Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín

MULTIFUNCTIONAL AGRICULTURE AND INTEGRATION OF FARMING PRODUCTION SYSTEMS WITHIN AGRIBUSINESS CHAINS

Nowadays is recognized that the agriculture goes beyond that only the food production, so the concept of agricultural multifunctionality is introduced in order to describe this fact, recovering the true sense of the agriculture, and classifying its functions in three groups: 1) food security, 2) environment, and 3) socio-cultural. In each one of these functions, the agricultural production systems generate two categories of products: a) the traditional outputs (commodities), such as food, fibers and energy, and b) the non traditional outputs (non-commodities), which included aspects related with the environment and territory, employment, human resources and work, food safety and quality, animal welfare, food security and economic autonomy of the rural regions among others. Finally, we explore the evolution that agricultural production systems have had from a productivist focus toward a model where the new paradigm is the multifunctional agriculture, where the developing countries could have an important place.

El presente artículo inicialmente aborda el concepto de multifuncionalidad de la agricultura, donde encontramos que actualmente se reconoce que la agricultura va mas allá de la simple producción de alimentos, clasificando sus principales funciones en tres ejes temáticos: 1) seguridad alimentaria, 2) medio ambiente, y 3) socio-cultural. En cada una de estas funciones se evidencia que los sistemas de producción agropecuaria generan dos categorías de productos: a) productos tradicionales ("commodities"), como son los alimentos, las fibras y la energía, y b) productos no tradicionales ("non-commodities"), los cuales incluyen aspectos relacionados con el medio ambiente y territorio, la generación de empleo, el manejo del recurso humano y de las condiciones laborales, la gestión de la calidad de los alimentos, el bienestar animal, la autonomía económica de las regiones rurales y su seguridad alimentaria, entre otros. Finalmente, se tiene en cuenta la evolución que han tenido los sistemas de producción agropecuaria pasando de un enfoque productivista, hacia un modelo donde el nuevo paradigma es la agricultura multifuncional, donde los países en vías de desarrollo pueden tener un papel importante.

RESPONSE OF DIFFERENT POPULATIONS OF Spongospora subterranea f .sp. subterranea TO ROTATION OF TWO POTATO CULTIVARS (Solanum tuberosum ssp. andigena)

En una zona papera del Oriente de Antioquia - Colombia, se realizaron tres experimentos, para conocer el comportamiento de las variedades ICA Puracé, considerada por los agricultores, como resistente a la sarna polvosa de la papa, y la variedad Diacol Capiro susceptible. Se pretendió evaluar si hay un efecto de la rotación, entre las dos variedades con diferentes poblaciones de Spongospora subterranea f sp. subterranea sobre la sarna polvosa. Se utilizaron quistosoros de 23 poblaciones de S. subterranea, extraídos de pústulas presentes en tubérculos o agallas en raíces de diferentes variedades, y procedentes de las regiones más productoras de papa en el país. Se determinó la incidencia y el grado de severidad de dichas poblaciones bajo el proceso de rotación entre ICA Puracé-Diacol Capiro y viceversa, en tres cosechas sucesivas, en condiciones de casa de malla. Se observó que las poblaciones del patógeno, no afectaron el peso, ni causaron síntomas de sarna polvosa en los tubérculos, pero si en las raíces, con diferentes grados de severidad en las dos variedades, con tendencia poco predecible en las distintas cosechas, con niveles bajo (> 0 a 2), medio (> 2 a 6) y alto (>6), siendo mas susceptible la Diacol Capiro, que al parecer favoreció el incremento del inóculo. Diacol Capiro, presentó alta incidencia (23/23) y severidad (algunas poblaciones con grado >6) en el primer ciclo, mientras que la ICA Puracé fue levemente afectada por pocas poblaciones (7/23) de S. subterranea y posiblemente presentó efecto supresivo sobre los quistosoros en el suelo en la rotación (segundo ciclo), puesto que se redujo el grado de severidad (<2) para Diacol Capiro, pero en el tercer ciclo (segunda rotación), se aumentó la severidad para ambas variedades. La rotación por un ciclo entre ambas variedades parece reducir la severidad de los síntomas de la sarna polvosa, pero para la tercera cosecha ambas variedades aumentaron su incidencia y severidad. La variedad ICA Puracé aumentó el grado de severidad y la incidencia, a medida que pasaron las generaciones con Diacol Capiro, pero en ésta se redujo el grado de severidad, por posible efecto de la rotación.

In Antioquia Colombia were realized three experiments with potatoes, to know the behavior of the ICA Puracé cultivar, considered by agricultures as powder scab resistant, and the Diacol Capiro cultivar, which is highly susceptible. It is pretended to evaluate if there is a rotation effect, of the two varieties and different populations of Spongospora subterranea f. sp. subterranea on the powder scab. Cistosori (spore balls) was extracted from 23 populations of S. subterranea extracted from pustules in tubers surface or galls in roots from different varieties, from potato regions of Colombia . The incidence and severity degree of these populations was evaluated under the process of the ICA Puracé-Diacol Capiro rotation and viceversa, in three successive harvests, under the mesh house conditions. It was observed that the different pathogen populations did not affect the weight, neither caused powder scab symptoms in the tubers, although presented different severity levels on the roots of two varieties) with unpredictable tendency during the different harvests, with low level (> 0 to 2), medium (>2 to 6) and high (>6) symptoms, being more susceptible the Diacol Capiro, which apparently incremented the infection in the soil. The ICA Puracé was low level affected by few population (7/23) with the powder scab, during the first cycle and possibly presented a suppressive effect over the powdery scab for the Diacol Capiro rotation in the second harvest, and then, a rising in the galls of both varieties during the third harvest, in the pots where originally planted, because of a possible increasing of cistosori in the soil. The initial rotation reduces the powder scab symptoms (second harvest) in Diacol Capiro, but the ICA Puracé cultivar is more affected trough the generations where Diacol Capiro was growing.

POTATO EARLY BLIGHT EPIDEMICS AND COMPARISON OF METHODS TO DETERMINE ITS INITIAL SYMPTOMS IN A POTATO FIELD

The influence of an early blight epidemic on potato tuber yield was evaluated in three field experiments during 2000 to 2002 crop seasons under Viçosa, Minas Gerais state growing conditions. Through a disease severity gradient method, used four different dosages of fungicide chloratalonil were obtained four epidemic levels with severity range of D1 (maximum), plot without fungicide treatment, to D4 (minimum), plot with fully dosage fungicide commercial recommended, were obtained, which allowed for comparison of the epidemic effect on plant growth and tuber yield, and indicated the time for initiating of the first early blight (Alternaria solani) lesions on potato foliage The disease was predicted by using the methods based either degree days (DD) with base temperature of 7ºC and physiological days (PD) having minimum, optimum and maximum temperature of 7, 21 and 30ºC, respectively, accumulated during the period between planting and the first symptom appearance. Plots with higher disease levels along the gradient had significantly loss tuber yield in all trials. The highest yield reduction of 49,6; 52,7 and 58,2% occurred in D1, plots without fungicide treatment, during the years 2000, 2001 and 2002, respectively. The epidemic prediction through accumulated DD or PD did not indicate the appropriate time to initiate the epidemic control. However, the PD method that predicted the first symptoms between 240 and 333 accumulated PDs was found to be more adequate. The data revealed that green leaf area and tuber yield reduction caused by the early blight is dependent upon the disease severity. Compared to the others, the PD method appears to be most suitable to determine when the disease will establish, and thus can be recommended to initiate the disease management at 250 accumulated PDs, under disease-favorable climatic conditions.

Três experimentos foram montados entre os anos de 2000 e 2002, em condições de campo, de Viçosa, estado de Minas Gerais, com a finalidade de avaliar o efeito de epidemias de pinta-preta (Alternaria solani) na produção de batata (Solanum tuberosum) e determinar o inicio de sintomas da pinta preta na cultura de batata. Usando o método de gradiente de severidade da doença, foram obtidas em cada experimento quatro epidemias da doença, com diferentes severidades, desde D1 até D4, em ordem decrescente, o que permitiu comparar o efeito das epidemias no crescimento da planta e na produção de tubérculos, bem como determinar o momento de se iniciar o controle da doença. Tendo como base o tempo desde o plantio até o aparecimento dos primeiros sintomas da epidemia, foram avaliados os seguintes métodos para previsão da doença: dias acumulados (DA); graus-dia acumulados (GD), tendo como temperatura-base 7ºC; e dias fisiológicos acumulados (DF), tendo como temperatura mínima 7ºC, máxima de 30ºC e ótima de 21ºC. O estabelecimento do gradiente da doença mostrou diferenças significativas na produção em cada experimento. As maiores reduções na produção dos tubérculos ocorreram na parcela não tratada com fungicida D1, com 49,6% em 2000; 52,7% em 2001; e 58,2% em 2002. A previsão da epidemia utilizando-se os métodos DA e GD não indicou o momento certo para iniciar o controle da epidemia. O método DF foi o mais adequado, estabelecendo-se o primeiro sintoma entre 240 e 333 DF. Conclui-se que a pinta-preta, dependendo da severidade, afeta a área foliar e a produção de tubérculos. Dos métodos para determinar o estabelecimento da pinta-preta, o DF apresentou o maior potencial, recomendando-se seu uso para iniciar o manejo da doença aos 250 DF após o plantio, sempre e quando as condições ambientais favorecem o estabelecimento do patógeno.

INTEGRATION OF INDUCED RESISTANCE WITH CHITINOLYTIC BACTERIA IN BLACK SIGATOKA CONTROL (Mycosphaerella fijiensis Morelet) IN BANANA

Se evaluó en condiciones de campo en la zona bananera de Urabá-Colombia, el efecto de inductores de resistencia y bacterias quitinolíticas sobre el desarrollo de la Sigatoka Negra en plantas de banano del cultivar Gran Enano. Como inductores de resistencia se utilizaron acibenzolar-s-metil (ASM) (20 cm³ • ha-1 i.a.) y ácido salicílico (AS) (20 cm³ • ha-1 i.a) cada uno en rotación y en mezcla con fungicidas utilizados en el control convencional de la enfermedad; se evaluó también la mezcla de estos inductores con bacterias quitinolíticas aisladas de la filosfera de banano; así como el efecto del fungicida biológico Biofun® ( 1,5 L • ha-1 de p.c. en rotación con fungicidas y en mezcla con ASM. La aplicación de ASM en rotación y en mezcla con fungicidas convencionales presentó un control de la enfermedad hasta un 50% mayor al obtenido con el control convencional, evidenciado esto en los valores más bajos del área bajo la curva del índice de severidad de la enfermedad (IS) y más altos de hojas sanas (HS) al momento de la floración. Los tratamientos, que incluyeron AS en rotación y mezcla con fungicidas convencionales, al igual que el producto Biofun® en rotación y en mezcla con ASM, mostraron un control de la enfermedad estadísticamente igual al obtenido con el control convencional, lo cual reveló una reducción de 46 - 100% de la cantidad de fungicidas convencionales usados en el control de la Sigatoka Negra.

The effect of resistance elicitors and chitinolytic bacteria was evaluated on Black Sigatoka control in banana plants, in field conditions in Urabá-Colombia. Acibenzolar-s-metil (ASM) (20 cm³ • ha- 1 a.i.) and salicilyc acid (SA) (20 cm³ a.i.ha-1) were used in rotation and mixture with conventional fungicides, and in mixture with chitinolytic bacteria isolated from banana phyllosphere. Biological fungicide Biofun® ( 1,5 L • ha-1) de p.c. was also tested in rotation and mixture with ASM. When fungicides were in rotation and in mixture with ASM, an increase of 50% of disease control was obtained, represented by lower levels of area under curve of variables severity index (IS) and higher of healthy leaves at flowering. The treatments based on SA in rotation and mixture with conventional fungicides, as well as Biofun® in rotation and mixture with ASM, resulted statistically similar to control showed by conventional system control, which disclosed a reduction from 46 -100% of quantity of conventional fungicides used in black Sigatoka control.

MULTIPLICATION AND in vitro TUBERIZATION OF YAM (Dioscorea alata L.) IN TEMPORARY IMMERSION SYSTEM

Se realizó la estandarización de la multiplicación y tuberización in vitro de ñame (Dioscorea alata L.) utilizando el sistema de inmersión temporal conocido como RITA®. Se evaluó inicialmente el porcentaje de brotación de segmentos nodales en medio de cultivo semisólido utilizando dos tipos de citoquininas (BAP y Kinetina). Las plantas obtenidas fueron subcultivadas cada cuatro semanas y luego utilizadas para la obtención de meristemos y plántulas para llevar a cabo los diferentes experimentos en sistema de inmersión temporal. Se obtuvo un mayor porcentaje de explantes brotados al utilizar Kinetina. Con el sistema RITA® se evaluó el efecto de la densidad de explantes sobre la tasa de multiplicación y sobre la inducción, formación y desarrollo de microtubérculos, no encontrándose diferencias estadísticamente significativas entre las densidades evaluadas. De igual manera, se evaluó el efecto de diferentes frecuencias y tiempos de inmersión sobre la tasa de multiplicación, encontrándose que a una frecuencia de inmersión cada 12 horas y durante 10 minutos se obtenía la formación de mayor número de nudos y mayor tamaño de las plantas a las cuatro semanas de cultivo. Al utilizar el sistema de inmersión temporal se alcanzaron mayores tasas de multiplicación y tuberización in vitro comparadas con el sistema de cultivo convencional. Demostrándose así, el potencial de estos sistemas para implementar un programa de producción de semillas de ñame.

Multiplication rate and in vitro tuberización of yam (Dioscorea alata L.) was made using the temporary immersion system RITA®. Shoot percentage of nodal segments was initially evaluated in semisolid medium using two cytokinin types ((BAP and Kinetin). The obtained plants were subcultured every four weeks and then used to obtain meristems and plantlets to carry out different experiments in temporary immersion system. A higher sprouted explants percentage was obtained when using Kinetin. With the system RITA® the effect of explants density was evaluated on the multiplication rate and on the induction, formation and microtubers development, not find statistically significant differences among the evaluated densities. On the same way, the effect of different frequencies and immersion times on the multiplication rate were evaluated, finding that to an immersion frequency every 12 hours and during 10 minutes the formation of more number of knots and higher size of plants was obtained to four weeks of culture. When using temporary immersion system higher multiplication and in vitro tuberization rates were reached compared with the conventional culture system. This fact demonstrated the potential of these systems to implement a program of yam seeds production.

**SELECTION AND in vitro REGENERATION OF SOMACLONES OF TREE TOMATO (Solanum betacea cav. Sendt) USING CULTURE FILTRATES OF Colletotrichum acutatum WITH PECTINASA ACTIVITY**

Se utilizaron filtrados de cultivo de Colletotrichum acutatum, agente causal de la antracnosis del tomate de árbol, para la selección in vitro de variantes somaclonales de ésta planta con resistencia potencial a la enfermedad. El filtrado, utilizado a varias concentraciones, demostró ser un agente de selección efectivo cuando se integró al medio de cultivo, pues causó niveles elevados de mortalidad de los explantes comparado con los tratamientos sin filtrado. Igualmente, se estudió el efecto de la benziladenina (BA ó BAP) sobre la respuesta organogénica de explantes de tejido foliar de tomate de árbol.

Culture filtrates of Colletotrichum acutatum, causal agent of the anthracnose disease in tree tomato, were used for the in vitro selection of somaclonal variants with potential resistance to this disease. Culture filtrates used at different concentrations, showed to be an effective agent of selection when they were mixed with the growth media. The findings indicated a high level of mortality for the explants growing on the ammended media as compared with these growing on non ammended one. The effect of the benziladenina (BA ó BAP) on the organogenic response of leaf explants of tomato tree was also studied.

MORPHOLOGICAL VARIABILITY OF THE COLOMBIAN COLLECTION OF LULO (Solanum quitoense Lam.) AND RELATED LASIOCARPA SECTION SPECIES

Se categorizó la variabilidad morfológica de la colección colombiana de lulo Solanum quitoense Lam, especies relacionadas de la sección Lasiocarpa y entidades biológicas Solanaceae de otras secciones, como grupo externo. Se encontró amplia variabilidad morfológica cualitativa y cuantitativa en las dos variedades botánicas del lulo y las otras entidades biológicas de Lasiocarpa. Los 58 atributos morfológicos cualitativos fueron polimórficos en éste conjunto, con presencia de 73,9% del total de estados incluidos en los descriptores y 4,2 morfoalelos por variable. En el caso de S. quitoense, 52 de los 58 caracteres cualitativos exhibieron variabilidad, con 60% de las variantes totales de la lista de descriptores y 3,4 morfoalelos por característica. Igualmente, se encontró polimorfismo considerable en S. hirtum, S. pseudolulo y potencial de utilización, en dos materiales estudiados de S. vestissimum. A nivel cuantitativo se determinó diversidad en todas las variables estudiadas. El análisis de componentes principales de los caracteres cuantitativos reveló una alta contribución de las variables de fruto a la explicación de la variabilidad total de esta índole. Los fenogramas cualitativo, cuantitativo y cualitativo-cuantitativo, no detectaron materiales idénticos en los taxa estudiados. La mayor consistencia taxonómica fue exhibida por el fenograma obtenido con todas las variables cualitativas y cuantitativas.

The morphologic variability of the Colombian collection of lulo, Solanum quitoense Lam, related species of section Lasiocarpa and Solanaceae taxa of other sections, as outgroup, was studied. Ample qualitative and quantitative morphologic variability was found in the two botanical varieties of lulo and the other studied Lasiocarpa species. The 58 qualitative morphologic attributes were polymorphic in this set of taxa, with 73,9% of the total qualitative states included in the descriptor list up today, with 4,2 morphoalleles by variable. In the case of S. quitoense, 52 of the 58 qualitative characters exhibited variability, with 60% of the total variants of the list and 3,4 morphoalleles by characteristic. Also, considerable polymorphism was found in S. hirtum, S. pseudolulo, with potentiality of use of the two studied accessions of S. vestissimum. At quantitative level diversity in all the studied variables was determined. The analysis of main components of the quantitative characters revealed a high contribution of the fruit variables to the total variability of this nature. Qualitative, quantitative and qualitative-quantitative phenograms did not detect identical materials in the studied taxa. The largest taxonomic consistency was exhibited by the phenogram obtained with all the qualitative and quantitative variables.

ECOPHYSIOLOGICAL ANALYSIS OF CORN (Zea mays L.) - CLIMBIMG COMMON BEAN (Phaselus vulgaris L.) INTERCROPPING

El objetivo es analizar el estado del conocimiento del cultivo asociado maíz-fríjol voluble trepador (MxFv), desde una perspectiva ecofisiológica. Se parte de la revisión de las variables evaluadas en las investigaciones consultadas y su clasificación en variables descriptivas, explicativas y condicionantes. Esta clasificación permitió establecer el carácter predominantemente descriptivo de la mayoría de las investigaciones con respecto a los efectos de la competencia por recursos del suelo y luz sobre las especies asociadas, principalmente en el rendimiento. Solo unas pocas investigaciones abordan el estudio de aspectos morfológicos, de componentes del rendimiento y dinámica del crecimiento y desarrollo de ambas especies, que pueden contribuir a identificar y explicar las causas de los efectos del asocio sobre el comportamiento de ambas especies, como en el caso del rendimiento. Las investigaciones se han concentrado en variables condicionantes como genotipos y densidad de población. En la asociación, el fríjol es la especie más afectada; sin embargo, su alta plasticidad morfofiosiológica posibilita las ventajas de la asociación frente a los unicultivos de maíz y fríjol. La comprensión del funcionamiento de la asociación permitirá avanzar en el mejoramiento de la producción de maíz y fríjol en asocio y de la relaciones de competencia en los agroecosistemas.

This paper reviews the state of knowledge on maize - climbing bean intercropping from an ecophysiological perspective. Starting from the revision of evaluated variables in the consulted investigations and classifing them within three categories: descriptive, explanative and conditional variables. This classification provides elements to argue that researches have been more descriptive than explanative. Many studies describe both association effects and conditionals variables, such as genotypes and population densities, while few studies focus on the mechanisms that explain the effects. The few investigations on mechanisms studies performance of morphological and yield components of both species within the association, and they give few importance to the growing and development. Within the association, bean is the specie most affected; however, it has high morphophysiological plasticity that gives it advantages in the association. The knowledge of these mechanisms may add to understanding of association performance and the selection of genotypes and population densities, and in this way, it may to contribute of the improvement of the intercropping maize-bean.