Agronomía Colombiana

EDITORIAL

Intellectual property on the design of genetically modified tobacco containing a phaC gene for peroxisomal biosynthesis of polyhydroxyalkanoates

ABSTRACT Genetically modified (GM) plants producing polyhydroxyalkanoates (PHA) are protected by patents. This study analyzes the status of patents covering PHA-producing GM plants, focusing on the production of GM tobacco expressing the phaC gene of Aeromonas caviae for PHA synthesis. Thirty patent applications for PHAs producing GM plants were identified. Patent applications covering the design of GM tobacco expressing the A. caviae phaC gene for biosynthesis of PHAs in peroxisomes were found from our searches; five safeguard the rights on the A. caviae phaC gene, and three protect the transit peptide. In addition, 96 records related to Nicotiana tabacum breeder's rights were identified, with 22 varieties still protected.

RESUMEN Las plantas modificadas genéticamente (GM) productoras de polihidroxialcanoatos (PHA) son protegidas por patentes. Este estudio analiza el estado de las patentes que protegen las plantas GM productoras de PHA, centrándose en la producción de tabaco GM que expresa el gen phaC de Aeromonas caviae para la síntesis de PHA. Se identificaron 30 solicitudes de patentes para plantas GM productoras de PHAs. De las solicitudes de patentes vigentes que cubren el diseño de tabaco GM que expresa el gen phaC de A. caviae para la biosíntesis de PHAs en peroxisomas, cinco patentes cubren el gen phaC de A. caviae y tres patentes cubren el péptido de tránsito. Además, se identificaron 96 registros relacionados con los títulos de obtentor de Nicotiana tabacum dentro de los cuales 22 variedades aún se encuentran protegidas.

Agronomic evaluation of chonto tomato (Solatium lycopersicum Mill.) lines of determinate growth

ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the results of the agronomic performance of five chonto tomato lines of determinate growth in Valle del Cauca, Colombia, with plants of indeterminate growth Unapal Maravilla as control. In the field, a randomized complete block design was used for four evaluations, with four replicates and five plants as an experimental unit, respectively. The final plant height for all the lines, except Unapal Maravilla, was evaluated between 90 and 100 d with no statistical differences (P<0.05) between treatments. The lines of determinate growth expressed no differences (P<0.05) with Unapal Maravilla for the number of clusters per plant and the number of fruits per cluster. At the same time, they surpassed Unapal Maravilla in fruit weight at 117 g/fruit (lines JV9, JV7, and JV12), and final yield was greater than 4 kg/plant. The lines of determinate growth at physiological maturity were similar to Unapal Maravilla in the uniform final color of fruits (cherry red), fruit shape round in equatorial diameter and slightly elongated in polar diameter, and number of locules (bicavitary); they expressed inferiority for total fruit solids between 3.5 and 3.6° Brix vs. 4.32° Brix to the control (P<0.05). The final height for the lines of determinate growth ranged between 97.7 and 109.0 cm, respectively, while the Unapal Maravilla plants had more than 200 cm in height.

RESUMEN El objetivo de este estudio fue evaluar el comportamiento agronómico de cinco líneas de tomate chonto de crecimiento determinado en el Valle del Cauca, Colombia. Se usaron cinco líneas de crecimiento determinado y un testigo de crecimiento indeterminado Unapal Maravilla. En campo, se usó un diseño de bloques completamente aleatorizados, con cuatro repeticiones y cinco plantas como unidad experimental respectivamente para las cuatro evaluaciones. La altura final de las plantas, para todas las líneas, excepto Unapal Maravilla, se evaluó entre 90 y 100 d sin diferencias estadísticas (P<0.05) entre tratamientos. Las líneas de crecimiento determinado no expresaron diferencias (P<0.05) con Unapal Maravilla para número de racimos por planta y número de frutos por racimo, mientras que el rendimiento fue superior a Unapal Maravilla en: peso del fruto, mayor a 117 g/fruto (líneas JV9, JV7 y JV12) y rendimiento final mayor a 4 kg/planta. Las líneas de crecimiento determinado en madurez fisiológica fueron similares a Unapal Maravilla en color final uniforme (rojo cereza), formato del fruto redondo en el diámetro ecuatorial y ligeramente elongado en el diámetro polar, y número de lóculos (bicavitarios); y expresaron inferioridad para sólidos totales en fruto entre 3.5 y 3.6 °Brix vs. 4.32 °Brix respecto al testigo (P<0.05). La altura final para las líneas de crecimiento determinado fluctuó entre 97.7 y 109.0 cm respectivamente, mientras que las plantas Unapal Maravilla tuvieron más de 200 cm de altura.

Fitting growth curves of coffee plants in the nursery stage of growth: A functional approach

ABSTRACT The growth patterns of coffee plants are determined by interactions between genetic, physiological, and climate factors. The objective of this study was to evaluate the growth patterns of coffee plants in the nursery under the climatic conditions of Chinchiná, Caldas, Colombia, during the first semester of 2019. Measurements were carried out in the Cenicafé 1 variety during six months. Growth parameters such as leaf area, number of leaves, height, stem diameter, and length of the main root were evaluated every 15 d after transplanting (DAT) in 20 plants and the average of absolute growth ( G ^) rate of each growth variable were calculated. For the total leaf area, total number of leaves, and stem height, a sigmoidal-type growth curve was adjusted, while the growth curve was linear for the stem diameter (R2 = 0.97) and main root length (R2 = 0.95). Average values were obtained for 520 cm2 for total leaf area, with an G ^ of 3.31 cm2 d-1, 11 for total leaves (G 0.055 leaves d-1), 30.23 cm for height ( G ^ 0.155 cm d-1), 4.87 mm for stem diameter ( G ^ 0.199 mm d-1), and 28.80 cm for main root length ( G ^ 0.087 cm d-1) at 180 DAT. These results suggest that growth curves could be a useful tool for describing the growth patterns of coffee seedlings during the nursery stage of growth.

RESUMEN Los patrones de crecimiento de las plantas de café están determinados por las interacciones entre los factores genéticos, fisiológicos y climáticos. El objetivo de este estudio fue evaluar los patrones de crecimiento de las plantas de café en etapa de almácigo bajo condiciones climáticas de Chinchiná, Caldas, Colombia, durante el primer semestre de 2019. Las mediciones se realizaron en plantas de la variedad Cenicafé 1 durante seis meses. Se evaluaron los parámetros de crecimiento como área foliar, número de hojas, altura, diámetro del tallo y longitud de la raíz principal, cada 15 d después del trasplante (DDT) de 20 plantas y se calculó la tasa promedio de crecimiento absoluto ( G ^) de cada variable de crecimiento. Para el área foliar total, número total de hojas y altura del tallo, se ajustó una curva de crecimiento tipo sigmoidal, mientras que fue lineal para el diámetro del tallo (R2 = 0.97) y longitud de la raíz principal (R2 = 0.95). Se obtuvieron valores promedio a los 180 DDT de 520 cm2 de área foliar total con G ^ 3.31 cm2 d-1, 11 hojas totales ( G ^ 0.055 hojas d-1), 30.23 cm de altura ( G ^ 0.155 cm d-1), 4.87 mm para diámetro del tallo ( G ^ 0.199 mm d-1) y 28.80 cm para longitud de la raíz principal ( G ^ 0.087 cm d-1). Estos resultados sugieren que las curvas de crecimiento pueden ser una herramienta útil para describir los patrones de crecimiento de las plantas de café durante la etapa de almácigo.

Discriminant analysis for estimating meristematic differentiation point based on morphometric indicators in banana (Musa AAA)

ABSTRACT In the banana crop, leaf area is a fundamental trait for production; however, monitoring this variable during a cycle is difficult due to the structural characteristics of the plant, and a method for its determination is necessary. Therefore, the objective of this research was to propose a model for estimating total leaf area by measuring the cross-sectional area of the pseudostem to identify when meristematic differentiation occurs. In plants between F10 and flowering, functional leaves were measured for length, width, and dry mass. Cross-sectional area was calculated every 10 cm from the base to 70 cm, at ⅓, ½, of the plant height and up to the last pair of leaves. From the principal components, the cross-sectional measurement at 50 cm was selected, obtaining a nonlinear model for indirect estimation of leaf area. Subsequently, Fisher's linear discriminant analysis was used with the parameters associated with the number of leaves emitted and the estimated leaf area to obtain the cutoff point as the centroid of the extracted components. As an indicator for the approximate identification of the moment of meristem differentiation, the emission of leaf 12 was generated, which determines the phenological stage (vegetative-reproductive) of the plant. The results describe tools to follow up the growth in the productive units to facilitate crop monitoring, allowing the generation of differential production approaches.

RESUMEN En el cultivo de banano el área foliar es una característica fundamental para la producción; no obstante, el monitoreo de esta variable durante el ciclo se dificulta por las características estructurales de la planta, siendo necesario algún método para su determinación. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue proponer un modelo de estimación del área foliar total, mediante la medición del área de la sección transversal del seudotallo, para identificar cuando ocurre la diferenciación meristemática. En plantas entre F10 y floración se midió en las hojas funcionales largo, ancho y masa seca. El área de la sección transversal se calculó a 10 cm de la base hasta 70 cm, a ⅓, ½ de la altura de la planta y hasta el último par de hojas. A partir de los componentes principales se seleccionó la medida de la sección transversal a 50 cm, obteniéndose un modelo no lineal de estimación indirecta del área foliar. Posteriormente se utilizó el análisis discriminante lineal de Fisher con los parámetros asociados al número de hojas emitidas y al área foliar estimada para obtener el punto de corte como centroide de los componentes extraídos. Se generó como indicador para la identificación aproximada del momento de la diferenciación del meristemo la emisión de la hoja 12, y con esto la determinación de la etapa fenológica (vegetativa-reproductiva) en la cual se encuentra la planta. Los resultados describen herramientas para hacer seguimiento al crecimiento en las unidades productivas que facilitarían el monitoreo del cultivo, permitiendo generar enfoques de producción diferenciales.

Leaf area prediction models from growth measurements in Andean blueberry (Vaccinium meridionale Swartz) in the nursery

ABSTRACT The Andean blueberry is a high-Andean wild fruit species consumed in fresh or processed form that has high potential due to its antioxidant capacity. Leaf area describes the photosynthetic capacity of plants and is employed as a variable in multiple physiological studies; however, in Andean blueberry (Vaccinium meridionale Swartz), its direct measurement is costly. The aim of this research was to propose models for estimating the leaf area in young Andean blueberry plants using morphometric variables. In the study, 436 Andean blueberry plants of different ages (10 to 26 months) obtained with different methods of asexual propagation (tissue culture or cuttings) were used. Variables, such as dry weight per organ, leaf area, plant height, number of vegetative shoots and number of leaves, were measured. Simple and multiple regressions were performed and the "weighted least squares" technique was used to meet the regression assumptions. Five models with coefficients of determination (R2) greater than 0.81 were proposed. Two models were of the multiple type and employed the number of leaves together with the dry weight of leaves or the total dry weight as predictor variables. The other models were linear and used total dry weight, dry weight of leaves or number of leaves as explanatory variables of leaf area; the number of leaves was a particularly interesting variable due to its non-destructive nature. The models presented could be a useful tool for estimating leaf area in future studies in Andean blueberry.

RESUMEN El agraz es un frutal silvestre altoandino de consumo en fresco o procesado que presenta alto potencial debido a su capacidad antioxidante. El área foliar describe la capacidad fotosintética de las plantas y se emplea como variable en múltiples estudios fisiológicos; no obstante, en agraz (Vaccinium meridionale Swartz) su medición directa resulta dispendiosa. El objetivo de esta investigación fue plantear modelos para estimar el área foliar en plantas jóvenes de agraz, empleando variables de tipo morfométrico. Se utilizaron 436 plantas de agraz de diferentes edades (entre 10 y 26 meses) obtenidas a partir de propagación asexual (estacas o cultivo de tejidos). Se midieron variables como peso seco por órgano, área foliar, altura de la planta, número de brotes vegetativos y número de hojas. Se realizaron regresiones simples y múltiples y se utilizó la técnica de "mínimos cuadrados ponderados" para cumplir con los supuestos de la regresión. Se plantearon cinco modelos con coeficientes de determinación (R2) superiores a 0.81. Dos modelos fueron de tipo múltiple y emplearon el número de hojas junto con el peso seco de hojas o el peso seco total como variables predictoras. Los otros tres modelos fueron de tipo lineal y utilizaron el peso seco total, el peso seco de hojas o número de hojas como variables explicativas del área foliar, siendo el número de hojas particularmente interesante por su carácter no destructivo. Los modelos presentados pueden ser una herramienta útil para estimar el área foliar en futuras investigaciones en agraz.

Spectral behavior of banana with Foe R1 infection: Analysis of Williams and Gros Michel clones

ABSTRACT Fusarium wilt is the greatest threat to Musaceae production worldwide; remote sensing techniques based on reflectance spectroscopy are proposed for its detection. The spectral response of leaves of healthy plants and plants infected with Fusarium oxysporum f. sp. cúbense Race 1 (Foc R1) from two banana cultivars during the incubation period of the disease were characterized. Spectra of 400-1000 nm were measured in healthy and Foc R1-infected plants on Gros Michel (GM: susceptible) and Williams (W: resistant) bananas with an Ocean Optics HR2000+ portable spectrometer. Similar general patterns were obtained in the spectra for both cultivars for the Vis, around 25% in the green region, but, as the foliar development progressed, reflectance decreased throughout the entire spectral range, close to 12.5% (green region of Vis range) on leaf 4 of both. Four wavelengths were discriminant for the healthy plants in the cultivars. Additionally, reflectance increased in the infected plants in the incubation period throughout the range, decreasing rapidly once the first visible symptoms appeared. The results suggested that an increase in reflectance at discriminating wavelengths can be used to diagnose diseased plants in the asymptomatic period, and a rapid decrease in this suggests the onset of the symptomatic phase.

RESUMEN La marchitez por Fusarium es la mayor amenaza para la producción mundial de musáceas; para su detección se proponen técnicas de detección remota basadas en espectroscopía de reflectancia. Se caracterizó la respuesta espectral de hojas de plantas sanas e infectadas con Fusarium oxysporum f. sp. cubense Raza 1 (Foc R1) en dos cultivares de banano, durante el periodo de incubación de la enfermedad. Se midieron los espectros de 400-1000 nm en plantas sanas e infectadas con Foc R1 de banano Gros Michel (GM: susceptible) y Williams (W: resistente) con un espectrómetro portátil Ocean Optics HR2000+. Se obtuvieron patrones generales en los espectros similares para ambos cultivares en el Vis, alrededor del 25% en la región del verde, pero al avanzar el desarrollo foliar disminuyó la reflectancia en todo el rango espectral, cerca al 12.5% (región verde del rango Vis) en la hoja cuatro de ambos. Cuatro longitudes de onda fueron discriminantes para plantas sanas en los cultivares. Adicionalmente, la reflectancia aumentó en las plantas infectadas en el periodo de incubación en todo el rango, disminuyendo rápidamente una vez se presentaron los primeros síntomas visibles. Los resultados sugirieron que un aumento de la reflectancia en longitudes de onda discriminantes puede usarse para diagnosticar plantas enfermas en el periodo asintomático y una rápida disminución sugiere el inicio de la fase sintomática.

Biological studies of Puccinia lantanae, a potential biocontrol agent of "Lippia" (Phyla nodiflora var. minor)

ABSTRACT Phyla nodiflora var. minor (syn. P. canescens (Kunth) Greene) known as "lippia" is an invasive weed with considerable impact on agricultural systems and conservation areas in Australia. The rust fungus Puccinia lantanae Farl. has been proposed as a potential bio control agent of Lantana camara. As it was previously found in Lippia s.l. in Argentina, we aim to study: (i) its geographical distribution in Argentina, Bolivia, and Chile; (ii) teliospore germination and basidiospore formation under different incubation temperatures; (iii) the effect of teliospore age on germination capacity; (iv) the effect of heat shock on teliospore germination and basidiospore formation; and (v) the pathogenicity of the rust fungus on P. nodiflora. Field surveys were conducted in Argentina, Bolivia, and Chile. In vitro experimental assays of germination and pathogenicity were performed. The rust was found in four provinces of Argentina (Jujuy, Salta, Formosa, and Entre Rios) and was not found in Bolivia and Chile. Puccinia lantanae showed the maximum values of teliospore germination and basidiospore formation at 20°C. The effect of aging and heat shock treatments significantly reduced teliospore germination. Pathogenicity tests showed that P. nodiflora var. minor, reptans, and nodiflora were infected with the "Formosa" isolate. The isolates "Salta" and "Entre Rios" infected var. minor and reptans, being potential candidates for biocontrol.

RESUMEN Phyla nodiflora var. minor (syn. P. canescens (Kunth) Greene), conocida comúnmente como "lippia" es una maleza invasora que genera un grave impacto en los sistemas agrícolas y áreas protegidas en Australia. La roya, Puccinia lantanae Farl., ha sido propuesta como un potencial agente de biocontrol de Lantana camara. Este hongo fue encontrado en Lippia s.l. en Argentina; por esta razón, proponemos estudiar (i) su distribución geográfica en Argentina, Bolivia y Chile; (ii) la germinación de teliosporas y la formación de basidiosporas bajo diferentes temperaturas de incubación; (iii) el efecto de la edad de las teliosporas sobre la capacidad de germinación; (iv) el efecto del choque térmico sobre la germinación de teliosporas y la formación de basidiosporas; (v) la patogenicidad de la roya sobre P. nodiflora. Se realizaron ensayos in vitro de germinación y de patogenicidad. La roya se encontró en cuatro provincias de Argentina (Jujuy, Salta, Formosa y Entre Ríos), y no se encontró en Bolivia y Chile. La germinación de las teliosporas y la formación de basidiosporas fueron máximas a 20°C. El efecto de la edad de las teliosporas y los tratamientos de choque térmico redujeron significativamente la germinación de estas. P. nodiflora var. minor, reptans y nodiflora fueron infectadas con el aislado "Formosa". Los aislados "Salta" y "Entre Rios", infectaron a la var. minor y reptans siendo candidatos potenciales de biocontrol.

Ocimum gratissimum L: A natural alternative against fungi associated with bean and maize seeds during storage

ABSTRACT The aim of the study was to evaluate in vitro antioxidant and antifungal activities of the ethanolic extract and its fractions from Ocimum gratissimum leaves. The ethanolic extract was obtained by maceration in ethanol and subsequent fractionation with solvents of increasing polarity (hexane, dichloro-methane, ethyl acetate and butanol). The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) was determined for the ethanol extract and dichloromethane fraction. The antioxidant capacity was evaluated by DPPH (2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl-hydrate) and ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) free radical scavenging methods, and by FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power). The in vitro antifungal effect was determined by the agar diffusion method on Aspergillus sp. and Rhizopus sp. fungi associated with corn and bean seeds during storage. The best samples with antifungal effect were determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS). The ethanolic extract had strong antioxidant capacity for all tested methods (DPPH 371.10±2.98 µg ml-1, ABTS 182.43±1.10 µg ml-1, FRAP 262.39±3.61 TEAC). Regarding the antifungal activity, the ethanolic extract and dichloromethane fraction resulted in total suppression (100%) of fungal growth and MIC ranged from 0.625 to 1.25 mg ml-1. In the GC/MS analysis, 22 substances were detected in all samples evaluated, with predominance of eugenol. These results indicated high biological potential of this plant as a biofungicide.

RESUMEN El objetivo del estudio fue evaluar in vitro las actividades antioxidantes y antifúngicas del extracto etanólico y sus fracciones a partir de las hojas de Ocimum gratissimum. El extracto etanólico se obtuvo por maceración en etanol y posterior fraccionamiento con disolventes de polaridad creciente (hexano, diclorometano, acetato de etilo y butanol). La Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) se determinó para el extracto de etanol y la fracción de diclorometano. La capacidad antioxidante se evaluó mediante los métodos de eliminación de radicales libres DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazil-hidrato) y ABTS (ácido 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico)) por PARF (Poder Antioxidante Reductor Férrico). El efecto anti-fúngico in vitro se determinó mediante el método de difusión de agar sobre hongos Aspergillus sp. y Rhizopus sp. asociados con semillas de frijol y maíz durante el almacenamiento. Las mejores muestras con efecto antifúngico se determinaron por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG/EM). El extracto etanólico presentó fuerte capacidad antioxidante para todos los métodos probados (DPPH 371.10±2.98 µg ml-1, ABTS 182.43±1.10 µg ml-1, PARF 262.39±3.61 TEAC). En cuanto a la actividad antifúngica, el extracto etanólico y la fracción de diclorometano mostraron supresión total (100%) del crecimiento fúngico y la CMI varió de 0.625 a 1.25 mg ml-1. En el análisis CG/EM se detectaron 22 sustancias en todas las muestras evaluadas, con predominio de eugenol. Estos resultados indicaron un alto potencial biológico de esta planta como biofungicida.

Nitrous oxide flux from soil with Urochloa brizantha under nitrogen fertilization in Honduras

ABSTRACT The emission of nitrous oxide is considerable in livestock systems, influenced by nitrogen fertilization and edaphoclimatic conditions. The aim of the research was to measure the flux of nitrous oxide (N2O) from the soil under Urochloa brizantha with nitrogen fertilization. In the pastures, a randomized complete block design was established with four replicates and three treatments, consisting of 2 m2 plots with U. brizantha fertilized with urea, bokashi and without fertilizer application. The gas samples were collected over three months between the rainy and dry seasons using the static closed chamber methodology. The samples related to the soil and plants were taken at a depth of 15 cm under undisturbed conditions every month, to quantify: gravimetric moisture, ammonium, nitrate, total carbon, total nitrogen, carbon/nitrogen ratio, and plant dry matter (DM). The ANAVA registered a significant difference between treatments for N2O, with the application of urea promoting higher accumulated flows (0.37 mg N2O m-2 h-1), followed by bokashi (0.34 mg N2O m-2 h-1) and lastly by the control (0.27 mg N2O m-2 h-1). The daily emission of the gas fluctuated in the rainy season, when soil moisture promoted higher emission peaks compared to the dry season. The fractions of nitrogen, carbon and DM were not affected by the treatments. The use of urea and the anaerobic conditions of soil due to the rains generated higher N2O values, while the organic amendment, bokashi, was the best alternative for the greenhouse gas mitigation and soil conservation.

RESUMEN La emisión de óxido nitroso es considerable en sistemas ganaderos, influenciada por la fertilización nitrogenada y condiciones edafoclimáticas. El objetivo del ensayo fue medir el flujo de óxido nitroso (N2O) del suelo bajo Urochloa brizantha con fertilización nitrogenada. En las pasturas se estableció un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones y tres tratamientos, consistentes en parcelas de 2 m2 con U. brizantha fertilizada con urea, bokashi y sin aplicación de fertilizantes. Las muestras del gas se recolectaron a lo largo de tres meses entre la época lluviosa y seca con la metodología de cámaras cerradas estáticas. Las muestras relacionadas al suelo y plantas se tomaron a una profundidad de 15 cm en condiciones inalteradas cada mes, para cuantificar: humedad gravimétrica, amonio, nitrato, carbono total, nitrógeno total, relación carbono/nitrógeno y materia seca de plantas (MS). El ANAVA registró diferencia significativa entre tratamientos para el N2O, siendo la aplicación de urea la que promovió mayores flujos acumulados (0.37 mg N2O m-2 h-1), luego el bokashi (0.34 mg N2O m-2 h-1) y por último el testigo (0.27 mg N2O m-2 h-1). La emisión diaria del gas fue fluctuante en el periodo lluvioso, cuando la humedad en el suelo promovió mayores picos de emisión en comparación con la estación seca. Las fracciones de nitrógeno, carbono y MS no fueron afectadas por los tratamientos. El uso de la urea y las condiciones anaeróbicas del suelo por las lluvias generaron mayores valores del N2O, mientras que la enmienda orgánica, bokashi, fue la mejor alternativa mitigadora de los gases de efecto de invernadero y de conservación del suelo.

Effect of different fertilizers on yield and grain composition of maize in the tropical rainforest zone

ABSTRACT This study assessed the quality of selected organic-based fertilizers (OBF) (neem-fortified (NM) and cow dung compost (CD)) and compared them with an inorganic fertilizer (IF) NPK 2010-10 to determine the growth response and grain composition of maize. The field study was conducted in the early and late cropping seasons of 2015 at the Teaching and Research Farm of the Obafemi Awolowo University, Ile-Ife, Nigeria. The experiment, laid out in a randomized complete block design, consisted of six treatments: 100% NM and 100% CD, each at the rate of 3 and 6 t ha-1, IF at 0.3 t ha-1 (inorganic fertilizer recommendation for local maize production), and zero fertilizer application as control. The highest grain yield of maize (1.87 ± 0.13 t ha-1) was obtained with IF and the lowest one (1.01 ± 0.10 t ha-1) with zero fertilizer application. Maize grain yield from the repeated experiment without treatments applications reduced by about 50 and 75% for OBFs and IF and control plots, respectively. Low crude fiber, 2.62-4.13% obtained using OBFs was a good indicator of maize quality. Organic-based fertilizers demonstrated superior effects on the quality of maize grains when compared to the inorganic fertilizer.

RESUMEN Este estudio evaluó la calidad de fertilizantes orgánicos seleccionados (FOS) (fortificados con neem (NM) y compost de estiércol de vaca (CD)) y los comparó con un fertilizante inorgánico NPK 20-10-10 (IF) para determinar la respuesta de crecimiento y composición del grano de maíz. El estudio de campo se realizó en las temporadas de cultivo tempranas y tardías de 2015 en la Granja de Enseñanza e Investigación de la Universidad Obafemi Awolowo, Ile-Ife, Nigeria. El experimento, establecido en un diseño de bloques completos al azar, constó de seis tratamientos: 100% NM y 100% CD, cada uno a razón de 3 y 6 t ha-1, IF a 0.3 t ha-1 (recomendación de fertilización inorgánica para la producción local de maíz), y cero aplicación de fertilizantes como control. El mayor rendimiento de grano de maíz (1.87 ± 0.13 t ha-1) se obtuvo con IF y el menor (1.01 ± 0.10 t ha-1) con cero aplicación de fertilizante. El rendimiento de grano de maíz del experimento repetido sin aplicaciones de tratamientos se redujo en aproximadamente un 50 y un 75% para las parcelas FOS e IF y de control, respectivamente. El bajo contenido de fibra cruda, 2.62-4.13% obtenido mediante FOS, fue un buen indicador de la calidad del maíz. Los fertilizantes orgánicos demostraron efectos superiores en la calidad de los granos de maíz en comparación con el fertilizante inorgánico.

Characterization and classification of lulo (Solanum quitoense Lam.) fruits by ripening stage using partial least squares discriminant analysis (PLS-DA)

ABSTRACT Lulo or naranjilla (Solanum quitoense Lam.) is a tropical fruit with great potential for its contents of antioxidant and biofunc-tional compounds and sensory characteristics. Nowadays, the different methodologies to classify the ripening stage of lulo fruits are prone to bias and can hinder adequate characterization of the fruit maturity stage as they do not use measurements. The aim of this research was to define an accurate method for classifying lulo fruits by ripening stage based on non-destructive parameters and to determine their main characteristics according to the ripening stage. Hierarchical cluster analysis was carried out to classify fruits according to their maturity index (MI) into two (MI2) and three (MI3) homogeneous groups of individuals. Using partial least squares discriminant analysis (PLS-DA), with the non-destructive parameters showing significant differences between groups, classification functions by ripening stage were established. The PLS-DA correctly classified 89.47% of the fruits in the MI2 classification and 78.95% in the MI3 classification. The predictive power of the models was tested with fruits other than those used to establish the prediction equations, obtaining a correct classification in 75% of the cases. It is possible to classify lulo fruits objectively with a limited number of non-destructive parameters that constitutes a useful tool from harvesting to consumption.

RESUMEN El lulo o naranjilla (Solanum quitoense Lam.) es una fruta tropical con un gran potencial debido a su contenido de compuestos antioxidantes, biofuncionales y características sensoriales. Actualmente las diferentes formas de clasificación por estado de maduración del fruto de lulo son propensas a sesgos y dificultan una adecuada caracterización de la madurez del fruto ya que no utilizan un método de medida. El objetivo de esta investigación fue proponer un método para clasificar los frutos de lulo por estado de madurez a partir de parámetros no destructivos y determinar las principales características según su madurez. Se realizaron análisis de clúster jerárquicos para clasificar los frutos según el índice de madurez (MI), en dos (MI2) y tres (MI3) grupos homogéneos de individuos. Mediante análisis discriminante por mínimos cuadrados parciales (PLS-DA), con los parámetros no destructivos que mostraron diferencias significativas entre grupos, se establecieron funciones de clasificación según su grado de madurez. El PLS-DA clasificó correctamente el 89.47% de los frutos en la clasificación MI2 y el 78.95% en la clasificación MI3. El poder predictivo de los modelos se comprobó con frutos distintos a los utilizados para establecer las ecuaciones de predicción, obteniendo una clasificación correcta en el 75% de los casos. Es posible clasificar frutos de lulo de forma objetiva con un número limitado de parámetros no destructivos, lo que constituye una herramienta útil desde la cosecha de los frutos hasta su consumo.

A predictive model for the determination of cadmium concentration in cocoa beans using laser-induced plasma spectroscopy

ABSTRACT This study proposes a predictive model to determine the concentration of cadmium (Cd) in cocoa beans based on laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and partial least squares regression (PLSR-1 or PLS-1). The multivariate calibration model was developed using 46 cocoa bean samples, with Cd concentrations up to 1 mg kg-1. The increase of the LIBS signal in the Cd emission lines was evident when the cocoa bean sample was subjected to a solid-liquid-solid transformation (SLST). The range error ratio (RER) was 7.92, which allowed it to be classified as a screening model. Monte Carlo cross-validation was used, with 60% of samples for calibration and the remaining for testing. The standard error of cross-validation (SECV) and standard error of calibration (SEC) were 0.12 mg kg-1 and 0.05 mg kg-1, respectively. The proposed procedure is framed within the alternatives for the chemical analysis of cocoa.

RESUMEN Este estudio propone un modelo para predecir la concentración de cadmio (Cd) en granos de cacao basado en espectroscopía de plasma inducido por láser (LIBS) y regresión por mínimos cuadrados parciales (PLSR-1 o PLS-1). El modelo de calibración fue desarrollado a partir de 46 muestras de granos de cacao con concentración no mayor a 1 mg kg-1. El incremento en la señal LIBS fue evidente cuando la muestra de grano de cacao fue sometida a una transformación sólido-líquido-sólido (SLST). La razón del rango de error (RER) es 7.92, lo que permite determinar que el modelo es de tamizaje. Se utilizó la estrategia de validación cruzada Montecarlo con el 60% de las muestras para calibración y las restantes para prueba. El error estándar de validación cruzada (SECV) y de calibración (SEC) fue 0.12 mg kg-1 y 0.05 mg kg-1, respectivamente. El procedimiento propuesto se ubica en el marco de las alternativas de inspección y análisis químico del cacao.

Warming reduces the root density and wheat colonization by arbuscular mycorrhizal fungi in the Yaqui Valley, Mexico

ABSTRACT Some studies on the impact of climate changes on wheat have been carried out, but few have explained the possible variations in root morphology and associated microbial diversity. The present study aimed to evaluate the effect of canopy temperature increases of 2°C in wheat during three experimental crop cycles on the initial and final root density and the presence of symbiotic association with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) under field conditions. The warming treatment resulted in the highest percentage of roots (51%) at a greater depth than the control. The warming caused a 38% decrease in the presence of AMF and a 20% decrease in the number of spores per kilogram of soil. The warming treatment generated stress intensities of 18 and 17% in the amount of spore per kilogram of soil and percentage of colonization, respectively.

RESUMEN Se han realizado algunos estudios sobre el impacto del cambio climático en el trigo, pero pocos han explicado las posibles variaciones en la morfología de las raíces y la diversidad microbiana asociada. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto del aumento de 2°C en la temperatura del dosel en trigo durante tres ciclos experimentales de cultivo, sobre la densidad de raíces inicial y final, y la presencia en asociación simbiótica con hongos micorrízicos arbusculares (HMA) en condiciones de campo. El tratamiento térmico mostró el mayor porcentaje de raíces (51%) a mayor profundidad que el control. El calentamiento provocó una disminución del 38% en la presencia de HMA y una disminución del 20% en la cantidad de esporas por kilogramo de suelo. El tratamiento térmico generó intensidades de estrés de 18 y 17% en la cantidad de esporas por kilogramo de suelo y en el porcentaje de colonización, respectivamente.

Population density of aphids in chrysanthemums grown under photoselective screens

ABSTRACT The chrysanthemum is one of the main ornamental species in the world. It has great relevance in the market. Aphids are the main pests that affect the chrysanthemum crop and cause various types of damage to this plant. The objective of this study was to evaluate the influence of different cropping systems using photoselective screens on the population density of aphids in cut chrysanthemum. The study was carried out in an experimental area of the Federal Institute of Espírito Santo - Campus Itapina (Brazil) in a randomized complete block design, according to the split-plot scheme over time. The experiment was established in 3 blocks of 12 m in length with plots of 3 m containing different photoselective screens (red, silver, and black) and the control treatment (open field). Repeated evaluations at different times were done at 0, 15, 30, 45, and 60 d. Data were checked for normality and homoscedasticity and submitted to the Tukey's test (P<0.05) and a non-parametric method of smoothing a dispersion graph with local weight (LOESS regression). Regardless of the color of the photoselective screen, there was a lower incidence of aphids compared to the open field treatment in the chrysanthemum culture with an average reduction of 84%. For the different sampling times, the Tukey test did not show significant differences between the means of aphid incidence in the evaluated period. Black, red, and silver photoselective screens promoted significant reductions in aphid populations in chrysanthemums of the variety Zembla in the environmental conditions of southeastern Brazil.

RESUMEN El crisantemo es una de las principales especies ornamentales en el mundo con gran relevancia en el mercado. Los áfidos son la principal plaga que afecta al crisantemo, causando diferentes daños. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la influencia de diferentes sistemas de cultivo bajo diferentes pantallas foto-selectivas sobre la densidad poblacional de áfidos en crisantemo. El estudio se realizó en un área experimental del Instituto Federal de Espírito Santo - Campus Itapina (Brasil); se empleó un diseño en bloques completamente al azar, con un arreglo de parcelas divididas a través del tiempo. El experimento se estableció en 3 bloques de 12 m de largo, con parcelas de 3 m de largo que contenían las diferentes pantallas fotoselectivas (roja, plateada y negra) y el tratamiento testigo (campo abierto). Las evaluaciones repetidas en el tiempo fueron a los 0, 15, 30, 45 y 60 d. Los datos fueron verificados por normalidad y homocedasti-cidad y sometidos a la prueba de Tukey (P<0.05) y un método no paramétrico de suavizado de un gráfico de dispersión con peso local (regresión LOESS). Independientemente del color de la pantalla fotoselectiva, hubo una menor incidencia de áfidos en comparación con el tratamiento de campo abierto en el cultivo de crisantemo, con una reducción promedio del 84%. Para las diferentes fechas de muestreo, la prueba de Tukey no mostró diferencias significativas entre medias de incidencia de áfidos durante el período evaluado. Las pantallas fotoselectivas negras, rojas y plateadas promovieron reducciones significativas en las poblaciones de áfidos en crisantemos de la variedad Zembla en las condiciones ambientales del sureste de Brasil.

Mineral nutrient content of soil and roots of Solanum paniculatum L.

ABSTRACT Solanum paniculatum L., a species endemic to tropical America and used in folk medicine in the treatment of anemia, hepatic and digestive disorders, has been widely studied. However, to date, no previous studies on correlations between the contents of mineral nutrients in plant roots with their contents in soil have been reported. The aim of this study was to determine the main mineral nutrients found in S. paniculatum roots and the soil in their natural habitat. It was observed that S. paniculatum roots grow in soils rich in calcium and had a positive correlation in the concentration of Ca with Fe, Na and K and a negative correlation with Zn and Mg. The results contribute to the knowledge of mineral nutrients in S.paniculatum as well as to its cultivation.

RESUMEN Solanum paniculatum L., una especie endémica de América tropical y usada en la medicina popular en el tratamiento de la anemia, trastornos hepáticos y digestivos, ha sido ampliamente estudiada. Sin embargo, hasta la fecha, no se han reportado estudios previos sobre las correlaciones entre los contenidos de nutrientes minerales de las raíces de las plantas con sus contenidos en el suelo. El objetivo de este estudio fue determinar los principales nutrientes minerales que se encuentran en las raíces de S. paniculatum y el suelo en su hábitat natural. Se observó que las raíces de S. paniculatum crecieron en suelos ricos en calcio y con una correlación positiva en la concentración de Ca con Fe, Na y K así como una correlación negativa con Zn y Mg. Los resultados contribuyen al conocimiento de los nutrientes minerales en S. paniculatum así como a su cultivo.