Revista de Ciencias Agrícolas

Competitive ability of common bean cultivars in the presence of Urochloa plantaginea

ABSTRACT Weeds are the main constraints to high bean productivity. Here, we aimed to investigate the competitive ability of black type bean cultivars BRS Campeiro and SCS Predileto in coexistence with alexandergrass, Urochloa plataginea. The experimental design employed a replacement series arrangement, and the experiments were conducted in a greenhouse using a randomized block design with four replicates. Once the appropriate plant density was determined, the experiments proceeded with the following ratios of bean to U. plataginea plants per pot: 20:00, 15:5, 10:10, 5:15, and 0:20. Fifty-five days after the emergence of the plants, physiological and morphological traits were analyzed. Diagrams were made to analyze the relative productivity (RP), total relative productivity (TRP), and the competitiveness indices. Based on RP and TRP, a similar competitive mechanism for environmental resources was observed for both bean cultivars in the presence of U. plataginea. Variables such as leaf area, dry matter, stem diameter, and plant height of the bean cultivars were negatively affected by U. plataginea, indicating a superior competitive ability for environmental resources. However, considering only the 10:10 plants per plot ratio, beans showed higher relative growth than U. plataginea, represented by relative competition indices, relative clustering coefficients, and aggressiveness. Intraspecific competition was found to be more harmful than interspecific competition for both crop and weed species.

RESUMEN Las malezas son las principales limitaciones para las alta produtividades de frijol. Nuestro objetivo fue investigar la capacidad competitiva de los cultivos de frijol tipo negro BRS Campeiro y SCS Predileto en coexistencia con Urochloa plantaginea. El diseño experimental empleó um arreglo de serie de reemplazo y los experimentos se realizaron en un invernadero en bloques al azar con cuatro repeticiones. Despúes de determinar la densidad adecuada de la planta, los experimentos procedieron con las siguientes relaciones de plantas de frijol y U. plantaginea plantas per maceta: 20:00, 15:5, 10:10, 5:15 y 0:20. Cincuenta y cinco días después de la emergencia de las plantas, se analizaron los caracteres fisiológicos y morfológicos de las plantas. Se crearon diagramas para analizar la productividad relativa (RP), la productividad total (TRP), y los índices de competitividad. Con base en RP y TRP, se observó un mecanismo competitivo similar por los recursos ambientales para ambos cultivos de frijolen presencia de U. plantaginea. Variables como el área foliar, masa seca, diámetro del tallo y altura de los cultivos de frijol se vieron afectados negativamente por U. plantaginea, lo que indica una capacidad competitiva superior por los recursos ambientales. Sin embargo, al considerar solo la relación 10:10 plantas maceta-1, el frijol mostró un mayor crecimiento relativo que U. plantaginea, representado por índices de competitividad relativa, coeficientes de agrupamiento relativo y agresividad. Se observó que la competencia intraespecífica era más dañina que la competencia interespecífica tanto para espécies de cultivos como para la maleza.

Tetrazolium test to estimate the physiological quality of tamarind (Tamarindus indica L.) seeds

ABSTRACT Tamarind (Tamarindus indica) is a fruit tree of African origin cultivated in more than 50 countries, including Colombia, mainly in the Colombian Caribbean departments, where its harvest generates significant income in rural communities. Its establishment presents a difficulty because the sexual seed presents physical dormancy and poor germination. The objective of this study was to evaluate Tamarind seed viability by using the tetrazolium test and to reduce the time needed for the determination of its physiological quality. Ripe and healthy fruits were collected from patio trees, from which their seeds were extracted, disinfected with 1% sodium hypochlorite, and washed with plenty of water before use. Subsequently, they were scarified with No. 100 sandpaper by the edges, except in the area of the micropyle. The completely random design was used in a 3x3 bifactorial arrangement, with four repetitions. The first factor, tetrazolium concentration (%), was tested at levels of 0.50, 0.75 and 1.00%, and the second factor, immersion time, at 2, 4, and 6 hours. The analysis of variance did not show significance for the tetrazolium concentration, while it did for the immersion time (p≤0.01), and the tetrazolium-time interaction (p≤0.05). Therefore, the concentration of 0.50% tetrazolium for six hours of immersion is a reliable alternative to determine the physiological quality of tamarind seeds compared to conventional germination testing due to its low cost and execution time. Likewise, the percentages of germination and germination speed index were higher when the seed was scarified with sandpaper than the conventional method.

RESUMEN El tamarindo (Tamarindus indica) es un frutal de origen africano cultivado en más de 50 países, entre ellos Colombia, principalmente en los departamentos del Caribe colombiano, donde su cosecha genera importantes ingresos en las comunidades rurales. Su establecimiento presenta dificultad porque la semilla sexual presenta dormancia física y deficiente germinación. El objetivo del estudio fue evaluar la viabilidad de la semilla mediante la prueba del tetrazolio y reducir el tiempo necesario para determinar su calidad fisiológica. Fueron colectados frutos maduros y sanos de árboles de patio, a los cuales se les extrajo sus semillas, se desinfectaron con hipoclorito de sodio al 1% y se lavaron con abundante agua antes de su uso. Posteriormente, fueron escarificadas con lija N°100 por los bordes, excepto en el área del micrópilo. Se utilizó un diseño completamente al azar en un arreglo bifactorial 3x3, con cuatro repeticiones; el primer factor, concentración de tetrazolio (%), se probó a los niveles de 0,50, 0,75% y 1,0% y el segundo factor, tiempo de inmersión, a 2, 4 y 6 horas. El análisis de varianza no mostró significancia para la concentración de tetrazolio, en tanto que, si para tiempo de inmersión (p≤0,01) y la interacción tetrazolio-tiempo (p≤0,05). Por tanto, la concentración de 0,50% de tetrazolio durante seis horas de inmersión, es una alternativa confiable para determinar la viabilidad de semillas de tamarindo, frente a la prueba de germinación convencional, por su bajo costo y tiempo de ejecución. Así mismo, los porcentajes de germinación e índice de velocidad de germinación fueron mayores cuando la semilla fue escarificada con lija que el método convencional.

Persian lemon in the Mexican counties of Nayarit and Veracruz: Foliar sampling period for nutritional diagnosis

ABSTRACT In Mexico, Nayarit and Veracruz stand out as producers of Persian lemon. Nayarit has a larger surface area with high production potential and a 68% expansion of its cultivated area in the last 10 years. Veracruz has larger planted area and production volume. This investigation was conducted aiming to determine the period of nutritional stability in Persian lemon leaves and define the appropriate time to perform foliar sampling for nutritional diagnosis. In 2017, rainfed orchards were selected in both states. Per orchard, 20 trees were selected, 50 shoots were marked per flow (Nayarit winter and summer, Veracruz winter and spring), and sampled monthly. Soil and foliar nutrient analysis was performed (total nitrogen (N-total) (semi-microKjeldahl digestion), nitrates (NO3) (colorimetry), potassium (K) (atomic absorption), phosphorus (P), sulfur (S), calcium (Ca), magnesium (Mg), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), and zinc (Zn), (ICP-Optical Coupled Plasma using an ICAP 7200 spectrophotometer (Thermo Scientific®), and boron (B) (colorimetry) (Genesis 20 spectrophotometer (Thermo Scientific®)). Daily predicted values were calculated and the best functions (highest R2, lowest mean square of the error and value of the Mallows coefficient) were chosen. Mathematical derivatives and criteria were calculated to determine the best period for sampling. For Nayarit, the appropriate period for leaf sampling was the summer flush of July 29 to August 18 and from February 8 to March 19 for the winter flush. In Veracruz, it was from April 10 to May 10 for the winter flush and from September 23 to October 8 for the spring flush.

RESUMEN En México, destacan Nayarit y Veracruz como productores de limón Persa. Nayarit por mayor superficie con alto potencial productivo y expansión de 68% en su área cultivada en los últimos 10 años. Veracruz por mayor superficie sembrada y volumen de producción. Esta investigación se realizó con el objetivo de determinar el período de estabilidad nutrimental en hojas de limón Persa y definir el período apropiado para muestreo foliar para diagnostico nutrimental. En 2017 se seleccionaron huertos de temporal en ambos estados. Por huerto se eligieron 20 árboles, se marcaron 50 brotes por flujo (Nayarit invierno y verano, Veracruz invierno y primavera), y se muestrearon mensualmente. Se realizó análisis de suelo y nutrimental foliar (nitrógeno total (N-total) (digestión semi-microKjeldahl), nitratos (NO3) (colorimetría), potasio (K) (absorción atómica, fósforo (P), azufre (S), calcio (Ca), magnesio (Mg), cobre (Cu), fierro (Fe), manganeso (Mn) y zinc (Zn), (ICP-Plasma acoplado óptico empleando un espectrofotómetro ICAP 7200 (Thermo Scientific®), boro (B) (colorimetría) (espectrofotómetro Genesis 20 (Thermo Scientific®)). Se calcularon los valores predichos diarios y se eligieron las mejores funciones (mayor R2, menor cuadrado medio del error y valor del coeficiente de Mallows). Se calcularon las derivadas matemáticas y el criterio para determinar el mejor periodo para el muestreo. Para Nayarit, el período apropiado para muestreo foliar fue: verano del 29 de julio al 18 de agosto e invierno del 08 de febrero al 19 de marzo. En Veracruz fue: invierno del 10 de abril al 10 de mayo, primavera del 23 de septiembre al 08 de octubre.

Arbuscular mycorrhizal characterization associated with Uncaria guianensis and Uncaria tomentosa in Amazonian soils

ABSTRACT There are some plant species with cultural and economic importance in the Amazon, such as Uncaria guianensis and U. tomentosa, both commonly named “cat's claw”. Since these species grow in soils with low levels of organic matter and nutrients, both depend on arbuscular mycorrhizae to grow. The information about arbuscular mycorrhizal fungi communities for U. tomentosa is limited and there is no current research on U. guianensis. Therefore, this research provides additional information on the arbuscular mycorrhizal fungi communities associated with Uncaria species in Amazonian soils. Both the percentage of root colonization and the influence of the edaphic composition in the two species were determined. Also, the richness and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi were assessed using the spore isolation method and also, through the molecular analysis of virtual taxa. In addition, the difference between the soils was analyzed. Although U. guianensis grows in both Oxisols and Alluvial Entisols and U. tomentosa is restricted to Oxisols, sporulation of AM and root colonization does not respond significantly to variations in soil chemical properties. Additionally, 72 virtual taxa were identified for Uncaria species (53 U. tomentosa and 19 U. guianensis) and the relative abundance of arbuscular mycorrhizal fungi was higher in roots of Uncaria species than in soils. The arbuscular mycorrhizal fungi community that colonizes the roots of Uncaria species indicates that these species behave as wild species; therefore, the ex-situ propagation of the species in agricultural systems could be less successful than forest enrichment.

RESUMEN Entre las especies vegetales de importancia cultural y económica en la Amazonia, se encuentra Uncaria guianensis y U. tomentosa, ambas conocidas comúnmente como “uña de gato”. Debido a que estas especies crecen en suelos con bajos niveles de materia orgánica y nutrientes, establecen micorrizas arbusculares para su crecimiento. Hay poca información sobre la composición de las comunidades de hongos formadores de micorrizas arbusculares (HFMA) asociados a U. tomentosa y no se conocen estudios sobre esta asociación en U. guianensis, por lo que esta investigación aporta información adicional de las comunidades de HFMA asociadas con las especies de Uncaria en suelos amazónicos. Se determinó tanto el porcentaje de colonización de las raíces como la influencia de la composición edáfica en las dos especies. Se evaluó la riqueza y diversidad de HFMA por el método de aislamiento de esporas y a través del análisis molecular de taxones virtuales y además, se analizó la diferencia entre los suelos. A pesar de que U. guianensis crece tanto en Oxisoles como en Entisoles Aluviales y U. tomentosa está restringida a Oxisoles, no hubo una respuesta significativa en la esporulación de los HFMA y la colonización radicular a la variación de las propiedades químicas de los suelos. Se identificaron 72 taxones virtuales para las especies de Uncaria (53 U. tomentosa y 19 U. guianesis). Sin embargo, la abundancia relativa de los HFMA en la raíz de U. tomentosa fue mayor a la del suelo. La comunidad de HFMA que coloniza las raíces de las especies de Uncaria indica que éstas se comportan como una especie silvestre, por lo que la propagación ex situ en sistemas agrícolas puede ser menos efectiva que con un enriquecimiento de los bosques.

Effect of microparticulate from whey protein concentrates on the characteristics of fresh cheese

ABSTRACT Whey, obtained from cheese manufacturing, has a significant environmental impact due to its organic load and volume produced. Therefore, validating technologies that allow its valorization due to its content of ingredients of high nutritional or functional value becomes relevant for the dairy industry. Microparticulate whey protein (MWP) has been used to produce cheeses and has the potential to improve process performance. We seek to develop and optimize the characteristics of a MWP to be used to make white cheese. For this, factors such as temperature, from 73 to 93°C, and retention time from 3 to 17 min of the heat treatment were evaluated. We assessed zeta potential, particle size, color, protein retention coefficient, and cheese yield as response variables using a response surface design with 14 experiments. Optimum conditions were 93°C for 5.4 min retention. In the white cheese production, two inclusion percentages were tested: 3 and 5% (w/w); and the impact on characteristics like yield, protein retention, and texture was evaluated with respect to a control cheese that was not added with MWP. We found that 3% inclusion is more suitable because it keeps textural characteristics closer to traditional cheese. The MWPs add value to whey and cheese by improving performance and enabling the retention of proteins of high biological and nutritional value.

RESUMEN El lactosuero, obtenido de la fabricación de quesos, tiene un impacto ambiental significativo por su carga orgánica y volumen producido. Por lo tanto, validar tecnologías que permiten su valorización por su contenido de ingredientes de alto valor nutricional o funcional adquiere relevancia para la industria láctea. El microparticulado de proteínas de lactosuero (MWP) se ha utilizado en la fabricación de quesos y tiene potencial para mejorar el rendimiento del proceso. Buscamos desarrollar y optimizar las características de un MWP para ser usado en la elaboración de queso blanco. Para esto, se evaluaron factores como la temperatura, desde 73 hasta 93°C, y el tiempo en retención desde 3 hasta 17 min del tratamiento térmico. Evaluamos como variables respuesta el potencial zeta, tamaño de la partícula, color, coeficiente de retención de proteína y rendimiento quesero usando un diseño de superficie de respuesta con 14 experimentos. Las condiciones óptimas fueron 93°C para una retención de 5.4 min. En la producción del queso blanco, se probaron dos niveles de inclusión: 3 y 5% (p/p), y se evaluó el impacto sobre características de rendimiento, retención de la proteína y la textura con respecto a un queso control que no fue adicionado con MWP. Encontramos que el 3% de inclusión es más adecuado porque conserva características texturales más cercanas al queso tradicional. Los MWPs agregan valor al lactosuero, al queso mejorando el rendimiento y permitiendo la retención de proteínas de alto valor biológico y nutricional.

Allometric model for height estimation of Alnus acuminata Kunth in agroecological zones of the high Andean tropics

ABSTRACT The complexity in the management of field tools for recording dasometric information has led to the use of allometric equations that save time, work, and costs allowing the estimation of variables that are difficult to record, such as total height (TH). The objective of this research was to develop an allometric equation for the species Alnus acuminata in order to calculate TH from the diameter at breast height (DBH). At the Obonuco-AGROSAVIA Research Center in Pasto (Nariño), dasometric information was recorded for 75 months for 200 even-aged trees. Four models were evaluated: linear, polynomial, Mixed linear (random effect per tree age), and Mixed linear (random effect per tree). For the selection of the best model, the criteria were used with the lowest values of Akaike (AIC) and Bayesian (BIC). The information was analyzed using the "Nonlinear Mixed-Effects Models" package, R software. The results revealed that A. acuminata had an 81% survival; the TH average was 7.4 ± 1.3 m; and the average DBH was 9.51 ± 2.23cm. The average annual increase of DBH was 1.5 cm year-1, and the TH was 1.18 m∙ per year-1. The mixed linear model confirmed the assumptions of normality, independence, and homogeneity of variances in addition of having good criteria in its predictive performance and efficiency through the equation TH=2.07+0.35*DBH+0.95*Age. This research contributes to the management of native species of the high tropics by designing an equation for the first vegetative growth phases of A. acuminata in high mountain agroecological zones.

RESUMEN La complejidad en el manejo de herramientas de campo para el registro de información dasométrica ha conllevado al uso de ecuaciones alométricas que ahorran tiempo, trabajo y costos, permitiendo estimar variables de difícil registro como altura total (HT). El objetivo de esta investigación fue elaborar una ecuación alométrica para la especie Alnus acuminata, con el fin de calcular HT a partir del diámetro a la altura del pecho (DAP). En el Centro de Investigación Obonuco-Agrosavia en Pasto (Nariño), se registró información dasométrica durante 75 meses a 200 árboles coetáneos. Se evaluaron cuatro modelos: regresión lineal, polinómico, Lineal mixto (efecto aleatorio por árbol) y Lineal mixto (efecto aleatorio por edad del árbol). Para la selección del mejor modelo se utilizaron los criterios con los valores más bajos de Akaike (AIC) y Bayesiano (BIC). La información se analizó mediante el paquete “Nonlinear Mixed-Effects Models” software R. A acuminata presentó 81 % de sobrevivencia, la HT media fue de 7.40 ± 1.30 m, se obtuvo un DAP promedio de 9.51 ± 2.23 cm. El Incremento Medio Anual de DAP fue 1.50 cm año-1, y la HT de 1.18 m∙año-1. El modelo lineal mixto cumplió los supuestos de normalidad, independencia y homogeneidad de varianzas, además tuvo buenos criterios en su desempeño predictivo y eficiencia mediante la ecuación HT=2.07+0,35*DAP+0,95*Edad. Esta investigación contribuye al manejo de especies nativas del trópico alto mediante el diseño de una ecuación para las primeras fases vegetativas de crecimiento de A. acuminata en zonas agroecológica de alta montaña.

Physiological characterization of Carica papaya L. variety UN Cotové

ABSTRACT The application of plant physiological principles in genetic improvement allows to approach with greater ease, the solution of the limitations of the agricultural production in an integral and articulated way. For this reason, physiological indicators were used as criteria for the selection of UN Cotové papaya variety plants, which serve as parents for a species breeding program. Eighteen individuals were selected for monthly gas exchange measurements, chlorophyll fluorescence, and leaf area index. The data analysis was done with multivariate non-hierarchical clustering and factorial analysis. Two clusters were generated that did not group morphotypes regarding the gas exchange, quantum yield of Photosystem II (PSII), and leaf area index (LAI). ANOVA established significant differences between plants for most variables. The means were compared with the Tukey test (P < 0.05). Six plants presented better yield, positioning them as a promising material to obtain a papaya variety with outstanding characteristics under tropical dry forest (TDF) conditions.

RESUMEN La aplicación de los fundamentos fisiológicos en el mejoramiento genético permite abordar con mayor facilidad, la solución de los limitantes de la producción agrícola de una manera integral y articulada; por esta razón, se emplearon indicadores fisiológicos como criterio para la selección de plantas de la variedad de papaya UN Cotové, que sirvan como progenitores para un programa de mejoramiento de la especie. Para ello, se seleccionaron 18 individuos a los que se les realizaron mediciones mensuales de intercambio gaseoso, fluorescencia de la clorofila, e índice de área foliar. El análisis de los datos se hizo con la técnica multivariada de conglomerados no jerárquicos y un análisis factorial. Se generaron dos clusters que no presentaron agrupación de morfotipos respecto a las variables de intercambio gaseoso, el rendimiento cuántico del fotosistema II (FSII) y el Índice de Área Foliar (IAF). El ANAVA estableció diferencias significativas entre las plantas estudiadas para la mayoría de las variables consideradas, las medias se compararon con la prueba de Tukey (P < 0,05). Se seleccionaron seis plantas por presentar el mejor desempeño, aspecto que las posicionan como un material promisorio en el interés de obtener una variedad de papaya con características sobresalientes en las condiciones del bosque seco tropical (bs-T).

Detection of Groundnut ringspot virus carried by Frankliniella sp. on watermelon fields in Brazilian Cerrado

ABSTRACT Citrullus lanatus (Thunb.) is an important crop in Brazil and affected by relevant insect vectors, including thrips (Thysanoptera: Thripidae). The present work was focused on evaluating the presence of Groundnut ringspot virus (GRSV) associated with Frankliniella sp. (Thysanoptera: Thripidae) in watermelon, C. lanatus, cultivated in the Brazilian Cerrado biome. Several species of thrips were collected from four commercial crops located in Gurupi, Lagoa da Confusão, Formoso do Araguaia and Porto Nacional counties, all of them belonging to the Brazilian state of Tocantins). The total viral RNA obtained from the thrips was enriched and used to perform ugh RT-PCR. Using specific primers, a 644 bp fragment of the GRSV nucleocapsid was identified in all insect samples, which allowed us to perform a phylogenetic analysis with GRSV sequences described for other geographical regions. The findings demonstrate the wide distribution of the GRSV virus in commercial watermelon crops in the Brazilian Cerrado Biome. The association with Frankliniella sp. is highlighted as one of the most relevant vector pathways in this region of high intensity and advanced agriculture. In addition, phylogenetic analysis demonstrated a close relationship between GRSV sequences from South Africa and Brazil. These findings may contribute to the understanding of GRSV distribution in watermelon crops in different localities of Brazilian Cerrado Biome.

RESUMEN Citrullus lanatus (Thunb.) es un importante cultivo en Brasil afectado por insectos vectores relevantes como trips (Thysanoptera: Thripidae). El presente trabajo se enfocó en evaluar la presencia de Groundnut ringspot virus (GRSV) asociado a Frankliniella sp. (Thysanoptera: Thripidae) en cultivos de sandía, Citrullus lanatus (Thunb.), en el bioma del Cerrado Brasileño. Se colectaron especies de Thrips spp. en cuatro cultivos comerciales provenientes de Gurupi, Lagoa da Confusão, Formoso do Araguaia y Porto Nacional (pertenecientes al estado de Tocantins, Brasil). El ARN viral total obtenido de los trips fueron enriquecidos y utilizados para realizar la RT-PCR. Utilizando primers específicos, se identificó un fragmento de 644pb de la nucleocápside del GRSV en todas las muestras de insectos, lo que nos permitió realizar un análisis filogenético con secuencias del GRSV descritas para otras regiones geográficas. Los hallazgos demuestran la amplia distribución del virus GRSV en los cultivos comerciales de sandia en el bioma del Cerrado Brasileño. Se destaca la asociación con Frankliniella sp. como una de las vías de vectorización más relevantes en esta región de alta intensidad agrícola. Además, el análisis filogenético demostró una estrecha relación entre las secuencias del GRSV de Sudáfrica y Brasil. Estos hallazgos pueden contribuir a la comprensión de la distribución del GRSV en los cultivos de sandia en diferentes localidades del bioma del Cerrado brasileño.