Acta Agronómica

Climate change and spatiotemporal variability of temperature (1980-2020 series) in Tolima, Colombia

Resumen El cambio climático es uno de los mayores desafíos que enfrenta la humanidad y desde ahora se deben tomar acciones para disminuir sus impactos sobre el medio natural, los sistemas agricolas y la vida futura en el planeta. En la presente investigación se analizó la variación espacio-temporal de la temperatura del aire en el Tolima, Colombia, con el fin de detectar tendencias que evidencien cambio climático y modificaciones en la clasificación climática de Köppen en el departamento. En este trabajo se utilizó una base de datos climatológica integrada por 37 estaciones gestionadas por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). La base de datos se dividió en dos series de tiempo: (1980-1999) y (2000-2020) y se analizó la temperatura, considerando épocas secas y lluviosas y las fases Niño-Niña-Neutro del fenómeno ENSO, con el propósito de identificar patrones de diferencia en la temperatura y clasificación climática entre las series de tiempo. Luego, las tasas de aumento de la temperatura del aire identificadas en zonas particulares del Tolima fueron utilizadas para la construcción de modelos de estimación de la temperatura para los próximos 20 años. El análisis mostró que el 55 % de las estaciones presentan tendencia de aumento de la temperatura, y para los próximos 20 años se proyecta un aumento de la temperatura entre 0.08 °C y 3.25 °C. Este aumento sería más acelerado e intenso que lo previsto por el IDEAM, para el peor escenario se daría un forzamiento radiactivo de 8 W m-2 día-1. Por otra parte, la clasificación de Köppen no cambió para las dos series de tiempo 1980-99 y 2000- 20, y tampoco para la serie proyectada 2020-40. Sin embargo, el incremento de la temperatura observado y proyectado sugiere aumento de las tasas de evaporación que podrían aumentar la vulnerabilidad a sequías e incendios forestales en el Tolima.

Abstract Climate change is one of the greatest challenges facing humanity and from now, on actions must be taken to reduce its impacts on the natural environment, agricultural systems and future life on the planet. In the present investigation, the spatiotemporal variation of the air temperature in Tolima was analysed in order to detect trends that show climate change and modifications in the Köppen climate classification in the department. In this work, a climatological database made up of 37 stations managed by the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies IDEAM was used. The database was divided into two time series, one from 1980 to 1999 and the other from 2000 to 2020, and the temperature was analyzed, considering dry and rainy seasons and the Niño-Niña-Neutral phases of the ENSO phenomenon, with the purpose of identifying difference patterns in the temperature and climatic classification between the time series. Then, the air temperature increase rates identified at areas of Tolima were used to build temperature estimation models for the next 20 years. The analysis showed that 55 % of the stations presented a trend of increasing temperatures and for the next 20 years, a temperature increase between 0.08 °C and 3.25 °C is projected. This increase would be faster and more intense than those predicted by IDEAM, having the worst scenario with a radiative forcing of 8 W m-2 day-1. On the other hand, the Köppen classification did not change for both time series, 1980-99 and 2000-20, and neither for the projected 2020-40 series. However, the observed and projected increase in air temperature suggests a raise in evaporation rates that could increase vulnerability to droughts and forest fires in Tolima.

Extraction, optimization, and antioxidant capacity of extracts from wild palm fruits (E. oleraceae, O. bataua y O. mapora) from the Colombian Pacific

Resumen Es suficientemente conocido el valor nutricional y las características químicas de la especie Euterpe oleracea; sin embargo, en la región Pacífica colombiana existen otras especies poco conocidas de la familia Arecaceae con potencial valor en cuanto al contenido de compuestos bioactivos. El principal objetivo de este estudio es determinar el contenido de compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante de tres especies silvestres de la familia Arecaceae (palmas). Para el cumplimiento de este objetivo, las partes comestibles de los frutos maduros de Euterpe oleracea, Oenocarpus bataua y Oenocarpus mapora, se sometieron a extracción asistida por ultrasonido, empleando mezclas hidroalcohólicas con diferentes concentraciones de ácido acético como disolvente para la extracción. La optimización del proceso de extracción mediante un diseño central compuesto (DCC) mostró que las mejores condiciones de extracción se obtienen con una concentración de etanol del 65 % (v/v) y una concentración de ácido acético del 0.5 % (v/v). Los resultados del proceso de purificación mediante cromatografía de columna mostraron que tanto el extracto crudo como la fracción enriquecida de O. mapora, presentaron el mayor contenido de compuestos fenólicos (137.5; 224 g EAG/g ES), el mayor contenido de antocianinas totales (1.7; 3.5 mg EC3G/g ES) y la mejor capacidad antioxidante por el método de DPPH (538; 1879 µmoles ET/g ES) en comparación con los mismos extractos y fracciones de O. bataua y E. oleracea.

Abstract The nutritional value and chemical characteristics of the E. oleracea species are well known; however, in the Colombian Pacific region, there are other little-known species from the Arecaceae family with potential value in terms of their bioactive compounds. The aim of this study was to determine the phenolic compounds content and the antioxidant capacity of three wild species from the Arecaceae family (palms). To achieve this objective, the edible parts of ripe E. oleracea, O. bataua and O. mapora fruits were subjected to ultrasound-assisted extraction using a hydroalcoholic mixture with different concentrations of acetic acid as the extraction solvent. The extraction process was optimized using a central composite design (CCD), which showed that the best extraction conditions were achieved with 65 % (v/v) ethanol and 0.5 % (v/v) acetic acid. The results of the purification process through column chromatography showed that both the crude extract and the enriched fraction of O. mapora had the highest phenolic compounds content (137.5; 224 g GAE/g DW), the highest total anthocyanins content (1.7; 3.5 mg C3G/g DW), and the best antioxidant capacity (DPPH method) (538; 1879 µmoles TE/g DW) compared to the same extracts and fractions of O. bataua and E. oleracea.

Physical characterization for the use of coconut pith from the Pacific Coast of Caucana, Colombia

Resumen El mesocarpio de coco es un material residual de la producción de nuez de coco en la Costa Pacífica Caucana; sin embargo, a partir del mesocarpio se pueden extraer fibra y médula de coco, esta última cuenta con un alto potencial de aprovechamiento para la elaboración de sustratos de cultivo. El presente estudio tiene como objetivo realizar una caracterización morfológica, física y de fitotoxicidad de la médula de coco, proveniente de muestras de coco de los municipios de Guapi, López de Micay y Timbiquí, Costa Pacífica Caucana, de las variedades típica, malayo e híbrida. A nivel morfológico, la proporción del mesocarpio respecto al fruto no difirió entre las plantas y osciló entre un 35.27 % a 48.48 %; el tamaño de partícula con una proporción mayor a 2.0 mm y menor a 0.24 mm se encontró en las muestras T-A2 y G-A2, respectivamente, mientras que los parámetros de capacidad de retención de agua, densidad aparente, pH y conductividad eléctrica, se mantuvieron similares en todas las muestras, con valores entre 92.73 ± 0.04 a 94.55 ± 0.03 % p/p; 0.04 a 0.0528 g/ cm3; 5.593 a 6.032 y 3.51 y 3.83 dS/m, respectivamente. Por su parte, el índice de vitalidad de Munoo-Liisa estuvo en un margen similar al control (%MVL = 100), y solo se presentó un leve efecto inhibitorio en el grado de germinación en la dilución 1.0 g/L, con lo cual, no hay un riesgo directo sobre las plantas y puede ser un material aprovechable en la elaboración de un sustrato de cultivo.

Abstract Coconut mesocarp is a residual material from the production of coconut on the Pacific Coast of Caucana; however, coconut fiber and pith can be extracted from the mesocarp, the latter, with a high potential for use for the production of culture substrates. Therefore, the objective of this study was to make a morphological, physical and phytotoxicity characterization of the coconut pith from coconut samples of the typical, Malay and hybrid varieties from the municipalities of Guapi, López de Micay and Timbiquí, on the Pacific Coast of Cauca. The proportion of the mesocarp at morphological level with respect to the fruit did not differ between the plants and ranged from 35.27 % to 48.48 %. The particle size with a proportion greater than 2.0 mm and less than 0.24 mm was found in the samples T-A2 and G-A2, respectively, while the parameters of water retention capacity, apparent density, pH, and electrical remained similar in all samples, with values between 92.73 ± 0.04 to 94.55 ± 0.03 % p/p; 0.04 to 0.0528 g/cm3; 5.593 to 6.032 and 3.51 to 3.83 dS/m, respectively. While the Munoo-Liisa vitality index was in a margin similar to the control (%MVL = 100), only a slight inhibitory effect was present in the degree of germination in the 1.0 g/L dilution, with which, there is no direct risk to the plants and it can be a usable material in the preparation of a culture substrate.

Taxonomic, physicochemical, phenolic and antioxidant comparison in species of high Andean wild fruits: Rubus and Hesperomeles

Resumen Actualmente, el ser humano cuida más su salud. Es bien sabido que el consumo de frutas previene algunas enfermedades degenerativas como el cáncer y la diabetes. Por otro lado, la biodiversidad altoandina es rica en diversos recursos que han sido infravalorados hasta el momento. En el presente estudio, se compararon la caracterización botánica, las propiedades físicas y químicas, los compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante de cuatro frutos silvestres altoandinos no climatéricos de las especies Rubus (siraca negra y siraca roja) y Hesperomeles (pacra y capachu), recolectados en la provincia de Andahuaylas, región de Apurímac en Perú, entre 3600 y 3900 m s. n. m. Se realizó la identificación taxonómica según el catálogo de angiospermas y gimnospermas por ubicación geográfica. Los polifenoles se determinaron por el método espectrofotométrico basado en la utilización del reactivo de Folin-Ciocalteau, y la capacidad antioxidante, por el método de decoloración del reactivo DPPH. Los datos por triplicado se analizaron a través de un análisis de varianza de una vía (ANOVA) y una prueba de rangos múltiples de diferencia significativa mínima (LSD). Los resultados presentaron diferencias significativas (p < 0.05) en todas las propiedades estudiadas. El índice de madurez y el contenido de fenoles incidieron directamente en la capacidad antioxidante. Los cuatro frutos silvestres estudiados presentaron valores altos en polifenoles y actividad antioxidante. Por lo tanto, deberían ser considerados en programas de mejoramiento genético y extensión en campo para promover su consumo, lo cual favorecería una alimentación.

Abstract Currently, humans are taking better care of their health. It is known that fruit consumption prevents degenerative diseases such as cancer and diabetes. On the other hand, the high Andean biodiversity is rich in various resources that have been undervalued up to now. In the present study, the botanical characterization, physical and chemical properties, phenolic compounds, and antioxidant capacity were compared in four non-climacteric high Andean wild fruits of the species Rubus (black siraca and red siraca) and Hesperomeles (pacra and capachu), collected in the Peru province of Andahuaylas, Apurimac region, between 3600 and 3900 m.a.s.l. The taxonomic identification was performed according to the catalog of angiosperms and gymnosperms by geographical location. Polyphenols were determined by the spectrophotometric method based on the use of the Folin-Ciocalteu reagent, and the antioxidant capacity by the DPPH reagent discoloration method. Data in triplicate were analyzed by a one-way analysis of variance (ANOVA) and a multiple-range test of least significant difference (LSD). The results showed significant differences (p < 0.05) in all properties studied. The maturity index and phenolic content directly affected the antioxidant capacity. The four wild fruits studied presented high values of polyphenols and antioxidant activity. Therefore, they should be considered in genetic improvement and field extension programs to promote their consumption, which would encourage healthy and nutritious eating.

Soil granulometry in slope areas. Comparison of determination methods

Resumen La distribución del tamaño de partículas (DTP) es una propiedad física relevante de los suelos, ya que de ella depende el comportamiento físico, su relación con otras propiedades y su utilidad como parámetro en funciones de pedotransferencia (PTF). El objetivo de esta investigación fue comparar los métodos de Bouyoucos y Bouyoucos modificado (Bouyoucos-Day), para cuantificar la distribución de tamaño de partículas en suelos de una ladera ubicada en el municipio de la Plata, vereda Lusitania, departamento del Huila, Colombia. Para ello se estudiaron 6 zonas de una misma ladera; en cada una se tomaron al azar 4 muestras disturbadas de suelo (24 sitios de muestreo), las cuales fueron analizadas utilizando los métodos de Bouyoucos y Bouyoucos- Day, teniendo en cuenta que la principal diferencia radica en los tiempos de las lecturas con el hidrómetro seguido de la toma de temperatura de la suspensión, así como el uso de diferentes factores de corrección. El análisis de los datos se llevó a cabo considerando un diseño factorial, con dos niveles (métodos). Igualmente, el análisis se hizo según la posición que ocupa en la ladera, con 6 niveles (cultivo, alta degradada, media 1, media 2, media 3 y baja). Los resultados permitieron evidenciar diferencias significativas en los contenidos de arcilla y arenas; además se presentaron mayores contenidos de arcilla con el método de Bouyoucos en todas las muestras de suelo. Se presentó mayor contenido de limo por el método de Bouyoucos-Day en una gran cantidad de muestras de suelo, sin diferencias significativas, atribuible a la necesidad de un mayor tiempo para sedimentar los limos en suspensión, el cual fue limitado a 2 horas en el método de Bouyoucos. Tal diferencia causa cambios en la clase textural, lo que afecta la toma de decisiones en la estimación de las propiedades del suelo y de los procesos que incluye esta propiedad fundamental.

Abstract Particle size distribution (PSD) is a relevant property of soils since its physical behavior depends on it, and because of its relationship with other soil properties and its usefulness as a key parameter of pedotransfer functions (PTF). The objective of this research was to compare the Bouyoucos and modified Bouyoucos (Bouyoucos-Day) methods to quantify the particle size distribution in soils of a hillside located in the municipality of La Plata, district of Lusitania, department of Huila, Colombia. For this, disturbed soil samples were taken from 6 areas of the same hillside, where 4 samples were taken randomly in each area, for a total of 24 sampling sites. The samples were analyzed using the 2 methods, considering that the main difference laid in the times of the readings with the hydrometer followed by taking the temperature of the suspension, as well as the use of different correction factors. The data analysis was carried out considering a factorial design with two levels (methods). Likewise, the analysis was carried out considering the different zones of the hillside, with 6 levels (cultivation, high degraded, medium 1, medium 2, medium 3, and low). The results revealed significant differences in the clay and sand contents, showing higher clay contents with the Bouyoucos method in all the soil samples. The Bouyoucos- Day method presented a higher silt content was presented by the Bouyoucos-Day method in a large number of soil samples, without significant differences, which is attributable to the need for a longer time to settle the silt in suspension, being limited to 2 hours in Bouyoucos method. Such a difference causes changes in the textural class, which affects the decision making in the estimation of soil properties and the processes that include this fundamental property.

Water deficit mitigation by calcium application in yellow diploid potato (Solanum tuberosum L. group Phureja)

Resumen La variabilidad climática favorece la ocurrencia de sequías que disminuyen el rendimiento en cultivos de papa, por lo cual es necesario desarrollar estrategias para mitigar los efectos del déficit hídrico. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la aplicación de calcio (Ca) en parámetros fisiológicos y rendimiento de Solanum tuberosum L. grupo Phureja cultivar criolla Colombia bajo déficit hídrico. Tubérculos-semilla fueron sembrados en bolsas y mantenidos a capacidad de campo hasta el inicio de tuberización. Entre los 44 y 54 días después de siembra (dds), se realizaron aplicaciones edáficas (E) de: CaCl2 de 3 y 4.5 g planta-1; Ca(NO3)2 de 4.5 y 7.0 g planta-1 y Ca(NO3)2 + B de 6.0 y 9.0 g planta-1. También se realizó aplicación foliar de: CaCl2 de 10 y 20 mM planta-1; y Ca(NO3)2 de 10 y 20 mM planta-1. A los 55 dds las plantas fueron sometidas a riego continuo (BR) y déficit hídrico por suspensión de riego durante 7 días (DH). El DH redujo el contenido relativo de agua en un 22.1 %, el potencial hídrico foliar y el rendimiento en un 26.7 %, y aumentó la pérdida de electrolitos (97.3 %). Las plantas con CaCl2-20-F, CaCl2-4.5-E y Ca(NO3)2 -7-E, presentaron menor pérdida de electrolitos (<21.2 %), mayor contenido relativo de agua (>12.6 %) y rendimiento (>15.6 %), respecto a las plantas sin Ca. Esto indica una mitigación del estrés hídrico a nivel de la estabilidad de la membrana y el estado hídrico en aplicaciones edáficas y foliares de Ca, lo cual probablemente se relacione con sus funciones como molécula señalizadora.

Abstract Climate variability causes an increase in drought occurrence, which reduces tuber yield in potato. Therefore, it is necessary to develop strategies for mitigating the water deficit. The objective of this research was to assess the effect of calcium (Ca) applications on physiological parameters and yield of Solanum tuberosum L. group Phureja cultivar Criolla Colombia under water deficit. Seed tubers were planted in bags with soil irrigated at field capacity until tuber initiation. Between 44 and 54 days after sowing (das), Ca was applied in edaphic sources (E): 3 and 4.5 g plant-1 CaCl2, 4.5 and 7 g plant-1 Ca(NO3)2, 6 and 9 g plant-1 Ca(NO3)2+ B, and foliar (F): 10 and 20 mM plant-1 CaCl2, and 10 and 20 m Mplant-1 Ca(NO3)2. At 55 das, the plants were subjected to two water regimes: well-watered (WW) and water deficit (WD) by irrigation suspension for 7 days. WD reduced the relative water content (22.1 %), leaf water potential and tuber yield (26.7%), while the electrolyte leakage increased (97.3 %). Plants with CaCl2-20-F, CaCl2-4.5-E and Ca(NO3)2-7-E presented lower leakage increase (<21.2 %), and higher relative water content (>12.6 %) and tuber yield (>15.6 %), compared to plants without Ca. This indicates a water mitigation deficit at the level of membrane stability and a water status with edaphic and foliar Ca applications, which is probably related to its functions as signaling molecule.

Post-harvest loss in major crops in South America o ver the decade 2010-2019

Resumen La pérdida poscosecha de cultivos, entendida como la cantidad de cultivos que se pierde a lo largo de la cadena de suministro alimentario después de la cosecha y antes de la venta al por menor, es de interés para las diferentes naciones, ya que ello repercute en la disponibilidad de alimentos para la población. Esta investigación, cuyos resultados se presentan, aquí tuvo como objetivo evaluar la pérdida en los principales cultivos en los diferentes países de Sudamérica durante la década 2010-2019. Su proceso investigativo se clasifica en descriptivo comparado de tipo multidimensional. Se utilizaron las técnicas multivariadas MANOVA y el análisis de componentes principales. Al efectuar el análisis multivariado de la varianza, se detectaron diferencias altamente significativas (p<0.0001) entre las diferentes naciones evaluadas, en relación con la pérdida de cosechas. El contraste canónico de tipo ortogonal estableció la divergencia de Brasil respecto a los demás países, al evaluar de manera conjunta las variables objeto de estudio. De tal manera, se concluye que las frutas, vegetales, legumbres y nueces son los cultivos, en general, con la mayor afectación. Esto tiene implicaciones para la diversidad, la disponibilidad y el costo de la oferta alimentaria en sus países.

Abstract The issue related to post-harvest crop loss, i.e., the amount lost after harvesting and before retail sales, is of interest to various nations due to its impact on food availability for the population. The objective of this research was to assess the loss in major crops in the different countries of South America over the decade 2010- 2019. The research process is classified as multidimensional, comparative, and descriptive. MANOVA multivariate techniques and principal component analysis were applied. The multivariate analysis of variance detected highly significant differences (p<0.0001) among the different nations in relation to crop loss. The orthogonal canonical contrast established the divergence of Brazil with respect to the other States when the variables under study were evaluated jointly. It was concluded that fruits, vegetables, legumes, and nuts are the most affected crops. This has implications for the variety, availability, and cost of food supply in these countries.

Physiology of carrot seeds treated with red seaweed biostimulant and exposed to different temperatures and salinity

Abstract Carrot (Daucus carota L.) is a horticulture crop species with economic importance. The performance of this crop can be improved with the use of seaweed extracts, which are a sustainable alternative to chemical fertilizers and biostimulants. Few studies have been performed aiming to determine the effects of algae-based biostimulants, especially red algae of the genus Solieria, on seed treatment and physiology. This study aimed to evaluate the effect of seed treatment with Solieria filiformis algal biostimulant for improving the physiological potential of carrot seeds of Brasilia Irecê and Nantes cultivars. Carrot seeds of both cultivars were treated with 0, 1, 2, and 4 mL L−1 of the biostimulant, after which they were subjected to germination and seedling growth evaluation at different temperatures and salinities. The results were analyzed by analysis of variance, Tukey’s test, and regression. It was observed that 30 °C temperature reduced carrot germination and seedling growth for the cultivars. No dose of red algae biostimulant improved germination of carrot seeds under both adequate and stress conditions of temperature and salinity for the cultivars analyzed.

Resumen La zanahoria (Daucus carota L.) es una especie hortícola de importancia económica. El rendimiento de estos cultivos se puede mejorar con el uso de extractos de algas, que son una alternativa sostenible a los fertilizantes químicos y bioestimulantes. Se han realizado pocos estudios con el objetivo de determinar los efectos de los bioestimulantes a base de algas, especialmente las algas rojas del género Solieria, sobre el tratamiento y la fisiología de las semillas. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto del tratamiento de semillas con bioestimulante del alga Solieria filiformis en la mejora del potencial fisiológico de las semillas de zanahoria de los cultivares Brasília Irecê y Nantes. Las semillas de zanahoria de ambos cultivares se trataron con 0, 1, 2 y 4 mL L-1 del bioestimulante. Posteriormente, las semillas fueron sometidas a pruebas de germinación y evaluación del crecimiento de las plántulas a diferentes temperaturas y salinidades. Los resultados se analizaron mediante análisis de varianza, prueba de Tukey y regresión. Se observó que la temperatura de 30 °C redujo la germinación de la zanahoria y el crecimiento de las plántulas en los cultivares. Ninguna dosis de bioestimulante de algas rojas mejoró la germinación de las semillas de zanahoria en condiciones adecuadas y de estrés de temperatura y salinidad en ambos cultivares.

Strawberry crop (Fragaria ananassa Duch.) in hydroponic systems with substrate mixtures

Resumen El cultivo de fresa puede establecerse en campo abierto o bajo condiciones controladas, mediante invernaderos, macrotúneles y sistemas hidropónicos. Estos últimos permiten obtener productos de mejor calidad y aumentar la eficiencia del uso de agua y fertilizantes. Existen diversos diseños de sistemas hidropónicos y sustratos en los que se han evaluado cultivos hortícolas para hacer eficiente el uso del espacio con resultados limitados para algunos sistemas. El propósito de este estudio fue evaluar variables agronómicas que influyen en el crecimiento de plantas de fresa (Fragaria ananassa Duch.) variedad Albión, en tres 3 sistemas hidropónicos con 4 mezclas de sustratos en invernadero. Se estableció un diseño experimental completamente aleatorio con arreglo factorial 3 x 4, esto es, 3 sistemas hidropónicos (piramidal, vertical y horizontal) y 4 mezclas de sustratos (fibra de coco+turba+perlita; fibra de coco; fibra de coco+perlita; y olote). Igualmente, se aplicó solución nutritiva de Steiner al 100 % en sistema cerrado. En el sistema horizontal, la biomasa (16.71 g), la altura de planta (20.04 cm), el diámetro de corona (21.40 mm), el número de hojas (17.72) y de coronas (4.51), el volumen de raíz (14.05 ml) y el área foliar (603.09 cm2) mostraron significativamente (Duncan, p ≤ 0.05) mayores valores respecto a los sistemas vertical y piramidal. La mezcla fibra de coco + turba + perlita mostró considerablemente el valor más alto de las variables evaluadas. Las plantas de fresa expresaron su mayor crecimiento y desarrollo vegetativo en el sistema hidropónico horizontal con la mezcla de fibra de coco+turba+perlita.

Abstract Strawberry cultivation can be established in the open field or under controlled conditions, using greenhouses, macro-tunnels and hydroponic systems. Hydroponic systems present advantages as the obtention off better-quality products and the increase of the water and fertilizer use efficiency. The purpose of this research was to evaluate agronomic variables that influence the growth of strawberry plants (Fragaria ananassa Duch.) of the variety Albion in three hydroponic systems with four substrate mixtures in greenhouses. A completely randomized experimental design was established with a 3 x 4 factorial arrangement, that is, 3 hydroponic systems (pyramidal, vertical and horizontal) and 4 substrate mixtures (coconut fiber+peat+perlite; coconut fiber; coconut fiber+perlite; and olote). Steiner’s 100 % nutrient solution was applied in closed systems. A daily irrigation was made, renewing the solution every 7 days. In the horizontal system, biomass (16.71 g), plant height (20.04 cm), crown diameter (21.40 mm), number of leaves (17.72) and crowns (4.51), root volume (14 0.05 ml) and leaf area (603.09 cm2) showed significantly (Duncan, p ≤ 0.05) higher values with respect to the vertical and pyramidal systems. The mixture of coconut fiber+peat+perlite showed the highest values of all the variables evaluated. Strawberry plants expressed their greatest growth and vegetative development in the horizontal hydroponic system and with the mixture of coconut fiber+peat+perlite.

Spectral-reflectance indices of pigments in leaves of Andean crops

Resumen Para esta investigación se estudiaron los índices de reflectancia espectral de pigmentos (clorofila, antocianina y carotenoides) contenidos en hojas de 6 variedades de cultivos andinos registrados en el Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) de Ayacucho, Perú: maíz de grano blanco (MB) INIA 620 Wari y maíz de grano y tusa de color morado INIA 615 Negro Canaán (MM) (Zea mays); tubérculos de papa color blanca (PB) de la variedad Yungay y tubérculos de papa de color roja (PR) INIA 316 Roja Ayacuchana (Solanum tuberosum); y quinua de grano blanco (QB) de la variedad Blanca de Junín y de grano rojo (QR) INIA 620 Pasankalla (Chenopodium quinoa). Los índices se determinaron a partir de datos de reflectancia espectral R(λ) entre 350 y 2500 nm, obtenidos mediante el espectrorradiómetro ASD FieldSpec 4, entre el 17 de febrero y el 9 de marzo de 2020, tiempo dividido en tres periodos bien definidos (inicial, crítico y final). Las medidas directas de reflectancia R(λ) en la región visible mostraron una mayor presencia de antocianinas en la quinua roja (QR) que en el resto de cultivos. Los 4 índices de clorofila calculados (SR, NDCI,ChlRE, Chlgreen) tienen el mismo comportamiento hacia el descenso para cada cultivo estudiado, por lo que puede utilizarse cualquiera de ellos en la cuantificación del contenido de clorofila. La quinua roja, a diferencia de los otros, mostró una tendencia al incremento en la última medición. Para los índices de antocianinas y carotenoides los índices utilizados muestran también el mismo comportamiento en cada cultivo, es decir, tendencia a la disminución o estabilización, como en la QB, QR Y PR. En el caso del índice de la razón carotenoides/clorofila (Car/ Chl) no se da la misma tendencia en cada cultivo; sin embargo, el índice CClHE es el que mejor se acomoda en los 6 cultivos, por mostrar más estacionariedad para todos los cultivos. No obstante, es recomendable validar su uso para cada cultivo.

Abstract In this study, spectral reflectance indices of pigments (chlorophyll, anthocyanin, and carotenoids) contained in leaves of six varieties of Andean crops registered in the National Institute of Agrarian Innovation (INIA) of Ayacucho, Peru, were studied: white grain maize (MB) INIA 620, Wari and purple corn and cob INIA 615 Black Canaan (MM) (Zea mays), white potato tubers (PB) of the Yungay variety and red potato tubers (PR) INIA 316 Ayacuchana Red (Solanum tuberosum), and white grain quinoa (QB) of the Blanca de Junín variety and red grain (QR) INIA 620 Pasankalla (Chenopodium quinoa). These indices were determined from spectral reflectance data R(λ) between 350 and 2500 nm, obtained using the ASD FieldSpec 4 spectroradiometer between February 17th and March 9th, 2020, the time span was divided into three well-defined periods (initial, critical, and final). Direct measurements of reflectance R(λ) in the visible region showed a greater presence of anthocyanins in QR red quinoa than in the other crops. The four calculated chlorophyll indices (SR, NDCI, ChlRE, Chlgreen) had the same downward behavior for each crop studied, and any of them can be used to quantify the chlorophyll content. Red quinoa, unlike the others, showed an increasing trend in the last measurement. For the anthocyanin and carotenoid indices, they showed the same behavior in each crop, that is, a tendency to decrease or stabilize as in QB, QR and PR. In the case of the ratio index of carotenoids/chlorophyll (Car/), the same trend did not occur in each crop, however, the CClHE index is the one that best accommodated to the six crops, as it showed more stationarity for all of them. Nevertheless, it is advisable to validate its use for each crop.

Genetic and phenotypic diversity of native potatoes (Solanum spp.) from the Central Andes of Peru

Resumen La diversidad de papas nativas cultivadas a más de 3500 m s. n. m. en la región de Pasco (Andes Centrales de Perú) no ha sido completamente caracterizada y en la actualidad se encuentra sujeta a una constante erosión genética provocada por factores bióticos y abióticos. El objetivo de la investigación fue caracterizar fenotípica y genotípicamente 40 variedades locales de papas nativas representantes de 4 especies de Solanum. Se utilizaron 20 descriptores fenotípicos y 10 microsatélites para la evaluación genética. Así mismo, se evaluó el nivel de ploidía con base en el número de cloroplastos de los estomas. El análisis de agrupamiento se realizó utilizando el software Infostat y el programa R con las librerías adegenet y polysat. La caracterización fenotípica permitió obtener cinco grupos con un coeficiente de distancia de 9.5, mientras que la caracterización molecular encontró siete grupos y 58 alelos en total, siendo 5.5 el promedio de alelos por microsatélite. Se identificaron 13.2 % de duplicados. Los microsatélites STG001, STM1106, ST0032 y STM5127 con un He promedio de 0.8 y un contenido de información polimórfica (PIC) de 0.5 - 0.8 fueron los más informativos. Finalmente, los resultados de ploidía fueron 13 % diploide, 35 % triploide y 52 % tetraploide. Se evidenció una baja diversidad genética al usar un conjunto de 10 marcadores SSR, lo que indica una aplicabilidad limitada para estudiar la diversidad genética de variedades locales de papa. Es necesario involucrar una gama más amplia de marcadores y un conjunto más diverso de genotipos de la región de Pasco para estudios posteriores.

Abstract The diversity of native potatoes cultivated above 3500 masl in the Pasco region (Central Andes of Peru) has not been fully characterized. It is currently subject to constant genetic erosion caused by biotic and abiotic factors. The research aimed to characterize phenotypically and genotypically 40 native potato landraces representative of 4 Solanum species. Twenty phenotypic descriptors and 10 microsatellites were used for genetic evaluation. Likewise, the ploidy level was evaluated based on the number of chloroplasts in the stomata. The clustering analysis was performed using the Infostat software and the R program with the Adegenet and Polysat libraries. The phenotypic characterization allowed to obtain five groups with a distance coefficient of 9.5. The molecular characterization found seven groups and 58 alleles in total. The average number of alleles per microsatellite was 5.5. 13.2 % of duplicates were identified. The microsatellites STG001, STM1106, ST0032, and STM5127 with an average He of 0.8 and a polymorphism information content (PIC) of 0.5 - 0.8 were the most informative. Finally, the ploidy results were 13 % diploid, 35 % triploid, and 52 % tetraploid. It was evidenced low diversity when using a set of 10 SSR markers, which indicates limited applicability for studying the genetic diversity of local potato landraces. It is necessary to involve a broader range of markers and a more diverse set of genotypes from the Pasco region for further studies.

Effect of environmental temperature on milk production of Holstein cows in the department of Nariño, Colombia

Resumen La temperatura ambiental es un factor influyente en el bienestar animal y su impacto se refleja principalmente en la salud y productividad. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la temperatura ambiental mínima sobre producción y calidad de leche en vacas Holstein, realizando control lechero en fincas del departamento de Nariño (Pasto, Pupiales y Guachucal). Se registró el volumen de leche producido por vaca en el día del control y se obtuvieron muestras de leche para su posterior análisis (grasa, proteína, sólidos totales y células somáticas). La información de temperatura ambienta se obtuvo de las estaciones meteorológicas del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) cercanos a los hatos. Se empleó un modelo lineal mixto que contempla el efecto fijo de la temperatura ambiental mínima, número de parto, días de lactancia y, como efecto aleatorio, el distrito lechero. Los resultados muestran que la composición de la leche y el conteo de células somáticas no fueron afectados por las temperaturas ambientales mínimas, pero sí hay un efecto significativo sobre la producción de vacas con seis o más partos, pues se dio una disminución de hasta 2.6 l. Esta reducción en la producción de leche posiblemente se atribuye a la disminución del consumo y a la utilización de la energía para la producción de calor y mantenimiento de la temperatura corporal como mecanismo de supervivencia. Para posteriores investigaciones se sugiere incluir variables fisiológicas del animal (temperatura corporal, consumo de materia seca, niveles de cortisol) y del ambiente (precipitación, viento, humedad relativa, radiación solar).

Abstract Environmental temperature is an influential factor in animal welfare and its impact reflects mainly on health and productivity. The objective of this study was to evaluate the effect of the minimum environmental temperature on the production and quality of milk of Holstein cows, performing milk controls in farms of the department of Nariño (Pasto, Pupiales and Guachucal). The milk volume produced per cow was recorded on the control day and milk samples were obtained for subsequent compositional analysis (fat, protein, total solids, and somatic cells). The information about the environmental temperature was obtained from the weather stations of the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (Ideam) close to the herds. A linear mixed model was used to determine the fixed effect of the minimum environmental temperature, calving rate, lactation cycle and, as a random effect, the dairy district. The results showed that neither the milk composition nor the somatic cell count were affected by the minimum environmental temperatures, but there was a significant effect on the production of cows with six or more calves, with a decrease of up to 2.6 l. This reduction in milk production is possibly attributed to the decrease in consumption and the energy used to generate heat and maintain body temperature as a survival mechanism. For further investigations, it is suggested to include physiological variables of the animal (body temperature, respiratory rate, dry matter intake, cortisol levels) and of the environment (precipitation, wind, relative humidity, solar radiation).