCR was used to evaluate changes in the expression of the virulence factor Cac1 in two isolates of C. lindemuthianum (Cl(a) and Cl(b)) with contrasting virulence profiles, and to correlate them with the expression of plant defense genes PR1, PR3, PR4, and POD during the early stages post- infection. Molecular ITS analysis showed that both isolates belonged to the Orbiculare clade; however, they clustered differently, a characteristic associated with their distinct virulence profiles. When they were inoculated in bean plants, the Cl(a) isolate was more virulent than the Cl(b) isolate, generating the highest severity value. The Cl(b) isolate induced higher expression of the evaluated plant defense genes than the Cl(a) isolate. However, the virulence factor Cac1 of C. lindemuthianum showed significantly higher expression in Cl(a) than in Cl(b). These results suggest that the Sutagao bean cultivar exhibits a lower expression of defense genes exposed to an isolate of C. lindemuthianum expressing the virulence factor Cac1 in the initial stages of infection.

RESUMEN La antracnosis es una de las enfermedades más limitantes del cultivo de frijol, ocasionando disminución del rendimiento. Se han estudiado mecanismos asociados con la inducción de la respuesta de defensa del frijol durante la interacción con Colletotrichum lindemuthianum, pero poco se conoce sobre la expresión de algunos factores de virulencia de este hongo durante el proceso de infección. El objetivo de este estudio fue evaluar determinantes moleculares desencadenados durante la interacción entre C. lindemuthianum y frijol. Para ello, mediante qPCR se evaluaron cambios en la expresión del factor de virulencia Cac1 en dos aislados de C. lindemuthianum (Cl(a) y Cl(b)) con perfiles de virulencia contrastantes, y se correlacionaron con la expresión de los genes de la planta PR1, PR3, PR4 y POD, durante estadios tempranos de la infección. Los análisis ITS mostraron que ambos aislados pertenecían al clado Orbiculare, aunque se agruparon de manera diferente, característica asociada con sus diferentes perfiles de virulencia. Al inocularse en plantas de frijol, el aislamiento Cl(a) resultó ser más virulento que el Cl(b), generando la mayor severidad; pero Cl(b) indujo una mayor expresión de los genes de defensa de la planta en comparación con Cl(a). Sin embargo, el factor de virulencia Cac1 de C. lindemuthianum mostró una expresión significativamente mayor en Cl(a) que en Cl(b). Estos resultados sugieren que el cultivo de frijol Sutagao presenta una menor expresión de los genes de defensa cuando se enfrenta a un aislado de C. lindemuthianum que expresa el factor de virulencia Cac1 en las etapas iniciales de la infección.

Efficacy of aqueous extracts of neem (Azadirachta indica) leaves in the control of date palm Boufaroua (Oligonychus afrasiaticus) in Algeria

Abstract In Algeria, the neem plant Azadirachta indica (Magnoliopsida: Sapindales: Meliaceae) has insecticidal and miticidal properties. The use of such a natural biopesticide, preserving the environment and human health, is necessary. We conducted this study to evaluate the efficacy of aqueous extracts of A. indica leaves in the control of Oligonychus afrasiaticus (Arachnida: Trombidiiformes: Tetranychidae) (Boufaroua), one of the main pests of the date palm. The results obtained showed a highly significant effect (P<0.001) in the control of this pest for the two doses applied (D1: 100% stock solution of aqueous extracts of neem leaves, D2: 25% dilution of the stock solution). The mortality rate against Boufaroua was 97.61% and 96.36%, respectively, for the two doses used, with no significant difference between them. These highly effective and widely available extracts can be used to control pest populations of date palm such as O. afrasiaticus. The results obtained for this biochemical control method are technically effective and economically affordable, given the widespread availability of neem over a large part of southern Algeria. It would be worthwhile extending neem cultivation to all regions where Boufaroua is abundant. This practice would help to protect human health and the environment.

Resumen En Argelia, el árbol de neem Azadirachta indica (Magnoliopsida: Sapindales: Meliaceae) tiene propiedades insecticidas y acaricidas. Su uso como biopesticida natural que preserva el medio ambiente y la salud humana es necesario. Llevamos a cabo este estudio para evaluar la eficacia de extractos acuosos de hojas de A. indica en el control de Oligonychus afrasiaticus (Arachnida: Trombidiformes: Tetranychidae) (Boufaroua), una de las principales plagas de la palmera datilera. Los resultados obtenidos mostraron un efecto insecticida altamente significativo (P<0.001) en el control de esta plaga con las dos dosis aplicadas (D1: 100% es la solución madre de extractos acuosos de hojas de neem, D2: diluida al 25% de la solución madre). La tasa de mortalidad al aplicar este producto contra la Boufaroua fue respectivamente de 97.61% y 96.36% para las dos dosis utilizadas, sin que se observaran diferencias significativas entre las dos dosis aplicadas. Estos extractos son eficaces y ampliamente disponibles, por lo que pueden utilizarse en el control de plagas de la palmera datilera tales como O. afrasiaticus. Los resultados obtenidos para este método de control bioquímico son técnicamente eficaces y económicamente asequibles, dada la disponibilidad de la planta en gran parte del sur de Argelia. Sería conveniente extender el cultivo de neem a todas las regiones donde abunde la Boufaroua. Esta práctica contribuirá a proteger la salud humana y el medio ambiente.

Selection of resistance inducers for managing Hemileia vastatrix Berk. & Br. in coffee (Coffea arabica L.) seedlings

ABSTRACT Coffee leaf rust (Hemileia vastatrix) is one of the most devastating coffee diseases, causing losses ranging from 23% to 50% of the crop. Chemical applications are the most employed control strategies in countries lacking resistant coffee varieties. In the search for new alternatives for integrated management, an in vitro and nursery evaluation protocol was developed for Coffea arabica cv. Caturra plants using the following resistance inducers: acibenzolar-S-methyl, salicylic acid, potassium phosphite, and Harpin protein. These compounds were tested at three concentrations, across three intervals between product application and pathogen inoculation, and in two response signaling pathways (local or systemic) to assess their effects on the in vitro germination of rust urediniospores and disease severity in 6-month-old coffee plants inoculated with the pathogen. In general, all compounds inhibited urediniospore germination and exerted disease control mediated mainly by the concentration of the product with biweekly application intervals and where local responses prevailed more than systemic ones. This study highlights the potential of these compounds as resistance inducers, especially for acibenzolar-S-methyl, where we observed the best effects on disease control. Our findings open new avenues for incorporating resistance inducers into integrated disease management programs to complement fungicide applications.

RESUMEN La roya del café (Hemileia vastatrix) es una de las enfermedades más devastadoras del café, causando pérdidas que van desde el 23% hasta el 50% del cultivo. Las aplicaciones químicas son las estrategias de control más comúnmente empleadas en países que carecen de variedades de café resistentes. En la búsqueda de nuevas alternativas para el manejo integrado, se desarrolló un protocolo de evaluación in vitro y en vivero para plantas de Coffea arabica cv. Caturra utilizando los siguientes inductores de resistencia: acibenzolar-S-metil, ácido salicílico, fosfito de potasio y proteína Harpin. Estos compuestos se probaron en tres concentraciones, en tres intervalos entre la aplicación del producto y la inoculación del patógeno, y en dos vías de señalización de respuesta (local o sistémica) para evaluar sus efectos sobre la germinación in vitro de las urediniosporas de la roya y la severidad de la enfermedad en plantas de café de 6 meses de edad inoculadas con el patógeno. En general, todos los compuestos evaluados inhibieron la germinación de las urediniosporas y ejercieron un control de la enfermedad mediado principalmente por la concentración del producto con intervalos de aplicación quincenal y en donde prevalecieron más las respuestas locales que las sistémicas. Este estudio destaca el potencial de estos compuestos como inductores de resistencia, especialmente del acibenzolar-S-metil, con el que se observaron los mejores efectos en el control de la enfermedad. Los hallazgos abren nuevas vías para incorporar inductores de resistencia en programas de manejo integrado de enfermedades como complemento a las aplicaciones de fungicidas.

Calcium and nitrogen concentrations and distribution in gerbera plants as affected by nitrogen forms

ABSTRACT Ammonium and nitrate are the two forms of nitrogen necessary for the development, metabolism, and key processes in plants. The effects of ammonium to nitrate ratio on gerbera plants and their significance in post-harvest vase life are still poorly understood. This study aimed to investigate how different nutrient solutions affect nutrient levels in various plant organs. The experiment was conducted using a completely randomized design with three replicates at the National Research Institute of Flowers and Ornamental Plants in Mahallat City, Iran, in 2018. The factors studied were the four ratios of ammonium to nitrate: 0:100, 20:80, 40:60, and 60:40, and two gerbera varieties: Stanza and Double Dutch. The results showed that nitrogen content in different plant organs (roots, stem, and leaves) increased with higher concentrations of ammonium in the nutrient solutions. The highest nitrogen content in the roots of gerbera was observed 35 d after the first flowering stem appeared, with a concentration of 4.38 mg N g-1 dry weight in the 60:40 ratio of ammonium to nitrate. The lowest nitrogen content was found in the flowering stem at the time of harvest, with 2.00 mg N g-1 dry weight in the 0:100 ratio of ammonium to nitrate.

RESUMEN El amonio y el nitrato son las dos formas de nitrógeno necesarias para el desarrollo, el metabolismo y los procesos clave en las plantas. Los efectos de la proporción de amonio a nitrato en las plantas de gerbera y su importancia en la vida postcosecha en flores de corte aún son poco conocidos. Este estudio tuvo como objetivo investigar cómo diferentes soluciones nutritivas afectan los niveles de nutrientes en varios órganos de las plantas. El experimento se llevó a cabo utilizando un diseño completamente aleatorizado con tres repeticiones en el Instituto Nacional de Investigación de Flores y Plantas Ornamentales en la ciudad de Mahallat, Irán, en 2018. Los factores estudiados fueron las cuatro proporciones de amonio a nitrato: 0:100, 20:80, 40:60 y 60:40, y dos variedades de flores de gerbera: Stanza y Double Dutch. Los resultados mostraron que los niveles de nitrógeno en los diferentes órganos de la planta (raíces, tallo y hojas) aumentaron con concentraciones más altas de amonio en las soluciones nutritivas. El contenido más alto de nitrógeno en las raíces de las flores de gerbera se observó 35 d después de la aparición del primer tallo floral, con una concentración de 4,38 mg N g-1 peso seco en la proporción de 60:40 de amonio a nitrato. El contenido más bajo de nitrógeno se encontró en el tallo floral al momento de la cosecha, con 2,00 mg N g-1 peso seco en la proporción de 0:100 de amonio a nitrato.

Effect of phosphine dose and exposure time on postharvest quality of Hass avocado (Persea americana Mill.)

ABSTRACT The Hass avocado in Colombia has great export potential, although its commercialization faces restrictions due to quarantine pests. Fumigation with magnesium phosphide has become a key postharvest strategy for pest control in refrigerated fruits. However, there is limited information regarding its impact on Hass avocados. This study evaluated the effect of treatments with phosphine at different concentrations (0, 200, 400, and 800 ppm) and exposure times (36 and 72 h) on postharvest quality in avocados refrigerated at 7°C. Fruit firmness, color of the exocarp and mesocarp, weight loss, and ethylene production were analyzed using a longitudinal multivariate analysis of variance. No direct damage to fruit quality was detected related to phosphine concentration or exposure time. Although significant differences in firmness and color were observed, these effects were attributed to variations in gas concentrations, such as CO2, inside the barrels, and the fruit maturation process. Ethylene production increased with higher doses and longer exposure times, reaching a significant peak 72 h after harvest, coinciding with the climacteric point. These differences were related to the physiological maturation process of the avocados. Magnesium phosphide did not directly affect the quality of Hass avocados under the evaluated conditions. Magnesium phosphide is considered a viable option for phytosanitary pest control, although further studies are needed to assess its effectiveness against specific avocado pests.

RESUMEN El aguacate Hass en Colombia tiene un gran potencial de exportación, aunque enfrenta restricciones comerciales debido a las plagas cuarentenarias. La fumigación con fosfuro de magnesio se ha considerado como una estrategia clave de poscosecha para el control de plagas en frutas refrigeradas. Sin embargo, hay poca información respecto a su impacto en la calidad de frutos de aguacate Hass. Este estudio evaluó el efecto de tratamientos con fosfina a diferentes concentraciones (0, 200, 400 y 800 ppm) y tiempos de exposición (36 y 72 h) sobre la calidad postcosecha en aguacates refrigerados a 7°C. Se analizaron la firmeza de fruto, color del exocarpo y mesocarpo, pérdida de peso y producción de etileno mediante un análisis de varianza multivariado longitudinal. No se detectaron daños directos en la calidad de la fruta relacionados con la concentración de fosfina ni el tiempo de exposición al gas. Aunque se observaron diferencias significativas en la firmeza y el color de los frutos, estos efectos fueron atribuibles a variaciones en la concentración de gases, como el CO2, dentro de los barriles, y al proceso de maduración de los frutos. La producción de etileno aumentó con dosis más altas y tiempos de exposición más prolongados, alcanzando un pico significativo 72 h después de la cosecha, coincidiendo con el punto climatérico. Estas diferencias se vincularon con el proceso fisiológico de maduración de los aguacates. El fosfuro de magnesio no afectó directamente la calidad del aguacate Hass bajo las condiciones evaluadas. El fosfuro de magnesio es una opción viable para el control fitosanitario de plagas, aunque se requieren más estudios para evaluar su efectividad frente a algunas plagas específicas del aguacate.

Wax coating and Ag-TiO2 nanoparticles as alternatives to preserve postharvest quality of the purple passion fruit (Passiflora edulis f. edulis)

Abstract The purple passion fruit (Passiflora edulis f. edulis) is a highly sought climacteric fruit on the global market, but its short postharvest life makes international commercialization difficult. The objective of this study was to evaluate the implementation of wax coatings and silver-doped titanium dioxide nanoparticles (Ag-TiO2-NPs) to preserve the postharvest quality parameters of the purple passion fruits. After the waxes and NPs synthesized using the combustion solution method were applied, the fruits were packed in plastic bags and cardboard boxes. Treatments were evaluated under two different storage conditions: room temperature (18°C, domestic market) and refrigeration (7°C, export market) + 1 week of shelf life. Physicochemical variables were measured periodically, and at the end of each storage condition, a consumer perception analysis was performed using natural language processing. The coating treatments did not favor postharvest behavior in the two experiments, and only increased brightness of the fruits was evident. In the refrigeration experiment, the application of Ag-TiO2-NPs alone had a positive effect on the delaying parameters like respiration rate (decrease of up to 55% compared to the control), color (up to 80% less), total soluble solids (lower by ∼ 10%), and titratable acidity (increased ∼ 5%), with no effect on the perception of taste and visual characteristics identified by consumers. However, this treatment did not show consistent effects at room temperature (18°C). These findings support the viability of nanoparticle application as a strategy to preserve the postharvest quality of passion fruit destined for exportation and wax coatings to improve visual fruit perception.

Resumen La gulupa (Passiflora edulis f. edulis) es una fruta climatérica altamente deseada en el mercado global, pero con una corta vida poscosecha, lo que dificulta su comercialización en mercados internacionales. El objetivo del presente estudio fue evaluar la implementación de recubrimientos de ceras y nanopartículas de dióxido de titanio dopadas con plata (Ag-TiO2-NPs) para preservar los parámetros de calidad poscosecha del fruto de gulupa. Después de aplicar las ceras y las NPs sintetizadas usando el método de combustión en solución, las frutas se empacaron en bolsas plásticas y luego en cajas de cartón. Posteriormente, se evaluaron los tratamientos bajo dos condiciones de almacenamiento diferentes, a temperatura ambiente (18°C, para el mercado doméstico) y refrigeración (7°C, para el mercado de exportación) + 1 semana de vida útil. Se midieron periódicamente variables fisicoquímicas y, al final del almacenamiento, se realizó un análisis de percepción del consumidor utilizando procesamiento de lenguaje natural. Los resultados indican que los tratamientos con encerado no tuvieron un efecto favorable en el comportamiento poscosecha en los dos experimentos, sólo se evidenció un mayor brillo de los frutos. Por otro lado, en el experimento de refrigeración, la aplicación de únicamente Ag-TiO2 NPs tuvo un efecto positivo al ralentizar parámetros como la tasa de respiración (disminución hasta en un 55% comparado con el control), el color (hasta un 80% menos), los sólidos solubles totales (menores en ∼ 10%) y la acidez titulable (aumentó ∼ 5%), sin efecto en la percepción del sabor y las características visuales identificadas por los consumidores. Pero este tratamiento no mostró efectos consistentes a temperatura ambiente (18°C). Estos hallazgos apoyan la viabilidad de la aplicación de NPs como una estrategia para preservar la calidad poscosecha de la gulupa destinada a la exportación, y de los recubrimientos de cera para mejorar la percepción visual del fruto.

Growth, chlorophyll content, and visual symptoms of noni (Morinda citrifolia L.) seedlings affected by macronutrient deficiency

ABSTRACT Morinda citrifolia L. is a plant utilized for its food and medicinal benefits. However, a lack of information on its nutrient requirement limits the yield potential of this crop for commercial cultivation. Therefore, the response of noni seedlings to the application of complete nutrient solution with or without omission of one macronutrient (to determine the most limiting one) was studied. The treatments consisted of 7 nutrient solutions (Complete Nutrient Solution (CNS) and CNS minus (-) each of N, P, K, Mg, Ca, and S) and four application volumes (0 ml (control), 100 ml, 200 ml, and 300 ml NS) arranged in a randomized complete block design with four replicates in a greenhouse. Data on stem height, stem diameter, number of leaves, leaf area, and visual nutrient deficiency symptoms were assessed at four weeks intervals, starting from the 4th week after transplanting (WAT) in sand culture. Total dry matter yields and leaf chlorophyll content were determined at 20 WAT. The seedlings treated with CNS presented the highest growth in terms of all the variables, with no deficiency symptoms, whereas seedlings treated with CNS-N had the least growth, chlorotic leaves, and a stunted appearance throughout the period of the study. Overall, the order of growth limitation in seedlings was as follows: -N>-Ca>-Mg>-P>-K>-S>CNS. The seedlings treated with 100 ml NS had the best performance as compared to the control and other treatments. These results indicated that N followed by Ca and Mg are the most limiting macronutrients for noni seedling development and are required in relatively small quantities.

RESUMEN Morinda citrifolia L. es una planta utilizada por sus beneficios alimentarios y medicinales. Sin embargo, la falta de información sobre sus requerimientos de nutrientes limita el potencial de rendimiento de este cultivo para el cultivo comercial. Por lo tanto, se investigó la respuesta de las plántulas de noni a la aplicación de una solución nutritiva completa, con o sin la omisión de un macronutriente (para determinar el más limitante). Los tratamientos consistieron en 7 soluciones nutritivas (Solución Nutritiva Completa (CNS) y CNS menos (-) cada uno de N, P, K, Mg, Ca y S) y cuatro volúmenes de aplicación (0 (control), 100, 200 y 300 ml NS) dispuestos en un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones en invernadero. Los datos sobre altura y diámetro del tallo, número de hojas, área foliar y síntomas visuales de deficiencia de nutrientes se evaluaron en intervalos de cuatro semanas, a partir de la cuarta semana después del trasplante (SDT) en cultivo de arena. Los rendimientos totales de materia seca y el contenido de clorofila de las hojas se determinaron a las 20 SDT. Las plántulas tratadas con CNS tuvieron el mayor crecimiento en términos de todas las variables consideradas sin síntomas de deficiencia, mientras que las plántulas tratadas con CNS-N tuvieron el menor crecimiento, mostrando hojas cloróticas y apariencia atrofiada durante todo el período del estudio. En general, el orden de limitación del crecimiento en las plántulas fue: -N>-Ca>-Mg>-P>-K>-S>CNS. El rendimiento de las plántulas bajo la aplicación de 100 ml de NS fue el mejor en comparación con el control y otros tratamientos. Estos resultados indicaron que el N, seguido del Ca y Mg, son los macronutrientes más limitantes para el desarrollo de las plántulas de noni y se requieren en cantidades relativamente pequeñas.

The impact of vegetation cover on soil erosion in the drainage network of banana crop

ABSTRACT In Urabá (Colombia), precipitation generates high rates of soil erosion in banana drainage systems due to its intensity and frequency, as well as soil susceptibility resulting from exposure. One approach to mitigate this erosion is the use of a vegetation cover. The aim of this study was to determine the impact of vegetation cover on soil erosion rates in the drainage systems of a banana plantation. For this purpose, a comparison was made during the last quarter of 2022 between experimentally measured erosion rates (simulated in a greenhouse), observed erosion rates (using sedimentation boxes in field drainage channels), and potential estimation (using the USLE equation). In the greenhouse, bare soils presented higher losses at 38.16 t ha-1 year-1, statistically differing from conventional management (CMT) and vegetation cover (VCT) treatments, which recorded values of 24.70 and 18.97 t ha-1 year-1, respectively. A similar trend was observed in the field. Based on estimated erosion potential (USLE), no differences between treatments were identified, with CMT exhibiting the highest erosion potential at 96.47 t ha-1 year-1. Additionally, other soil variables, such as slope and type of soil, influenced erosion susceptibility regardless of the kind of existing cover.

RESUMEN En Urabá (Colombia), la precipitación genera tasas de erosión del suelo altas en los sistemas de drenaje de banano debido a la intensidad, frecuencia y susceptibilidad del suelo resultante de la exposición. Una alternativa para mitigar esto es el uso de cobertura vegetal. El objetivo de este estudio fue determinar el impacto de dicha cobertura en las tasas de erosión del suelo en los sistemas de drenaje de una plantación de banano. Para ello, se realizó una comparación durante el último trimestre de 2022 entre las tasas de erosión medidas experimentalmente, simuladas en un invernadero, y las tasas de erosión observadas utilizando cajas de sedimentación en los canales de drenaje en campo, junto con una estimación potencial utilizando la ecuación USLE. En el invernadero, los suelos sin cobertura presentaron mayores pérdidas con 38,16 t ha-1 año-1, diferenciándose estadísticamente de los tratamientos de manejo convencional (TMC) y cobertura vegetal (TCV), que tuvieron valores de 24,70 y 18,97 t ha-1 año-1, respectivamente. Esta tendencia se observó de manera similar en el campo. Con el potencial erosivo estimado (USLE), no se identificaron diferencias entre los tratamientos, siendo el TMC el que mostró el mayor potencial erosivo con 96,47 t ha-1 año-1. Notablemente, otras variables del suelo como la pendiente del terreno y el tipo de suelo influyen en la susceptibilidad a la erosión, independientemente del tipo de cobertura existente.

Methodology to identify spatial patterns in coffee (Coffea arabica L.) production

Abstract Coffee farming, a lifeline for numerous families in the mountainous regions of Latin America, faces challenges due to climate change and production variability, which complicate the use of forecast models at the territorial level. In response to these challenges, territorial inference has gained relevance, especially with the advancement of Geographic Information Systems (GIS), which provide useful tools for territorial analysis. Although spatial models are increasingly applied in GIS, coffee farming, like many agricultural subsectors, is hindered by a lack of information and spatial methodologies. This work proposes a methodology to identify spatial patterns of homogeneous production areas. Data from 140 farms, representing 3,900 members of the coffee grower cooperative of Andes, dispersed over 200,000 ha, were analyzed between 2019 and 2021. The variables used to measure productivity included the number of fruits per tree, the average fruit weight, planting density, and the conversion rate of cherry coffee to dry parchment coffee. A simple linear regression model was employed, and spatial dependency analyses were performed using the global and local Moran's Index to identify clusters of territorial subdivisions. The data were processed in R language, and the GeoDa™ program was used to obtain the spatial weight matrix. Territorial units with similar characteristics for high-quality mountain coffee production were identified through spatial dependency indicators. The methodology can contribute to estimating coffee production in large territories, improving the reliability of information and allowing for more informed decision-making to optimize coffee farming in mountainous areas.

Resumen La caficultura, una fuente de sustento para numerosas familias en las regiones montañosas de América Latina, enfrenta desafíos debido al cambio climático y la variabilidad de la producción, lo que complica el uso de modelos de pronóstico a nivel territorial. A pesar de estos desafíos, la inferencia territorial ha ganado relevancia, especialmente con el avance de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), que ofrecen herramientas útiles para el análisis territorial. Aunque los modelos espaciales se aplican cada vez más en SIG, la caficultura, al igual que muchos subsectores agrícolas, se ve limitada por la falta de información y metodologías espaciales. Este trabajo propone una metodología para identificar patrones espaciales de áreas de productividad homogénea. Se analizaron datos de 140 fincas, representando a 3900 miembros de la cooperativa de caficultores de Andes, distribuidos en 200,000 ha, entre 2019 y 2021. Las variables utilizadas para medir la productividad incluyeron el número de frutos por árbol, el peso promedio de los frutos, la densidad de plantación y la tasa de conversión de café "cereza" a café pergamino seco. Se empleó un modelo de regresión lineal simple y se realizaron análisis de dependencia espacial utilizando el Índice de Moran global y local para identificar agrupamientos de subdivisiones territoriales. Los datos se procesaron en el lenguaje R, y se utilizó el programa GeoDa™ para obtener la matriz de pesos espaciales. Mediante indicadores de dependencia espacial, se identificaron unidades territoriales con características similares para la producción de café en zonas montañosas. La metodología puede contribuir a estimar la producción de café en grandes territorios, mejorando la confiabilidad de la información y permitiendo una toma de decisiones más informada para optimizar la caficultura en áreas montañosas.

Native mycorrhization of onion in response to the application of bioinoculants, inorganic fertilization and water deficit

ABSTRACT Arbuscular mycorrhizal fungi are important components of the soil microbiota which interact with other beneficial microorganisms in the rhizosphere. The synergistic effect of this naturally occurring association between the soil and introduced microorganisms to improve growth and to cope with biotic and abiotic stresses plays a key role in crop productivity. In this research, the native mycorrhizal colonization of onion (Allium cepa L.) was evaluated in the presence of a plant growth promoting microbial consortium (MC), under inorganic fertilization and water deficit regimes, in a semiarid region of the Venezuelan Andes. The main objectives were to determine the colonization potential of arbuscular mycorrhizae and to quantify the presence of mycorrhizal spores in soil under field conditions. An onion crop was established with normal irrigation (NIr) (100% ETc) and water deficit (WD) (67% ETc), with different fertilization treatments (MC with 0%, 50%, and 100% NPK). Native mycorrhizal colonization was determined by counting vesicles and arbuscules in the roots of onion plants in all treatments, and mycorrhizal spores in the soil of the experimental plot were quantified before and after the trial in the rhizospheric soil for each treatment. The treatments showed no significant differences in native mycorrhizal colonization, but the soil spore count was higher in the MC 100% NPK NIr treatment. Additionally, the mechanization of the plot significantly reduced the presence of mycorrhizae in the soil, suggesting that greater implementation of non-conventional practices could improve preservation of biodiversity and increase soil health through agricultural management.

RESUMEN Los hongos micorrízicos arbusculares son componentes importantes de la microbiota del suelo e interactúan con otros microorganismos benéficos en la rizósfera. El efecto sinérgico de esta asociación que se produce de forma natural en el suelo y los microorganismos introducidos para mejorar el crecimiento y combatir el estrés biótico y abiótico, desempeña un papel clave en la productividad de los cultivos. En esta investigación se evaluó la colonización micorrízica nativa de la cebolla (Allium cepa L.) en presencia de un consorcio microbiano (CM) promotor del crecimiento vegetal, bajo un régimen de fertilización inorgánica y déficit hídrico, en una zona de cultivo semiárida en los Andes venezolanos. Los objetivos principales fueron determinar la colonización de micorrizas arbusculares y cuantificar la presencia de esporas micorrízicas en el suelo en condiciones de campo. Se estableció un cultivo de cebolla con riego normal (IrN) (100% ETc) y déficit hídrico (DH) (67% ETc) y diferentes tratamientos de fertilización NPK con y sin el consorcio microbiano CM (CM con 0%, 50% y 100% NPK). Se determinó la colonización de las micorrizas nativas mediante el conteo de vesículas y arbúsculos en las raíces de las plantas de cebolla en todos los tratamientos, y se cuantificaron las esporas micorrízicas en el suelo de la parcela experimental antes de establecer el ensayo, y luego del ensayo en el suelo rizosférico para cada tratamiento. Los resultados no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos en cuanto a la colonización micorrízica nativa, pero el conteo de esporas en suelo resultó mayor en el tratamiento 100% NPK CM IrN. Se determinó que la mecanización de la parcela redujo significativamente la presencia de micorrizas en el suelo, sugiriendo que una mayor implementación de prácticas no convencionales preserva la biodiversidad e incrementa la salud de los suelos con manejo agrícola.

Determinants of the commercialization of urban agricultural products in Bogotá: A case study of the Mhuysqa indigenous cabildo of Bosa

Abstract Since the beginning of the 21st century, the Botanical Garden of Bogotá (Colombia) has been promoting urban agriculture in urban and peri-urban areas. The Mhuysqa (Muisca) indigenous cabildo of Bosa, among other communities, has been practicing this activity for more than a decade. Although their production is mainly for self-consumption, there are some surpluses that are sold. Because the commercialization of urban agriculture products has certain limitations, this research aims to identify and analyze its determinants, taking the Mhuysqa indigenous community as a case study. The data collection methodology is based on documentary research, observation of gardens, surveys of 33 gardeners and interviews with four experts. The analysis is based on descriptive statistics, content analysis and the use of non-formal logic. The results show that urban agriculture in the cabildo is multifunctional, and the surplus for sale is low (< 30%). The determinants of commercialization are: the establishment and fulfillment of objectives and goals; volumes, quality and frequency of supply; knowledge and specialized technical production capacities; quality of presentation and freshness of the product; costs of collection and transport; forms and means of payment; and fixed buyers for market development. A key determinant is the explicit and clear intention of the cabildo, as an organization, to market its surplus products from urban agriculture.

Resumen Desde inicios del siglo XXI, el Jardín Botánico de Bogotá (Colombia) ha venido promoviendo la agricultura urbana en la ciudad y zonas periurbanas. El cabildo indígena Mhuysqa (Muisca) de Bosa, entre otras comunidades, practica esta actividad desde hace más de una década. Si bien su produccion se destina principalmente para autoconsumo, hay unos excedentes que se venden. Debido a que la comercializacion de los productos de la agricultura urbana presenta ciertas limitantes, esta investigacion se propone identificar y analizar sus determinantes tomando como caso de estudio a la comunidad indígena Mhuysqa. La metodologia de recoleccion de informacion se fundamenta en la investigacion documental, observacion de huertas, encuesta a 33 huerteros y entrevista a 4 expertos. El analisis es de estadistica descriptiva, analisis de contenido y uso de logica no formal. Los resultados muestran que la agricultura urbana del cabildo es multifuncional y el excedente para venta es bajo (< 30%). Por su parte, los determinantes de comercializacion son: el establecimiento y cumplimiento de objetivos y metas; volumenes, calidades y frecuencias de oferta; conocimiento y capacidades tecnicas especializadas de produccion; calidad de presentacion y frescura del producto; costos de acopio y transporte; formas y medios de pago; y compradores fijos para desarrollo de mercados. Un determinante clave es la intencion explicita y clara del cabildo, como organizacion, de comercializar sus productos excedentes de la agricultura urbana.

Effect of bacterial xylanase on the automated production of barley flour-enriched sandwich bread

ABSTRACT The aim of this research was to determine the effect of bacterial xylanase on the automated baking of barley flour- enriched sandwich bread. For this purpose, xylanase (0.02% to 0.04%) was added to the basic formulation of sandwich bread enriched with 10% whole barley flour. The resulting bread slices were subjected to image analysis to determine colorimetric properties, cell count, and sensory evaluation using a 9- point hedonic scale. A 0.03% xylanase addition produced a higher number of cells compared to other treatments. Regarding the colorimetric properties, no significant differences were observed, and the bread with 0.03% xylanase addition received the highest preference score in the sensory evaluation. In conclusion, bacterial xylanase has positive effects on bread, improving its overall quality.

RESUMEN El objetivo del presente estudio fue determinar el efecto de la xilanasa bacteriana en el horneado automatizado de pan tipo molde enriquecido con harina de cebada. Para tal efecto se realizaron adiciones de xilanasa (0,02 al 0,04%) a la formulación básica de un pan de molde enriquecida con 10% de harina de cebada integral. A los panes obtenidos se les realizaron análisis de imágenes para determinar las propiedades cromáticas y el número de células, y se evaluó sensorialmente cada muestra en una escala hedónica de 9 puntos. El 0,03% de adición de xilanasa presentó mayor número de células en contraste con los demás tratamientos; respecto a las propiedades cromáticas, no hubo diferencias significativas y el pan con adición de 0,03% de xilanasa presentó la mayor preferencia en la evaluación sensorial. En conclusión, la xilanasa bacteriana genera efectos positivos en el pan, mejorando su calidad.