INTRODUCCIÓN

La yuca (Manihot esculenta Crantz) es uno de los principales alimentos utilizado como fuente de energía en el mundo, debido a que proporciona una cantidad importante de hidratos de carbono, proteínas, minerales y representa el futuro de la seguridad alimentaria en algunos países en desarrollo (^{Kondhare et al., 2021}). Sin embargo, actualmente son necesarios estudios que permitan mejorar su manejo y producción (Delgado et al., 2020). La yuca o mandioca es una dicotiledónea que pertenece a la familia Euphorbiaceae, probablemente originaria de Suramérica (^{Anikwe and Ikenganyia, 2018}). A nivel mundial se producen aproximadamente 280 millones de toneladas de yuca; el 61% de este total se cosecha en África, el 29% en Asia y el 9,8% en América (^{Corozo et al., 2020}; ^{Faostat, 2020}).

La yuca es un cultivo robusto que se adapta bien a condiciones climáticas extremas excepto a la lluvia excesiva y las consiguientes inundaciones, es probable que aumente su importancia donde las áreas aptas para cultivos actualmente disponibles, disminuyen debido al cambio climático (^{Cock, 2021}). La yuca se produce como un cultivo de subsistencia por pequeños productores y se integra rápidamente dentro de los sistemas agrícolas tradicionales, es fácil de cultivar y procesar, está disponible durante todo el año, actuando como un amortiguador ante la falta de otros cultivos (^{Anikwe and Ikenganyia, 2018}; ^{Waisundara, 2018}) suministrando alimento a millones de personas en el mundo (^{Howeler et al., 2013}; ^{Carvalho et al., 2018}). Los esfuerzos de investigación están dirigidos al mejoramiento genético de la planta y del cultivo con el fin de optimizar la producción de raíces de almacenamiento, los valores nutricionales y la utilización industrial ^{(Carvalho et al., 2018}).

En Colombia, el área promedio cultivada con yuca en el 2019 fue de 259.931 ha, se cultiva en los 32 departamentos, sin embargo, es preponderante en la costa atlántica, los llanos y el Cauca. Los departamentos con mayores áreas sembradas son Bolívar (19 %), Córdoba (10 %), Magdalena (10 %), Sucre (8 %) y Cauca (4 %), mientras los que aportan mayores volúmenes de producción en concordancia con los niveles de siembras, son Bolívar (17 %), Córdoba (11 %) y Sucre (8 %) (^{Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2019}). La región del Sinú medio posee las condiciones requeridas para diferentes sistemas productivos, sin embargo, no se logra contribuir al incremento competitivo en los rendimientos del cultivo de la yuca, por falta de conocimientos y tecnologías adecuadas. En esta zona se ha evidenciado que pequeños productores no cuentan con los conocimientos técnicos ni con los recursos económicos que les permita mejorar la producción y rendimiento de sus cultivos, razón por la cual es importante implementar nuevas alternativas como son sistemas de siembra tecnificados, uso eficiente de productos agroquímicos, semillas mejoradas y certificadas, que permitan potencializar las condiciones del cultivo. Las raíces de yuca son una excelente fuente de materia prima para la producción de almidón, bioetanol, plásticos biodegradables y muchos otros usos (^{Dissanayake et al., 2020}). Dentro de las raíces y tubérculos (yuca, papa, camote y ñame) la yuca presentó la mayor tasa de crecimiento de consumo anual hasta el 2020, con 1,9 % y el segundo lugar en términos de producción de forraje con 0,95 % (^{Santos et al., 2019}).

La yuca se propaga tradicionalmente por estacas o esquejes de tallos y su ciclo de crecimiento es superior a 10 meses (^{Prosper et al., 2018}), por esta razón, la calidad de los tallos y la capacidad de enraizamiento contribuye al establecimiento del cultivo (^{Burgos et al., 2009}). La proliferación y elongación de raíces son reguladas por las auxinas, en general, los reguladores de crecimiento vegetal modifican las características del crecimiento de las plantas y causan diversas respuestas fisiológicas (^{Lopez et al., 2019}). Una de las auxinas más usadas en la investigación de cultivos de tejidos vegetales para manipular las respuestas de crecimiento es el ácido 1-naftalenacético (ANA) (^{Kondhare et al., 2021}), cuya aplicación tanto en viveros como en la producción a campo, ha mostrado la capacidad de inducir el proceso de enraizamiento en diferentes cultivos, particularmente en yuca (^{Burgos et al., 2009}; ^{Elmongy et al., 2018}). Estudios han demostrado que la aplicación de ANA sobre estacas de yuca del cultivar amarilla incrementó los parámetros de calidad, porcentaje de materia seca, diámetro y longitud de raíces de reserva, concluyendo además que las variaciones encontradas en cuanto a las variables de rendimiento y calidad están más influenciadas por el cultivar que por el regulador analizado (^{Burgos et al., 2009}). El mejoramiento actual de la yuca se centra principalmente en la resistencia y en rasgos de rendimiento complejos, como el contenido de materia seca y el rendimiento de las raíces (^{Rüscher et al., 2021}).

Bajo este contexto es posible que la aplicación de diferentes concentraciones de ANA sobre los esquejes de yuca plantada a campo induzca mejor rendimiento, lo cual se reflejará en un mayor porcentaje de almidón y masa fresca de raíces de yuca. De acuerdo con lo anterior, se llevó a cabo la aplicación de cuatro concentraciones de ANA sobre esquejes de yuca de la variedad MCol 2066 (chirosa) con diferentes tiempos de inmersión en presiembra, con el objetivo de determinar la concentración de ANA y el tiempo de inmersión que permita incrementar los parámetros de rendimiento de raíces (número, diámetro, longitud, contenido de materia seca y masa fresca) y su impacto en el porcentaje de almidón.

MÉTODO

El estudio se realizó en la vereda el salado del Municipio de Ciénaga de Oro en el departamento de Córdoba, situado a 8°52´ 59.962518´´ N. y 75° 36´ 24.840215´´ W, durante los meses de mayo a diciembre del 2019. El clima de la zona es subtropical, con precipitación anual promedio de 1,350 mm y temperatura media anual de 27,8 °C (^{Combatt et al., 2017}). Los suelos son planos, franco-arenosos, bien drenados, con pH de 5,6.

La investigación fue de tipo cuantitativa. El diseño experimental utilizado fue factorial con un arreglo completamente al azar, utilizando unidades experimentales con dimensiones de 7 por 8 m, separadas entre sí 2 m, ocupando un área total de 120 m por 45 m. En cada parcela se plantaron manualmente 72 estacas en posición vertical, con una distancia de 1 m entre plantas y de 1 m entre surcos, lo cual equivale a una densidad de siembra de 10.000 plantas por hectárea.

Descripción de los tratamientos

En la zona de estudio se estableció un cultivo homogéneo de yuca de la variedad MCol 2066 (chirosa) y a los diez meses después de la siembra, se cortaron y almacenaron los tallos en posición vertical bajo sombra. Posteriormente, a partir de los tallos se obtuvieron esquejes o estacas de 15 cm de longitud, el corte se hizo en forma redonda para facilitar el enraizamiento, seleccionando los esquejes de mejor calidad y homogeneidad en longitud y diámetro. Seguidamente, se realizó la inmersión de los esquejes en ANA, formulado comercialmente como concentrado soluble (Hormonagro A.N.A. 17,2 g/L Colinagro), a cuatro concentraciones (0, 100, 200 y 300 ppm) durante tres tiempos de inmersión 5, 10 y 20 min, dando como resultado 12 tratamientos con 3 repeticiones cada ensayo, para un total de 36 unidades experimentales, como se observa en el cuadro 1. Para el tratamiento con 0 ppm, a los esquejes se les hizo una inmersión en agua destilada. Las concentraciones de ANA y tiempos de inmersión utilizados, resultaron de ensayos preliminares realizados a nivel de invernadero, con el fin de establecer las concentraciones y tiempos de mejor respuesta para el genotipo de yuca MCol 2066.

Cuadro 1 Descripción de los tratamientos, cada ensayo se realizó por triplicado. 

Siembra del material vegetal

Para la siembra de los esquejes se preparó el terreno con dos pases de labranza convencional utilizando rastra de disco la cual rompe la capa superficial a 30 cm de profundidad aproximadamente. Los esquejes se sembraron manualmente según el diseño experimental. A este cultivo se le realizó un manejo integrado de malezas, plagas y enfermedades. El plan de fertilización se realizó con base en el análisis de suelos, el cual fue igual para todos los tratamientos realizados. Las variables de respuesta que se evaluaron en este estudio a los 240 días después de la siembra (DDS) fueron porcentaje de almidón, número, diámetro, longitud, contenido de materia seca y masa fresca de raíces. La longitud de las raíces se midió con ayuda de un flexómetro. Para determinar el contenido de materia seca y de almidón de yuca, se utilizó el método de gravedad específica, descrito por ^{Toro (1983}), aplicando la ecuación 1.

Donde:

GE es la gravedad específica, PFRAI es el peso fresco de raíces en el aire y PFRAG es el peso fresco de raíces en el agua.

Se han publicado tablas de conversión que permiten hallar el porcentaje de materia seca y de almidón para variedades de yuca cosechadas entre 10 y 12 meses de edad bajo las condiciones normales de producción en Colombia y valores de gravedad específica entre 1,02 y 1,19. A partir de los datos suministrados en dichas tablas se obtiene la ecuación 2 para estimar el contenido de materia seca (^{Toro, 1983}).

Donde MS es la materia seca y GE es la gravedad específica.

El porcentaje de almidón en raíces frescas de yuca se determinó teniendo en cuenta que éste constituye alrededor del 85-90 % del contenido de materia seca, entonces el contenido de almidón puede ser estimado tomando un promedio de ese rango (0,875) por medio de la ecuación 3, (^{Aristizábal et al., 2007}).

El rendimiento de raíces frescas se obtuvo a los 240 DDS, para lo cual se tomaron cinco plantas por repetición a las que se le pesó el total de raíces frescas, se promedió el peso por repetición y se expresó en kilogramos por hectárea (kg/ha).

Análisis estadístico

Para el estudio de los datos obtenidos en campo a los 240 DDS, se les realizó un análisis de normalidad, para su posterior análisis de varianza y prueba de medias de Tukey al 5 %. Los análisis se realizaron utilizando el paquete estadístico MINITAB, versión 18.1.0.

RESULTADOS

Los resultados indican diferencias significativas para las variables porcentaje de almidón, materia seca y masa fresca de raíces. No se encontró diferencias estadísticas para diámetro, longitud y número de raíces por planta.

Contenido de materia seca de raíz

Al realizar la prueba de medias de Tukey (p<0,05) se encontraron diferencias significativas entre T9 (51,6 % de materia seca) y los demás tratamientos evaluados. El porcentaje de materia seca de raíz más alto se obtuvo al sumergir los esquejes en una solución de 200 ppm de ANA durante 20 minutos (T9). Los tratamientos T12, T8, T5, T3 y T2, presentaron 45,08 % en promedio y los tratamientos T11, T10, T7, T6, T4, T1 mostraron, en promedio, el contenido más bajo en materia seca con 37,56 % (Figura 1). El Porcentaje más alto de materia seca de raíces hallado en este trabajo (51,6 %), fue superior a los valores de referencia registrados para esta variable en diferentes estudios de ^{Aristizábal et al. (2007)} con 20-45 %, ^{Fakir et al. (2012}) con 30-40 %, ^{Mubanga et al. (2019)} con 40,04-47,25 % y ^{Howeler et al. (2013}) con 250 a 300 kg por tonelada de raíz fresca. Contenidos de materia seca superiores al 30 % se consideran elevados (^{Mubanga et al., 2019}). Los resultados obtenidos pueden deberse a que el regulador ANA para las condiciones de T9, favoreció la definición de los componentes del rendimiento de manera significativa, lo cual podría indicar que las raíces reservantes presentaron la mayor capacidad de acumulación de materia seca, bajo dichas condiciones de concentración y tiempo de inmersión en ANA.

Figura 1 Materia seca de raíz por tratamientos (T): ANA en partes por millón (ppm) con respecto al tiempo de inmersión en minutos. Los valores representan la media ± Desviación estándar. /Diferencias significativas p < 0.05. 

Masa fresca de raíz

La producción total de raíces frescas presentó diferencias significativas, el T9 mostró el mayor rendimiento con respecto a los demás tratamientos (73.270 kg/ha). Los tratamientos T12, T11, T10, T8, T7, T5, T4, T3 y T2 presentaron un promedio de producción de 58.246 kg/ha y con los tratamientos T6 y T1 se obtuvo en promedio la producción más baja, de 50.265 kg/ha (Figura 2). Estos valores, en general, son más elevados que los valores de referencia publicados por ^{Howeler et al. (2013}), quienes en Colombia encontraron producciones desde 12.000 kg/ha para monocultivo de yuca sin fertilizar y 37.000 kg/ha en cultivos fertilizados, en tanto que ^{Fuenmayor et al. (2012)} evaluaron varios clones de yuca en Venezuela y encontraron valores entre 21.667 y 50.033 kg/ha.

Figura 2: Masa fresca de raíz por tratamientos (T): ANA en partes por millón (ppm) con respecto al tiempo de inmersión en minutos. Valores representan la media ± Desviación estándar. /Diferencias significativas p < 0,5. 

Porcentaje de almidón

El mayor porcentaje de almidón (45,15 %) se obtuvo en T9 y se demostró que éste es diferente estadísticamente (p<0,05) de los otros tratamientos (Figura 3). T2, T3, T4, T5, T8 y T12 mostraron un promedio de 39,45 %, mientras que los tratamientos de menor porcentaje promedio de almidón (32 %) fueron T11, T1, T6, T10, T7. Estos resultados muestran una relación directa entre el contenido de materia seca y el contenido de almidón, lo cual concuerda con lo discutido por ^{Mubanga et al. (2019)}. El contenido de almidón y materia seca en la yuca son algunas de las características más importantes para el procesamiento industrial, en la mayoría de los procesos, contenidos altos de almidón son sinónimo de alto rendimiento y junto con el contenido de agua, cianógenos y taninos en las raíces, varían según el genotipo, la ubicación y las condiciones ambientales (^{Aristizábal et al., 2007}; ^{Carvalho et al., 2018}; ^{Oghenechavwuko et al., 2020}). En el presente estudio se obtuvo un porcentaje de almidón que varió entre 32,0 y 45,15 %, superior al rango publicado por ^{Fakir et al. (2012}) de 25-30 %. El almidón es el segundo componente más abundante en la yuca y representa la mayor parte de los carbohidratos (96 %) que es el principal componente de la materia seca de la raíz. La industria se centra en cultivares con alto rendimiento de almidón y por lo tanto, el contenido de materia seca es la base para seleccionar la yuca por variedad ^{(Mubanga et al., 2019)}.

En el cuadro 2 se observan los resultados de las variables número, diámetro y longitud promedio de raíces. En los tratamientos T9 y T5 se observó tendencia a un mayor número de raíces, con valores promedio de 14,53 y 14,4 raíces/planta respectivamente. El número total de raíces promedio por planta para los diferentes tratamientos se encontró en un rango entre 11,47 y 14,53 raíces. Resultados obtenidos por ^{Burgos et al. (2009}) tuvieron una tendencia similar, demostrando que el tratamiento hormonal, favoreció el número de raíces reservantes respecto al testigo en el cultivar de yuca palomita. Por otra parte, estudios sugieren que el número de raíces es un objetivo de mejoramiento para optimizar la producción de yuca ^{Kengkanna et al., (2019}).

Figura 3: Porcentaje de almidón por tratamientos (T): ANA en partes por millón (ppm) con respecto al tiempo de inmersión en minutos. Valores representan el porcentaje ± Desviación estándar. /Diferencias significativas p < 0,5. 

Cuadro 2 Número, longitud y diámetro de las raíces. 

Con respecto a la longitud de la raíz, se observaron tendencias con mayor longitud promedio en los tratamientos T12 (32,51 cm) y T9 (32,15 cm), es decir, los tratamientos con mayor concentración de ANA mostraron una tendencia de mejores resultados para longitud promedio en comparación con los tratamientos de menor concentración (0 y 100 ppm de ANA). Al aplicar la prueba del coeficiente de correlación de Pearson (r= 0,54 y p= 0,05), se observó una correlación lineal directa entre la concentración de ANA y la longitud promedio de las raíces, resultados que difieren de los hallados por ^{Burgos et al. (2009}) para el cultivar de yuca palomita.

Con relación al diámetro promedio de las raíces, se puede notar que, aunque no hubo diferencias significativas, los tratamientos que presentaron tendencias de mayor valor fueron T3 (5,22 cm), T5 (5,05 cm) y T9 (5,00 cm). Los resultados observados en este estudio respecto a longitud y diámetro de raíces mostraron tendencias similares a los resultados publicados por ^{Burgos et al. (2009}) para el cultivar de yuca amarilla.

Los tratamientos con mayor concentración de ANA favorecen mayor longitud de las raíces, lo cual se puede ver reflejado en un buen vigor y crecimiento de las plantas. Se ha demostrado que el efecto de las auxinas depende de varios factores como son el genotipo de la planta, la concentración y el tipo de auxina (^{Guo et al., 2009}). El valor de la yuca deriva de una combinación del rendimiento de raíces frescas y el porcentaje de materia seca que se puede extraer de las raíces frescas, lo que se conoce como rendimiento seco (^{Okeke et al., 2018}). Investigaciones recientes como la de ^{Adiele et al. (2020}) han evaluado la respuesta de materia seca y fresca de raíz en sistemas agroecológicos del cultivo de yuca en África occidental, aplicando en todos los tratamientos altas tasas de fertilizantes con nitrógeno, fosforo y potasio (NPK), y obtuvieron resultados muy similares a los registrados en el presente estudio, donde se fertilizó con base en un análisis de suelos y se aplicó ANA a diferentes concentraciones y tiempos de inmersión.

CONCLUSIONES

Para los 12 tratamientos evaluados el tratamiento nueve (20 min de inmersión en 200 ppm de ANA) fue el mejor inductor debido a que influyó positivamente, mostrando mejores resultados para las variables porcentaje de almidón, materia seca y masa fresca de la raíz, lo cual podría ser favorable para mejorar el rendimiento del cultivo de yuca variedad MCol 2066 (chirosa). El número, diámetro promedio y la longitud promedio de las raíces no mostraron diferencias estadísticamente significativas entre los diferentes tratamientos realizados con ANA a concentraciones de 0, 100, 200 y 300 ppm y tiempo de inmersión de 0, 10 y 20 min, sin embargo, el tratamiento T9 tiende a mostrar los valores más altos para las variables mencionadas.