Vol2 num1 2011

comité editorial internacional

Silvia I. Rondon. University of Oregon

Arístides de León. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria-El Salvador C. A.

James Beaver. Universidad de Puerto Rico

Steve Beebe. Centro Internacional de Agricultura Tropical

Elvira González de Mejía. University of Illinois

Carmen de Blas Beorlegui. Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria-España

James D. Kelly. University State of Michigan

José Sangerman-Jarquín. University of Yale

Vic Kalnins. University of Toronto

Alan Anderson. Universite Laval-Quebec

Bram Govaerts. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo

Bernardo Mora Brenes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria-Costa Rica

Charles Francis. University of Nebraska

Valeria Gianelli. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria-Argentina

César Azurdia. Universidad de San Carlos-Guatemala

Daniel Debouk. Centro Internacional de Agricultura Tropical

David E. Williams. Biodiversity International-Italy

Raymond Jongschaap. Wageningen University & Research

Hugh Pritchard. The Royal Botanic Gardens, Kew & Wakehurst Place

Javier Romero Cano. Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria-España

Marina Basualdo. UNCPBA-Argentina

Moisés Blanco Navarro. Universidad Nacional Agraria-Nicaragua

María Margarita Hernández Espinosa. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA)-Cuba

editores correctoresDora Ma. Sangerman-Jarquín

Agustín Navarro Bravo

editora en jefaDora Ma. Sangerman-Jarquín

editor asociadoAgustín Navarro Bravo

Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Vol. 2, Núm. 1, 1 de enero - 28 de febrero 2011. Es una publicación bimestral editada por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Progreso No. 5. Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, D. F., México. C. P. 04010. www.inifap.gob.mx. Distribuida por el Campo Experimental Valle de México. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Teléfono y fax: 01 595 9212681. Editora responsable: Dora Ma. Sangerman-Jarquín. Reserva de derecho al uso exclusivo: 04-2010-012512440200-102. ISSN: 2007-0934. Licitud de título. En trámite. Licitud de contenido. En trámite. Ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Domicilio de impresión: Imagen gráfica. Allende. Núm. 57. Barrio Mazatla, Papalotla, Texcoco, Estado de México. C. P. 56050. La presente publicación se terminó de imprimir en febrero de 2011, su tiraje constó de 1 000 ejemplares.

REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

ISSN: 2007-0934

comité editorial nacional

Alejandra Covarrubias Robles. Instituto de Biotecnología de la UNAM

Antonio Turrent Fernández. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias-INIFAP

Jesús Axayacatl Cuevas Sánchez. Universidad Autónoma Chapingo

Esperanza Martínez Romero. Centro Nacional de Fijación de Nitrógeno de la UNAM

Leobardo Jiménez Sánchez. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Demetrio Fernández Reynoso. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Daniel Claudio Martínez Carrera. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas-Campus Puebla

Higinio López Sánchez. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas-Campus Puebla

Ernesto Moreno Martínez. Unidad de Granos y Semillas de la UNAM

Andrés González Huerta. Universidad Autónoma del Estado de México

Delfina de Jesús Pérez López. Universidad Autónoma del Estado de México

Rita Schwentesius de Rindermann. Centro de Investigaciones Económicas, Sociales y

Tecnológicas de la Agroindustria y Agricultura Mundial de la UACH

Froylán Rincón Sánchez. Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro

June Simpson Williamson. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN

Guadalupe Xoconostle Cázares. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN

Octavio Paredes López. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN

José F. Cervantes Mayagoitia. Universidad Autónoma Metropolitana-Unidad Xochimilco

Jesús Salvador Ruíz Carvajal. Universidad de Baja California-Campus Ensenada

editores correctores

Dora Ma. Sangerman-JarquínAgustín Navarro Bravo




ISSN: 2007-0934

La Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas es una publicación del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Tiene como objetivo difundir los resultados originales derivados de las investigaciones realizadas por el propio Instituto y por otros centros de investigación y enseñanza agrícola de la república mexicana y otros países. Se distribuye mediante canje, en el ámbito nacional e internacional. Los artículos de la revista se pueden reproducir total o parcialmente, siempre que se otorguen los créditos correspondientes. Los experimentos realizados puede obligar a los autores(as) a referirse a nombres comerciales de algunos productos químicos. Este hecho no implica recomendación de los productos citados; tampoco significa, en modo alguno, respaldo publicitario.

La Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas está incluida en el Índice de Revistas Mexicanas de Investigación Científica y Tecnológica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).

Indizada en: Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe (REDALyC), Biblioteca electrónica SciELO-México, The Essential Electronic Agricultural Library (TEEAL-EE. UU.), Agrindex, Bibliography of Agriculture, Agrinter y Periódica.

Reproducción de resúmenes en: Field Crop Abstracts, Herbage Abstracts, Horticultural Abstracts, Review of Plant Pathology, Review of Agricultural Entomology, Soils & Fertilizers, Biological Abstracts, Chemical Abstracts, Weed Abstracts, Agricultural Biology, Abstracts in Tropical Agriculture, Review of Applied Entomology, Referativnyi Zhurnal, Clase, Latindex, Hela, Viniti y CAB International.

Portada: día de campo del CEVAMEX.

árbitros de este número

Reyna Isabel Rojas Martínez. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Marco Antonio Cruz Portillo. Universidad Autónoma de Tlaxcala

María Hilda Pérez Barraza. INIFAP

Rafael Ortega Paczka. Universidad Autónoma Chapingo

Mario Ramírez Lepe. Instituto Tecnológico de Veracruz

Alfonso Delgado Salinas. Instituto de Biología, UNAM

Ernesto Solís Moya. INIFAP

Rogelio Lépiz Ildefonso. Universidad de Guadalajara

María del Carmen Ybarra Moncada. Universidad Autónoma Chapingo

Gilda Ortíz Calderón. Instituto de Biología, UNAM

Miguel Agustín Velásquez Valle. INIFAP

Octavio Paredes López. CINVESTAV-IPN

Germán Sánchez Altamirano. Oficina Estatal de Desarrollo Rural Sustentable de Guanajuato

María de las Nieves Rodríguez Mendoza. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Ignacio Sánchez Cohen. INIFAP

Jaime Alcalá Gutiérrez. Universidad de Guadalajara

Ana Laura López Escamilla. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

Raúl Rodríguez Guerra. INIFAP

Fidel Guzmán Guillén. Universidad Nacional Agraria

Gabriel Dorado Martín. Universidad Politécnica de Madrid, España

Mario González Chavira. INIFAP

José Francisco Santiaguillo Hernández. Universidad Autónoma Chapingo

Manuel Sandoval Villa. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Ernesto Preciado Ortiz. INIFAP

Daniel Martínez Carrera. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas-Campus Puebla

editores correctores

Dora Ma. Sangerman-JarquínAgustín Navarro Bravo


ISSN: 2007-0934



ARTÍCULOS ♦ ARTICLES

Análisis de la homogeneidad, distinción y estabilidad de tres variedades sobresalientes de tomate.♦ Analysis of the homogeneity, distinction and stability of three improved varieties of tomato. Antonio Flores Naveda, Mario Ernesto Vázquez Badillo, Fernando Borrego Escalante y David Sánchez Aspeytia.

Relación entre Bactericera cockerelli y presencia de Candidatus Liberibacter psyllaurous en lotes comerciales de papa. ♦ Relation between Bactericera cockerelli and presence of Candidatus Liberibacter psyllaurous in commercial fields of potato.Oswaldo Ángel Rubio-Covarrubias, Isidro Humberto Almeyda-León, Mateo Armando Cadena-Hinojosa y René Lobato-Sánchez.

Estabilidad de rendimiento en genotipos mesoamericanos de frijol de grano negro en México.♦ Yield stability of improved mesoamerican genotypes of black common bean in Mexico.Ernesto López Salinas, Jorge Alberto Acosta Gallegos, Oscar Hugo Tosquy Valle, Rafael Atanasio Salinas Pérez, Bertha María Sánchez García, Rigoberto Rosales Serna, Carlos González Rivas, Tomás Moreno Gallegos, Bernardo Villar Sánchez, Héctor Manuel Cortinas Escobar y Román Zandate Hernández.

Delaying senescence of ‘Ruby Red’ grapefruit and ‘Valencia’ oranges by gibberellic acid applications.♦ Uso de ácido giberélico para retrasar la senescencia de toronja ‘Ruby Red’ y naranja ‘Valencia’.Martín Aluja, Everardo Bigurra, Andrea Birke, Patrick Greany and Roy McDonald.

Análisis metodológico de la distribución espacial de la precipitación y la estimación media diaria.♦ Methodological analysis of the spatial distribution of rainfall and the average daily stimation.Mauro Íñiguez Covarrubias, Waldo Ojeda Bustamante, Carlos Díaz Delgado, Khalidou Mamadou Bâ y Roberto Mercado Escalante.

H-564C, híbrido de maíz con alta calidad de proteína para el trópico húmedo de México.♦ H-564C, high quality protein maize hybrid for the humid tropic in Mexico.Mauro Sierra Macías, Artemio Palafox Caballero, Flavio Rodríguez Montalvo, Alejandro Espinosa Calderón, Gricelda Vázquez Carrillo, Noel Gómez Montiel y Sabel Barrón Freyre.

Actualización del mapa de uso del suelo agrícola en el estado de Guanajuato. ♦ Updating the agricultural soil use map in the State of Guanajuato.Roberto Paredes Melesio, Andrés Mandujano Bueno, Alfredo Josué Gámez Vázquez e Hilario García Nieto.

Respuesta del pimiento morrón al secado parcial de la raíz en hidroponia e invernadero. ♦ Response of sweet pepper to partial root drying in hydroponic and greenhouse.Juan Antonio Chamú-Baranda, Anselmo López-Ordaz, Carlos Ramírez-Ayala, Carlos Trejo-López y Enrique Martínez-Villegas.

Uso del crédito: implicaciones para el desarrollo rural. ♦ Use of credit: implications for a rural development.Silvia Xochilt Almeraya Quintero, Benjamín Figueroa Sandoval, José María Díaz Puente, Katia Angélica Figueroa Rodríguez y Luz María Pérez Hernández.

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CONTENIDO ♦ CONTENTS

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Enfoques de investigación sostenible, ecologista y productivista: influencias en los científicos(as). ♦ Research approaches sustainable, ecological and productivist: influences on scientists.Luis Reyes-Muro, Fernando Manzo-Ramos, Jesús Axayacatl Cuevas-Sánchez y Miguel Ángel Damián-Huato.

ENSAYO ♦ ESSAY

La problemática en la taxonomía de los recursos genéticos de tejocote (Crataegus spp.) en México.♦ The problems in the taxonomy of the genetic resources of tejocote (Crataegus spp.) in Mexico.Carlos Alberto Núñez-Colín y Miguel Ángel Hernández-Martínez.

NOTAS DE INVESTIGACIÓN ♦ INVESTIGATION NOTES

Hongos asociados con la enfermedad “miada de perro” en el cultivo de chile. ♦ Asociated fungus with the “dog’s urine” disease in chili pepper.José de Jesús Avelar-Mejía, Martha Galindo-Oliva, Alfredo Lara-Herrera, J. Jesús Llamas-Llamas, Maximino Luna-Flores, Miguel Ángel Salas-Luevano y Mariandrea Cabral-Enciso.

Evaluación sensorial de tortillas de maíz recién elaboradas y empacadas. ♦ Sensory evaluation of freshly made and packed maize tortillas.María Gricelda Vázquez Carrillo, Graciela Ávila Uribe, Arturo Hernández Montes, Jorge Castillo Merino y Ofelia Angulo Guerrero.

Germinación y crecimiento de alfalfa bajo condiciones salinas. ♦ Germination and growth of alfalfa under saline conditions.Sara Lucía González-Romero, Omar Franco-Mora, Carlos Ramírez-Ayala, Héctor Manuel Ortega-Escobar, Adrián Raymundo Quero-Carrillo y Carlos Trejo-López.

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CONTENIDO ♦ CONTENTS

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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011 p. 5-16

ANÁLISIS DE LA HOMOGENEIDAD, DISTINCIÓN Y ESTABILIDAD DE TRES VARIEDADES SOBRESALIENTES DE TOMATE*

ANALYSIS OF THE HOMOGENEITY, DISTINCTION AND STABILITY OF THREE IMPROVED VARIETIES OF TOMATO

Antonio Flores Naveda1, Mario Ernesto Vázquez Badillo1§, Fernando Borrego Escalante1 y David Sánchez Aspeytia2

1Departamento de Fitomejoramiento. UAAAN. Buenavista, Saltillo, Coahuila. México. C. P. 25315. Tel y Fax. 01 844 4110215. ([email protected]). 2Campo Experimental Saltillo. CIRNE-INIFAP. Boulevard Vito Alesio Robles, Núm. 2565, colonia Nazario Ortiz G., Saltillo, Coahuila. C. P. 25100. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: junio de 2010

Aceptado: enero de 2011

RESUMEN

La descripción varietal de los vegetales es un rasgo distintivo de la planta o parte de ella, donde se observan diversos patrones de distinción, uniformidad y estabilidad que permiten caracterizar y distinguir a una población de plantas que constituyen una variedad. La identificación correcta del material vegetal garantiza que la variedad adquirida posea características deseables, además permite la operación exitosa de esquemas nacionales para certificación de semillas mediante una adecuada identificación de la variedad. En el presente trabajo se realizó la descripción varietal, con propósitos de registro de las variedades de tomate AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3), las cuales fueron generadas en el programa de mejoramiento fisiotécnico de tomate de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Las evaluaciones se realizaron durante 2005 y 2006 bajo condiciones de campo abierto en la Paila, Ramos Arizpe y Buenavista del estado de Coahuila. Las observaciones se hicieron en 20 plantas, considerándose a cada una de ellas como una repetición en tres variedades del programa de mejoramiento de tomate y en dos variedades testigo. La descripción varietal se realizó con la guía de UPOV para tomate (TG/44/10). Los resultados mostraron que en los descriptores

ABSTRACT

The description of the variety of vegetables is a distinctive feature of plants or parts of plants, in which different distinction, uniformity patterns are observed that help characterize and distinguish a plant population that make up a variety. The adequate identification of plant material guarantees that the variety acquired has desirable characteristics, as well as helping the successful operation of national schemes for the certification of seeds by means of an adequate identification of variety. In this investigation, the variety description was carried out, in order to register the tomato varieties AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3), which were generated in the physiotechnical breeding program of the Antonio Narro Autonomous Agrarian University. Evaluations were carried out in 2005 and 2006 in open field conditions in La Paila, Ramos Arizpe and Buenavista, Coahuila. Observations were made on 20 plants, taking each one as a repetition in three varieties of the tomato breeding program and in two test varieties. The variety description was made using the UPOV guide for tomato (TG/44/10). Results showed that in the quantitative descriptors there were

Antonio Flores Naveda et al.6 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

cuantitativos existieron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01), para los descriptores número de inflorescencias y longitud del entrenudo en las fuentes de localidades y variedades, así como para longitud de folíolos y longitud de la capa de abscisión, indicaron que están influenciadas por el medio ambiente, ya que los factores climáticos influyeron en los procesos fenológicos y fisiológicos del cultivo; no se encontraron diferencias estadísticas en los otros caracteres, indicando con esto que las variedades son estables por su menor interacción genotipo ambiente.

Palabras clave: Solanum lycopersicum L., derechos de obtentor, descripción varietal, tomate, variedades.

INTRODUCCIÓN

En México el tomate es una de las especies hortícolas más importantes, está considerado como la segunda especie más destacada por superficie sembrada y como la primera por su valor de producción, es un cultivo importante generador de divisas y empleos para el país, ya que es el principal producto hortícola de exportación. La superficie sembrada durante el año agrícola 2009 fue de 54 626 ha, concentrándose 70% de la producción en los estados de Sinaloa, Baja California Norte, San Luís Potosí y Michoacán con un rendimiento promedio de 42.4 t ha-1 (SAGARPA, 2009).

La etapa inicial del mejoramiento genético de una especie es la selección, formación y evaluación de variedades con características deseables y la fase final para la liberación de una variedad nueva, exige realizar la descripción varietal, en donde se permita establecer que la variedad a liberar debe ser distinta, homogénea y estable en relación a las variedades que se encuentran en el mercado de semillas (UPOV, 2001).

Por lo anterior, es necesario utilizar las guías técnicas para la descripción varietal que expiden los organismos nacionales e internacionales como el Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS) y la Unión Internacional para la Protección de la Obtenciones Vegetales (UPOV). Las guías incluyen el conjunto de descriptores y observaciones que permiten caracterizar a una variedad vegetal para su identificación y distinción, que es parte esencial para la inscripción de variedades vegetales o para solicitar la expedición de título de obtentor ante dependencias oficiales (SNICS, 2002; UPOV, 2001).

highly significant differences (p≤ 0.01); for descriptors, the number of inflorescences and length of the internode in the sources of locations and varieties, as well as for the length of leaves and the length of the abscission layer, indicated that they are influenced by the environment, since the environmental factors influenced in the phonological and physiological processes of the crop. There were no statistical differences found in other characteristics, indicating that the varieties are stable, due to their lower genotype-environment interaction.

Key words: Solanum lycopersicum L., plant breeder´s rights, tomato, varieties, variety description.

INTRODUCTION

Tomatoes are one of the most important horticultural crops in Mexico. It is considered the second most important crop in terms of surface planted, and first in terms of production value. It is an important cash crop and creator of many jobs for the country, since it is the most exported vegetable. The total surface planted with this crop in 2009 was 54 626 ha, with 70% of the total production focused in the states of Sinaloa, Baja California Norte, San Luis Potosí and Michoacán, with an average yield of 42.4 t ha-1 (SAGARPA, 2009).

The initial stage of genetic breeding of a species is the selection, formation and evaluation of varieties with desirable features, and the final phase for the release of a new variety demands a variety description, in which one can establish that the variety to be released must be different, homogenous and stable in relation to the varieties found in the seed market (UPOV, 2001).

For this reason, it is necessary to use the technical guides for the description of varieties issued by national and international organisms such as the National Seed Inspection and Certification Service (SNICS) and the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV). The guides include the set of descriptors and observation that help characterize a plant variety for its identification and distinction, which is an essential part for the inscription of plant varieties, or to request the breeder certification from official departments (SNICS, 2002; UPOV, 2001).

Análisis de la homogeneidad, distinción y estabilidad de tres variedades sobresalientes de tomate 7

Esto permite la adjudicación y establecimiento de los derechos de obtentor para un mejor control del comercio de semillas, donde el atributo de calidad es básico debido que lo determina el genotipo, además permite realizar estudios de interés agronómico en la especie y se evita la biopiratería de materiales vegetales (Keefe y Draper, 1986). En lo que respecta a la calidad física y genética de una semilla en una variedad vegetal se observan patrones de distinción, uniformidad y estabilidad que la identif ican como poseedora de una alta pureza varietal, lo cual es sinónimo de una semilla con calidad en el componente genético. Estos patrones se encuentran basados en características morfológicas que muestra la población, clasificándose de acuerdo a la forma de evaluación en caracteres cualitativos y cuantitativos (Kelly, 1988).

Una variedad mejorada se define como el conjunto de plantas uniformes, producto de la aplicación de una técnica de mejoramiento genético, con características definidas y que reúne la condición de ser diferente a otras, estable y uniforme, generalmente presentan mayor potencial de rendimiento, así como diversas condiciones favorables de calidad, precocidad, resistencia a plagas y enfermedades (Tadeo y Espinosa, 2004).

Eberhart y Russell (1966) consideran que un genotipo es estable cuando el coeficiente de regresión (bi) es igual a 1 y las desviaciones de regresión (S2di) iguales a cero. Por lo tanto, los genotipos que no interaccionan con los factores ambientales mostrarán pendiente cero y podrían ser estables. Los genotipos que muestren respuesta media a los cambios ambientales tendrán pendientes iguales a 1, y el genotipo más estable será el que muestre el valor de S2di más próximo a cero.

La importancia de la descripción varietal radica en poder registrar la variedad ante organismos oficiales, promover su difusión y realizar adecuadamente su multiplicación, manteniendo su pureza genética; esto con la finalidad de ofrecer certeza al obtentor de una nueva variedad y el que hará uso del material registrado.

La UPOV (2000), asumió la responsabilidad de estandarizar las reglas de protección. Adoptó el convenio internacional de 1961 para la protección de nuevas variedades de plantas, que fue revisado en 1978 (UPOV, 1991), donde publicó las directrices para la ejecución del examen de la distinción, la homogeneidad y la estabilidad en caracteres cualitativos y cuantitativos. Estos principios rectores son de utilidad para

This helps the allocation and establishment of plant breeder´s rights (PBR) for a better seed trade control, where the attribute of quality is crucial, since it is determined by the genotype, and it helps perform studies of agricultural interest on the species, and biopiracy of plant material is avoided (Keefe and Draper, 1986). In terms of the physical and genetic quality of a seed in a plant variety, distinction, uniformity and stability patterns are observed that identify it as containing a high varietal purity, which is synonymous with quality in its genetic component. These landlords are based on morphologic characteristics that it shows the population, classifying itself according to the form of evaluation in qualitative and quantitative characters (Kelly, 1988).

An improved variety is defined as the set of uniform plants, product of the application of a genetic improvement technique, with defined characteristics and that gathers the condition of being different to others, stable and uniform; they generally present a greater yield potential, as well as diverse favorable quality, precociousness conditions, resistance to plagues and diseases (Tadeo and Espinosa, 2004).

Eberhart and Russell (1966) considered genotype to be stable when the regression coefficient (bi) is equal to 1 and the regression deviations (S2di) are equal to zero. Therefore, the genotypes that do not interact with the environmental factors will display a slope of 0 and could be stable. The genotypes that show an average response will have slopes equal to 1 and the most stable genotype will show value of S2di closer to zero.

The importance of the varietal description lies in being able to register the variety in official organisms, to promote its circulation and to adequately carry out its multiplication, and maintaining its genetic purity in order to offer certainty to the breeder of a new variety and who ever will use the registered material.

The UPOV (2000) assumed the responsibility of standardizing the rules of protection. It adopted the 1961 international agreement for the protection of new plant varieties, which was revised in 1978 (UPOV, 1991), where it published the guidelines to carry out the distinction, homogeneity and stability test in qualitative and quantitative terms. These principles are useful for breeders when requesting the PBR, which is why this paper presents, the varietal description in order to register


los mejoradores al solicitar la concesión de los derechos de obtentor de una nueva variedad, por lo cual en el presente trabajo, se plantea la descripción varietal con propósitos de registro de las variedades generadas en el programa de mejoramiento de tomate de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN).

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en tres localidades, el primer ambiente de evaluación fue realizado en la localidad San José de la Jaroza en Paila, Municipio de Parras de la Fuente, estado de Coahuila y se encuentra geográficamente localizado en las coordenadas 102º 09’ 32’’ longitud oeste y 25º 45’ latitud norte, a una altitud de 1 550 m, con un clima Bsohx´(w)(e) seco semicálido, muy extremoso con lluvias escasas durante el año y una temperatura media anual de 20 ºC (García, 2004); la segunda localidad en Buenavista, Saltillo, Coahuila, localizada en las coordenadas 25o 21’ 19.22’’ latitud norte y 101o 01’ 49.02’’

de longitud oeste, con un clima seco BsoKW(e), verano cálido, presencia de lluvias y temperaturas extremosas, altitud de 1 779 m y la tercera localidad se estableció en Rancho Nuevo, municipio de Ramos Arizpe, a una altitud de 1 473 m, 25º 31’ 53’’ latitud norte y 101º 00’ 50’’ longitud oeste, con un clima Bsh, temperatura promedio de 18 ºC (García, 1986); las evaluaciones fueron realizadas bajo condiciones de campo.

Germoplasma utilizado

Se utilizaron variedades mejoradas de tomate AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) generadas en el programa de mejoramiento fisiotécnico de la UAAAN, los cuales presentan características sobresalientes de tipo fenológicas, fisiotécnicas y calidad. F3 es de hábito indeterminado sobresaliente para condiciones de invernadero, fruto tipo bola con peso promedio de 110 g, con rendimiento superior a 50 t ha-1, contenido de vitamina C entre 19 a 20 mg en 100 g de fruto; R1 es de hábito determinado ideal para campo, tipo bola con peso promedio de fruto de 120 g y rendimiento en campo de 48-52 t ha-1, contenido de vitamina C de 20 mg en 100 g de fruto; y Q3 de hábito determinado ideal para campo, tipo bola con peso promedio de fruto de 100 g y rendimiento en campo de 47 a 53 t ha-1, contenido de vitamina C de 19 a 21 mg en 100 g de fruto.

the varieties created in the tomato breeding program of the Antonio Narro Autonomous Agrarian University (UAAAN).

MATERIALS AND METHODS

The investigation was carried out in three locations, the first evaluation site was the town of San José de la Jaroza in Paila, in the municipal area of de Parras de la Fuente, in the State of Coahuila, located at 102º 09’ 32’’ Longitude West and 25º 45’ Latitude North, at an altitude of 1 550 masl, with a weather Bsohx´(w)(e) dry, mild, with scarce rains throughout the year and an average yearly temperature of 20 ºC (García, 2004). The second location is in Buenavista, Saltillo, Coahuila, located on coordinates 25o 21’ 19.22’’ Latitude North and 101o 01’ 49.02’’ Longitude West, with a dry weather BsoKW(e), warm summers, rains and extreme temperatures, and an altitude of 1 779 masl. The third location was in Rancho Nuevo, in the municipal area of Ramos Arizpe, at an altitude of 1 473 masl, 25º 31’ 53’’ Latitude North and 101º 00’ 50’’ Longitude West, a weather Bsh, and an average temperature of 18 ºC (García, 1986); evaluations were performed on the fields.

Germplasm used

The improved tomato varieties used were AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3), created in the physiotechnical breeding program of UAAAN, and which displayed outstanding phonological,physiotechnical and quality characteristics. F3 is of undetermined habits, outstanding for greenhouse conditions, a bola type fruit with an average weight of110 g, an average yield of 50 t ha-1, a vitamin C content of 19 to 20 mg in 100 g of fruit; R1is of determined habits, ideal for the field, bola type, with an average fruit weighing 120 g and a yield of 48-52 t ha-1, a vitamin C content of 20 mg in 100 g of fruit. Finally Q3: determined habits, ideal for the field, bola type, with an average fruit weighing 100 g and a yield of 47 at 53 t ha-1, a vitamin C content of 19 to 21 mg in 100 g of fruit.

Values in photosynthesis range from 12 to 15 µmol of CO2 m-2 s-1, which shows photosynthetic efficiency for the Mexican northeast. The lines have a fixed percentage


En fotosíntesis los valores están de 12 a 15 µmol de CO2 m-2 s-1 lo cual muestran eficiencia fotosintética para las condiciones del noreste mexicano. Las líneas se encuentran con un porcentaje de endogamia fijado de 99.21%, con lo cual se consideran homocigotas para varios caracteres (Aspeytia, 1994; Borrego, 2001). Las variedades comerciales Río Grande y Toro, fueron utilizadas como testigos por ser las variedades que más se siembran en el sureste de Coahuila y de más reciente introducción al mercado respectivamente.

El experimento se estableció en campo con el transplante de las variedades el día 30 de julio de 2005 para la localidad del rancho La Jaroza en Paila, Coahuila, el experimento constó de 5 surcos de 200 m de longitud, con una distancia entre plántulas de 40 cm y 1.8 m entre hileras, con acolchado y riego por goteo. Para la segunda localidad en Buenavista, el 27 de agosto de 2005 se realizó el transplante en camas de siembra de 28 m de largo y 90 cm de ancho. Se realizaron las prácticas de manejo en el cultivo, riegos, podas, fertilización, control de malezas, tutorado de plantas y la aplicación preventiva de pesticidas para disminuir la incidencia de plagas y enfermedades.

Para la localidad de Rancho Nuevo, el transplante se realizó el 16 de marzo de 2006, en siete surcos de 200 m de largo por 0.9 m de ancho a una distancia entre plantas de 30 cm. La primera poda se efectuó a los 20 días después del trasplante, con la aparición de los primeros tallos laterales, los cuales fueron eliminados, al igual que las hojas senescentes.

Para los descriptores cuantitativos se utilizó un diseño de bloques completos al azar combinado sobre localidades, donde el factor L, fueron las localidades (3), el factor V, las variedades (5), de las cuales tres son generadas en el programa de mejoramiento de la UAAAN y dos variedades se utilizaron como testigos, en donde se consideró a cada planta muestreada como una repetición. Evaluándose los caracteres en 20 plantas elegidas al azar, procurando que estas; se encontraran en competencia completa; con el siguiente modelo estadístico.

Yijk = µ + Bj (Lk) + Lk + Vi + LVik + εijk

Donde; Yijk= Valor observado del i-ésimo variedad en el j-ésimo bloque en la k-ésima localidad; µ= efecto de la media general; Bj(Lk)= efecto del j-ésimo bloque anidado en la k-ésima localidad; Lk= efecto de la k-ésima localidad; Vi= efecto de i-ésimo variedad; LVik= efecto de

of endogamy of 99.21%, which makes them homozygotic for several characteristics (Aspeytia, 1994; Borrego, 2001).The commercial varieties Río Grande and Toro were used as tests, since they are the most commonly planted in southeastern Coahuila and the most recently introduced in the market, respectively.

The experiment was carried out on the field with the transplant of the varieties on July 30th., 2005 in the Jaroza ranch in Paila, Coahuila. It consisted of five furrows, each one 200 meters long, with a distance of 40 cm between plantlets and 1.8 m between rows, with a cushion and irrigation by dripping. For the second location in Buenavista, on August 27th., 2005, the transplant was performed on plantation beds, 28 m long and 90 cm wide. The handling practices were performed on the plantation, irrigation, trims, fertilization, weed control, plant tutoring and preventive pesticides to reduce the incidence of plagues and diseases.

For the location of Rancho Nuevo, transplant was carried out on March 16th., 2006, in seven furrows, 200 m long and 0.9 m wide and a distance of 30 cm between plants. The f irst trim was 20 days after transplanting, with the appearance of the first lateral stems, which were eliminated, as well as the aging leaves.

For quantitative descriptors, a combined complete random block design was used on the locations, where factor L were locations (3), factor V were varieties (5), of which three were created in the UAAAN breeding program and two were used as tests, in which each sampled plant was considered a repetition. The characteristics of 20 plants chosen at random were evaluated, having as many as possible in complete competence, using the following model:

Yijk= µ + Bj (Lk) + Lk + Vi + LVik + εijk

Where Yijk = observed value of the i-th variety in the j-th blockin the k-th location; µ= effect of the general average; Bj(Lk)= effect of the del j-th block nested in the k-th location; Lk= effect of the k-th location; Vi= effect of the i-th variety; LVik= effect of the interaction of the i-th variety in the k-th location; εijk= effect of the experimental error; k= 1, 2, 3 … locations; i= 1, 2, 3, 4, 5 …varieties.

The qualitative descriptors in plants were carried out according to the TG/44/10 guidelines for the distinction, homogeneity and stability test for tomato plantations


la interacción del i-ésimo variedad en la k-ésima localidad; εijk= efecto del error experimental; k= 1, 2, 3 … localidades; i= 1, 2, 3, 4, 5 …variedades. Para los descriptores de tipo cualitativo en planta se realizaron de acuerdo con las directrices TG/44/10, para la ejecución del examen de la distinción, la homogeneidad y la estabilidad para el cultivo de tomate (UPOV, 1991) en las tres localidades en 20 plantas elegidas al azar y que se encontraran en competencia completa. Para la evaluación del descriptor duración de la conservación (D41), en donde se estimo la duración de la vida de anaquel en los frutos, los cuales estuvieron a una temperatura ambiente promedio de 16 °C.

Análisis estadístico

Para el análisis de las variables cuantitativas, se utilizó el paquete estadístico, Statistical Analysis System (SAS) versión 8.2 (SAS, 2001), donde se obtuvo un análisis de varianza combinado, una comparación de medias por diferencia mínima significativa (DMS), coeficiente de variación, desviación estándar, valores máximos y mínimos. En la evaluación de los caracteres cualitativos, se aplicó el examen TG/44/10 (UPOV, 2001). Para la determinación de los parámetros de estabilidad, se utilizó el programa PARAM, desarrollado por Ortega y magaña (1992) con base en el modelo propuesto por Eberhart y Russel (1966).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados muestran para el descriptor cualitativo capa de abscisión del pedúnculo (D20), en cuatro de las variedades caracterizadas se encuentra presente, y solo se encuentra ausente en la variedad testigo Río Grande. Para el descriptor división del limbo (D9), en cuatro de las variedades caracterizadas presentaron del tipo bipinnada, excepto el testigo Toro, que presento su división del tipo pinnada. Para los descriptores cualitativos en floración, en el tipo de inflorescencia (D16), todas las variedades presentaron del tipo intermedia, para el descriptor fasciación de la flor (D17) y pubescencia del estilo (D18) se mostraron ausentes en todas las variedades caracterizadas.

Para el descriptor número de lóculos (D33), se observó que el testigo Río Grande presentó sólo dos lóculos en 100% de sus frutos evaluados, para la variedad testigo Toro de tres a cuatro lóculos, para la variedad AN-Td4 (Q3)

(UPOV, 1991) in the three locations in 20 plants chosen at random and in complete competence. To evaluate the descriptor of the duration of conservation (D41), the shelf life was calculated of the fruits, which were kept at an average room temperature of 16°C.

Statistical analysis

For the analysis of quantitative variables, the SAS 8.2 (SAS, 2001) package was used, and a combined variance analysis was obtained, along with a comparison of averages by the minimum statistical difference (DMS), variation coefficient, standard deviation, and maximum and minimum values. In the evaluation of qualitative characteristics, the TG/44/10 (UPOV, 2001) test was applied. To determine the stability parameters, the PARAM program, developed by Ortega and Magaña (1992), was used, based on the model suggested by Eberhart and Russel (1966).

RESULTS AND DISCUSSION

The results for the qualitative descriptor layer of abscission of the peduncle (D20) show that it is present in four of the characterized varieties, and is only absent in the test variety Río Grande. For the descriptor division of the limbo (D9), four of the characterized varieties displayed the type bipinnate, except for the control Toro, which presented its division of the type pinnate. For the qualitative descriptors in bloom, in the type of inflorescence (D16), all varieties displayed the intermediate type, and for the descriptor fasciations of the flower (D17) and pubescence of the style (D18) they were absent in all the characterized varieties.

For the descriptor number of locules (D33), the control Río Grande displayed only two locules in 100% of its evaluated fruits, for the control variety Toro, 3 to 4 locules; for variety AN-Td4 (Q3), four, five or six and for AN-Ti1 (F3) and AN-Td1 (R1), the amount of locules was greater than six, according to the classification of the UPOV test (2001). The last two varieties displayed in some cases up to eight locules per fruit evaluated. For the qualitative characteristics of the fruit, color in ripeness (D38) and color of the pulp in (D39), displayed no variability in its level of characterization, since all varieties were even. For the descriptor of duration of


presentó de cuatro, cinco o seis y para AN-Ti1 (F3) yAN-Td1 (R1), presentaron más de seis lóculos de acuerdo a la clasificación del examen de UPOV (2001), para el caso de estas dos últimas variedades, presentaron en algunos casos hasta ocho lóculos por fruto evaluado. Para el carácter cualitativo en fruto, color en la madurez (D38) y color de la pulpa en su madurez (D39) no mostraron variabilidad en su nivel de caracterización ya que todas las variedades se mostraron uniformes. Para el descriptor duración de la conservación (D41) se observó que la variedad testigo Río Grande presentó una menor vida de anaquel con 39 días, la variedad Toro 41 días, AN-Ti1 (F3) 43 días, AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) 45 días respectivamente.

En los descriptores cuantitativos de tomate (Cuadro 1), se observó que existen diferencias significativas (p≤ 0.01) para el número de inflorescencias (D3) y longitud del entrenudo (D5) en localidades y variedades evaluados, así como para longitud de folíolos (D7) y longitud de la capa de abscisión (D21), indicando que estas características están influenciadas por el medio ambiente, debido que los factores climáticos (luz, agua, temperatura) influyen en los procesos fenológicos y fisiológicos del cultivo. No se encontraron diferencias estadísticas en el descriptor anchura de folíolos (D8) en todas sus fuentes de variación, indicando con esto que las variedades se comportan estables debido a su menor interacción genotipo ambiente mostrada en los tres ambientes evaluados.

La prueba de diferencia mínima signif icativa (DMS)(p≤ 0.05) para los descriptores cuantitativos (Cuadro 1 y 2), se observó que en las variedades Toro y AN-Td4 (Q3) fueron los mejores para el número de inflorescencias (D3)

conservation (D41) the control variety Río Grande displayed a lower shelf life of 39 days, whereas the variety Toro had a shelf life of 41 days, AN-Ti1 (F3) 43 days, AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3) 45 days, respectively.

In the quantitative tomato descriptors (Table 1), significant differences were observed (p≤ 0.01) for the number of inflorescences (D3) and length of the internodes (D5) in the evaluated varieties and locations, as well as for the length of the leaflets (D7) and the length of the layer of abscission (D21), indicating that these characteristics are influenced by the environment, since the weather conditions (light, water, temperature) inf luence the phonological an physiological processes of the crop. There were no statistical differences found in the descriptor leaflet width (D8) in all its variation sources, indicating that the varieties behave in a stable manner due to their lower genotype-environment interaction shown in the three environments evaluated.

The significant minimum difference test (DMS) (p≤ 0.05) for the quantitative descriptors (Tables 1 and 2), showed that in varieties Toro and AN-Td4 (Q3) were the best for the number of inflorescences (D3) and for the descriptor D5, length of the internode between the first and fourth inflorescences (LE1/4INF) the genotypes

AN-Ti1 (F3) and AN-Td1 (R1) for the descriptor D7 the genotypes Toro and AN-Td4 (Q3), for descriptor D8 the genotype Río Grande, and for the length of the abscission layer (D21) genotype AN-Ti1 (F3).

FV GL NDI (D3) LE1/4INF (D5) LF (D7) AF (D8) LCA (D21)LOC 2 25.08∗∗ 19501.81∗∗ 8944.74∗∗ 8105.71∗∗ 0.12∗∗

REP∗LOC 57 2.32 56.68 16.65 29.35 0.02VAR 4 1323.46∗∗ 1297.2∗∗ 146.1∗∗ 32.37 19.36∗∗

LOC∗VAR 8 3.04 546.68∗∗ 39.56∗∗ 37.22 0.36∗∗

Error 228 2.03 39.37 10.08 20.35 0.02CV 17.22 18.34 10.94 17.18 16.15X 8.27 34.2 29.02 26.25 0.99

Cuadro 1. Análisis de varianza combinado para cinco variedades de tomate evaluadas en tres localidades durante 2005 y 2006.Table 1. Variance analysis combined with five tomato varieties in three locations in 2005 and 2006.

FV= fuente de variación; GL= grados de libertad; LOC= localidades; REP= repeticiones; VAR= variedades; CV= coeficiente de variación; ∗∗= altamente significativo (p≤ 0.01); NDI= número de inflorescencia (D3); LE1/4INF= tallo, longitud del entrenudo entre la 1ra. y la 4ta. inflorescencia (D5); LF= longitud de folíolos en cm (D7); AF= anchura de folíolos en cm (D8); LCA= longitud en cm desde la zona de abscisión hasta el cáliz (D21).


y para el descriptor D5 longitud del entrenudo entre la 1ra. y 4ta. inflorescencia (LE1/4INF) los genotipos AN-Ti1 (F3) y AN-Td1 (R1) para el descriptor D7 los genotipos Toro y AN-Td4 (Q3), para el descriptor D8 el genotipo Río Grande, y para la longitud de la capa de abscisión (D21) el genotipo AN-Ti1(F3).

Las variedades AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) se consideran como nuevas, ya que en la actualidad no se encuentran en la fase de multiplicación para fines de venta, requisito que se plantea en el convenio de la UPOV de 1991 (UPOV, 2000) y en la ley de semillas de México (SAGARPA-SNICS; 2007); es decir, que las variedades no han sido explotadas comercialmente.

Las variedades evaluadas se consideran diferentes como lo muestran los resultados comparativos de los descriptores (Cuadro 3). En el caso particular de las variedades generadas por el programa de mejoramiento fisiotécnico de tomate de la UAAAN, los descriptores que difirieron fueron; división del limbo (D9), capa de abscisión del pedúnculo (D20), forma del fruto en sección longitudinal (D24), acostillado del fruto en la zona peduncular (D25), sección transversal en el fruto (D26), depresión del fruto en la zona peduncular (D27), tamaño de la cicatriz peduncular del fruto (D28), tamaño de la cicatriz pistilar del fruto (D29), forma del fruto en el extremo distal (D30), número de lóculos en el fruto (D33) y duración de la conservación del fruto (D41), cumpliendo así con lo estipulado por la (UPOV, 2001) ya que para su objeto de registro establece que en al menos en una característica tiene que diferir con las variedades de referencia, para dar cumplimiento con el parámetro de distinción, así también para fines de protección de una variedad.

The varieties AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3) are considered new, since they are currently not in the phase of multiplication for sales, requirements established in the 1991 UPOV agreement (UPOV, 2000) in the Mexican seed laws (SAGARPA-SNICS; 2007). That is, the varieties have not been commercially exploited.

The varieties evaluated are considered different, as shown by the comparative results of the descriptors (Table 3). In the particular case of the varieties generated by the physiotechnical breeding program of the UAAAN, the descriptors that differed were: division of the limbo (D9), layer of abscission of the peduncle (D20), longitudinal shape of the fruit (D24), embedment of the fruit in the peduncular area (D25), cross section of the fruit (D26), depression of the fruit in the peduncular area (D27), size of the peduncular scar of the fruit (D28), size of the pistil scar of the fruit (D29), shape of the fruit in the distal end (D30), number of locules in the fruit (D33) and duration of the conservation of the fruit (D41), complying with the stipulations of the UPOV (2001), since it states that for registration purposes, the variety must differ in at least one characteristic with the reference varieties in order to comply with the distinction parameter, as well as for purposes of protection of a variety.

The stability analysis (Table 4) showed that the environmental indices for D3 had a better response for the location of La Jaroza in Paila, which was of 0.4833, for the D5 all genotypes behaved in a stable manner, since the location of la Jaroza showed the best environmental index (9.8), D7 showed a favorable response for the location of Rancho Nuevo, with an environmental index of 6.1167, for D8, the favorable response to the environmental index was shown by Rancho Nuevo with a value of 5.5 and for D21 the varieties displayed stability,

Cuadro 2. Comparación de medias en cinco variedades de tomate evaluados en tres localidades durante 2005 y 2006.Table 2. Comparison of averages in five tomato varieties evaluated in three locations in 2005 and 2006.

VARIEDAD NDI (D3) LE1/4INF (D5) LF (D7) AF (D8) LCA (D21)X S X S X S X S X S

Río Grande 9.3 B 1.4 34.9 B 6.1 28.5 B 2 27.2 A 4.4 0 D 0Toro 11 A 1.2 30.9 C 5.5 30.2 A 3.7 26.5 AB 4 1.1 C 0.1

AN-Ti1 (F3) 0 C 0 39.4 A 6.9 27.3 C 3.3 26 AB 4.4 1.4 A 0.2AN-Td1 (R1) 9.7 B 2 37.6 A 5.3 27.8 BC 2.5 26.1 AB 4.2 1.2 B 0.1AN-Td4 (Q3) 11.2 A 1.5 28.1 D 5.2 31 A 3.4 25.2 B 3.8 1.1 C 0.1

DMS 0.5 2.2 1.1 1.6 0Columna con la misma letra son estadísticamente iguales (p≤ 0.05); DMS= diferencia mínima significativa; S= desviación estándar; NDI= número de inflorescencias (D3); LE1/4INF= tallo, longitud del entrenudo entre la 1ra. y la 4ta. inflorescencia (D5); LF= longitud de folíolos en cm (D7); AF= anchura de folíolos en cm (D8);LCA= longitud en cm desde la zona de abscisión hasta el cáliz (D21).


Descriptor Río Grande Toro AN-Ti1 (F3) AN-Td1 (R1) AN-Td4 (Q3)Nivel (%) Nivel (%) Nivel (%) Nivel (%) Nivel (%)

D9 hoja: división del limbo

Bippinada 100 Pinnada 100 Bippinada 100 Bippinada 100 Bippinada 100

D20 pedúnculo: capa de abscisión

Ausente 100 Presente 100 Presente 100 Presente 100 Presente 100

D24 fruto forma en sección longitudinal

Cilíndrica 100 Rectangular 100 Ligeramenteaplanada

100 Ligeramenteaplanada

100 Ligeramenteaplanada

100

D25 fruto: acostillado en la zona peduncular

Ausente o muy débil

100 Débil 100 Medio 100 Medio 100 Fuerte 100

D26 fruto: sección transversal

No redonda 100 No redonda 100 Redonda 100 Redonda 100 Redonda 100

D27 fruto: depresión peduncular

Media 100 Media 100 Fuerte 100 Fuerte 100 Fuerte 100

D28 fruto: tamaño de la cicatriz peduncular

Media 100 Media 100 Media 100 Grande 100 Grande 100

D29 fruto: tamaño de la cicatriz pistilar

Muy pequeña

100 Pequeña 100 Media 100 Grande 100 Grande 100

D30 fruto: forma del extremo distal

Puntiaguda 100 Plana apuntiaguda

100 Hundida a plana

100 Plana 100 Plana 100

D33 fruto: número de lóculos

Sólo dos 100 Tres o cuatro

100 Más que seis

100 Más que seis 100 Cuatro, cinco o seis

100

D41 fruto: duración de la conservación

Media 100 Media 100 Media 100 Media 100 Larga 100

Cuadro 3. Descriptores cualitativos que diferencian las variedades AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3), de los testigos Río Grande y Toro.

Table 3. Qualitative descriptors that differentiate varietiesAN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3), from control Río Grande and Toro.


El análisis de estabilidad (Cuadro 4) mostró que los índices ambientales para el D3 tuvieron mejor respuesta para la localidad de la Jaroza en Paila, que fue de 0.4833, para el D5 todos los genotipos se comportaron estables, mostrando para este descriptor el mejor índice ambiental la localidad de la Jaroza (9.8), el D7 mostró una respuesta favorable para la localidad de Rancho Nuevo con un índice ambiental de 6.1167, para el carácter D8, la respuesta favorable al índice ambiental lo presentó la localidad de Rancho Nuevo con un valor de 5.5 y para el D21 las variedades presentaron estabilidad, excepto para Rio Grande, que careció de este carácter. Las diferencias entre ambientes pueden cambiar con frecuencia la magnitud del comportamiento de una variedad a través de diferentes localidades de prueba; por lo tanto, es necesario desarrollar cultivares que interaccionen positivamente con el medio ambiente.

except for Rio Grande, that lacked this characteristic. The differences between environments can frequently change the magnitude of the behavior of a variety throughout different trial locations. It is therefore necessary to develop cultivars that interact positively with the environment.

For the descriptor of internode length between the 1st. and 4th. inflorescence (D5), varieties AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3), the values of the regression coefficient (bi) are 1.15, 0.92 and 1.11 respectively; they are therefore considered stable and agree with Eberhart and Russell (1966), who consider that a genotype is stable if bi is equal to values of 1. For the deviation regressions (S2di) the five variables evaluated in the descriptor of length from the abscission zone to the calyx (D21), presented valuesof 0.06 to -0.01 (Table 4). The practical stability reliant on

Descriptor Variedad Media bi S2di Ambiente I ANDI Río Grande 9.3 0.55 -2 La Jaroza 0.4833

Toro 11 1.99 -2 Buenavista -0.5167AN-Ti1 (F3) 0.01 0 -2 Rancho Nuevo 0.0333AN-Td1 (R1) 9.7 1.19 -2AN-Td4 (Q3) 11.2 1.27 -1.9

LE1/4INF Río Grande 34.9 1.2 -35.3 La Jaroza 9.8Toro 30.9 0.62 31.8 Buenavista -15.99

AN-Ti1 (F3) 39.4 1.15 11 Rancho Nuevo 6.19AN-Td1 (R1) 37.6 0.92 -35.7AN-Td4 (Q3) 28.1 1.11 -37.8

LF Río Grande 28.5 0.96 -9.8 La Jaroza 4.7767Toro 30.2 1.14 -9.9 Buenavista -10.8933

AN-Ti1 (F3) 27.3 0.87 -9.7 Rancho Nuevo 6.1167AN-Td1 (R1) 27.8 0.88 -9.9AN-Td4 (Q3) 31 1.16 -9

AF Río Grande 27.2 1.06 -19.4 La Jaroza 4.89Toro 26.5 1.06 -19.4 Buenavista -10.39

AN-Ti1 (F3) 26 1 -19.3 Rancho Nuevo 5.5AN-Td1 (R1) 26.1 0.97 -20.3AN-Td4 (Q3) 25.2 0.9 -11.3

LCA Río Grande 0.01 0 -0.02 La Jaroza -0.0363Toro 1.1 0.93 0 Buenavista 0.0007

AN-Ti1 (F3) 1.4 3.98 0.06 Rancho Nuevo 0.0357AN-Td1 (R1) 1.2 0.96 -0.02AN-Td4 (Q3) 1.1 -0.86 -0.01

Cuadro 4. Resultados del análisis de estabilidad en variedades de tomate según Eberhart y Russel (1966) en tres localidades del sureste de Coahuila.

Table 4. Results of the stability analysis in tomato varieties, according to Eberhart and Russel (1966) in three locations in southeastern Coahuila.

bi= coeficientes de regresión; S2di = varianza de desviaciones de la regresión; IA= índice ambiental; NDI= número de inflorescencias (D3); LE1/4INF= tallo, longitud del entrenudo entre la 1ra. y la 4ta. inflorescencia (D5); LF= longitud de folíolos en cm (D7); AF= anchura de folíolos en cm (D8); LCA= longitud en cm desde la zona de abscisión hasta el cáliz (D21).


Para el descriptor longitud del entrenudo entre la 1ra. y la 4ta. inflorescencia (D5) las variedades AN-Ti1 (F3), AN-Td1(R1) y AN-Td4 (Q3) los valores del coeficiente de regresión (bi) son de 1.15, 0.92 y 1.11 respectivamente; por lo tanto, se consideran estables y se coincide con Eberhart y Russell (1966) en donde se considera que un genotipo es estable, si bi es igual a valores de uno. Para las desviaciones de regresión (S2di) las cinco variedades evaluadas en el descriptor longitud desde la zona de abscisión hasta el cáliz (D21), presentaron valores de 0.06 a -0.01 (Cuadro 4). La estabilidad practica en función de bi y S2di en los caracteres cuantitativos para los tres ambientes, ubica a AN-Td1 (R1), AN-Td4 (Q3) y Toro como variedades estables.

La variedad testigo Río Grande presento una respuesta mejor en ambientes desfavorables y consistencia de acuerdo con los parámetros de estabilidad Eberhart y Russel (1966); Carballo y Márquez (1970) para los descriptores número de inflorescencias y longitud desde la zona de abscisión hasta el cáliz. En el testigo Toro la variedad se comporto estable en los cinco caracteres cuantitativos evaluados (Cuadro 5).

CONCLUSIONES

Los caracteres de tipo cualitativo en planta y fruto de las variedades de tomate AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) yAN-Td4 (Q3) se comportaron de manera estable en sus diversos niveles de caracterización en base a los resultados de las tres localidades de estudio.

bi and S2di in the quantitative characteristics for the three environments, places AN-Td1 (R1), AN-Td4 (Q3) and Toro as stable varieties.

The test variety Río Grande presented a better response in unfavorable environments and consistency according to the stability parameters by Eberhart and Russel (1966); Carballo and Márquez (1970) for the descriptors number of inflorescences and length from the abscission to the calyx. Test variety Toro was stable in the five quantitative characteristics evaluated (Table 5).

CONCLUSIONS

The qualitative characteristics in plants and fruits of the tomato varieties AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3) were stable in their diverse characterization levels, based on the results of all three study locations.

The stability analysis helped observe the behavior of AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3) as stable varieties in the quantitative characteristics evaluated in the three environments.

Variables cuantitativas

Parámetros de estabilidad de variedadesRío Grande Toro AN-Ti1 (F3) AN-Td1 (R1) AN-Td4 (Q3)

NDI Respuesta mejor en ambientes desfavorables y consistencia

Variedad estable Respuesta mejor en ambientes desfavorables y consistencia.

Variedad estable Variedad estable

LE1/4INF Variedad estable Variedad estable Variedad estable Variedad estable Variedad estableLF Variedad estable Variedad estable Variedad estable Variedad estable Variedad estableAF Variedad estable Variedad estable Variedad estable Variedad estable Variedad estableLCA Respuesta mejor

en ambientes desfavorables y consistencia

Variedad estable Buena respuesta en todos los ambientes e inconsistencia

Variedad estable Variedad estable

Cuadro 5. Clasificación de variedades de tomate con base en el análisis de estabilidad de caracteres cuantitativos según Eberhart y Russel (1966), en tres localidades durante 2005 y 2006.

Table5. Classification of tomato varieties based on the analysis of the stability of quantitative characteristics according to Eberhart and Russel (1966) in three locations in 2005 and 2006.

NDI= número de inflorescencias (D3); LE1/4INF= tallo, longitud del entrenudo entre la 1ra. y la 4ta. inflorescencia (D5); LF= longitud de folíolos en cm (D7); AF= anchura de folíolos en cm (D8); LCA= longitud en cm desde la zona de abscisión hasta el cáliz (D21).

End of the English version


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Con el análisis de estabilidad se observó el comportamiento de AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) como variedades estables en los caracteres cuantitativos evaluados en los tres ambientes.

RECOMENDACIONES

Las variedades de tomate de la UAAAN deberán ser sujetas a valoración para su inscripción en el catálogo de variedades de plantas, dado que se cumple con lo estipulado por el SNICS de ser distintas, uniformes y estables con respecto a las variedades testigo.

LITERATURA CITADA

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RELACIÓN ENTRE Bactericera cockerelli Y PRESENCIA DE Candidatus Liberibacter psyllaurous EN LOTES COMERCIALES DE PAPA*

RELATION BETWEEN Bactericera cockerelli AND PRESENCE OF Candidatus Liberibacter psyllaurousIN COMMERCIAL FIELDS OF POTATO

Oswaldo Ángel Rubio-Covarrubias1§, Isidro Humberto Almeyda-León2, Mateo Armando Cadena-Hinojosa3 y René Lobato-Sánchez4

1Conjunto SEDAGRO. INIFAP. Metepec, Estado de México. C. P. 52140. Tel. 01 722 2320089. 2Campo Experimental General Terán. INIFAP. Carretera Montemorelos-China, km 31. Colonia Ex-Hacienda las Anacuas, General Terán, Nuevo León, C. P. 67413. Tel. 01 826 2670260. ([email protected]). 3Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México, C. P. 56250. Tel. 01 595 9212637. ([email protected]). 4Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Paseo Cuauhnáhuac 8532. Colonia Progreso. Jiutepec, Morelos. C. P. 62550. Tel. 01 777 3293600. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: julio de 2010


RESUMEN

La brotación anormal de los tubérculos (sin brotes o brotes ahilados) y el pardeamiento interno de los tubérculos, son síntomas de una enfermedad que está afectando la producción de papa en México, en el suroeste de Estados Unidos y América central. Esta enfermedad ha sido asociada con el psilido de la papa Bactericera cockerelli Sulc. Con el objetivo de dilucidar las causas de esta enfermedad, en 2007 se llevó a cabo un muestreo en 11 lotes comerciales de papa localizados en un transecto altitudinal entre 2 600 y 3 500 m en la región productora de papa de Toluca. La población de B. cockerelli fue determinada mediante muestreos semanales de los insectos adultos atrapados en trampas amarillas pegajosas. Al final del periodo de crecimiento del cultivo, los tubérculos producidos en cada lote fueron muestreados y almacenados por 6 meses. Después de este tiempo, se determinó el porcentaje de tubérculos con brotación anormal y se hicieron análisis con PCR para determinar la presencia de Candidatus Liberibacter psyllaurous y de fitoplasmas en los tubérculos. Los resultados indican que la población de B. cockerelli y de los síntomas de la punta morada de la papa disminuyeron con la altura, en alturas superiores a

ABSTRACT

The abnormal sprouting of tubers (without sprouts or with threadlike sprouts) and the internal browning of the potatoes are symptoms of a disease which is affecting the potato production in Mexico, in southwestern United States and Central America. This disease has been associated with the psyllid of the potato Bactericera cockerelli Sulc. With the purpose of clarifying the causes of this disease, samples were taken in 11 commercial batches of potato in an altitudinal transect between 2 600 and 3 500 m the potato producing area of Toluca in 2007. The population of B. cockerelli was determined using weekly samples of the adult insects caught in sticky yellow traps. At the end of the crop´s growth period, the tubers produced in each batch were sampled and stored for six months. After this time, the percentage of tubers with abnormal sprouts was established and analyses were carried out with PCR to determine the presence of Candidatus Liberibacter psyllaurous and of phytoplasm in the tubers. The results indicate that the population of B. cockerelli and of the symptoms of the potato purple-tip decreased with height. In heights above 3 200 masl,

Oswaldo Ángel Rubio-Covarrubias et al.18 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

3 200 msnm no se presentaron problemas significativas de la enfermedad. El 36% de los tubérculos con brotes finos presentó el pardeamiento interno y 58% de los tubérculos sin brotes presentó el mismo síntoma. El 54% de los tubérculos con brotación anormal fue positivo a Candidatus Liberibacter psyllaurous y sólo 3.5% a fitoplasmas. Estos resultados indican que Candidatus Liberibacter psyllaurous está asociada con los síntomas de la punta morada de la papa en la región de Toluca.

Palabras clave: Solanum tuberosum, manchado interno de los tuberculos, psilido de la papa.

INTRODUCCIÓN

Los síntomas de la enfermedad conocida como punta morada de la papa (PMP) en México son similares a “Zebra Chip” en los Estado Unidos y han sido reportados en diferentes países como: México (Rubio et al., 2006), Nueva Zelanda (Liefting et al., 2008), el noroeste de los Estados Unidos y en Centroamérica (Munyaneza et al., 2007; Munyaneza et al., 2008; Secor et al., 2009). Los síntomas de la PMP se caracterizan por un achaparramiento de la planta, abultamiento del tallo en los lugares de inserción de las hojas, formación de tubérculos aéreos y las hojas superiores tienden a adquirir una coloración morada en algunas variedades. Los tubérculos provenientes de plantas con síntomas de PMP desarrollan un pardeamiento interno y generalmente no brotan, o si lo hacen, sus brotes son muy delgados o ahilados.

El manchado interno de los tubérculos en forma de estrías se intensifica después de freír los tubérculos, este patrón de coloración es lo que ha conducido a que la enfermedad se denomine “Zebra Chip” en los Estados Unidos de América. Se ha demostrado que los síntomas descritos previamente pueden estar asociados con la presencia de fitoplasmas (Almeyda et al., 1999; Cadena et al., 2003; Maramorosch, 1998) y también pueden ser provocados por la infección de una bacteria, cuyo nombres propuestos son Candidatus Liberibacter psyllaurous (Hansen et al., 2008) y Candidatus Liberibacter solanacearum (Liefting et al., 2008).

El uso de técnicas moleculares para el estudio de fitoplasmas ha permitido distinguir siete diferentes tipos de fitoplasmas asociados con la PMP en Estados Unidos de América, Japón y Malasia (Okuda et al., 1997). En México se ha detectado la presencia de al menos dos tipos de fitoplasmas

no significant problems related to the disease showed up. Of the potatoes with fine sprouts, 36% displayed internal browning and 58% of the tubers without sprouts displayed the same symptom; 54% of tubers with abnormal sprouting were positive for Candidatus Liberibacter psyllaurous and only 3.5% presented phytoplasm. These results indicate that Candidatus Liberibacter psyllaurousis related to the potato purple-tip symptoms in the Toluca area.

Key words: Solanum tuberosum, internal stained of the tubers, potato psilid.

INTRODUCTION

The symptoms of the disease known as potato purple-tip (PMP) in Mexico are similar to the “Zebra Chip” in the United States of America (USA) and have been reported in different countries such as Mexico (Rubio et al., 2006), New Zealand (Liefting et al., 2008), in northwestern United States and in Central America (Munyaneza et al., 2007; Munyaneza et al., 2008; Secor et al., 2009). The symptoms of PMP include plant stunt, bulging of the stem in areas of leaf insertions, formation of aerial tubers and the top leaves tend to turn purple in some varieties. The tubers from plants with PMP symptoms acquire an internal browning and generally do not sprout, or if they do, the sprouts are very thin or threadlike.

The internal stains of the tubers in the shape of striations intensify after frying the tubers. This color pattern is what has led the disease to become known as “Zebra Chip” in the USA. It has been proven that the symptoms described above can be related to the presence of phytoplasms (Almeyda et al., 1999; Cadena et al., 2003; Maramorosch, 1998) and can also be caused by the infection of a bacteria whose proposed names are Candidatus Liberibacter psyllaurous (Hansen et al., 2008) and Candidatus Liberibacter solanacearum (Liefting et al., 2008).

The use of molecular techniques for the study of phytoplasms has helped identify seven different types of phytoplasms related to PMP in the USA, Japan and Malaysia (Okuda et al., 1997). In Mexico, at least two types of phytoplasms have been found related to PMP (Almeyda et al., 1999; Leyva et al., 2002). Some the

Relación entre Bactericera cockerelli y presencia de Candidatus Liberibacter psyllaurous en lotes comerciales de papa 19

relacionados con la PMP (Almeyda et al., 1999; Leyva et al., 2002). Algunos de los síntomas como el achaparramiento de la planta, abultamiento del tallo en los lugares de inserción de las hojas, la formación de tubérculos aéreos y el amarillamiento de las hojas superiores, también se ha atribuido al efecto de una posible toxina inyectada a las plantas por el psilido de la papa Bactericera cockerelli Sulc. (Hemiptera: Triozidae) antes conocida como Paratrioza cockerelli Sulc. (Arslan et al., 1985; Cranshaw, 1993). Sin embargo, dicha “toxina” nunca ha sido aislada.

La presencia en México de la PMP fue registrada desde 1947 en una fotografía tomada por Niederhauser en la variedad Up-to date en un lote comercial de papa en Silao, Guanajuato [archivo fotográfico del programa nacional de papa del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) en el Sitio Experimental Metepec]. Sin embargo, fue hasta el inicio de la década de los 90´s cuando el problema se observó de manera continua en la región de Saltillo, Coahuila y en los dos años siguientes también se observó en forma extensiva en lotes comerciales de papa en los estados de Guanajuato, México, Puebla y Tlaxcala. Con base en los reportes de la literatura, en aquel tiempo se creyó que el agente causal de la enfermedad era un fitoplasma transmitido por chicharritas; sin embargo, también se observaron en las mismas regiones altas poblaciones del psilido de la papa (Bactericera cockerelli, Sulc). La presencia de B. cockerelli en México fue reportada en 1941 (Caldwell, 1941), siendo hasta 1960 cuando se consideró como una plaga en los cultivos de tomate (Solanum lycopersicum) y chile (Capsicum spp.) (Garzón et al., 1992), sin saber a ciencia cierta su relación con la punta morada de la papa.

En 2001 se realizó un muestreo de plantas que presentaban los síntomas de la punta morada en las principales regiones productoras de papa en México y al mismo tiempo se monitorearon las poblaciones de B. cockerelli (Rubio et al., 2006). El estudio reveló que 34% de las muestras fueron positivas a fitoplasmas determinados con PCR y que la magnitud del problema de PMP era mayor en los lugares con mayores poblaciones de B. cockerelli. Estos resultados sugirieron que podría haber otras causas de la enfermedad. En 2008 se publicó un estudio en donde se demuestra que B. cockerelli es vector de una bacteria del genero Candidatus Liberibacter psyllaurous, la cual se relaciona con los síntomas de la enfermedad conocida como “Zebra Chip” en los Estados Unidos de América (Hansen et al., 2008).

symptoms, such as plant stunt, bulging of the stem in areas of leaf insertions, formation of aerial tubers and the yellowing of top leaves. It has also been attributed to the effect of a possible toxin injected in the plants by the psyllid of the potato Bactericera cockerelli Sulc. (Hemiptera: Triozidae) formerly known as Paratrioza cockerelli Sulc. (Arslan et al., 1985; Cranshaw, 1993). However, such a “toxin” has never been isolated.

The presence of PMP in Mexico was recorded in 1947 in a photograph taken by Niederhauser in the variety Up-to date in a commercial batch in Silao, Guanajuato [photographic archive of the national potato program of the National Forestry, Agriculture and Livestock Research Institute (INIFAP) in the Metepec Experimental Station]. However, in the early 1990´s the problem was observed continuously in the area of Saltillo, Coahuila and in the next two years, it was also noticed extensively in the States of Guanajuato, Mexico, Puebla and Tlaxcala. Based on reports in literature, in that time it was believed that the causing agent of the disease was a phytoplasm transmitted by cicadas, although in the same highlands, potato psyllids (Bactericera cockerelli, Sulc.) were also found. The presence of B. cockerelli in Mexico was reported in 1941 (Caldwell, 1941), and not until 1960 did it become considered a plague in tomato (Solanum lycopersicum) and chili pepper (Capsicum spp.) plantations (Garzón et al., 1992), uncertain of its relation with the potato purple-tip.

In 2001, samples were taken of plants with the symptoms of purple tip in the main potato-producing areas in Mexico, and at the same time populations of de B. cockerelli were being monitored (Rubio et al., 2006). The study showed that 34% of the samples were positive for certain phytoplasms with PCR, and that the dimension of the problem of PMP was greater in places with larger B. cockerelli populations. These results suggested that there could be other causes for the disease. A paper was published in 2008 showing that B. cockerelli is the vector for bacteria of the genus Candidatus Liberibacter psyllaurous, which is related to the symptoms of the disease known as “Zebra Chip” in the USA (Hansen et al., 2008).

In that same year in New Zealand, Liefting et al. (2008) showed that Candidatus Liberibacter solanacearum is related to the symptoms of internal staining in potatoes, but the two phytoplasms reported previously by


En este mismo año en Nueva Zelanda, Liefting et al. (2008) demostraron que Candidatus Liberibacter solanacearum está asociado con los síntomas de manchado interno de los tubérculos, pero no se encontraron los dos fitoplasmas reportados previamente por Secor et al. (2006). Posteriormente se demostró que Candidatus Liberibacter solanacearum también afecta a los cultivos de chile y tomate en Nueva Zelada (Liefting et al., 2009a). En México, recientemente se ha confirmado la presencia de Candidatus Liberibacter solanacearum en los cultivos de tomate (Munyaneza et al., 2009a), chile (Munyaneza et al., 2009b) y en tubérculos de papa procedentes de Saltillo, Coahuila, con el síntoma de pardeamiento interno (Secor et al., 2009). La presencia de Candidatus Liberibacter psyllaurous también ha sido reportada en tubérculos procedentes de Saltillo, Coahuila. (Munyaneza et al., 2009c). Secor et al. (2009) observaron que la secuencia de los fragmentos 16rRNA de Candidatus Liberibacter solanacearum y de Candidatus Liberibacter psyllaurous son idénticos, por lo que consideran que los dos nombres son sinónimos.

La necesidad de confirmar la etiología de “Zebra Chip” ha motivado estudios de algunos investigadores. En trabajos recientes, Secor et al. (2009) y Crosslin y Munyaneza (2009) corroboraron que B. cockerelli es transmisor de Candidatus Liberibacter y que además el patógeno puede ser transmitido por injerto. En contraste con los estudios que han definido a Candidatus Liberibacter como el agente causal de “Zebra Chip”, Lee et al. (2009) atribuyen a los fitoplasmas los síntomas de la PMP. Estos investigadores reportan la detección de fitoplasmas de un nuevo subgrupo (16Sr-III-M) en plantas y tubérculos que presentaban los síntomas de la PMP en un lote de papa en Montana. Liefting et al. (2009b) realizaron análisis de Candidatus Liberibacter y de fitoplasmas en diferentes partes de plantas con los síntomas de PMP y reportaron una infección mixta de Candidatus Liberibacter solanacearum y Candidatus Phytoplasma australiense en lotes comerciales de papa en Nueva Zelanda. Estos resultados demuestran que en algunos lugares los dos presuntos agentes causales del complejo de síntomas de la PMP, Candidatus Liberibacter y fitoplasmas, pueden estar asociados.

La mayor parte de la información disponible sobre la PMP ha sido generada en países con condiciones climáticas y agronómicas diferentes a las que tenemos en México; sin embargo, la poca información disponible indica que probablemente el o los agentes causales y su(s) vector(es) sean los mismos. Las muestras de papa en que se ha detectado la presencia de Candidatus Liberibacter provienen de la

Secor et al. (2006) were not found. It was later proven that Candidatus Liberibacter solanacearum also affects plantations of chili peppers and tomatoes in New Zealand (Liefting et al., 2009a). The presence of Candidatus Liberibacter solanacearum has recently been confirmed in Mexico in tomato (Munyaneza et al., 2009a) and chili plantations (Munyaneza et al., 2009b) and in potato tubers from Saltillo, Coahuila, with the internal browning symptom (Secor et al., 2009). Candidatus Liberibacter psyllaurous has also been reported in potatoes from Saltillo, Coahuila. (Munyaneza et al., 2009c). Secor et al. (2009) observed that the sequence of fragments 16rRNA of Candidatus Liberibacter solanacearum and of Candidatus Liberibacter psyllaurous are identical, therefore both names are considered synonyms.

The need to confirm the etiology of ‘Zebra Chip’ has motivated studies by researchers. In recent studies, Secor et al. (2009); Crosslinand Munyaneza (2009) corroborated that B. cockerelli is a transmitter of Candidatus Liberibacter, and that the pathogen can be transmitted by grafting. In contrast to the studies that have defined Candidatus Liberibacter as the causing agent of ‘Zebra Chip’, Lee et al. (2009) attribute the symptoms of PMP to phytoplasms. These researchers report the finding of phytoplasms of a new group (16Sr-III-M) in plants and tubers with PMP symptoms in a potato batch in Montana. Liefting et al. (2009b) tested for Candidatus Liberibacterand phytoplasmsin different parts of plants with PMP symptoms, and they reported a mixed infection of Candidatus Liberibacter solanacearum and Candidatus Phytoplasma australiense in the commercial potato batches in New Zealand. These results show that in some places, the two alleged causing agents of the complex of PMP symptoms, Candidatus Liberibacter and phytoplasms, could be related.

Most of the information available on PMP has been created in countries with different weather and farming conditions to the ones in Mexico. However, the scarce information available indicates that the causing agent(s) and its vector(s) may be the same one(s). The potato samples in which Candidatus Liberibacter has been found come from the potato-producing area in Saltillo, Coahuila (Munyaneza et al., 2009c; Secor et al., 2009), but whether this pathogen is present in other areas of Mexico, is unknown. The aim of this study is to provide evidence on the causing agent of PMP symptoms in the


región productora de papa de Saltillo, Coahuila (Munyaneza et al., 2009c; Secor et al., 2009), pero se desconoce si éste patógeno está presente en otras regiones de México. El presente estudio tiene como objetivo aportar evidencias sobre el agente causal de los síntomas de la PMP en la región productora de papa de Toluca, México y determinar su asociación con el psilido de la papa (Bactericera cockerelli Sulc.) como vector.


En 2007 se realizó el monitoreo de insectos y muestreo de tubérculos en 11 lotes comerciales de papa y en 2008 se evaluó la brotación y el manchado de los tubérculos que se cosecharon el año anterior. Los lotes se seleccionaron por su accesibilidad y por su altitud para muestrear todo el rango de altura en el que se siembra la papa en la región de Toluca, la cual incluye el valle y áreas cercanas al volcán Nevado de Toluca. En el Cuadro 1 se presenta la ubicación, altitud, temperatura media anual y variedades de papa muestreadas en cada sitio. La información climatológica se obtuvo de la base de datos ERIC III (IMTA, 2005), en la cual se disponía de los datos climatológicos de 3 sitios, con los cuales se calculó que la temperatura media anual se incrementaba 0.62 °C por cada 100 m de altura y con este dato se calcularon los datos faltantes en el resto de los sitios muestreados.

El manejo agronómico de cada lote se hizo de acuerdo al criterio de cada agricultor, en general, todos los agricultores aplicaron fungicidas e insecticidas, con una periodicidad que varió de una a dos semanas dependiendo de las condiciones

potato farming area in Toluca, Mexico, and to determine its relation with the potato psyllid (Bactericera cockerelli Sulc.) as a vector.


In 2007, insects were monitored and tubers sampled in 11 commercial potato batches and in 2008, the sprouts and stains were evaluated in tubers harvested the previous year. The batches were chosen for their accessibility and their altitude, to show the entire range of altitudes in which potato is grown in the Toluca area, including the valley and areas near the Nevado de Toluca volcano. Table 1 shows the location, altitude, average yearly temperature and varieties of potato sampled in each site. Weather information was taken from the ERIC III (IMTA, 2005) data base, which contained the weather information for three sites, used to calculate that the average yearly temperature rose 0.62 °C every 100 masl, and this was used to calculate the missing data in the rest of the sites sampled.

The agricultural handling of each batch was in accordance to the criteria of each farmer. In general, all farmers sprayed fungicides and insecticides every one to two

weeks, depending on the weather conditions, the greatest intensity being in the lower parts and in the rainiest season. Water supply in nine lots depended entirely on the rainfall and in two of them (Peñuelas I and Tejalpa), the potato

Comunidad Municipio Altitud (m) Longitud (W) Latitud (N) Variedades Temperatura media anual (°C)

Raíces I Zinacantepec 3 456 99o 47’ 53.74’’ 19o 9’ 59.78’’ Alpha y Malinche 7.78Raíces II Zinacantepec 3 424 99o 49’1.30’’ 19o 9’ 8.08’’ Alpha 7.98

Loma Alta Zinacantepec 3 426 99o 48’ 54.44’’ 19o 10’ 49.77’’ R15 7.97La Puerta I Zinacantepec 3 336 99o 48’ 32.39’’ 19o 11’ 16.58’’ Tollocan y R15 8.53La Puerta II Zinacantepec 3 238 99o 48’ 30.01’’ 19o 11’ 33.41’’ Gigant 9.14Peñuela I Zinacantepec 3 193 99o 50’ 17.55’’ 19o 9 22.67’’ Alpha 9.41Peñuela II Zinacantepec 3 177 99o 50’ 24.97’’ 19o 9’ 22.14’’ Gigant 9.51Peñuela III Zinacantepec 3 004 99o 51’ 26.86’’ 19o 9’ 41.48’’ Malinche 10.59

Tejalpa Zinacantepec 2 854 99o 45’ 47.40’’ 19o 15’ 18.22’’ Gigant y Malinche 11.52Metepec I Metepec 2 610 99o 35’ 27.82’’ 19o 14’ 35.39’’ Malinche y Zafiro 13.03Metepec II Metepec 2 609 99o35’ 27.72’’ 19o 14’ 37.21’’ Alpha 13.03

Cuadro 1. Altitud, ubicación y variedades de papa muestreadas en cada sitio de estudio. Table 1. Altitude, location and varieties of potato sampled in each site studied.


climáticas, siendo la mayor intensidad de aplicaciones en las partes bajas y en la época de mayor frecuencia de lluvia. El abastecimiento de agua en nueve lotes dependió únicamente de la precipitación y en dos de ellos (Peñuelas I y Tejalpa) el cultivo de papa se auxilió con riego por gravedad; en estos dos últimos lotes la siembra se hizo en marzo y los otros entre mayo y junio, al inicio del periodo de lluvias. La precipitación media anual durante 2008 fue de 820 mm en esta región.

La población de B. cockerelli se monitoreó durante el ciclo vegetativo de la papa mediante la captura de insectos adultos en trampas amarillas pegajosas de 20∗20 cm. En cada lote de papa se delimitó un área de 2 000 m2, en la cual se instalaron tres trampas clavadas en estacas de 60 cm de altura. Las trampas se cambiaron cada semana, se hizo el conteo de insectos atrapados y se obtuvo el promedio de las tres trampas por cada sitio.

Al final del ciclo vegetativo se sumaron todos los promedios semanales de cada sitio y este dato representó la población de adultos de B. cockerelli en cada área de muestreo. En cada sitio se revisaron las plantas semanalmente y se hicieron observaciones sobre la presencia o ausencia de ninfas. En cuatro de los 11 sitios se muestrearon dos variedades de papa y los datos sobre el tipo de brotación de los tubérculos, porcentaje de tubérculos manchados y el análisis de patógenos obtenidos en cada variedad se tomaron como observaciones independientes.

Al momento de la cosecha, en cada lote se muestrearon al azar, pero dentro del área en donde se tenían las trampas, 200 tubérculos de tamaño medio (8 cm de diámetro), los cuales se conservaron a temperatura ambiente hasta que brotaron, lo cual ocurrió entre cinco y seis meses después de la cosecha. Posteriormente, se contaron los tubérculos que presentaron brotes normales, los que tenían brotes ahilados y los que no brotaron. Los tubérculos que presentaron brotación anormal (ahilados y sin brotes) se partieron y se contaron los que presentaban pardeamiento interno. Por último, se tomó una muestra de 10 tubérculos con brotación anormal de cada sitio y en cada uno de ellos se analizó la presencia de fitoplasmas y Candidatus Liberibacter psyllaurous. Se escogieron los tubérculos para el análisis de los dos patógenos debido a que en ellos se puede apreciar el manchado interno, el cual es el síntoma distintivo de la enfermedad.

La detección de fitoplasmas y de la bacteria Candidatus Liberibacter psyllaurous se realizó mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La

plantation was aided by irrigation by gravity. In the two latter, plantations were in March, and the rest in May and June, at the start of the rainy season. Average annual rainfall during 2008 was 820 mm in this region.

The B. cockerelli population was monitored during the potato´s plant cycle by capturing adult insects in yellow sticky 20∗20 cm traps. An area of 2 000 m2 was delimited in each potato batch, and in each, three traps were nailed to 60 cm-tall wooden stakes. Traps were changed every week, the insects trapped were counted and an average was taken of the three traps for every site.

At the end of the plant cycle, the weekly averages were added up for each site, and this information represented the adult B. cockerelli population in each sampling area. In each site, plants were checked on a weekly basis, and observations were made on the presence or absence of nymphs. In four of the 11 sites, two potato varieties were sampled and data on the type of sprouting of the tubers and the analysis of pathogens obtained in each variety were taken as independent observations.

At the moment of harvesting, 200 medium-sized tubers (8 cm in diameter) were sampled at random, but in the area containing the traps. The samples were kept at room temperature until they sprouted five to six months after harvesting. Then, the tubers with normal sprouts were counted, along with those with threadlike sprouts and those without spouts. The tubers with abnormal sprouts (threadlike or absent) were cut, and those that displayed internal browning were counted. Finally, samples were taken from 10 tubers with abnormal sprouting in each site, and in each one, the presence of phytoplasms and Candidatus Liberibacter psyllaurous was tested for. Tubers were chosen for the analyses of both pathogens since they display internal stains, which is a distinct symptom of the disease.

The search for phytoplasms and the bacteria Candidatus Liberibacter psyllaurous was carried out using the polymerase chain reaction technique (PCR). The DNA extraction was performed using the method reported by Almeyda et al. (2001). The phytoplasms analyzed were the two types related to the PMP reported previously in Mexico (Almeyda et al., 1999; Leyva et al., 2002).

The program used in the PCRs to find phytoplasm was the one reported by Almeyda et al. (2008), which consisted of two sets of initiators. In the first amplification cycle, pair P1/P7


extracción del ADN se realizó mediante la metodología reportada por Almeyda et al. (2001). Los fitoplasmas que se analizaron fueron los dos tipos asociados con la PMP que han sido reportados previamente en México (Almeyda et al., 1999; Leyva et al., 2002).

El programa utilizado en las PCR´s para la detección de fitoplasmas fue el reportado por Almeyda et al. (2008), el cual consistió en la utilización de dos juegos de iniciadores, en el primer ciclo de amplificaciones se utilizó el par P1/P7: (5´-AAGAGTTTGATCCTGGCTCAGGATT-3´/5´-CGTCCTTCATCGGCTCTT-3´) y en el segundo ciclo de amplificaciones se utilizó el par de iniciadores R16mF2/R16mR1: (5´-CATGCAAGTCGAACGGA-3´/5´-CTTAACCCCAATCATCGA).

En la detección de Candidatus Liberibacter psyllaurous se utilizaron el par de iniciadores Lp16S-Fragmento 1F/Lp16S-Fragmento 1R: (5´-CTGATCATGGCTCAGAACGA-3/5´-CGGCGAAAGAGCTTTACAAC-3´), estos iniciadores fueron diseñados sobre la secuencia del gen ribosomal 16S y amplifican un fragmento de un tamaño aproximado de 400 pares de bases (Hansen et al., 2008).

Los datos del número de insectos adultos atrapados durante el ciclo vegetativo del cultivo, la altura de cada sitio y el porcentaje de tubérculos con brotación anormal, se analizaron por medio de regresiones lineales y cuadráticas utilizando el paquete estadístico SAS. Los resultados de los análisis de fitoplasmas y de Candidatus Liberibacter, junto con los porcentajes de tubérculos con pardeamiento interno, se analizaron estadísticamente con una prueba de “t” comparando los tubérculos con distintos tipos de brotación.


En la Figura 1 se presenta la relación entre la altitud de cada sitio de muestreo y el número de insectos adultos de B. cockerelli atrapados en las trampas pegajosas amarillas. En esta figura se observa que la población de insectos disminuye conforme aumenta la altitud hasta 3 200 m, a alturas superiores la presencia del psilido de la papa fue insignificativa. Estos resultados se explican si se toma en cuenta que este insecto requiere de 356 unidades calor para completar su ciclo de huevo a adulto (Maya et al., 2003), esto considerando que el umbral mínimo para el desarrollo de B. cockerelli es de 7 °C.

was used: (5´-AAGAGTTTGATCCTGGCTCAGGATT-3´/5´-CGTCCTTCATCGGCTCTT-3´), and in the second amplification cycle, the pair of initiators R16mF2/R16mR1 was used: (5´-CATGCAAGTCGAACGGA-3´/5´-CTTAACCCCAATCATCGA).

To search for Candidatus Liberibacter psyllaurous, the pair of indicators used was Lp16S-Fragmento 1F/Lp16S-Fragmento1R: (5´-CTGATCATGGCTCAGAACGA-3/5´-CGGCGAAAGAGCTTTACAAC-3´). These were designed on the sequence of the ribosomal gene 16S and amplify a fragment of approximately 400 base pairs (Hansen et al., 2008).

The data on the number of adult insects trapped during the crop´s plant cycle, the altitude of each site and the percentage of tubers with abnormal sprouting were analyzed using linear and quadratic regressions using the SAS statistical package. The results of the analyses for phytoplasms and Candidatus Liberibacter, along with the percentage of tubers with internal browning, were an analyzed statistically with a “t” test, comparing tubers with different types of sprouts.


Figure 1 shows the relation between the altitude of each sampling site and the number of adult B. cockerelli insects trapped in the sticky yellow traps. This figure displays a reduction in the insect population as the altitude rises to 3 200 m; at greater altitudes, the presence of the potato psyllid was negligible. These results can be explained by the fact that this insect needs 356 calories to complete their cycle from egg to adult (Maya et al., 2003), considering that the minimum threshold for the development of B. cockerelli is 7 °C.

Based on the temperature recorded during the crop´s growth cycle, it was estimated that in the warmest site (Metepec), there should be 1.8 generations, and in he coldest site (roots) the insect´s life cycle should not be completed. When monitoring adult insects and nymphs in an earlier study (Rubio et al., 2006), a rapid increase of the nymph population was observed, which did not correspond with the increase of one initial generation, and suggests a constant migration of B. cockerelli adults.

The observations on the presence of nymphs in the plants of each site revealed that only sites above 3 400 masl (Loma Alta, Raíces I and Raíces II) were free of them. Results of


Con base en la temperatura registrada durante el periodo de desarrollo del cultivo, se calculó que en el sitio más caliente (Metepec) se deberían tener 1.8 generaciones y en el sitio más frío (raíces) no se debería completar el ciclo del insecto. En el monitoreo de insectos adultos y de ninfas realizado previamente en otro estudio (Rubio et al., 2006), se observó un rápido incremento de la población de ninfas, el cual no correspondió al aumento de una sola generación inicial, lo que sugiere que existe una constante inmigración de adultos de B. cockerelli.

Las observaciones sobre la presencia de ninfas en las plantas de cada sitio, revelaron que solamente los sitios con más de 3 400 msnm (Loma Alta, Raíces I y Raíces II) estuvieron libres de ellas. Los resultados del monitoreo regional de los insectos adultos y la ausencia de ninfas en los lugares más altos, indica que la movilización de los adultos es constante, pero que prefieren las partes más cálidas para establecerse.

El análisis de la Figura 2, indica que el porcentaje de tubérculos con brotes anormales aumenta conforme se incrementa la población de B. cockerelli, la cual está en función directa de la altura y por lo tanto es de esperarse que también exista una estrecha relación entre la brotación anormal y la atura como se observa en la Figura 3.

El análisis integral de estas tres figuras nos indica que el psilido de la papa está implicado en la aparición de los síntomas de brotación anormal de los tubérculos. En los primeros

the regional monitoring of the adult insects and the absence of nymphs in higher places indicate that the mobilization of adults is constant, but they prefer to settle in warmer parts.

Figure 2 indicates that the percentage of tubers with abnormal sprouts increases as the population of B. cockerelli grows; the latter depends directly on the altitude, and it is therefore also expected to be a wide relation between abnormal sprouting and altitude, as observed in Figure 3.

Figura 1. Relación entre altitud y población de insectos adultos de Bactericera cockerelli.Figure 1. Relation between altitude and adult Bactericera cockerelli insect populations.

100

80

60

40

20

0

Inse

ctos

adul

tos p

or tr

ampa

(can

tidad

)

y= 1 427-0.85x+1.26x2

R2= 0.87

Altitud (m)2 400 2 600 2 800 3 000 3 200 3 400 3 600

Figura 2. Relación entre la altitud y la brotación anormal de los tubérculos.Figure 2. Relation between altitude and abnormal sprouting of the tubers.

Figura 3. Relación entre la población de insectos adultos de B. cockerelli y la brotación anormal de los tubérculos. Figure 3. Relation between the population of adult B. cockerelli insects and the abnormal sprouting of the tubers.

Tubé

rcul

os co

n br

otes

anor

mal

es (c

antid

ad) 100

80

60

40

20

0

2 400 2 600 2 800 3 000 3 200 3 400 3 600

Altitud (m)

y= 319 - 0.09xR2= 0.85

Tubé

rcul

os co

n br

otes

anor

mal

es (%

) 100

80

60

40

20

0

0 20 40 60 80 100

y= 11.57+2.15x - 0.015x2

R2= 0.85

Insectos adultos por trampa (cantidad)


estudios sobre B. cockerelli, se pensaba que las ninfas del insecto inyectaban una toxina al alimentarse en el floema de las plantas, que esto provocaba el amarillamiento de las hojas y en los tubérculos podría provocar brotaciones prematuras (Carter, 1939; Edmunson, 1940) y brotes ahilados (Snyder et al., 1946); sin embargo, la toxina nunca ha sido aislada.

En un estudio reciente, Venkatesan et al. (2010) observaron que B. cockerelli por sí sola, sin portar Candidatus Liberibacter, puede causar los síntomas de la PMP en la parte aérea de la planta, pero no en los tubérculos y solamente que el psilido de la papa sea portador de la bacteria entonces aparece el manchado interno en los tubérculos. Los mismos investigadores señalan que se desconoce el mecanismo por medio del cual B. cockerelli por sí sola causa los síntomas en la parte aérea de la planta.

En el presente estudio se observó pardeamiento interno en 36% de los tubérculos con brote fino y en 58% de los tubérculos sin brote (Cuadro 2), y los análisis moleculares para Candidatus Liberibacter a partir de tubérculos enfermos fueron positivos en 54.1% de los tubérculos con brote fino, y 55% de los que no brotaron.

Estos resultados sugieren que en la región de Toluca, B. cockerelli y Candidatus Liberibacter psyllaurous, están implicados en la aparición de los síntomas de brotación anormal y manchado interno de los tubérculos. Los resultados coinciden con los reportados en otros países, donde se ha observado que B. cockerelli es vector de Candidatus Liberibacter y que esta bacteria tiene una estrecha asociación con el síntoma de “Zebra Chip” (Hansen et al., 2008; Liefting et al., 2008; Secor et al., 2009; Venkatesan et al., 2010).

La ausencia de brotes o la presencia de estos pero en forma ahilada, son síntomas que también pueden ser provocados por fitoplasmas (Maramorosch, 1998; Almeyda et al., 1999; Cadena et al., 2003). Sin embargo, en nuestro estudio se encontró que sólo 2% y 5% de los tubérculos sin brotes

The integral analysis of these three figures indicates that the potato psyllid is implied in the appearance of the symptom of abnormal sprouting in the tubers. In the first studies on B. cockerelli, it was believed that the nymphs of the insect injected a toxin into the plant´s phloem when feeding, and this would cause leaves to turn yellow, along with premature sprouting in the tubers (Carter, 1939; Edmunson, 1940) and threadlike sprouts (Snyder et al., 1946); however, the toxin has never been isolated.

In a recent study, Venkatesan et al. (2010) observed that B. cockerelli on its own, not carrying Candidatus Liberibacter, can cause the symptoms of PMP in the aerial section of the plant, but not in the tubers, and only if the potato psyllid is a carrier of the bacteria will stains appear inside the tubers. The same researchers point out that the mechanism by which B. cockerelli on its own causes the symptoms in the aerial part of the plant are unknown.

In the present study, 36% of the tubers with fine sprouting displayed internal browning, as was the case of 58% of the tubers without sprouts (Table 2) and the molecular analyses

for Candidatus Liberibacter from diseased tubers were positive in 54.1% of tubers with fine sprouts and 55% of those with no sprouts.

These results suggest that in the Toluca area, B. cockerelli and Candidatus Liberibacter psyllaurous are implied in the appearance of abnormal sprouting and internal stains in the tubers. Results agree with those from studies in other countries, where B. cockerelli has been observed to be a vector of Candidatus Liberibacter, and that this bacteria is widely related to the ‘Zebra Chip’ symptom (Hansen et al., 2008; Liefting et al., 2008; Secor et al., 2009; Venkatesan et al., 2010).

The absence of sprouts or their threadlike presence is symptoms that can also be caused by phytoplasms (Maramorosch , 1998 ; Almeyda e t a l . , 1999 ;

Tipo de brote Tubérculos manchados (%)

Tubérculos con Candidatus Liberibacter (%)

Tubérculos con fitoplasmas (%)

Sin brote 58 a∗ 55 a 2 aBrote fino 36 b 51.4 a 5 a

Cuadro 2. Resultados del análisis de fitoplasmas y de Candidatus Liberibacter en tubérculos con brotación anormal.Table 2. Results of the analysis of phytoplasms and Candidatus Liberibacter in tubers with abnormal sprouting.

∗= Letras diferentes indican diferencia estadística significativa de acuerdo a una prueba de t (p= 0.05).


y con brotes finos respectivamente, fueron positivos a fitoplasmas; en cambio, Candidatus Liberibacter estuvo presente en más 50% de los tubérculos con brotación anormal, lo cual indica la mayor importancia de la bacteria en la inducción de estos síntomas.

En forma similar a lo encontrado en nuestro estudio, Liefting et al. (2009b) reportaron un caso de infección mixta de Candidatus Liberibacter solanacearum y Candidatus Phytoplasma australiense en lotes comerciales de papa en Nueva Zelanda con síntomas de PMP. En estudios recientes, las técnicas de microscopía electrónica han permitido observar, en los elementos cribosos del floema de plantas de papa con los síntomas de “Zebra Chip”, microorganismos parecidos a bacterias (denominados BLOs por sus siglas en inglés), los cuales han sido denominados Candidatus Liberibacter solanacearum (Secor et al., 2009).

Es importante señalar que también los fitoplasmas causantes de los síntomas de la punta morada de la papa, se localizan principalmente en el floema (Maramorosch, 1998), por lo que es de esperarse que los síntomas provocados por ambos patógenos sean similares al estar bloqueando el sistema de transporte de la savia en el floema de las plantas. La interacción entre fitoplasmas y Candidatus Liberibacter no se puede dilucidar en este estudio, aunque es de suponerse que la infección conjunta de ambos patógenos agrave los síntomas en la parte aérea de las plantas y tubérculos, debido que los dos afectan su sistema vascular. Actualmente se desconoce si los fitoplasmas solos pueden causar el manchado interno de los tubérculos, en cambio se ha demostrado que Candidatus Liberibacter sí está asociada con este síntoma (Hansen et al., 2008; Liefting et al., 2008; Crosslin y Bester, 2009; Secor et al., 2009; Venkatensan et al., 2010).

En este estudio, el análisis de Candidatus Liberibacter se hizo siguiendo la técnica descrita por Hansen et al. (2008) para Candidatus Liberibacter psyllaurous, y por eso se reporta la presencia de esta especie en lotes comerciales de papa de la región de Toluca, Estado de México. Sin embargo, existen evidencias moleculares que indican que Candidatus Liberibacter psyllaurous y Candidatus Liberibacter solanacearum reportada por Liefting et al. (2008), son la misma especie (Secor et al., 2009). Hasta la fecha solo existe otro estudio que indica que Candidatus Liberibacter psyllaurous está presente en México (Munyaneza et al., 2009c). Éstos investigadores reportaron que en 11 muestras de tubérculos con manchado interno colectadas en Saltillo,

Cadena et al., 2003). However, the present study found that only 2% and 5% of tubers without sprouts and with fine sprouts, respectively, gave positive for phytoplasms. On the other hand, Candidatus Liberibacter was present in over 50% of tubers with abnormal sprouting, indicating the greater importance of the bacteria in the induction of these symptoms.

In a similar fashion to the present study, Liefting et al. (2009b) reported a case of mixed Candidatus Liberibacter solanacearum and Candidatus Phytoplasma australiense infection in commercial potato batches in New Zealand, with PMP symptoms. In recent studies, electronic microscopy techniques have helped to observe microorganisms similar to bacteria (BLOs), in the sieve tube elements of the phloem in potato plants with ‘Zebra Chip’ symptoms; such microorganisms have been named Candidatus Liberibacter solanacearum (Secor et al., 2009).

It is worth pointing out that also phytoplasms that cause PMP symptoms are found mainly in the phloem (Maramorosch, 1998), therefore the symptoms caused by both pathogens are expected to be similar, since they block the flow of the sap in the phloem’s of the plants. The interaction between phytoplasms and Candidatus Liberibacter cannot be explained in this study, although one can assume that the infection of both pathogens could aggravate the symptoms in the aerial section and tubers of the plant, since they both affect the vascular system. There is currently no knowledge on whether phytoplasms can, on their own, cause the internal staining of tubers, although it has been proven that Candidatus Liberibacter is related to this symptom (Hansen et al., 2008; Liefting et al., 2008; Crosslin and Bester, 2009; Secor et al., 2009; Venkatensan et al., 2010).

In this study, the analysis for Candidatus Liberibacter was carried out following the technique described by Hansen et al. (2008) for Candidatus Liberibacter psyllaurous, which is why the presence of this species is reported in commercial potato batches in the area of Toluca, State of Mexico. However, there is molecular evidence that Candidatus Liberibacter psyllaurous and Candidatus Liberibacter solanacearum reported by Liefting et al. (2008), are the same species (Secor et al., 2009). Up to date, there is only one other study indicating that Candidatus Liberibacter psyllaurous is present in Mexico (Munyaneza et al., 2009c). These researchers report that in 11 samples of tubers with internal stains gathered in Saltillo, Coahuila, 63.7% gave positive for Candidatus Liberibacter.


Coahuila, el 63.7% fue positivo a Candidatus Liberibacter. La amplificación del DNA (16S rDNA) con análisis de BLAST (ZC OA2/OI2c), mostró 100% de similitud con muestras de Candidatus Liberibacter obtenidas de B. cockerelli de Texas y tubérculos de Kansas, Estados Unidos. La secuencia del fragmento amplificado con los iniciadores OA2/OI2c, también fue idéntica al 16S rDNA de Candidatus Liberibacter psyllaurous reportado por Hansen et al. (2008). Estos resultados nos sugieren que el complejo de síntomas conocido como PMP en México y “Zebra Chip” en Estados Unidos de América tienen el mismo origen.

CONCLUSIÓN

Los resultados de este estudio realizado en la región productora de papa de Toluca, demostraron que existe una estrecha relación entre los síntomas del tubérculo (brotación anormal y pardeamiento interno), provocados por la enfermedad conocida como punta morada de la papa, con la población del psilido Bactericera cockerelli y la presencia de la bacteria Candidatus Liberibacter psyllaurous.

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The amplification of DNA (16S rDNA) with a BLAST (ZC OA2/OI2c) analysis, showed a similarity of 100% with Candidatus Liberibacter samples taken from B. cockerelli in Texas and tubers from Kansas, USA. The sequence of the fragment amplif ied with initiatorsOA2/OI2c, was also identical to the 16S rDNA of Candidatus Liberibacter psyllaurous reported by Hansen et al. (2008).These results suggest that the complex of symptoms known as PMP in Mexico and ‘Zebra Chip’ in the USA have the same origin.

CONCLUSION

The results of this study carried out in the potato-producing area of Toluca, showed that there is a wide relation between the symptoms of the tuber (abnormal sprouting and internal browning), caused by the disease known as potato purple-tip, and the population of the psyllid Bactericera cockerelli and the presence of the bacteria Candidatus Liberibacter psyllaurous.

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ESTABILIDAD DE RENDIMIENTO EN GENOTIPOS MESOAMERICANOS DE FRIJOL DE GRANO NEGRO EN MÉXICO*

YIELD STABILITY OF IMPROVED MESOAMERICAN GENOTYPES OF BLACK COMMON BEAN IN MEXICO

Ernesto López Salinas1§, Jorge Alberto Acosta Gallegos2, Oscar Hugo Tosquy Valle1, Rafael Atanasio Salinas Pérez3, Bertha María Sánchez García2, Rigoberto Rosales Serna4, Carlos González Rivas5, Tomás Moreno Gallegos6, Bernardo Villar Sánchez7, Héctor Manuel Cortinas Escobar8 y Román Zandate Hernández9

1Campo Experimental Cotaxtla. INIFAP. Carretera Veracruz-Córdoba, km 34. Medellín de Bravo, Veracruz, México. A. P. 429. C. P. 91700. 2Campo Experimental Bajío. INIFAP. 3Campo Experimental Valle del Fuerte. INIFAP. 4Campo Experimental Valle de Guadiana. INIFAP. 5Campo Experimental Santiago Ixcuintla. INIFAP. 6Campo Experimental Sur de Sinaloa. 7Campo Experimental Centro de Chiapas. INIFAP. 8Campo Experimental Río Bravo. INIFAP. 9Campo Experimental Calera. INIFAP. §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: mayo de 2010

Aceptado: febrero de 2011

RESUMEN

En México se consumen más de 400 000 t de frijol de grano negro y la producción nacional es insuficiente por lo que se recurre a la importación. Con la siembra de variedades de mayor rendimiento potencial que las de uso actual y amplia adaptación, es factible obtener una mayor producción y disminuir o evitar las importaciones. El objetivo fue determinar el rendimiento y adaptabilidad de líneas y variedades de frijol negro, raza mesoamericana, en diferentes ambientes de México (uno en Chiapas, tres en Veracruz, uno en Puebla, uno en el Estado de México, dos en Guanajuato, uno en Tamaulipas, dos en Durango, uno en Zacatecas, uno en Nayarit y dos en Sinaloa) en 2008. El experimento se estableció en diseño látice 4∗4 con cuatro repeticiones, en parcelas de cuatro surcos de 5 m de longitud, separados 0.76 m. Durante la conducción de los ensayos se determinaron diversas características agronómicas, entre ellas el rendimiento. Con los datos de rendimiento se realizó análisis combinado (ambientes-genotipos) y se estimaron los parámetros de estabilidad, con el modelo de efectos principales aditivos e interacción multiplicativa. Se detectaron diferencias altamente significativas (p< 0.01) entre ambientes, genotipos y la interacción de ambos factores. Los ambientes explicaron

ABSTRACT

In Mexico, over 400 000 t of black beans are consumed every year, and the country´s production is insufficient, which is why it is also imported. By planting varieties with a higher potential yield tan those used nowadays, greater amounts can be produced, and imports reduced or even avoided. The aim was to establish the yield and adaptability of lines and varieties of Mesoamerican breed of black beans, in different environments in Mexico (one in Chiapas, three in Veracruz, one in Puebla, one in the State of Mexico, two in Guanajuato, one in Tamaulipas, two in Durango, one in Zacatecas, one in Nayarit and two in Sinaloa) in 2008. The experiment was set up in a 4∗4 lattice design with four repetitions, in fields of four five-meter long furrows, separated by 0.76 m. During the trials, diverse agricultural characteristics were determined, including yield. With the yield data, a combined analysis was performed (environments-genotypes) and the stability parameters were estimated using the main additives effect and multiplicative interaction model. Highly significant differences were found (p< 0.01) between environments, genotypes and the interaction of both factors. The environments explained variance (59%)

Ernesto López Salinas et al.30 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

en mayor proporción la varianza (59%), en comparación con la interacción ambiente∗genotipo (23%) y genotipo (7%). Los mayores rendimientos se obtuvieron en Mazatlán, Sinaloa y Durango, Durango, mientras que el más bajo se obtuvo en Guasave, Sinaloa. La variedad Negro Papaloapan obtuvo el mayor rendimiento promedio de 1.4 t ha-1 y mostró reducida interacción con los ambientes de prueba.

Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., adaptabilidad, genotipos, selección.

INTRODUCCIÓN

En México anualmente se consumen más de 400 000 toneladas de grano de frijol negro, por lo que gran parte de la superficie nacional cultivada con frijol, se establece con esta clase comercial de grano y es el principal tipo de frijol importado (Sánchez et al., 2001; SIAP, 2006). En el Distrito Federal y el sureste de México, el frijol negro es de mayor preferencia por el consumidor (Castellanos et al., 1997; Sánchez et al., 2001; González et al., 2008). Para aprovechar las oportunidades de mercado, en varios estados del norte de México (Guanajuato, Zacatecas y Durango) se produce frijol de grano negro, principalmente brillante, de tamaño intermedio, mientras que Nayarit, Oaxaca, Veracruz y Chiapas producen variedades de grano opaco, pequeño, tipo tropical (SAGARPA, 2008).

Considerando la importancia que tiene la producción de frijol de este tipo de grano en el país, el programa de frijol del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), ha generado variedades para las diferentes condiciones ambientales (temporal, humedad residual y riego) entre las que destacan: Negro Altiplano y Negro Sahuatoba para la zona norte-centro del país, Negro 8025 para la zona centro, Negro Jamapa para el pacífico centro y Negro Tacaná, Negro INIFAP, Negro Medellín y Negro Tropical para el sureste de México, las cuales poseen características agronómicas sobresalientes, alto rendimiento y calidad comercial de grano (Rosales et al., 2004).

La generación de variedades con alto rendimiento y tolerancia a los principales factores bióticos y abióticos es uno de los objetivos primordiales del programa de mejoramiento genético del frijol en el INIFAP (Acosta et al., 2004). La evaluación de líneas y variedades en diferentes ambientes de producción ha permitido identificar genotipos

further, in comparison to the environment∗genotype (23%) interaction and genotype (7%). The highest yields were obtained in Mazatlán, Sinaloa and Durango, Durango, whereas the lowest was found in Guasave, Sinaloa. The Negro Papaloapan variety displayed the highest average yield of 1.4 t ha-1 and presented a reduced interaction with the test environments.

Key words: Phaseolus vulgaris L., adaptability, genotypes, selection.

INTRODUCTION

In Mexico, over 400 000 t of black beans are consumed every year, which is why a large portion of the country´s bean plantations establish this commercial type of grain, and it is also the most commonly imported bean (Sánchez et al., 2001; SIAP, 2006). In Mexico City and southeastern Mexico, the black bean is the most widely preferred by consumers (Castellanos et al., 1997; Sánchez et al., 2001; González et al., 2008). To take advantage of market opportunities, several states in northern Mexico (Guanajuato, Zacatecas and Durango) produce black beans, mostly glossy, medium-sized, whilst Nayarit, Oaxaca, Veracruz and Chiapas produce varieties with opaque, small grains, of a tropical sort (SAGARPA, 2008).

Considering the importance that the production of this type of grain has in Mexico, the bean program of the National Forestry, Agriculture and Livestock Research Institute (INIFAP), has created varieties for different weather conditions (temporal, residual humidity and irrigation), of which the most important are: Negro Altiplano and Negro Sahuatoba for the center-north area of the country, Negro 8025 for the center, Negro Jamapa for the central Pacific area and Negro Tacaná, Negro INIFAP, Negro Medellín and Negro Tropical for the southeast, with outstanding agricultural characteristics, high yield and commercial grain quality (Rosales et al., 2004).

The generation of varieties with high yield and tolerance to biotic and abiotic factors is one of the main objectives of the bean genetic breeding program at INIFAP (Acosta et al., 2004). The evaluation of lines and varieties in different production environments has helped identify

Estabilidad de rendimiento en genotipos mesoamericanos de frijol de grano negro en México 31

con estas características, los cuales ofrecen ventajas agronómicas y productivas con respecto a las variedades en uso. Por su parte, los estudios de adaptabilidad y estabilidad del rendimiento son importantes para determinar la respuesta de las variedades en diferentes localidades, años y ciclos de cultivo. Existen diferentes métodos que pueden usarse en la selección de genotipos por su estabilidad, entre los más comunes están: el análisis de regresión lineal (Yates y Cochran, 1938; Finlay y Wilkinson, 1963; Eberhart y Russell, 1966), componentes de varianza (Plaisted y Peterson, 1959; Plaisted, 1960) y la descomposición de la interacción genotipo-ambiente (IGA) total en una componente para cada genotipo (Wricke, 1962; Shukla, 1972). El análisis de efectos principales aditivos e interacción multiplicativa (AMMI), es un modelo multivariado que combina en un solo análisis al de varianza y al de componentes principales (Vargas y Crossa, 2000); este método requiere de pocas repeticiones, su efectividad se incrementa con el tamaño del ensayo y pueden evaluarse un gran número de genotipos sin perder precisión, ni incrementarse el costo de los experimentos (Crossa et al., 1990; Gauch y Furnas, 1991).

En 2008 se conformó y distribuyó un ensayo uniforme con genotipos de frijol negro, opaco y pequeño, el cual se estableció en 15 localidades de prueba en diferentes estados del país, con la finalidad de identificar los de mayor rendimiento de grano y determinar su adaptabilidad en diferentes ambientes de producción.


Localidades de prueba

El ensayo se estableció en 15 localidades del país; en el ciclo de primavera-verano 2008, bajo condiciones de temporal en Texcoco, Estado de México; Ocozocuautla, Chiapas; Orizaba, Veracruz; Tochtepec, Puebla; Ocampo y Celaya, Guanajuato; Río Bravo, Tamaulipas; Durango y Francisco I Madero, Durango; y Calera, Zacatecas, en el ciclo otoño-invierno 2008-2009. En condiciones de humedad residual en San Andrés Tuxtla y Medellín de Bravo, Veracruz; Santiago Ixcuintla, Nayarit; con riego en Mazatlán y Guasave, Sinaloa. Bajo condiciones de temporal se establecieron en julio, de humedad residual entre septiembre y noviembre, y de riego en octubre. La fecha de siembra en las diferentes localidades se baso en las recomendaciones para el cultivo del frijol en cada región.

genotypes with these characteristics, which offer agricultural advantages over the varieties in use. On the other hand, studies on yield adaptability and stability are important for determining the response of the varieties in different locations, years and farming cycles. Different methods can be used for selecting genotypes for their stability, the most common of which are the linear regression analysis (Yates and Cochran, 1938; Finlay and Wilkinson, 1963; Eberhart and Russell, 1966), variance components (Plaisted and Peterson, 1959; Plaisted, 1960) and the total decomposition of the genotype-environment interaction (IGA) in a component for each genotype (Wricke, 1962; Shukla, 1972). The Additive Main Effects and Multiplicative Interaction Models (AMMI), is a multivariate model that combines variance and main components analyses into one (Vargas and Crossa, 2000). This method requires few repetitions, its effectiveness increases with the size of the trial and a large number of genotypes can be evaluated without losing accuracy or increasing the cost of the experiments (Crossa et al., 1990; Gauch and Furnas, 1991).

In 2008 a standard trial was conformed to black, small and opaque bean genotypes, which was carried out in 15 trial locations in different states in Mexico, in order to identify those with the highest grain yield and determine their adaptability in different production environments.


Trial locations

The trial was carried out in 15 locations throughout Mexico, in the spring-summer cycle of 2008, under rainy conditions in Texcoco, State of Mexico; Ocozocuautla, Chiapas; Orizaba, Veracruz; Tochtepec, Puebla; Ocampo and Celaya, Guanajuato; Río Bravo, Tamaulipas; Durango and Francisco I Madero, Durango; and Calera, Zacatecas, in the autumn-winter cycle 2008-2009. Under conditions of residual humidity in San Andrés Tuxtla and Medellín de Bravo, Veracruz; Santiago Ixcuintla, Nayarit; with irrigation in Mazatlán and Guasave, Sinaloa. Those under rainy conditions were established in July, the ones under residual humidity from September to November, and those under irrigation, in October. The date of plantation in different locations was based on recommendations for the plantation of beans in each area.


Germoplasma estudiado

El ensayo se conformó de 16 genotipos de frijol negro y opaco generados por el programa de frijol del INIFAP; las variedades Negro INIFAP, Negro Tacaná, Negro Tropical, Negro Medellín y Negro Papaloapan, así como la línea Jamapa Plus del Campo Experimental Cotaxtla en Veracruz; las variedades Negro Guanajuato, Negro Citlali, Negro 8025 y Negro San Miguel, así como la línea NG 99279 del Campo Experimental Bajío en Guanajuato. Las líneas Jamapa Cora 1, 2 y 3 del Campo Experimental Santiago Ixcuintla en Nayarit y las variedades Negro Pacífico del Campo Experimental Valle del Fuerte en Sinaloa y Frijozac N101 del Campo Experimental Calera en Zacatecas. Todo los materiales pertenecen a la raza mesoamericana (Singh et al., 1991) y son de hábito indeterminado de los tipos II y III (Singh, 1982).

Diseño y conducción del ensayo

El experimento se estableció en diseño experimental de látice 4∗4 con cuatro repeticiones, en parcelas de cuatro surcos de 5 m de longitud, separados 0.76 m; la parcela útil correspondió a los dos surcos centrales. El manejo agronómico del cultivo se hizo de acuerdo a las recomendaciones que hace el INIFAP para frijol, a través de sus campos experimentales. Durante la conducción de los ensayos se determinaron diversas características agronómicas, aquí solo se presenta información de rendimiento y se discute sobre la incidencia de una enfermedad, el virus del mosaico común. La cosecha de los ensayos se realizó cuando las vainas de las plantas estaban completamente secas y el grano tenía entre 14 y 16% de humedad. El grano cosechado de cada parcela se limpió, se pesó, se le determinó su humedad y se transformó a kilogramos por hectárea al 14% de humedad.

Análisis de datos

Se realizó análisis combinado (ambientes-genotipos) del rendimiento de grano y para la separación de promedios en cada factor de estudio se aplicó la prueba de rango múltiple de Duncan, p= 0.05. También se estimaron los parámetros de estabilidad mediante el modelo de efectos principales aditivos e interacción multiplicativa (AMMI), el cual se utilizó para clasificar los ambientes e identificar líneas sobresalientes por su rendimiento de grano y por su menor interacción con el ambiente (Gauch y Zobel, 1996). Para el análisis de varianza y los parámetros de estabilidad se utilizó

Germplasm studied

The trial was made up of 16 black and opaque bean genotypes created by INIFAP´s bean program: varieties Negro INIFAP, Negro Tacaná, Negro Tropical, Negro Medellín and Negro Papaloapan, as well as the line Jamapa Plus of the Cotaxtla Experimental Station in Veracruz; varieties Negro Guanajuato, Negro Citlali, Negro 8025 and Negro San Miguel, as well as line NG 99279 of the Bajío Experimental Station in Guanajuato; lines Jamapa Cora 1, 2 and 3 of the Santiago Ixcuintla Experimental Station in Nayarit and the varieties Negro Pacífico of the Valle del Fuerte Experimental Station in Sinaloa and Frijozac N101 of the Calera Experimental Station in Zacatecas. All materials belong to the Mesoamerican breed (Singh et al., 1991) and are of an undetermined habit of types II and III(Singh, 1982).

Design and performance of the trial

The experiment was carried out in a 4∗4 lattice experimental design with four repetitions, on a field with four five-meter long furrows, with a 0.76 m separation; the useful plot corresponded to the two central furrows. The agricultural management of the crop was done according to recommendations by INIFAP for beans, through their experimental designs. During the trials, several agricultural characteristics were determined. Here we only present yield information and discuss the incidence of a disease, the common mosaic virus. The trials were planted when the pods of the plants were completely dry and the grain contained 14 to 16% humidity. The grains harvested from each field were cleaned, weighed; their humidity was established and converted to kilograms per hectare at 14% humidity.

Data analysis

A combined analysis was carried out (environments-genotypes) for the grain yield and for the separation of averages in each factor studied, Duncan´s new multiple range test, p= 0.05, was carried out. The parameters of stability were also calculated, using the additive main effects and multiplicative interaction models (AMMI), which was used to classify the environments and identify lines outstanding for their grain yield and lower interaction with the environment (Gauch and Zobel, 1996). For the variance analysis and the stability


el programa de computo SAS (SAS, 1999) y en el desarrollo del análisis AMMI se siguieron las recomendaciones de Vargas y Crossa (2000).


Análisis combinado

Con la información de rendimiento, se detectaron diferencias altamente significativas (p< 0.01), entre ambientes, genotipos y en la interacción de ambos factores, lo que indica que las localidades de prueba y los genotipos evaluados difieren en su potencial de producción, y algunos mostraron respuesta diferente a través de los ambientes de evaluación. Los ambientes de evaluación explicaron en su mayor parte la varianza observada, los cuales fueron contrastantes y explicaron 59%, seguido de la interacción genotipos∗ambiente con 34%.

Los genotipos explicaron 7% de la varianza observada. Esto se debe en gran parte, que los ambientes de prueba presentan diferentes características de suelo y clima, que confieren diferente potencial productivo sin importar el genotipo, ya que el efecto se determina con el rendimiento promedio de los genotipos. Por otro lado, los genotipos pertenecen a la raza mesoamericana (Singh et al., 1991), los cuales presentan fenotipo similar y algunas amplias adaptaciones, ésta en parte debida a su neutralidad al fotoperiodo (White y Laing, 1989); sin embargo, su resistencia a estreses abióticos y bióticos son diferentes porque fueron seleccionados en distintas regiones.

En las localidades de Mazatlán, Sinaloa, y Durango, Durango, se obtuvieron los mayores rendimientos promedio, debido principalmente que en la primera localidad, el frijol se cultivó en condiciones de riego y en la segunda se condujo bajo temporal, pero hubo condiciones adecuadas de humedad en cuanto a cantidad y distribución de las lluvias (564 mm), durante el desarrollo del cultivo. Por su parte, el rendimiento promedio más bajo se obtuvo en Guasave, Sinaloa (Cuadro 1), debido principalmente a la presencia de cepas necróticas del virus del mosaico común (BCMNV) (r= -0.57), que causan la enfermedad conocida comúnmente como raíz negra, que provocó alta mortandad de plantas en la mayoría de los genotipos (Morales, 1979). La excepción fueron las líneas Jamapa Cora, que mostraron 100% de virus de mosaico común, pero no raíz negra; reacción similar a la observada en Celaya.

parameters, the SAS computer program (SAS, 1999) was used, and during the AMMI analysis, recommendations by Vargas and Crossa (2000) were followed.


Combined analysis

With the information on yield, highly significant differences (p< 0.01) were found between environments, genotypes and in the interaction of both, indicating that the trial locations and the evaluated genotypes differ in their production potential, and some showed different responses throughout evaluation environments. The evaluation environments explained largely the observed variances, which were contrasting and explained 59%, followed by the genotypes∗environment interaction, with 34%.

Genotypes explained 7% of the observed variance. This is mostly due to the trial environments having different soil and weather characteristics, which confer different, yield potentials, since the effect is determined by the average yield of the genotypes. On the other hands, the genotypes belong to the Mesoamerican breed (Singh et al., 1991), which displays a similar phenotype and some wide adaptations, and due partly to its neutrality in the photoperiod (White and Laing, 1989). However, their resistances to abiotic and biotic stresses are different, because they were selected in different areas.

Mazatlán, Sinaloa, and Durango, Durango, produced the highest yield averages, due mostly to the fact that in the former, beans were planted under conditions of irrigation and in the latter, under rainy conditions, although there were adequate conditions of humidity in terms of amounts and distribution of rains (564 mm) during the growth of the crop. On the other hand, the lowest yield average was produced in Guasave, Sinaloa (Table 1), due mostly to the presence of necrotic strains of the common mosaic virus (BCMNV) (r= -0.57), which cause the disease commonly known as black root, that caused a high mortality rate in most genotypes (Morales, 1979). The exception was the Jamapa Cora lines, 100% of which displayed the common mosaic virus, but no black root; a similar reaction was observed in Celaya.


El ensayo establecido en Texcoco, Estado de México, fue severamente dañado por esta enfermedad, cuyos efectos fueron acentuados por temperaturas altas observadas durante el ciclo del cultivo. Estos resultados indican que los genotipos incluidos en el ensayo y cuyas poblaciones fueron disminuidas por raíz negra, portan el gene I de resistencia hipersensitiva (Morales, 1979).

El gene I se encuentra pressente en el germoplasma de la raza mesoamericana, que fue ampliamente utilizado en el programa de mejoramiento del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), de donde se introdujo germplasma mejorado a México. En

The trial in Texcoco, State of Mexico, was severely damaged by this disease, with stronger effects due to high temperatures during the plantation cycle (data not shown), which is why it was eliminated and planted in the soil. These results indicate that the genotypes included in the trial, and the populations of which were reduced by black root, carry gene I of hypersensitive resistance (Morales, 1979).

Gene I exists in the germplasm of the Mesoamerican breed, and was widely used in the breeding program of the Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), where improved germplasm was introduced to Mexico. Consequently, most varieties of opaque black beans

Cuadro 1. Rendimiento de grano (t ha-1) promedio de líneas de frijol negro evaluadas en 14 ambientes de México. 2008-2009.Table 1. Average grain yield (t ha-1) in black bean lines evaluated in 14 environments in Mexico. 2008-2009.

GenotipoLocalidades de prueba

X1 b 2 ef 3 cde 4 cd 5 bc 6 ef 7 cde 8 de 9 f 10 a 11 a 12 cd 13 ef 14 efPapaloapan 1.9 0.7 2.4 2.1 1.1 1.1 1.5 1.3 0.4 2 2.3 1 0.8 0.5 1.4 aNegro Tropical 1.3 0.4 0.8 1 1.2 0.7 0.6 0.9 0.4 1.6 2.4 0.9 0.6 0.9 1 bc

Negro Medellín

1 0.8 1.2 0.7 1.1 0.6 1.5 0.6 0.6 1.7 1.5 1 0.6 0.5 1 bc

Negro Tacaná

1.5 0.6 1 0.5 1.1 0.5 0.6 0.9 0.3 1.9 1.5 1.2 0.9 0.7 0.9 bc

Negro INIFAP 1.4 0.7 0.9 0.7 1 0.5 0.6 0.6 0.4 1.8 0.5 0.9 0.5 0.1 0.8 c

NG 99279 1.3 0.6 0.8 0.9 0.6 0.6 0.2 0.8 0.5 1.4 1.7 1.3 0.7 0.6 0.9 bcJamapa Plus 1 0.5 1.2 0.9 1.1 0.6 0.6 1 0.6 2.1 1.6 1 0.5 1.1 1 bc

Jamapa L1 1.3 0.8 0.4 1.2 1 0.7 1.7 0.6 0.6 1.8 1.6 0.5 0.8 0.5 1 bcJamapa L2 1.1 0.8 0.3 1.1 0.8 0.8 1.8 0.8 0.6 2 1.6 1 0.5 0.6 1 bcJamapa L3 1.1 0.9 0.5 1.3 0.8 1.1 1.7 0.8 0.6 2 1.6 1.2 0.6 0.5 1.1 bNegro Pacífico 1.5 0.5 0.9 1 1.5 0.4 0.6 0.8 0.5 2 2.3 0.9 0.5 1 1 bc

Guanajuato 1.3 0.7 0.9 0.9 1.4 0.5 0.5 0.9 0.3 1.7 1.7 0.9 0.7 0.7 0.9 bcNegro Citlali 0.9 0.7 0.3 0.6 1.1 0.7 0.5 0.6 0.5 1.9 1.1 1.1 0.6 0.9 0.8 cNegro 8025 0.8 0.6 0.8 1 1.1 0.8 0.3 1 0.5 2.2 1.7 0.9 0.8 0.5 0.9 bcFrijozac 1.2 0.6 0.5 0.8 1.2 0.7 1 1.1 1.3 1.7 2.7 1.1 0.7 1.1 1.1 bSan Miguel 1.4 0.8 1.2 0.6 1.8 0.8 1 0.8 0.5 2.5 0.9 0.9 0.7 0.5 1 bcX 1.3 0.7 0.9 1 1.1 0.7 0.9 0.8 0.5 1.9 1.7 1 0.7 0.7 1

1= San Andrés Tuxtla, Veracruz; 2= Medellín, Veracruz; 3= Orizaba, Veracruz; 4= Puebla; 5= Ocampo, Guanajuato; 6= Celaya, Guanajuato; 7= Santiago Ixcuintla, Nayarit 8= Zacatecas; 9= Guasave, Sinaloa; 10= Mazatlán, Sinaloa; 11= Durango; 12= Río Bravo, Tamaulipas; 13= Ocozocuautla, Chiapas; 14= Madero, Durango. Localidades y genotipos con las mismas letras en la hilera y columna, respectivamente, son estadísticamente similares de acuerdo a la prueba de rango múltiple de Duncan, p= 0.05.


consecuencia, la mayoría de las variedades de grano negro opaco liberadas en la ultima década (López et al., 2007a) y algunas del tipo Flor de Mayo poseen ese gene (Acosta et al., 1995; Castellanos et al., 2003). Sin embargo, en presencia de cepas del BCMNV, insensibles a temperatura, la presencia del gene I causa la reacción hipersensitiva que resulta en necrosis vascular y consecuente muerte de las plantas infectadas. La muerte de plantas que poseen el gene I puede prevenirse en los nuevos cultivares, con la incorporación de una serie de genes recesivos que confieren resistencia a las cepas insensibles a temperatura del BCMNV, principalmente el gen bc3 (Kelly, 1997; Mukeshimana et al., 2005).

El rendimiento de grano también varío entre genotipos; la variedad Negro Papaloapan fue la más productiva a través de localidades, cuyo rendimiento fue significativamente superior al del resto de los materiales. Otros genotipos que sobresalieron por su alta productividad fueron la variedad Frijozac y la línea Jamapa Cora 3, aunque su rendimiento fue estadísticamente similar al de otros 11 genotipos (Cuadro 1). Esta respuesta se debió en gran parte, a la tolerancia de enfermedades en los genotipos anteriores. En algunas localidades, líneas introducidas desarrolladas en un ambiente diferente, mostraron una baja productividad, principalmente por pobre adaptación, tal fue el caso de las tres líneas Jamapa Cora, Negro Citlali y Frijozac en Orizaba, Veracruz.

Análisis AMMI

De acuerdo al análisis AMMI, los seis primeros componentes principales (CP) fueron significativos y acumularon 93.3% en la explicación de la varianza; de estos seis componentes, los tres primeros fueron los más importantes en la representación de la interacción genotipo∗ambiente (IGA), ya que explicaron 76.9% de la suma de cuadrados (Cuadro 2). Como era de esperarse, los ambientes mostraron mayor dispersión que los genotipos, lo cual indica que la variabilidad ambiental fue mayor que las diferencias genéticas del germoplasma de frijol incluido en el estudio.

San Andrés Tuxtla, Veracruz, fue el ambiente que mostró menor interacción con los genotipos (CP1= 0.02385) y alto potencial de rendimiento con un promedio de 1.3 t ha-1 (Figura 1 y Cuadro 3). Lo anterior obedeció principalmente a que no hubo condiciones de estrés para el cultivo, ya que además de la humedad residual contó con (310 mm

released in the last decade (López et al., 2007a) and some of the type Flor de Mayo carry this gene (Acosta et al., 1995; Castellanos et al., 2003). However, in the presence of the strain of BCMNV, insensitive to temperature, the presence of gene I cause the hypersensitive reaction that results in vascular necrosis, and consequently, the death of the infected plants. This can be prevented in new cultivars, incorporating a series of recessive genes that give resistance to the BCMNV strains insensitive to temperature, mostly gene bc3 (Kelly, 1997; Mukeshimana et al., 2005).

Grain yield also varied between genotypes. The variety Negro Papaloapan was the most productive throughout locations, with a yield significantly higher than the rest of the materials. Other genotypes with high yields were variety Frijozac and the line Jamapa Cora 3; although its yield was statistically higher than those of other 11 genotypes (Table 1). This response was due largely to the tolerance to diseases in previous genotypes. In some locations, lines introduced developed in a different environment showed low productivity, due mainly to poor adaptation, such as in the case of the lines Jamapa Cora, Negro Citlali and Frijozac in Orizaba, Veracruz.

AMMI analysis

According to the AMMI analysis, the first six main components (CP) were significant and accumulated 93.3% in the variance explanation. Out of the six components, the first three were the most important in the representation of the genotype∗environment interaction (IGA), since they explained 76.9% of the sum of squares (Table 2).As expected, the environments showed a greater dispersal tan the genotypes, indicating that the environmental variability was greater than the genetic differences of the bean germplasm included in the study.

San Andrés Tuxtla, Veracruz, was the environment that showed the least interaction with the genotypes(CP1= 0.02385) and highest yield potential, with an average of 1.3 t ha-1 (Figure 1 and Table 3). This was mainly due to the lack of stress conditions for the crop, since there was residual humidity and (310 mm of rain) and the temperature during its growth was optimum (22 to 24°C). In Ocozocuautla, Chiapas, there was also a reduced interaction with the genotypes (CP1= 0.00815), but a yield lower than the average (Table 3). In both locations, the plantation was with residual humidity, and the climates in both locations are relatively similar.


de precipitación pluvial) y la temperatura durante su desarrollo fue óptima (22 a 24 °C). En Ocozocuautla, Chiapas también se registró reducida interacción con los genotipos (CP1= 0.00815), pero un rendimiento promedio inferior a la media (Cuadro 3); en ambas localidades la siembra fue de humedad residual y son de clima relativamente similar.

On the other hand, in Durango, Durango, a high variation was observed in the grain yield of the genotypes(CP1= -0.89726) (Figure 1 and Table 3), which is mainly caused by differences in adapting to that evaluation environment and by a strong pressure by the fungus that causes angular leaf spot (Phaoisariopsis griseola), since the crop had good humidity conditions during its growth (564 mm

Fuente GLAMMI SCAMMI CMAMMI Explicación de la varianza (%)Individual Acumulada

CP1 27 20.5 0.76∗ 27.7 27.7CP2 25 19.4 0.78∗ 26.3 53.9CP3 23 17 0.74∗ 23 76.9CP4 21 5.9 0.28∗ 8 84.9CP5 19 3.4 0.18∗ 4.6 89.5CP6 17 2.8 0.16∗ 3.8 93.3CP7 9 0.6 0.07 0.9 99.3CP8 7 0.3 0.04 0.4 99.7CP9 5 0.2 0.04 0.3 99.9CP10 3 0 0 0 100CP11 1 0 0 0 100Error 669 41.6 0.06

CV (%) = 25.3 R2= 0.84

Cuadro 2. Resultados de la suma de cuadrados en términos AMMI.Table 2. Results of the sum of squares in AMMI terms.

∗= altamente significativo (p< 0.01); AMMI= efectos principales aditivos e interacción multiplicativa; GLAMMI= grados de libertad; SCAMMI= suma de cuadrados; CMAMMI= cuadrados medios; CP= componente principal.

Figura 1. Efectos principales e interacción de los ambientes con respecto al rendimiento promedio de genotipos de frijol negro.Figure 1. Main effects and interaction of the environments with, the average yields of black bean genotypes.

Santiago Ixcuintla, Nayarit

Medellín, VeracruzTochtepec, Puebla

Ocozocuautla, Chiapas Río Bravo, Tamaulipas

Mazatlán, Sinaloa

Guasave, Sinaloa Orizaba, Veracruz Ocampo, Guanajuato

Madero, Durango

Durango, Durango

Rendimiento (kg ha-1)

0 0.5 1 1.5 2

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1.5

CEBAJ

Calera, Zacatecas

San Andrés Tuxtla, Veracruz


Por otra parte, en Durango, Durango, se observó alta variación en el rendimiento de grano de los genotipos (CP1= -0.89726) (Figura 1 y Cuadro 3), lo cual se atribuye principalmente a diferencias en su adaptación en ese ambiente de evaluación y por una fuerte presión por el hongo causante de la mancha angular (Phaoisariopsis griseola), ya que el cultivo tuvo buenas condiciones de humedad durante su desarrollo (564 mm de precipitación pluvial). En Santiago Ixcuintla, Nayarit y Durango, Durango se observó la interacción más alta entre el ambiente y los genotipos evaluados (CP1= 0.97030 y -0.89726, respectivamente)

of rain). Santiago Ixcuintla, Nayarit and Durango, Durango produced the highest interaction between environment and genotypes evaluated (CP1= 0.97030 and -0.89726, respectively) (Figure 1 and Table 3), indicating the poor adaptation of the black bean genotypes introduced from other areas of the country, such as NG 99279 and Negro 8025, originally from the Central Highland area.

Figure 2 and Table 3 show that the variety Negro Papaloapan not only display the highest average yield, but also a reduced interaction with its environment

Cuadro 3. Rendimiento promedio de genotipos, ambientes y valores de componentes principales (CP) significativo. Table 3. Average yield of genotypes, environments and significant main component (CP) values.

Tipo Nombre Rendimiento (t ha-1) CP1 CP2 CP3LIN Negro Papaloapan 1.4 0.08125 0.28452 1.21382LIN Jamapa Cora 3 1.1 0.51217 0.43088 -0.15771LIN Negro Pacífico 1 -0.47968 0.02542 0.02478LIN Negro Guanajuato 0.9 -0.21243 -0.20239 0.07699LIN Negro Citlali 0.8 0.00238 -0.31986 -0.49931LIN Negro 8025 0.9 -0.22684 -0.16233 -0.0371LIN Frijozac 1.1 -0.53471 0.54463 -0.44087LIN Negro San Miguel 1 0.36751 -0.67139 -0.03367LIN Negro Tropical 1 -0.51699 0.23902 0.09066LIN Negro Medellín 1 0.30354 0.08019 0.06116LIN Negro Tacaná 0.9 -0.14361 -0.37374 0.01045LIN Negro INIFAP 0.8 0.44817 -0.57641 0.05113LIN NG 99279 0.9 -0.34316 -0.05546 0.00217LIN Jamapa Plus 1 -0.24454 -0.1866 0.04247LIN Jamapa Cora1 1 0.47836 0.44091 -0.12514LIN Jamapa Cora 2 1 0.50859 0.50260 -0.27983AMB San Andrés Tuxtla, Veracruz 1.3 0.02385 -0.22354 0.28397AMB Mazatlán, Sinaloa 1.9 0.24087 -0.36138 -0.1785AMB Durango, Durango 1.7 -0.89726 0.8679 0.11756AMB Río Bravo, Tamaulipas 1 -0.06021 -0.21355 -0.26996AMB Ocozocuautla, Chiapas 0.7 0.00815 -0.17024 -0.1425AMB Madero, Durango 0.7 -0.48457 -0.02634 -0.38992AMB Medellín, Veracruz 0.7 0.29146 -0.1626 -0.24216AMB Orizaba, Veracruz 0.9 -0.06825 -0.41634 1.04622AMB Tochtepec, Puebla 1 0.17605 0.37961 0.50863AMB Ocampo, Guanajuato 1.1 -0.11814 -0.52317 -0.15954AMB Celaya, Guanajuato 0.7 0.18819 0.02971 -0.06629AMB Santiago Ixcuintla, Nayarit 0.9 0.9703 0.75436 -0.03956AMB Calera, Zacatecas 0.8 -0.21386 -0.02148 0.02779AMB Guasave, Sinaloa 0.5 -0.05659 0.08706 -0.49575

X 1


(Figura 1 y Cuadro 3), lo que indica la pobre adaptación de los genotipos de frijol negro introducidos de otras regiones del país, como fueron NG 99279 y Negro 8025 originados en la región de la Mesa Central.

En la Figura 2 y Cuadro 3, se observa que la variedad Negro Papaloapan, además de presentar el mayor rendimiento promedio, mostró reducida interacción con el ambiente y un CP1 cercano a cero, que indica adaptación en todas las localidades de prueba. La línea Negro Citlali mostró la menor interacción con el ambiente (CP1= 0.00238), pero su rendimiento promedio fue más bajo; esta variedad puede utilizarse en los programas de mejoramiento genético, para la generación de líneas y variedades con amplia adaptación. La variedad Frijozac que también obtuvo alto rendimiento promedio, presentó un valor de CP1 de -0.53471, que indica que esta variedad interaccionó fuertemente con el ambiente. La cercanía de las líneas Jamapa Cora 1, 2 y 3 (Figura 2), sugiere alta similitud entre ellas, las tres fueron derivadas de la variedad comercial Jamapa por selección individual.

En la búsqueda de genotipos con amplia adaptabilidad, que puedan rendir bien en diversos ambientes, es importante seleccionar los que interaccionan en menor grado con el ambiente (Vargas y Crossa, 2000). Sin embargo, la adaptación especifica en un área determinada, también es deseable si el material presenta estabilidad a través de años en esa área.

and a CP1 close to zero, indicating adaptation in all trial locations. The line Negro Citlali displayed the least interaction with the environment (CP1= 0.00238), although its average yield was lower. This variety can be used in the genetic breeding programs, for the creation of lines and varieties with wide adaptations. The variety Frijozac, which also had a high yield average, presented a CP1 value of -0.53471, indicating that this variety interacted strongly with the environment. The proximity of lines Jamapa Cora 1, 2 and 3 (Figure 2), suggests a strong similarity between them; all three derived from the commercial variety Jamapa by individual selection.

In the search for genotypes with wide adaptabilities that can perform well in diverse environments, it is important to choose those that interact with the environment to a lower degree (Vargas and Crossa, 2000). However, the specific adaptation in a determined area is also desirable if the material shows stability throughout the years in that area.

Results indicate that because Negro Papaloapan is a variety with a high productive capacity and stability in its grain yield, it can be validated in the different producing bean areas of the country, to later be recommended in commercial bean plantations in the country. This variety´s wide adaptation may be related to its resistance to diseases and abiotic stresses such as terminal drought and its adaptation to acidic soils (López et al., 2007b).

Figura 2. Efectos principales e interacción observada para el rendimiento de 16 genotipos de frijol negro.Figure 2. Main effects and interaction observed for the yield of 16 genotypes of black beans.

Negro INIFAP

Negro Medellín

Negro Citlali

Jamapa Cora 2

Jamapa Cora 1

Jamapa Cora 3

Negro San Miguel

Negro Papaloapan

Negro TacanáNegro Guanajuato

Negro 8025NG 99279

Jamapa Plus

Negro TropicalNegro Pacífico

Frijozac

Rendimiento (t ha-1)

Valo

res C

P1

0.6

0.4

0.2

0

-0.2

-0.4

-0.6

0 0.5 1 1.5


Los resultados indican que Negro Papaloapan, al ser una variedad con alta capacidad productiva y estabilidad en su rendimiento de grano, puede validarse en las diferentes regiones productoras de frijol del país, para su posterior recomendación en las siembras comerciales de frijol. La amplia adaptación de esta variedad probablemente esta relacionada con su resistencia a enfermedades y estreses abióticos como son la sequía terminal y su adaptación a suelos ácidos (López et al., 2007b).

CONCLUSIONES

El efecto de las localidades de prueba resultó significativamente mayor que el de los genotipos y de la interacción. Esto indica que las prácticas culturales favorables para el cultivo como el riego, fertilización y control de enfermedades, son conducentes a la obtención de altos rendimientos.

La variedad Negro Papaloapan fue la más productiva y mostró amplia adaptación en los diferentes ambientes de producción de frijol de México. La variedad Frijozac también presentó alto rendimiento, pero su adaptación fue específica, para los estados de Zacatecas, Durango y Sinaloa.

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CONCLUSIONS

The effect of the trial locations turned out significantly higher than the effect of genotypes and interaction. This indicates that cultural habits such as irrigation, fertilization and disease control lead to higher yields.

The variety Negro Papaloapan was the most productive and displayed a wide adaptation in the diverse producing bean environments in Mexico. The variety Frijozac also displayed a high yield, although its adaptation was specific to the states of Zacatecas, Durango and Sinaloa.

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DELAYING SENESCENCE OF ‘RUBY RED’ GRAPEFRUIT AND ‘VALENCIA’ ORANGES BY GIBBERELLIC ACID APPLICATIONS*

USO DE ÁCIDO GIBERÉLICO PARA RETRASAR LA SENESCENCIA DE TORONJA ‘RUBY RED’ Y NARANJA ‘VALENCIA’

Martín Aluja1§, Everardo Bigurra1, Andrea Birke1, Patrick Greany2 and Roy McDonald3

1Instituto de Ecología. A. C. Xalapa, Veracruz, México. A. P. 63. C. P. 91000. 2Formerly, USDA - ARS Center for Medical, Agricultural & Veterinary Entomology. 1700 SW 23rd. Gainesville, Florida 32608, USA Retired. 3Formerly, U. S. Horticultural Research Laboratory, ARS, USDA, 2120 Camden Road, Orlando Florida 32803, USA Retired. §Corresponding author: [email protected].

* Recibido: agosto de 2010


ABSTRACT

The demonstrate the effectiveness of gibberellic acid (GA3) in delaying fruit senescence in ‘Ruby Red’ grapefruit and ‘Valencia’ oranges under sub-optimal orchard management conditions in tropical Veracruz, Mexico. For grapefruit, one or two applications of three different GA3 doses (15, 20 and 40 mg L-1) with or without surfactant (Silwet® L77) at 0.035, 0.05 or 0.1%, were tested. For oranges, one or two applications of three different GA3 doses (10, 15 and 20 mg L-1) with or without surfactant at 0.05%, were tested. Pre-color break application of GA3, at 10 mg L-1 and 15 mg L-1 with surfactant (0.05%), was sufficient to sustain peel firmness and delay colour development in oranges and grapefruit, respectively. GA3 treatments with surfactant caused increased leaf drop in both citrus cultivars, although this was only noticed in trees treated with the highest surfactant dosages and mainly involved photosynthetically inactive leaves. One application of GA3 at 15 mg L-1 with surfactant (0.05%) significantly increased orange and grapefruit weights, resulting in yield increases of ca. 1.7 t ha-1 for oranges and 1.87 t ha-1 for grapefruit. A significant decrease in orange drop during the late harvest season in GA3 treated trees, resulted in a harvest period that could be extended by up

RESUMEN

Los datos demuestran la efectividad del ácido giberélico (AG3) para retrasar la senescencia del fruto en toronja ‘Ruby Red’ y naranja ‘Valencia’, aún bajo condiciones sub-óptimas de manejo en la región tropical de Veracruz, México. En toronja, experimentamos con una o dos aplicaciones de tres dosis de AG3 (15, 20 y 40 mg L-1) con o sin surfactante (Silwet® L77) a 0.035, 0.05 ó 0.1%. En el caso de la naranja, experimentamos con una o dos aplicaciones de tres dosis de AG3 (10, 15 and 20 mg L-1) con y sin surfactante a 0.05%. La aplicación de AG3 en etapa de pre-coloración, a 10 mg L-1 y 15 mg L-1 con surfactante (0.05%), fue suficiente para mantener la firmeza del epicarpio (cáscara) y retrasar el desarrollo del color en naranjas y toronjas, respectivamente. El tratamiento de AG3 con surfactante provocó un incremento en la caída de las hojas en ambos cítricos, aún cuando esto fue especialmente observado en árboles tratados con dosis elevadas de AG3 y surfactante, principalmente en el caso de hojas con inactividad fotosintética. Una aplicación de AG3 a 15 mg L-1 con surfactante (0.05%), incrementó significativamente el peso de la naranja y la toronja, resultando a su vez en un incremento en la cosecha alrededor de 1.7 t ha-1 de naranja y 1.9 t ha-1 de toronja. Debido a la reducción significativa en la caída de la fruta de la naranja durante la última temporada de cosecha en

Martín Aluja et al.42 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

to six weeks. The market value of fruit harvested late in the season is up to eight times the value of fruit harvested when the market is saturated.

Keywords: Citrus, economic benef it, harvest delay, increase of fruit weight.

INTRODUCTION

Citrus growers in Veracruz, Mexico, the largest citrus producing region of the country and one of the largest in the world, often attempt to keep their fruit on the tree as long as possible to obtain better prices and avoid oversupplied domestic markets. However, a large percentage of citrus production in Veracruz (25%) is lost to premature fruit drop caused in part by the attack of the Mexican fruit fly, Anastrepha ludens (Loew) (Ortíz-Moreno, 2009). Thus, products that can delay senescence, and at the same time decrease the fruit's susceptibility to fruit fly attack, are potentially important to growers (Aluja, 1994; 1999).

Plant growth regulators, including gibberellic acid (GA3) and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), have been widely used to maintain rind firmness and peel colour and reduce fruit drop in California (Coggins, 1973), Florida (Ali Dinar et al., 1976; Ferguson et al., 1982; McDonald et al., 1987), and Australia (Considine and El-Zeftawi, 1971). These compounds have also been used to extend postharvest shelf life (El-Otmani and Coggins, 1991; El-Otmani et al., 2000; Ritenour et al., 2005; Davies and Zalman, 2007), due to reduced susceptibility to post-harvest bacterial and fungal attack in treated fruits (Lewis et al., 1967; Coggins and Hield, 1968; Coggins, 1973). Importantly, while fruit senescence is delayed and citrus peel remains firmer and greener for a longer period, the internal fruit ripening process is not halted (Coggins and Lewis, 1965; Lewis et al., 1967; Coggins, 1973; Ferguson et al., 1982; Birke et al., 2006).

Previous studies have also shown that GA3 can reduce citrus fruit susceptibility to the Caribbean fruit fly, Anastrepha suspensa (Loew) (Greany et al., 1987; 1991; 1994; McDonald et al., 1988) and the Mediterranean fruit fly, Ceratitis capitata (Wiedemann) (Rössler and Greany, 1990). A similar effect was recently observed in the case of the Mexican fruit fly, A. ludens but only when fly populations were extremely low.

los árboles tratados con AG3, la cosecha podría extenderse por seis semanas adicionales. Los frutos cosechados tardíamente podrían alcanzar un valor de ocho veces mayor que aquellos cosechados cuando el mercado está saturado de producto.

Palabras clave: Citrus, beneficio económico, incremento en peso del fruto, retraso en la cosecha..

INTRODUCCION

Los citricultores de Veracruz, México (la región productora de cítricos más grande del país y una de las más grandes del mundo), intentan con frecuencia retener la fruta en el árbol el mayor tiempo posible para obtener mejores precios, evitando con ello colocar la fruta en mercados locales sobresaturados. Sin embargo, una gran proporción de la producción de cítricos en Veracruz (25%) se pierde por la caída prematura ocasionada en parte al ataque de la mosca mexicana de la fruta Anastrepha ludens (Loew) (Ortíz-Moreno, 2009). Es por ello que, los productos agrícolas que retarden la senescencia del fruto y al mismo tiempo reduzcan la susceptibilidad de estos al ataque de moscas de la fruta, son de enorme interés para los productores (Aluja, 1994; 1999).

Los reguladores de crecimiento vegetal, incluyendo el ácido gibérelico (AG3) y el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), han sido utilizados en California (Coggins, 1973), Florida (Ali Dinar et al., 1976; Ferguson et al., 1982; McDonald et al., 1987) y Australia (Considine y El-Zeftawi, 1971), para mantener la firmeza y el color verde del epicarpio de la fruta y evitar la caída prematura de ésta. Estos compuestos se han usado para extender la vida en anaquel después de la cosecha (El-Otmani y Coggins, 1991; El-Otmani et al., 2000; Ritenour et al., 2005; Davies y Zalman, 2007), debido a una reducida susceptibilidad de los frutos tratados, al ataque postcosecha por bacterias y hongos (Lewis et al., 1967; Coggins y Hield, 1968; Coggins, 1973). Un efecto del AG3 está vinculado al hecho que mientras la senescencia de frutos tratados es retrasada y la cáscara de cítricos permanece más firme y verde por un periodo más largo, el proceso interno de maduración no se detiene (Coggins y Lewis, 1965; Lewis et al., 1967; Coggins, 1973; Ferguson et al., 1982; Birke et al., 2006).

Estudios previos mostraron que la aplicación de AG3 reduce

la susceptibilidad de cítricos al ataque de la mosca del Caribe, Anastrepha suspensa (Loew) (Greany et al., 1987; 1991; 1994; McDonald et al., 1988) y a la mosca del Mediterráneo,

Delaying senescence of ‘Ruby Red’ grapefruit and ‘Valencia’ oranges by gibberellic acid applications 43

In Mexico, no prior use of plant growth regulators to reduce fruit drop, or delay the harvest period of oranges and grapefruit, has been formally documented. Based on the above, and given the demonstrated potential of GA3 to delay fruit senescence in other parts of the world, we decided to determine the efficiency of this approach in citrus groves in Veracruz, Mexico. Veracruz has the largest planted surface of citrus in the entire country (200 000 ha) and is one of the largest citrus growing regions in the world if one considers lime, tangerine in addition to various cultivars of oranges and grapefruit (SAGARPA, 2009).

Citrus production in Veracruz is concentrated over a short time period during which, due to oversupply, prices are low. But towards the end of the season, as prices increase, fruit rind has become senescent, and ripening fruit becomes highly susceptible to bacterial, fungal and fruit fly attack causing dramatic increases in fruit drop. Rössler and Greany (1990) have shown that GA3 can also enhance citrus natural resistance (toxic citrus oils remain concentrated for several weeks) and fruit senescence is delayed. If GA3 in Mexico shows to be as effective as in Florida, growers could be benefited by an extended harvest period, and concomitant access to higher prices.

Here, we report the results of a three-year study (1992-1995), conducted to determine the effect of GA3 on specific physical characteristics of 'Ruby Red' grapefruit (Citrus paradisi MacFadyen) and 'Valencia' orange (Citrus sinensis L. Osbeck) trees. For oranges, we also evaluated the optimal dose rates for GA3 and surfactant applications that could reduce fruit drop and extend the harvest period.


In both grapefruit and oranges we assessed the effect of GA3 on peel puncture resistance, coloration, leaf drop and fruit weight. In the case of oranges, we also evaluated the effect that GA3 could have on reducing fruit drop and extending the harvest period. This could not be evaluated in grapefruit due to high fruit drop caused by increased fruit fly attack towards the end of the season (Birke et al., 2006).

Study sites. Experiments were conducted in two commercial citrus groves, Finca “Montecristo” (‘Valencia’ oranges), and Finca “La Florida” (‘Ruby Red’ grapefruit), located in Congregación de Cañadas, Martínez de la Torre, Veracruz, Mexico (400 masl; 96o 47’ West Longitude; 19o 58 North

Ceratitis capitata (Wiedemann) (Rössler y Greany, 1990). Un efecto similar fue observado recientemente en el caso de la mosca mexicana de la fruta, A. ludens pero sólo cuando los niveles poblacionales fueron extremadamente bajos.

En México, no se ha documentado formalmente el uso de reguladores de crecimiento para reducir la caída prematura de frutos, o para prolongar la cosecha de naranjas y toronjas. Basado en lo anterior, y considerando el uso potencial, ha demostrado que AG3 reduce la senescencia del fruto en otras partes del mundo, por ello decidimos determinar la eficacia de este producto en huertos citrícolas de Veracruz, México. Veracruz, cuenta con la mayor superficie sembrada de cítricos del país (200 000 ha), y es una de la regiones citrícolas más grandes del mundo, si se considera la producción de limón y mandarina; además de los diversos cultivares de naranja y toronja (SAGARPA, 2009).

La producción citrícola en Veracruz se concentra en un periodo corto, durante el cual, debido a la sobreoferta, los precios son bajos. A finales de la temporada, los precios se incrementan, el epicarpio se torna senescente y la fruta en maduración se vuelve altamente susceptible al ataque de bacterias, hongos y moscas de la fruta, provocando incrementos dramáticos en la caída de éstos. Rössler y Greany (1990) demostraron que el AG3 también puede fortalecer la resistencia natural de los cítricos. Los aceites esenciales tóxicos del epicarpio que confieren resistencia, permanecen concentrados por varias semanas. Aunado a lo anterior, la senescencia de los frutos se retrasa. En el caso de demostrarse que el AG3 en México es tan efectivo como en Florida, los productores podrían beneficiarse al extender por un periodo más largo la época de cosecha y por lo tanto, tendrían acceso a mejores precios.

Aquí, reportamos los resultados de un estudio realizado por un periodo de tres años (1992-1995), llevado a cabo para determinar el efecto del AG3 sobre características específicas de frutos en árboles de toronja 'Ruby Red' (Citrus paradisi MacFadyen) y naranja 'Valencia' (Citrus sinensis L. Osbeck). Para naranjas, también evaluamos la aplicación de distintas dosis de AG3 y surfactante, que pudiesen reducir la caída de frutos y extender el periodo de cosecha.


Evaluamos, tanto para toronjas como para naranjas el efecto de AG3 sobre la resistencia del epicarpio a la punción de una


Latitude). This area has a dry season that can last between four and five months from the middle of March to the middle of July. The mean annual rainfall is 1 600 mm and the average temperature is 22 °C (INEGI, 1984).

Application of GA3 and surfactant in the grapefruit and orange orchards. The gibberellic acid used was ProGibb® Plus 2X wettable powder (Abbott Laboratories, North Chicago, IL). The organosilicone surfactant used was Silwet® L-77 (dimethyl polysiloxane modified with alkylene oxide) (Osi Specialties, Inc., Danbury, CT).

‘Ruby Red’ grapefruit orchard. Experiments were carried out from 1992 to 1995 using a random block design. During the 1992-1993 harvest seasons, 15 trees per treatment were used comprising five replicates of three trees each. During the following season (1993-1994), 162 trees per treatment were used comprising nine replicates of 18 trees each. For the 1994-1995 seasons, 30 trees per treatment were used comprising five replicates of 6 trees each. In all cases, approximately 30 litres of GA3 solution were applied per treatment tree using a manual sprayer (JACTO AteSa S. A., Torreón, Mexico) (at 36 s L-1) attached to a 1 500 litres tank pulled by a tractor. Control trees were sprayed with water using the same equipment described above. Fruit were always treated before colour break, on 03 August (first application) and 03 September (second application) in 1992, on 05 August in 1993, and on 09 August in 1994 (Table 1).

aguja (firmeza de fruto), coloración, caída de hojas y peso de fruto. En el caso de las naranjas, también evaluamos el efecto potencial del AG3 en la reducción de la caída de fruto y la extensión del periodo de cosecha. Lo anterior, no pudo evaluarse en toronjas, debido a los altos niveles de caída de fruto provocados por el ataque de moscas de la fruta a finales de temporada (Birke et al., 2006).

Sitios de estudio. Los experimentos se llevaron a cabo en dos huertos comerciales de cítricos, finca “Montecristo” (naranjas ‘Valencia’), y finca “La Florida” (toronjas ‘Ruby Red’), localizados en la Congregación de Cañadas, Martínez de la Torre, Veracruz, México (400 msnm; 96o 47’ W; 19o 58’ N). Esta área tiene una estación seca que puede durar de cuatro a cinco meses, desde mediados de marzo hasta mediados de julio. La precipitación media anual es de 1 600 mm y la temperatura media de 22 °C (INEGI, 1984).

Aplicación de AG3 y surfactante en huertos de toronja y naranja. El ácido giberélico utilizado fue el polvo humectable ProGibb® Plus 2X (Abbott Laboratories, North Chicago, IL). El surfactante organosiliconado fue Silwet® L-77 (dimetil polisiloxano modificado con óxido alcaleno) (Osi Specialties, Inc., Danbury, CT).

Huerto de toronja ‘Ruby Red’. Los experimentos se llevaron a cabo de 1992 a 1995 usando un diseño en bloques al azar. Durante la temporada 1992-1993, se trataron 15

Grapefruit Oranges1992-1993 1992-1993Absolute control (water) Absolute control (water)20 mg L-1 GA3 (2 applications)∗ 10 mg L-1 GA320 mg L-1 GA3 20 mg L-1 GA3 (2 applications)∗

20 mg L-1 GA3 + 0.1% L-77 (2 applications)∗ 20 mg L-1 GA320 mg L-1 GA3 + 0.1% L-77 10 mg L-1 GA3 + 0.05% L-7740 mg L-1 GA3 + 0.1% L-77 20 mg L-1 GA3 + 0.05% L-771993-1994 1993-1994Absolute control (water) Absolute control (water)15 mg L-1 GA3 + 0.05% L-77 15mg L-1 GA3 + 0.05% L-771994-1995Absolute control (water)15 mg L-1 GA3 + 0.035% L-7715 mg L-1 GA3 + 0.05% L-77

Table 1. Gibberellic acid (GA3) and surfactant (Silwet L-77) concentrations used to treat ‘Ruby Red’ grapefruit and ‘Valencia’ oranges.

Cuadro 1. Concentraciones de ácido gibérelico (AG3) y surfactante (Silwet L-77), para tratar toronja ‘Ruby Red’ y naranja ‘Valencia’.

∗= treatment repeated one month later on grapefruit and 45 days later on orange trees.


‘Valencia’ orange orchard. A random block design was used in the experimental plot. Experiments were conducted during two seasons. During the 1992-1993 seasons, 80 trees per treatment were used comprising 5 replicates of 16 trees each. For 1993-1994, a total of 440 trees were employed per treatment comprising 4 replicates of 110 trees each. GA3 was applied during 1992-1993 with a manual sprayer (JACTO AteSa S. A. Torreón, Mexico) (at 36 s L-1) attached to a 1 500 liter tank pulled by a tractor. During 1993-1994, a speed sprayer was used. Control trees were sprayed with water using the same equipment described above. The first year (1992), GA3 was applied twice, on 15 October and 30 November, whereas in 1993, the compound it was applied only once on 19 October (Table 1).

Evaluation of peel firmness and fruit colour. Grapefruits were sampled monthly from November through February for 1992-1993 (N= 75 per treatment). Five fruits were sampled from each tree. For the 1993-1994 season, fruits were sampled from October through January (N= 164 per treatment), four fruits were sampled from 41 trees selected randomly. For the 1994-1995 season, fruits were also sampled from October through January (N= 20 per treatment); two fruits were sampled from 10 randomly selected trees.

Oranges were sampled monthly from December to March for 1992-93 (N= 80 per treatment); one fruit was harvested from each tree. For the 1993-1994 seasons (N= 144 per treatment) three fruit were harvested from 48 randomly sampled trees from December through May. Fruit harvested from the experimental plots was transported to the Instituto de Ecología, A. C. laboratories in Xalapa (3 h drive), to assess peel firmness and fruit colour. All measurements were taken within a 48 h period post-harvest.

Rind firmness was determined using a 1 mm flat-tip, metal probe (4 equatorial punctures per fruit) connected to a force gauge (Accuforce gauge III, model AF3010CE, Ametek, Mansfield & Green Division, Largo, FL) on a motorized test stand (model 4665, Ametek, Mansfield & Green Division, Largo, FL).

Evaluation of leaf drop. For grapefruit trees, leaf drop was assessed by placing two plastic baskets (15∗20 cm) underneath tree canopies (N= 10 baskets per treatment) and monthly counts the number of fallen leaves inside the containers from October to December. For orange trees,

árboles, cinco réplicas cada una con tres árboles. Durante la siguiente temporada (1993-94), se utilizaron 162 árboles por tratamiento comprendiendo nueve réplicas de 18 árboles cada una. Para la temporada 1994-95, se usaron 30 árboles por tratamiento comprendiendo cinco réplicas de seis árboles cada una. En todos los casos, se aplicaron aproximadamente 30 litros de solución de AG3 por árbol tratado. Durante 1992-93 se utilizó una bomba aspersora manual (JACTO AteSa S. A., Torreón, México) y durante 1993-94 y 1994-95 una bomba de aspersión (36 s L-1) fijada a un tanque de 1500 litros jalado por un tractor. Los árboles control fueron asperjados con agua utilizándose el equipo antes descrito. La fruta fue tratada antes del proceso de maduración fisiológico (antes que cambiara de color). Las aplicaciones se realizaron en 1992, el 03 de agosto (primera aplicación) y el 03 de septiembre (segunda aplicación), en 1993 el 05 de agosto y en 1994 el 09 de agosto (Cuadro 1).

Huerto de naranja ‘Valencia’. Se utilizó un diseño de bloques al azar. Los experimentos se llevaron a cabo durante dos temporadas. Durante la temporada1992-93, se usaron 80 árboles por tratamiento que comprendían cinco réplicas de 16 árboles cada una. Para 1993-94, se usaron un total de 440 árboles por tratamiento divididos en cuatro réplicas de 110 árboles cada una. El AG3 fue aplicado en 1992-93 con una bomba aspersora manual (JACTO AteSa S. A. Torreón, México). Durante 1993-94, se uso una bomba de aspersión (36 s L-1) fijada a un tanque de 1500 litros jalado por un tractor. Los árboles control fueron asperjados con agua usando el mismo equipo descrito. El primer año (1992), se aplicó AG3 en dos ocasiones, en octubre 15 y noviembre 30, mientras que en 1993, el producto fue aplicado una sola vez, el 19 de octubre (Cuadro 1).

Evaluación de la firmeza y coloración del epicarpio. Las toronjas fueron muestreadas mensualmente durante los tres años. Durante 1992-1993 de noviembre a febrero (N= 75 por tratamiento) y se muestrearon cinco frutos por árbol. Para la temporada 1993-1994 de octubre a enero, se muestrearon cuatro frutos de 41 árboles (N= 164 por tratamiento) seleccionados al azar. Para la temporada 1994-1995 de frutos también se colectaron de octubre a enero (N= 20 por tratamiento) y se muestrearon dos frutos de 10 árboles seleccionados al azar.

Las naranjas fueron muestreadas mensualmente de diciembre a marzo 1992-1993 (N= 80 por tratamiento); se seleccionó un fruto por árbol. Para la temporada 1993-94 (N= 144 por tratamiento) tres frutos fueron cortados de 48 árboles muestreados al azar de diciembre a mayo. La fruta muestreada de las parcelas experimentales fue transportada a los


leaf drop was assessed during the 1992-1993 season, one month after the final GA3 application. Two wooden squares (50 cm2) were randomly thrown underneath the canopy of 20 orange trees per treatment and the total number of fallen leaves inside the squares was counted.

Determination of fruit weight. To determine whether GA3 had an effect on fruit weight, groups of 14 grapefruit from 41 trees per treatment (N= 41 groups of fruit per treatment), and groups of three oranges per tree from 48 randomly selected trees per treatment (N= 48 groups of fruit per treatment) were sampled from the experimental orchard during the 1993-1994 season and were transported to the laboratories in Xalapa. Fruit were weighed using an electronic digital precision balance (OHAUS® Precision plus TP4KD, OHAUS Corporation, Florham Park, N. J. USA).

Quantification of fruit drop. Orange drop was quantified by counting and removing fallen fruits beneath tree canopies each month. During 1992-1993, we assessed fruit drop regularly from December through March. After March, fruit drop was counted daily until a 13 fruit per tree “harvest threshold” was reached. Grapefruit drop was not assessed because late in the season, the few remaining fruit on the tree were heavily infested by A. ludens larvae and therefore tended to drop prematurely. The fruit fly population was extremely high during this season (Birke et al., 2006).

Determination of optimal orange harvest period. The effect that GA3 had on the length of the orange harvest period was assessed during the 1992-1993 season in an experimental plot in which fruit was not harvested to determine whether GA3 treatments would allow trees to retain fruit past the conventional harvest period in the region. The harvest threshold was set by local growers at 13 fallen fruits per tree after 31 March which is when the harvest season normally ends (i.e., all ripe fruit still on the tree are usually harvested by this date). Growers considered that more than 13 fallen fruit per tree resulted in an economic loss (Bigurra, 1995).

Statistical analysis. All results were rank-transformed to ranks (Zar, 1999) and were subjected to two-way analyses of variance (ANOVA) (SAS, 1998), with the exception of leaf drop and fruit drop that were not transformed prior to ANOVA. Posthoc comparisons were performed using Scheffe tests (p< 0.05).

laboratorios del Instituto de Ecología, A. C. en Xalapa (3 h de distancia), donde se midió la firmeza del epicarpio y coloración del fruto. Todas las medidas fueron tomadas dentro un periodo no mayor a 48 h posterior al corte.

La f irmeza del epicarpio fue determinada usando un penetrómetro que presentaba una aguja metálica plana de 1 mm de diámetro conectada a un medidor de fuerza (Accuforce gauge III, model AF3010CE, Ametek, Mansfield & Green Division, Largo, FL) sobre un soporte motorizado (model 4665, Ametek, Mansfield & Green Division, Largo, FL). En cada fruto se realizaron cuatro perforaciones ecuatoriales.

Evaluación de la caída de hojas. Para árboles de toronja, la caída de hojas fue medida mediante el conteo mensual de hojas en dos canastas plásticas (15∗20 cm) que previamente se colocaron bajo la copa de los árboles (N= 10 canastas por tratamiento). El conteo de hojas se realizó de octubre a diciembre. Para los árboles de naranja, la caída de hojas se determinó durante la temporada 1992-93, un mes después de la última aplicación de AG3. Para ello, se lanzó al azar bajo la copa de los árboles dos bastidores de madera (50 cm2), se utilizaron 20 árboles de naranja por tratamiento y se registró el número total de hojas dentro del bastidor.

Determinación de peso del fruto. Para determinar si el AG3 tuvo efecto en el incremento en peso del fruto, se muestrearon grupos de 14 toronjas de 41 árboles por tratamiento (N= 41 grupos de fruta por tratamiento), y grupos de tres naranjas por árbol de 48 árboles seleccionados al azar por tratamiento (N= 48 grupos de fruta por tratamiento) durante la temporada 1993-1994. Estos frutos se transportaron a los laboratorios de Xalapa. La fruta se pesó usando una balanza electrónica digital de precisión (OHAUS® Precision plus TP4KD, OHAUS Corporation, Florham Park, N. J. USA).

Cuantificación de la caída de frutos. La caída de naranjas fue cuantificada mensualmente, para ello se contó y retiró la fruta bajo la copa de los árboles. Durante 1992-1993, evaluamos la caída de frutos de diciembre a marzo. Después de marzo la fruta caída fue contada diariamente hasta alcanzar el “umbral de cosecha” de 13 frutos por árbol. En el caso de toronja, la caída de frutos no fue evaluada ya que a finales de la temporada los pocos frutos que quedaban en el árbol estaban altamente infestados con larvas de A. ludens y por lo tanto tendían a caer prematuramente. Los niveles poblacionales de moscas de la fruta fueron muy altos durante ese año (Birke et al., 2006).


RESULTS

Various GA3 and surfactant doses proved to be effective in maintaining fruit firmness and delaying fruit color change in both ‘Valencia’ oranges and ‘Ruby Red’ grapefruit. However, GA3 treatments with surfactant also increased leaf drop within weeks of application. Importantly, a dose of 15 mg L-1 GA3 and surfactant significantly increased fruit weight in both oranges and grapefruit. Finally, and in the case of oranges, GA3 in combination with a surfactant significantly diminished fruit drop late in the harvest season for a period of up to six weeks.

GA3 effect on peel firmness and peel coloration. GA3 significantly delayed peel fruit softness and skin coloration (Figure 1). During the 1992-1993 season, grapefruit peel was firmer (two-way ANOVA, F3, 1681= 213.18, p< 0.0001 months; F5, 1681= 127.39, p< 0.0001 treatment; F15, 1681= 2.26, p= 0.0038 monthstreatment). Fruit treated with GA3 plus surfactant was firmer than those treated only with GA3, while control fruit was the least hard. Peel coloration was also dose-dependent, (two-way ANOVA, F3, 1681= 618.73, p< 0.0001 months; F5, 1681= 99.23, p< 0.0001 treatment; F15, 1681= 14.67, p< 0.0001 months∗treatment), fruit treated with two applications of 20 mg L-1 + 0.1% L77 maintained greenness for a longer period than fruit treated with other doses.

Determinación del periodo óptimo de cosecha de naranja. El efecto del AG3 sobre la extensión de la cosecha de naranja fue evaluado durante la temporada 1992-1993, en una parcela experimental cuya fruta no fue cosechada, con el fin de determinar si el tratamiento con AG3 permitiría retener la fruta en los árboles más allá del periodo convencional de cosecha en la región. El umbral de cosecha fue fijado por productores locales, en 13 frutos caídos por árbol, a partir del 31 de marzo (i.e., toda la fruta que queda en el árbol es usualmente cosechada en esa fecha). Los productores consideraban que más de 13 frutos caídos por árbol resultaba en pérdidas económicas (Bigurra, 1995).

Análisis estadístico. Con excepción de los datos de hojas y frutos caídos, todos los resultados fueron convertidos a rangos (Zar, 1999) y sometidos a análisis de varianza de dos vías (ANDEVA) (SAS, 1998). Las comparaciones posthoc se hicieron mediante pruebas de Scheffe (p< 0.05).

RESULTADOS

El AG3 con surfactante probó ser altamente efectivo para mantener la firmeza del fruto y retrasar el cambio de color del epicarpio, tanto para naranjas ‘Valencia’ como para toronjas

Absolute control

15 mg·l-1 GA3+0.035% L77 (1x)

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

1992 - 1993 1994 - 1995

A A

B B

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f i r m n e ss

( m e a n

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S E ) i n

N e w t o n s

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Time of year

Absolute control

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (1x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

40 mg·l-1 GA3+0.1% L 77 (1x)

4

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1

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Oct Nov Dec Jan

4

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Nov Dec Jan Feb

9

Absolute control

15 mg·l-1 GA3+0.035% L77 (1x)

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

1992 - 1993 1994 - 1995

A A

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firm

ness

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n ±

SE) i

n Ne

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sPe

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Time of year

Absolute control

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (1x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

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15 mg·l-1 GA3+0.035% L77 (1x)

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

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Time of year

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Absolute control 20 mg L-1 GA3+0.1% L77 (1x)

20 mg L-1 GA3 (1x) 20 mg L-1 GA3+0.1% L77 (1x)

20 mg L-1 GA3 (2x) 40 mg L-1 GA3+0.1% L77 (1x)

November December January February

A)

876543210

November December January February

B)

Absolute control

15 mg·l-1 GA3+0.035% L77 (1x)

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

1992 - 1993 1994 - 1995

A A

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Time of year

Absolute control

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)

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20 mg·l-1 GA3 (1x)

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Absolute control

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (1x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

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Time of year

Absolute control

20 mg·l-1 GA3 (1x)

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15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

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Time of year

Absolute control

20 mg·l-1 GA3 (1x)

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20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

40 mg·l-1 GA3+0.1% L 77 (1x)

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1992 - 1993

Absolute control 15 mg L-1 GA3 (1x) GA3+0.035% L77 (1x)15 mg L-1 GA3 (1x) GA3+0.05% L77 (1x)9

8

7

6

5

4

A)

October November December January

876543210


B)

Time of year

Figure 1. Doses of GA3 and surfactant applications on ‘Ruby Red’ grapefruit peel firmness (A) and coloration (B) during the 1992-1993 and 1994-1995. 1x or 2x= 1 or 2 applications of the substances. Figura 1. Dosis de aplicación de AG3

y surfactante sobre la firmeza del epicarpio (A) y la coloración (B) de toronja ‘Ruby Red’

durante 1992-93 y 1994-95. 1x o 2x= 1 ó 2 aplicaciones de productos.


Control fruit senesced faster than GA3-treated fruit. In the 1994-1995 season, peel firmness also differed significantly (two-way ANOVA, F3, 228= 124.33, p< 0.0001 months; F2, 228= 26.16, p< 0.0001 treatment; F6, 173= 1.58, p< 0.154 months∗treatment). Fruit coloration during this year was also significantly different between months and treatments (two-way ANOVA, F3, 228= 82.82, p< 0.0001 months; F2, 228= 34.12, p< 0.0001 treatment; F6, 228= 2.43, p= 0.027 months∗treatment); all treated fruit was greener than control fruit.

In 1992-1993 season, oranges were firmer when treated with GA3 (two-way ANOVA, F3, 1896= 121.11, p< 0.0001 months; F5, 1896= 25.65, p< 0.0001 treatment; F15, 1896= 1.19, p= 0.27 months∗treatment) (Figure 2). Fruit coloration also showed significant differences between treatments (two-way ANOVA, F3, 1894= 286.87, p< 0.0001 months; F5, 1894= 206.21, p< 0.0001 treatment; F15, 1894= 9.44, p< 0.0001 months∗treatment). In 1993-1994 season, a similar effect was observed in both peel firmness (two-way ANOVA, F5, 1716= 70.91, p< 0.0001 months; F1, 1716= 250.31, p< 0.0001 treatment; F5, 1716= 9.44, p< 0.0067 months∗treatment) and peel coloration (two-way ANOVA, F5, 1715= 287.66, p< 0.0001 months; F1, 1715= 801.6, p< 0.0001 treatment; F5, 1715= 801.6, p< 0.000007 months∗treatment) (Figure 2). Dependent effects on peel firmness and color were detected in relation to GA3, surfactant concentrations.

‘Ruby Red’. Sin embargo, la aplicación conjunta de AG3 con surfactante causó un incremento significativo en la caída de hojas pocas semanas después de la aplicación. La dosis de 15 mg L-1 AG3 y surfactante incrementó significativamente el peso del fruto, esto se observó tanta para toronjas como para naranjas. Finalmente, en el caso de las naranjas, el AG3 en combinación con surfactante disminuyó significativamente la caída de frutos al final de la temporada, la extensión de la cosecha se prolongó por un periodo de hasta seis semanas.

Efecto del AG3 en la firmeza y coloración del epicarpio. El AG3 retrasó significativamente el reblandecimiento y la coloración del epicarpio de la fruta (Figura 1). Durante la temporada 1992-93, el epicarpio de toronjas tratadas fue más firme (ANDEVA, de dos vías, F3,1681= 213.18, p< 0.0001 mes; F5, 1681= 127.39, p< 0.0001 tratamiento; F15, 1681= 2.26, p= 0.0038 mes∗tratamiento). La fruta tratada con AG3 y surfactante fue más firme que aquella tratada solamente con AG3, mientras que la fruta control fue la menos firme. El efecto sobre la coloración del epicarpio dependió de la dosis (ANDEVA, de dos vías, F3, 1681= 618.73, p< 0.0001 mes; F5, 1681= 99.23, p< 0.0001 tratamiento; F15, 1681= 14.67,p< 0.0001 mes∗tratamiento), la fruta tratada con dos aplicaciones de 20 mg L-1 + 0.1% L77 mantuvo su verdor por un periodo más prolongado que aquella tratada con otras dosis.

6

7

8

9

10

11

Dec Jan Feb Mar6

7

8

9

10

11

Dec Jan Feb Mar Apr May

12

345

678

910


1992 - 1993 1994 - 1995

A A

B B

Peel

firm

ness

(mea

n ±SE

) in

Newt

ons

Peel

color

ation

(mea

n ±SE

)

Time of year

1

2

3

4

5

6

7

Dec Jan Feb Mar

8

Absolute control

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

Absolute control

10 mg·l-1 GA3 (1x)

10 mg·l-1 GA3+.05% L77 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)

1992 - 1993

Absolute control 20 mg L-1 GA3 (1x)

10 mg L-1 GA3 (1x) 20 mg L-1 GA3+0.1% L77 (2x)

10 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x ) 20 mg L-1 GA3 (2x)

6

7

8

9

10

11

Dec Jan Feb Mar6

7

8

9

10

11


12

345

678

910


1992 - 1993 1994 - 1995

A A

B B

Peel

firm

ness

(mea

n ±SE

) in

Newt

ons

Peel

color

ation

(mea

n ±SE

)

Time of year

1

2

3

4

5

6

7

Dec Jan Feb Mar

8

Absolute control

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

Absolute control

10 mg·l-1 GA3 (1x)

10 mg·l-1 GA3+.05% L77 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)

6

7

8

9

10

11

Dec Jan Feb Mar6

7

8

9

10

11


12

345

678

910


1992 - 1993 1994 - 1995

A A

B B

Peel

firm

ness

(mea

n ±SE

) in

Newt

ons

Peel

color

ation

(mea

n ±SE

)

Time of year

1

2

3

4

5

6

7

Dec Jan Feb Mar

8

Absolute control

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

Absolute control

10 mg·l-1 GA3 (1x)

10 mg·l-1 GA3+.05% L77 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)

December January February March

Peel

firm

ness

(mea

n ±

SE) (

N) 11

10

9

8

7

6

A)

1992 - 1993

Absolute control 15 mg L-1 GA3 (1x) GA3+0.05% L77 (1x)

6

7

8

9

10

11

Dec Jan Feb Mar6

7

8

9

10

11


12

345

678

910


1992 - 1993 1994 - 1995

A A

B B

Peel

firm

ness

(mea

n ±SE

) in

Newt

ons

Peel

color

ation

(mea

n ±SE

)

Time of year

1

2

3

4

5

6

7

Dec Jan Feb Mar

8

Absolute control

15 mg·l-1 GA3+0.05% L77 (1x)

Absolute control

10 mg·l-1 GA3 (1x)

10 mg·l-1 GA3+.05% L77 (1x)

20 mg·l-1 GA3 (1x)

20 mg·l-1 GA3+0.1% L77 (2x)

20 mg·l-1 GA3 (2x)11

10

9

8

7

6

A)

December January February March April May

Peel

colo

ratio

n (m

ean

± SE

) 87

6

5

4

3

2

1

B)

December January February MarchTime of year

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


B)

Figure 2. Doses of GA3 and surfactant applications on ‘Valencia’ orange peel firmness (A) and coloration (B) during 1992-1993 and 1993-1994. 1x or 2x= 1 or 2 applications of the substances.Figura 2. Dosis de plicación de AG3 y surfactante sobre la firmeza del epicarpio (A) y coloración (B) de naranja ‘Valencia’ durante 1992-1993 y 1993-1994. 1x o 2x= 1 ó 2 aplicaciones de los productos.


GA3 effect on leaf drop. During our three-year study, treatments with GA3 plus surfactant caused significant increases in leaf drop shortly after application in grapefruit (Figure 3A) (two-way ANOVA, F2, 81= 108.92, p< 0.0001 months; F2,81= 19.42, p< 0.0001 treatment; F4, 81= 24.19,p< 0.0001 months treatment). In the case of grapefruit, GA3-treatments caused an increase in leaf drop compared to control trees. For oranges (Figure 3B) leaf drop also increased in trees treated with GA3 and surfactant (two-way ANOVA,F1, 228= 113.48, p< 0.0001 months; F5, 228= 22.98, p< 0.0001 treatment; F5, 228= 35.65, p< 0.0001 months∗treatment).

GA3 effect on fruit weight. From a grower’s perspective, a highly positive effect of GA3 and surfactant applications was a significant increase in grapefruit weight during the 1993-94 seasons (two-way ANOVA, F3, 320= 50.4, p< 0.0001 months; F1, 320= 31.376, p< 0.0001 treatment; F3, 320= 2.263, p< 0.081 months∗treatment) (Figure 4A). On average, grapefruit weight increased 53 g per fruit, equivalent approximately 1.87 t ha-1. Treated orange (same dose as above) also weighed significantly more than untreated ones (two-way ANOVA, F5, 564= 1.178, p< 0.015 months; F1, 564= 4.636, p< 0.0001 treatment; F5, 564= 2.439, p< 0.0001 months∗treatment) (Figure. 4B). On average, orange weight increased 34 g per fruit, equivalent approximately 1.7 t ha-1.

GA3 effect on fruit drop. Throughout the orange harvest period, from December through March, fruit drop was reduced in treated trees at the end of the harvest season, when

La fruta control senesció más rápido que la tratada con AG3. En la temporada 1994-95, la firmeza del epicarpio también difirió significativamente entre tratamientos (ANDEVA, de dos vías, F3, 228= 124.33, p< 0.0001 mes;F2, 228= 26.16, p< 0.0001 tratamiento; F6, 173= 1.58, p< 0.154 mes∗tratamiento). La coloración del fruto ese año también fue diferente entre meses y tratamientos (ANDEVA, de dos vías, F3, 228= 82.82, p< 0.0001 mes; F2, 228= 34.12, p< 0.0001 tratamiento; F6, 228= 2.43, p= 0.027 mes∗tratamiento); en todos los casos la fruta tratada se mantuvo más verde que el control.

En la temporada 1992-1993, las naranjas fueron más firmes cuando fueron tratadas con AG3 (ANDEVA, de dos vías, F3, 1896= 121.11, p< 0.0001 mes; F5, 1896= 25.65, p< 0.0001 tratamiento; F15, 1896= 1.19, p= 0.27 mes∗tratamiento) (Figura 2). La coloración del fruto también mostró diferencias significativas entre tratamientos (ANDEVA, de dos vías, F3, 1894= 286.87, p< 0.0001 mes; F5, 1894= 206.21, p< 0.0001 tratamiento; F15, 1894= 9.44, p< 0.0001 mes∗tratamiento). En la temporada 1993-1994, se observó un efecto similar para firmeza del epicarpio (ANDEVA, de dos vías, F5, 1716= 70.91, p< 0.0001 mes; F1, 1716= 250.31, p< 0.0001 tratamiento; F5, 1716= 9.44, p< 0.0067 mes∗tratamiento) como para la coloración del epicarpio (ANDEVA, de dos vías F5, 1715= 287.66, p< 0.0001 mes; F1, 1715= 801.6, p< 0.0001 tratamiento; F5, 1715= 801.6, p< 0.000007 mes∗tratamiento) (Figura 2). Se detectaron efectos dependientes sobre firmeza del epicarpio y color en relación a la concentración de AG3 con surfactante y aplicaciones repetidas.

Figure 3. GA3 and surfactant doses on ‘Ruby Red’ grapefruit (A) and ‘Valencia’ orange (B) leaf drop one month after applications, during the 1994-1995 and 1992-1993. 1x or 2x= 1 or 2 applications. Columns bearing same letter are not statisticall y different (Scheffe posthoc comparison test, α> 0.05).Figura 3. Dosis de AG3 y surfactante sobre la caída de hojas en toronjos ‘Ruby Red’ (A) y naranjos ‘Valencia’ (B), un mes después de las aplicaciones durante 1994-1995 y 1992-1993. 1x o 2x= 1 ó 2 aplicaciones. Columnas con la misma letra no son estadísticamente diferentes (comparaciones posthoc con pruebas de Scheffe, α > 0.05).

Time of year

0

20

40

60

80

100

120

OCT NOV DIC

ABSOLUTE CONTROL

15 ppm GA3 + 0.035% L77 (1x)

15 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

October November December

Num

ber (

mea

n ±

SE) o

f fal

len

leav

es

Grapefruit120

100

80

60

40

20

0

b

b

a a a a

a

a a

A)

0

20

40

60

80

100

120

OCT NOV DIC

ABSOLUTE CONTROL

15 ppm GA3 + 0.035% L77 (1x)

15 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

0

20

40

60

80

100

120

OCT NOV DIC

ABSOLUTE CONTROL

15 ppm GA3 + 0.035% L77 (1x)

15 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

0

20

40

60

80

100

120

OCT NOV DIC

ABSOLUTE CONTROL

15 ppm GA3 + 0.035% L77 (1x)

15 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

Absolute control15 mg L-1 GA3 + 0.035% L77 (1x)15 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)

0

20

40

60

80

100

120

140

NOV DIC

10 ppm GA3+0.05% L77 (1x)20 ppm GA3+0.05% L77 (1x)20 ppm GA3 (2x)20 ppm GA3 (1x)10 ppm GA3 (1x)ABSOLUTE CONTROL

November December

140

120

100

80

60

40

20

0

B) Orange

a a

b b b b

b

b b b b

b

10 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)20 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)20 mg L-1 GA3 (2x)20 mg L-1 GA3 (1x)10 mg L-1 GA3 (1x)Absolute control


control trees did not retain fruit (two-way ANOVA, F3, 1896= 39.6, p< 0.0001 months; F5, 1896= 11.13, p< 0.0001 treatment; F15, 1896= 1.63, p=0.06 months∗treatment) (Figure 5A).

GA3 effect on orange harvest delay. Results obtained during the 1992-1993 season, indicated that GA3 significantly delayed the time at which the predetermined harvest threshold was reached i. e., 13 fallen fruit under the canopy of a tree after 31 March. Treatments that combined GA3

Efecto de AG3 sobre la caída de hojas. Durante los tres años de estudio, todos los tratamientos con AG3 en combinación con surfactante causaron en toronja, poco después de

su aplicación, un incremento significativo en la caída de hojas (Figura 3A) (ANDEVA, de dos vías F2, 81= 108.92, p< 0.0001 mes; F2, 81= 19.42, p< 0.0001 tratamiento; F4, 81= 24.19, p< 0.0001 mes∗tratamiento). Para naranjas (Figura 3B) la caída de hojas se incrementó únicamente en árboles tratados con

Figure 4. Effect of 15 mg L-1 GA3 and 0.05% Silwet L-77 on ‘Ruby Red’ (A) and ‘Valencia’ orange (B) weight during the 1993-1994. Columns headed by the same letter are not statistically different (scheffe posthoc test, α > 0.05).Figura 4. Efecto de 15 mg L-1 de AG3 y 0.05% Silwet L-77 sobre el peso de toronja ‘Ruby Red’ (A) y naranja ‘Valencia’ (B) durante 1993-1994. Las columnas con la misma letra no son significativamente distintas (pruebas de Scheffe, α > 0.05).

Figure 5. A) Five GA3 doses and surfactant applications on ‘Valencia’ orange fruit drop in 1992-1993. B) effect of same five different GA3 and surfactant doses in an experimental plot in which fruit were not harvested to determine if GA3 treatments would allow trees to retain fruit past the conventional harvest period in the region. 1x or 2x= 1 or 2 applications.Figura 5. A) Cinco dosis de AG3 y surfactante sobre la caída de frutos de naranjas ‘Valencia’ en 1992-1993. B) efecto de tratamiento con las mismas cinco dosis de AG3 y surfactante en una parcela experimental, donde no se cosechó la fruta para determinar si los tratamientos con AG3 permitían retener la fruta más allá del periodo convencional de cosecha en la región. 1x o 2x= 1 ó 2 aplicaciones.

Time of year

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

DEC JAN FEB MAR APR MAY

OrangeB)


Wei

ght o

f 14 f

ruits

in kg

(mea

n ±

SE)

b b a

ab a a ab

a a ab

a ab

1

0.8

0.6

0.4

0.2

00

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

OCT NOV DEC JAN

ABSOLUTE CONTROL

15 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)


Wei

ght o

f 3 fr

uits

in kg

(mea

n ±

SE)

GrapefruitA)10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Absolute control15 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)

d bc bc

cd cd

a a ab

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

OCT NOV DEC JAN

ABSOLUTE CONTROL

15 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

OCT NOV DEC JAN

ABSOLUTE CONTROL

15 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

0

2

4

6

8

10

12

14

DEC JAN FEB MAR

10 ppm GA3 (1x)10 ppm GA3+.05% L77 (1x)20 ppm GA3 (1x)20 ppm GA3+.05% L77 (1x)20 ppm GA3 (2x)ABSOLUTE CONTROL

TIME OF YEAR

A

ME

AN

(+S

E) O

RA

NG

ES

DR

OP

PE

DN

umbe

r (m

ean

± SE

) of o

rang

es d

ropp

ed

A)

December January February March Time of year

14

12

10

8

6

4

2

0

0

2

4

6

8

10

12

14

DEC JAN FEB MAR

10 ppm GA3 (1x)10 ppm GA3+.05% L77 (1x)20 ppm GA3 (1x)20 ppm GA3+.05% L77 (1x)20 ppm GA3 (2x)ABSOLUTE CONTROL

TIME OF YEAR

A

ME

AN

(+S

E) O

RA

NG

ES

DR

OP

PE

D

10 mg L-1 GA3 (1x)10 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)20 mg L-1 GA3 (1x)20 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)10 mg L-1 GA3 (2x)

Absolute control

1

2

3

4

5

6

Control

10 ppm GA3 (1x)

20 ppm GA3 (1x)

20 ppm GA3 (2x)

10 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

20 ppm GA3 + 0.05% L77 (1x)

APRIL 1 APRIL 15 APRIL 30 MAY 15

HARVEST EXTENSION

BB)

Trea

tmen

t

6

5

4

3

2

1

April 1 April 15 April 30 May 15Harvest extension

20 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)

10 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1x)

20 mg L-1 GA3 (2x)

20 mg L-1 GA3 (1x)

10 mg L-1 GA3 (1x)

Absolute control


with a surfactant allowed the grower to harvest fruit up to six weeks later than control trees and 15 days later than trees treated with GA3 alone (without surfactant). Treatments that retained fruit on the tree for the longest time were 10 mg L-1 GA3 plus 0.05% L-77 (1 application) and 20 mg L-1 GA3 plus 0.05% L-77 (1 application) (Figure 5B).

DISCUSSION

An economic perspective on the results of the application of AG3 in citric orchards in the State of Veracruz. Believe that results have important practical implications in terms of orchard management and economics. First, GA3 applications significantly increased the average weight of fruit. On average, weight increased 34 g and 29 g per fruit, for oranges and grapefruit, respectively. We highlight the fact that the weight increase alone can be potentially important in terms of economic gains. Considering a mean average yield of 50 000 oranges ha-1 for a small producer with a limited amount of capital (Aluja et al., 1996), 34 g per fruit would entail an increase in total yield of approximately 1.7 t ha-1. Considering a mean size of 50 ha per citrus grove, there is a potential 85 tons yield increase, which represents thousands of US dollars at current prices. We note further, that the significant increase in fruit weight, could be achieved with a relatively low GA3 dose of 15 mg L-1 + 0.05% L-77.

Another positive effect of GA3 and surfactant treatment was that it reduced orange drop, particularly at the end of the harvest season (Figure 5A). This effect, plus the fact that significantly more GA3-treated fruit maintained market quality (i. e., heavier, tougher skin and better coloration) after the peak harvesting period was over, opens up a possibility for the Veracruz orange growers to extend the harvest season into the month of May. The most effective doses were 10 mg L-1 GA3 + 0.05% L77 (1 application) and 20 mg L-1 GA3 + 0.05% L-77 (1 application). In both of these cases, the surfactant Silwet L-77 appeared to enhance the effectiveness of GA3 treatments (Figure 5B).

According to an economic study conducted by us (Aluja et al., 1996), delaying the harvest could help growers substantially raise their profits. In Mexico, prices increase up to eight-fold late in the season (May through August). For example, an extra gain of $190 US dollars ha-1 could be obtained if fruit were offered to the national market in May. This, added to the fact that yield increases of up to 8.5 t ha-1

AG3 en combinación con surfactante (ANDEVA, de dos vías, F1, 228= 113.48, p< 0.0001 mes; F5, 228= 22.98, p< 0.0001 tratamiento; F5, 228= 35.65, p< 0.0001 mes∗tratamiento).

Efecto de AG3 sobre el incremento en peso del fruto. Desde la perspectiva del productor un efecto altamente benéfico de las aplicaciones de AG3 y surfactante fue el incremento significativo en el peso de las toronjas durante la temporada 1993-94 (ANDEVA, de dos vías, F3, 320= 50.4, p< 0.0001 mes; F1, 320= 31.376, p< 0.0001 tratamiento; F3, 320= 2.263, p< 0.081 mes∗tratamiento) (Figura 4A). En promedio, el peso de las toronjas se incrementó en 53 g por fruto, cuyo equivalente aproximado fue de 1.9 t ha-1. El peso de la naranja tratada (misma dosis) también mostró un incremento significativo en comparación con la fruta sin tratar (ANDEVA, de dos vías,F5, 564= 1.178, p< 0.015 mes; F1, 564= 4.636, p< 0.0001 tratamiento; F5, 564= 2.439, p< 0.0001 mes∗tratamiento) (Figura 4B). En promedio, el peso de la naranja se incrementó en 34 g por fruta, equivalente aproximado 1.7 t ha-1.

Efecto de AG3 en la caída de fruta. Durante el periodo de cosecha de naranja (diciembre a marzo), la caída de fruta se redujo principalmente en árboles tratados al final de la temporada; los árboles control no retuvieron la fruta (ANDEVA, de dos vías, F3, 1896= 39.6, p< 0.0001 mes;F5, 1896= 11.13, p< 0.0001 tratamiento; F15, 1896= 1.63,p= 0.06 mes∗tratamiento) (Fig. 5A).

Efecto de AG3 sobre la extensión de la cosecha de naranja. Los resultados obtenidos durante la temporada 1992-1993, indicaron que el AG3 retrasó significativamente el tiempo preestablecido para alcanzar el umbral de cosecha (i. e., 13 frutos caídos bajo la copa de árboles después de marzo 31). Los tratamientos de AG3 en combinación con surfactante permitieron al productor extender la cosecha hasta por seis semanas en comparación con el control y 15 días más en comparación con los árboles únicamente tratados con AG3 (sin surfactante). Los tratamientos que retuvieron la fruta en el árbol por más tiempo fueron 10 mg L-1 AG3 + 0.05% L-77 (1 aplicación) y 20 mg L-1 AG3 más 0.05% L-77 (1 aplicación) (Figura 5B).

DISCUSIÓN

Una perspectiva económica sobre los resultados de la aplicación de AG3 en huertos cítricos en el estado de Veracruz. Creemos que los resultados tienen implicaciones prácticas en términos económicos y de manejo de huertos.


can be obtained by the increase in treated fruit weight when compared with untreated plots (7 t ha-1) represents an average increase of 17% in overall yield. In our opinion, such a scenario would render the GA3 applications highly profitable.

In addition to the above, GA3 (applied with or without a surfactant) is not toxic and does not harm beneficial insects (Greany et al., 1994). Furthermore, GA3 has been proven to be an effective means of control against A. suspensa when fly populations are very low (Greany et al., 1994). In the case of the Mexican fly of the fruit, A. ludens, the effect of the GA3 is much less effective, had that the females manage to evade the toxic barrier of the fruit being deposited their less egg far from the same (Birke et al., 2006).

Effect of GA3 on fruit characteristics and leaf drop. This study confirms the usefulness of GA3 in helping sustain early season properties (e. g., peel firmness) of both ‘Ruby Red’ grapefruit and ‘Valencia’ oranges. The effect of GA3 on peel firmness and peel coloration was most apparent when GA3 was applied in conjunction with a surfactant. Treating grapefruit with two applications of 20 mg L-1 GA3 and 0.1% Silwet L-77 yielded the hardest and greenest fruit, while treating oranges with a single application of 20 mg L-1 GA3 and 0.05% Silwet L-77 yielded the hardest and greenest oranges (Figures 1 and 2). The observed dose-dependent effect found is also consistent with other reports of GA3 combined with different concentrations of Silwet L-77 in delaying ‘Marsh’ grapefruit peel softening and colour change (Greany et al., 1987; McDonald et al., 1987).

Although GA3 delayed senescence, it also increased leaf drop. Similarly, Coggins et al. (1965) working with various citrus cultivars in California, USA; observed an increase in leaf drop when GA3 was applied at high dosages in combination with a surfactant. In the case this study, leaf drop in grapefruit was highest one month after the final application and then levelled off (Figure 3A); it is possible that trees become stressed shortly after GA3 applications.

For oranges, leaf drop accelerated one month after treatments in both control and trees treated with 20 mg L-1 GA3 + 0.05% L-77 and 10 mg L-1 GA3 + 0.05% L-77 (Figure 3B). Higher doses of GA3 with surfactant enhanced leaf drop compared to control trees for the month of November (Figure 3B). In the case of grapefruit, treatments of 15 mg L-1 GA3 + 0.035% L-77 and 15 mg L-1 GA3 + 0.05% L-77 presented the highest leaf drop compared to control trees.

En primer lugar, las aplicaciones de AG3 incrementaron significativamente el peso promedio del fruto. En promedio el peso aumentó 34 g y 29 g por fruta para naranjas y toronjas, respectivamente. Subrayamos el hecho que el incremento de peso, por sí solo, puede ser potencialmente importante en términos de ganancia económica; si consideramos un rendimiento promedio de 50 000 naranjas ha-1 para un pequeño productor con capital limitado (Aluja et al., 1996), 34 g por fruta implicaría un incremento total aproximadamente1.7 t ha-1, lo cual representa un beneficio potencial que no debe soslayarse. Considerando un tamaño promedio de 50 ha por huerto de cítricos, existe el potencial para un incremento en rendimiento de 85 toneladas, que representa miles de dólares de acuerdo a los precios vigentes. Es importante subrayar que el incremento significativo en peso puede lograrse con la dosis baja (15 mg L-1 + 0.05% L-77 de AG3).

Otro efecto positivo del tratamiento con AG3 y surfactante fue la reducción en la caída de naranjas, particularmente al final de la época de cosecha (Figura 5A). Este efecto, además del hecho de que significativamente más fruta tratada con AG3 mantuvo la calidad exigida por el mercado (i. e., mayor peso, fruto más firme y mejor coloración) después del pico de la temporada de cosecha, permitiría que los productores de naranja ‘Valencia’ del estado de Veracruz extiendan la cosecha hasta el mes de mayo. Las dosis más efectivas fueron 10 mg L-1 AG3 + 0.05% L77 (1 aplicación) y 20 mg L-1 AG3 + 0.05% L-77 (1 aplicación). En ambos casos, el surfactante Silwet L-77 incrementó la efectividad de los tratamientos con AG3 (Figura 5B).

De acuerdo con un estudio económico realizado por nuestro grupo de trabajo (Aluja et al., 1996), retrasar el periodo de cosecha podría incrementar sustancialmente las ganancias económicas de los productores. En México los precios se incrementan hasta en ocho veces al final de la temporada (mayo a agosto). Por ejemplo, una ganancia adicional de $190 dólares ha1, podría obtenerse si la fruta fuese ofertada al mercado nacional en mayo. Esto, aunado al hecho de que los rendimientos se incrementan hasta en 8.5 t ha-1 para fruta tratada comparada con bloques sin tratar (7 t ha-1), representa un incremento promedio del 17%. En nuestra opinión, este escenario convertiría las aplicaciones de AG3 en altamente redituables.

Aunado a lo anterior, el AG3 (aplicado con o sin surfactante) no es tóxico y no daña a insectos benéficos (Greany et al., 1994) e incluso, el AG3 ha probado ser un método efectivo para controlar moscas de la fruta (A. suspensa) cuando las poblaciones son muy bajas (Greany et al., 1994). En el caso de la mosca mexicana de la fruta, A. ludens, el efecto del AG3


A delicate balance needs to be established for surfactant use. In both grapefruit and oranges, a high surfactant dose increased leaf drop. Total defoliation of the tree is obviously undesirable. However in this case, the leaves that fell from both citrus cultivars were for the most part, old and photosynthetically inactive. This can generate a rapid defoliation of the tree with a concomitant positive effect on future yields. Nevertheless, the question is whether a tree would be able to sustain such stress over consecutive seasons and whether this would eventually reduce the productive life of the tree? Further, it needs to be determined if other surfactant can act more efficiently or if local weather and orchard microclimatic conditions also play a role in the leaf-drop phenomenon observed in this study.

Based on all the above, there is a lesson to be learned when attempts are made at transferring and applying novel technologies in orchards that are sub-optimally managed. There are potential dangers that can result in costs to the grower. Citrus trees in Veracruz are, for the most part, under severe nutrient, water balance and climatic stress. Applying a plant growth regulator to these types of trees with the goal of maximizing productivity, could backfire in the long run, such as the question of long-term effects of severe defoliation, previously mentioned. We therefore caution that GA3 and surfactant should be applied at the lowest possible doses to minimize collateral effects.

The results are encouraging as they open up the possibility of combining GA3 treatments with applications of the synthetic host marking pheromone of Anastrepha ludens (Aluja et al., 2009). The synergy of these two biorational management mechanisms will undoubtedly foster the development of more environmentally-friendly fruit fly management schemes, particularly for economically important fruit flies (Aluja and Mangan, 2008).

CONCLUSIONS

The GA3 application in conjunction with a surfactant delayed citrus senescence, increased fruit weight and extended the harvest period, all of which are likely to result in economic benefits for citrus growers. Further studies testing other surfactants are necessary to reduce secondary effects such as defoliation.

es mucho menos efectivo, debido que las hembras logran evadir la barrera tóxica del fruto depositando sus huevecillos lejos de la misma (Birke et al., 2006).

Efecto de AG3 sobre características del fruto y caída de la hoja. Este estudio confirma la utilidad del AG3 en mantener la resistencia temprana (e. g., firmeza del epicarpio) tanto para toronjas ‘Ruby Red’ como para naranjas ‘Valencia’. El efecto del AG3 en la firmeza y coloración del epicarpio fue más aparente cuando el AG3 se aplicó en combinación con el surfactante. Dos aplicaciones de 20 mg L-1 de AG3 y 0.1% Silwet L-77 produjeron la toronja más firme y verde, mientras que una sola aplicación de 20 mg L-1 AG3 y 0.05% Silwet L-77 produjo las naranjas más firmes y verdes (Figura 1 y 2). El efecto observado dependiente de la dosis, coincide con otros reportes que indican que el AG3 en combinación con diferentes concentraciones de Silwet L-77 retrasa el reblandecimiento del epicarpio y el cambio de color de toronjas ‘Marsh’ (Greany et al., 1987; McDonald et al., 1987).

Aunque el AG3 retrasó la senescencia, también incrementó la caída de hojas. Coggins et al. (1965) quienes evaluaron varios cultivares de cítricos en California, EUA; observaron un incremento en la caída de hojas cuando el AG3 fue aplicado a altas dosis en combinación con surfactante. En este estudio, la caída de hojas en toronja fue mayor un mes después de la aplicación y se estabilizó posteriormente (Figura 3A); Consideramos que posiblemente los árboles se estresen poco después de la aplicación de AG3.

Para naranjas la caída de hojas se aceleró un mes después de los tratamientos tanto en árboles control como en árboles tratados con 20 mg L-1 AG3 + 0.05% L-77 y 10 mg L-1 AG3 + 0.05% L-77 (Figura 3B). Las dosis más altas de AG3 con surfactante provocaron mayor caída de hojas, en comparación con árboles control durante el mes de noviembre (Figura 3B). En el caso de la toronja los tratamientos con 15 mg L-1 de AG3 + 0.035% L-77 y 15 mg L-1 de AG3 + 0.05% L-77 presentó la mayor caída de hojas en comparación con el control.

Con base en los resultados obtenidos, queda claro que aún es necesario establecer qué dosis de surfactante es la adecuada. Tanto para toronjas, como para naranjas, una dosis alta de surfactante incrementó significativamente la caída de hojas. Aunque la defoliación es en principio indeseable, las hojas que cayeron de ambos cultivares de cítricos eran en su mayoría viejas y fotosintéticamente inactivas. Esto puede generar una defoliación rápida del árbol con los consiguientes


ACKNOWLEDGMENTS

The Bigurra-Armida family allowed us to work in their citrus grove. A. Zuñiga, I. Jácome, M. López, J. Piñero, A. Vázquez, E. Piedra, O. Díaz, C. Ruiz and A. Diego provided technical assistance, and R. Macías-Ordóñez and J. Piñero advised on statistical analyses. D. Pérez-Staples, F. Díaz-Fleischer, J. Piñero, C. Fowler, J. Sivinski, J. Rull, T. Williams, and tow anonymous reviewers provided valuable comments on earlier drafts. N. Righini, A. Anzurez-Dadda and S. Tamez-Cruz format the manuscript and the figures. USDA-ARS (Specific Cooperative Agreement No. 58-661563-006), ABBOTT Laboratories, Fondo de Estudios e Investigaciones Ricardo J. Zevada, and the Mexican Campaña Nacional Contra Moscas de la Fruta provided financial support.

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Basado en lo anterior, la lección aprendida lleva implícito el hecho que la transferencia de tecnología novedosa a huertos que son manejados de manera sub-óptima, debe realizarse con precaución ya que lo anterior puede resultar en costos para el productor. En algunas regiones de Veracruz, los árboles de cítricos están bajo severo estrés nutricional, desbalance hídrico y estrés climático. Aplicar un regulador de crecimiento a este tipo de árboles con el propósito de maximizar la productividad, podría provocar una masiva caída de hojas, hecho que como se mencionó anteriormente, podría resultar contraproducente en el largo plazo. Por lo tanto, consideramos que el AG3 en combinación con surfactante debe ser aplicado a las dosis más bajas posibles para minimizar efectos colaterales.

Independientemente de lo anterior, los resultados son prometedores ya que existe la posibilidad de combinar tratamientos de AG3 con aplicaciones de feromona de marcaje de Anastrepha ludens (Aluja et al., 2009). La sinergia de estos dos métodos de manejo biorracional de plagas indudablemente fomentará esquemas de manejo de moscas de la fruta más amigables con el ambiente particularmente en el caso de especies de importancia económica (Aluja y Mangan, 2008).

CONCLUSIONES

La aplicación de AG3 en combinación con surfactante retrasa la senescencia en el caso de las toronjas y naranjas cultivadas en el estado de Veracruz, incrementa el peso del fruto y extiende el periodo de cosecha, lo cual resulta en un potencial beneficio económico para los productores. Estudios adicionales, que evalúen otros surfactantes, son necesarios para reducir efectos secundarios como la defoliación.

Fin de la versión en español


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ANÁLISIS METODOLÓGICO DE LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA PRECIPITACIÓN Y LA ESTIMACIÓN MEDIA DIARIA*

METHODOLOGICAL ANALYSIS OF THE SPATIAL DISTRIBUTION OF RAINFALL AND THE AVERAGE DAILY STIMATION

Mauro Íñiguez Covarrubias1, Waldo Ojeda Bustamante1§, Carlos Díaz Delgado2, Khalidou Mamadou Bâ2 y Roberto Mercado Escalante1

1Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Paseo Cuauhnáhuac 8532. Colonia Progreso, Jiutepec, Morelos, México. C. P. 62550. Fax. 01 777 3194220. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). 2Universidad Autónoma del Estado de México. Cerro de Coatepec s/n. Toluca, México. Fax. 52 722 2965550. ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: abril de 2010


RESUMEN

El objetivo del trabajo consistió en mostrar un análisis metodológico geoestadístico, para generar un patrón espacial de la lluvia, asociado a la precipitación media diaria. Caracterizar y conocer la distribución espacial de la precipitación, también conocida como “campo de tormenta” y asociarla a un modelo de distribución o sustituirla por una precipitación media por métodos convencionales, es un reto importante en estudios de las ciencias del agua. La metodología propuesta requiere de la construcción de un variograma, elaborado por un ajuste de datos experimentales de un campo de tormenta, que sirva como base para generar la distribución espacial de la lluvia con la aplicación del método geoestadístico del “krigeado”. Esto permite determinar la precipitación media diaria de una cuenca hidrográfica. Los resultados muestran que es posible obtener una función que relacione la lluvia media con el campo de tormenta, mediante los parámetros α y β del variograma ajustado a un modelo esférico. Para validar la aplicación de la metodología se analizaron varios eventos, aquí se presentan dos eventos de precipitación observada en la cuenca del río Juchipila, y río Calvillo, entre los estados de Aguascalientes y Zacatecas. Los resultados muestran una relación única de la lluvia media diaria con la distribución

ABSTRACT

The aim of the study was to show a geostatistical methodological analysis to create a spatial pattern of rain, related to average daily rainfall. Defining and knowing the spatial distribution of rainfall, also known as the “storm field” and related to a distribution model, or replacing it to an average rainfall using conventional methods, is an important challenge in the study of water science. The methodology suggested requires the construction of a variogram, created by adjusting experimental data of a storm field, which serves as a base to generate the spatial distribution of rain using the geostatistical method of “Kriging”. This helps determine the daily average rainfall of a watershed. Results show that it is possible to obtain a function that relates average rainfall with the storm field, using parameters α and β of the variogram, adjusted to a spherical model. To validate the application of the methodology, several events were analyzed. Here we present two rainfall events observed in the basin of rivers Juchipila and Calvillo, between the states of Aguascalientes and Zacatecas. Results show a single relation between average daily rainfall and spatial distribution, represented by the storm field. It

Mauro Íñiguez Covarrubias et al.58 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

espacial, representada por el campo de tormenta. Asimismo, se encontró que el valor óptimo de la función es mínimo al compararlo con los resultados obtenidos por cuatro métodos convencionales: promedio aritmético, polígonos de Thiessen, método de isoyetas y método de krigeado lineal.

Palabras clave: krigeado, polígonos de Thiessen, precipitación media, variograma.

INTRODUCCIÓN

La estimación de los recursos hídricos de una cuenca, que incluye sus áreas de agricultura de riego y temporal, demanda conocer la distribución espacial de la precipitación. Es difícil obtener dicha representación cuantitativa de la precipitación, insumo básico de los modelos relación lluvia-escurrimiento, ya que es un fenómeno intermitente con alta variabilidad espacial y temporal, usualmente dicha variable se estima sólo en algunos puntos de monitoreo de una cuenca a través de una red de pluviómetros (Mirás-Avalos et al., 2007).

La interpolación espacial de la lluvia se ha estudiado con diferentes enfoques dependiendo de la aplicación, información disponible y precisión requerida. El principio básico de la mayoría de los métodos es transformar los valores puntuales de la precipitación, a través de ponderadores espaciales, para representar la distribución de la precipitación sobre una superficie (Damant et al., 1983). Los métodos más usados para estimar el promedio espacial de la precipitación a partir de datos observados en estaciones pluviométricas son: promedio aritmético, polígonos de Thiessen e isoyetas. El método de Thiessen, el más usado en hidrología, asigna una ponderación diferencial a cada estación, generando una distribución espacial no uniforme pero asumiendo una variación lineal entre estaciones. Una de las limitaciones del método de Thiessen está en que la ponderación es fija, independientemente de la variabilidad temporal y espacial de la tormenta. Aunque el método de las isoyetas mejora esta limitación al generar isoyetas para cada tormenta, es tedioso por la planimetría requerida para estimar la precipitación media sobre una cuenca (Damant et al., 1983).

Los métodos anteriores, tradicionalmente han sido útiles para estimaciones espaciales exploratorias (Mirás-Avaloset al., 2007). Morin y Paquet (1995) presentaron una aplicación de la variación espacial de la lluvia diaria usando los

was also found that the optimum value of the function is minimal when comparing it to results obtained using four conventional methods: arithmetical average, Thiessen diagrams, isohyet method and linear Kriging method.

Key words: average rainfall, Kriging, Thiessen diagrams, variogram.

INTRODUCTION

The estimation of water resources of a river basin, that includes its agricultural irrigation and rain areas, requires knowledge of the spatial distribution of rainfall. It is difficult to obtain such a quantitative representation of rainfall, which is the basic input of the rain-runoff relation model, since it is an intermittent phenomenon with high spatial and temporal variability. This variable is usually calculated in some monitoring points ofa basin using a network of rain gauges (Mirás-Avaloset al., 2007).

The spatial interpolation of rain has been studied using different approaches, according to the application, information available and accuracy required. The basic principle of most methods is to transform the precise values of the rainfall through spatial ponderators to represent the distribution of the rainfall on a surface (Damant et al., 1983). The most commonly used methods for estimating the spatial average of rainfall from data observed in rainfall stations are: arithmetical averages, Thiessen diagrams and isohyet method. Thiessen diagrams, the most commonly used method in hydrology, assigns a differential adjustment to each station, creating a non-uniform spatial distribution, yet assuming a linear variation between stations. One of the limitations of the Thiessen diagrams is that adjustments are fixed, regardless of the seasonal and spatial variability of the storm. Although the isohyet method improves this limitation by creating isohyets for each storm, it is due to the planimetry required to calculate the average rainfall on a basin (Damant et al., 1983).

The previous methods have traditionally been useful for exploratory spatial estimations (Mirás-Avalos et al., 2007). Morin and Paquet (1995) presented

Análisis metodológico de la distribución espacial de la precipitación y la estimación media diaria 59

polígonos de Thiessen para simular la relación lluvia-caudal; así también, Batin et al. (1984) presentan una aplicación para localizar el mejor sitio de estaciones pluviométricas.

Actualmente, los métodos geoestadísticos se usan entre otras aplicaciones, como herramienta de interpolación para analizar el comportamiento espacial de una variable sobre un área determinada (Cisneros et al., 1998), usualmente en programas comerciales para la generación de mapas de lluvia (Goovaerts, 2000). El uso de métodos geoestadísticos, en particular el krigeado ordinario, como herramienta de interpolación para la construcción de campos de tormenta como ha sido reportada por Cisneros et al. (1998) para representar la variabilidad espacial de la lluvia.

Los métodos geoestadís t icos requieren de un preprocesamiento de los datos observados para establecer parámetros sobre el patrón espacial de la precipitación con la construcción de su variograma. La generación de variogramas para estudiar la variabilidad espacial de la lluvia ha sido reportada por Lebel y Bastin (1985). La aplicación de técnicas geoestadísticas que integran la variabilidad espacial de una variable en un variograma es una herramienta muy útil, ya que el error de la estimación no depende directamente de los datos sino del patrón espacial de los datos y de la semivarianza del variograma generado (Burrough y McDonnell, 1998).

Un variograma es un modelo matemático que define la dependencia espacial de la variable de estudio, con fines de interpolación espacial (Goovaerts, 2000) y cuyos parámetros son ajustados con datos experimentales. Existen varios modelos teóricos que pueden generarse para ajustar variogramas de variables. Aunque se han reportado diversos estudios para caracterizar espacialmente las variables hidrológicas usando métodos geoestadísticos (Level y Bastin, 1985), existen pocos estudios para representar la variación espacial de patrones de tormentas, con fines de estimación en la relación lluvia-escurrimiento.

Existe la necesidad de estudiar el tipo de modelos para variogramas que mejor representen el comportamiento espacial de la lluvia y buscar una relación que puede ser utilizada como estructura espacial en la determinación de la precipitación media de una cuenca. El objetivo del trabajo consistió en mostrar un análisis metodológico geoestadístico, para generar un patrón espacial de la lluvia, asociado a la precipitación media diaria.

an application of the spatial variation of daily rainfall using the Thiessen diagrams to simulate the rain-volume relation. Likewise, Batin et al. (1984) presented an application to find the best location for rainfall stations.

Currently, geostatistical methods are used, among others, as interpolation tools to analyze the spatial behavior of a variable on a particular area (Cisneros et al.,1998), usually in commercial programs for the creation of rainfall maps (Goovaerts, 2000). The use of geostatistical methods, in particular ordinary Kriging as an interpolation tool for the construction of storm fields as reported by Cisneros et al. (1998) to represent the spatial variability of the rainfall.

Geostatistical methods require preprocessing of the observed data to establish parameters on the spatial pattern of rainfall with the construction of a variogram. The creation of variograms to study spatial variability of the rain has been reported by Lebel and Bastin (1985). The geostatistical techniques that integrate the spatial variability of a variable in a variogram is a very useful tool, since the estimation error does not depend directly on the data, but on the spatial pattern of the data and of the semivariance of the variogram created (Burrough and McDonnell, 1998).

A variogram is a mathematical model that defines the spatial dependence of the variable under study with spatial interpolation purposes (Goovaerts, 2000), and its parameters are adjusted with experimental data. There are several theoretical models that can be created to adjust variable variograms. Although there have been diverse studies to define the hydrological variables spatially using statistical methods (Level and Bastin, 1985), there are few studies to represent the spatial variation of storm patterns, with the purpose of estimating the rain-runoff relation.

There is a need to study the type of models for variograms that best represent the spatial behavior of the rain, and find a relation that can be used as a spatial structure in the determination of the average rainfall of a basin. The aim of the study was to present a geostatistical methodological analysis to create a spatial pattern for rain, related to average daily rainfall.



La aplicación se realizó para la cuenca del río Juchipila, considerado conjuntamente con el río Calvillo y afluentes del río Santiago, que constituyen uno de los sistemas hidrológicos más importantes de los estados de Zacatecas y Aguascalientes, México. La cuenca está localizada en una zona semiárida, con una área de 5 640 km2, las lluvias se concentran en el periodo julio-septiembre; normalmente llueve en toda la cuenca pocos días del año. La información de precipitación diaria, base del estudio, procede de 63 estaciones climatológicas (Figura 1).

Se digitalizó la cuenca del río Juchipila en una proyección ortogonal, la longitud y latitud se presentan en el sistema de coordenadas UTM (universal transversal de mercator), como se observa en la Figura 1. La fuente de datos pluviométricos, fue el paquete computacional ERIC III (IMTA, 2009). La clave oficial de las estaciones usadas se presenta en el Cuadro 1, además para un mejor entendimiento se incluye la latitud y longitud en unidades UTM.

El estudio se realizó en el periodo 1949-1984, seleccionándose el año 1984 por contar con información completa para las estaciones del área de estudio; la información se organizó por estación y por día. Se eliminaron los días que no presentaron lluvias en la cuenca, quedando sólo 105 días con datos de precipitación en al menos una estación. Para validar la aplicación de la metodología se analizaron 105 eventos, pero de estos sólo se presentan dos eventos de precipitación contrastante en la cuenca estudiada que corresponden a los días 111 y 149. Con los datos de la lluvia ERIC III de las 63 estaciones (Cuadro 1), se construyó el variograma experimental para ambos eventos, apoyándose con el software Geopack (USDA/ARS, 1990).

Obtención del variograma

Como parte metodológica se describen los pasos, presentados a detalle por Samper y Carrera (1990), para la construcción del variograma, ajuste del modelo, validación y su aplicación. Durante la construcción del variograma experimental, inicialmente se utilizaron los valores de la lluvia expresada como la variable z de las estaciones pluviométricas, que cubren el área de


The analysis was carried out on the Juchipila river basin, along with the Calvillo river and tributaries of the Santiago river, that make up one of the most important hydrological systems of the states of Zacatecas and Aguascalientes, Mexico. The basin is located in a semiarid zone, with an area of 5 640 km2. Rainfalls take place mostly from July to September; it normally rains in the entire basin few days a year. The information on daily rainfall, which is the basis for this study, comes from 63 different weather stations (Figure 1).

The Juchipila river basin was digitized in an orthogonal projection; longitude and latitude are presented in the UTM (Universal Transversal Mercator) coordinate system, as shown in Figure 1. The source of these rainfall data was the computer package ERIC III (IMTA, 2009). The official code of the stations used is presented in Table 1; latitude and longitude are also included in UTM units.

Figura 1. Localización de las estaciones climatológicas usadas para la cuenca del río Juchipila.Figure 1. Location of the weather stations used for the

Juchipila river basin.

2540000

2520000

2500000

2480000

2460000

2440000

2420000

2400000

2380000

Latit

ud (u

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UTM

)

680000 660000 700000 720000 740000 760000 780000Longitud (unidades, UTM)

Zacatecas

Jalisco

Aguascalientes

Jalisco

N


la cuenca; paso seguido, se seleccionó una dirección angular θ que presenta el mayor gradiente pluviométrico, así como la selección de la distancia o lag, h para lo cual se calcula la semivarianza (∗) para valores de h, 2h, 3h, ..., nh, de acuerdo a la ecuación 1; y finalmente, se grafica γ∗ para diferentes distancias espaciales entre dos puntos x, expresados como valores de h, 2h, 3h, ..., nh.

The study was performed in the period between 1949 and 1984. The latter was chosen since there was complete information on the stations in the study area. The information was organized by station and by day, and the days with no rainfall in the basin were eliminated, leaving only 105 days with rainfall data in at least one station. To validate the application of the methodology, 105 events were analyzed, out of which only two

Número Estación Latitud (UTM) Longitud (UTM) Número Estación Latitud (UTM) Longitud (UTM)Aguascalientes Zacatecas

1 1003 735586 2421290 34 32002 710350 25283802 1005 771919 2413010 35 32003 737890 25398603 1007 773702 2429660 36 32013 716799 24343204 1009 737504 2431290 37 32017 701351 24307905 1010 754436 2470330 38 32019 670770 23927806 1011 740805 2418050 39 32025 708901 24065207 1012 727444 2412310 40 32026 707573 25061908 1014 775322 2455170 41 32029 693823 23797909 1017 764912 2460530 42 32032 670723 239721010 1018 765099 2449460 43 32039 722930 236462011 1019 768195 2449510 44 32042 724616 246544012 1021 766150 2448370 45 32047 754303 254013013 1023 737703 2418000 46 32051 774753 248730014 1027 761430 2421700 47 32057 673695 240942015 1030 779005 2422000 48 32070 658544 237273016 1074 763790 2404010 49 32073 716293 247086017 1078 724216 2421130 50 32086 749503 252011018 1080 756350 2416070 51 32097 736335 237035019 1083 781731 2443100 52 32099 728214 250094020 1089 760879 2454930 53 32105 729908 238466021 1090 775769 2429700 54 32106 669544 250572022 1091 735832 2404680 55 32111 710110 239325023 1095 753071 2427100 56 32113 667610 2494620

Jalisco 57 32119 728330 249319024 14003 687447 2470490 58 32120 762380 248819025 14026 668172 2442580 59 32121 754676 251798026 14101 750630 2384960 60 32124 675592 242494027 14127 751371 2403810 61 32126 772340 250720028 14135 682490 2453820 62 32136 661705 246909029 14145 750801 2373890 63 32138 721806 244546030 14153 660085 242589031 14318 699425 241969032 14331 667175 243925033 14347 680682 2431650

Cuadro 1. Clave de las estaciones meteorológicas usadas del ERIC III (IMTA, 2009).Table 1. ERIC III codes of the weather stations used (IMTA, 2009).


1)

La interpolación entre los puntos del variograma experimental, no garantiza la existencia tampoco unicidad de la solución del sistema de krigeado, por lo que hay que proponer un modelo de ajuste al variograma experimental (Sampler y Carrera, 1990). Para este trabajo, se ajustó el variograma a un modelo esférico ampliamente usado por lo práctico, flexible y sencillo para estimar los parámetros β y α, que fueron utilizados para interpolar los campos de tormenta por el método del krigeado. El modelo esférico tiene un comportamiento lineal en el origen; la pendiente es igual a 1.5 α/β y representa fenómenos continuos pero no diferenciables (Chua y Bras, 1982) como es el caso de la lluvia. Las expresiones matemáticas del modelo esférico de ajuste se presentan en la ecuación 2.

2)

Donde, el parámetro α es el rango y define la distancia h a la cual el valor del semivariograma es estacionario y en consecuencia ref leja la dependencia espacial, también se le conoce como alcance; y β es el umbral que define la distancia a partir de la cual el variograma permanece fijo, y se le conoce como meseta y representa lamáxima variabilidad entre pares de observaciones próximas.

Para modelar la distribución espacial de la variable en la cuenca una vez resuelto el ajuste de los datos observados al modelo esférico y estimados los parámetros de ajuste α y β, se desarrolló una interfaz computacional para facilitar la interpolación mediante krigeado. Esta interfaz se basa en la solución del método de krigeado (ecuación 3), para cada uno de los puntos de la malla previamente seleccionada y se resuelve con el modelo ajustado, obteniéndose el valor de la lluvia en todos los puntos. En forma matricial, este sistema tiene la siguiente expresión: Si -γ(h) es condicionalmente definida positiva, la matriz del sistema es siempre regular, por lo que siempre existe la solución (Sampler y Carrera, 1990).

(111 and 149). With rain data from ERIC III of the 63 stations (Table 1), the experimental variogram was created for both events, using the software Geopack (USDA/ARS, 1990).

Obtaining the variogram

As it starts off methodological describe the steps, presented to detail by Samper and Carrera (1990), for the construction of variogram, it fits of the model, validation and its application. During the construction of the experimental variogram, the values of rain were initially used, expressed as variable z of the rain stations that cover the area of the basin. Next, an angular direction θ was chosen which presents the greatest rainfall gradient, as well as the selection of the distance or lag, h, for which the semivariance (γ∗) is calculated for values of h, 2h, 3h, ..., nh, according to equation 1. Finally γ∗ is graphed for different distances in space between two points x, expressed as values of h, 2h, 3h ,..., nh.

1)

The interpolation between the points of the experimental variogram does not guarantee the existence or the uniqueness of the solution of the Kriging system; therefore a model of adjustment to the experimental variogram must be proposed (Sampler and Carrera, 1990). For this study, the variogram was adjusted to a spherical model, widely used due to its practicality, flexibility and simplicity for calculating parameters β and α, which were used to interpolate the storm fields by Kriging. The spherical model has a linear behavior in the origin; the slope is equal to 1.5 α/β and represents continual, but not differentiable, phenomena (Chua and Bras, 1982), such as rain. The mathematical expressions of the spherical adjustment model are shown in equation 2.

2)

Where parameterαis the range and defines the distance h at which the value of the semivariogram is stable, it consequently reflects the spatial dependence and is known as the range. On the other hand, β is the threshold that defines the distance from which the variogram remains static, and it is known as a plateau and represents the maximum variability between pairs of nearby observations.

γ(h)= α 3 |h| - |h|3

2 β 2β3 |h| ≤ β

γ(h)= α |h|> β âháã(h)

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nh

γ∗ (h)= 1 Σ [z(xi)-z(xi)]2

2N(h) |xi - xj|= |h|

nh

γ∗ (h)= 1 Σ [z(xi)-z(xi)]2

2N(h) |xi - xj|= |h|


3)

Donde: γij= γ(xi-xj) y γi= γ(xi-x) 4)

Resolviendo el sistema matricial (ecuación 3) se determinan los parámetros λi, donde Σi λi=1 , permiten estimar el valor de la precipitación Z*(x0) al resolverse la ecuación 5.

5)

Para el método de krigeado se propone una interpolación esférica, sin sesgo y de error cuadrático medio mínimo expresado por las expresiones 6 y 7.

E [z* (x0) - z(x0)]= 0 6)

E {[z* (x0) - z(x0)]2} mínima 7)

Una vez caracterizado el campo de tormenta de la distribución espacial de la lluvia sobre la cuenca, se calcula la precipitación media con la ecuación 8. Para ello se generó otra aplicación computacional “lluvia-promedio”:

8)

Donde: PMDi= precipitación media del día i (mm); Pj= precipitación en el punto de la j de la malla en mm; aj= área de la celda o cuadro j (km2); AT= Área total de la cuenca (km2).

Para estimar la lluvia media sobre la cuenca fue necesario discretizar el área de interés en celdas o elementos cuadráticos; para este ejercicio, se seleccionaron celdas de 6 km por lado. Se consideraron las líneas o divisiones de la cuenca con cuencas externas e internas. Esta subdivisión fue realizada manualmente. De este modo, en cada elemento parcial queda caracterizada la variable y el porcentaje de superficie que ocupa respecto al área total. Para cada evento se determina la distribución espacial de la lluvia con el método de interpolación por krigeado.

To model the spatial distribution of the variable in the basin after the adjustment of the data observed to the spherical model and estimating the adjustment parameters and β, a computer interphase was created to enable interpolation using Kriging. This interphase is based on the solution to the method of Kriging (equation 3), for each of the points of the mesh previously selected, and solved with the adjusted model, thus obtaining the value for rain at all points. As a matrix, this system contains the expression: if -γ(h) is conditionally defined as positive, the matrix of the system will always be regular, therefore the solution will always exist (Sampler and Carrera, 1990).

3)

Where: γij= γ(xi-xj) yγi= γ(xi-x) 4)

By solving the matrix system (equation 3) the parameters λi are determined, where Σi λi=1, helps calculate rainfall Z∗(x0) when solving equation 5.

5)

For the Kriging method, a spheric interpolation is proposed, without any bias and a minimum average quadratic error expressed by expressions 6 and 7.

E [z* (x0) - z(x0)]= 0 6)

E {[z* (x0) - z(x0)]2} mínima 7)

Once the storm field of the spatial distribution of the rain on the basin is defined, the average rainfall is calculated using equation 8. For this purpose, another computer application “rain-average” was created:

8)

Where: PMDi= average rainfall of the day i (mm); Pj=rainfall in point j of the mesh in mm; aj= area of cell or square j (km2); AT=total area of the basin (km2).

0 γ12 γ13 ... γ1n 1γ21 0 γ23 ... γ2n 1 . . . ... ... ... . . . ... ... ...γn1 γn2 γn3 ... 0 1 1 1 1 ... 1 0

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Un parámetro que puede ser asociado a la construcción de campos de tormenta es el estimador de la varianza de la muestra y se considera en esta investigación como criterio de calidad del ajuste. La varianza se determina por la ecuación 9.

9)

2Donde: Se= varianza; xi= precipitación de la estación enésima; xei= precipitación interpolada para la estación i.

Para determinar la precipitación interpolada se efectúa una validación cruzada que consiste en omitir los registros de una estación y modelarlos con base en el resto de las estaciones; para comparar los valores observados xi con los interpolados xei, mediante el cálculo de los errores e= xi-xei de los eventos, para finalmente calcular la variancia de los errores con la ecuación 9.

Por último, se estimó la precipitación media sobre la cuenca con técnicas convencionales, como son: el método aritmético, los polígonos de Thiessen y el método de isoyetas (gráfico), con la finalidad de compararlos con el método del krigeado.


Los parámetros resultantes del ajuste al modelo esférico para el día 111 fueron α= 19.31 y β= 37 663; para un segundo evento (día 149), los valores resultantes fueron α= 42.5 y β= 25 892. Se observa que el variograma experimental (Figura 2) tiene una plataforma definida, que no tiene derivada y no existe discontinuidad en el origen; por lo tanto, no tiene efecto pepita.

Sólo con el fin de apreciación visual (Figura 2), al variograma experimental se ajustó también los modelos: exponencial (ecuación 10) y potencial (ecuación 11), donde α y β son parámetros de ajuste.

10)

γ(h)= α |h|β 11)

En el Cuadro 2 se presentan los valores del variograma experimental, para los tres modelos estudiados (día 111).

To calculate the average rainfall on the basin, the area of interest had be me discretized in cells or quadratic elements. For this exercise cells were selected, measuring 6 km per side. The lines or divisions of the basin were considered with external and internal basins. This subdivision wade made by hand. In this way, in each partial element, the variable and the percentage of the surface occupied in respect to the total area were defined. For each event, the spatial distribution of rain is determined using the interpolation method by Kriging.

A parameter that can be related to the construction of storm fields is the simple variance estimator, considered in this study as an adjustment quality adjustment. The variance is determined by equation 9.

9)

2Where: Se= variance; xi= rainfall in the nth station; xei= interpolated rainfall for station i.

To determine the interpolated rainfall a cross-validation is performed, which consists of omitting the records of one station and model them based on the rest of the stations. Observed values xi are then compared with the interpolated xei using the error calculation e= xi-xei of the events, to finally calculate the variance of the errors with equation 9.

Finally, the average rainfall on the basin was calculated using conventional techniques, such as arithmetic method, the Thiessen diagrams and the isohyet method (graphic), in order to compare them with the method of Kriging.


The parameters that result from the adjustment to the spherical model for day 111 were α= 19.31 and β= 37 663; for a second event (day 149), resulting values were α= 42.5 and β= 25 892. It is observed that the experimental variogram (Figure 2) has a defined platform, which has no derivative and there is no discontinuity at the origin; therefore, there is no nugget effect.

With the mere objective of visual appreciation (Figure 2), the following models were adjusted to the experimental variogram: exponential (equation 10) and potential (equation 11), where α and β are adjustment parameters.

γ(h)= α 1-exp(- |h| β

âháã(h)

âh3

32â

hâh

23áã(h)

>=

≤

−=

â h á ã(h)

â h3

3 2â

hâh

23 á ã(h)

> =

≤

− =

2

n

2

Se= Σ1=n (xi-xei)

n-2

2

n

2

Se= Σ1=n (xi-xei)

n-2


Con los datos de la distribución de lluvia o campo de tormenta (Figura 3), se aplicó la ecuación 8 para obtener la lluvia media sobre la cuenca y para el día 111 fue de 0.609 mm y 1.7 mm para el día 149.

Análisis en la estimación de campos de tormenta con modelo esférico

El análisis consistió en explorar el campo de tormenta buscando su relación con la precipitación media diaria. Se inicia con analizar la sensibilidad del modelo respecto al parámetro α; éste se hizo variar con valores de ±5 y

10)

γ(h)= α |h|β 11)

Table 2 presents the values of the experimental variogram, for the three models studied (day 111).

With the rain distribution data orstorm field (Figure 3), equation 8 was used to calculate the average rainfall on the basin, which was 0.609 mm for day 111 and 1.7 mm for day 149.

Figura 2. Variograma experimental y modelos de ajuste.Figure 2. Experimental variogram and adjustment models.

Variograma experimentalModelo de ajuste variograma

Esférico Exponencial Potencialh (m) γ(h) γ(h) γ(h) γ(h)

0 0 0 0 03 105 1.29 2.38 3.75 11.07

13 420 10.28 9.89 11.72 14.7724 469 15.67 16.18 15.82 16.6236 382 20.94 19.28 17.82 17.9747 715 23.89 19.35 18.68 18.9559 541 15.26 19.35 19.08 19.871 466 16.21 19.35 19.25 20.5283 004 22.23 19.35 19.33 21.1495 490 18.02 19.35 19.37 21.73

Cuadro 2. Valores del variograma experimental y ajustado.Table 2. Valores del variogram experimental y ajustado.

γ(h)= α 1-exp(- |h| β

âháã(h)

âh3

32â

hâh

23áã(h)

>=

≤

−=

â h á ã(h)

â h3

3 2â

hâh

23 á ã(h)

> =

≤

− =

30

25

20

15

10

5

00 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000

γ(h)

(m)

Variograma experimental Esférico Exponencial Potencia


β (m) 15 000 20 000 25 000 27 000 30 000 35 000 40 000 45 000 55 000Día (111) 1.09 0.92 0.8 0.747 0.677 0.6 0.652 0.795 0.892Día (149) 1.917 1.748 1.7 1.721 1.804 1.952 2.129 2.268 2.303

Cuadro 3. Valores de lluvia media diaria (mm) para valores variables de β (m) y un valor α= 10.31. Table 3. Values of average daily rainfall (mm) for variable values of β (m) and a value of α=10.31.

considerando β= 37 663 constante; el valor de la lluvia media con este análisis no varió. Lo anterior significa que el valor de lluvia media, no es función de la variación de α cuando β es constante. Un segundo análisis fue mantener el parámetro α= 19.31 constante, y variar β con valores de ±5 000, los resultados se muestran en el Cuadro 3.

Con los pares de valores β y lluvia media, para ambos eventos analizados se obtiene la función de variación. Los valores de la función se graficaron (Figura 4), y se observa que hay un valor mínimo que resulta ser el valor que hace óptima la relación. Se observa en la Figura 4 que al aumentar β partiendo del valor óptimo, aumenta el valor de la precipitación media hasta llegar

Analysis of the calculation of storm fields with a spherical model

The analysis consisted of exploring the storm field in search for its relation with the daily average rainfall. First, we calculate the sensitivity of the model regarding parameterα, which varied with values of ± 5 and considering β= 37 663 constant. The value of the average rainfall with this analysis did not vary, which means that the value of average rainfall is not a function of the variation of α when β is constant. A second analysis was to keep the parameterα= 19.31 constant, and to vary β with values of ±5 000. Results are shown in Table 3.

With the pairs of values β and average rain, for both event analyzed, the function of variation is obtained for both events analyzed. The values of the function were graphed (Figure 4), and a minimum value is observed, that is the value that makes the relation optimal. Figure 4 shows that as β increases from the optimal value, so does the value of the average rainfall until reaches the determined value of average rainfall by the linear Kriging, which indicates the influence of the distance of the model´s threshold. For example, for day 111, average rainfall has a variation of over 41%, and for day 149, it is 24% over the optimum (minimum value).

Comparison of results between methods of average rainfall

In order to make a quantitative comparison of the results, the average rainfall on the basin was calculated using four conventional methods: arithmetical average, Thiessen diagrams, isohyet method and linear Kriging method.

Comparing the results obtained by applying all five methods (Table 4), it was found that the average rainfall determined with the proposed methodology was the lowest, and when taking it as the reference, it turned out that the value determined by the linear Kriging lineal is higher than 41%; the value determined by the isohyet method is 19.5% higher; that for

Figura 3. Caracterización del campo de tormenta en mm para el día 111.Figure 3. Characterization the storm field in mm for day 111.

2540000

2520000

2500000

2480000

2460000

2440000

2420000

2400000

2380000

Longitud (unidades, UTM)

Latit

ud (u

nida

des,

UTM

)

Zacatecas

Jalisco

Jalisco

680000 660000 700000 720000 740000 760000 780000

N


al valor determinado de lluvia media por el krigeado lineal, lo cual indica la influencia de la distancia del umbral del modelo; por ejemplo, para el día 111 la precipitación media tiene una variación de 41% mayor, y para el día 149, es de 24% mayor respecto al óptimo (valor mínimo).

Comparación de resultados entre métodos de la precipitación media

Con fines de realizar una comparación cuantitativa de los resultados se realizó el cálculo de la precipitación media sobre la cuenca con cuatro métodos convencionales: promedio aritmético, polígonos de Thiessen, método de las isoyetas y método del krigeado lineal.

Realizando la comparación de los resultados obtenidos aplicando los cinco métodos (Cuadro 4), se encontró que la precipitación media determinada con la metodología propuesta fue la menor, y al tomarlo como referencia resultó, que el valor determinado por el krigeado lineal es superior 41%; el determinado por el método de las isoyetas es mayor 19.5%; el de los polígonos de Thiessen 39%; y el método aritmético 8%, estos valores son para el primer evento analizado, se presenta una tendencia similar para el segundo evento. Respecto al resultado por los métodos de las isoyetas (gráfico) y krigeado lineal, debería ser el mismo, ya que las isoyetas son las mismas, por lo que la diferencia en la estimación de la media, se debe al error asociado con la representación manual de la isoyeta media tal como se realiza en la práctica (Figura 5).

the Thiessen diagrams 39%; and the arithmetic method 8%. These values are for the first event analyzed; a similar tendency was presented for the second event. In regard to the result of the isohyet (graph) and linear Kriging methods, it should be equal, since the isohyets are the same; hence the difference in

the estimation of the average is due to the error related to the manual representation of the average isohyet, as in the practice (Figure 5).

Variance analysis

This analysis is only presented for qualitative purposes, since the suppression of any value of the analyzed event leads it to become another event, which will require other parameters of the spherical model. The variance of the error of the storm field, determined with the Kriging method, using the spherical model, is lower than the one

Figura 4. Lluvia media diaria en mm en función del parámetro beta β (m).Figure 4. Average daily rainfall in mm according to parameter β (m).

2.5

2

1.5

1

0.5

00 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000

β (m)

Día 111Día 149

Prom

edio

de l

a llu

via (

mm

)

Cuadro 4. Precipitación media en mm por cinco métodos.Table 4. Average rainfall in mm using five methods.

MétodoPrecipitación media

(mm) Día(111) Día(149)

Polígonos de Thiessen 0.834 1.797Método de las isoyetas gráfico 1.117 2.45Método krigeado lineal 0.852 2.1Método krigeado esférico 0.601 1.7X 0.65 1.68


Análisis de la varianza

Este análisis se presenta sólo con fines cualitativos, ya que al suprimir cualquier valor del evento analizado este se convierte en otro evento, para lo cual será necesario otros parámetros del modelo esférico. Se observa que la varianza del error del campo de tormenta, determinado por el método del krigeado usando el modelo esférico es menor, que el determinado por el campo de tormenta usando un krigeado lineal (Cuadro 5) y para los otros métodos no es aplicable por las razones mencionadas.

De manera visual se presentan los mapas del campo de tormenta de los dos eventos analizados (Figuras 3 y 5), aunque son dos eventos independientes representados por el mismo modelo de variograma tipo esférico, el método del krigeado esférico genera los valores mínimos de la precipitación media sobre la cuenca (Cuadro 4). En consecuencia, el impacto del uso de la metodología propuesta es que el método del krigeado esférico no sobrestima la precipitación media sobre una cuenca. Lo anterior es de suma importancia en estudios sobre

determined by the storm field using a linear Kriging (Table 5), and for the other methods it is not applicable, due to the reasons mentioned above.

The maps of the storm fields of both events analyzed are presented visually (Figures 3 and 5). Although they are two independent events represented by the same spherical variogram models, the spherical Kriging model creates the minimum values of the average rainfall over the basin (Table 4). Consequently, the impact of the use of the proposed methodology is that the spherical Kriging method does not overestimate annual rainfall over a basin. This is crucial in studies on the water management of a basin to quantify volumes of rain with greater certainty. Results indicate that the traditional methods overestimate the average rainfall, which has repercussions on the making of decisions for the sustainable management of the water resources of a basin.

CONCLUSIONS

The storm f ield ascribable to the Juchipila river basin, represented by the spherical model has the variogram among those known as geometric anisotropy, since with the variation of α average rainfall does not change; and for different values of parameter α, range β does not change. Therefore, a storm field can be represented with a spherical variogram, so there is a single relation of such a field with the average rainfall of a basin, and it also has the characteristics that the value is minimum in comparison to those obtained with traditional methods.

It is therefore recommended, when calculating the water resources of an area, its areas of irrigation and rainfall agriculture be included, and when requesting the spatial distribution of rainfall, the method suggested be used, since a basin can be defined using a storm field, more commonly known as a rain distribution pattern.

Figura 5. Caracterización del campo de tormenta en mm para el día 149.Figure 5. Definition of the storm field in mm for day 149.

Longitud (unidades, UTM)

Latit

ud (u

nida

des,

UTM

)

2540000

2520000

2500000

2480000

2460000

2440000

2420000

2400000

2380000

680000 660000 700000 720000 740000 760000 780000

Zacatecas

Jalisco Aguascalientes

Jalisco

N

Evento Modelo krigeado esférico

Modelo krigeado lineal

Día(111) 7.9 8.2Día(149) 37.84 39.47

Cuadro 5. Varianza del error (mm2) por evento y modelo.Table 5. Error variance (mm2) per event and model.



manejo hídrico de una cuenca para cuantificar volúmenes precipitados con mayor certidumbre. Los resultados indican que los métodos tradicionales sobreestiman el valor de la lluvia media, lo cual tiene repercusiones en la toma de decisiones para el manejo sustentable de los recursos hídricos de una cuenca.

CONCLUSIONES

El campo de tormenta atribuible a la cuenca del río Juchipila, y representado por el modelo esférico, tiene el variograma entre los llamados de anisotropía geométrica, ya que con la variación de α la precipitación media no cambia; y para valores diferentes del parámetro α, se optimiza el rango β. Por lo tanto, se puede representar un campo de tormenta por medio de un variograma tipo esférico, entonces existe una relación única de dicho campo con la lluvia media de una cuenca, además tiene la características que el valor es mínimo a compararlos con los obtenidos con métodos tradicionales.

Por ello, se recomienda que al realizar la estimación de los recursos hídricos de una zona, que incluya sus áreas de agricultura de riego y temporal y demande conocer la distribución espacial de la precipitación utilice el método propuesto, ya que se puede caracterizar una cuenca por medio de un campo de tormenta o más conocido como un patrón de distribución de la lluvia.

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H-564C, HÍBRIDO DE MAÍZ CON ALTA CALIDAD DE PROTEÍNA PARA EL TRÓPICOHÚMEDO DE MÉXICO*

H-564C, HIGH QUALITY PROTEIN MAIZE HYBRID FOR THE HUMIDTROPIC IN MEXICO

Mauro Sierra Macías1§, Artemio Palafox Caballero1, Flavio Rodríguez Montalvo1, Alejandro Espinosa Calderón2, Gricelda Vázquez Carrillo2, Noel Gómez Montiel3 y Sabel Barrón Freyre4

1Campo Experimental Cotaxtla. INIFAP. Carretera Veracruz-Córdoba, km 34. Veracruz, México. A. P. 429. C. P. 91700.Tel. 01 285 5960108. ([email protected]), ([email protected]). 2Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9212738. Ext. 201 y 199. ([email protected]), ([email protected]). 3Campo experimental Iguala. INIFAP. Carretera Iguala-Tuxpan, km 2. Iguala, Guerrero. C. P. 40000. Tel. 01 733 3321056. ([email protected]). 4Campo Experimental Huimanguillo. INIFAP. Carretera Huimanguillo-Cardenas, km 1. Huimanguillo, Tabasco. C. P. 86400. Tel. 01 917 3750397. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected], [email protected].

* Recibido: septiembre de 2010


RESUMEN

Durante 2005 a 2008 se evaluaron, validaron y caracterizaron híbridos de maíz con alta calidad proteínica, con los objetivos de conocer su rendimiento, características agronómicas y propiedades nutricionales e industriales. En 2005 se evaluaron híbridos en las localidades de Cotaxtla, Tlalixcoyan e Ignacio de la Llave, Veracruz; bajo un diseño alpha látice 9∗2 con 18 tratamientos y tres repeticiones, en parcelas de dos surcos de 5 m con una densidad de 62 500 plantas ha-1. Se identificaron los híbridos HQ1, HQ2, HQ3 y HQ4, sobresalientes por su rendimiento, características agronómicas y por su tolerancia a la enfermedad del “achaparramiento”. En el ciclo primavera verano 2006 se establecieron seis parcelas de validación en las localidades de Cotaxtla, Mata de Agua, Tlalixcoyan, Ignacio de la Llave, Martínez de la Torre y Rodríguez Clara, en el estado de Veracruz. Los lotes fueron establecidos bajo diseño bloques al azar con nueve tratamientos y dos repeticiones en parcelas de ocho surcos de 25 m, con una densidad de 62 500 plantas ha-1. De los análisis de varianza combinados, se encontró diferencia altamente significativa para genotipos (G), localidades (L) y para la interacción G∗L, en las variables

ABSTRACT

Between 2005 and 2008 high-quality protein maize hybrids were evaluated, validated and characterized in order to know their yield, agricultural characteristics and nutritional an industrial features. In 2005, hybrids were evaluated in Cotaxtla, Tlalixcoyan and Ignacio de la Llave, Veracruz, under an alpha lattice 9∗2 design with 18 treatments and three repetitions, in fields with twofive-meter long furrows, with a density of 62 500 plants ha-1. Hybrids HQ1, HQ2, HQ3 and HQ4, were identified; they stand out for their yield, agricultural characteristics and their tolerance to corn stunt. In the 2006 spring-summer cycle, six validation fields were set in Cotaxtla, Mata de Agua, Tlalixcoyan, Ignacio de la Llave, Martínez de la Torre and Rodríguez Clara, in the state of Veracruz. The fields were established with a random block design with nine treatments and two repetitions in fields with eight 25-meter long furrows, and a density of 62 500 plants ha-1. With the combined variance analysis, a highly significant difference was found for genotypes (G), locations (L) and the interaction

Mauro Sierra Macías et al.72 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

rendimiento de grano, días a floración masculina y femenina, aspecto y sanidad de planta. Los genotipos sobresalientes por su rendimiento, aspecto y sanidad de planta y mazorca, fueron: HQ4, H-520, HQ3 y HQ1, con 5.42, 5.38, 5.13 y 5.06 t ha-1, respectivamente. Con el HQ1 se produjeron las mejores tortillas siguiendo el método tradicional de la masa y la tortilla. El híbrido HQ4, puede ser procesado exitosamente por la industria de la harina nixtamalizada. Este híbrido registró 72% más lisina y 56% más triptófano en el grano entero que el maíz normal. Durante 2007 y 2008 se hizo la caracterización del HQ4, para su registro oficial como H-564C con el número: 2257-MAZ-1133-300609/C.

Palabras clave: Zea mays L., calidad de proteína, harinización, nixtamalización, nutrición.

INTRODUCCIÓN

En el sureste de México se siembran anualmente 2.5 millones de hectáreas con maíz, de éstas, un millón están comprendidas en provincias agronómicas de buena y muy buena productividad y 100 mil hectáreas son sembradas bajo condiciones de riego, (Sierra et al., 2004). En esta superficie se recomienda la siembra de híbridos, ya que estos expresan al máximo su potencial genético bajo condiciones de clima, suelo y manejo por parte de los agricultores (Gómez, 1986; Sierra et al., 1992; Vasal et al., 1992a; Vasal et al., 1992b; Sierra et al., 2001; Sierra et al., 2004; Sierra et al., 2004a). En la selección de mejores híbridos se debe tener en cuenta la adaptabilidad de los genotipos, porque permite conocer la respuesta a los diferentes ambientes, definidos por el clima, suelo y manejo agronómico.

Los híbridos trilineales permiten aprovechar las ventajas que ofrece la heterosis en la producción comercial de maíz y aprovechar las ventajas en la producción de semilla, al usar como progenitor hembra una cruza simple de alto rendimiento (Espinosa et al., 1998; Espinosa et al., 2003; Sierra et al., 2005). Con relación a la selección de líneas progenitoras de híbridos comerciales, es necesario identificar aquellas sobresalientes con base en sus efectos de aptitud combinatoria general (ACG) y específica (ACE), su comportamiento per se, su adaptación y producción de semilla (González et al., 1990; Vasal et al., 1994; Vasal y Córdova 1996; Espinosa et al., 1998; Ramírez et al., 1998).

G∗L, in grain yield variables, days to male and female, aspect and plant health. The genotypes that stood out for their yield, aspect and plant and ear health were HQ4, H-520, HQ3 and HQ1, with 5.42, 5.38, 5.13 y 5.06 t ha-1, respectively. The HQ1 produced the best tortillas with the traditional method for dough and tortillas. Hybrid HQ4 can be successfully processed by the nixtamalized flour industry. This hybrid registered 72% more lysine and 56% more tryptophan in the whole grain than regular maize. In 2007 and 2008, HQ4 was defined for its official registration as H-564C with the number 2257-MAZ-1133-300609/C.

Key words: Zea mays L., flourization, nixtamalization, nutrition, protein quality.

INTRODUCTION

In southeastern Mexico, 2.5 million hectares of maize are planted every year, out of which a million are found in agricultural provinces with good and very good productivity, and 100 thousand are planted under irrigation conditions, (Sierra et al., 2004). This surface is recommended for the plantation of hybrids, since they express their genetic potential under conditions of weather, soil and handling by farmers (Gómez, 1986; Sierra et al., 1992; Vasal et al., 1992a; Vasal et al., 1992b; Sierra et al., 2001; Sierra et al., 2004; Sierraet al., 2004a). In the selection of better hybrids, the adaptability of genotypes must be taken into account, since it helps know the response to the different environments, defined by weather, soil and agricultural management.

By using the female parent in a simple high-yield cross, trilineal hybrids offer the advantages of heterosis in the production of commercial maize as well as seed production. (Espinosa et al., 1998; Espinosa et al., 2003; Sierra et al., 2005). Outstanding parental lines of commercial hybrids are identified based on their general and specific combining ability (GCA and SCA respectively) as well as their behavior, adaptation and seed production (González et al., 1990; Vasal et al., 1994; Vasaland Córdova 1996; Espinosa et al., 1998; Ramírez et al., 1998).

H-564C, híbrido de maíz con alta calidad de proteína para el trópico húmedo de México 73

En México 31 millones de personas manifiestan algún grado de desnutrición y 18 millones sufren desnutrición severa (Espinosa et al., 2006; Chávez y Chávez, 2004), siendo el sureste mexicano donde se concentra la mayor parte de esta población. Esto en parte, se debe que el maíz consumible contiene bajo nivel de lisina y triptófano, aminoácidos esenciales para el crecimiento y desarrollo humano; lo cual se traduce en bajo nivel nutritivo de la dieta basada en maíz, lo que es grave ya que el consumo per cápita aparente es de 209.8 kg (Morris y López, 2000).

Dado que el maíz es fundamental en la alimentación de los mexicanos, una alternativa es incrementar el consumo o bien mejorar la calidad del maíz que se consume, lo que es factible con los maíces de calidad proteínica (QPM). Un aspecto adicional al problema nutricional basado en el grano de maíz, es que la producción de maíz en México, no es suficiente para abastecer la demanda, por lo que es necesario cubrir con importaciones que van de 5 a 7 millones de toneladas año con año.

Particularmente, se consumen en México 12.3 millones de toneladas de maíz en forma de tortilla, de los cuales 64% es a través del método tradicional maíz-masa-tortilla y 36% es a través de la industria de la harinización (SIAP-SAGARPA, 2004). El consumo generalizado de los maíces de alta calidad de proteína puede mejorar el nivel nutricional en México, de manera especial en niños(as), mujeres lactantes y ancianos; sin embargo, para lograr su uso extensivo, se requiere además de la indispensable demostración de superioridad productiva de grano, la participación de actores sociales de distintos niveles de decisión, así como la coordinación de varias instituciones para apoyar este programa (Espinosa et al., 2006).

El maíz con alta calidad de proteína se deriva del aprovechamiento del gene mutante opaco o2o2, expresado en su versión homocigótica recesiva con mayor contenido de lisina y triptófano, aminoácidos esenciales en la alimentación (Mertz et al., 1964). Sin embargo, al alto valor nutritivo se ligaban caracteres indeseables como grano con textura suave, bajo peso y poca resistencia a plagas y enfermedades en almacén. Por su parte, Vasal y Villegas (2001), mediante técnicas de mejoramiento tradicionales incorporaron genes especiales al maíz opaco o2o2, llamados genes modificadores de la textura del endospermo. Estos genes modificadores confieren al endospermo de variedades, líneas e híbridos una textura de grano más dura que el maíz opaco, dando la apariencia

In Mexico, an estimated 31 million people experience some degree of malnutrition and 18 million suffer from severe malnutrition (Espinosa et al., 2006; Chávez y Chávez, 2004), the majority of which live in southeastern Mexico. In this region, maize is a basic staple of the diet (with a per cápita consumption of 209.8 kg), yet the varieties used for consumption are low on lysine and tryptophan, which are essential nutrients for human growth and development. These factors contribute to the malnutrition levels see in the region (Morris and López, 2000).

Given the importance of maize in the Mexican diet, other alternatives are to either increase the level of consumption or to improve the quality of corn being consumed through Quality Protein Maize (QPM). In addition, maize production in Mexico does not meet demand, which is then covered by imports ranging from 5 to 7 million tons every year.

Mexico consumes 12.3 million tons of maize specifically for the production of tortillas. Traditional maize-flour-tortilla method uses 64% of this maize and the remaining 36% used by the milling industries (SIAP-SAGARPA, 2004). Generalizing consumption of high quality protein maize in Mexico can improve nutritional levels, especially in children, lactating women and the elderly. However, achieving this requires demonstrated superior grain production, the participation of social actors from different decision levels and coordination between various institutions to support the program (Espinoza et al., 2006).

Quality protein maize is derived from the use of the mutant form of the opaque o2o2 gene, expressed in its homozygote recessive form, which has higher lysine and tryptophan contents, which are essential aminoacids in food (Mertz et al., 1964). However, the resulting high nutritional value was linked to other undesirable characteristics such as a soft kernel, low weight and low resistance to plagues and diseases. Using traditional improvement techniques, Vasal and Villegas (2001) incorporated special genes to the opaque o2o2 maize variety which modified the texture of the endosperm. These genetic modifiers affect varieties, lines and hybrids by giving the endoplasm a harder texture, similar to that of normal maize (Vasal, 1994). Larkins et al. (1994) indicated that maize varieties with the o2o2 gene contain 40-50% more lysine and 35-40% more tryptophan.


del maíz normal (Vasal, 1994). Larkins et al. (1994) indicaron que los maíces con el gene o2o2 contienen 40 a 50% más lisina y de 35 a 40% más triptófano.

El Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) en colaboración con el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), ha generado el híbrido trilineal de maíz H-564C, con alta calidad de proteína, el cual se adapta a la región tropical en el sureste mexicano, con ventajas agronómicas y mejor rendimiento con respecto a los testigos, factores que representan una alternativa favorable para incrementar los rendimientos de maíz y mejorar la nutrición de los consumidores (Sierra et al., 2008).

Proceso de obtención del híbrido de maíz H-564C

Entre 2004 y 2007 fueron evaluados híbridos trilineales de maíz con alta calidad de proteína, de ahí se definió como sobresaliente el híbrido H-564C, el cual fue propuesto para su liberación oficial por sus ventajas en rendimiento, características agronómicas favorables, tolerancia a la enfermedad del “achaparramiento”, calidad de proteína en virtud de que posee mayor contenido de lisina y triptófano que el maíz normal. Éste híbrido está formado por las líneas LT158, LT159 y LT160, las dos primeras que en su origen fueron líneas normales mismas que fueron convertidas al carácter de alta calidad de proteína, forman la cruza simple que participa como progenitor hembra, la cual por sus características agronómicas, sanidad, alto rendimiento y estabilidad se puede emplear en el Trópico Húmedo de México.

La línea macho LT160 cuenta con ocho autofecundaciones, buena ACG, fue derivada de la población 62 proveniente del CIMMYT. La línea LT158, es una línea endogámica con cinco autofecundaciones derivada de la población 21 proveniente del CIMMYT; LT159 es una línea endogámica con similar nivel de endogamia derivada de la población 43 proveniente del CIMMYT. Estos progenitores ofrecen ventajas en su mantenimiento y para la producción comercial de semilla por parte de las empresas y grupos de productores lo que permite la factibilidad real de uso por los agricultores.

En los años 2007 y 2008, el híbrido H-564C y sus progenitores fueron caracterizados de acuerdo con la guía técnica para la descripción varietal de maíz (Zea mays L.), propuesta por la unión internacional para la protección de las obtenciones vegetales (UPOV). Este híbrido fue

The Mexican National Institute for Research in Forestry, Agriculture and Livestock (INIFAP) in collaboration with the International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), has generated an H-564C maize trilineal hybrid, with high quality protein that adapts to the tropical region of southeast Mexico. This variety has agricultural advantages and improved yield compared to controls, which make it a viable option to improve maize yield and consumer’s nutrition (Sierra et al., 2008).

Obtaining H-564C hybrid maize

Between 2004 and 2007, many high quality protein, trilinear maize hybrids were evaluated based on yield, agronomic characteristics as well as nutritional an industrial features. H-564 hybrid was determined to be outstanding due to its advantages in yield, agronomic characteristics, tolerance to corn stunt, improved protein quality as it has higher lysine and tryptophan content compared to regular maize. This maize is a hybrid of the LT158, LT159 and LT160 lines. The first two (originally normal lines and later converted to high quality protein types) form a simple cross that functions as the female parent and can be used in the Humid Tropics of Mexico due to it agronomic characteristics, health, high yield and stability.

The male LT160 line is self-fertilized eight times, good CGA and was derived from CIMMYT’s population 62; LT158 is an endogamous line with five self-sterilizations derived from CIMMYT’s population 21; LT159 is another similar endogamous line derived from CIMMYT’s population 43. These parental lines have advantages with regards to maintenance and commercial production by companies and groups of producers, making its use among famers a real possibility.

In 2007 and 2008, the H-564 hybrid and it parental lines were characterized according the technical guidelinesfor the description of maize varieties (Zea mays L.) proposed by the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV). This variety was registered by the INIFAP in the National Catalog of Vegetable Varieties (CNVV), formerly, the catalog of feasible varieties for certification (CVC), in presence of the National Seed Inspection and Certification Service (SNICS) with registration number 2257-MAZ-1133-300609 (SNICS, 2002).


registrado e inscrito por el INIFAP en el catálogo de variedades factibles de certificación (CVC), ahora catálogo nacional de variedades vegetales (CNVV) ante el servicio nacional de inspección y certificación de semillas (SNICS), con el número de registro 2257-MAZ-1133-300609/C, (SNICS, 2002).

Con relación a la calidad industrial y nutricional, durante 2007 se evaluaron los híbridos de grano blanco: H-564C, HQ-1, HQ-3 y la variedad de grano amarillo V-556AC, genotipos de maíz con alta calidad de proteína, en los que se determinaron característica físicas, químicas, del nixtamal, la masa y las tortillas, así como los aminoácidos lisina y triptófano, en endospermo, grano entero y tortillas, siguiendo las metodologías de la american association of cereal chemists AACC (1998), association of official analytical chemists AOAC (1984), las descritas en la norma mexicana para maíces destinados al proceso de nixtamalización, NMX-034(1) (2002) y las declaradas por Salinas y Vázquez (2006).

Por lo que se refiere a la calidad de la harina nixtamalizada, ésta consistió en identificar los maíces cuyo índice de flotación fue menor o igual a 20%, color del grano con valores de reflectancia superiores al 55% en el equipo Agtron; posteriormente se evaluó color en harinas de grano sin procesar, cuyos valores deben ser iguales o mayores a 77%. El color se midió en grano entero y en tortilla, usando el colorímetro Mini Scan XE plus (Hunter Lab, modelo 45/0-L), que descompone el color en tres variables: L* que representa la luminosidad y cuyos valores van del 100, que corresponde al blanco, hasta cero para el negro; la escala a* que registra valores positivos cuando están presentes los tonos rojos y adquiere valores negativos cuando registra tonos verdes. La variable b* califica los colores amarillos (+) a azul (-). Con las variables a* y b* se calculó el ángulo del tono hue o tinte (hue= arctan a/b), que es un valor angular, el cual indica el cuadrante correspondiente al color de la muestra en un sistema cartesiano, donde el eje X corresponde a los valores de a y el eje Y a los de b, donde 0°= color rojo-púrpura; 90°= amarillo; 180°= verde; y 270°= azul (McGuire, 1992).

La evaluación final consistió en cuantificar el porcentaje de endospermo córneo, el cual debe ser igual o superior 48%. La evaluación de los híbridos se hizo por duplicado (dos muestras por repetición); por lo tanto, los valores que se presentan en los cuadros de los parámetros de grano, nixtamal, tortilla y harina son el promedio de cuatro determinaciones.

In 2007 the following white grain hybrids were valuated industrial and nutritional quality: H-564C, HQ-1, HQ-3 and the yellow grain variety V-556AC, maize genotypes with high quality proteins, in which physical, chemical, nixtamal dough and tortilla characteristics were established, as well as amino acids lysine and tryptophan, in endosperm, whole grain and tortillas, following methods by the American Association of Cereal Chemists AACC (1998), Association of Official Analytical Chemists AOAC (1984), and those described in the Mexican regulations for maize used for nixtamalization, NMX-034(1) (2002) as well as those stated by Salinas and Vázquez (2006).

The evaluation of the quality of nixtamalized flour consisted of identifying maize with levels of flotation mower than or equal to 20%, and grain color with reflectance values higher than 55% in the Agtron equipment. The color was then evaluated in processed grain flour, with values that must be of at least 77%. Color was measured in whole grains and tortillas, using Mini Scan XE plus (Hunter Lab, model 45/0-L) color meter, that breaks color down into three variables: L* which represents glossiness, and has values of 100 (White) to 0 (black); scale a* registers positive values when red tones are present and negative values in the presence of green tones. Variable b* grades colors yellow (+) to blue (-). Variables a* and b* were used to calculate the angle of the hue tone or tint (hue= arc tan a/b), which is an angular value that indicates the quadrant that corresponds to the color of the simple in a cartesian system, where the X axis represents values of a and the Y axis, values of b, where0°= color red-purple; 90°= yellow; 180°= green; and270°= blue (McGuire, 1992).

The final evaluation consisted in quantifying the percentage of corneal endosperm, which had to be equal to or greater than 48%. The evaluation of hybrids was carried out by duplicates (two samples per repetition). Therefore, the values presented in the tables for the parameters grain, nixtamal, tortilla and flour are the average of four determinations.

Table 1 registers the process to obtain the maize hybrid H-564C, from the derivation of lines to characterization, the registration in SNICS and the official release.

Adaptation and yield

H-564C adapts to the tropical area of southeastern Mexico in altitudes of 0 to 1 200 masl in climates Aw0, Aw1, Aw2, Am and Af, which, according to the classification by Köppen


El Cuadro 1 registra el proceso de obtención del híbrido de maíz H-564C, desde la derivación de líneas hasta la caracterización, el registro ante el SNICS y la liberación oficial.

Adaptación y rendimiento

H-564C se adapta a la región tropical del sureste de México en altitudes de 0 a 1 200 msnm en climas Aw0, Aw1, Aw2, Am y Af que de acuerdo con la clasificación de Köppen modificada por García (1981), corresponde a los climas cálido húmedo y subhúmedo. Particularmente, en evaluaciones durante 2005 bajo presión natural de la enfermedad del “achaparramiento” en las localidades de Tlalixcoyan e Ignacio de la Llave, Veracruz, (Cuadro 2), el H-564C rindió en promedio 5.91 t ha-1 a través de tres ambientes, significativamente mayor 15% al 0.05 de probabilidad, en relación con el testigo H-520 (Reyes, 1990). En la localidad de Cotaxtla, Veracruz; donde la presencia de la enfermedad fue menor, los rendimientos tanto del H-564C como del híbrido H-520 y los híbridos experimentales fueron mayores.

and modified by García (1981), correspond to humid and subhumid climates. Particularly, in evaluations carried out in 2005 under the natural pressure of the disease known

as corn stunt in Tlalixcoyan and Ignacio de la Llave, Veracruz, (Table 2), H-564C yielded an average of5.91 t ha-1 in three environments, significantly higher by 15% to the 0.05 probability, than the control H-520 (Reyes, 1990). In Cotaxtla, Veracruz, where the presence of the disease was less, yields of H-564C and H-520 and the experimental hybrids were greater.

The advantages in yield and agricultural characteristics of these hybrids is an alternative in maize farming in Veracruz, with the additional advantage of a higher lysine and tryptophan content in H-564C than in normal maize (Mertz, 1994; Vasal et al., 1994), which would help improve the nutrition of consumers (Morris and López, 2000). The locations of Tlalixcoyan and Ignacio de la Llave, present lower average yields due to a lower presence of corn stunt.

Año Descripción de la actividad2001-20042004-2005

Derivación de líneas de maíz con alta calidad de proteínaFormación y evaluación de híbridos trilineales de maíz con alta calidad de proteína

2005-2006 Producción de semilla de híbridos sobresalientes2006-2007 Validación de híbridos sobresalientes en seis localidades del estado de Veracruz y del sureste de México en

terrenos de productores 2007-2008 Caracterización de híbridos sobresalientes de maíz y de sus progenitores

Determinación de la calidad industrial y nutricional2009 Registro ante el SNICS y liberación oficial del H-564C

Cuadro 1. Esquema del proceso de obtención del híbrido de maíz H-564C.Table 1. Scheme for the process to obtain maize hybrid H-564C.

HíbridoRendimiento grano (t ha-1)

X Porcentaje relativoCotaxtla Talixcoyan Ignacio de la LlaveH-564C

HQ3HQ1

H-520H-519C

7.49∗

7.18∗

7.477

5.66

5.11∗

4.71∗

5.29∗

4.67∗

2.98

5.13∗

5.74∗

4.323.712.13

5.91∗

5.88∗

5.69∗

5.133.59

11511511110070

XDMS0.05

CV (%)CME

6.691.2611.420.58

4.520.8110.840.24

4.261.11

13.710.45

5.150.6

12.580.42

Cuadro 2. Rendimiento experimental del híbrido H-564C, en comparación con genotipos comerciales y experimentales de maíz en Veracruz. Pimavera-verano, 2005.

Table 2. Experimental yield of the hybrid H-564C, in comparison to commercial and experimental genotypes of maize in Veracruz. Spring-Summer, 2005.

*= significancia estadística (p= 0.05); DMS= diferencia mínima significativa; CME= cuadrado medio del error.


Las ventajas de rendimiento y características agronómicas de estos híbridos, representa una alternativa en la producción de maíz por los agricultores maiceros del estado de Veracruz, con la ventaja adicional de un mayor contenido de lisina y triptófano de H-564C con relación al maíz normal (Mertz, 1994; Vasal et al., 1994), lo que ayudaría a mejorar la nutrición de los consumidores (Morris y López, 2000). Las localidades de Tlalixcoyan e Ignacio de la Llave, registran rendimientos medios más bajos debido a una mayor presencia de la enfermedad del “achaparramiento”.

Tolerancia al “achaparramiento”

Con relación a la presencia de daño por “achaparramiento” en planta y mazorca y considerando la sintomatología que incluye: coloración amarillo rojizo en hojas en los tercios de las plantas, reducción de altura y proliferación de mazorcas durante el período de llenado de grano; mazorcas pequeñas, chupadas y sin grano al momento de la cosecha (Sierra et al., 2007), se encontró que H-564C al igual que los híbridos experimentales HQ3 y HQ1 y H-520, registraron porcentajes de planta y mazorca con “achaparramiento” significativamente más bajos y con menor severidad de daño, en relación con el testigo H-519C, primer híbrido de maíz con alta calidad de proteína generado para el trópico mexicano (Cuadro 3). Particularmente, H-564C registró valores 10.99% de plantas con daño por achaparramiento, con la calificación de severidad más baja (1.67) y consecuentemente los porcentajes de mazorcas dañadas también más bajos (7.36%), valores que sugieren relativa tolerancia de este híbrido a la enfermedad.

Tolerance to corn stunt

In relation to damage by corn stunt in the plant and ear, and considering the symptomatology which includes reddish-yellow coloring in leaves in one third of the plants, reduction in height and the proliferation of ears during the period of filling of grains, along with small, thin and grain less ears at the moment of harvesting (Sierra et al., 2007), it was found that H-564C, as well as the experimental hybrids HQ3 and HQ1 and H-520, presented percentages of plants and ears with significantly lower degrees of corn stunt and less severe damage, in relation to control H-519C, the first maize hybrid with high protein quality generated for the Mexican tropics (Table 3). Particularly, H-564C presented 10.99% of plants with damage from corn stunt, with the lowest degree of severity (1.67), and consequently, the lowest percentage of ears damaged (7.36%); these values suggest a relative tolerance of this hybrid to the disease.

Validation through six fields, carried out in 2006 (Table 4), H-564C registered average yields of 5.42 t ha-1, statistically similar to H-520 (5.38 t ha-1), a normal maize hybrid released more recently and 24% more than the synthetic variety VS-536 (4.37 t ha-1), more widely used in southeastern Mexico. These results suggest the free use of the hybrid H-564C.

Agronomic characteristics

In terms of the agricultural characteristics, during the spring-summer cycle of 2006, under rainy conditions, hybrid H-564C displayed a low plant and ear height of 229 and 110 cm

Cuadro 3. Daño y severidad por achaparramiento en planta y mazorca de genotipos de maíz en Veracruz. Primavera-verano, 20051/.

Table 3. Damage and severity of stunt in the plant and ear of maize genotypes in Veracruz. Spring-Summer, 20051/.

Híbrido Plantas con achaparramiento (%) Severidad del dañoa/ Mazorcas con achaparramiento (%)H-564CHQ3HQ1H-520H-519C

10.99∗

10.71∗

13.8∗∗

15.5∗∗

31.14

1.67∗

1.89∗

2.56∗∗

2.22∗

4.89

7.36∗

12.79∗

11.16∗

18.27∗

36.93 XDMS0.05

DMS0.01

CV (%)CME

21.676.578.6917.0113.59

2.970.811.0729.160.75

21.8312.1816.1125.091.17

1/= promedio de las localidades de Cotaxtla, Tlalixcoyan e Ignacio de la Llave, Veracruz; ∗, ∗∗= significancia estadística al 0.05 y 0.01 de probabilidad respectivamente; DMS= diferencia mínima significativa; a/= escala de calificación de 1 a 9, donde 1 representa el menor daño y 9 la mayor afectación.


La validación a través de seis parcelas conducidas en 2006 (Cuadro 4), el H-564C registró rendimientos medios de 5.42 t ha-1, estadísticamente similar a H-520 (5.38 t ha-

1), híbrido de maíz normal de más reciente liberación y 24% más que la variedad sintética VS-536 (4.37 t ha-1), de mayor uso comercial en el sureste mexicano. Estos resultados sugieren usar comercialmente el híbrido H-564C.

Características agronómicas

En cuanto a sus características agronómicas, durante el ciclo primavera-verano 2006 bajo condiciones de temporal, el híbrido H-564C registró altura de planta y mazorca baja con 229 y 110 cm para cada variable respectivamente, 56 días a floración masculina y 57 a floración femenina, alcanza su madurez fisiológica entre 90 y 100 días y la cosecha puede efectuarse a 120 días. Es tolerante al acame, con buen aspecto y sanidad de planta y mazorca, excelente cobertura de mazorca, con 14 hileras, grano blanco y de textura semicristalino. Tolerante a la enfermedad de “achaparramiento”, enfermedad que durante los últimos años ha cobrado importancia, sobre todo en áreas maiceras de las zonas centro y sur del estado de Veracruz, donde la producción de maíz para elote es importante. H-564C registró los porcentajes más bajos de plantas con síntomas, la menor severidad y los porcentajes más bajos de mazorcas con daño de “achaparramiento” (Cuadro 5 y Figura 1). Lo anterior sugiere que es un material que puede adaptarse y ser sembrado para la producción comercial de maíz.

respectively, 56 days to male flowering and 57 to female flowering; physiological ripeness is reached in 90 to 100 days and harvest can be performed after 120 days. It is tolerant to lodging, with a good aspect and plant and ear health, excellent ear coverage, with 14 rows, white grain and a semi-crystalline texture. It is tolerant to stunt, which has gained importance, especially in maize-growing areas of the center and south of Veracruz, where maize production for corn is significant.

H-564C displayed the lowest percentages for plants with symptoms, the least severity and the lowest percentages of ears with stunt damage (Table 5 and Figure 1). This suggests that it is adaptable and can be used for commercial maize production.

Genotipo Ignacio de la Llave Tlalixcoyan Cotaxtla Mata de

AguaMartínez de

la TorreRodríguez

Clara X Porcentaje relativo (%)

H-564C 6.65∗∗ 5.18∗ 7.74∗ 5.82∗∗ 4.98∗ 2.15 5.42 124H-520 5.49∗∗ 4.5∗ 7.33∗ 7.52∗ 4.15∗ 3.3∗ 5.38∗ 123HQ3 5.8∗∗ 5.2∗ 7.78∗ 5.71∗ 4.02∗ 2.26 5.13∗ 117HQ1 5.73∗∗ 4.98∗ 7.31∗ 5.2∗∗ 3.82∗∗ 3.3∗ 5.06∗ 116

VS-536 5.06∗∗ 3.64∗∗ 6.58∗ 4.58 4.15 2.23 4.37 100X 5.21 4.23 7.02 5.15 3.91 2.74 4.73

CV (%) 13.97 16.38 8.55 13.73 10.85 15.05 12.68DMS0.05 1.68 1.57 1.36 1.62 1.01 0.93 0.49DMS0.01 2.44 2.25 1.95 2.32 1.46 1.34 0.66

CME 0.52 0.48 0.36 0.5 0.18 0.17 0.36

Cuadro 4. Rendimiento de grano (t ha-1) del híbrido H-564C en parcelas de validación del estado de Veracruz. Primavera-verano, 2006.

Table 4. Grain yield (t ha-1) of the hybrid H-564C in validation fields in the State of Veracruz. Spring-Summer, 2006.

∗, ∗∗= significancia de los tratamientos con p= 0.05 y p= 0.01 respectivamente; DMS= diferencia mínima significativa.

1/= escala 1 a 5, donde: 1= mejor y 5= peor.

Característica H-564C H-520 VS-536Altura de planta (cm)Altura de mazorca

229110

233111

234118

Días a floración 57 56 55Aspecto de planta1/ 1.88 1.75 2.46Sanidad de planta1/ 1.96 1.88 2.58Mazorcas podridas (%) 4.19 5.72 6.38Aspecto de mazorca1/ 1.5 1.8 2.35Sanidad de mazorca1/ 1.5 1.9 2.45Cobertura de mazorca (%) 97.2 97.39 93.2

Cuadro 5. Características agronómicas del híbrido de maíz H-564C, H-520 y VS-536 en Veracruz. Primavera-verano, 2006.

Table 5. Agricultural characteristics of maize hybrids H-564C, H-520 and VS-536 in Veracruz. Spring-Summer, 2006.


Contenido de lisina y triptófano

Desde el punto de vista nutricional, los maíces con alta calidad de proteína tuvieron más lisina y triptófano en el endospermo que el testigo normal, y muy próximos a los valores informados en la literatura para los maíces de alta calidad de proteína. Destaca el híbrido HQ-3 por haber sido de mayores contendidos de estos aminoácidos en su endospermo, análogamente fue el de mayor contenido de triptófano en grano entero, observando que durante la transformación a tortilla se perdió 27%, de este aminoácido, valor que fue ligeramente superior a 15% informado por Ortega et al., (1986). El híbrido H-564C tiene mayor contenido de lisina y triptófano en el endospermo, grano entero y tortillas, que el maíz normal; particularmente, este híbrido registró 72% más lisina y 56% más triptófano en el grano entero que el maíz normal (Cuadro 6).

Calidad nixtamalera

Por las características de calidad del híbrido H-564C, se recomienda para las industrias de la masa y la tortilla y de harina nixtamalizada, ya que es de grano blanco (85% de índice de reflectancia) y tamaño pequeño, textura dura (flota 23% de granos) y una densidad de 79.5 kg hL-1. En el proceso de nixtamalización registra valores medios de 47% de humedad en nixtamal y 3% de sólidos desprendidos. Cada kilogramo de maíz nixtamalizado, proporciona 1.55 kg de tortillas, las cuales tienen una humedad de 43.4%, color crema clara, son elásticas y suaves, características que están dentro de las especificaciones de la norma NMX (2002) para los maíces destinados a la elaboración de tortillas (Cuadro 7 y 8).

Content of lysine and tryptophan

From a nutritional point of view, high quality protein maize contain more lysine and tryptophan in the endosperm than the normal control, and displays values very similar to those reported by literature on high-protein quality maize. Hybrid HQ-3 stands out as containing more of these aminoacids in its endosperm. Similarly, it contained the highest levels of tryptophan in whole grains, yet lost 27% of this aminoacid in the tortilla-making process, according to Ortega et al., (1986). The hybrid H-564C has a greater content of lysine and tryptophan in the endosperm, whole grain and tortillas than normal maize; particularly, this hybrid presented 72% more lysine and 56% more tryptophan in whole grains than normal maize (Table 6).

Figura 1. Aspecto de planta del híbrido H-564C. Figure 1. Aspect of the hybrid H-564C plant.

H-564C

Cuadro 6. Contenidos de aceite, lisina y triptófano en genotipos de maíz con alta calidad de proteína. Cotaxtla, Veracruz, 2007.Table 6. Content of oil, lysine and tryptophan in maize genotypes with high quality of proteins. Cotaxtla, Veracruz, 2007.

∗= significancia de los tratamientos con p= 0.05; DMS= diferencia mínima significativa.

Genotipo

Aceite (%)Lisina (%) Triptófano (%)

Endospermo Grano entero Endospermo Grano entero TortillasH-564C 4.23 0.233 0.352∗ 0.066 0.086 0.058HQ-1 4.41∗ 0.23 0.31 0.071∗ 0.075 0.068HQ-3 4.28 0.262∗ 0.294 0.076∗ 0.104∗ 0.076V-556AC 4.23 0.248 0.334 0.066 0.081 0.081∗

DMS0.05 0.12 0.006 0.008 0.0057 0.0126 0.0059Maíz con alta calidad de proteína 0.289 0.414 0.072 0.0989 0.903Maíz normal (testigo) 0.21 0.252 0.045 0.055 0.05


Genotipo Humedad (%) Sólidos RTF Fuerza (gF) Color Hue (o)Nixtamal Tortillas (%) 2 h 24 h 2 h 24 h

H-564C 47 43.4∗ 3 1.55∗ 470.5∗ 717.7∗ 91.3 91.4∗

HQ-1 46.9 43.9∗ 3.6∗ 1.51 465.3∗ 480.1 90.6 91.7∗

HQ-3 48.8∗ 42.5∗ 3.2 1.43 483.7∗ 537.2 91.4 91.5∗

V-556AC 45.1 40.2 2.9 1.51 427.3 567.1 80.2 80.9

DMS 1.47 2.8 0.2 0.03 25.1 81.8 0.9NMX034(2002) 36-42 < 5

DMS= diferencia mínima significativa; RTF= rendimiento de tortilla fría; gF= gramo fuerza; (o)= tono de la coloración en el Hunter Lab; ∗= significancia de los tratamientos con p= 0.05.

Cuadro 8. Parámetros de calidad de nixtamal y tortillas del híbrido H-564C. Cotaxtla, Veracruz, 2007.Table8. Quality parameters of nixtamal and tortillas made with hybrid H-564C. Cotaxtla, Veracruz, 2007.

Destaca pues, que el híbrido H-564C tiene alto valor de reflectancia de sus harinas nativas (x= 85%), elevada absorción de agua de su nixtamal (47%) y sus tortillas (43.4%), lo que se reflejó en un mayor rendimiento de tortillas (1.55 kg kg-1 de maíz procesado).

El híbrido H-564C cumple con las especificaciones de la norma mexicana, para maíces destinados al proceso de nixtamalización y se puede procesar exitosamente por la industria de harina nixtamalizada. Por lo anterior, este híbrido de alta calidad proteínica, es una alternativa viable para mejorar la nutrición y elaborar tortillas con buena calidad comercial(Figura 2).

Quality of nixtamalization

Due to the quality characteristics of the hybrid H-564C, it is recommended for dough and the nixtamilized flour industries, since it has white grains (85% reflectance rate) and a small size, hard texture(23% of grains float) and a density of 79.5 kg hL-1. In the process of nixtamalization, it presents average values of 47% humidity in nixtamal and 3% of detached solid. Each kilogram of nixtamalized maize produces 1.55 kg of tortillas with a humidity of 43.4%, a light cream color, they are soft and elastic, i.e., characteristics specified in the NMX regulations (2002) for maize for the production of tortillas (Tables 7 and 8).

Genotipo Peso 100 granos (g) Peso hectolitrico kg hL-1 IF (%) Textura Reflectancia Color Hue (o)GE Harina GE Harina

H-564C 27.2 79.5 23 D 54 85 82.5 89.7

HQ-1 26.97 75.4 39 I 55 81 83.5 89.9

HQ-3 27.38 79.1 26 D 56 88 82.8 90.1

V-556AC 24.9 82.5 17 D 38 78 65.5 80.3

DMS 2.45 1.12 7 2 1.1 0.24NMX/034(2002)φ > 74 < 40 > 55 > 77

Cuadro 7. Características físicas del grano en el híbrido de maíz H-564C. Cotaxtla, Veracruz, 2007.Table 7. Physical characteristics of the grain in maize hybrid H-564C. Cotaxtla, Veracruz, 2007.

IF= índice de flotación; GE= grano entero; I= intermedio; D= duro; (o)= tono de la coloración en el Hunter Lab, DMS= diferencia mínima significativa, φ= valores establecidos por la norma mexicana para maíz nixtamalizado.


Producción de semilla

Para la producción de semilla con híbrido H-564C, se deben establecer lotes aislados de desespigamiento, en los cuales el progenitor hembra, es la cruza simple LT-158∗LT-159 y el progenitor macho es la línea LT-160. Se recomienda sembrar primero la línea macho y tres días después la cruza simple hembra, en una relación hembra: macho de 4:2 ó de 6:2.

En relación con los progenitores, bajo condiciones de riego en el Campo Cotaxtla, Veracruz, las líneas LT158, LT159 y LT160 registran buen rendimiento per se, lo que facilita el incremento de su semilla en categorías básica y registrada (González et al., 1990; Vasal et al., 1994; Vasal y Córdova, 1996; Espinosa et al., 1998; Ramírez et al., 1998). Sin embargo, la ventaja mayor la ofrece la cruza simple LT158∗LT159 usada como progenitor hembra, con un rendimiento de 5.59 t ha-1 (Cuadro 9). Lo anterior representa ventajas económicas en la producción comercial de semilla certificada, para las empresas que incrementen y distribuyan este híbrido (Espinosa et al., 1998; Sierra et al., 2005).

It is worth mentioning, therefore, that hybrid H-564C has a high reflectance of its native flours (x= 85%), a high water absorption of its (47%) and its tortillas (43.4%), which is reflected on a greater yield of tortillas (1.55 kg kg-1of processed maize).

Hybrid H-564C complies with the specif ications of Mexican regulations for maize for nixtamalization, and it can be successfully processed by the nixtamalized flour industry. This makes this high-quality protein hybrid a viable alternative to improve nutrition and produce good commercial quality tortillas (Figure 2).

Seed production

For the production of seeds with hybrid H-564C, isolated detasseling batches must be established, in which the female parent is the simple breed LT-158LT-159 and the male parent is line LT-160. It is recommendedto plant the male line first, and three days later, the simple female breed, in a female: male relation of 4:2 or 6:2.

Regarding the relations with the parents, under irrigation conditions in the Cotaxtla Field, Veracruz, lines LT158, LT159 and LT160 displayed a good yield per se, which helps increase their seeds in basic and registered categories (González et al., 1990; Vasal et al., 1994; Vasal y Córdova, 1996; Espinosa et al., 1998; Ramírez et al., 1998). However, the greatest advantage is found in simple breed LT158∗LT159 used as a female parent,with a yield of 5.59 t ha-1 (Table 9). This represents economic advantages in the commercial production of certified seeds for companies to increase and distribute this hybrid (Espinosa et al., 1998; Sierra et al., 2005).

H-564C

Figura 2. Tortillas de alta calidad proteínica elaboradas con maíz H-564C.Figure 2. High-quality protein tortillas made with maize hybrid H-564C.

Genealogía Rendimientode semilla (t ha-1) 2006A

Rendimientode semilla (t ha-1) 2006B

Rendimientode semilla (t ha-1) 2009A

LT158∗LT159LT158LT159LT160

5.36SDSD2.32

7.411.12.12.3

5.592.162.071.26

Cuadro 9. Rendimiento promedio de progenitores del H-564C bajo condiciones de riego y temporal. Cotaxtla 2006A, 2006B y 2009A.

Table 9. Average yield of parents of H-564 Cunder rainy and irrigation conditions. Cotaxtla 2006A, 2006B and 2009A.

SD= sin dato; A= ciclo otoño-invierno, B= ciclo primavera-verano.


Para garantizar la pureza genética, la semilla del híbrido H-564C y sus progenitores, debe producirse en lotes aislados, separados de otros terrenos sembrados con maíz al menos 200 m para semilla certificada y 300 m para semilla registrada, o bien con 20 días de diferencia en la fecha de siembra, de manera que no haya coincidencia de la floración del lote de producción de semilla con otros lotes vecinos. La siembra de los progenitores hembra y macho para obtener semilla certificada deberá hacerse en una relación hembra: macho 4:2, o bien 2:1, para lograr una buena polinización. En la formación de la cruza simple hembra debe usarse como hembra la línea LT158 y como macho la LT159, en una relación hembra: macho de 4:2 o bien 2:1, las espigas de los progenitores hembra deberán ser eliminadas antes de la emisión de polen.

El incremento de semilla básica puede hacerse en lotes aislados de polinización libre en una superf icie de al menos 1 000 m2, teniendo cuidado en los aspectos de aislamientos y desmezcles sugeridos para la conservación y mantenimiento de la identidad varietal. La semilla de estos materiales puede ser producida en primavera-verano u otoño-invierno. Sin embargo, la siembra de otoño-invierno permite un mejor control de humedad en el suelo y humedad relativa, pero sobretodo la oportunidad de cosecha, secado y comercialización durante el ciclo primavera-verano. Con relación a la fertilización, se recomienda aplicar 20% adicional del nitrógeno recomendado para la producción de grano y 30 unidades de potasio.

CONCLUSIONES

El híbrido H-564C registró rendimiento competitivo, buena cobertura de mazorca, así como aspecto y sanidad de planta y mazorca, y tolerancia a la enfermedad del achaparramiento, elementos que permiten recomendarlo para su siembra comercial.

El híbrido H-564C presenta características idóneas para satisfacer la demanda de la industria de la masa y la tortilla, ya que cumplen con las especificaciones de la norma mexicana para maíces destinados al proceso de nixtamalización.

El híbrido H-564C puede ser procesado exitosamente por la industria de harina nixtamalizada, ya que desprende gran parte de su pericarpio después de la nixtamalización.

To guarantee genetic purity, the seeds of hybrid H-564C and its parents must be produced in isolated batches, separated from other fields containing maize by at least 200 m for certified seeds, and 300 m registered seeds, or with a 20-day difference in the dates of plantation, to avoid coincidences of the seed production batch with other neighboring batches. The plantation of male and female parents to obtain certified seeds must be carried out in a female: male relation of 4:2, or 2:1, to optimize pollination. In the formation of the simple female breed, line LT158 must be used as a female and as a male, line LT159, in a female: male relation of 4:2 or 2:1, the ears of the female parents must be eliminated before emitting pollen.

The increase in basic seed can be carried out in isolated pollination batches in a surface of at least 1 000 m2, with caution for the aspects of isolation and remixes suggested for the conservation and maintenance of the varietal identity. Seeds of these materials can be produced in the spring-summer or the autumn-winter. However, the autumn-winter plantation helps control relative humidity and humidity in the soil better, but particularly the opportunity to harvest, dry and commercialization during the spring-summer. In terms of fertilization, it is recommended to apply an additional 20% more of nitrogen than recommended for the production of grain, along with 30 units of potassium.

CONCLUSIONS

Hybrid H-564C displayed a competitive yield, good ear coverage, as well as plant and ear health and aspect, and tolerance to stunt, all of which make it recommendable for commercial use.

Hybrid H-564C displays ideal characteristics to satisfy the demand of the dough and tortilla industry, since they comply with the specifications of Mexican regulations on maize for nixtamalization.

Hybrid H-564C can be successfully processed by the nixtamalized flour industry, since it releases a large portion of its pericarp after nixtamalization.


El nuevo híbrido de maíz de alta calidad proteínica, es una alternativa viable para incrementar los rendimientos, mejorar la nutrición y elaborar tortillas con buena calidad comercial.

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The new maize hybrid has high quality protein, it is a viable alternative for increasing yields, improve nutrition and producing commercial-quality tortillas.

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ACTUALIZACIÓN DEL MAPA DE USO DEL SUELO AGRÍCOLA EN EL ESTADODE GUANAJUATO*

UPDATING THE AGRICULTURAL SOIL USE MAP IN THE STATEOF GUANAJUATO

Roberto Paredes Melesio1§, Andrés Mandujano Bueno1, Alfredo Josué Gámez Vázquez1 e Hilario García Nieto1

1Campo Experimental Bajío. INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km. 6.5. Celaya, Guanajuato, México. C. P. 38110. Tel. 01 (461) 6115431 y 6177740. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: marzo de 2010


RESUMEN

Las cartas de uso del suelo precisas y actualizadas a nivel estatal por una parte son un elemento primordial para la planeación del desarrollo agrícola, pecuario y forestal; por otra parte contribuyen a la toma de decisiones en los programas de apoyo al campo. En el estado de Guanajuato, la actividad agrícola involucra de manera directa e indirecta la cuarta parte de la población. Además, aporta un porcentaje considerable al producto interno bruto (PIB) estatal. El objetivo de este estudio fue actualizar la carta de uso del suelo agrícola del estado de Guanajuato. Este se efectuó durante el periodo 2006-2009 en los 46 municipios de Guanajuato. Se digitalizó en pantalla tomando como base 910 ortofotos digitales (escala 1:10 000) utilizando la aplicación Autodesk Map versión 5.0 (producto de cartografía basado en AutoCAD). La digitalización se validó utilizando como apoyo el programa Google Earth se realizó recorrido en campo para solventar dudas. Se clasificó el uso del suelo en función de la fuente de agua: temporal (precipitación pluvial), riego (por gravedad, bombeo de pozo profundo, bombeo directo de cuerpos de agua y agua residual); y humedad residual (enlames). Para el cálculo de la superficie se generaron capas de información; así como mapas temáticos. Actualmente la superficie dedicada a la actividad agrícola en el estado de Guanajuato es de 1 019

ABSTRACT

Accurate and updated state soil use maps are crucial in the planning of agricultural, cattle and forest development, whereas they also contribute to decision-making in the rural support programs. In the State of Guanajuato, agricultural activity directly and indirectly invokes one quarter of the total population. It also contributes a considerable portion of the Gross Domestic Product. The aim of this study was to update the soil use map of the State of Guanajuato. This was carried out between 2006 and 2009 in the 46 municipal areas of Guanajuato. It was digitized onscreen based on 910 digital orthophotos (scale of 1:10 000) using the application Autodesk Map version 5.0 (cartography product based on AutoCAD). The digitization was validated using Google Earth as a support, and the areas were visited in order to clarify any possible doubts. Soil use was classified according to the source of water: seasonal (rainfall), irrigation (by gravity, pumping from deep wells, pumping directly from bodies of water and residual water); and residual humidity (enlames). To calculate the surface, layers of information were created, along with thematic maps. Currently, the surface dedicated to farming activities in the State of Guanajuato is of 1 019 557 hectares, representing a reduction of 163 422 ha (5%) since the

Roberto Paredes Melesio et al.86 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

557 hectáreas; lo que representa una disminución de 163 422 ha (5%) con referencia al último estudio realizado. El Distrito de Desarrollo Rural 005 tiene la mayor superficie agrícola con 39% del total estatal (242 000 ha) y concentra el mayor porcentaje de superficie bajo la modalidad de riego. El bombeo de pozos profundos es la actividad más empleada para el riego (26% de la superficie).

Palabras clave: Guanajuato, ortofoto digital, riego, Sistema de Información Geográfica, suelo agrícola.

INTRODUCCIÓN

En el estado de Guanajuato las actividades agrícolas se efectúan en 1.2 millones de hectáreas de las cuales poco más de 430 mil (36%) se cultivan bajo condiciones de riego. El sector agropecuario aporta el 6.6% del PIB en el estado (plan de gobierno Guanajuato 2006-2012); sin embargo, 25% de la población (1.12 millones) depende de forma directa e indirecta de las actividades agropecuarias.

Planear el desarrollo requiere implementar acciones que contribuyan a lograr el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales, para satisfacer las necesidades actuales y futuras de alimentos y materias primas. Entre las acciones que actualmente se aplican con el apoyo de los tres niveles de gobierno, destacan los relacionados con mejorar la eficiencia de aprovechamiento del agua (UPIE, 2004).

La actividad agrícola en el estado de Guanajuato es muy dinámica en cuanto a la superficie y cultivos establecidos, debido a cambios en el uso del suelo, crecimiento urbano, migración, aspectos económicos (precio de los productos) y disponibilidad de agua (García et al., 2002).

La actividad agrícola utiliza más de 80% del agua disponible. Las fuentes de agua en Guanajuato son diversas: precipitación pluvial, superficiales (lagos, ríos, presas, pequeños cuerpos de agua) y alternativas (agua tratada), (Ortega, 2008).

El ordenamiento del territorio se define como el conocimiento preciso del uso del suelo, la dinámica con que se modifica y los factores que lo causan (UPIE, 2004).

El estudio previo sobre el uso del suelo agrícola en Guanajuato elaboró cartografía a partir de ortofotos escala 1:20 000 (García y Martínez, 2007), con el máximo nivel

previous study. The Rural Development District 005 has the largest farming surface, with 39% of the state total (242 000 ha) and it concentrates the largest surface percentage under irrigation. The most common irrigation activity is pumping deep wells (26% of the surface).

Key words: digital orthophoto, farmlands, Geographic Information Systems, Guanajuato, irrigation.

INTRODUCTION

Farming activities in the State of Guanajuato are carried out in 1.2 million hectares, out of which little over 430 thousand (36%) are planted under conditions of irrigation. The farming sector contributes 6.6% of the Gross Domestic Product (GDP) in the state (Guanajuato Government Plan 2006-2012). However, 25% of the population (1.12 million) relies on farming activities directly or indirectly.

Planning development requires implementing actions that contribute to a sustainable use of natural resources, to satisfy current and future needs for food and raw material. Some actions taken with the support of all three levels of government are related to improving the efficiency of water use (UPIE, 2004).

Farming in the State of Guanajuato, is a very dynamic activity in terms of surface and crops established, due to changes in land use, urban growth, migration, economic aspects (price of the produce) and water availability (García et al., 2002).

Farming activities require over 80% of the available water. Sources of water in Guanajuato are diverse: rainfall, surface water (lakes, rivers, dams, small bodies of water) and alternatives (treated water), (Ortega, 2008).

The territorial legislation is def ined as the precise knowledge of the use of land, the dynamics with which it is modified and the factors that cause it (UPIE, 2004).

The previous study in the use of farmlands in Guanajuato created maps from orthophotos at a scale of 1:20 000 (García and Martínez, 2007), with the greatest detail possible for images at that scale. However, the maps contain generalization errors of the farming features

Actualización del mapa de uso del suelo agrícola en el estado de Guanajuato 87

de detalle permitido por las imágenes a esa escala; sin embargo, las cartas incluyen errores de generalización del rasgo agrícola que derivan en la inclusión de rasgos no agrícolas (caminos, bordos, comunidades, entre otros) que sobreestiman la superficie agrícola real.

En los estudios sobre la cartografía del uso del suelo agrícola es importante tomar en cuenta que existe gran diferencia entre los términos cobertura del suelo y uso del suelo. Cobertura se refiere a los objetos que se encuentran sobre zonas especificas y su distribución, mientras que uso del suelo se refiere a las actividades sociales y económicas que se llevan a cabo dentro del territorio, con presencia de una cobertura específica de suelo (François et al., 2008). De acuerdo a esto, se considera que las características de las ortofotos digitales se aprovechan de mejor forma para delimitar la cobertura del suelo, que para el uso del suelo (Barr y Barnsley, 1999).

Sin embargo, las razones de utilizar ortofotos digitales para delimitar el uso del suelo son: a) por su gran utilidad al mostrar en forma directa y clara los rasgos de la superficie terrestre; b) por ser la fuente básica de la información cartográfica, de la cual se aprovechan sus características geométricas y de georreferenciación necesarias en los trabajos cartográficos (INEGI, 2007); y c) en la actualidad los Sistemas de Información Geográfica (SIG) permiten combinar imágenes digitales con información vectorial y tabular, para facilitar el procedimiento de fotointerpretación (Hinton, 1999).

El trabajar con imágenes de escalas mayores nos lleva a considerar aspectos que tienen que ver con la resolución vectorial de los datos, estos corresponden a la resolución espacial de las ortofotos, (el tamaño promedio de los vectores, representa los rasgos de tipo línea y área). Es decir, se deben aprovechar por una parte el nivel de acercamiento, que permiten las ortofotos para digitalizar los datos con mayor nivel de detalle, por otra parte representar los datos en escalas mayores para hacer posible colocar información vectorial sobre las ortofotos y garantice su consistencia geométrica (INEGI, 2004).

El formato cartográfico de escala 1:10 000 corresponde espacialmente con la cuarta parte del formato cartográfico 1:20 000. Este a su vez representa la sexta parte del formato 1:50 000 (INEGI, 1993). Es importante resaltar la importancia de trabajar con parámetros oficiales manejados por INEGI, porque esta institución se especializa en la

which derive in the inclusion of non-farming features (roads, paths, towns, and others), which overestimate the real farming surface.

In the studies on the cartography of the use of farmlands, it is important to consider that there is a great difference between the terms land coverage and land use. Coverage refers to the objects found on specific areas and their distribution, whereas land use refers to the social and economic activities performed within the territory, with the presence of specific land coverage (François et al., 2008). According to this, the characteristics of digital orthophotos are given best use for demarcating land coverage than for land use (Barr and Barnsley, 1999).

However, the reasons for using digital orthophotos to delimit land use are: a) their great usefulness, since they show in a clear and direct way, the features of the surface of the land, b) they are the basic source of cartographic information, the necessary geometric and geo-referentiation characteristics of which are used in cartographic projects (INEGI, 2007), and c) Geographic Information Systems (GIS) currently help combine digital imagery with vectorial and tabular information, to help the photo-interpretation procedure (Hinton, 1999).

Working with greater scale images, leads us to consider aspects related to the vectorial resolution of the data, which correspond to the spatial resolution of the orthophotos (the average vector size represents the features line and area). In other words, the degree of approximation, which allow the orthophotos to digitize the data in greater detail, must be taken advantage of, along with the possibility of representing data in greater scales to be able to place vectorial information on the orthophotos and thus guarantee their geometric consistence (INEGI, 2004).

The cartographic format on a scale of 1:10 000 spatially corresponds to one quarter of the cartographic format 1:20 000. The latter represents a sixth of the format 1:50 000 (INEGI, 1993). It is worth indicating the difference of working with official parameters published by INEGI, because this institution specializes in gathering geographic information. This guarantees the quality of the information and promotes the users to take advantage of it.

The use of GIS has currently been established as one of the most widely used tools for gathering, storing, editing, analyzing and displaying information on the real world for


extracción de información geográfica. Esto garantiza la calidad de información y fomenta su aprovechamiento por parte de los usuarios.

En la actualidad el uso del SIG se ha establecido como una de las herramientas más empleadas para colectar, almacenar, editar, analizar y desplegar información del mundo real para un sin número de propósitos. A través de estos se puede manejar información geográfica (mapas e imágenes) y no geográfica (atributos) provenientes de varias fuentes (Rosete y Bocco, 2003), al combinarse hacen más rápido el estudio de cualquier fenómeno y provee resultados con un alto nivel de precisión; sin embargo, el manejo de diferentes fuentes de información implica problemas relacionados con la calidad y compatibilidad de la información, ya que con frecuencia ésta se genera a partir de una diversidad de escalas de trabajo, proyecciones y fuentes de datos, en algunos casos obsoletos o con alto grado de incertidumbre; lo anterior, provoca la acumulación de errores de exactitud y etiquetado.

Considerando lo anterior el uso de un mapa base como referencia para actualizar la información del estado, permite reducir errores y lograr concordancia entre la información compartida entre unidades productoras. El presente estudio tuvo como objetivo actualizar la carta de uso del suelo agrícola; así como clasificarla de acuerdo a la fuente de agua utilizada para su regadío.


El estudio se realizó en el Campo Experimental Bajío del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), de octubre del 2006 a julio del 2009. Se utilizó el mapa base del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), el software de cartografía y análisis de información geográfica Autodesk Map 5.0, complementado con una aplicación de extracción Vectorial, esta aplicación fue desarrollada por INEGI para elaborar datos geográficos digitales, utilizando imágenes del mismo tipo, a través de ella se pueden realizar un conjunto de procesos que implica esta actividad (INEGI, 2004). Se verificaron en campo las áreas difíciles de interpretar en las imágenes de satélite y se elaboraron 46 mapas a nivel municipal de uso del suelo agrícola y la fuente de agua.

countless purposes. Using them, one can handle geographic (maps and images) and non-geographic information (features) from various sources (Rosete and Bocco, 2003). When combined, they speed up the study of any phenomenon and produces highly accurate results. Nevertheless, handling different sources of information implies problems related to information quality and compatibility, since the information is frequently generated from diversity of work, projections and data source, occasionally obsolete or with a high degree of uncertainty, which causes an accumulation of precision and labeling errors.

Taking this into account, the use of a base map as a reference for updating the information of the state helps avoid errors and achieve consistency between production units. This aim of this study was to update the land use map, as well as to classify it according to the water source used for its irrigation.


The study was carried out in the Bajío Experimental Station of the National Forestry, Agricultural and Livestock Research Institute (INIFAP), from October, 2006 to July, 2009. The base map of the National Statistics and Geography Institute (INEGI), the cartography and geographic information software Autodesk Map 5.0, complemented with a vectorial extraction application. This application was developed by INEGI to create digital geographic data, using digital images; its use can help create a set of processes that this activity implies (INEGI, 2004). The areas considered difficult to interpret in satellite images were verified in the field and 46 municipal maps were made of the use of farmlands and water sources.

Area of study

The State of Guanajuato has an extension of 30 608 km2

which makes up1.6% of the area of Mexico; it is located geographically between 19º 55’ 16” and 21º 50’ 16” Latitude North and 99º 39’ 52” and 102º 07’ 17” Longitude West. Its 46 municipal areas are arranged into five Rural Development Districts (DDR): Dolores Hidalgo, San Luis de la Paz, León, Celaya and Cortázar. At a local level, the districts are identified by the numbers 001, 002, 003, 004, and 005, respectively (INEGI, 2006).


Área de estudio

El estado de Guanajuato cuenta con una extensión territorial de 30 608 km2 que representa 1.6% del territorio nacional, se ubica geográficamente entre 19º 55’ 16” y 21º 50’ 16” latitud norte y 99º 39’ 52” y 102º 07’ 17” longitud oeste. Comprende 46 municipios agrupados en cinco Distritos de Desarrollo Rural (DDR): Dolores Hidalgo, San Luis de la Paz, León, Celaya y Cortázar. A nivel local los distritos se identifican con los números 001, 002, 003, 004, y 005, respectivamente (INEGI, 2006).

Procedimiento

El mapa base de INEGI que es un conjunto de rasgos topográficos para el estado de Guanajuato, se desplegó sobre 910 ortofotos digitales escala 1:10 000; estas cubren el total de la superficie del estado. Para la digitalización del área agrícola directamente en pantalla se utilizó el software de cartografía y análisis de información geográfica Autodesk Map 5.0, complementado con la aplicación de extracción Vectorial. Durante el proceso de digitalización, se identificaron, cotejaron y corrigieron las áreas con uso del suelo en actividades agrícolas y se excluyeron superficies sujetas a inundación, abandonadas, cuerpos de agua, de uso urbano, carreteras y caminos secundarios de seis metros de ancho o más.

La superficie de uso agrícola se clasificó de acuerdo a la fuente de agua: temporal (precipitación pluvial), riego (por gravedad, bombeo de pozo profundo, bombeo directo de cuerpos de agua, agua residual) y humedad residual (enlames).

Durante el proceso de digitalización se observaron áreas difíciles de interpretar debido a la baja calidad de la imagen en las ortofotos; particularmente, en las áreas con vegetación densa, terreno escarpado y la presencia de nubosidad. Para resolver este problema se utilizaron imágenes satelitales de Google Earth, por su alta resolución y amplia cobertura, además de contar con el mismo sistema de coordenadas geográficas (Wikipedia, 2009) utilizado para este proyecto. Esto permitió el uso de las imágenes para precisar el uso del suelo en estas áreas.

En las regiones donde no fue posible determinar con precisión las áreas agrícolas y de exclusión por medio de las imágenes, se etiquetaron y ubicaron mediante coordenadas geográficas para su posterior revisión en campo.

Procedure

INEGI´s base map, which is a set of topographic features for the State of Guanajuato, was spread over 910 digital orthophotos at a scale of 1:10 000, which cover the total surface of the state. To digitize the farmland directly onto a screen, the Autodesk Map 5.0 geographic information analysis and cartography software was used, and complemented with the vectorial extraction application. During the digitization process, the areas with land use in farmlands were identified, checked and corrected, whereas surfaces vulnerable to floods, or abandoned surfaces, or bodies of water, surfaces with urban land use, roads and paths at least six meters wide were excluded.

Farmland surface was classified depending on the source of water: seasonal (rainfall), irrigation (by gravity, pumping from deep wells, pumping directly from bodies of water and residual water) and residual humidity (enlames).

During the digitization process areas were found which were difficult to interpret due to the low quality of the imaging in the orthophotos; particularly in areas with dense vegetation, steep slopes and foggy. To solve this problem Google Earth satellite images were used, due to their high resolution and wide coverage, as well as using the same geographic coordinates system (Wikipedia, 2009) as this project. This helped use the images to point out the use of land in these areas.

In the areas in which it wasn´t possible to determine the farming and exclusion areas precisely using the images, they were labeled and located using geographic coordinates to later be revised on the field.

Field verification was carried out in the 46 municipal areas of the State of Guanajuato, divided in regions according to existing accesses and roads. Twelve technicians gave technical support, under the coordination of the company Consultores en Proyectos y Proveedores Agroindustriales S. A. de C. V. (COPPASA). They were chosen considering their detailed knowledge of the area, and they were trained in a) the use of GPS equipment; b) interpretation of maps printed on a scale of 1:15 000, in which the sites to be verified were pointed out; and c) the identification of water sources, land desertion, change of land use and urban growth.


La verificación de campo se efectuó en los 46 municipios del estado de Guanajuato, divididos en regiones trazadas en función de los accesos y las vías de comunicación existentes, se contó con el apoyo de 12 técnicos, coordinados por la empresa Consultores en Proyectos y Proveedores Agroindustriales S. A. de C. V. (COPPASA), fueron elegidos considerando el conocimiento detallado del área por verificar y recibieron capacitación en: a) uso de equipos de posicionamiento geográfico (GPS); b) interpretación de mapas impresos a escala 1:15 000 en los que se señalaron los sitos por verificar; y c) en la identificación de la fuente de agua, abandono de tierras, cambio de uso del suelo y crecimiento urbano.

Para delimitar los ejidos y verificar las áreas agrícolas más apartadas se trazaron secciones y rutas facilitando la cobertura total de los municipios. Al final del proceso de verificación se obtuvieron mapas impresos con el uso actual del suelo clasificado en función de la fuente de agua y las bitácoras de campo a nivel municipal. Así que, se eliminaron errores derivados de la digitalización y mejoró la calidad de los resultados.

Una vez finalizada la verif icación, se integraron los resultados de campo a la digitalización realizada usando como base las ortofotos. Esta actividad permitió corroborar trazos para aumentar, eliminar y clasificar de acuerdo a la fuente de agua.

Una vez digitalizadas las correcciones, se crearon capas de información para cada clase de fuente de agua; y se elaboraron los mapas preliminares para cada municipio. Posteriormente, las capas de información se exportaron al formato shape para integrarlos en tres niveles de desagregación: estatal, distrital y municipal, por medio de la aplicación ArcView 3.3. Primero se crearon identificadores para cada polígono; segundo, se calculó el área y perímetro de cada uno de ellos por fuente de agua. Las superficies determinadas se compararon con resultados de otros estudios y con los reportadas por INEGI (generados a escala 1:50 000). Por último se generaron los mapas para impresión por cada uno de los niveles de desagregación mencionados anteriormente.


La superficie agrícola dedicada a la actividad agrícola en el estado de Guanajuato fue de 1 019 557 hectáreas. Esto representa una disminución de 234 540 hectáreas (33%)

In order to delimit the communal and the most remote farmlands, sections and routes were traced, to facilitate the coverage of all municipal areas. At the end of the verification process, maps were printed with the current use of land, classified according to water sources and the municipal field logbooks. So errors caused by the digitization were eliminated and the quality of the results was eliminated.

Once the verification was finished, the field results were incorporated to the digitization, based on the orthophotos. This activity helped corroborate traces to increase, eliminate and classify according to water sources.

Once the corrections were digitized, layers of information were created for each water source and the preliminary maps were made for each municipal area. Later, the layers of information were exported to a shape format in integrate them in three levels of breakdown: state, district and municipal, using the application ArcView 3.3. Identifiers were first created for each polygon; then the area and perimeter of each were calculated per water source. The surfaces established were compared with results from other studies and with those reported by INEGI (created at a scale of 1:50 000). Finally, the maps for printing were created for each of the disintegration levels mentioned earlier.


The farming surface used for farming in the State of Guanajuato was 1 019 557 hectares. This represents a reduction of 234 540 hectares (33%) in comparison to figures from 1993 (SARH, 1993) and of 155 004 hectares in comparison to 2007 (García and Martínez, 2007). The established farming surface accounts for 33% of the surface of the State. In comparison to figures from studies in 1993 and 2007, it fell 8 and 5% respectively.

The drop in the farming area is attributed, on one hand, to the precision of the orthophotos used at a scale of1:10 000, and on the other hand, to the methodology of in situ verification of the areas in which boundaries, and current land use, were determined. This helped identify the growth of urban areas, the construction of new roads, desertion of lands, fields smaller than 2 500 m², and


respecto a la superficie reportada en 1993 (SARH, 1993) y de 155 004 hectáreas a la reportada en 2007 (García y Martínez, 2007). La superficie agrícola determinada representa 33% de la superficie estatal. Comparada con las reportadas en los estudios realizados en 1993 y 2007 disminuyó 8 y 5% respectivamente.

La disminución observada del área agrícola se atribuye por un lado, al nivel de precisión de las ortofotos utilizadas a escala 1:10 000; y por otro, a la metodología de verificación in situ de las áreas donde fue necesario determinar linderos y en su caso el uso actual del suelo. Lo anterior permitió identificar: crecimiento de áreas urbanas, construcción de nuevas vías de comunicación, abandono de tierras, parcelas menores a 2 500 m², y a su vez excluir caminos de seis metros o más de ancho y rasgos no agrícolas (cuerpos de agua, vegetación densa, carreteras y áreas urbanas pequeñas, entre otras).

La reducción en la superficie agrícola reportada en los estudios realizados en 1993 y 2009 indica un crecimiento de las áreas urbanas, la construcción de nuevas vías de comunicación y el abandono de tierras. Esto representa aproximadamente 14 658 hectáreas menos por año de la superficie agrícola. El abandono de tierras, principalmente en áreas de temporal es provocado por la migración y suspensión de actividades a causa de la edad de los productores, quienes poseen 52 años de edad en promedio (Unidad de Desarrollo Agrícola CEPAL, 2005). La degradación de tierras es otra causa importante en el abandono de tierras, debido a los bajos rendimientos y producción de las parcelas, el costo elevado de los insumos de producción (semilla, fertilizante, agroquímicos, etc).

En general, las tierras abandonadas comprenden zonas con agricultura de temporal. Esta actividad se realiza en las partes medias y bajas de los cerros. Actualmente se encuentran ocupadas en su mayoría por vegetación secundaria y se han incorporado al uso pecuario y forestal.

En la región norte del estado se realiza en gran medida agricultura de temporal, en donde la media de la superficie cultivada se encuentra entre 0.5 y 1 ha; por lo tanto, esta región es discriminada como agrícola; sin embargo, al cuantificar la superficie total de estas áreas se obtienen alrededor de 20 000 ha. Éstas en su mayoría son superficies cultivadas para autoconsumo.

also to exclude roads at least six meters wide and non-farming features (bodies of water, dense vegetation, roads and small urban areas, and others).

The reduction of the farming surface recorded in the studies from 1993 and 2009, indicates a growth of urban areas, the construction of new roads and the desertion of lands. This accounts for approximately 14 658 hectares less per year of farming surfaces. Land desertion, mostly in rainy seasons, is caused by migration and suspending activities due to old age of the farmers, who are, on average, 52 years old (Unidad de Desarrollo Agrícola CEPAL, 2005). Land degradation is another important cause of land desertion, due to the low yields and production of the fields, the high costs of farming inputs (seeds, fertilizers, agrochemicals, etc).

In general, deserted lands are in areas with seasonal agriculture. This activity is carried out in the middle and lower areas of the hills. They currently contain secondary vegetation and have been used for forestry and cattle purposes.

In the north of the state, there is mostly seasonal agriculture, and the average area of plantation fluctuates between 0.5 and 1 ha; therefore this area is labeled as agricultural. However, when measuring the total surface of these areas, the total is of around 20 000 ha. These surfaces are mostly planted for subsistence.

The largest farming area is in DDR-005, which contains 39% of the state total. Of this percentage, 242 000 ha are irrigated. DDR-001 accounts for 25% of the entity´s farming surface, with an irrigated surface of 28 600 ha. The remaining 36% belongs to districts 002, 003 and 004 with 7, 15 and 14% of the surface, respectively (Table 1).

In Guanajuato, seasonal agriculture is carried out in two cycles: spring-summer and autumn-winter. In the former, mostly maize, beans and sorghum are grown during rainy seasons (June to September), and in the latter, some areas are used for planting spring-summer crops, and taking advantage of the residual humidity in the autumn-spring, a second crop, mostly chickpeas (García and Martínez, 2005). Also during the rainy season, small flood lands were included. There areas are known as ‘enlames’ and are used to grow mostly lentils and wheat in the winter. Even


La mayor superficie agrícola esta en el DDR-005, el cual contiene 39% del total Estatal. De estas, 242 000 ha se encuentran bajo condición de riego. El DDR-001 representa 25% de la superficie agrícola de la entidad con 28 600 ha bajo riego. El 36% restante, corresponde a los distritos 002, 003 y 004 con 7, 15 y 14% de la superficie, respectivamente, Cuadro 1.

when the seasonal farming surface tends to decrease, it is currently the most extensive type of farming in the state, predominantly on hillsides. The few areas of enlames are located in the municipal areas of Jerécuaro, Apaseo el Alto and Comonfort, which belong to DDR-004 (Figure 1).

Cuadro 1. Superficie agrícola por fuente de agua en el estado de Guanajuato, 2009.Table 1. Farming surface per water source in the State of Guanajuato, 2009.

Municipio-DDRAgricultura de riego (ha)

Temporal (ha)

Enlame (ha)

Total (ha)Bombeo Gravedad Rebombeo Agua

residualTotal estatal 265 294.9 143 155.6 24 616.5 3 782.92 579 927.1 2 780.61 1 019 557.71

DDR 001 46 327.23 9 752.16 2 620.06 SD 19 259.18 23.43 251 182.06Allende 5 550.77 3 340.32 0.24 SD 32 833.48 23.43 41 748.24Dolores Hidalgo 26 901.36 556.8 123.5 SD 35 186.58 SD 62 768.24Ocampo SD 56.81 2 496.32 SD 34 633.57 SD 37 186.7San Diego de la Unión 3 940.08 244.02 SD SD 26 440.37 SD 30 624.47San Felipe 9 935.02 5 554.21 SD SD 63 365.18 SD 78 854.41

DDR 002 20 876.15 423.84 194.63 SD 54 675.84 SD 76 170.46Atarjea SD SD SD SD 564.18 SD 564.18Doctor Mora 4 289.7 SD SD SD 7 064.62 SD 11 354.32San José Iturbide 5 536.93 1.03 SD SD 13 312.83 SD 18 850.79San Luis de la Paz 10 683.67 91.23 SD SD 26 850.74 SD 37 625.64Santa Catarina SD SD SD SD 569.29 SD 569.29Tierra Blanca SD SD 9.33 SD 1 067.21 SD 1 076.54Victoria 365.85 331.58 SD SD 3 255.72 SD 3 953.15Xichú SD SD 185.3 SD 1 991.25 SD 2 176.55

DDR 003 42 512.55 12 792.27 183.4 2 592.5 97 298.07 927.98 156 306.77Guanajuato 386.89 67.32 153.83 SD 9 624.60 SD 10 232.64León 10 952.66 940.23 SD 1 853.77 19 297.23 SD 33 043.89Manuel Doblado 5 391.67 4 666.42 SD SD 14 793.34 131.31 24 982.74Purísima del Rincón 4 421.13 3 115.08 SD SD 3 830.54 SD 11 366.75Romita 6 125.12 2 261.6 SD SD 18 504.99 796.67 27 688.38San Francisco del Rincón 7 537.13 1 252.84 SD 628.29 12 439.93 SD 21 858.19Silao 7 697.95 488.78 29.57 110.44 18 807.44 SD 27 134.18

DDR 004 39 125.86 13 219.63 3 314.07 939.09 85 258.5 954.83 142 811.97Apaseo el Alto 4 098.49 51.11 674.61 SD 12 883.63 31.81 17 739.65Apaseo el Grande 9 479.55 9.46 SD SD 10 393.27 72.69 19 954.97Celaya 10 565.22 8 747.5 0.08 939.09 6 680.57 SD 26 932.45Comonfort 2 943.6 1 226.56 688.2 SD 9 218.82 SD 14 077.17Coroneo 149.38 453.4 SD SD 2 918.75 10.97 3 532.5Jerécuaro 1 340.89 2 599.3 SD SD 23 896.04 578.02 28 414.25Juventino Rosas 6 912.33 122.13 SD SD 12 706.8 261.34 20 002.6Tarimoro 3 636.4 10.17 1 951.19 SD 6 560.62 SD 12 158.38

SD= sin dato


En Guanajuato, la agricultura de temporal se desarrolla en dos ciclos: primavera-verano y otoño-invierno; en el primero, se siembra principalmente maíz, sorgo y fríjol durante el periodo de lluvias, las cuales ocurren entre los meses de junio a septiembre y en el segundo las áreas donde además de los cultivos de primavera-verano, se siembra un segundo cultivo aprovechando la humedad residual en otoño-invierno, principalmente garbanzo (García y Martínez, 2005). En esta modalidad, también se incluyeron pequeñas áreas inundables durante el período de lluvias. Estas áreas son conocidas como ‘enlames’, se siembran en invierno con lenteja y trigo principalmente. Aún cuando la superficie agrícola de temporal tiende a disminuir, actualmente es la clase agrícola con mayor extensión y distribución en el Estado, predominantemente en laderas. Las pocas áreas de enlames se localizaron en los municipios de Jerécuaro, Apaseo el Alto y Comonfort pertenecientes al DDR-004 (Figura 1).

The decrease in the farming areas established in this study, in comparison to the study carried out in 2005 (García and Martínez, 2005), shows the changes that have taken place according to water sources used for the irrigation of fields and their possible causes. DDR-001 presents a 4% reduction in the use of well water for the irrigation of farming areas, out of which 3% changed in seasonal farming. The rest is irrigated by pumping water directly out of bodies of water (rivers, streams, lagoons, etc). This situation may be due to the desertion of wells, due to the drying of the water tables, caused by excessive use.

DDR 002 shows that the water sources used for farming were kept constant, since only 1% changed from rainfall (seasonal) to irrigation by gravity. This situation may be due to most of the farming area in this district is seasonal (71%) and basically subsistence farming. In DDR-003,

DDR 005 116 453.2 106 967.7 18 304.34 251.33 150 235.5 874.37 393 086.45Abasolo 14 854.42 7 969.79 924.54 62.86 13 562.99 SD 37 374.6Acámbaro 10 820.03 7 764.62 SD SD 15 189.06 SD 33 773.71Cortazar 5 042.22 3 585.51 SD SD 6 388.81 0.11 15 016.64Cuerámaro 3 748.92 3 014.02 SD SD 4 888.38 SD 11 651.32Huanímaro 2 649.84 2 739.89 243.94 SD 2 880.57 SD 8 514.25Irapuato 14 914.19 13 695.27 21.79 SD 17 254.8 616.96 46 503Jaral del Progreso 70.51 9 453.87 SD SD 1 327.34 SD 10 851.72Moroleón 9.9 SD SD SD 1 931.36 SD 1 941.26Pénjamo 25 317.35 4 801.46 14 632.19 SD 26 833.05 97.99 71 682.05Pueblo Nuevo 0.67 3 652.83 31.95 SD 346.66 SD 4 032.11Salamanca 8 497.14 22 235.34 0.79 SD 9 722.62 SD 40 455.88Salvatierra 1 403.54 13 904.68 100.72 SD 9 894.34 SD 25 303.28Santiago Maravatío 0.03 1 696.88 SD SD 797 SD 2 493.91Tarandacuao 2 465.2 3.99 SD SD 4 397.43 SD 6 866.63Uriangato 136.53 SD SD 120.19 2 125.17 SD 2 381.89Valle de Santiago 14 822.02 9 999.47 2 348.41 SD 17 991.46 SD 45 161.36Villagrán 3 945.20 1 941.61 SD 68.28 3 657.79 SD 9 612.88Yuriria 7 755.45 508.53 SD SD 11 046.69 159.32 19 469.99

Municipio-DDRAgricultura de riego (ha)

Temporal (ha)

Enlame (ha)

Total (ha)Bombeo Gravedad Rebombeo Agua

residual

Cuadro 1. Superficie agrícola por fuente de agua en el estado de Guanajuato, 2009 (Continuación).Table 1. Farming surface per water source in the State of Guanajuato, 2009 (Continuation).

SD= sin dato


a change in water source for the crop in 3% of seasonal farming, distributing 1% for well pumping, 1% for gravity and 1% for enlames. This may be as a response to the level of detail handled, and to field visits, which helped appreciate lands with residual humidity in detail.

DDR-004 showed a 4% increase for seasonal and 1% for re-pumping. These increases are reflected in the 2% decrease in irrigation using well water and 3% in gravity. This district displays the same phenomenon as in DDR-001, due possibly to the overuse of wells. DDR-005 is a special case, because this district displayed the greatest reduction of farming surface, due mostly to urban areas, an industrial park and the construction of new roads. Along with other observations, proportions were observed in comparison to the 2005 study, in which the seasonal dropped 4%. However, these reductions were reflected in the 5% rise of re-pumping and 1% of pumping from wells. In this district, the use of pumping from wells is continually increased, probably due to the waste of water caused by its improper use, as well as the scarce technification that guarantees the saving of water, causing level of the water table to drop more and more.

Figura 1. Distribución de la superficie agrícola por fuente de agua en el estado de Guanajuato, 2009.Figure 1. Distribution of the agricultural surface per water source in the State of Guanajuato, 2009.

El decremento de la superficie agrícola determinado en el presente estudio comparado con el estudio realizado en 2005 (García y Martínez, 2005), muestra los cambios que se han presentado de acuerdo a las fuentes de agua empleadas para el regadío de los cultivos y sus posibles causas. Se observa en el DDR-001 hubo un decremento 4% en el uso de agua de pozo para el cultivo de áreas agrícolas, de este porcentaje se destaca que 3% cambió en agricultura de temporal. El resto se riega mediante bombeo directo de cuerpos de agua (ríos, arroyos, lagunas, bordos etc), esta situación posiblemente se debe al abandono de pozos, por abatimiento de los mantos freáticos, causado por la extracción excesiva.

En el DDR 002 se observa que las fuentes de agua empleadas para la producción agrícola, se mantuvieron constantes, ya que sólo 1% cambio de precipitación pluvial (temporal) a riego por gravedad, posiblemente esta situación es porque la mayor parte del área agrícola en este distrito es de temporal (71%) y básicamente es de subsistencia. En el DDR-003 se observó un cambio de fuente de agua para el cultivo de 3% en agricultura de temporal, distribuyéndose 1% para bombeo de pozo, 1%

SimbologíaTemporal 579 927.13 ha.Bombeo de pozo 265 294.94 ha.Gravedad 143 155.66 ha.Rebombeo 24 616.49 ha.Agua residual 3 782.90 ha.Enlame 2 780.62 ha.Otros usos 2 043 363.84 ha.

Límite municipal

160000 180000 200000 220000 240000 260000 280000 300000 320000 340000 360000 380000 400000 420000 440000

160000 180000 200000 220000 240000 260000 280000 300000 320000 340000 360000 380000 400000 420000 440000

2220

000

224

0000

226

0000

228

0000

230

0000

2

3200

00 2

3400

00 2

3600

00 2

3800

00

2400

000 2400000 2380000 2360000 2340000 2320000 2300000 2280000 2260000 2240000 2220000


para gravedad y 1% para enlames. Lo anterior posiblemente como respuesta al nivel de detalle manejado y a los recorridos de campo, que permitieron una apreciación más detallada de los terrenos con humedad residual.

El DDR-004 presentó un aumentó de 4% para temporal y 1% en rebombeo. Estos incrementos se ven reflejados en la disminución 2% en riego mediante agua de pozo y 3% en gravedad. En este distrito se presenta el mismo fenómeno del DDR-001, debido posiblemente por la sobreexplotación de los pozos. El DDR-005 es un caso especial, porque este distrito presentó la mayor disminución de área agrícola, debido principalmente al crecimiento de las zonas urbanas, corredor industrial y surgimiento de nuevas vías de comunicación; entre otras situaciones, se observan las proporciones con respecto al estudio de 2005, donde la superficie cultivada de temporal disminuyó 4%. Sin embargo, estos decrementos se vieron reflejados en el aumento de 5% del rebombeo y 1% del bombeo de pozo. En este distrito la utilización del bombeo de pozo se incrementa cada vez más, situación derivada probablemente por el desperdicio de agua a raíz de malas prácticas y manejos, además de la poca tecnificación que garantice el ahorro del vital líquido. Ocasionando que baje cada vez más el nivel del manto freático.

CONCLUSIONES

Mediante la integración de ortofotos digitales, mapa base, herramientas SIG y recorridos de campo es posible identificar y cuantificar las áreas con uso agrícola; sin embargo, la precisión y confiabilidad de sus resultados forman parte de un proceso gradual que se ve sujeto a la calidad de los insumos, herramientas y metodologías empleadas.

La escala 1:10 000 de las ortofotos permite disminuir la sobreestimación de la superficie de uso agrícola porque proporciona la digitalización detallada del área de estudio y minimiza la inclusión de áreas no agrícolas.

La superficie agrícola del estado de Guanajuato disminuyó en 155 004 ha (5%) respecto al estudio realizado en 2007.

La fuente de agua para el riego más importante en el estado es el bombeo de pozos profundos con 26% de la superficie; sin embargo, se aprecia una tendencia a disminuir debido al abatimiento de los mantos acuíferos.

CONCLUSIONS

By integrating digital orthophotos, base maps, GIS tools and field observations, it is possible to identify and quantify the areas used for farming, although the precision and reliability of the results are a part of a gradual process that is subjected to the quality of inputs, tools and methods used.

The scale of 1:10 000 of the orthophotos helps reduce overestimation of the surface used for farming, because it gives a details digitization of the area studied and minimizes the inclusion of non-farming areas. The surface in the State of Guanajuato used for farming dropped by 155 004 ha (5%) in regard to the study carried out in 2007.

The most important source of water in the state is the pumping of wells, covering 26% of the surface. However, there is a tendency to decrease, due to the reduction in the content of water tables.

The updated map of soil use contributes to decision-making. It acts as input for generating actions in the sustainable use of natural resources such as water and soil, it provides accurate knowledge on land use, the dynamic of change and its causes.

La carta actualizada de uso del suelo contribuye a la toma de decisiones. Sirve de insumo para generar acciones en el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales como son: agua y suelo del estado. Aporta conocimiento preciso sobre el uso del suelo, la dinámica de cambio y sus causas.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen a los Fondos Mixtos de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica FOMIX-CONACYT y a la Secretaría de Desarrollo Agropecuario del estado de Guanajuato por el financiamiento otorgado para la ejecución de la presente investigación. Un agradecimiento especial a todas las personas involucradas en la ejecución del proyecto y del presente artículo, gracias, sin su apoyo este trabajo no hubiera sido posible.



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RESPUESTA DEL PIMIENTO MORRÓN AL SECADO PARCIAL DE LA RAÍZEN HIDROPONIA E INVERNADERO*

RESPONSE OF SWEET PEPPER TO PARTIAL ROOT DRYINGIN HYDROPONIC AND GREENHOUSE

Juan Antonio Chamú-Baranda1§, Anselmo López-Ordaz2, Carlos Ramírez-Ayala1, Carlos Trejo-López2 y Enrique Martínez-Villegas2

1Posgrado en Hidrociencias. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km 36.5. Montecillo, Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9520200. Ext. 1172. ([email protected]). 2Posgrado en Botánica. Colegio de Postgraduados. Tel. 01 595 9520200. Ext. 1313 y 1318. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: agosto de 2010


RESUMEN

La presente investigación, se realizó con el objetivo de evaluar el efecto de dos niveles de humedad residual en el sustrato, bajo la técnica de secado parcial de la raíz sobre el crecimiento, rendimiento, relaciones hídricas e intercambio de gases de plantas de pimiento morrón (Capsicum annuum L.) Cannon F1. El experimento se estableció en 2009, en el Campus Montecillo del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, México. Los tratamientos se distribuyeron bajo un diseño completamente al azar con cuatro repeticiones y fueron: 1) SPR80-80, con raíz dividida, y humedad residual del sustrato en ambos recipientes ≥80%; 2) SPR80-30, con raíz dividida, y humedad residual del sustrato en uno de los recipientes ≥80% y el otro ≥30% con ciclos de alternancia; y 3) testigo, con sistema radical completo, y humedad residual del sustrato ≥80%. La fertilización se realizó a través del sistema de riego por goteo, con solución nutritiva de Steiner (1984) a un potencial osmótico de -0.046 MPa. Durante el periodo experimental, se midieron variables relacionadas con el crecimiento, rendimiento, relaciones hídricas, intercambio de gases y calidad del fruto sometiéndose al análisis de varianza y prueba de Tukey al 5% de probabilidad. Los resultados obtenidos muestran que las plantas bajo SPR80-

ABSTRACT

This study was carried out with the purpose of evaluating the effect of two levels of residual humidity on the substrate, using the technique of partially drying the root, on growth, yield, water relations and gas exchange for sweet pepper plants (Capsicum annuum L.) Cannon F1. The experiment was carried out in 2009, in the Montecillo Campus of the Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, Mexico. Treatments were distributed under a design completely at random, with four repetitions as follows: 1) SPR80-80, with a split root and residual humidity of the substrate in both containers ≥80%; 2) SPR80-30, with a split root and residual humidity of the substrate in one of the containers ≥80% and the other ≥30% with alternance cycles; and 3) control, with a complete root system, and a residual humidity of the substrate ≥80%. Fertilization was performed through drip irrigation, with Steiner solution (1984) at an osmotic potential of -0.046 MPa. During the experimental period, variables related to growth, yield, water relations, gas exchange and fruit quality were measured, undergoing variance analysis and the Tukey test at 5% probability. Results show that plants under

Juan Antonio Chamú-Baranda et al.98 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

30, tuvieron una eficiencia en el uso del agua y fertilizantes 24% mayor, que el tratamiento testigo, además de aumentar los sólidos solubles totales sin alterar significativamente el crecimiento y rendimiento de las plantas.

Palabras clave: Capsicum annuum L., eficiencia en el uso del agua, intercambio de gases, relaciones hídricas, sistema de raíz dividida.

INTRODUCCIÓN

El 85% del agua dulce del mundo (186.7 millones de m3) se usa en el riego de tierras agrícolas (Van Schilfgaarde, 1994). Siendo la agricultura el mayor usuario de agua, la escasez y mala distribución de este recurso es un factor que limita la producción mundial (Postel, 1998) y como consecuencia existen grandes áreas terrestres sujetas a periodos de sequía, las cuales podrían aumentar como resultado del cambio climático global (Solomon y Cramer, 1993; Petit et al., 1999). En México las prácticas de riego pueden afectar el ambiente debido al consumo de las reservas acuíferas superficiales y subterráneas, como en la zona norte del país y el Valle de México (CNA, 2005). Debido a lo expuesto anteriormente, es necesario desarrollar y adoptar prácticas con altos niveles de eficiencia en el uso del agua (Debaeke y Aboudrare, 2004).

Al analizar la reacción de las plantas al déficit hídrico, lo primero que se observa es el cierre de los estomas, mecanismo aparentemente simple y destinado sólo a evitar la caída del potencial hídrico, pero que engloba una serie de ajustes fisiológicos y metabólicos colaterales que incluyen, entre otros, la disminución de la fotosíntesis y alteraciones en el transporte y distribución de fotosintatos, hechos que tienen trascendencia significativa en el funcionamiento normal de la planta (Hanson y Hitz, 1982; Bohnert et al., 1995).

Las raíces reconocen cambios pequeños de humedad en el suelo, los que activan una serie de señales químicas (Davies y Zhang, 1991), como la producción de ácido abscísico (ABA) que son transportadas a través del sistema vascular y por algún mecanismo, aún desconocido, regulan el crecimiento e intercambio de gases del vástago; los cuales son procesos fundamentales para regular la pérdida de agua por transpiración a través de estomas (Gowing et al., 1990; Khalil y Grace, 1993; Davies et al., 2002). En torno a este panorama, se ha encontrado que mediante cambios en las

PDR80-30 were 24% more water and fertilizer efficient than the control treatment, and increased soluble solids without altering the growth and of the plants in a significant manner.

Key words: Capsicum annuum L., gas exchange, split root system, water efficiency, water relations.

INTRODUCTION

Eighty five percent of the world´s fresh water (186.7 million m3) is used to irrigate fields (Van Schilfgaarde, 1994). Because agriculture is the largest user of water, scarcity and improper distribution of this resource is a factor that limits world food production (Postel, 1998), and consequently, large areas in the world are vulnerable to periods of drought, which could increase as a result of global climate change (Solomon and Cramer, 1993; Petit et al., 1999). In Mexico, irrigation practices can affect the environment due to the use of surface and underground, such as in the north of the country and in the Valley of Mexico (CNA, 2005). Consequently, it is necessary to develop and adopt highly efficient practices in water use (Debaeke and Aboudrare, 2004).

When analyzing the reaction of plants to water scarcity, the first fact that stands out is the closing of the stomata, which is a seemingly simple mechanism, with the sole purpose of avoiding a reduction in hydric potential, but includes a series of physiological and metabolical collateral adjustments, that include, amongst others the reduction of photosynthesis and alterations in the transportation and distribution of photosynthates, which have a significant relevance in the plant´s normal functions (Hanson and Hitz, 1982; Bohnert et al., 1995).

Roots recognize small changes in the humidity of the soil, which activate a series of chemical signals (Davies and Zhang, 1991), such as the production of abscisic acid (ABA), which are carried through the vascular system and by a still unknown mechanism, regulate the growth and exchange of gases of the shoot. These are crucial processes for the regulation of water loss by transpiration through the stomata (Gowing et al., 1990; Khalil and Grace, 1993; Davies et al., 2002). Given this outlook, it has been found that by changes in the

Respuesta del pimiento morrón al secado parcial de la raíz en hidroponia e invernadero 99

técnicas de riego, es posible manipular la conductancia estomática y mejorar la eficiencia del uso del agua (Loveys et al., 2000).

A través de varias investigaciones se ha encontrado que el déficit hídrico regulado (DHR) y el secado parcial de la raíz (SPR), son dos técnicas de riego que permiten un ahorro significativo de agua. El DHR involucra aplicar menos agua al cultivo que la evapotranspiración (ET). En contraste, el SPR consiste en que la mitad del sistema radical (SR) sea regada, mientras que simultáneamente el riego es suspendido en la otra mitad del sistema hasta cierto nivel de abatimiento de agua en el suelo; al siguiente riego, éste se aplica al lado del SR en proceso de secado y así sucesivamente, durante toda la estación de crecimiento del cultivo (Loveys et al., 2000; Stoll et al., 2000; Kang et al., 2001). Con esta técnica se pretende ahorrar 50% del agua que se aplicaría al tomar como referencia la ET, o el estado del agua en el suelo.

Al optimizar el sistema, el comportamiento estomático, el estado hídrico del vástago y el crecimiento foliar pueden ser regulados reflejando finalmente un incremento significativo en la eficiencia en el uso del agua (EUA) (Davies et al., 2002). Se estima que el SPR podría mantener el rendimiento similar a plantas bien regadas (Loveys et al., 2000). Basado en que el potencial hídrico de plantas bajo SPR se equilibre con la parte de la rizósfera que se encuentra en el suelo húmedo (Hsiao, 1990) y por lo tanto, sea similar a plantas con riego completo.

El SPR ha sido utilizada por muchos investigadores en el mundo, con resultados positivos en diversos cultivares; por ejemplo, en peral, esta técnica mejoró tanto la EUA como el rendimiento (Kang et al., 2002); en tanto que en durazno, el SPR y riego comercial produjeron el mismo rendimiento y calidad de fruto (Goldhamer et al., 2002). Sin embargo, en algunas investigaciones se ha encontrado que uno de los problemas relacionados con SPR en tomate, es el desarrollo de pudrición apical del fruto (Adams y Ho, 1992; Obreza et al., 1996). Estos mismos autores llegaron a la conclusión que este desorden fisiológico, se induce probablemente por un lento transporte de calcio y su baja acumulación en la parte distal del fruto (Bangerth, 1979).

Con base a lo anterior, se nota que no todos los cultivos responden de manera similar al uso del secado parcial de la raíz; por tal razón, es necesario validar esta tecnología en una amplia gama de cultivares, para conocer las respuestas específicas para cada genotipo y ambiente en que se desarrollen.

irrigation techniques, it is possible to manipulate stomatic conductance and improve the efficiency of water use (Loveys et al., 2000).

In the course of several investigations it has been found that the regulated water deficit (DHR) and the partial drying of the root (SPR), are two irrigation techniques that help save water significantly. DHR involves applying less water to the crop than evapotranspiration (ET). In contrast, SPR consists of irrigating half of the radicle system (SR), while suspending irrigation on the other half of the system until water drops to a certain level. The next time, the side of the SR in process of drying is irrigated, and so on, until the end of the crop´s growth season (Loveys et al., 2000; Stoll et al., 2000; Kang et al., 2001). The purpose of this technique is to save 50% of the water that would be applied when taking ET or the state of the water in the soil, as a reference.

When optimizing the system, stomatic behavior, the hydric status of the shoot and foliar growth may be regulated, to finally reflect a significant increase in the water use efficiency (EUA) (Davies et al., 2002). It is estimated that the SPR could maintain a similar yield to those for well-watered plants (Loveys et al., 2000). This is based on the water potential of plants under SPR balancing with the part of the rhizosphere found in the humid soil (Hsiao, 1990) and therefore, being similar to plants under full irrigation.

SPR has been used by many researchers worldwide, with positive results in diverse cultivars; for example, in pear trees, this technique improved both EUA and yield (Kang et al., 2002), whereas in peach trees, SPR and commercial irrigation produced the same yield and fruit quality (Goldhamer et al., 2002). However, studies have found that one of the problems related to SPR in tomato is the apical rotting of the fruit (Adams and Ho, 1992; Obreza et al., 1996). These authors have concluded that this physiological disorder may be induced by a slow calcium transport and its low accumulation in the distal part of the fruit (Bangerth, 1979).

Based on this, it is evident that no tall cultivations respond in similar ways to the partial root drying, which is why this technology must be validated in a wide array of cultivars to know the specific responses for each genotype and environment in which they are developed.



El experimento se llevó a cabo en condiciones de hidroponia e invernadero, ubicado en el Campus Montecillo del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, México, a 2 250 msnm, 19º 21’ latitud norte y 98º 54’ longitud oeste, en el ciclo verano-otoño de 2009.

Material vegetal

Se utilizaron plantas provenientes de semilla de chile morrón (Capsicum annuum L.) Cannon F1, de crecimiento indeterminado, trasplantadas el 28 de abril de 2008; poda de rejuvenecimiento el 27 de mayo de 2009; inicio de los tratamientos el 01 de octubre de 2009 y final del experimento el 15 de noviembre del mismo año.

Manejo del experimento

Durante el trasplante para los tratamientos con SPR, la raíz se dividió longitudinalmente en dos partes iguales con una navaja de un sólo filo, desde arriba del cuello de la raíz hasta su ápice. Posteriormente, cada sección de la raíz de cada planta se trasplantó en dos bolsas de plástico de 25∗30 cm, una para cada sección de la raíz. Esto nos permitió manejar condiciones de humedad distintas entre los compartimentos.

Un grupo de plantas se mantuvo con el sistema radical completo, las cuales fueron consideradas como plantas testigo, y trasplantadas en una bolsa plástica de 50∗60 cm. Se establecieron 3.2 plantas m-2, cada planta bajo el SPR y el testigo creció en un volumen de roca volcánica porosa (tezontle) de 18 L con el 90% de su granulometría ≥2 mm y 10% restante entre 0.84 y 0.074 mm, ρa= 0.97 g cm-3, retención de humedad de 2.2 L. Las plantas fueron podadas a una altura de 60 cm aproximadamente y se dirigieron a tres tallos, en donde se realizaron podas de hojas senescentes y yemas vegetativas axilares cada 8 días para mantenerlas en óptimas condiciones.

Al inicio del amarre del primer fruto (27 de julio de 2009), las plantas fueron sostenidas con hilo rafia atada a alambres colocados en la parte superior y a lo largo de la hilera de plantas. Desde la antesis de las primeras flores, las plantas se movieron para favorecer la polinización aproximadamente a las 13 h de cada día. La prevención y control de plagas y enfermedades se realizó aplicando aspersiones de productos químicos disponibles en el mercado.


The experiment was carried out conditions of hydroponics and in a greenhouse located in the Montecillo Campus of the Colegio de Postgraduados in Ciencias Agrícolas, Mexico, at 2 250 masl, 19º 21’ Latitude North and 98º 54’ Longitude West, in the 2009 summer-autumn cycle.

Plant material

Sweet pepper (Capsicum annuum L.) plants were used Cannon F1, of undetermined growth, grafted on April 28th. 2008; rejuvenating trim: May 27th. 2009; start of treatments: October 1st. 2009; end of experiment: November 15th. 2009.

Management of the experiment

During the transplant of the treatments with SPR, the root was split longitudinally into two equal parts using a single-bladed scalpel, from the top of the neck of the root to its apex. Each section of the root was then transplanted in two plastic bags measuring 25∗30 cm, one for each section of the root. This helped us manage different humidity conditions between compartments.

A group of plants kept its complete radicle system, and were considered control plants. They were then transplanted in a 50∗60 cm plastic bag; 3.2 plants were planted m-2, each one under SPR, and the control grew in a volume of porous volcanic rock (tezontle) of 18 L with 90% of its granulometry ≥2 mm and the remaining 10%, between 0.84 and 0.074 mm, ρa= 0.97 g cm-3,with a humidity retention of 2.2 L. Plants were trimmed at an approximate height of 60 cm and were aimed at three shoots, where old leaves were trimmed, along with axillary leaf buds every eight days to keep them in optimal conditions.

At the beginning of the first fruit settlement (July 27th. 2009), plants were held with ramie yarn, tied to wires on the top and along the row of plants. From the anthesis of the first flowers, the plants were moved to favor pollination at approximately 13 h every day. Plague and disease prevention and control was performed by spraying chemical products, available in the market.

Irrigation was by dripping on each individual plant, using two emitters placed on each of the two compartments with roots on plants under SPR, and two emitters on plants with


El riego se realizó por goteo a cada planta, mediante dos emisores colocado sobre cada uno de los dos compartimentos con raíz en las plantas bajo SPR, y dos emisores en las plantas con el sistema radical completo (testigo); los emisores se colocaron cerca del tallo con un gasto de 4 y 8 L h-1 para plantas bajo SPR y testigo, respectivamente. Al inicio, las plantas se regaron a capacidad de campo, para permitir su establecimiento. Desde la poda de rejuvenecimiento hasta el final del experimento, la fertilización se realizó con una solución nutritiva universal de Steiner (1984), con un potencial osmótico de -0.046 MPa aplicada continuamente al agua de riego.

Contenido de humedad y aplicación de los tratamientos de humedad residual en el sustrato

Durante el periodo experimental se midió diariamente el contenido de agua del sustrato (ocho plantas por tratamiento), utilizándose un reflectómetro de tiempo (Field Scout TDR 300 probe, model 6430FS, Spectrum® Technologies, Inc.). En este sistema el contenido de agua se deriva indirectamente de la medición del tiempo que tarda en viajar un pulso de energía electromagnética en el suelo (Parchomchuk et al., 1997).

Los valores obtenidos se convirtieron a un contenido de humedad (θv), mediante los valores de calibración realizada para el sustrato utilizado (tezontle). El concepto de secado parcial de la raíz, involucra aplicar agua a la mitad del sistema radical mientras que la otra mitad es expuesta a un abatimiento de la humedad del suelo previamente establecido. Al siguiente turno, el riego se cambió hacia la parte de la raíz (suelo) que se dejó secar y así sucesivamente durante el desarrollo del cultivo (Stoll et al., 2000).

Este fue el caso durante el proceso de esta investigación para el tratamiento SPR80-30, en donde por periodos de 15 días a la mitad del sistema radical de las plantas se le permitió llegar a 30% de humedad aprovechable residual (HAR), mientras que la otra mitad se mantuvo a 80% de la HAR (Figura 1a), a los 15 días siguientes los niveles de HAR se alternaron y así sucesivamente. Para poder mantener el nivel de 30% HAR a la mitad del sistema radical de las plantas, se estimó diariamente el contenido de humedad del sustrato de cuatro plantas por tratamiento con el reflectómetro (TDR), para conocer el porcentaje de humedad aprovechable que contenía el sustrato y aproximadamente cada tercer día se llegó a tal abatimiento y fue entonces que se dio riego, mientras que para el lado con 80% de HAR los riegos fueron

complete root systems (control); emitters were placed bear the stem, with a use of 4 and 8 L h-1 for plants under SPR and control. Initially, plants were irrigated at field capacity, to allow their establishment. From the rejuvenation trimming up to the end of the experiment, fertilization was carried using Steiner´s universal nutrition solution (1984), with an osmotic potential of -0.046 MPa applied continuously to the irrigation water.

Humidity content and application of the residual humidity treatments in the substrate

During the experimental period, the substrate water content was measured (eight plants per treatment), using a time reflectometer (Field Scout TDR 300 probe, model 6430FS, Spectrum® Technologies, Inc.). In this system, the water content derives indirectly from the measurement of time taken for an energy pulse of electromagnetic energy to travel in the soil (Parchomchuk et al., 1997).

The values obtained were converted to a humidity content (θv), using the values of calibration performed for the substrate used (tezontle). The concept of the partial drying of the root involves applying water to half of the root system, while the other half is exposed to a previously established decrease in the soil humidity. At the next shift, the irrigation was changed to the part of the root (soil) that was dried, and so on, during the development cycle of the crop (Stoll et al., 2000).

This was the case during the research process for treatment SPR80-30, in which, for 15 day periods, half of the radicle systems of plants were allowed to reach 30% of the residual usable humidity (HAR), while the other half was kept at 80% HAR (Figure1a), and during the following 15 days, HAR levels were altered, and so on. To maintain the level of 30% HAR in half of the radicle system, the humidity content of the substrate of four plants was calculated per treatment with the reflectometer (TDR), in order to obtain the percentage of usable humidity contained by the substrate, and approximately every third day, such a reduction in water was reached. It was then that irrigation took place, while irrigation was on a daily basis for the side with 80% HAR, depending on the existing weather conditions. The roots of plants of the other two treatments, SPR80-80 and the control, during the experimental period, increased to a level of 80% HAR (Figure 1b); for this purpose, substrates were irrigated on a daily basis.


diariamente, según las condiciones ambientales existentes. Para las plantas de los otros dos tratamientos, SPR80-80 y testigo, durante el periodo experimental, sus raíces crecieron a un nivel de HAR 80% (Figura 1b) para ello, los riegos se aplicaron diariamente al sustrato.

Tratamientos y diseño experimental

Se establecieron tres tratamientos de HAR (Figura 2) en el sustrato: 1) SPR80-80 con raíz dividida, en donde se dejó que la HAR del sustrato en ambos recipientes llegara al 80% para aplicar el riego; 2) SPR80-30 con raíz dividida, en donde se dejó que la HAR del sustrato en uno de los recipientes llegara al 80% y el otro al 30% para aplicar el riego, 15 días después el riego se invirtió permitiendo que el lado con déficit de humedad recibiera riego y el otro lado comenzara a secarse y así sucesivamente; y 3) testigo 80% con el sistema radical completo, donde se permitió que la HAR del sustrato llegara hasta 80% y entonces se le aplicó riego.

Los niveles de HAR fijados fueron obtenidos de la relación entre lecturas de humedad del sustrato y contenido de humedad conocidos. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones. Cada planta consistió en una unidad experimental.

Treatments and experimental design

Three treatments were established for HAR (Figure 2) in the substrate: 1) SPR80-80 with a split root, in which the HAR of the substrate in both containers was allowed

to reach 80% to irrigate; 2) SPR80-30 with a split root, in which the HAR of the substrate in both containers was allowed to reach 80%, and the other at 30% to irrigate. Fifteen days later, irrigation was reverted, allowing the side with a humidity deficit to receive water and the other side to begin drying, and so on; and 3) control 80% with a complete root system, in which the HAR of the substrate was allowed to reach 80% and was then irrigated.

The fixed levels of HAR were calculated from the relation between readings of the known humidity of the substrate and humidity content. A complete random experimental design was used, with four repetitions. Each plant consisted of one experimental unit.

Water relations

The total water potential of the leaf (Ψleaf), was determined in the youngest and most expanded leaves of four plants per treatment, using a Scholander (Soil

Figura 1. Humedad aprovechable residual (HAR) en el sustrato, a) crecimiento de raíces de las plantas bajo SPR80-30 alternado cada 15 días; y b) SPR80-80 y testigo.

Figure 1. Residual usable humidity (HAR) in the substrate, a) growth of roots of plants under SPR80-30 alternated every 15 days; and b) SPR80-80 and control.

HA

R (%

)

Días después de iniciado los tratamientos

100

80

60

40

20

00 5 10 15 20 25 30 35 40 45

SPR 80-80Testigo (80)

Días después de iniciado los tratamientos

HA

R (%

)

100

80

60

40

20

00 5 10 15 20 25 30 35 40 45

SPR80SPR30


Relaciones hídricas

El potencial de agua total de la hoja (Ψhoja), se determinó en la hoja más joven y completamente expandida de cuatro plantas por tratamiento, con una bomba de presión tipo Scholander (Soil Moisture Equipment Corp., Santa Bárbara, California, USA). Para ello la hoja se separó de la planta e inmediatamente se introdujo en la cámara de medición de presión, dejando un segmento de peciolo fuera, posteriormente se aplicó lentamente presión neumática, generada con gas nitrógeno, hasta observarse en el corte del peciolo fuera de la cámara, la primera gota de savia de los haces vasculares indicó el balance de presión; en ese momento se tomó la lectura del manómetro y se expresó en MPa. Las determinaciones se realizaron entre las 12:00 y 12:40 h.

Intercambio de gases

La tasa de asimilación de CO2 (A) en μmol m-2 s-1, la conductancia estomática (gs) en mmol m-2 s-1 y la tasa transpiratoria (E) en mmol m-2 s-1; se midieron en 2.5 cm2 de área foliar en la hoja más joven y completamente expandida de cuatro plantas por tratamiento, entre las 12:45 y 13:00 h, las medidas se realizaron in situ a los 46 días después de iniciado los tratamientos (DDIT) con un sistema abierto y portátil de análisis de gases en el espectro infrarrojo (CIRAS-1, PP-SYSTEMS). Las lecturas se tomaron cuando

Moisture Equipment Corp., Santa Bárbara, California, USA) pressure pump. For this purpose, the leaves were separated from the plants and immediately introduced in the chamber for the measurement of pressure, leaving a section of the petiole outside. Later, pneumatic pressure was slowly applied, generated with nitrogen gas, until, in the section of the petiole outside the chamber, the first drop of sap was observed, indicating the pressure balance. At that moment, a reading was taken from the manometer and expressed in MPa. The determinations were carried out between 12:00 and 12:40 h.

Gas exchange

The CO2 assimilation rate (A) in μmol m-2 s-1, stomatic conductance (g s) in mmol m-2 s-1 and the rate of transpiration (E) in mmol m-2 s-1, were measured in 2.5 cm2 of the foliar area in the youngest and most expanded leaves from four plants per treatment, between 12:45 and 13:00 h: Measurements were taken in situ 46 days after starting the treatments (DDIT) with an open and portable gas analysis system in the infrared spectrum (CIRAS-1, PP-SYSTEMS). Readings were taken when the flow of CO2 was stable to 360 ppm inside the measuring chamber. The temperature in the measuring chamber was 22.5ºC. The photosynthetically active radiation varied between 432 and 461 μmol m-2 s-1, during the first and last reading. The gas exchange was determined in neighboring leaves used in the determination of Ψleaf.

Área foliar y distribución de la materia fresca y seca

At 46 DDIT, four plants per treatment were cut from the neck of the root and separated into different organs (root, stem, leaf and fruit). In order to find the distribution of fresh matter, they were weighed in an Esnova TH-11 electronic scale with a 1g precision. The foliar area of the detached leaves was determined using a foliar area integrator (LI-COR, Inc. Lincoln, Nebraska USA, Model LI-3100) expressed in m2 per plant. Para conocer la materia seca de los diferentes órganos, éstos se secaron en una estufa con aire forzado a 70 ºC hasta peso constante y se pesaron en una balanza electrónica.

Fruit quality

The harvest of fruits was carried out during physiological ripeness, where five fruits were chosen per treatment and their firmness was established (kg f), along with the content

Figura 2. Tratamientos de humedad aprovechable residual en el sustrato con raíz dividida (80-80%; 80-30%) y tradicional (80%).

Figure 2. Treatments of usable residual humidity in the substrate with split roots (80-80%; 80-30%) and traditional (80%).

80% 80% 80% 30% 80%


el flujo de CO2 era estable en 360 ppm dentro de la cámara de medición. La temperatura en la cámara de medición fue de 22.5 ºC. La radiación fotosintéticamente activa varió desde 432 hasta 461 μmol m-2 s-1, durante la primera lectura y la última. La determinación del intercambio gaseoso se hizo en hojas vecinas a las usadas en la determinación del Ψhoja.


A los 46 DDIT, cuatro plantas por tratamiento fueron cortadas desde el cuello de la raíz y se separaron en sus diferentes órganos (raíz, tallo, hoja y fruto), para conocer la distribución de la materia fresca, éstos se pesaron en una balanza electrónica con precisión de 1g marca Esnova modelo TH-11. A las hojas desprendidas se les determinó su área foliar con un integrador de área foliar (LI-COR, Inc. Lincoln, Nebraska USA, Modelo LI-3100) expresándose en m2 por planta. Para conocer la materia seca de los diferentes órganos, éstos se secaron en una estufa con aire forzado a 70 ºC hasta peso constante y se pesaron en una balanza electrónica.

Calidad del fruto

La cosecha de los frutos se realizó a la madurez fisiológica seleccionándose cinco frutos por tratamiento y se determinó su firmeza (kg f), contenido de sólidos solubles (ºBrix) y pH, a los 46 DDIT. La firmeza de cada fruto se determinó en dos sitios opuestos de la parte media de cada fruto, con un penetrómetro equipado con un puntal cónico de 0.8 mm de diámetro con escala de 0.1 hasta 32% de fuerza. Los sólidos solubles totales se determinaron con un refractómetro digital, marca ATAGO, con escala de 0 hasta 32%, siguiendo la metodología propuesta por la AOAC (1990). Para la determinación del pH, se trituraron 10 g de pulpa con 50 mL de agua destilada, se filtró para eliminar los restos de tejido vegetal, y en una alícuota de 20 mL se determinó el pH con un potenciómetro.

Eficiencia en el uso del agua

La eficiencia del uso del agua (EUA), se calculó con base en la producción de materia fresca y seca del fruto y total por planta y el agua evapotranspirada de acuerdo con la siguiente relación.

of soluble solids (ºBx) and pH, at 46 DDIT. The firmness of each fruit was determined in two opposite sides of the middle section of each fruit, using a penetrometer with a 0.8 mm in diameter conical tip with a scale of 0.1 to 32% strength. The total soluble solids were measured using a digital ATAGO refractometer, with a scale of 0 to 32%, following the methodology suggested by AOAC (1990). To measure the pH, 10 g of pulp were crushed with 50 mL of distilled water, the remains of plant tissue were filtered away, and the pH was measured using a potentiometer in a 20 mL aliquot.

Water use efficiency

The water use efficiency (EUA) was calculated based on the production of fresh and dry matter of the fruit and the total per plant, and the water evapotranspired, according to the following relation:

Statistical analysis

A variance analysis was performed on the evaluated variables according to the complete random design, using the GLM procedure of the SAS 8.2 statistical package (SAS, 1998) and Tukey´s test for the comparison of averages Tukey, with a significance level of 5%.


At the end of the experiment (46 DDIT), the evapotranspired volume (L) per plant was 22% signif icantly less(p≤ 0.05) and 20% significantly higher (p≤ 0.05) in treatment SPR80-30 and SPR80-80, respectively, in comparison to the control (Table 1). That is, plants under treatment SPR80-30 grew with 18 and 34.6 L less of water than the plants under the control treatment and SPR80-80, respectively.

Gas exchange and hydric relations

In response to the lower amount of water applied to each plant in treatments SPR80-30 and control, the total water potential of the leaf (Ψleaf), dropped significantly by 22 and

EUA= gramo de materia seca de fruto o total por planta gramo de agua evapotranspirada

EUA= gram of dry matter of fruit or total per plant gram of water evapotranspired


Análisis estadístico

Se realizó un análisis de varianza a las variables evaluadas de acuerdo al diseño completamente al azar, con el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS versión 8.2 (SAS, 1998) y prueba de comparación de medias Tukey, con un nivel de significancia de 5%.


Al final del experimento (46 DDIT), el volumen evapotranspirado (L) por planta fue 22% significativamente menor (p≤ 0.05) y 20% significativamente superior (p≤ 0.05) en el tratamiento SPR80-30 y SPR80-80, respectivamente, comparado al testigo (Cuadro 1); es decir, las plantas del tratamiento SPR80-30 crecieron con 18 y 34.6 L menor cantidad de agua que las plantas bajo el tratamiento testigo y SPR80-80, respectivamente.

20% respectively, in comparison to plants under SRP80-80 at 46 DDIT (Table 1), consistent with results found in chili peppers (Capsicum sp.) (Dorji et al., 2005) and in tomatoes (Zegbe et al., 2006), 117, 141 and 161 days after plantation (DDS); these authors concluded that this phenomenon could be due to two types of water demand: a) related to fruit elongation; and b) due to the environment. In this respect, the tendency to reduce the Ψleaf could be due partly to solar radiation, as reported Behboudianet al. (1994), who observed that cloudy days hide episodes of water deficits in plants, whereas the opposite occurs on clear days.

In this study, the active photosynthetic radiation (μmol m-2 s-1 ± stadard deviation) was, on average, 396 ±22.8, 497 ±41.4 and 557 ±17,for treatments SPR80-80, SPR80-30 and control, respectively at 46 DDIT during the readings, where it is clear that the Ψleaf decreased in treatments SPR80-30 and control, due to the highly significant increase in the HAR. It would be

Variables Tratamientos Significancia80-80 80-30 80Volumen evapotranspirado (L pl-1) 99.13 a 64.57 b 82.57 ab ∗

Relaciones hídricas (Ψa, MPa) -0.74 ± 0.03 a -0.90 ± 0.04 b -0.89 ± 0.05 b ∗

Intercambio de gasesConductancia estomática (mmol m-2 s-1) 124 ± 6.73 b 205 19.91 a 191 ± 22.1 ab ∗

Tasa de fijación de CO2

(μmol m-2 s-1) 7.1 ± 0.36 b 8.6 ± 0.59 a 8.5 ± 0.51 ab ∗

Transpiración (mmol m-2 s-1) 3.2 ± 0.11 b 4.5 0.31 a 4.5 ± 0.26 a ∗

Área foliar por planta (m2) 0.275 ± 0.04 a 0.241 ± 0.03 a 0.294 ± 0.03 a NSMateria fresca (g pl-1)

Raíz 146 ± 26.4 a 151 ± 10.4 a 146 ± 23.5 a NSTallo 235 ± 21.8 a 197 ± 16.7 a 227 ± 12 a NSHoja 153 ± 18.1 a 140 ± 21.6 a 173 ± 18.8 a NSFruto 1518 ± 149.5 a 1553 ± 193.3 a 1788 ± 133.4 a NSTotal 2051 ± 149.1 a 2042 ± 237.1 a 2333 ± 164.7 a NS

Materia seca (g pl-1) de:Raíz 20 ± 4 a 20 ± 2.5 a 22 ± 2.3 a NSTallo 53 ± 7.7 a 44 ± 3.7 a 52 ± 1.8 a NSHoja 27 ± 3.1 a 24 3 a 29 ± 3 a NSFruto 97 ± 12.1 a 106 ± 13.5 a 109 ± 8.98 a NSTotal 197 ± 13.3 a 193 ± 21.7 a 211 ± 14.1 a NS

Cuadro 1. Tratamientos de humedad aprovechable residual, con sistema de raíz dividida y secado parcial de la raíz, sobre las variables de estudio en pimiento morrón bajo hidroponía e invernadero, a 46 DDIT.

Table 1. Treatments of residual usable humidity, with a split root system and partial root drying, on the study variables in sweet peppers under hydroponic and in greenhouse, at 46 DDIT.

SST= sólidos solubles totales; pl= planta; DDIT= días después de iniciados los tratamientos; EUA= eficiencia del uso de agua; NS= no significativo; ∗= significativo a p≤ 0.05; ∗∗= altamente significativo a p≤ 0.01.


Intercambio de gases y relaciones hídricas

En respuesta a la menor cantidad de agua aplicada por planta en los tratamientos SPR80-30 y testigo, el potencial de agua total de la hoja (Ψhoja), disminuyó significativamente en 22 y 20% respectivamente, comparado a las plantas bajo SRP80-80 a 46 DDIT (Cuadro 1), consistente con los resultados encontrados en chile (Capsicum sp.) (Dorji et al., 2005) y en tomate (Zegbe et al., 2006), a 117, 141 y 161 días después de la siembra (DDS); quienes concluyeron que este fenómeno puede deberse a dos tipos de demanda por agua: a) asociada con la elongación del fruto; y b) debido a la atmósfera. Al respecto, la tendencia a disminuir el Ψhoja podría explicarse, en parte, debido a la radiación solar existente como reportado por Behboudian et al. (1994), quienes observaron que los días nublados enmascaran episodios deficitarios de agua en las plantas, mientras que lo opuesto ocurre en días despejados.

En la presente investigación, la radiación fotosintéticamente activa (μmol m-2 s-1 ± desviación estándar) fue en promedio 396 ±22.8, 497 ±41.4 y 557 ±17, para los tratamientos SPR80-80, SPR80-30 y testigo, respectivamente a 46 DDIT durante la toma de las lecturas, donde claramente se nota que la disminución del Ψhoja en los tratamientos SPR80-30 y testigo, se debe al aumento altamente significativo de la HAR. Resultaría difícil que este comportamiento de disminución del Ψhoja, se tuviese bajo condiciones controladas de luz como han reportado varios autores (Dry y Loveys, 1998; Sobeih et al., 2004).

El efecto de los niveles de HAR entre los tratamientos tuvo influencia significativa (p≤ 0.05) sobre la conductancia estomática (Cuadro 1). En consecuencia, la tasa transpiratoria

difficult for this behavior of the reduction of Ψleaf, was under controlled conditions of light, as reported by various authors (Dry and Loveys, 1998; Sobeih et al., 2004).

The effect of the levels of HAR between treatments has a significant influence (p≤ 0.05) on the stomatic conductance (Table 1). Consequently, the rates of transpiration and CO2 assimilation increased, presenting an increase in stomatic conductance of 65 and 54% in treatments SPR80-30 and control, respectively, in comparison with SPR80-80. This correlates positively with the highest transpiration and CO2 assimilation. Such a reduction in the stomatic conductance in plants under SPR80-80 influenced the gas exchange, consistent with reports by Gowing et al. (1990) and Davies et al. (2002).

As we can observe, in general terms, stomata are not sensitive to changes inΨleaf until it crosses a certain threshold. For this experiment, this reduction did not cross the critical threshold for Ψleaf (< -1MPa) which would, in theory, induce the closure of the stomata (Duniway, 1971). The wide evidence shows that the closure of the stomata is due to hormonal signals (ABA) that travels from the roots in conditions of water stress to the shoot (Bacon et al., 1998; Sobeih et al., 2004). However, although this study did not measure the content of ABA in plants from roots under water stress, it is assumable that the humid side kept the plant under good water stress, due to the significant increase of the stomatic conductance (SPR80-30).

Cuadro 1. Tratamientos de humedad aprovechable residual, con sistema de raíz dividida y secado parcial de la raíz, sobre las variables de estudio en pimiento morrón bajo hidroponía e invernadero, a 46 DDIT (Continuacion).

Table 1. Treatments of residual usable humidity, with a split root system and partial root drying, on the study variables in sweet peppers under hydroponic and in greenhouse, at 46 DDIT (Continuation).

Calidad del frutoFirmeza (kg f) 0.92 ± 0.04 a 1.01 ± 0.04 a 0.90 ± 0.03 a NSpH 4.9 ± 0.09 a 4.8 ± 0.15 a 4.9 ± 0.19 a NSSST (ºBrix) 8.2 ± 0.22 a 7.8 ± 0.25 a 7.0 ± 0.19 b ∗∗

EUA de materia seca de fruto por planta 0.00098 ± 0.0001 a 0.00164 0.0002 a 0.00132 ± 0.0001 a NS

EUA de materia seca total por planta 0.00198 ± 0.0001 a 0.00298 0.0003 a 0.00255 ± 0.0002 a NS

Variables Tratamientos Significancia80-80 80-30 80

SST= sólidos solubles totales; DDIT= días después de iniciados los tratamientos; EUA= eficiencia del uso de agua; NS= no significativo; ∗= significativo a p≤ 0.05;∗∗= altamente significativo a p≤ 0.01.


y la de asimilación de CO2 se incrementaron. Observándose un aumento en la conductancia estomática de 65 y 54% en los tratamientos SPR80-30 y testigo, respectivamente comparado con el SPR80-80, correlacionándose positivamente con la mayor transpiración y fijación de CO2; tal reducción en la conductancia estomática en plantas bajo SPR80-80, influyó en el intercambio gaseoso, consistente con lo reportado por Gowing et al. (1990) y Davies et al. (2002).

Como podemos observar en forma general los estomas no son sensibles a los cambios en el Ψhoja hasta que exceda un cierto umbral, para el presente experimento, esta reducción no rebasó el umbral crítico del Ψhoja (< -1 MPa) que teóricamente induciría el cierre estomático (Duniway, 1971). La amplia evidencia muestra que el cierre del estoma se debe por las señales hormonales (ABA) que viaja desde las raíces en condiciones de estrés hídrico hasta el vástago (Bacon et al., 1998; Sobeih et al., 2004). Sin embargo, aunque en esta investigación no se midió el contenido de ABA en la planta proveniente de las raíces bajo estrés hídrico, es de suponerse que el lado húmedo mantuvo un buen estatus hídrico a las plantas, por aumentar significativamente su conductancia estomática (SPR80-30).


La inhibición del crecimiento de la hoja es una de las respuestas más tempranas de la planta al estrés hídrico disminuyendo las pérdidas de agua de la misma (Shulze, 1986; Chaves et al., 2002). El área foliar por planta (m2) tuvo una reducción no significativa de 18 y 7% en plantas bajo SPR80-30 y SPR80-80, respectivamente, comparado al testigo. Otros autores (Davies et al., 2000; López et al., 2008) reportaron resultados similares a los encontrados en la presente investigación.

La distribución de la materia fresca y seca entre la raíz, tallo, hoja y fruto fue similar entre los tratamientos (Cuadro 1). Sin embargo, bajo SPR80-80 y SPR80-30 el rendimiento fresco se redujo en 15 y 13%, respetivamente, comparado al tratamiento testigo en referente a materia fresca del fruto por planta. A pesar de ello, la materia seca total del fruto por planta fue similar al testigo. Esto indica que el movimiento del agua en el fruto, puede haber disminuido con el desarrollo progresivo del déficit hídrico sin afectar la translocación de la materia seca en el fruto (Dorji et al., 2005).

En la Figura 3, podemos observar que aunque, la proporción de materia seca traslocada al fruto fue similar independientemente de los tratamientos, el fruto de plantas

Foliar area and distribution of the fresh and dry matter

The leaf´s growth inhibition is one of the plant´s earliest responses to water stress, reducing the plant´s water losses (Shulze, 1986; Chaves et al., 2002). The foliar area per plant (m2) has a non-significant reduction of 18 and 7% in plants under SPR80-30 and SPR80-80, respectively, in comparison to the control. Other authors (Davies et al., 2000; López et al., 2008) reported similar results to those obtained in this study.

The distribution of the fresh and dry matter between the root, stem, leaf and fruit was similar between treatments (Table 1). However, under SPR80-80 and SPR80-30, the fresh yield was reduced by 15 and 13%, respectively, in comparison to the control treatment, in reference to the fresh matter of fruits per plant. Despite this, the total dry matter of the fruit per plant was similar to the control, indicating that the water movement in the fruit could have dropped with the eventual increase of the water deficit, without affecting the translocation of the dry matter in the fruit (Dorji et al., 2005).

Figure 3 shows that although the proportion of dry matter translocated to the fruit was similar, regardless of the treatments, the fruits of plants under SPR80-30 accounted for 55% of the total dry matter of the plant, which is higher than 51 and 49% of the control and SPR80-80 treatments that received more water per plant. These results are higher than, and similar to, those found in chilies (39 and 55%) under SPR (Cantore et al., 2000; Dorji et al., 2005).

Figura 3. Distribución de la materia seca por planta en respuesta al secado parcial de la raíz. Raíz (R), tallo (T), hoja (H), y fruto (F). Figure 3. Distribution of the dry mass per plant in response to the partial root drying. Root (R), stem (T), leaf (H), fruit (F).

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Mat

eria

seca

plan

ta (%

)

SPR80-80 SPR80-30 Testigo (80)

Tratamientos

F

H

T

R

49,2

13,7

26,9

10,2

54,9

12,0

22,7

10,4

51,3

13,7

24,6

10,4


bajo SPR80-30 representó 55% de la materia seca total de la planta, que es más alto a 51 y 49% de los tratamientos testigo y SPR80-80, que recibieron mayor cantidad de agua por planta. Estos resultados son superiores y similares a los encontrados en chile (39 y 55%) bajo SPR (Cantore et al., 2000; Dorji et al., 2005).

Calidad del fruto

Uno de los beneficios del riego reducido es el incremento en la calidad de los frutos (Behboudian y Mills, 1997). En el presente estudio, aún cuando las plantas bajo SPR80-30 recibieron menor cantidad de agua, 22% en comparación con el testigo, la calidad del fruto en términos de firmeza y pH, fue estadísticamente igual entre los tratamientos. Sin embargo, la concentración de sólidos solubles totales aumentó significativamente (p≤ 0.01) en 17% bajo los tratamientos de SPR en comparación al testigo (Cuadro 1). Resultados similares fueron encontrados en tomate (Stikic et al., 2003; López et al., 2008), durazno (Goldhamer et al., 2002), manzano (Zegbe et al., 2007). El incremento de alguno de los parámetros de calidad de los frutos podría aumentar la vida de anaquel y por lo tanto, el valor económico de los mismos (López et al., 2008).

Eficiencia en el uso del agua

El efecto de los tratamientos tuvo un efecto no significativo en la EUA (Cuadro 1). Sin embargo, la EUA de materia seca de fruto de plantas bajo SPR80-30, fue 24 y 67% superior en comparación con los tratamientos testigo y SPR80-80 respectivamente. Resultados similares fueron encontrados en manzano (Einhorn y Caspari, 2004; Leib et al., 2006), peral (Kang et al., 2002), frambuesa (Grant et al., 2004), tomate (Topcu et al., 2007).

CONCLUSION

El tratamiento SPR80-30 produjo un incremento en la eficiencia en el uso del agua y fertilizantes, comparado con el tratamiento testigo; además de mejorar la calidad de los frutos, sin alterar significativamente, el crecimiento y rendimiento de plantas de pimiento morrón en condiciones de hidroponia e invernadero.

Fruit quality

One of the benefits of reduced risk is the increase in the quality of the fruits (Behboudian and Mills, 1997). In this study, although plants under SPR80-30 received less water, 22% in comparison to the control, the quality of the fruit, in terms of firmness and pH, was statistically equal between treatments. However, the concentration of total soluble solids increased significantly (p≤ 0.01) in 17% under SPR treatments in comparison to the control (Table 1). Similar results were obtained in tomatoes (Stikic et al., 2003; López et al., 2008), peaches (Goldhamer et al., 2002), and apples (Zegbe et al., 2007). The increase in some of the quality parameters of the fruits could increase their shelf lives and therefore their economic value (López et al., 2008).

Water use efficiency

The effect of the treatments had a non-significant effect on EUA (Table 1). However, the EUA of the dry matter of fruits fell under SPR80-30, was 24 and 67% higher than the control and SPR80-80 respectively. Similar results were found in apple (Einhornand Caspari, 2004; Leib et al., 2006), pear (Kang et al., 2002), raspberry trees (Grant et al., 2004) and tomato plants (Topcu et al., 2007).

CONCLUSION

Treatment SPR80-30 produced an increase in the water and fertilizer use efficiency, in comparison to the control treatment; as well as improving the quality of the fruits, without altering the growth and yield of sweet pepper plants significantly in conditions of hydroponic and in greenhouse.

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USO DEL CRÉDITO: IMPLICACIONES PARA EL DESARROLLO RURAL*

USE OF CREDIT: IMPLICATIONS FOR A RURAL DEVELOPMENT

Silvia Xochilt Almeraya Quintero1§, Benjamín Figueroa Sandoval2, José María Díaz Puente1 Katia Angélica Figueroa Rodríguez3 y Luz María Pérez Hernandez1

1Departamento de Planificación y Gestión de Proyectos de Desarrollo Rural. Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, España. Tel. 01 595 9520200. Ext. 1205 y 1120. ([email protected]), [email protected]. 2Campus San Luis Potosí. Colegio de Postgraduados. Iturbide 73. Salinas de Hidalgo, San Luis Potosí, México. C. P. 78600. Tel. 01 595 9520200. Ext. 6415. ([email protected]). 3Campus Córdoba. Colegio de Postgraduados. Carretera Federal Córdoba-Veracruz, km 348. Congregación Manuel León Amatlán de los Reyes, Veracruz, México. A. P. 143. C. P. 94500. Tel. 01 272 7166000. ([email protected]). §Autora para correspondencia: [email protected].



RESUMEN

La falta de garantías al solicitar un crédito, la poca información donde recurrir a solicitarlo y las diferentes formas de exclusión a los servicios financieros, coloca a las personas que pertenecen al sector rural como los más vulnerables para acceder a estos servicios. A nivel internacional se han generado diversos modelos que permiten el acercamiento de financiamiento al sector. El objetivo de la presente investigación es entender cuáles son los principales problemas que enfrentan los productores al solicitar un crédito, averiguar si ven al crédito como una fuente de financiamiento y realizar recomendaciones que permitan ayudar a mejorar dicha situación. En el municipio de Salinas, San Luis Potosí, México, es una zona con características que pueden facilitar la generación de proyectos productivos, si se contara con un esquema de financiamiento. Durante el 2008, se aplicaron 186 encuestas y se analizaron estadísticas nacionales. Los resultados mostraron que no hay cultura financiera, los productores no tienen información necesaria, de quién ofrece los créditos o dónde invertir sus recursos; a la banca comercial no le interesa el impacto de desarrollo que puedan tener sus créditos; el crédito de avío es el más solicitado. Las conclusiones señalan que la situación actual en el municipio respecto al crédito, es la misma que en cualquier nivel, por tanto es importante articular modelos de

ABSTRACT

The lack of guarantees when applying for a loan, the little information on where to file for one and the different forms of exclusion from financial services leaves people who belong to the rural sector as some of the most vulnerable in terms of access to these services. At an international scale, several models have been developed that help people in this sector gain more access to funding. This aim of this investigation was to understand which the main problems are that farmers face when applying for a loan, to find out if they see the loan as a source of funding and to make recommendations to help improve this situation. The municipal area of Salinas, San Luis Potosí, Mexico, is an area with characteristics that can facilitate the creation of farming projects, if there was a funding scheme. In 2008, 186 surveys were conducted and national statistics were analyzed. Results showed that there is no financial culture, farmers lack crucial information on who offers credits or where to invest; commercial banking corporations are unconcerned about the development impact their credits may have; working capital loans are the most commonly applied for. Conclusions indicate that the current situation in the municipal area regarding loans is the same as in any level, and it is therefore necessary to articulate funding models

Silvia Xochilt Almeraya Quintero et al.112 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

financiamiento, que consideren al crédito como motor para el desarrollo, permitiendo así la generación de oportunidades de empleo y autoempleo.

Palabras clave: crédito, desarrollo rural, marginación.

INTRODUCCIÓN

Las zonas rurales presentan serias limitaciones que les impiden crecer, algunas de estas las señala Lizarraga y Casas (2005) al mencionar la deficiente provisión de infraestructura y de servicios, como son la educación y la banca, lo que contribuye a acentuar las disparidades socioeconómicas con los centros urbanos e intensifica el aislamiento de los núcleos rurales.

De acuerdo con Vázquez (1998), el desarrollo local consiste en un proceso de crecimiento económico y de cambio estructural, que conduce a una mejora en el nivel de vida de la población. Impulsar dinámicas de desarrollo local implica producir procesos de acumulación de capacidades políticas, económicas, culturales y administrativas a nivel local. El desarrollo de estas dinámicas debe ser llevada a cabo por los actores locales en un ambiente de permanente negociación (Arocena, 1995). Si a lo anterior le agregamos que puedan contar con crédito como fuente principal de financiamiento, se tendrán territorios con visibles mejoras en su calidad de vida. Para Muhammad Yunus, el crédito es uno de los derechos de la humanidad, y la falta de éste coloca a la gente pobre en desventaja, en realidad el crédito juega un papel más importante en el desarrollo social, económico y político que el que los economistas tradicionalmente le han asignado. El crédito es una arma poderosa, cualquiera que posea crédito, ciertamente estará mejor equipado para aprovechar ventajosamente sus capacidades (Rentería, 2005).

En los estudios de Cardero (2008), se menciona que el acceso al crédito para las mujeres representa con el tiempo una aportación mayor en el ingreso del hogar, reduciendo así la vulnerabilidad de los hogares. También se destaca que el crédito no crea por sí mismo oportunidades productivas, esto se logra sólo si es bien utilizado para aprovechar las oportunidades existentes. El crédito es una acción fundamental para financiar las actividades productivas en el sector rural; sin embargo, el mismo se encuentra ausente o es incipiente.

that consider credits as an engine for development, thus allowing the creation of job opportunities and self-employment.

Key words: credit, marginalization, rural development.

INTRODUCTION

Rural areas have serious limitations that prevent them from growing, some of which are pointed out by Lizarraga and Casas (2005) when mentioning that the scarce infrastructure and services, such as education and banks, is what has contributed to increasing the socioeconomic disparities with urban areas and it intensifies the isolation of rural nuclei.

According to Vázquez (1998), local development consists of an economic growth process and structural change, which leads to an improvement in the population´s quality of life. Boosting local development dynamics implies producing processes for the accumulation of political, economic, cultural and administrative capabilities locally. The development of these dynamics must be carried out by the local actors in an environment of constant negotiation (Arocena, 1995). Additionally, if they could apply for loans as a main source of funding, there would be areas with considerable increases in their quality of life. For Muhammad Yunus, credits are a human right, and the lack thereof leaves poor people in disadvantage, credits actually play a more important part in social, economic and political development than what economists have traditionally given them. Credits are powerful weapons, and anyone with a credit will certainly be better equipped to take advantage of their capabilities (Rentería, 2005).

Cardero (2008) claims that access to loans for women can come to be a major contribution to the home income, reducing the vulnerability of homes. Likewise, the study claims that loans do not create productive opportunities on their own; this is achieved only if it is used properly to take advantage of the existing opportunities. Credits are fundamental actions for funding activities in the rural sector. However, they are either absent or incipient.

At an international scale, some success stories stand out in terms of providing credits, such as in the case of European cooperativism, which was created out of the need to

Uso del crédito: implicaciones para el desarrollo rural 113

A nivel internacional destacan algunos ejemplos de éxito en cuanto a provisión de crédito se refiere, como es el caso del cooperativismo europeo, que surge con la finalidad de acercar dinero a los sectores más desfavorecidos »campesinos, artesanos, pequeños comerciantes« y que se veían en la necesidad de recurrir a los banqueros o usureros judíos, quienes tenían tradicionalmente el dominio de los créditos (Gatti, 2003).

Otro ejemplo en el mundo rural, es el Banco Rabobank que hoy en día es líder mundial como proveedor de servicios financieros. Con presencia en más de 35 países, con atención a 9 millones de clientes aproximadamente en todo el mundo. La industria agroalimenticia es su cliente principal y surgió durante 1800, cuando Friedrich W. Raiffeisen al darse cuenta que las necesidades financieras de los agricultores no eran cubiertas por la banca, decide establecer un banco cooperativo entre agricultores, esa iniciativa ha llevado a la institución a ser una organización importante en el medio.

Otro caso exitoso es el Banco Grammen creado por Muhammand Yunus en 1983 en India. Comenzó prestando el dinero del propietario a mujeres, el objetivo era facilitar crédito a los sectores más vulnerables y con el empleo de éste hacerles salir de la pobreza. En la actualidad es un banco importante tiene presencia en más de 50 países, emplea a más de 12 000 personas en 1 170 oficinas. Más de 93% de su capital se encuentra en poder de sus clientes, quienes alcanzando un cierto nivel de ahorro tienen acceso a la compra de acciones del banco (Gutiérrez, 2005).

El modelo de financiamiento del Banco Grameen sólo otorga créditos a grupos. Según Taub (1998) la manera en que el financiamiento grupal asegura el cumplimiento del contrato, es porque existe cohesión social, ya que los individuos conviven en una misma comunidad.

Algunos especialistas como Conde (2002) plantean que desde la creación del Banco Grameen, se ha demostrado que todos los que prestan dinero a los pobres, han descubierto que éstos sí pagan sus créditos así como el importe de los intereses que éstos generan. Se busca desarrollar esquemas de financiamiento que no eviten el pago de las tasas de interés, sino aquellos que les brinden la oportunidad de acceder a créditos sin tanto problema en el momento de solicitarlos. El crédito que se otorga con un costo más bajo al real no es un crédito, se hablaría en todo caso de un reparto de dinero en forma de renta, ya que se benefician más causas que proyectos (Esquivel, 2008).

make money more accessible for the poorest sectors »farmers, craftspeople, small business owners« who found themselves in the need to go to bankers or Jewish moneylenders, who traditionally had the control on credits (Gatti, 2003).

Another example in the rural world is Rabobank, which is currently a world leader in providing financial services, with branches and offices in over 35 countries and approximately 9 million clients worldwide. The food industry is its main client, and it was created in 1 800, when Friedrich W. Raiffeisen realized that Banks did not cover the financial needs of farmers, and decides to open a cooperative bank amongst farmers. That initiative has led the institution to become an important organization in the field.

Another success story is Grameen Bank, created by Muhammand Yunusin 1983 in India. It began lending the owner´s money to women, in order to make money more available to the most needed sectors, helping them out of poverty. It is currently an important bank that is in over 50 countries, with over 12 000 employees in 1 170 offices. Over 93% of its capital is in the hands of its clients, who can buy bank stocks after reaching a certain level of savings (Gutiérrez, 2005).

Grameen Bank´s funding model only gives loans to groups. According to Taub (1998) the way in which group funding ensures the contract is fulfilled, is due to a social cohesion, since individuals coexist in a community.

Specialists such as Conde (2002) claim that since the creation of the Grameen Bank, it has been proven that whoever lends money to the poor discover that they do pay their credits, with interests included. The idea is to create funding schemes that do not avoid the payment of interests, but rather ones that give access to credits without the regular problems of a loan application. The credit granted at a lower cost is not a credit, but could be seen as renting money, since more causes than projects benefit from it (Esquivel, 2008).

Our primary aim was to analyze the credit context that prevails in the municipal area of Salinas, San Luis Potosí, Mexico in order to understand the reality of farmers of the area, as well as to observe the implications originated by this situation the search for progress and development of the region, and to propose mechanisms that help promote


El objetivo principal fue analizar el contexto crediticio, que prevalece en las comunidades del Municipio de Salinas, San Luis Potosí, México; con la finalidad de entender la realidad que viven los productores de dicha zona, observar las implicaciones que se originan ante esta situación la búsqueda del progreso o desarrollo de la región, y proponer mecanismos que permitan promover la obtención más efectiva de los recursos, suficientes y oportunos, generando así oportunidades de empleo y autoempleo, para que en consecuencia se mejoren las condiciones de vida.

Contexto mexicano

Los problemas para acceder a los créditos bancarios en México, no sólo los tienen los pequeños productores, ya que de acuerdo a Hemmen (2002), el financiamiento bancario de las empresas está muy relacionado a su tamaño; es decir, cuanto más grande sea la empresa mayor es la participación del crédito bancario. Petersen y Rajan (1994): Harhoff y Körting (1998) consideran que las empresas en general prefieren financiarse, a través de la banca por encima del financiamiento que ofrecen los proveedores por ser ésta más costosa. Sin embargo, en el contexto mexicano esta afirmación no es aplicable ya que tanto las pequeñas empresas como los productores agrícolas, anteponen cualquier otra fuente de financiamiento al de la banca.

La principal razón es la poca atención que ésta da a esos sectores. Durante 1998, Myhre, consideró que el Estado Mexicano podía alcanzar su objetivo de acercar el financiamiento al sector rural, si trabajaba con productores para establecer bancos locales, fondos de ahorro, uniones de crédito y además, se comprometían recursos estatales en una innovación institucional que dejase fuera a la burocracia.

En términos de las opciones de financiamiento en México de acuerdo a la Secretaría de Hacienda y Crédito Público (SHCP, 2010), las instituciones que ofrecen este servicio financiero las contempla el sistema financiero mexicano, dentro de los fondos y fideicomisos públicos; el sector bancario a través de la banca de desarrollo y múltiple; el sector de ahorro y crédito popular (SACP), y el sector de intermediarios financieros no bancarios.

Una de las instituciones que el gobierno mexicano ha implementado para financiar el medio rural, es la Banca de Desarrollo, cuya finalidad es financiar proyectos prioritarios para el país enmarcados en el Plan Nacional de Desarrollo (PND), ejerciendo su función a través de

effectiveness when it comes to obtaining suff icient and timely resources, thus creating job opportunities and self-employment, to consequently improve living conditions.

Mexican context

In Mexico, not only do small-scale farmers have trouble accessing bank loans, since according to Hemmen (2002), funding of companies by banks is size-related; that is, the larger the company, the larger the share of the credit. Petersen and Rajan (1994); Harhoffa and Körting (1998) consider that the companies in general prefer to be financed by banks over funding offered by suppliers, since the latter is costlier. However, this does not apply in Mexico, since both small businesses and farmers prefer any other source of funding over bank funding.

The main reason for this is the scarce attention paid by banks to these sectors. In 1998, Myhre considered that the Mexican State could reach its goal of making funds more accessible to the rural sector, if it worked with farmers to set up local banks, savings funds, credit unions and also if state resources were committed to an institutional innovation that omits bureaucracy.

In terms of the options of financing in Mexico according to the Secretariat of Property and Public Credit (SHCP, 2010), the institutions that offer this financial service contemplate the Mexican financial system, within the bottoms and trusts public; the banking sector through the development bank and manifold; the sector of saving and popular credit (SACP), and nonbanking the financial intermediary sector.

One of the institutions the Mexican government has implemented to help fund the rural environment is the Development Banking, with the purpose of financing projects that are a priority for the country in keeping with the National Development Plan (PND), performing its functions through the following institutions: Financiera Rural, Nacional Financiera (Nafin), Banco Nacional de Obras y Servicios Públicos (Banobras), Banco Nacional de Comercio Exterior (Bancomext), Banco Nacional del Ejercito, Fuerza Aérea y Armada; Banco del Ahorro Nacional y Servicios Financieros (Bansefi) and the Sociedad Hipotecaria Federal (SHF). The funds and trusteeships are also part of the Development Banking and are managed by different departments.


las siguientes instituciones: Financiera Rural, Nacional Financiera (Nafin), Banco Nacional de Obras y Servicios Públicos (Banobras), Banco Nacional de Comercio Exterior (Bancomext), Banco Nacional del Ejercito Fuerza Aérea y Armada; Banco del Ahorro Nacional y Servicios Financieros (Bansefi) y las Sociedad Hipotecaria Federal (SHF). Los fondos y fideicomisos públicos también son parte de la Banca de desarrollo y son administrados por diversas dependencias.

El SACP está integrado por federaciones y confederaciones de entidades de crédito popular que agrupan a: sociedades cooperativas de ahorro y préstamo, sociedades financieras populares, cajas solidarias, cajas de ahorro popular y sociedades de ahorro y préstamo. Actualmente son 77 las que se encuentran en operación.

Dentro del sector de intermediarios financieros no bancarios, se encuentran las organizaciones y actividades auxiliares de crédito, las uniones de crédito operando en el país (136), casa de cambio (23 en funciones), sociedades financieras de objeto múltiple y las sociedades financieras de objeto limitado.

Los tipos de créditos que ofrecen las diferentes instituciones mencionadas, por lo general son los mismos. Para este análisis utilizaremos las definiciones de la Financiera Rural (2009): habilitación y avío, tiene el propósito de financiar las necesidades de capital de trabajo de individuos y empresas, tales como pago de salarios y jornales, compra de insumos y fertilizantes, vacunas, entre otras. Refaccionario, es un crédito para la adquisición de maquinaria y equipo, unidades de transporte, ganado, construcción o adaptación de inmuebles, obras de infraestructura, etc.; simple, es un crédito muy flexible ya que no tiene un destino especifico; prendario, la garantía debe ser depositada en un almacén de depósito se otorga a individuos o empresas que posean o comercializan granos, fertilizantes, ganado bovino o cualquier otro producto susceptible de ser acopiado; factoraje, brinda liquidez a empresas del medio rural interesadas en proveer de insumos a empresas y entidades u organismos públicos, que en sus políticas de pago contemplen plazos para cubrir sus compras, limitando la participación de productores que carecen de recursos suficientes para cumplir con esas condiciones; por último el crédito de reportó, concede liquidez sobre títulos de propiedad de productos agropecuarios que se tengan depositados.

The SACP is composed of federations and confederations of credit entities that include savings and credit cooperatives, funding societies, cooperative funds, employee savings funds and saving and loan trustee ships. There are currently 77 in operation.

Within the non-banking financial intermediaries are subsidiary credit organizations and activities, credit unions that operate in the country (136), currency exchange bureaus (23 in operation), financial societies of multiple object and the financial societies of limited object.

The types of credits offered by the above institutions are generally the same. For this analysis we will use the definitions by Financiera Rural (2009): working capital loans are intended for funding the working capital needs of individuals and companies, such as payments of salaries and wages, purchase of incomes and fertilizers, vaccines, etc. Fixed-assets loans are credits for the purchase of machinery and equipment, transportation units, livestock, constructing or remodeling of buildings, infrastructure, etc.; clean credits are very flexible loans which do not have a specific purpose; in pledge loans, the guarantee must be deposited in a storage warehouse, and this type of credit is given to individuals or companies that have of trade grains, fertilizers, cattle or other product that can be hoarded; factoring, provides liquidity to rural companied interested in providing inputs to companies and public entities or organisms, that consider deadlines in their payment policies to cover their purchases, limiting the participation of farmers that lack enough funds to comply with such conditions; finally, the repurchase agreement provides liquidity on deeds on agricultural products deposited.


The investigation was carried out by surveying farmers and businesses in the towns in the municipal area of Salinas de Hidalgo, San Luis Potosí, Mexico, (Figure 1). The levels food poverty found by Székely and Pardo (2007) for the state of San Luis Potosí is considered high, and the classification made regarding inequality places the state at number eight nationwide. This investigation is therefore justified, since it is not only in a place with



La investigación se realizó con la elaboración y aplicación de encuestas, dirigidas a productores y negocios establecidos en las comunidades del municipio de Salinas de Hidalgo, San Luis Potosí, México, (Figura 1). Los niveles de pobreza alimentaria, que detecta Székely y Pardo (2007), para el estado de San Luis Potosí es considerado como alto, y la clasificación que realiza respecto a la desigualdad coloca a la entidad en el lugar número ocho a nivel nacional. Por tanto realizar esta investigación dentro del estado se justifica, ya que no sólo está dentro de un lugar con pobreza, sino que como lo veremos enseguida, el municipio cuenta con ciertos recursos locales, que permiten sugerir que ante un escenario adecuado de crédito, la zona puede mejorar su calidad de vida; es decir, incrementar las fuentes de empleo, tener acceso a educación y servicios médicos, entre otros.

El municipio posee una superf icie de 1 745 km2 que corresponde 2.88% de la superficie estatal. (plan municipal de desarrollo, 2007-2009). El producto interno bruto (PIB) que genera el municipio, aportabala cantidad de $ 2 966.00 al PIB nacional. En 80% del territorio municipal, el uso de la tierra es pecuario, debido a la gran área de matorrales, que es propicia para la crianza de ovinos; por ejemplo, para el 2000 según cifras del gobierno del estado, existían en el municipio 17 959 cabezas de ganado ovino y 54 636 de caprino, en 2007 de acuerdo al censo agropecuario 2007, se registraron 22 046 cabezas de ganado ovino.

Datos de SIAP (2008), señalan que la producción de ganado ovino en pie fue 1 114 t con valor de producción de 24 749 miles de pesos. Se considera que la región debe aprovechar sus recursos naturales a través de la articulación de proyectos productivos, que sean rentables y en los ovinos se encuentra una opción, dado que en la zona se comercializa el ganado en pie sin proporcionarle ningún valor añadido, de aquí se puede considerar la integración económica, que se puede derivar, y que serían parte de los proyectos productivos que se proponen activar en la región, tales como: la lana, piel, cortes de carne, quesos, entre otros. Sin descartar, la posibilidad a instrumentar dadas las características geográficas del municipio, como serian: el acopio de semillas, producción de alimentos, el turismo, manejo de residuos, etc. Por tanto, realizar un análisis del uso del crédito en el municipio, permite conocer qué tanto, los actores han tomado en cuenta y que manejo se ha dado al crédito con respecto a los recursos locales que se tienen en la zona.

a high poverty rate, but also, as we are about to see, the municipal area has certain local resources that suggest that given an adequate credit scenario, the area can improve its standard of living; that is to say that it must increase employment opportunities, have access to education and health services, among others.

The municipal area covers 1 745 km2, which represents 2.88% of the total state surface (municipal development plan, 2007-2009). According to data by INEGI, by 2005 the municipal area contributed 2 966 pesos to the Mexican GDP. In 80% of the area, land is used for raising cattle, due to the amount of scrubland, which is adequate for livestock. For example, according to the state government for 2000, there were 17 959 heads of cattle ram in the area and 54 636 goats, and in 2007, the agricultural census found 22 046 heads of cattle ram.

Data by SIAP (2008) indicate that the production of ovine cattle still on was 1 114 t with value of production of 24 749 thousands of pesos. The region must use its natural resources through the articulation of profitable projects, and livestock is an option, since it is sold in the area without any added value. Economic integration can derive from this, and would be a part of the projects which are being proposed for the region, such as wool, leather, meats, cheese and others. Given the area´s geography, it is also worth considering the possibility of implementing grain storage, food production, tourism, waste management, etc. Therefore, analyzing the use of

Figura 1. Localización de la zona de estudio.Figure 1. Location of the study area.

Salinas de Hidalgo

República Mexicana

San Luis Potosí

Nuevo León

Tamaulipas

Veracruz

Hidalgo

Santo Domingo

Villa de Ramos


La investigación de campo consistió en la aplicación de encuestas, se hizo especial énfasis a la forma en que financian sus actividades los productores y negocios establecidos en 12 y 31 comunidades, de las 98 que posee el municipio. Dado que la región es rural, se consideró encuestar a productores para conocer cuáles son sus fuentes de financiamiento y examinar si el crédito lo perciben como una opción, la decisión de incluir a los negocios, fue porque desempeñan actividades de comercio y por tanto, ellos también tienen elementos para hablar de financiamiento y crédito.

Se levantaron 106 y 85 encuestas, para productores y negocios establecidos, respectivamente. Sólo se consideró la cantidad de comunidades mencionada, ya que en ellas se concentra el mayor número de los actores previamente descritos. También se realizó un acopio de información de gabinete para tener una mejor apreciación de que ocurre a nivel nacional con el tema del crédito.

La muestra se calculó con muestreo simple aleatorio (MSA). Se utilizó una ecuación para un muestreo simple aleatorio de proporciones con varianza máxima, por ser aplicable para poblaciones grandes. Mediante el cálculo del número de muestras, con el uso de esta ecuación se puede determinar el tamaño de muestra máximo (Scheaffer et al., 1987).

Este diseño de muestra es aplicable para el caso de poblaciones grandes, así se tiene que la cual es una medida de la variabilidad que indica que cuando este producto es máximo, la varianza también lo es. Donde qn se define como la proporción de los que no pertenecen al grupo de interés; por lo tanto, pn + qn= 1 y qn= (1-pn). El valor pn∗qn, cuando pn= 0.5 y qn= 0.5, es 0.25; es decir, pn∗qn= 0.25. Dada la ecuación que determina el tamaño de muestra.

Para una confiabilidad del 95%, su valor correspondiente en la distribución normal estándar es de Z∝/2= 1.96 ≈ 2. Por otra parte, d es el nivel de precisión (d= 0.1), entendiéndose ésta como el máximo error o alejamiento entre el estimador y el parámetro que el investigador está dispuesto a aceptar.

N es el tamaño de la población; es decir, número de negocios registrados en la cámara de comercio y beneficiarios en Programa de Apoyos Directos al Campo (PROCAMPO) 2007, que depende del gobierno federal y cuyo objetivo

credits in Salinas helps understand to what point local actors have considered and handled credits in regard to local resources available in the area.

The f ield work consisted mostly of surveys, special emphasis was placed on the way in which farmers and businesses in 12 and 31 town, of the 98 the municipal area has, finance their activities. Since the region is rural, farmers were surveyed to know their funding sources and analyze if they see credits as an option. The decision of including businesses was because they carry out commercial activities and therefore they also have elements with which to speak about credit and funding.

One hundred and six and 85 surveys were conducted for farmers and businesses, respectively. Only the amount of towns mentioned was considered, since they are the ones with the greatest numbers of actors described previously. Filed information was also gathered for a better appreciation of the nationwide situation regarding credits.

The sample was calculated using simple random sampling (MSA). An equation was used for an MSA of proportions with maximum variance, since it can apply to large populations. By calculating the number of samples, this equation can help determine the maximum sample size (Scheaffer et al., 1987).

This sampling design is applicable to large populations; therefore which is a measure of the variability that indicates that when this product is at its maximum, so is the variance. Given that qn is defined as the proportion of those who do not belong to the group of interest, then pn+ qn= 1 y qn= (1-pn). The value pn∗qn, when pn= 0.5 and qn= 0.5 is 0.25; that is, pn∗qn= 0.25, given the equation that determines the sample size.

For 95% reliability, the corresponding value in the normal standard distribution is Z∝/2= 1.96 ≈ 2 . On the other hand, d is the precision level (d= 0.1), understood as the maximum error or distance between the estimator and the parameter that the investigator is willing to accept.

N is the size of the population; that is, the number of registered businesses in the chamber of commerce and beneficiaries of the Program for the Direct Support of

2Sn= pn*qn,

2

n= NZ∝/2 (pn*qn) 2 Nd2 + Z∝/2 (pn*qn)

2Sn= pn*qn,

2

n= NZ∝/2 (pn*qn) 2 Nd2 + Z∝/2 (pn*qn)


Argiculture (PROCAMPO) 2007, which depends on the federal government, and has the objective of funding farmer. This number, for businesses, is 582, and the simple size to be calculated is n. In this way so: substituting values in the case the businesses The same exercise was carried out for the farmers and the number of surveys to be conducted was 106.

The entities that offer credits, both formally and informally, were interviewed, including: Banorte, BBV, SIFIDE, savings bank. Key informers were also interviewed on the usury practices carried out in the municipal area.


Lack of financial culture

According to the 2007 agricultural census, 96% do not apply for credits or insurance to fund their agricultural activities. Within the units that apply for credits, commercial banks and government institutions do not appear as funding sources; this reflects that the sector lacks financial services. Very high percentages of the Mexican population do not use, or are out of the formal banking circuit (Ruiz, 2004). The main funding sources for both spheres are 65% unspecified nationally and 60% state wise, whereas commercial banks have a nationwide preference rate of 9%, and 10% in the state.

Most popular credits

The most commonly requested credits are working capital loans, both at a national and a state level: 2.6% and 2.4%, respectively. Only 13 102 production units applied for fixed asset loans nationwide, and 495 in the state. Only 2.9% of the units save parts of their incomes and 2.5% form groups to apply for loans in the country. The fact that the most commonly requested credits are working capital loans indicates that the activities being financed are for the supply of seeds, sprays and salaries.

It is worth pointing out that if the most commonly requested credit were, for example, a fixed asset loan, farmers would focus more on the growth of their projects or activities, since this type of loan refers to the purchase

es transferir recursos de apoyo a la economía de los productores rurales, para el caso de negocios es igual a 582 y el tamaño de muestra a determinarse es n. Así, se tiene que entonces: sustituyendo valores para el caso de negocios tenemos que

El mismo ejercicio se realizó para los productores y el número de encuestas a aplicarse resultaron 106.

Las entidades que ofrecen crédito de manera formal e informal fueron entrevistadas, entre las que se encuentran: Banorte, BBV, SIFIDE, caja de ahorro. Se entrevistó también, a informantes clave sobre las prácticas de usura que se tienen en el municipio.


Falta de cultura financiera

De acuerdo al censo agropecuario 2007, se tiene que 96% no contrataron créditos, tampoco seguros para financiar sus actividades agropecuarias. Dentro de las unidades que contrataron créditos, se observa que la banca comercial y las instituciones de gobierno no figuran como principales fuentes de financiamiento; esto refleja que efectivamente el sector carece de servicios financieros, el sistema bancario mexicano se caracteriza por tener un alto nivel de desbancarización; es decir, porcentajes muy altos de población que no utilizan o están fuera del circuito bancario formal (Ruiz, 2004). Las principales fuentes de financiamiento para ambos ámbitos, no están especificadas 65% para el nacional, y 60% en el estado; mientras que la banca comercial presenta 9% de preferencia a nivel nacional, y 10% con respecto a los datos del estado.

Créditos más solicitados

Los créditos más solicitados son de avío, tanto a nivel nacional como estatal: 2.6% y 2.4%, respectivamente. Únicamente 13 102 unidades de producción a nivel nacional, contrataron crédito refaccionario y 495 a nivel estado. Sólo 2.9% de las unidades destinan parte de sus ingresos al ahorro, y 2.5% se agrupa para solicitar apoyos de financiamiento a nivel nacional. Al observar que el crédito más solicitado es el de avío, nos indica que las actividades que se están financiando, en general son abasto de semillas, fumigantes y salarios.

n= N(2)2 (0.25) Nd2 + (2)2 (0.25) n= N

Nd2 + 1

582 582 n= 582(0.1)2 + 1 = 6.82

= 85.33 ≈ 85.

n= N(2)2 (0.25) Nd2 + (2)2 (0.25)

n= N Nd2 + 1 582 582 n= 582(0.1)2 + 1

= 6.82 = 85.33 ≈ 85.


Es importante desatacar que si el crédito más solicitado fuera; por ejemplo, el refaccionario tendríamos a productores más enfocados al crecimiento de sus proyectos o actividades, debido a que este tipo de crédito se refiere a la adquisición de maquinaria, inmuebles o la reparación de instalaciones. Al no ocurrir así tenemos que nuestros productores no pasan de una primera fase, en la que se abastecen de materias primas para la producción.

Falta de información y de garantías

Los datos mostrados en el Cuadro 1, resumen las condiciones actuales que en materia de crédito se tienen, destacando que las unidades de producción a nivel nacional no contratan crédito 95.76% y a nivel estatal 95.99%. Estos datos permiten reflexionar sobre la poca importancia de este sector a solicitar y asumir créditos o de la falta de información y confianza del sector para poder accesar a ellos.

of machinery, buildings or repairing facilities. Since this is not the case, farmers do not go beyond a first phase, in which they are supplied with raw materials for farming.

Lack of information and guarantees

The data shown in Table 1 summarizes the current credit conditions, in which 95.76% of the country´s production units, and 95.99% of them in the state, do not apply for loans. These data reflect the lack of importance credits have for this sector, or the lack of information and trust the sector has to access them.

The percentage of businesses that have applied for loans is low (19.28%), and they are located in towns with populations of under 250 in habitants. The percentage of farmers that have applied for loans is not representative, since 92.71% of the farmers surveyed have never applied for any type of credit.

Cuadro 1. Disposición de crédito para la actividad agropecuaria y forestal. Table 1. Credit availability for agricultural and forestry activities.

ConceptoRepública Mexicana San Luis Potosí

Total Respecto al país (%)

Respecto al apartado (%) Total Respecto

al país (%)Respecto al estado (%)

Respecto al apartado (%)

Unidades de producción 4 067 633 154 910 3.81Contrataron crédito 146 437 3.6 5 394 3.48Contrataron seguro 13 257 0.33 507 0.33Contrataron crédito y seguro 12 891 0.32 313 0.2No contrataron crédito y seguro 3 895 048 95.76 148 696 95.99

Información presentada de datos reportados en los cuadros 107, 108, 109, 111 y 112. Fuente: censo agropecuario, 2007. VIII censo agrícola, ganadero y forestal. Aguascalientes, 2009.

Fuente de financiamientoBanca comercial 14 318 8.99 593 10.39SOFOL 1 861 1.17 43 0.75Financiera Rural 28 006 17.58 886 15.52Unión de crédito 14 078 8.84 807 14.14Otra fuente 103 492 64.96 3 434 60.17FIRA 37 869 23.77 2 546 44.61

Crédito de avíoUnidades de producción 104 992 71.7 3 743 65.59Hasta 10 000 42 415 40.4 2 060 55.0410 000 - 50 000 35 026 33.36 1 453 38.8250 000 - 100 000 15 107 14.39 144 3.85Más de 100 000 12 444 11.85 86 2.3


Questions on the reasons they haven´t applied for a loan or requested government support show that 31.34% claimed not having such a need, whereas 68.66% claim that their main reasons are not knowing how to apply, thinking they will not get it, the amounts weren´t convenient, they consider paperwork to be excessive, and others. The above reinforces the opinion by (2009), who claims that in Mexico there is not enough information in the rural environment on the offer of government programs, due to a lack of organization, local capabilities and the initial democratization of the decisions on the destinations and the uses of public resources. Alongside this, according to Rajdeep and Craig (2008), it is believed that giving

Cuadro 1. Disposición de crédito para la actividad agropecuaria y forestal (Continuación). Table 1. Credit availability for agricultural and forestry activities (Continuation).

Es bajo el porcentaje de personas que han solicitado un financiamiento, 19.28% »en el caso de los negocios« dentro de éstos, destaca el hecho de que las comunidades que tienen menos de 250 habitantes son las que han recurrido al crédito. Para los productores, no resultó ser representativo el porcentaje que ha solicitado préstamos, 92.71% de los productores encuestados nunca ha recurrido a algún tipo de crédito.

La indagación sobre las razones por las que no han solicitado un préstamo o han accesado un apoyo gubernamental, muestra 31.34% manifestó no haber tenido necesidad; mientras que 68.66%, señalan

Crédito refaccionarioUnidades de Producción 13 102 8.22 495 8.67

Hasta 10 000 5 891 44.96 282 56.9710 000 - 50 000 3 810 29.08 140 28.2850 000 - 100 000 1 120 8.55 17 3.43Más de 100 000 2 281 17.41 56 11.31

Otro tipo de créditoUnidades de Producción 34 400 21.59 1 209 21.18Hasta 10 000 22 478 65.34 972 80.410 000 - 50 000 8 442 24.54 167 13.8150 000 - 100 000 1 785 5.19 32 2.65Más de 100 000 1 965 4.93 38 3.14

Destinan parte de los ingresos a instituciones de ahorroUnidades de producción 119 048 2.93 3 907 2.52Banca comercial 45 244 38 1 385 35.45Banca pública BANSEFI 4 275 3.59 115 2.94Unión de crédito 1 680 1.41 90 2.3Caja de ahorro 24 458 20.54 793 20.3Otra institución 44 279 37.19 1 561 39.95

Agrupadas para apoyos

Unidades de producción 100 210 2.46 3 199 2.07Agrupadas para el financiamiento 5 663 5.65 200 6.25

Información presentada de datos reportados en los cuadros 107, 108, 109, 111 y 112. Fuente: censo agropecuario, 2007. VIII censo agrícola, ganadero y forestal. Aguascalientes, 2009.

ConceptoRepública Mexicana San Luis Potosí

Total Respecto al país (%)

Respecto al apartado (%) Total Respecto

al país (%)Respecto al estado (%)

Respecto al apartado (%)


como principales razones las siguientes: no saber cómo solicitarlo, pensar que no lo conseguirán, por no convenirle los montos, considerar que se realizan demasiados trámites, entre otros. Lo anterior fortalece la opinión de Herrera (2009), al decir que en México, se carece falta de información en el medio rural sobre las ofertas de los programas gubernamentales, ante la falta de organización, capacidades locales y la incipiente democratización de las decisiones sobre los destinos y usos de los recursos públicos. Si a esta situación agregamos que según Rajdeep y Craig (2008), se cree que el conceder préstamos a campesinos presupone un riesgo por no ser ellos sujetos deseables para que se les otorguen prestamos, debido a que no cuentan con la habilidad necesaria para hacer el mejor uso de los fondos prestados.

El 70% de los que solicitaron préstamos está al corriente de su pago, 20% ya terminó de pagar y sólo 10% tiene problemas para hacer sus pagos porque lo aplicaron en cuestiones diferentes; es decir, no fue para realizar inversión sino para subsanar otras cuestiones (deudas anteriores, celebraciones, salud, etc.) provocado un descontrol y falta de dinero para cumplir con el pago, de acuerdo a los encuestados. Lo anterior demuestra que aunado a la falta de información, también se carece de educación financiera, cuyo propósito es enseñar a la gente conceptos sobre el dinero y cómo administrarlo cuidadosamente. Ofrece la oportunidad de aprender habilidades básicas relativas a nuestros ingresos, gastos, presupuesto, ahorros y préstamos. Cuando uno está mejor informado para tomar decisiones financieras, uno puede planificar y alcanzar los objetivos propuestos. Más aún, una vez que las personas adquieren las habilidades que brinda la educación financiera, dichas habilidades permanecerán con ellos por siempre (BANSEFI, 2007).

Es baja la proporción de propietarios que ahorran, 32.53% de los encuestados. En todos los tamaños de localidades se observa una alta frecuencia de propietarios y productores que no ahorran; pero sus ingresos en 80 y 86%, respectivamente, se destinan a cubrir sus necesidades básicas. El excedente de sus ingresos, en la mayoría de los casos, 60% de los encuestados, lo destinan para mejorar su vivienda y para adquirir bienes productivos, tales como: tractores, camionetas, ganado, semilla, entre otros. El que se tenga hábito por el ahorro es importante, ya que permite reservar una parte del ingreso actual que será utilizado en el futuro.

loans to farmers implies a risk, since they are not desirable borrowers, because they do not have the necessary ability to use the borrowed funds properly.

Out of the people who applied for loans, 70% are up to date in the payment of interests, 20% have finished paying and only 10% have difficulties in paying because they used the money for different issues; that is, it was not to invest, but for other matters (previous debts, celebrations, health, etc.), causing a turmoil and shortage of money to make the payment, according to the people polled. This shows that along with the lack of information, there is also a shortage of financial education, the purpose of which is to teach people concepts on money and how to use it carefully. It offers the opportunity to learn basic abilities related to income, expenses, budgets, savings and loans. When people are informed and can make better financial decisions, one can plan and reach one´s goals. Furthermore, once people acquire a financial education, such abilities will stay with them for the rest of their lives (BANSEFI, 2007).

The percentage of people polled that save is low (32.53%). In towns of all sizes, there are a high proportion of owners and farmers that do not save, although 80 and 86% of their incomes, respectively, are used to satisfy their basic needs. The remainder of their incomes is used by 60% of the people polled to improve their homes and purchase goods such as tractors, trucks, cattle, seeds, and others. Saving is an important habit to acquire, since it helps set aside a part of the current income that can be used in the future.

Institutions that offer credits are not at risk

Among the data taken from formal institutions, the wide variety of credits stands out: working capital, fixed asset, clean, mortgage, factorage, credit cards, and other services. The most commonly applied for are nomina and car loans (for private vehicles). These types of credits are related to the use and risk of providing financial services to the poor, since they tend to opt for a consumer credit, which leads to the detriment of credits to farming activities (Esquivel, 2008).

It is clear that while people who apply for loans must prove they have a clear credit history and have all requirements; this is enough to give them a credit. These institutions are not interested if the use of the loan will have an impact


No corren riesgos las instituciones que ofrecen crédito

Dentro de la información que se obtuvo de las instituciones formales, destaca que la gama de créditos que ofrecen es amplia, avío, refaccionario, simple, hipotecario, factoraje, reporto, tarjetas de crédito, entre otros servicios. Siendo el más solicitado el de nómina y autofinanciamiento (para automóviles de uso particular). Estos dos tipos de crédito tienen que ver con el consumo y el riesgo de proveer servicios financieros a los pobres, porque ellos optan más por un crédito de consumo, lo cual conduce al detrimento del crédito a las actividades de producción (Esquivel, 2008).

Resulta claro que mientras el sujeto que solicite el crédito, demuestre tener un buen historial crediticio, y reúna todos los requisitos, es suficiente para otorgarle el crédito. A estas instituciones no les interesa si el uso del crédito tendrá un impacto de desarrollo en la zona. Ninguna de estas instituciones, brinda cursos de capacitación con la finalidad de dar seguimiento a la aplicación del crédito, y en consecuencia garantizar la recuperación del mismo. Lo que ocurre con los bancos en el municipio confirma lo que menciona Esquivel (2008), los bancos no buscan rentabilidad social sino la financiera.

Fuentes más frecuentes de financiamiento

Las fuentes más frecuentes son aquellas que no les piden tantos requisitos para poder accesar al crédito, una de ellas es la caja de ahorro que funciona en el municipio, es de carácter informal, ya que carece de una figura legal; sin embargo, ésta funciona desde hace 9 años, beneficiando actualmente a 20 personas, en general mujeres. Los montos que manejan son de mil y hasta 6 mil pesos, los plazos son hasta 16 semanas, el interés que se paga 20% sobre el monto, no existe esquema de ahorro, los fondos provienen de una persona que figura como el “dueño” de la caja, y la aplicación no es para actividades productivas. Por otro lado, se tiene a los prestamistas y aproximadamente son 10 los que operan en el municipio, y se trata generalmente de jubilados; los montos que prestan van de 10 mil a 100 mil pesos, el interés que cobran oscila entre 15 y 20% mensual y anticipado; las garantías solicitadas son, aparte de un buen aval, cualquier tipo de propiedad: tierras, vehículos, casas, ganado, entre otros. Los plazos van de 3 a 6 meses y en cantidades mayores hasta un año. Se considera que cada prestamista tiene alrededor de 15 personas como deudores, y que estos acuden a este tipo de préstamos en casos de algún tipo de urgencia, ya sea propia de su activad económica o familiar.

of development on the area. None of these institutions trains people to keep track of the use given to the credit, and consequently, to guarantee its recovery. What occurs with banks in the municipal area confirms what Esquivel (2008) claimed: banks look for financial, not social profitability.

Most common sources of funding

The most common sources of funding are those that need the least requirements to get access to the credit. One of them is the savings bank which operates in the municipal area, which is informal, since it lacks a legal figure. However, it has been operating for nine years, helping 20 people, generally women. The amounts they work with can go from one thousand and six thousand pesos, payments can be made in installments up to 16 weeks long and interest is 20% of the amount. There is no savings scheme, funds come from a person that acts as the “owner” of the bank, and the application is not for farming purposes.

On the other hand are the moneylenders, who are around 10 in the municipal area, and mostly retirees; the amounts rejoiced go from 10 thousand to 100 thousand pesos, interest rates run between 15 and 20% per month and in advance; the guarantees are, apart from a reference, any type of properties (lands, vehicles, houses, cattle, etc). Installments can be paid in three to six months and, for larger amounts, in a year. Each moneylender has about 15 people as debtors, who rely on this type of loan in case of urgencies, whether in their economic activity or family.

CONCLUSIONS

The credit situation is the same at all levels »national, state and local« since there is an important lack of financial culture, as well as a lack of information on where and how to apply for a credit adequately.

The savings bank, although completely informal, has been operating for nine years, and after observing the conditions that prevail over the usury practice, we notice there is a need for the credit, but due to a lack of adequate information, people go to wherever is easiest for them, due to time, not costs.


CONCLUSIONES

La situación que se vive en torno al crédito es el mismo en todos los niveles »nacional, estatal y local« ya que se observa una marcada falta de cultura de crédito, así como falta de información de dónde y cómo obtener un préstamo de forma adecuada.

La caja de ahorro, a pesar de ser completamente informal, se ha mantenido por nueve años, y al observar las condiciones que imperan sobre el ejercicio de usura, nos muestra que se tiene necesidad de acceder al crédito, pero al no existir medios de información adecuados, las personas recurren a donde se les facilite, por tiempo y no por costo.

Los recursos que se tienen en la localidad permiten la explotación de la cadena de valor de ovinos, siendo esta la focalización más adecuada para los recursos económicos (propios o financiados) de la comunidad. Si en el municipio de Salinas, San Luis Potosí, se articularan propuestas de financiamiento que vean al crédito como opción, y se instruyera a los actores en buen manejo y empleo del crédito, a través de proyectos viables se tendría un cambio favorable en términos de ingreso y de empleo en la zona, como ha ocurrido con esquemas que han implementado en otros lugares, como el caso del cooperativismo europeo.

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The resources found in the location help exploit the cattle value chain, which is the most appropriate focalization for funds (self- or externally funded) in the town. If in the municipal area of Salinas, San Luis Potosí, funding proposals were made that see credits as options, and actors were trained in the proper use and management of credits, through feasible projects there would be a favorable change in terms of incomes and employment in the area, as with schemes that have been implemented in other places, such as worth European cooperativism.

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ENFOQUES DE INVESTIGACIÓN SOSTENIBLE, ECOLOGISTA Y PRODUCTIVISTA: INFLUENCIAS EN LOS CIENTÍFICOS(AS)*

RESEARCH APPROACHES SUSTAINABLE, ECOLOGICAL AND PRODUCTIVIST: INFLUENCES ON SCIENTISTS

Luis Reyes-Muro1§, Fernando Manzo-Ramos2, Jesús Axayacatl Cuevas Sánchez3 y Miguel Ángel Damián Huato4

1Dirección de Promoción y Divulgación. INIFAP. Av. Progreso 5. Colonia Santa Catarina, Delegación Coyoacán, Distrito Federal, México. C. P. 04010. 2Programa de Estudios del Desarrollo Rural. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco. km 36.5. Montecillo, Estado de México. C. P. 56230. Tel. y Fax. 01 595 9 520289. ([email protected]). 3Banco de Germoplasma. Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5. Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9521614. ([email protected]). 4Departamento de Agroecología y Ambiente. Instituto de Ciencias. BUAP. Avenida 14 Sur 6301. Ciudad Universitaria, Puebla. C. P. 72570. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: marzo de 2010


RESUMEN

Los científicos(as) agropecuarios(as) están influenciados(as) por diversos factores para definir su enfoque de investigación. El objetivo de este trabajo fue identificar aspectos demográficos y profesionales, institucionales e influencias internas-externas asociados al enfoque sostenible, ecologista o productivista de los científicos(as) en Aguascalientes, México en 2008. Los enfoques fueron sometidos a un análisis de correlación con 44 factores de influencia. El enfoque sostenible correlacionó positivamente con la especialidad, la solución de problemas de interés institucional, investigación en terrenos de productores e investigación en sistemas de producción y negativamente con investigación básica y biotecnología. El enfoque ecologista correlacionó positivamente con la opinión del grupo interdisciplinario en la definición del problema a investigar. El enfoque productivista correlacionó positivamente con la especialidad, opinión del usuario y colegas en la definición del problema, estudios en terrenos de productores y en la estación experimental, trabajos por componente tecnológico y con la objetividad del investigador(a), y negativamente con la disciplina ecología. El

ABSTRACT

Agricultural scientists are influenced by several factors when defining the approach to their research. The aim of this paper was to identify demographic, professional and institutional aspects and internal-external influences related to the sustainable, environmental or productivist approach of scientist in Aguascalientes, Mexico in 2008. The approaches underwent a correlation analysis with 44 influence factors. The sustainable approach had a positive correlation with the specialty, problem-solving with institutional interest, studies on farmers´ fields and investigation on farming systems; and a negative correlation with basic research and biotechnology. The environmental approach had a positive correlation with the opinion of the interdisciplinary group in the definition of the problem under investigation. The productivist approach had a positive correlation with specialty, the opinions of users and colleagues in defining the problem, studies on farmers´ fields and in the experimental stations, work by technological components and with the researcher´s objectivity and a negative correlation with the

Luis Reyes-Muro et al.126 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

modelo de regresión logística para la investigación con enfoque sostenible se explica por el origen de los investigadores(as), estancias de investigación, tipo de institución, fuente de financiamiento, investigación por demanda del usuario y prioridad institucional, trabajo interdisciplinario, estudios tanto en sistemas de producción como por componente tecnológico. El modelo ecologista se explica por las estancias de investigación, aprobación del proyecto por un comité técnico, investigación en terrenos de productores, trabajo interdisciplinario y estudios en sistemas de producción. El modelo productivista tuvo las variables explicatorias tipo de institución y trabajo en sistemas de producción.

Palabras clave: desarrollo sostenible, enfoques de investigación, regresión logística, tipos de agricultura e investigadores.

INTRODUCCIÓN

Los científicos(as) agropecuarios(as) están expuestos(as) a una serie de influencias para orientar su investigación. En un estudio con investigadores(as) agropecuarios de los Estados Unidos de América, mediante regresión múltiple se identificó la importancia relativa de 19 fuentes de influencia en los científicos(as) para realizar investigación con enfoque productivista, sostenible y ecologista. Las variables independientes fueron: a) aspectos personales: género, edad, comunidad de origen, ocupación del padre, obtención del doctorado en el sistema universitario “Land Grant”; b) contexto de la investigación: tiempo dedicado a la investigación y prestigio institucional; c) disciplina de estudio: socioeconomía agrícola, ciencia animal, medio ambiente producción de cosechas, ciencia en alimentos, ingeniería agrícola y ciencias básicas y; d) variables de influencia: orientación hacia el cliente, probabilidad de publicación en “journals”, boletines y reportes de investigación, aprobación de sus compañeros, aprobación de colegas, ideales científicos, ventaja profesional por disponibilidad de facilidades en el estudio y utilidad de la investigación (Saltiel et al., 1994; Bereket et al., 2005).

Las variables dependientes fueron los enfoques de investigación: a) productivista: sus metas son incrementar la productividad agrícola, reducir los costos de producción y mejorar la rentabilidad de la unidad de producción; b) sostenible: sus metas son incrementar la sustentabilidad de la agricultura (p. e. agricultura orgánica, agricultura de bajos

environmental discipline. The logistic regression model for research with a sustainable approach can be explained by the origin of the researchers, research leaves, type of institution, and source of funding, research on demand of the user and institutional priority, interdisciplinary work, studies on farming systems and by technological components. The environmental model can be explained with research leaves, approval of projects by a technical committee, studies on farmers´ fields, interdisciplinary work and studies on farming systems. The productivist model had explicatory variables of the types of institution and work on farming systems.

Key words: logistic regression, research approaches, sustainable development, types of agriculture and researchers.

INTRODUCTION

Agricultural scientists are exposed to a series of influences to orient their research. In a study with agricultural researchers from the United States, multiple regressions were used to identify the relative importance of 19 sources of influence on scientists when performing investigations with a productivist, sustainable and environmental. The independent variables were a) general aspects: gender, age, birthplace, father´s occupation, PhD completed in the “Land Grant” university system; b) context of the investigation: time dedicated to research and institutional prestige; c) study discipline: agriculture socioeconomics, animal science, environment, production of crops, food science, agricultural engineering and basic science and; d) influence variables: customer orientation, probability of publication in research journals, bulletins and reports, peer approval, colleague approval, scientific ideals, professional advantage due to availabilities in support for studies and use of the research (Saltiel et al., 1994; Bereket et al., 2005).

The dependant variables were the approaches to research: a) productivist: its goals are to increase agricultural productivity, reduce production costs and improve the profitability of the farming unit; b) sustainable: its goals are to increase agriculture´s sustainability (e. g. organic agriculture, low-income agriculture) and to reduce the use of pesticides and fertilizers in agriculture;

Enfoques de investigación sostenible, ecologista y productivista: influencias en los científicos(as) 127

insumos) y reducir el uso de pesticidas y fertilizantes en la producción agrícola; y c) ecológica: mejorar la calidad del ambiente, reducir los problemas de contaminación por la ruptura y erosión del suelo, efectos de los pesticidas en el ecosistema.

En ese estudio resultó que la investigación productivista estuvo influenciada por la orientación hacia el cliente y la utilidad de la investigación, aunque los científicos(as) involucrados(as) en agricultura sustentable, también estuvieron influenciados positivamente por estos dos factores, además de la aprobación de sus colegas (Hoban et al., 2002; Wells et al., 2000; Masera et al., 2004). El enfoque ecológico fue influenciado positivamente por la orientación hacia el cliente y la aprobación de colegas.

En cuanto a la disciplina académica, los investigadores(as) de las ciencias económicas y sociales estuvieron correlacionados(as) con el desarrollo de la comunidad rural; la ciencia animal presentó alta correlación positiva en los enfoques de investigación productivista; los científicos(as) ambientales presentaron correlación con investigación ecológica; las ciencias agropecuarias correlacionaron positivamente con los enfoques productivista, sostenible y ecológico. En general los antecedentes demográficos presentaron poca influencia en los enfoques de investigación, salvo el género, en donde las investigadoras presentaron mayor probabilidad de realizar investigación con enfoque sostenible. Dado que en México no existe antecedente de investigación sobre las determinantes de los enfoques de investigación agropecuaria, el presente estudio tuvo como objetivo encontrar los factores que influyen en los científicos(as) para realizar investigación con enfoque sostenible, ecologista o productivista (Stockle et al., 1994; Francis et al., 2008).

METODOLOGÍA

Instrumento para el registro de información

Después de realizar un estudio exploratorio con investigadores(as) mexicanos(as) y norteamericanos (NCSU), se diseñó un cuestionario con 94 enunciados agrupados en: a) factores que influyen a la definición del problema de investigación; b) ámbito de la investigación; c) tipo de investigación; d) tiempo para obtener resultados; e) investigación en equipo; f) actividades de los investigadores(as); g) metas de la investigación; h) valores de los investigadores; e i) estímulos por tipo de investigación. Se

and c) environmental: to improve the quality of the environment, reduce problems cause by pollution from land rupture and erosion, effects of pesticides on the ecosystem.

In that study, productivist research was found to be influenced by customer service, although the scientist involved in sustainable agriculture were also positively influenced by these two factors, as well as by the approval of their colleagues (Hoban et al., 2002; Wells et al., 2000; Masera et al., 2004). The environmental approach was positively influenced by customer orientation and the approval of colleagues.

As for academic discipline, researchers of economic and social sciences were correlated with the development of rural communities; animal science had a highly positive correlation with the productivist research approach; environmental scientists displayed a correlation with environmental research; the farming sciences had a positive correlation with the productivist, sustainable and environmental approaches. In general terms, the demographic backgrounds presented scarce influence on the research approaches, except for gender, in which female researchers presented a higher probability of carrying out investigations with a sustainable approach. Given that in Mexico there is no background of research on the determinants of approaches to farming research, this study had the objective of finding the factors that influence scientists to carry out investigations with a sustainable, environmental or productivist approach (Stockle et al., 1994; Francis et al., 2008).

METHODOLOGY

Instrument to register information

After an exploratory study with Mexican and American (NCSU) researchers, a questionnaire was designed with 94 statements grouped into: a) factors that influence the definition of the research problem; b) sphere of the investigation; c) type of investigation; d) time for expecting results; e) team research; f) activities of the researchers; g) research goals; h) values of researchers; and i) encouragements by type of research. Scientists polled were asked about the principles of sustainable,


preguntó sobre el acuerdo con los principios de la producción sostenible, ecologista y productivista, en tres dimensiones de percepción (de acuerdo, la hace, es importante), con cuatro opciones de respuesta en una escala categórica ordinal: “nada, poco, moderadamente, mucho”, codificada para su análisis con los valores 1, 2, 3 y 4, respectivamente. Se analizó la información de 90 cuestionarios aplicados a investigadores(as) de instituciones de investigación y docencia en Aguascalientes, México (De Camino y Müller, 1993; Steiner et al., 2000; Hazell y Wood, 2000).

El cuestionario permitió caracterizar los tipos de agricultura productivista, sostenible y ecologista y los enunciados fueron elaborados con bases teóricamente relevantes, considerando principios agroecológicos, niveles de conversión eficiencia »sustitución« rediseño de insumos, procesos y productos, características de los sistemas agrarios por intensidad de uso de insumos y conceptos utilizados en estudios, sobre caracterización de enfoques de investigación. Para comprobar que los enunciados fueron seleccionados adecuadamente, se realizó un análisis de confiabilidad “intratest”, con el cual se obtuvo un coeficiente α.

Se realizó análisis de correlación bivariada entre los enfoques de investigación y 44 variables de influencia, así como modelaje de regresión logística multivariada para los enfoques de investigación. El procedimiento para el modelaje logístico fue como sigue: se estimó el coeficiente de regresión para cada una de las 44 variables independientes para saber cuáles de ellas presentaban significancia estadística. Luego, para la selección de las variables en los modelos, se utilizó el método de Stepwise basado en las pruebas de Wald y el mejor ajuste de los datos fue calculado mediante la prueba de χ2.

Características demográficas, profesionales y laborales de los científicos(as) entrevistados(as)

Del total de investigadores(as) encuestados(as) la mayoría son del sexo masculino, originarios de de áreas urbanas, con edad entre 35 a 45 años, con posgrado de maestría en ciencias, dominio de otro idioma (inglés) y sin estancias de investigación en el extranjero (Beaus et al., 2002, 2003 y 2006). La profesión con mayor frecuencia fue agronomía, seguida de biología, medicina veterinaria, bioquímica, química, ecología, agroindustria o estadística. La especialidad de fitotecnia fue más frecuente en los encuestados(as) y comprende las disciplinas de fitomejoramiento, entomología, fitopatología, parasitología, fitosanidad, control biológico, protección forestal, fruticultura, optimización del agua,

environmental and productivist farming, in three dimensions of perception (agrees, carries it out, it is important), with four options for answering in a categorical ordinal scale: “none, little, modelately, a lot”, codified for analysis with values1, 2, 3 and 4, respectively. The information was analyzed of 90 questionnaires applied to researchers from research and teaching institutions in Aguascalientes, Mexico (De Camino and Müller, 1993; Steiner et al., 2000; Hazell and Wood, 2000).

The questionnaire helped define the types of productivist, sustainable and environmental agricultures, and the statements were created on theoretically relevant bases, considering agroenvironmental principles, levels of efficiency conversion (substitution), redesign of inputs, processes and products, characteristics of agricultural systems by intensity of use of inputs and concepts used in studies on the definition of approaches to research. To verify that the statements were appropriately selected, an ‘intratest’ reliability analysis was carried out, which gave a coefficient α.

A bivariate correlation analysis was carried out between the approaches to research and 44 influence variables, along with a multivariate logistic regression model for the research approaches. The procedure for the logistic model was as follows: the regression coefficient was calculated for each of the 44 independent variables to find which of them displayed a statistical significance. Then, for the selection of the variables in the models, the Stepwise model was used, based on the Wald tests and the best data adjustment was calculated with the χ2 test.

Demographic, professional and work characteristics of the scientists polled

Most of the scientists polled are males, originally from urban areas, aged 35 to 45, with a Master´s degree in science, proficient in a second language (English) and without a research leave abroad (Beaus et al., 2002, 2003 y 2006). The most common profession was agronomy, followed by biology, veterinary science, biochemistry, chemistry, environmental science, agroindustry or statistics. Studies in plant production was more frequent in the scientists polled and included plant breeding, entomology, phythopathology, parasitology, plant health, biological control, forest


nutrición vegetal, agronegocios, agricultura orgánica, mecanización agrícola, horticultura, cultivos de temporal y nuevas opciones de cultivos.

En menor proporción, se encontró la especialidad de biotecnología, que incluye la disciplina de cultivo de tejidos; tecnología de alimentos que incluyó las disciplinas de toxicología, conservación de alimentos y procesamiento de alimentos: ecología que agrupó las disciplinas florística, taxonomía, botánica, ecología ambiental, limnología, ecología de pastizales, ecología vegetal, ecosistemas desérticos y conservación de recursos naturales; zootecnia que incluyó las especialidades de reproducción animal, producción de forrajes, seroepidemiología y nutrición animal; agroclimatología, integró las disciplinas relación agua-suelo-planta-atmósfera, sistemas de información geográfica y predicción de cosechas. Respecto a la actividad profesional, sólo una décima parte de los investigadores(as) dedican todo su tiempo laboral a investigación, y el resto combina actividades de docencia, capacitación, validación de tecnología y administración de recursos financieros (Sotres et al., 1992; Gliessman et al., 2000; Beaus et al., 2004).

RESULTADOS

Factores que influyen en la actividad científica

Problema de investigación. Se encontró que existen varios factores que influyen en el científico(a) para seleccionar el problema de investigación. Por mayor frecuencia, los entrevistados(as) manifestaron moderado acuerdo en que el problema debería ser elegido por el propio investigador(a), con opinión de colegas, de los usuarios y del grupo de investigadores(as), con atención a las prioridades institucionales, apoyados en consultas de Internet y con la opinión de la fuente de financiamiento. Sin embargo, manifestaron total acuerdo en que la investigación debería atender la seguridad alimentaria nacional y señalaron poco acuerdo en la opinión de un grupo colegiado y total desacuerdo con la opinión de un comité técnico en la definición del problema (Farrow y Winograd, 2001; Goldberger, 2001; Molnar, 2009).

En general, las opiniones fueron congruentes con las actividades que realizan actualmente los entrevistados, con excepción de la baja influencia de la fuente de financiamiento y la moderada participación del comité

protection, fruit production, water optimization, plant nutrition, agrobusiness, organic agriculture, agricultural mechanization, horticulture, seasonal crops and new crop options.

At a lower scale were the specializations of biotechnology (that includes tissue cultivation); food technology (that included toxicology, food conservation and food processing), environmental studies (that groups floristic, taxonomy, botanic, environmental ecology, limnology, grassland ecology, plant ecology, desert ecosystems and resource conservation), animal husbandry (which includes the specializations of animal breeding, forage production, seroepidemiology and animal nutrition), agroclimatology (incorporated water-soil-plant-atmosphere relation, Geographic Information Systems and harvest prediction. Regarding professional activities, only one tenth of researchers work on investigations full-time, and the rest combines it with teaching, training, technology validation or financial resource administration (Sotres et al., 1992; Gliessman et al., 2000; Beaus et al., 2004).

RESULTS

Factors that influence scientific activity

Investigation problem. Several factors were found to exert an influence on scientists when choosing an investigation problem. He most frequent expression made by scientists was that they moderately agreed with the fact that the problem must be chosen by the researcher, with the opinion of colleagues, users and the group of researchers, paying close attention to institutional priorities, based on Internet queries and with the opinion of the funding source. However, they agreed entirely that the investigation should deal with national food security and they scarcely agreed with considering the opinion of a collegiate group, and they disagreed totally with considering the opinion of a technical committee when defining a problem (Farrow and Winograd, 2001; Goldberger, 2001; Molnar, 2009).

In general, opinions were congruent with activities carried out by interviewees, except for the little influence of the funding source and the moderate participation of the technical committee and the attention to national food


técnico y la atención a la seguridad alimentaria nacional. Los entrevistados percibieron que es muy importante que el investigador defina el problema, además de considerar la opinión del grupo de investigadores y usuarios, la prioridad institucional, la opinión y apoyo de colegas y la seguridad alimentaria; asignaron importancia moderada a la influencia del financiador y no precisaron la importancia de la opinión del comité técnico y del grupo colegiado (Hoban et al., 2002).

Ámbito de la investigación. Es común que los usuarios(as) de la tecnología cuestionen la validez y aplicación de los resultados de la investigación cuando ésta se realiza en parcelas pequeñas, en laboratorio o invernadero. En el presente estudio se detectó que en la actualidad, los científicos(as) agropecuarios frecuentemente realizan la investigación en los siguientes ámbitos: laboratorio, área de cómputo, terrenos de productores y estación experimental y con menor frecuencia realizan investigación en la biblioteca; sin embargo, manifestaron acuerdo moderado en realizar investigación en la biblioteca, el laboratorio, la estación experimental y en terrenos de los productores y poco acuerdo con realizar investigación en el área de cómputo, aunque señalaron que es muy importante la investigación en el laboratorio, en terrenos de los productores, en estaciones experimentales y en la biblioteca, con mediana importancia a la investigación en el área de cómputo (Forté-Gardner et al., 2009; Gündoğmuş y Bayramoğlu 2005).

Tipo de investigación. La investigación se puede tipificar por su escala geográfica, tipo de información generada, objetivos generales y duración del estudio. En la encuesta se encontró que una alta proporción de científicos(as) realiza investigación de corto plazo; con moderada frecuencia realizan desarrollo experimental, investigación aplicada, estudios de largo plazo y de amplia escala geográfica y con el objetivo de incrementar la rentabilidad; sin embargo, es menos frecuente realizar investigación para la solución de problemas ambientales y la mayoría indicó que nunca realiza investigación básica (sobre principios o leyes).

Desde otra perspectiva, los investigadores(as) están totalmente de acuerdo en realizar investigación de corto plazo, tipo práctico, para aumentar la rentabilidad, aunque manifestaron moderado acuerdo en realizar investigación de amplia escala geográfica, desarrollo experimental y estudios de problemas ambientales y mostraron total desacuerdo en realizar investigación básica. Los científicos(as) asignaron alta importancia a la investigación de corto plazo, tipo práctico, aumento de la rentabilidad, desarrollo experimental y la solución a problemas de tipo ambiental; mediana

security. Interviewees believed that it is very important for the researcher to define the problem, to consider the opinion of the group of researchers and users, the institutional priority, and the opinion and support of colleagues and food security. They gave moderate priority to the influence of the financial backer and they did not specify the importance of the opinion of the technical committee and the collegiate group (Hoban et al., 2002).

Research sphere. It is common for technology users to question the validity and the application of the investigation results when it is in small fields, in a laboratory or a greenhouse. This study found that agricultural scientists frequently perform their investigations in laboratories, computer areas, farmers´ fields and experimental stations, and less frequently in libraries. However, they expressed moderate agreement with investigating in libraries, laboratories, experimental stations and farmers´ field, and Little agreement with investigating computer areas, although they pointed out that research in labs, farmers´ fields, experimental stations and libraries is very important, and that investigating in computer areas is of a medium importance (Forté-Gardner et al., 2009; Gündoğmuş and Bayramoğlu, 2005).

Type of investigation. Investigation can be categorized by its geographic scale, the type of information produced, general objectives and duration of the study. The survey showed that a high portion of scientists carries out short-term investigation; they carry out experimental development, applied research, long term and wide-scale geographical studies and studies aiming are increasing profitability, with moderate frequency. It is; however, less frequent, to carry out investigations to solve environmental problems, and the majority pointed out that they never perform basic research (on principles or laws).

From another perspective, researcher agree entirely with the idea of carrying out practical, short-term profitability-increasing research, although they expressed a moderate agreement with carrying out wide-scale geographical research, experimental development, and the study of environmental problems and they expressed total disagreement with basic research. Scientists gave a high importance to short-term, practical, profitability-increasing research, experimental development, and


importancia a la solución de problemas ambientales y a la investigación de largo plazo y asignaron nula importancia a la investigación básica.

Trabajo en equipo. La mayoría de los investigadores(as) manifestaron que trabajan frecuentemente por disciplina o componente tecnológico, aunque también señalaron que lo hacen en sistemas de producción y con la participación investigadores(as) de otras instituciones (Vetayasuporn, 2006). Trabajan poco en grupo interdisciplinario dentro de su institución. Un grupo importante de entrevistados(as) expresó que nunca hace equipo con investigadores(as) de otros países. La mayoría está totalmente de acuerdo en trabajar, tanto en forma individual como en grupo interdisciplinario dentro de su institución y están moderadamente de acuerdo en trabajar con investigadores(as) de otras instituciones y muestran total desacuerdo con el trabajo colaborativo de investigadores(as) de otros países. Se detectó cierta contradicción entro lo que se hace y se dice, ya que algunos percibieron como muy importante la investigación interdisciplinaria, interinstitucional, colaborativa con investigadores(as) de otros países, aunque también señalaron que la investigación individual es muy importante (Valle et al., 2001).

Estímulos por tipo de investigación. En el área de estudio, la mayoría de los investigadores(as) encuestados(as) indican que nunca reciben estímulos por el tipo de investigación que realizan, ya sea productiva, rentable, ecológica o alternativa. En orden de mayor a menor grado de acuerdo, consideran que deberían recibir estímulos por realizar investigación productiva, ecológica, rentable y alternativa. Para los científicos(as) encuestados(as) es muy importante recibir estímulos por realizar cualquiera de los tipos de investigación (productiva, sea rentable, ecológica y alternativa).

Valores humanos. La mayoría de investigadores(as) entrevistados(as), señalaron que su trabajo siempre se caracteriza por ser honesto y les proporciona gran autoestima, y que con frecuencia es objetivo y útil para la sociedad, aunque están moderadamente de acuerdo en la objetividad y utilidad de la investigación (Catherine, 2002). Con relación a la importancia de los valores de los investigadores(as), la mayoría señaló que tiene mucha importancia la honestidad, objetividad, autoestima en su trabajo y la utilidad de la ciencia para la sociedad.

the solution of environmental problems; medium importance to the solution of environmental problems and long-term research, and gave no importance to basic research.

Team work. Most scientists claim to work by subject or technological constituents, yet they also claimed that they work in farming systems and with the participation of researchers from other institutions (Vetayasuporn, 2006). They do not work much in interdisciplinary groups within their institutions. An important group of interviewees claimed never to team up with researchers from other countries. Most agree entirely with working individually and as an interdisciplinary group within their institution and agree moderately with working with researchers from other institutions and express total disagreement with working collaboratively with researchers from other countries. A certain contradiction was found between what was being said and done, since some considered interdisciplinary, interinstitutional, collaborative investigation with foreign researchers very important, although they also pointed out that individual research is very important (Valle et al., 2001).

Encouragements by type of research. In the study area, most researchers polled indicate that they never receive encouragements for the type of investigations they perform, whether product ive, prof i table , environmental or alternative. From greater to lower degree of agreement, they consider that they should receive encouragements for productive, environmental, profitable and alternative research. For the scientists polled, it is very important to receive encouragements for any type of research (productive, profitable, environmental or alternative).

Human values. Most of the scientists polled stated that their work is always honest and brings them great self-esteem, and is often objective and useful to society, although they agree moderately with the objectivity and usefulness of the investigation (Catherine, 2002). Regarding the importance of the researchers´ values, most pointed out that honesty, objectivity, self-esteem at work and usefulness of science for society are very important.


Descripción de los enfoques de investigación

En el Cuadro 1 se muestran los coeficientes de confiabilidad α para los enunciados que caracterizan los enfoques de investigación.

Enfoque sostenible. Los investigadores(as) con enfoque sostenible están de acuerdo con la aplicación de los principios agroecológicos, tales como el uso eficiente de los recursos naturales, ya que manifestaron su acuerdo en la generación de tecnología para el uso eficiente del agua e incrementar la fertilidad del suelo, además de realizar investigación con enfoque de sistemas. Minarovic y Mueller (2009) manifestaron estar de acuerdo en aplicar el

Description of the investigation approaches

Table1shows the reliability coefficient α for the s t a t e m e n t s t h a t d e f i n e t h e i n v e s t i g a t i o n approaches.

Sustainable approach. The researchers with a sustainable approach agree with the application of agroenvironmental principles, such as the efficient use of natural resources, since they agreed with the generation of technology for an efficient water use and increasing soil fertility, as well as carrying out investigations with a systemic approach. Minarovic and Mueller (2009)agreed with the application of the second level of

Cuadro 1. Coeficientes de confiabilidad α para los enfoques de investigación.Table 1. Reliability coefficient α for the investigation approaches.

Enfoque de investigación X Coeficiente de confiabilidad αProductivista 3.37 0.68

Incrementar la rentabilidad 3.01 0.66Investigación de corto plazo 3.32 0.66Investigación por componente 3.24 0.66Incrementar el ingreso 3.53 0.65Incrementar el rendimiento 3.66 0.64Reducir costos de producción 3.72 0.65Usar Organismos Genéticamente Modificados 2.7 0.68Eficiencia de procesos, insumos y productos 3.78 0.65

Sostenible 3.54 0.76Investigación en sistemas de producción 2.83 0.79Incrementar la fertilidad de suelo 3.77 0.72Tecnología uso eficiente de agua 3.84 0.72Mejorar los sistemas de producción 3.64 0.72Beneficios a largo plazo 3.47 0.75Técnicas e insumos alternativos 3.6 0.72Mejorar el nivel de vida en el medio rural 3.79 0.74Sustituir procesos, insumos y productos 3.44 0.73

Ecologista 3.37 0.69Solución de problemas ambientales 2.89 0.69Uso de insumos naturales 3.67 0.66Producir alimentos orgánicos 3.47 0.64Uso de relaciones ecológicas 3.71 0.66Uso del conocimiento tradicional 3.55 0.62Valorar la salud humana y animal 3.84 0.68Realizar agricultura ecológica 3.17 0.65Modificar procesos, insumos y productos 2.63 0.67


segundo nivel de conversión hacia la agricultura sostenible, que consiste en la sustitución de algunos procesos, insumos y productos.

Los científicos(as) con enfoque sostenible realizan actualmente trabajos en sistemas de producción, sustitución de procesos e insumos para lograr beneficios a largo plazo en lugar de las ganancias anuales, generación de tecnología para el uso eficiente del agua y para incrementar la fertilidad del suelo; sin embargo, su atención es menor hacia el mejoramiento del nivel de vida en el medio rural y el uso de técnicas e insumos alternativos. Este grupo de científicos(as) percibió que es muy importante la generación de tecnología para el uso eficiente del agua, el mejoramiento de vida en el medio rural, el mejoramiento de los sistemas de producción como un todo, incrementar la fertilidad del suelo, la obtención de beneficios a largo plazo, sustituir proceso e insumos y el uso de técnicas e insumos alternativos.

Enfoque ecologista. Los investigadores(as) con enfoque ecologista estuvieron de acuerdo en varios principios agroecológicos, tales como valorar la salud humana y animal, el uso de las relaciones ecológicas como el control biológico de plagas, uso de insumos naturales en lugar de sintéticos, aprovechar el conocimiento tradicional, producir alimentos con categoría de “orgánicos”, realizar agricultura ecológica, solución de problemas ambientales; sin embargo, mostraron menor acuerdo en el rediseño de los sistemas de producción (tercer nivel de transición).

En la práctica, éstos investigadores(as) valoran la salud humana y animal y realizan estudios para la solución de problemas ambientales; además, tratan de incorporar el conocimiento tradicional a los sistemas de producción, el uso de insumos naturales, la generación de tecnología ecológica, el rediseño de sistemas con la aplicación de relaciones ecológicas y la producción de alimentos orgánicos (Kates et al., 2008). Se observa congruencia entre el grado de acuerdo, la aplicación y la importancia hacia la valoración de la salud humana y animal en los proyectos de investigación, así como en la solución de problemas ambientales, aunque también perciben la importancia de utilizar el conocimiento tradicional, el uso de relaciones ecológicas, el uso de insumos naturales, la producción de alimentos orgánicos y el rediseño de los sistemas de producción.

Enfoque productivista. Este enfoque se caracteriza en que los investigadores(as) están de acuerdo, en orden jerárquico, en aplicar el primer nivel de conversión que consiste en

conversion towards sustainable agriculture, which consists of the substitution of some processes, inputs and products.

Scientists with a sustainable approach currently work on production systems, the substitution of processes and inputs to obtain long-term benefits instead of yearly profits, generation of technology for a more efficient use of water and increasing soil fertility. However, their attention is less regarding improving quality of life in rural areas and to the use of alternative techniques and inputs. This group of scientists considered that generating technology of a more efficient use of water is very important, as well as improving standards of living in rural areas, improving farming systems as a whole, increasing soil fertility, obtaining long-term benefits, substituting processes and inputs and the use of alternative techniques and inputs.

Environmentalist approach. Researchers with an envi ronmenta l i s t approach agreed in severa l agroenvironmental principles, such as valuing human and animal health, using environmental relations such as biological pest control, using natural inputs rather tan syntheticones, taking advantage of traditional knowledge, producing “organic” foods, practice environmental agriculture, solving environmental problems. They expressed less agreement, however, with redesigning production systems (third transition level).

In practice, these researchers value human and animal health, and carry out studies for the solution of environmental problems. Likewise, they try to incorporate traditional knowledge and farming systems, the use of natural inputs, the creation of environmental technology, redesigning systems with the application of environmental relations and the production of organic foods (Kates et al., 2008). There is a congruence between the level of agreement, the application and the importance of valuing human and animal health in research projects, as well as in the solution to environmental problems, although scientists also understand the importance of using traditional knowledge, the use of environmental relations, of natural inputs, the production of organic foods and the redesign of farming systems.

Productivist approach. In this approach researchers agree, hierarchically, with the application of the first level of conversion, which consists of the efficiency of


la eficiencia de procesos, insumos y productos; además de conseguir los objetivos de la agricultura productivista, que son reducir los costos de producción, incrementar rendimiento, ingreso y rentabilidad, realizar investigaciones de corto plazo y por componente tecnológico; aunque se detectó poco acuerdo en usar organismos genéticamente modificados Leiserowitz (2005). En la práctica, la investigación productivista es de corto plazo y por componente tecnológico y los objetivos son incrementar la rentabilidad, reducir los costos de producción, hacer uso eficiente de insumos, incrementar el rendimiento y el ingreso, con poco uso de organismos genéticamente modificados. Los científicos(as) productivistas percibieron que es importante la investigación de corto plazo, incrementar la rentabilidad, realizar investigación por componente tecnológico, reducir los costos de producción, la eficiencia del uso de los insumos, incrementar el rendimiento y el ingreso, con poca importancia para el uso de organismos genéticamente modif icados. Determinantes de los enfoques de investigación

En el Cuadro 2 se observa que en cualquiera de los niveles de percepción (grado de acuerdo, aplicación en el trabajo, importancia del concepto), las características personales (sexo, edad y origen) y profesionales (grado académico, dominio de un idioma adicional al español y estancias profesionales en el extranjero) no se relacionaron con el enfoque de investigación. Este resultado es similar al reportado en estudios de la misma temática. Otras variables que tampoco mostraron relación con los enfoques de investigación fueron: tiempo dedicado a investigación, especialidad de los investigadores(as), fuente de financiamiento, consulta en Internet y honestidad de los investigadores(as).

processes, inputs and products, as well as reaching the goals of productivist agriculture, namely, to increase yields, stability, incomes and profitability, to carry out short-term investigations and by technological components. However, there was little agreement with the use of genetically modified organisms Leiserowitz (2005).

In practice, productivist research is performed in the short term and by technological components, and the aims are to increase profitability, reduce production costs, use inputs efficiently, and increase yields and incomes, with a scarce use of genetically modified organisms. Productivist scientists believe short-term research is very important, as well as increasing profitability, investigate by technological component, cut production costs, using inputs efficiently, increasing yields and income, and give little importance to the use of genetically modified organisms.

Determinantes de los enfoques de investigación

Table 2 shows that in none of the levels of perception (level of agreement, application in work, importance of the concept), personal characteristics (sex, age and origin) and professional characteristics (level of study, proficiency at a language other than Spanish and professional leaves abroad) was there any relation to the investigation approach. This result is similar to those reported in studies of the same topic. Other variables that did not show any relation with the investigation approaches were: time dedicated to research, specialization of researchers, funding sources, Internet queries and honesty of researchers.

Cuadro 2. Análisis de correlación de variables de influencia por enfoque de investigación en tres dimensiones de percepción de los científicos(as).

Table 2. Influence variable correlation analysis by investigation approach in three dimensions of perception of scientists.

P= productivista; S= sostenible; E= ecologista; NS= no significativo; ∗= significativo (p≤ 0.05); ∗∗= altamente significativo (p≤ 0.01).

Variables de influencia¿Está de acuerdo? ¿Lo hace? ¿Es importante?

P S E P S E P S EAntecedentes personales

Sexo NS NS NS NS NS NS NS NS NSEdad NS NS NS NS 0.223∗ NS NS NS NSOrigen NS NS NS NS NS NS NS NS NS

Antecedentes profesionalesGrado NS NS NS NS NS NS NS NS NSOtros idiomas NS NS NS NS NS NS NS NS NSEstancias en el extranjero NS NS NS NS 0.276 NS NS NS NS


Cuadro 2. Análisis de correlación de variables de influencia por enfoque de investigación en tres dimensiones de percepción de los científicos(as) (Continuación).

Table 2. Influence variable correlation analysis by investigation approach in three dimensions of perception of scientists (Continuation).

Aspectos laboralesUAA-Ciencias Básicas -0.31∗∗ -0.34∗∗ NS -0.68∗∗ -0.7∗ -0.49∗ -0.64∗∗ -0.65∗∗ -0.48∗∗

UAA-Ciencias Agropecuarias NS NS NS 0.236∗ 0.265∗ 0.212∗ 0.275∗ 0.243∗ NSCIGA NS NS NS 0.246∗ 0.248∗ 0.313∗ 0.27∗ NS NSCEPAB NS NS NS NS NS NS NS 0.218∗ NSTiempo investigación NS NS NS NS NS NS NS NS NSTiempo laboral a docencia NS NS NS -0.247∗ -0.208∗ NS -0.221∗ -0.212∗ NS

EspecialidadFitotecnia NS NS NS 0.233∗ 0.272∗ NS 0.242∗ 0.301∗∗ 0.27∗

Zootecnia NS NS NS NS NS NS NS NS NSBiotecnología NS 0.224∗ NS NS NS NS NS NS NSTecnología de alimentos NS NS NS NS NS NS NS NS NSAgroclimatología NS NS NS NS NS NS NS NS NSEcología -0.258∗∗ NS NS -0.311 NS NS -0.386∗∗ -0.214∗ NS

Fuente financieraCONACYT-CONCYTEA-SIHGO NS NS NS NS NS NS NS NS NSFundación Produce, Ags. NS NS NS NS NS NS NS NS NSCOSNET- DGETA NS NS NS NS NS 0.212∗ 0.221∗ NS NSRecursos propios NS NS NS -0.32∗∗ -0.268∗ NS -0.25∗ -0.215∗ NS

Factores internos/externosUsuario 0.358∗∗ 0.218∗ 0.213∗ 0.288∗ 0.292∗∗ 0.325∗∗ 0.248∗ 0.218∗ 0.274∗

Financiador NS NS NS NS NS NS NS NS NSPrioridad institucional NS 0.234∗ 0.234∗ 0.299∗ 0.405∗∗ 0.282∗ NS NS NSAutodeterminación NS 0.221∗ NS NS NS NS NS NS NSColegas 0.298∗∗ 0.295∗∗ 0.226∗ 0.375∗∗ 0.281∗ 0.213∗ 0.311∗∗ 0.288∗∗ 0.264∗

Grupo interdisciplinario 0.253∗ NS 0.277∗∗ NS NS NS NS NS NSGrupo colegiado 0.277∗∗ 0.208∗ NS 0.238∗ 0.24∗ 0.261∗ 0.213∗ 0.227∗ 0.268∗

Comité técnico 0.226∗ 0.209∗ NS NS NS 0.235∗ 0.26∗ 0.299∗∗ 0.366∗∗

Internet NS NS NS NS NS NS NS NS NSInv. estación experimental 0.385∗∗ 0.299∗ 0.237∗ 0.442∗∗ 0.426∗∗ 0.293∗∗ 0.414∗∗ 0.385∗∗ 0.357∗∗

Inv. terrenos del productor 0.286∗∗ 0.268∗ 0.212∗ 0.322∗∗ 0.352∗∗ 0.335∗∗ 0.484∗∗ 0.538∗∗ 0.476∗∗

Trabajo en grupo interdisciplinario 0.249∗ 0.366∗∗ 0.376∗∗ NS 0.231∗ 0.234∗ NS NS NSSistemas de producción 0.364∗∗ 0.612∗∗ 0.331∗∗ 0.564∗∗ 0.668∗∗ 0.514∗∗ 0.59∗∗ 0.659∗∗ 0.591∗∗

Componente tecnológico 0.541∗∗ 0.311∗∗ 0.3102∗∗ 0.406∗∗ 0.345∗∗ 0.296∗∗ 0.393∗∗ 0.285∗∗ 0.38∗∗

Valores del investigadorHonestidad NS NS NS NS NS NS NS NS NSObjetividad 0.333∗∗ 0.31∗∗ 0.243∗ NS NS NS 0.281∗∗ 0.211∗ NSAutoestima 0.287∗∗ 0.275∗∗ 0.307∗∗ NS NS NS 0.212∗ NS NS

Estímulos por investigaciónProductiva NS NS 0.273∗∗ 0.222∗ NS NS 0.275∗∗ 0.219∗ 0.228∗

Rentable NS NS 0.232∗ NS NS NS 0.306∗∗ 0.259∗ 0.286∗∗

Ecológica NS NS NS NS NS NS 0.225∗ 0.232∗ 0.281∗∗

Alternativa NS NS 0.226∗ NS NS 0.22∗ 0.342∗∗ 0.29∗∗ 0.324∗∗

P= productivista; S= sostenible; E= ecologista; NS= no significativo; ∗= significativo (p≤ 0.05); ∗∗= altamente significativo (p≤ 0.01).

Variables de influencia¿Está de acuerdo? ¿Lo hace? ¿Es importante?

P S E P S E P S E


Por otra parte, se encontró correlación positiva entre el enfoque productivista y el trabajo por componente tecnológico y correlación negativa con la investigación básica y ecología. Esta respuesta fue consiste cuando se cuestionó el grado de acuerdo con los principios, aplicación y opinión de la importancia de los principios productivistas.

El enfoque sostenible correlacionó positivamente con biotecnología y la autodeterminación del problema a investigar. En la práctica, mayor edad y número de estancias profesionales determinan mayor probabilidad de ocurrir el enfoque sostenible.

Solo el enfoque ecologista correlacionó con los estímulos por tipo de investigación. En la práctica, el enfoque ecologista es más probable donde el investigador tuvo retroalimentación de un grupo colegiado, en la definición del problema y cuando el científico recibió estímulos económicos por realizar investigación alternativa.

Modelaje de los enfoques de investigación

Modelo de investigación con enfoque sostenible (S). Considerando la codificación binaria de las variables explicatorias (0= no y 1= si), el enfoque sostenible es más probable en científicos de origen rural (origen), con estancias de investigación en otros países (Est), con influencia de la institución (Inst), fuente de financiamiento (F), opinión de usuarios (U), el trabajo interdisciplinario (TI), estudios en sistemas de producción (SP) e investigación por componente tecnológico (CT) (Cuadro 3).

On the other hand, there was a positive correlation between the productivist approach and work by technological components, and a negative correlation with basic research and environment. This response was consistent when inquiring about the agreement with the principles, application and the opinion of the importance of the productivist principles.

The sustainable approach correlated positively with biotechnology and self-determining the problem of study. In practice, older age and more professional leaves meant a greater probability of a sustainable approach taking place.

Only the environmentalist approach correlated with the encouragements for types of research. In practice, the environmentalist approach is more likely where the researcher got feedback from a collegiate group, in defining the problem and when the scientist got monetary encouragements for alternative investigations.

Models of investigation approaches

Sustainable approach research model (S). Considering the binary codification of explanatory variables (0= no, 1= yes), the sustainable approach is more likely in scientistsfrom rural backgrounds (origen), with research leaves in other countries (Est), influenced by institutions (Inst), funding sources (F), opinion of users (U), interdisciplinary work (TI), studies in farming systems (SP) and research by technological component (CT) (Table 3).

Variable β SC Wald GL SignificanciaOrigen -2.4054 1.2458 3.7284 1 0.0535Estancias de investigación -3.3735 1.3955 5.8435 1 0.0156∗

Institución 10.6449 3 0.0138∗

Institución (1) 0.9501 1.6785 0.3204 1 0.5714Institución (2) 5.469 2.0777 6.9283 1 0.0085∗∗

Institución (3) 11.4447 32.0367 0.1276 1 0.7209Fuente de financiamiento 6.857 3 0.0766Fuente de financiamiento (1) 5.0268 1.93 6.7841 1 0.0092∗

S= e4.66 – 2.4(Origen)–3.37(Est)+.95(Inst1)+5.47(Inst2)+11.44(Inst3)+5.02(F1)+4.75(F2)–6.51(F3)-2.65(U)-2.54(P)-1.97(TI)-1.4(SP)-2.12(CT)

1 + e4.66 – 2.4(Origen)–3.37(Est)+.95(Inst1)+5.47(Inst2)+11.44(Inst3)+5.02(F1)+4.75(F2)–6.51(F3)-2.65(U)-2.54(P)-1.97(TI)-1.4(SP)-2.12(CT)

Cuadro 3. Variables en la ecuación del enfoque de investigación sostenible.Table 3. Variables in the equation of the sustainable investigation approach.

∗∗= significancia (p= 0.01); ∗= significancia (p= 0.05); χ2= 3.0577; GL= grados de libertad (8); SC= suma de cuadrados; significancia= 0.9307.


Modelo de investigación con enfoque ecologista (E). Existe mayor probabilidad de realizar investigación con enfoque ecologista cundo el investigador(a) haya realizado estancias en el extranjero (Est), participa un comité técnico en la definición del problema de investigación (CT), en estudios establecidos en terrenos de productores (IP), trabajo en grupo interdisciplinario (TI) con enfoque en sistemas de producción (SP) (Cuadro 4).

Modelo con enfoque productivista (P). En este tipo de investigación influyen de forma significativa la institución y el trabajo en sistema de producción, como se muestra en la siguiente ecuación (Cuadro 5).

Model of investigation with an environmentalist approach (E).There is a greater probability of carrying out an investigation with an environmentalist approach when the researcher has had a leave abroad (Est), when a technical committee participates in defining the research problem (CT), in studies in farmers´ fields (IP), when work is in an interdisciplinary group (TI) and focused on farming systems (SP) (Table 4).

Model with a productivist approach (P). In this type of investigation, there is a strong influence exerted by the institution and work on farmers´ fields, as shown by the following equation (Table 5).

Fuente de financiamiento (2) 4.7594 2.3931 3.9555 1 0.0467Fuente de financiamiento (3) -6.5136 31.9854 0.0415 1 0.8386Usuario -2.6535 1.1724 5.1225 1 0.0236∗

Prioridad institucional -2.5439 1.1582 4.8248 1 0.0281∗

Trabajo interdisciplinario -1.9768 1.1083 3.1814 1 0.0745Trabajo en sistemas de producción -1.4087 0.9366 2.2623 1 0.1326Trabajo por componente tecnológico -2.1231 1.1174 3.6104 1 0.0574Constante 4.6673 1.8557 6.3258 1 0.0119∗

Cuadro 3. Variables en la ecuación del enfoque de investigación sostenible (Continuación).Table 3. Variables in the equation of the sustainable investigation approach (Continuation).

∗∗= significancia (p= 0.01); ∗= significancia (p= 0.05); χ2= 3.0577; GL= grados de libertad (8); SC= suma de cuadrados; significancia= 0.9307.

Variable β SC Wald GL Significancia

E= e4.85-3.95(Est)-2.15(CT)-1.17(IP)-1.32(TI)-1.82(SP)

1 + e4.85-3.95(Est)-2.15(CT)-1.17(IP)-1.32(TI)-1.82(SP)

Variable β SC Wald GL SignificanciaEstancias de investigación -0.9543 0.5673 2.8294 1 0.0926Aprobación por comité técnico -2.1555 0.8161 6.9762 1 0.0083∗

Investigación con productores -1.1735 0.5682 4.2663 1 0.0389∗

Trabajo en grupo interdisciplinario -1.3272 0.5732 5.3618 1 0.0206∗

Trabajo en sistemas de producción -1.8272 0.5632 10.5256 1 0.0012∗∗

Constante 4.857 1.1047 19.3305 1 0∗∗

Cuadro 4. Variables en la ecuación del enfoque de investigación ecologista.Table 4. Variables in the equation of the environmentalist investigation approach.

∗∗= significancia (p= 0.01); ∗= significancia (p= 0.05); χ2 = 2.3137; GL= grados de libertad (5); SC= suma de cuadrados; significancia= 0.9699.

P = e3.4 -0.22(Inst1) + 0.81(Inst2) + 7.49(Inst3) - 2.04 (SP)

1 + e3.4 -0.22(Inst1) + 0.81(Inst2) + 7.49(Inst3) - 2.04 (SP)

E= e4.85-3.95(Est)-2.15(CT)-1.17(IP)-1.32(TI)-1.82(SP)

1 + e4.85-3.95(Est)-2.15(CT)-1.17(IP)-1.32(TI)-1.82(SP)

P = e3.4 -0.22(Inst1) + 0.81(Inst2) + 7.49(Inst3) - 2.04 (SP)

1 + e3.4 -0.22(Inst1) + 0.81(Inst2) + 7.49(Inst3) - 2.04 (SP)


DISCUSIÓN

En este trabajo se detectaron los factores que están relacionados con los enfoques de investigación en forma independiente; sin embargo, al comparar los enfoques, se observaron casos en que un mismo investigador(a) puede adoptar más de un enfoque, por lo que es necesario encontrar las determinantes que influyen en sus preferencias, necesidades u obligaciones y conocer con mayor profundidad el perfil del científico que necesitan las instituciones, para realizar el tipo de investigación a fin y cumplir su misión (Lamo, 1998; MacRae, 2008; Kates et al., 2008). Se tiene referencia que en Canadá la investigación sostenible, es afectada por la falta de incentivos para los científicos interesados en realizar estudios con este enfoque, ya que los sistemas de estímulos que prevalecen en ese país para la evaluación de los científicos, restringen el desarrollo de agricultura sostenible.

Para superar esta barrera, se ha sugerido premiar a quien realice proyectos de largo plazo, de múltiples autores, en lugar de aquellos estudios de autores únicos, además de estimular a los grupos de trabajo que realicen proyectos integrales con la participación de agricultores + agentes de extensión + científicos agrícolas + científicos sociales y proyectos que cumplan con misiones departamentales, en lugar de las disciplinas independientes, así como asignar valor igual a las publicaciones de difusión técnica dirigidas a productores y técnicos, tanto como el que se otorga a los artículos científicos. Asimismo, en los criterios del sistema de premios debería incluirse el estímulo a la investigación básica sobre procesos biológicos y ecológicos para el diseño y manejo de agroecosistemas sostenibles (Hazell y Wood, 2000).

DISCUSSION

This study found the factors related to research approaches in an independent fashion. However, when comparing the approaches, there were cases in which one researcher can adopt more than one approach, which is why it is necessary to find the determinants that influence their preferences, needs or obligations and to have a deeper knowledge of the profile of the scientist that institutions require to carry out the adequate type of investigation and achieve their goals (Lamo, 1998; MacRae, 2008; Kates et al., 2008). As a reference, in Canada sustainable research is affected by the lack of incentives for scientists interested in carrying out studies with this approach, since the incentive systems that predominate in Canada for the evaluation of scientists limit the development of sustainable agriculture.

In order to overcome this barrier, it has been suggested to reward people who carry our long-term projects by multiple authors, rather than projects by single authors, as well as encouragements for work groups that carry out comprehensive with the participation of farmers + extension agents + agricultural scientists + social scientists and projects that complete department missions, as well as to give equal value to technical broadcasting publications directed at farmers and technicians and to scientific articles. Likewise, the criteria of the awarding system should include an incentive for basic research on biological and environmental processes for the design and management of sustainable agroecosystems (Hazell and Wood, 2000).

Despite sustainable development having a general connotation of achieving well-being for individuals and communities, there is a contradiction between what is said and done. Probably one of the main obstacles for carrying out

Variable β SC Wald GL SignificanciaInstitución 9.7903 3 0.0204∗

Institución (1) -2.228 0.9652 5.328 1 0.021∗

Institución (2) 0.8146 1.3067 0.3886 1 0.533Institución (3) 7.495 33.3698 0.0504 1 0.8223Trabajo en sistemas de producción -2.0418 1.1997 2.8966 1 0.0888Constante 3.4077 1.1122 9.3882 1 0.0022∗

Cuadro 5. Variables en la ecuación del enfoque de investigación productivista.Table5. Variables in the equation of the productivist investigation approach.

∗= significancia (p= 0.05); χ2 = 0.9024; GL= grados de libertad (5); SC= suma de cuadrados; significancia= 0.9701.


Pese a que el desarrollo sostenible tiene una connotación general de lograr el bienestar para los individuos y las comunidades, existe contradicción entre lo que se dice y se hace. Probablemente una de las principales barreras para realizar investigación con enfoque sostenible, es el cambio de actitud de los científicos, lo cual se constató en esta investigación. La agricultura tiene un carácter dual y contradictorio: por una parte, es una actividad social y económica necesaria, porque produce los alimentos necesarios para el sustento humano, genera empleo e ingresos; por otra parte, se le considera como una actividad humana que deteriora y contamina el medio cuando hace explotación intensiva de recursos naturales y aplicación irracional de agroquímicos. Este trabajo proporciona algunas pautas para identificar tipos de investigadores; sin embargo, una cuestión sigue vigente: ¿en la práctica, de qué depende que un científico(a) sea caracterizado como sostenible, ecologista o productivista?

CONCLUSIONES

Las características demográficas y antecedentes personales de los investigadores(as) no tienen relación con los enfoques de investigación productivista, sostenible y ecologista; la institución, la especialidad y la fuente financiera, presentaron influencia moderada, mientras que los factores internos-externos influyen significativamente en tales enfoques.

Los modelos generados para los enfoques de investigación, proporcionaron suficiente evidencia estadística para demostrar que la institución y el trabajo en sistemas de producción, influyen en los enfoques de investigación agropecuaria.

Existe contradicción entre lo que “se dice” y “se hace” en la investigación agropecuaria, ya que los científicos están indecisos: pueden estar de acuerdo en los principios, objetivos y metas de un determinado enfoque de investigación y practicar otro. El modelaje logístico pone a la luz que la institución es una variable que influye determinantemente en el quehacer del científico.

LITERATURA CITADA

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investigations with a sustainable approach is the change in the scientists´ attitudes, which was verified in this investigation. Agriculture has a dual and contradictory character: on one hand, it is a necessary social and economic activity, because it produces the food necessary for human subsistence, as well as creating jobs and income. On the other hand, it is considered a human activity that deteriorates and pollutes the environment when intensively exploiting natural resources and using chemicals irrationally. This paper provides guidelines to help identify types of researchers. However, one question remains: in practice, what does a scientist´s being characterized as sustainable, environmentalist or productivist depend on?

CONCLUSIONS

The demographic characteristics and personal backgrounds of the researchers have no relation with the productivist, sustainable or environmentalist research approaches. The institution, the specialty and the source of funding showed a moderate influence, whereas internal-external factors had a significant influence on these approaches.

The models created for the research approaches provided sufficient statistical evidence to show that the institution and working on farmers´ fields have an influence in the approaches to agricultural research.

There is a contradiction between “what is said” and “what is done” in agricultural research, since scientists are undecided: they can agree on principles, aims and goals of a certain research approach, and practice another. The logistic modeling shows that the institutions a variable that has a determinant influence on the scientist´s work.

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LA PROBLEMÁTICA EN LA TAXONOMÍA DE LOS RECURSOS GENÉTICOS DE TEJOCOTE (Crataegus spp.) EN MÉXICO*

THE PROBLEMS IN THE TAXONOMY OF THE GENETIC RESOURCES OF TEJOCOTE (Crataegus spp.) IN MEXICO

Carlos Alberto Núñez-Colín1§ y Miguel Ángel Hernández-Martínez1

1Campo Experimental Bajío. INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km 6.5. Celaya, Guanajuato, México. A. P. 112. C. P. 38110. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: octubre de 2009


RESUMEN

El género Crataegus (Rosaceae subtribu Pyrinae) es uno de los complejos taxonómicos más dif íciles de tratar. Errores del pasado causan equivocaciones en la identificación de especies de este género, también existen nombres científicos que causan confusión en la determinación taxonómica. El presente trabajo tiene como objetivo describir la problemática, que existe en la taxonomía para este género y clarificar de la mejor manera la sistemática de los recursos genéticos del género Crataegus en México. Se plantea la posible identificación por zona geográfica el origen del tejocote (Crataegus spp.). El género Crataegus es complejo por sus distintos mecanismos reproductivos descritos como “el problema Crataegus”. En México, sólo existen dos tratados taxonómicos, uno a principios del siglo XX y el otro enfocado al norte y parte del centro de México, por lo que es conveniente efectuar estudios taxonómicos sobre este género para los estados de Puebla, Veracruz, Oaxaca, Guerrero, Morelos y Chiapas, donde las claves existentes son insuficientes para la identificación de los especímenes.

Palabras clave: problema Crataegus, Rosaceae subtribu Pyrinae, sistemática.

ABSTRACT

The genus Crataegus (Rosaceae subtribe Pyrinae) is one of the most difficult to treat taxonomic complexes. Furthermore, past mistakes are being repeated today by publications misclassifying specimens of the genus Crataegus, just as there are scientific names that cause confusion when identifying taxonomic identities. Due to this, the present study aims to describe the problems that exist in published taxonomies of the genus, mainly in Mexico, and thus try to clarify the best way to systematize of systematic of the genetic resources of the genus Crataegus. It also attempts to identify the geographical origin of tejocote (Crataegus spp.). The genus Crataegus presents reproductive complications known as “the Crataegus problem”. Moreover, in Mexico, only two taxonomic treatments in this respect, one in the early twentieth century and the other only focused on the northern and part of central Mexico. A higher number of taxonomic studies on this genus are recommended, mainly for the states of Puebla, Veracruz, Oaxaca, Guerrero, Morelos, and Chiapas, where the keys are insufficient to identify them. Key words: Rosaceae subtribe Pyrinae, systematics, the Crataegus problem.

Carlos Alberto Núñez-Colín et al.142 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

INTRODUCCIÓN

El género Crataegus pertenece a la familia Rosaceae subtribu Pyrinae, lo que formalmente constituye la subfamilia Maloideae. Está constituido aproximadamente por 140 especies dispersas en todo el mundo, dividido en 40 series, de las cuales dos terceras partes se encuentran en norteamérica y el resto en Europa y Asia. La taxonomía de este género ha sido reportada como una de las más complejas entre las plantas superiores a nivel mundial (Phipps et al., 2003).

En México, el nombre más común para las especies del género Crataegus es el “tejocote”, derivado del Náhuatl “te-xocotl” que signif ica fruta dura y agria (Cabrera, 1992). El tejocote ha sido aprovechado desde la época prehispánica en México y está íntimamente ligado a la cultura tradicional mexicana (Leszczyñska-Borys y Borys, 2004); desde el punto de vista cultural y comercial, se utiliza en las celebraciones de “todos santos” y en Navidad para la elaboración de ponches y llenado de piñatas (Borys y Leszczyñska-Borys, 1994; Núñez-Colín, 2009a) y se ha demostrado que el fruto tiene alto contenido de vitaminas, minerales y pectinas (Núñez-Colín, 2009a).

En México, las colectas botánicas de los principales herbarios (MEXU= herbario nacional de México, UNAM, IEB= herbario Instituto de Ecología campus Bajío, XAL= herbario Instituto de Ecología campus Xalapa, ENCB= herbario Escuela Nacional de Ciencias Biológicas IPN, BANGEV= Banco de Germoplasma UACH, XALU= herbario Universidad Veracruzana, entre otros) y los ejemplares conservados en el banco de germoplasma ex situ e in vivo de tejocote (Crataegus spp.) de la Universidad Autónoma Chapingo (BGT-UACH), México, instaurado en 1981 por el Dr. Michal Borys (Nieto-Ángel y Borys, 1992), presentan serios problemas de identificación.

Por ejemplo, Borys y Vega-Cuen (1984) reportaron que las determinaciones taxonómicas de las colectas (accesiones) del BGT-UACH, efectuadas en el herbario del Colegio de Posgraduados en Ciencias Agrícolas (CP), mostraron que la mayoría de los ejemplares correspondieron a la especie C. pubescens (H. B. K.) Steud. y posiblemente a C. nelsoni Eggl. en algunas accesiones originarias de Chiapas. De acuerdo con la fecha de ésta publicación, el nombre científico con el que se les identificó era correcto, pero a partir del estudio de Phipps et al. (1990) quienes descubrieron una homonimia de esta especie de México con una especie de Europa, lo que

INTRODUCTION

The genus Crataegus belongs to the Rosaceae family, subtribe Pyrinae, formerly the subfamily Maloideae. They are constituted of approximately 140 species worldwide, and are divided into 40 series, of which two thirds are found in North America and the rest are found in Europe and Asia. It is reported as a one of the genus with most complicated taxonomy of the higher plants around the world (Phipps et al., 2003). In Mexico, “tejocote” is the most common name for the species of the genus Crataegus. This word comes from the Nahuatl word “te-xocotl” which means hard and sour fruit. (Cabrera, 1992). The tejocote has been used since Pre-Hispanic times in Mexico and is linked to the traditional Mexican culture (Leszczyñska-Borys and Borys, 2004); from a cultural and commercial point of view, it has been used in the “all saints” and Christmas celebrations, mainly to make fruit punch and to fill piñatas (Borys and Leszczyñska-Borys, 1994; Núñez-Colín, 2009a), and it has been proven to contain important amounts of vitamins, minerals, and pectin (Núñez-Colín, 2009a).

In Mexico, the botanical collections of mainly Mexican herbaria (MEXU= Herbario Nacional de México, UNAM, IEB= Herbario Instituto de Ecología campus Bajío, XAL= Herbario Instituto de Ecología campus Xalapa, ENCB= Herbario Escuela Nacional de Ciencias Biológicas IPN, BANGEV= Banco de Germoplasma UACH, XALU= Herbario Universidad Veracruzana, etc.) and the accessions that were stored in the Germplasm Bank ex situ and in vivo of tejocote (Crataegus spp.) in the Universidad Autónoma Chapingo (BGT-UACH), Mexico, established in 1981 by Dr. Michal Borys (Nieto-Ángel y Borys, 1992), have serious identification problems.

For example, Borys and Vega-Cuen (1984) reported that the taxonomic identities of the collections (accessions) of the BGT-UACH, which were carried out in the herbarium of the Colegio de Postgraduados herbarium, show that most of the specimens belong to species C. pubescens (H. B. K.) Steud. and possibilities of finding C. nelson Eggl. in some accessions from Chiapas. Depending on the year of publication, the scientific name used to identify these specimens was correct, but from the study by Phipps et al. (1990), who found an homonymy between this Mexican species and an European one, which resulted in Phipps

La problemática en la taxonomía de los recursos genéticos de tejocote (Crataegus spp.) en México 143

condujo a Phipps (1997) que renombrara esta especie como C. gracilior Phipps, para ciertos ejemplares, o bien puede tratarse de C. mexicana DC., por lo que deben ser identificados correctamente (Phipps, 1997; Phipps et al., 2003; Núñez-Colín, 2008); por lo tanto, el nombre C. pubescens dejó de ser correcto para cualquier ejemplar de este género.

No obstante lo anterior, la mayoría de los registros de ejemplares de herbario en México, los del BGT-UACH, los archivos electrónicos del consejo nacional del estudio y uso de la biodiversidad de México (CONABIO), así como publicaciones recientes sobre el tema, continúan considerando a la mayoría de las especies de tejocote de México como C. pubescens (H. B. K.) Steud, lo cual es un error serio de identificación.

La presente revisión tiene como objetivos describir la problemática que existe en la taxonomía publicada para el género Crataegus, principalmente para México y de esta forma clarificar la sistemática de los recursos genéticos del género para su identificación por zona geográfica el origen del tejocote.

El problema Crataegus

Camp (1942a; 1942b) acuñó el término y def inió el “Crataegus problem” y fue el primer autor que comentó algo sobre el concepto “real” de especie para el género Crataegus. Según éste autor, 75% de las especies de este género son triploides, 16% diploides y 9% tetraploides y gran cantidad de los triploides pueden ser apomícticos. De acuerdo a lo anterior, se asume que las especies, sobre todo las originarias de América, incluyen de manera relativa, pocas especies diploides sexuales básicas sobre las que se ha superpuesto una población altamente compleja de triploides difícil de estudiar; que aunque florecen y producen fruto, son realmente apomícticas asexuales. Los comparativamente pocos tetraploides pueden o no ser apomícticos.

Aunque frecuentemente se describen “nuevas especies” de este género, no se han reportado intentos por parte de los taxónomos, por lo menos desde la década de los 40 hasta el día de hoy, para reconocer solamente una porción de esas especies, muchas de las cuales han sido ejemplares simples o sólo poblaciones locales de clones (Camp 1942a; Núñez-Colín, 2008). Sin embargo, también es probable que otros de estos clones hayan sido ecológicamente exitosos y se distribuyeron en forma similar a las de otras especies sin ser la original. Esto no significa necesariamente que

(1997) renamed this species as C. gracilior Phipps, for certain specimens, or it could be identified as C. mexicana DC; due to the above, it must be properly identified (Phipps, 1997; Phipps et al., 2003; Núñez-Colín, 2008). Thus, the scientific name C. pubescens ceased to be correct for any specimen in this genus.

Conversely, most registers of specimens of Mexican herbaria, the registers of the BGT-UACH, the electronic files of the Mexican Council of the Study and Use of the Biodiversity (CONABIO), as well as recent published papers about this topic, still identified most Mexican specimens of tejocote as C. pubescens (H. B. K.) Steud., which is a serious identification mistake.

This is why the present research aims to describe the problems that exist in published taxonomies of this genus, mainly in Mexico, and, in this way, try to clarify the systematics of the Crataegus genetic resources, for possible identification by geographical area of origin of the tejocote.

The “Crataegus problem”

Camp (1942a; 1942b) coined the term and defined the “Crataegus problem”; likewise, he is the first author to comment about the “real” concept of species for genus Crataegus. According to this author, 75% of the species of this genus are triploids, 16% are diploids, and 9% are tetraploids; in addition, a very large part of the triploids could be apomictic. According to the above, it is assumed that the species, mainly the American ones, include relatively few basic sexual diploid species on which a highly complex triploid population overlaps that is diff icult to study. Although they blossom and produce fruit, they are actually asexual and apomictic. The comparatively few tetraploids can or cannot be apomictic.

Although it frequently described “new species” of this genus, no attempts by taxonomists, at least since the 1940’s, have been made to recognize even a portion of the species, which overload the taxonomic literature; most of them have been no more than simple specimens, or even local populations of clones (Camp 1942a; Núñez-Colín, 2008). Nevertheless, it is also likely that other specimens of these clones have been ecologically successful and distributed in comparable way to many natural species, which were not the original. This does not necessarily mean that they deserve the category of “new” taxonomic species, although


ameriten la categoría de especies taxonómicas “nuevas”. Aunque, estos individuos clonales pueden permanecer biológicamente individuales en comparación a la especie original, considerándose “especies” diferentes (Camp 1942a; Phipps et al., 2003; Núñez-Colín, 2008).

Aún existe controversia sobre la taxonomía del género Crataegus. Al cual se le han detectado las siguientes complicaciones reproductivas: diferentes niveles de ploidía (2x, 3x, 4x, 5x, y 6x; con x= 17) (Talent y Dickinson, 2005), agamospermia estéril masculina, hibridismo (Grant, 1989, Talent y Dickinson, 2007b), apomixis, que en el caso del género está controlada genéticamente, ésta es aposporea, o raramente diplosporea (Muniyamma y Phipps, 1979a; Talent y Dickinson, 2007a, 2007b), pseudogamia y autoincompatibilidad gametofítica, como en el caso del manzano (Malus spp.) (Phipps et al., 2003).

Longley (1924) por primera vez reportó la poliploidía del género Crataegus, refiriéndose a diploides, triploides y tetraploides; después, Talent y Dickinson (2005) reportaron también hexaploides y algunos, aunque pocos, pentaploides. Estos datos complican aún más la taxonomía del género, sobre todo para las especies de América debido a los reportes existentes sobre la complicación de la poliploidía en el sistema reproductivo del género (Muniyamma y Phipps, 1979b).

Según Phipps (1984), existen numerosas especies de Crataegus diploides sexuales. Por ejemplo, la especie de Norteamérica C. punctata Jacq., presenta una variación clínica; es decir, una variación mínima y puntual; en contraste, C. monogyna Jacq., también se caracteriza por ser diploide sexual y nativa de Europa, sumamente promiscua y puede generar híbridos con individuos incluso de otras series taxonómicas; entre ellas, muchas especies de América; como resultado, varios de estos híbridos entre padres de series taxonómicas distantes presentan características intermedias entre los padres por lo que personas con poca experiencia en el género pueden confundirlas fácilmente con “especies nuevas” (Camp, 1942a; Phipps, 1984)

También pueden existir problemas de identificación por complejos de poliploides apomícticos con variación de poblaciones locales parecidas pero finamente separadas; por ejemplo, la serie Crus-galli (Loud.) Rehder, que se encuentra distribuida desde Canadá hasta México, lo que ha causado que se describan especies diferentes para cada región en la amplia área de distribución (Phipps, 1983a; Phipps, 1984; Dickinson, 1985; Phipps, 1988; Phipps, 1997).

these clonal individuals may remain biologically single in comparison to the original species, because of which they are considered “different species” (Camp 1942a; Phipps et al., 2003; Núñez-Colín, 2008).

Controversy on the taxonomy of the genus Crataegus still exists, in which the follow reproductive complications have been found: different level of ploidy (2x, 3x, 4x, 5x, y 6x; with x= 17) (Talent and Dickinson, 2005), sterile male agamospermy, hybridism (Grant, 1989, Talent and Dickinson, 2007b), apomixes, which in the case of this genus is genetically controlled, and this can be aposporous or rarely diplosporous (Muniyamma and Phipps, 1979a; Talent and Dickinson, 2007a, 2007b), pseudogamy and gametophytic self-incompatibility, such as apple (Malus spp.) (Phipps et al., 2003).

Longley (1924) was the first who indicated the polyploidy in the genus Crataegus, referring to diploid, triploid and tetraploid, followed by Talent and Dickinson (2005) who also found hexaploids and some, though few, pentaploids. These data further complicate the taxonomy of the genus, especially in the American species, due to the existing reports on the complications of polyploidy in the reproductive system of the genus (Muniyamma and Phipps, 1979b).

According to Phipps (1984), there are several known Crataegusspecies that are sexual diploids. Such as the North American species C. punctata Jacq., which have a clinical variation, i.e., a minimal and punctual variation, but, on the other hand, C. monogyna Jacq., is also a sexual diploid and is native to Europe, highly promiscuous and can generate hybrids with individuals even of other taxonomic series, among which are many American species. Most of these hybrids among parents of the distant taxonomic series showed intermediate traits of both parents because people with little experience in this genus could be easily confused with “new species” (Camp 1942a; Phipps, 1984).

But identif ication problems could exist for apomictic poliploid complexes with variation of local populations that are similar but finely separated. As an example, the series Crus-galli (Loud.) Rehder, which is distributed from Canada to Mexico. In this sense, this series has led to description by taxonomists of different species for each part of its distribution (Phipps, 1983a; Phipps, 1984; Dickinson, 1985; Phipps, 1988; Phipps, 1997).


El periodo de floración en la mayoría de las especies de Crataegus es corto; típicamente, todas las flores abren en una semana, lo que restringe la polinización (Phipps et al., 2003). Esto ocasiona que muchas de las especies no produzcan semilla aunque exista fruto formado y desarrollo de endocarpio (Nieto-Ángel et al., 2009).

Se ha reportado que el género Crataegus, incluye numerosas especies (se mencionan microespecies) fuertemente interrelacionadas morfológicamente, lo que hace muy difícil un tratamiento taxonómico satisfactorio (Grant, 1989). Además, Lo et al. (2007) reclasificaron el género Mespilus como parte del género Crataegus por su parecido en la secuencias de genes conservados lo que complicó aún más la taxonomía de este género.

Phipps (1983b) propuso dividir el género Crataegus en secciones y series para facilitar su sistemática. Al respecto, Phipps et al. (1990) efectuaron un recuento de las especies en la subfamilia Maloideae y describieron la clasificación taxonómica de Crataegus que se mantiene casi sin cambios hasta la actualidad. Sin embargo, Phipps (1997) modificó parte de la taxonomía del tejocote del centro y norte de México y describió nuevas especies; no obstante, la clasificación de las especies de México, sobre todo en cuanto a las series a las que pertenecen, continúa cambiando (Phipps et al., 2003) y se siguen incluyendo “nuevas especies” en otras partes del mundo (Dönmez, 2005; Dönmez y Dönmez, 2005; Phipps, 2006; Phipps, 2007; Phipps y O’Kennon, 2007).

Taxonomía del género Crataegus en México

La taxonomía de este género en México no es clara debido a que sólo existen dos tratados taxonómicos al respecto. El primero fue realizado a principios del siglo XX por Eggleston (1909) y el más reciente, que es exclusivo del norte y parte del centro del país, fue propuesto por Phipps (1997).

Eggleston (1909) describió siete especies mexicanas y una que existe tanto en México como en Guatemala: 1) Crataegus pubescens (H. B. K.) Steud.; en los estados de Veracruz e Hidalgo; 2) C. mexicana Moc. & Sessé, que correctamente debería ser referido como C. mexicana DC. debido que De Candolle fue el que puso el epíteto e hizo la descripción, y no Mociño y Sessé quienes fueron los colectores (McVaugh, 2000); reportada en los estados de México, Puebla, Hidalgo, Morelos, Michoacán, Guerrero, Veracruz, San Luis Potosí y Distrito Federal; 3) C. stipulosa (H. B. K.) Steud.; encontrada en Guatemala y en Chiapas, México; 4) C. rosei Eggl.; en los

Moreover, the flowering season in most of the Crataegus species is extremely short; typically all flowers mature in one week, which complicates pollination (Phipps et al., 2003). This event leads to many species not producing seeds, although they produce normal fruit and endocarps (Nieto-Ángel et al., 2009).

Therefore, the genus Crataegus includes numerous species (micro species) with a strong morphological relation which leads to difficulties in the successful taxonomic treatment (Grant, 1989). In addition, Lo et al. (2007) reclassified the genus Mespilus as a part of the genus Crataegus due to their similarities in conserved genes sequences, which complicate the taxonomy of this genus even further.

Phipps (1983b) proposed away to divide the genus Crataegus in sections and series to facilitate its system. In this sense, Phipps et al. (1990) recounted all species of the Maloideae subfamily and described the taxonomical classification of Crataegus, which remains almost intact until today. However, Phipps (1997) modified part of the taxonomy of tejocote from central and northern Mexico, where he described new species; nonetheless, the classification of the Mexican species, especially regarding the series to which they belong, still change (Phipps et al., 2003), and continue to include “new species” in other parts of the world (Dönmez, 2005; Dönmez and Dönmez, 2005; Phipps, 2006; Phipps, 2007; Phipps and O’Kennon, 2007).

Taxonomy of the genus Crataegus in Mexico

The taxonomy of this genus in Mexico is un clear, since only two taxonomical treatments in this respect exist. The first of them was made in early 20th. Century by W. W. Eggleston (1909), and the most recent, which only included the northern and part of central Mexico, was proposed by J. B. Phipps (1997).

Eggleston (1909) described seven Mexican species and one that grows both Mexico and Guatemala: 1) Crataegus pubescens (H. B. K.) Steud., found in the states of Veracruz and Hidalgo; 2) C. mexicana Moc. &Sessé, which is correctly referred to as C. mexicana DC., since De Candolle made the epithet and the description, and not Mociño and Sessé who were the collectors (McVaugh, 2000); it is found in the states of Mexico, Puebla, Hidalgo, Morelos, Michoacán, Guerrero, Veracruz, San Luis Potosí, and Federal District; 3) C. stipulosa (H. B. K.) Steud., found in Guatemala and


estados de Durango y Chihuahua; 5) C. parryana Eggl.; en el estado de San Luis Potosí; 6) C. greggiana Eggl.; reportada en el estado de Coahuila; 7) C. baroussana Eggl.; reportada en el estado de Coahuila; y 8) C. nelsoni Eggl.; descrita mediante un sólo ejemplar del estado de Chiapas.

Dado que muchas de las especies descritas en el tratado de Eggleston (1909) fueron nuevas, la mayoría de ejemplares de tejocote eran considerados C. pubescens (H. B. K.) Steud. Algo interesante, fue que Eggleston (1909) reconoció que C. pubescens (H. B. K.) Steud., era una especie diferente a C. mexicana DC., desde el principio del siglo XX y es curioso que este hecho fue pasado por alto por los taxónomos mexicanos hasta años recientes (Phipps et al., 2003; Núñez-Colín, 2008).

Al parecer el trabajo de Eggleston (1909) no fue muy difundido en México, ya que Phipps (1997) desechó el nombre de C. pubescens, éste se continúa apareciendo en publicaciones importantes hasta años recientes (Borys y Leszczyñka-Borys, 2004; Borys et al., 2004.; Vivar Vera et al., 2007).

La descripción taxonómica de Eggleston (1909) no es clara para las especies del sur de México. Núñez-Colín (2008) describió dos especies y concluyó que no existe seguridad de que los materiales de Chiapas y Guatemala reportados por Eggleston (1909) como C. stipulosa (H. B. K.) Steud., sean la misma especie que originalmente fue descrita por Humboldt et al. (1824) con ejemplares de Ecuador como Mespilus stipulosa y que más tarde Steudel (1841) reclasificó como Crataegus stipulosa y que Phipps et al. (2003) consideraron como una sinonimia de C. mexicana DC., al revisar los ejemplares de Perú y Ecuador. Sin embargo, Eggleston describió ejemplares con este nombre y consideró que eran de una especie diferente tanto a C. pubescens (H. B. K.) Steud., como a C. mexicana DC. y a las otras especies mexicanas descritas en su trabajo, lo que fue demostrado en parte por Núñez-Colín et al. (2008a) y Núñez-Colín (2008) ya que se demostró que los ejemplares del sur de México no son C. mexicana DC.

La otra especie reportada para el sur de México es C. nelsoni Eggl. que según Phipps et al. (1990) pertenece a la serie Mexicanae (Loud.) Rehder. y que Eggleston (1909), describió con un único material de herbario. Debido que no se han efectuado estudios taxonómicos posteriores en esta zona, la variabilidad y distribución no se conoce.

Fthe Mexican state of Chiapas; 4) C. rosei Eggl., found in Durango and Chihuahua; 5) C. parryana Eggl., found in San Luis Potosí; 6) C. greggiana Eggl., reported in Coahuila; 7) C. baroussana Eggl., reported in Coahuila and finally; 8) C. nelson Eggl., only one specimen from Chiapas was described.

Since many species described in Eggleston’s treatment (1909) were new, most of the specimens of tejocote were considered as C. pubescens (H. B. K.) Steud., one interesting point was that Eggleston (1909) recognized that C. pubescens (H. B. K.) Steud., was a different species to C. mexicana DC., since the early 20th. Century, and also interesting is that this fact was overlooked by Mexican taxonomists until recently (Phipps et al., 2003; Núñez-Colín, 2008).

Apparently Eggleston´s treatment (1909) was not published in Mexico, because although Phipps (1997) rejected the name of C. pubescens, this name still used in important journals until nowadays (Borys and Leszczyñka-Borys, 2004; Borys et al., 2004; Vivar Vera et al., 2007).

Certainly, Eggleston’s (1909) taxonomic treatment was not clear for species from southern Mexico, where this author described two species, mainly form Chiapas. In this sense, there is no guarantee that the Chiapas and Guatemala specimens reported by Eggleston as C. stipulosa (H. B. K.) Steud., were the same species originally described by Humboldt et al. (1824) with specimens of Ecuador as Mespilus stipulosa and then reclassified by Steudel (1841) as Crataegus stipulosa, and which Phipps et al. (2003) considered a synonym of C. Mexicana DC., in which they revised the specimens of Peru and Ecuador. Nevertheless, Eggleston described specimens with this name and he considered that both C. pubescens (H. B. K.) Steud., C. mexicana DC., and other Mexican species described in his treatment were different species, and this was proven in part by Núñez-Colín et al. (2008a) and Núñez-Colín (2008) since it is proven that southern Mexican specimens were not C. mexicana DC.

The other reported species from southern Mexico was C. nelson Eggl., which, according to Phipps et al. (1990), belong to series Mexicanae (Loud.) Rehder., but Eggleston (1909) described only one herbarium specimen. Because no recently taxonomical studies were carried out, mainly in this area, its variability, distribution, etc., were not known.


Phipps (1997), basado en el estudio de Eggleston (1909), reportó que en el norte de México existen 13 especies y reclasificó a la especie C. parryana Eggl., como una subespecie de C. rosei (C. rosei ssp. parryana [Eggl] Phipps); además, mencionó que la serie Mexicanae (Loud.) Rehder (C. mexicana sensu lato) está restringida a México y centroamérica, con puntos atípicos en Perú y Ecuador. Tres especies encontradas en el norte de México (C. uniflora Muench., C. greggiana Eggl. y C. tracyi Ashe ex Eggl.) también existen en el sur de Estados Unidos de América y las nueve especies restantes descritas por Phipps (1997) son endémicas de México (C. grandifolia Phipps, C. sulfurea Phipps, C. johnstonii Phipps, C. cuprina Phipps; C. baroussana Eggl., C. serratissima Phipps, C. aurescens Phipps, C. rosei Eggl. y C. gracilior Phipps). También reportó que ninguna de las especies que presentan hojas profundamente lobuladas en brotes cortos y hojas con venas a los senos lobulares se encuentran en México, aún cuando muchas de éstas se encuentran en el sur de Estados Unidos de América.

Por lo tanto, con base en los estudios de Eggleston (1909), Phipps et al. (1990), Phipps (1997), McVaugh (2000) y Phipps et al. (2003), la taxonomía más actual del género para ejemplares mexicanos es de la siguiente manera.

1) Serie Parvifoliae (Loudon) Rehder. 1. C. uniflora Müenchhausen (Tamaulipas).2) Serie Mexicanae (Loudon) Rehder. 2. C. mexicana De Candolle (Estado de México, Hidalgo, Puebla, Michoacán, Jalisco, Guanajuato y Veracruz).3. C. stipulosa (Humboldt, Bonpland & Kunth) Steudel (Entendida como la especie descrita por Eggleston [1909] con este nombre y que podría cambiar de nombre porque esta especie es considerada como una sinonimia de C. mexicana DC) (Chiapas y probablemente en Guerrero, Oaxaca y Veracruz). 4. C. nelsoni Eggleston (Chiapas).3) Serie Crus-galli (Loudon) Rehder. 5. C. gracilior J. B. Phipps (Hidalgo, Puebla, San Luis Potosí, Tamaulipas, Michoacán, Estado de México, Oaxaca y Veracruz). 6. C. rosei Eggleston, presenta 2 subespecies: 6A. C. rosei subesp. parryana (Tamaulipas, San Luis Potosí, Nuevo León e Hidalgo). 6B. C. rosei subesp. rosei, presenta tres variedades botánicas: 6Ba. C. rosei subesp. rosei var. rosei (Chihuahua, Coahuila, Durango, Guanajuato, Hidalgo, Nayarit, Nuevo León,

On the other hand, Phipps (1997), based on Eggleston’s treatment (1909), found Mexico that there are 13 species in Northern Mexico, and also reclassified the species C. parryana Eggl., as one subspecies of C. rosei (C. roseissp. Parryana [Eggl] Phipps). He also mentioned that the series Mexicanae (Loud.) Rehder (C. mexicana sensulato) was restricted to Mexico and Central America with outlier points in Peru and Ecuador. Three species found in Northern Mexico (C. uniflora Muench., C. greggiana Eggl., and C. tracyi Ashe ex Eggl.) are also found in southern USA while the remaining nine species described by Phipps (1997) are endemic of Mexico (C. grandifolia Phipps, C. sulfurea Phipps, C. johnstonii Phipps, C. cuprina Phipps; C. baroussanaEggl., C. serratissima Phipps, C. aurescens Phipps, C. rosei Eggl. and C. gracilior Phipps). Phipps (1997) also mentioned that there are no species in Mexico with deeply lobed short shoots leaves and leaves with veins to the sinuses, even though several of these are found in southern USA.

Therefore, based on the works of Eggleston (1909), Phipps et al. (1990), Phipps (1997), McVaugh (2000), and Phipps et al. (2003), the most recent taxonomy of this genus for Mexican specimens is as follows:

1) Series Parvifoliae(Loudon) Rehder. 1. C. uniflora Müenchhausen (Tamaulipas).2) Series Mexicanae (Loudon) Rehder. 2. C. mexicana De Candolle (State of Mexico, Hidalgo, Puebla, Michoacán, Jalisco, Guanajuato, and Veracruz). 3. C. stipulosa (Humboldt, Bonpland & Kunth) Steudel (Understanding the species described by Eggleston [1909] with this name, and it will undergo a change of name because this name is considered a synonym of C. mexicana DC.) (Chiapas and probably in Guerrero, Oaxaca, and Veracruz). 4. C. nelsoni Eggleston (Chiapas).3) Serie Crus-galli (Loudon) Rehder. 5. C. graciliorJ. B. Phipps (Hidalgo, Puebla, San Luis Potosí, Tamaulipas, Michoacán, State of Mexico, Oaxaca, and Veracruz). 6. C. rosei Eggleston, has two subspecies: 6A. C. rosei subesp. parryana (Tamaulipas, San Luis Potosí, Nuevo León, and Hidalgo). 6B. C. rosei subesp. rosei, has three botanical varieties: 6Ba. C. rosei subesp. rosei var. Rosei (Chihuahua, Coahuila, Durango, Guanajuato, Hidalgo, Nayarit, Nuevo Leon, Querétaro, San Luis Potosí, Sinaloa,


Querétaro, San Luis Potosí, Sinaloa y Tamaulipas). 6Bb. C. rosei subesp. rosei var. mahindae (San Luis Potosí, Nuevo León y Tamaulipas). 6Bc. C. rosei subesp. rosei var. amoena (Coahuila y Nuevo León).4) Serie Madrenses J. B. Phipps. 7. C. tracyi Ashe ex Eggleston, presenta tres variedades botánicas: 7a. C. tracyi var. tracyi (sólo presente en Texas, EUA). 7b. C. tracyi var. coahuilensis (Coahuila). 7c. C. tracyi var. madrensis (Coahuila y Nuevo León). 8. C. aurescens J. B. Phipps (Coahuila y Nuevo León).5) Serie Greggianae J. B. Phipps. 9. C. greggiana Eggleston, presenta dos variedades botánicas: 9a. C. greggiana var. greggiana (Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas y Texas, EUA). 9b. C. greggiana var. pepo (Coahuila y Nuevo León). 10. C. serratissima J. B. Phipps (Hidalgo y probablemente Querétaro, San Luis Potosí y Nuevo León). 11. C. sulfurea J. B. Phipps (Coahuila y Nuevo León). 12. C. grandifolia J. B. Phipps, presenta dos variedades botánicas: 12a. C. grandifolia var. grandifolia (Coahuila). 12b. C. grandifolia var. potosina (Nuevo León).6) Serie Baroussanae J. B. Phipps. 13. C. baroussana Eggleston, presenta dos variedades botánicas: 13a. C. baroussana var. baroussana (Coahuila y Nuevo León). 13b. C. baroussana var. jamensis (Coahuila). 14. C. cuprina J. B. Phipps (Nuevo León). 15. C. johnstonii J. B. Phipps (Coahuila).

Cabe mencionar que esta clasificación es parcial debido a la falta de colecta e inventario de este género en los estados de Chiapas, Veracruz, Guerrero, Morelos y Oaxaca.

Recientemente, Núñez-Colín et al. (2008b) determinaron que el género Crataegus se desarrolla en tres diferentes regiones eco-climáticas. La región que abarca los estados del sur y sureste de México no presenta estudios taxonómicos y al parecer contienen especies pertenecientes principalmente a las series Mexicanae, Crus-galli y Baroussanae. Además Núñez-Colín (2009b) reportó que ésta es una de las tres áreas con mayor diversidad en México y que son prioritarias para la colecta de germoplasma.

and Tamaulipas). 6Bb. C. rosei subesp. rosei var. Mahindae (San Luis Potosí, Nuevo León and Tamaulipas). 6Bc. C. roseisubesp. roseivar.amoena(Coahuila and Nuevo León).4) Serie Madrenses J. B. Phipps. 7. C. tracyi Ashe ex Eggleston, has three botanical varieties: 7a. C. tracyi var. tracyi (found only in Texas, USA). 7b. C. tracyi var. coahuilensis (Coahuila). 7c. C. tracyi var. madrensis (Coahuila and Nuevo León). 8. C. aurescens J. B. Phipps (Coahuila and Nuevo León). 5) Serie Greggianae J. B. Phipps 9. C. greggiana Eggleston, has two botanical varieties: 9a. C. greggiana var. greggiana (Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas, and Texas, USA). 9b. C. greggiana var. Pepo (Coahuila and Nuevo León). 10. C. serratissima J. B. Phipps (Hidalgo and probably Querétaro, San Luis Potosí and Nuevo León). 11. C. sulfúrea J. B. Phipps (Coahuila and Nuevo Leon). 12. C. grandifolia J. B. Phipps, has two botanical varieties: 12a. C. grandifolia var. grandifolia (Coahuila). 12b. C. grandifolia var. potosina (Nuevo León). 5) Series Baroussanae J. B. Phipps. 13. C. baroussana Eggleston, has two botanical varieties: 13a. C. baroussana var. baroussana (Coahuila and Nuevo León). 13b. C. baroussana var. jamensis (Coahuila). 14. C. cuprina J. B. Phipps (Nuevo León). 15. C. johnstonii J. B. Phipps (Coahuila).

This classification is partial because the collection and inventory of this genus are missing for Chiapas, Veracruz, Guerrero, Morelos, and Oaxaca. Recently, Núñez-Colín et al. (2008b) reported that the genus Crategus developed in three different eco-climatic areas. The area which covers the south and southeast of Mexico has no taxonomical studies and apparently has species belonging mainly to the series Mexicanae, Crus-galli, and Baroussanae. Moreover, Núñez-Colín (2009b) mentioned that this is one of the most diverse areas in Mexico and is also a priority for germplasm collection.

In this sense, Núñez-Colín et al. (2008a) showed that the accessions from Chiapas at the Germplasm Bank of Tejocote at the Universidad Autónoma Chapingo (BGT-UACH) were identified mainly as C. stipulosa (H. B. K.)


En este sentido, Núñez-Colín et al. (2008a) indicaron que las accesiones de Chiapas en el banco de germoplasma de tejocote de la Universidad Autónoma Chapingo (BGT-UACH) fueron identificadas principalmente como C. stipulosa (H. B. K.) Steud [entendida ésta como la especie propuesta por Eggleston (1909) con este nombre] y C. nelsoni Eggl.; aunque también se encontraron dos ejemplares de C. gracilior Phipps y cuatro ejemplares de Chiapas y dos de Puebla que no pudieron ser identificadas con las claves existentes (Eggleston, 1909; Phipps, 1997) ni por el Dr. J. B. Phipps de la Universidad de Western Ontario y podrían ser especies, subespecies o variedades botánicas nuevas, probablemente de las series antes mencionadas o de otras que no fueron consideradas en el presente trabajo.

Además, Núñez-Colín et al. (2008a) determinó que estas especies del sur de México fueron diferentes (con 95% de confiabilidad estadística) a las del centro de México y concluyeron que se trata de acervos genéticos diferentes. Este resultado permite concluir que las accesiones de Chiapas no pueden ser identificadas como C. mexicana DC., tampoco como C. gracilior Phipps, a excepción de las cuatro accesiones de Chiapas que fueron identificadas como C. gracilior.

C. mexicana DC. y C. gracilior Phipps fueron las principales especies encontradas en el centro de México, y pueden considerarse acervos genéticos diferentes a las del sur de México, probablemente por contener variación morfológica diferencial (Núñez-Colín et al., 2008a; Núñez-Colín, 2008; Núñez-Colín et al., 2009).

DISCUSIÓN

Para la identificación de especies en estudios que incluyan ejemplares del género Crataegus de las regiones centro y norte de México se recomienda la utilización de la clave taxonómica de Phipps (1997) como lo han hecho en recientes trabajos de Rzedowski y Calderón de Rzedowski (2005) y Villarreal-Quintanilla y Encina-Domínguez (2005). Incluso la obra de Phipps (1997) fue reseñada por Madrigal-Sánchez (1998) en una prestigiosa revista mexicana referente al tema, por lo que los taxónomos y curadores de herbarios en México deberían y utilizar esta clave taxonómica para re-determinar los ejemplares de Crataegus del norte y centro de México.

Steud. (understood as the species proposed by Eggleston [1909] with this name) and C. nelson Eggl.; although two specimens of C. gracilior Phipps were also found, along with four specimens from Chiapas and two from Puebla that cannot be identified using the current keys (Eggleston, 1909; Phipps, 1997) nor by Dr J. B. Phipps at the University of West Ontario and they could be new species, subspecies or botanical varieties, which probably belong to the series mentioned above, or others, which were not considered in this study.

In addition, Núñez-Colín et al. (2008a) also showed that this southern Mexican species was different (with 95% of statistical reliability) to central Mexican ones, and they concluded that they are different genetic pools. This result leads the authors to conclude that the accessions from Chiapas cannot be identified as C. mexicana DC nor C. gracilior Phipps, except for the four which were identified as C. gracilior.

C. mexicana DC., and C. gracilior Phipps were the main species found in accessions from central Mexico and these can be considered different genetic pools to the southern Mexican ones, probably since they contain different species, which have differential morphological variations (Núñez-Colín et al., 2008a; Núñez-Colín, 2008; Núñez-Colín et al., 2009).

DISCUSSION

To identify species in studies that include specimens of the genus Crataegus from northern and central Mexico, it is recommended to use the taxonomic key by Phipps (1997) as in recent works by Rzedowskiand Calderón de Rzedowski (2005) and Villarreal-Quintanilla and Encina-Domínguez (2004). The treatment of Phipps (1997) was even reviewed by Madrigal-Sánchez (1998) in a prestigious Mexican journal on this topic, since the taxonomist and herbarium curators from Mexico must use this key so all Mexican herbaria could be re-identified as Crataegus specimens from northern and central Mexico. It is noted that in several times the Phipps’ key (1997) is insufficient to identify specimens from central and southern Mexico; mainly to specimens from Chiapas, Guerrero, and Veracruz, and others from Puebla, Morelos,


En muchas ocasiones la clave de Phipps (1997) es insuficiente para la identificación de ejemplares de la zona centro y sur de México, sobre todo para los ejemplares de Chiapas, Guerrero y Veracruz y algunos de Puebla, Morelos y Oaxaca, por lo que en este caso se recomienda utilizar la clave de Eggleston (1909) a pesar de que ésta sea parcial y carezca de detalles como el color del fruto de las especies del sur de México, característica que Phipps (1997) considera de mucha importancia en la identificación. Al parecer, en estos estados del centro y sur de México se pueden encontrar especies como C. stipulosa (H. B. K.) Steud., [especie que Eggleston (1909) reportó con este nombre], C. gracilior Phipps, C. mexicana DC., y C. nelsoni Eggl., todas ellas pertenecientes a las series Mexicanae y Crus-galli, aunque por datos de algunas accesiones en el BGT-UACH originarias de Chiapas y Puebla podrían ser consideradas especies, subespecies o variedades botánicas nuevas (Núñez-Colín, 2008; Núñez-Colín et al., 2008a; Núñez-Colín et al, 2009).

Además, se debería de realizar un mayor número de colectas y claves de identificación para ejemplares del centro y sur de México, así como reconsiderar el cambio de nombre de la especie C. stipulosa (H. B. K.) Steud., [como lo hizo Phipps con C. pubescens (H. B. K.) Steud.], debido que no se trata de ejemplares silvestres de C. mexicana DC. (Phipps et al., 2003; Núñez-Colín et al., 2008a), lo que causa confusión al identificar taxonómicamente ejemplares sobre todo del sur de México. También se debe reconocer las variantes de esta especie así como de C. nelsoni Eggl. e investigar sobre la existencia de especies no descritas para estas zonas.

CONCLUSIONES

Esta investigación evidencia la falta de una sistematización en este género, que por sí mismo es de difícil tratamiento taxonómico; sin embargo, la identif icación podría facilitarse tomando en cuenta el área de origen del ejemplar, debido que este género presenta especies con distribución limitada, de esta manera se podría deducir su determinación taxonómica. Además, es conveniente evitar el uso de Crataegus pubescens (H. B. K.) Steud., para identificar al tejocote de México.

Las especies mencionadas son las que están reportadas en la literatura para México; sin embargo, podrían existir especies no descritas, por lo que se debe efectuar un estudio

and Oaxaca, because in this case it is recommendable to use Eggleston’s key (1909) even though this key is partial and does not contain details such as fruit color of the southern Mexican species, a trait that Phipps (1997) considered extremely important to identify. Apparently, in the states of central and southern Mexico species such as C. stipulosa (H. B. K.) Steud. (species that Eggleston [1909] reported with this name) could be found, along with C. gracilior Phipps, C. mexicana DC., and C. nelsoni Eggl., all of which belong to series Mexicanae and Crus-galli, although several accessions from BGT-UACh from Chiapas and Puebla could be considered as new species, subspecies, or botanical varieties (Núñez-Colín, 2008; Núñez-Colín et al., 2008a; Núñez-Colín et al, 2009).

Furthermore, more collections and identification keys could be created for specimens from central and southern Mexico. It is also worth reconsidering change in the name of species C. stipulosa (H. B. K.) Steud. (as Phipps did with C. pubescens (H. B. K.) Steud.) since it is not wild a specimen of C. mexicana DC. (Phipps et al., 2003; Núñez-Colín et al., 2008a). This causes confusion, mostly in the taxonomic identification of specimens from southern Mexico. In addition, the varieties that could exist in this species and in C. nelsoni Eggl., must be recognized, and research carried out on whether there are any non described species exist in this area or not.

CONCLUSIONS

Due to the above, a well-performed systematization in this genus is still necessary, and is in itself of a difficult taxonomic treatment. However, the identification could be possible by origin of the tejocote specimen, because this genus has species with a limited distribution. In this way, it’s possible taxonomic identity could be inferred, although it is recommendable that one expert collaborate in the identification, to avoid errors in identification. Moreover, it is not recommendable to used Crataegus pubescens (H. B. K.) Steud., to identify Mexican tejocotes.

The species described in this work were reported in the literature from Mexico. Nonetheless, still undescribed species could be found, since detailed taxonomic studies must be carried out to elaborate new identification keys, mainly for specimens from south and southeast Mexico, and


taxonómico más detallado para elaborar nuevas claves de identificación, sobre todo para los estados de Puebla, Veracruz, Oaxaca, Guerrero, Morelos y Chiapas; así como, hacer colectas intensivas del género para lograr mayor representatividad.

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HONGOS ASOCIADOS CON LA ENFERMEDAD “MIADA DE PERRO” EN EL CULTIVO DE CHILE*

ASOCIATED FUNGUS WITH THE “DOG’S URINE” DISEASE IN CHILI PEPPER

José de Jesús Avelar-Mejía1§, Martha Galindo-Oliva1, Alfredo Lara-Herrera1, J. Jesús Llamas-Llamas1, Maximino Luna-Flores1, Miguel Ángel Salas-Luevano1 y Mariandrea Cabral-Enciso1

1Unidad Académica Agronomía. Universidad Autónoma de Zacatecas. Carretera Zacatecas-Guadalajara (vía corta), km 15.5. Cieneguillas, Zacatecas. C. P. 98600. Tel. 01 492 9244147. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]) y ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: mayo de 2010


RESUMEN

El chile (Capsicum annuum L.) es afectado por una enfermedad que en Zacatecas se conoce como “miada de perro”; es de aparición reciente y su importancia cada día es mayor debido que reduce la producción de fruto. Algunos de los síntomas son la necrosis en hojas y semillas, que hace pensar en la presencia de hongos. El objetivo de esta investigación fue conocer los hongos fitopatógenos que se encuentran asociados con plantas enfermas de junio y julio 2004 a 2006. Se colectaron hojas, tallos y semillas de plantas sanas y con síntomas de la enfermedad en siembras comerciales de Fresnillo, Calera, Villa de Cos, Villa García y Pánfilo Natera, en el estado de Zacatecas; se transfirieron a caja petri con medio de cultivo pimaricina-ampicilina-rifampicina-PCNB e himexazol (PARPH), papa dextrosa agar (PDA) y agua-agar. Los organismos que se desarrollaron en hojas, ramas y semillas, se identif icaron utilizando claves taxonómicas. Se encontraron los hongos Alternaria solani (21% en plantas sanas y 41% en plantas enfermas), Fusarium roseum (10.2% en plantas sanas y 16.1% en plantas enfermas), Phytophthora capsici (0.6% en plantas sanas y 3.7% en plantas enfermas), Nigrospora spp. (0.7% y 1.7%), Aspergillus spp. (0.6% y 1.7%) y Penicillium spp. (0.2% y

ABSTRACT

The chili pepper (Capsicum annuum L.) is vulnerable to a disease known in the state of Zacatecas as “dog's urine”, which appeared recently and its importance increases every day, since it reduces the production of the pepper. Some of the symptoms are the necrosis of leaves and seeds, which leads to considering the presence of fungi. The aim of this study was to know the phytopathogenic fungi that were related to the diseased plants in June and July, from 2004 to 2006. Leaves, stems and seeds of healthy and diseased plants were gathered in commercial plantations in Fresnillo, Calera, Villa de Cos, Villa García and Pánfilo Natera, in the state of Zacatecas; they were transferred to petri dishes viapimaricin-ampicilin-rifampin-PCNB and hymexazol (PARPH), potato dextrose agar (PDA) and water-agar culture media. The organisms that grew on leaves, stems and seeds were identifiedusing taxonomical codes. The fungi found were Alternaria solani (21% in healthy plants and 41% in diseased plants), Fusarium roseum (10.2% in healthy plants and 16.1% in diseased plants), Phytophthora capsici (0.6% in healthy plants and 3.7% in diseased plants), Nigrospora spp. (0.7% and 1.7%), Aspergillus spp. (0.6%y 1.7%) and

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0.1%), respectivamente; así como bacterias saprófitas (2.5% en plantas enfermas). En semillas provenientes de plantas enfermas no se obtuvieron crecimientos fungosos 43.2% de las siembras muestreadas y en semilla sana se encontraró: hongos saprófitos 20% de ellas, Alternaria solani en 13.5%, Aspergillus spp. 20% y Fusarium spp. 3.3%. Con base en los síntomas que estos patógenos ocasionan en plantas susceptibles, se consideró que se encuentran asociados con la enfermedad “miada de perro”, pero no participan directamente en la producción de los síntomas.

Palabras clave: Alternaria spp., Capsicum annuum, enfermedad, hongo, tizón.

En el estado de Zacatecas, la producción de chile (Capsicum annuum L.) es afectada por varios factores que limitan su rendimiento y calidad, destacando entre otros la presencia de plagas y enfermedades. Las enfermedades de mayor importancia que lo afectan son: la marchitez (Phytophthora capsici L.), la cenicilla (Erysiphe sp.), el ahogamiento (Phythium spp.), el tizón (Alternaria solani) y la miada de perro (MP); esta última es de aparición reciente en la región, pero su importancia es cada día mayor porque reduce significativamente la producción de frutos en las plantas afectadas. El agente causal de esta enfermedad se desconoce y no se tiene información sobre la magnitud de la incidencia y severidad, la forma de transmisión y de control. Galindo et al. (2002) mencionan que es causada por virus, cuyos vectores son los pulgones y la mosquita blanca, aunque no mencionan las pruebas de patogenicidad y transmisión que se realizaron para aseverar esta situación.

La enfermedad puede atacar a las plantas de chile en cualquier etapa de desarrollo; sin embargo, su presencia en Zacatecas es mayor en los meses de junio a julio, cuando el cultivo está en floración. Las plantas enfermas reducen su crecimiento, las hojas se tornan gruesas y poco flexibles, se presentan abolsamientos, mosaico y la lámina foliar se reduce, las plantas no presentan marchitez y su producción es poca o nula, la enfermedad se presenta al azar y no en manchones como lo hace la marchites; además, presenta un tizón en el borde de la hoja que es más evidente en el ápice. En el interior de los frutos, las semillas se manchan o se tornan necróticas; lo que indica la posible presencia de hongos en la producción de la MP.

Ante la ausencia de estudios sobre patógenos asociados con la presencia de la MP en el cultivo de chile en Zacatecas, se propuso el presente trabajo con el objetivo de conocer

Penicillium spp. (0.2% and 0.1%), respectively; as well as saprophytic bacteria (2.5% in diseased plants). In seeds from diseased plants, there was no fungal growth found 43.2% of the plantations sampled and in healthy seeds there were saprophytic fungi (in 20%), Alternaria solani (13.5%), Aspergillus spp. (20%) and Fusarium spp. (3.3%). Based on the symptoms these pathogens cause on vulnerable plants, they were assumed to be related to the disease “dog's urine”, but they do not participate directly in the production of the symptoms.

Key words: Alternaria spp., Capsicum annuum, blight, disease, fungus.

In the state of Zacatecas, the production of chili peppers (Capsicum annuum L.) is affected by several factors that limit its yield and quality, including plagues and diseases. The most important diseases affect wilting (Phytophthora capsici L.), powdery mildew (Erysiphe sp.), water moulds (Phythium spp.), blight (Alternaria solani) and dog's urine (DU). The latter appeared recently in the area, but its importance increases every day because it significantly reduces the production of fruits in affected plants. The agent that causes this disease is unknown and there is no information on the magnitude of the incidence and harshness, or on the ways of transmission and control. Galindo et al. (2002) claim it is caused by a virus, and its vectors are plant louses and whiteflies, although they do not mention the pathogenicity and transmission tests they carried out to assert this situation.

The disease can attack chili plants at any growth stage. However, its presence in Zacatecas is greater in the months of June and July, when the crop is in its flowering period. The affected plants reduce their growth, their leaves become thick and rigid, leaves develop blisters, mosaicsand the leaf surface is reduced, plants do not wilt and its production is scarce or null. The disease appears randomly and not in spots like wilting, and there is blight on the edge of the leaf, which is most evident in the apex. Inside the fruits, seeds become stained or necrotic, indicating a possible presence of fungi in the production of DU.

Due to a lack of studies on pathogens related to the presence of DU in chili plantations in Zacatecas, this investigation was proposed with the aim of knowing the phytopathogenic fungi that were related to the diseased plants. The hypothesis was that several genera of phytopathogenic fungi are related with the DU disease.

Hongos asociados con la enfermedad “miada de perro” en el cultivo de chile 157

los hongos fitopatógenos que se encuentran asociados con plantas afectadas por esta enfermedad. La hipótesis de trabajo fue que con la enfermedad MP, se encuentran asociados varios géneros de hongos fitopatógenos.

Se colectaron muestras de hojas, ramas y frutos de plantas de chile puya sanas y con síntomas de la enfermedad MP, en lotes comerciales de los municipios de Calera, Fresnillo, Pánfilo Natera, Villa de Cos y Villa García en Zacatecas, durante los ciclos 2004 a 2006. En cada municipio, se tomaron muestras de 30 plantas de un lote específico y en el siguiente año se hizo en otro lugar en el mismo lote y municipio, por la irregularidad del sitio de cultivo. Estas se tomaron en el momento de mayor presencia de la enfermedad, lo cual ocurrió en los meses de junio y julio.

Las hojas y ramas colectadas se lavaron en agua corriente, se desinfestaron en hipoclorito de sodio al 1% y se trasfirieron a cajas petri con medio de cultivo PARPH (pimaricina-ampicilina-rifampicina-PCNB e himexazol), especifico para Phytophthora (Erwin et al., 1983), PDA (papa dextrosa agar) y agua-agar, estos dos últimos de uso general. En total se realizaron 600 siembras en medios de cultivo por año y 1 800 en total. Las semillas se obtuvieron de 60 frutos de plantas sanas y 60 frutos de plantas enfermas, de una parcela en cada uno de los municipios mencionados, también se lavaron y desinfestaron con hipoclorito de sodio al 1%, durante 3 min; se eligieron 50 semillas al azar de cada municipio, estas se sembraron en los medios de cultivo PDA y agua-agar. Los crecimientos obtenidos en hojas ramas y semillas se identificaron utilizando las claves taxonómicas (Barnett y Hunter, 1972; Waterhouse, 1968; y Both, 1971); se realizaron las pruebas bioquímicas de tinción de Gram y reacción de Koch (Kiraly et al., 1974) y se determinó la forma de las bacterias encontradas.

De 1 800 siembras que se realizaron en total durante tres ciclos, en 1 745 de ellas se obtuvieron crecimientos fungosos y sólo en 45 se detectó la presencia de bacterias. En los tres muestreos que se realizaron (uno por cada año), el hongo que más se detectó fue Alternaria solani (62%), seguido por Fusarium roseum (26.3%); el resto de patógenos asociados se encontraron en menor porcentaje, como fue el caso de Phytophthora capsici (4.3%), Nigrospora spp. (2.5%), Aspergillus spp. (2%), Penicillium spp. (0.3%) y crecimientos bacterianos (2.5%). Su presencia se detectó en muestras provenientes de plantas enfermas y en plantas sanas, aunque en estas últimas los porcentajes fueron siempre menores (Cuadro 1).

Samples of leaves, branches and fruits were taken from healthy plants and plants with symptoms of DU, in commercial fields in the municipal areas of Calera, Fresnillo, Pánfilo Natera, Villa de Cos and Villa García in Zacatecas, between 2004 and 2006. In each area, samples were taken from 30 plants in a specific field, and the following year, this was done in another place, in the same field and municipal area, due to the irregularity of the plantation. These were taken when the presence of the disease was at its highest point, which was in the months of June and July.

The leaves and branches gathered were washed in running water, disinfected in 1% sodium hypochlorite and moved to petri dishes with pimaricin-ampicilin-rifampin-PCNB and hymexazol (PARPH), specifically for Phytophthora (Erwin et al., 1983), PDA (potato dextrose agar) and water-agar, the two latter being for general use. A total of 600 plantations were made in culture media per year and 1 800 in total. The seeds taken from 60 fruits from healthy plants, along with another 60 from diseased plants, from a field in each municipality area mentioned, were also washed and disinfected with a 1% sodium hypochlorite solution for 3 min; fifty seeds were chosen at random from each municipal area, they were then planted in the PDA andwater-agar culture media. The growth presented in leaves, branches and seeds were identified using the taxonomical codes (Barnett and Hunter, 1972; Waterhouse, 1968; Both, 1971). The biochemical Gram stain test and Koch’s reaction test (Kiraly et al., 1974) were carried out, and the shape of the bacteria found was established.

Out of the 1 800 plantations carried out in total during 3 cycles, in 1 745 of them, fungi were found, and in only 45, bacteria were found. In the three simple collections (one per year), the fungus most commonly found was Alternaria solani (62%), followed by Fusarium roseum (26.3%); the rest of the pathogens were found in lower percentages, such as Phytophthora capsici (4.3%), Nigrospora spp. (2.5%), Aspergillus spp. (2%), Penicillium spp. (0.3%) and bacterial growth (2.5%). Its presence was found in samples of diseased and healthy plants, although in the latter, the percentages were always lower (Table 1).

Fungi were found in leaves and branches, as well as in seeds gathered, both healthy and with symptoms of DU, although in this case, the most common were saprophytic fungi (20%) and Aspergillus spp. (20%), followed by Alternaria solani (13.5%) and Fusarium spp. (3.3%) and no fungal growth was found in 43.2% of the plantations.


En semillas, al igual que en hojas y ramas, se detectaron crecimientos fungosos en semilla sana y en semillas colectadas de plantas que mostraron la sintomatología de la enfermedad MP, aunque en este caso los más comunes fueron hongos saprófitos (20%) y Aspergillus spp. (20%), seguidos por Alternaria solani (13.5%) y Fusarium spp. (3.3%) y en 43.2% de las siembras realizadas no se obtuvo ningún tipo de crecimiento.

Con base en los resultados obtenidos, los síntomas que presentan las plantas de chile infectadas por la enfermedad MP, no corresponden a los que normalmente producen los hongos que se encontraron asociados con esta enfermedad.

Alternaria solani, que se detectó en más de la mitad del total de muestras de hojas y ramas (62%), ocasiona tizones de color oscuro que tienen como característica distintiva la presencia de anillos concéntricos; la MP presenta tizones foliares apicales o marginales, pero no se observó la presencia de anillos, ni lesiones oscuras y hundidas que se presentan en los frutos o en la base del tallo de plantas atacadas por este hongo (Joly, 1964). A la fecha se desconoce si en plantas de chile, Alternaria solani no forma anillos concéntricos o presenta variantes en su sintomatología por el efecto de algún factor biótico o abiótico; o bien que algunas de sus especies no produzcan la sintomatología típica de este patógeno.

Otros hongos que se encontraron asociados con la MP, también ocasionan síntomas diferentes a los que normalmente se observaron en esta enfermedad, como es el caso de Fusarium roseum; estos hongos, en la mayoría de plantas donde se han encontrado ocasionan marchitez generalizada acompañada de amarillamiento, lo cual también se presenta en MP, pero acompañado de mosaico

Based on the results, the symptoms presented by the plants infected with DU, do not correspond to those normally produced by fungi that were found to be related with this disease.

Alternaria solani, found in more than half of the total of samples of leaves and branches (62%), causes dark blightswith the distinctive feature of concentric rings; DU presents apicalfoliar blights, yet no rings or dark, deep abrasions were observed in the fruits or the base of the stem of plants attacked by this fungus (Joly, 1964). It is still unknown if in chili plants Alternaria solani don´t forms concentric rings or present any variants in its symptoms due to the effect of some biotic or abiotic factor; or if some of its species don´t produce the typical symptoms of this pathogen.

Other fungi that were found to be related to DU also cause different symptoms to those that would normally be presented in this disease, such as Fusarium roseum; These fungi, in most plants that have displayed generalized wilting, along with yellowing, which also occurs in DU, yet accompanied by a mosaic that does not cover the entire leaf; nor is there rotting in the roots, which is always present in plants infected by Fusarium.

Out of the plantations carried out (1 800), Phytophthora capsici was found in only 78, which is difficult to take as evidence of its possible participation in the presence of DU, due to its scarce presence, but also to the fact that the symptoms of DU do not correspond with those caused by P. capsici, which consist of a generalized wilting of the leaves, leading to their dying and sticking to the plants, making them look like they were burnt. Mummification

Patógeno 2004 2005 2006Sano Miada de perro Sano Miada de perro Sano Miada de perro

Alternaria solani 18 44 30 43 16 36Fusarium roseum 12 15.3 5 10 13.7 23Phytophthora capsici 0 5 0 3 2 3.2Nigrospora spp. 2.1 3.7 0 0 0 1.5Aspergillus spp. 2 2 0 3 0 0Penicillium spp. 0.6 0.3 0 0 0 0Crecimiento bacteriano 0 0 0 3 0 4.4

Cuadro 1. Crecimiento de microorganismos (%) en hojas y ramas de chile sanas y con síntomas de “miada de perro”, colectadas durante junio y julio de 2004-2006.

Table 1. Growth of microorganisms (%) in leaves and stems of healthy chili plants and plants with “dog's urine” symptoms, gathered during June and July 2004-2006.

Hongos asociados con la enfermedad “miada de perro” en el cultivo de chile 159

sin cubrir toda la hoja; tampoco hay pudrición de raíces, característica siempre presente en plantas infectadas por Fusarium.

De las siembras realizadas (1 800), sólo en 78 se detectó a Phytophthora capsici, lo que es difícil de tomar como evidencia de su posible participación en la presencia de MP, tanto por el bajo porcentaje de su presencia, como por los síntomas de MP no corresponden a los que ocasiona P. capsici, que consisten en marchitamiento generalizado de las hojas hasta que mueren y quedan adheridas a las plantas, dando el aspecto de haber sido quemadas. También hay momificación de frutos, pudrición de raíz y presencia de lesiones oscuras en la base del tallo, lo cual no se observa en MP; tal vez la presencia en las muestras analizadas se debe al patógeno que más ataca al chile en el estado de Zacatecas y este se encuentra ampliamente distribuido.

Los otros géneros de hongos que fueron encontrados: Nigrospora spp. (2.5%), Aspergillus spp. (2%), y Penicillum spp. (0.3%), tienen escasas posibilidades de participar en la sintomatología que ocasiona MP. Estos hongos son conocidos como parásitos débiles y en la mayoría de los casos se comportan como saprófitos; cuando afectan plantas susceptibles, los síntomas que ocasionan son diferentes a los ocasionados con MP. Al respecto, Nigrospora spp., es un hongo que en la mayoría de los casos se encuentra como saprófito y en algunas ocasiones atacando el tallo y semillas de monocotiledóneas, en especial de maíz y trigo, ocasionando manchas en el tallo o afectando la germinación de las semillas (Barron, 1964). En cambio, Aspergillus y Penicillium son considerados como hongos saprófitos en campo y en algunas ocasiones se pueden tornar peligrosos en almacenes donde atacan granos de varias plantas, en especial de maíz, cuando el contenido de humedad es ligeramente mayor a lo normal, ocasionando la aparición de un micelio verde o negro, seguido de pudrición del órgano afectado (Harmon y Pfleger, 1974; Diener et al., 1983).

Algunas enfermedades que afectan al chile y que son ocasionadas por hongos, pueden ser transmitidas por semilla; entre ellas, la más importante es la marchitez ocasionada por P. capsici y algunas de etiología viral. Aunque las semillas que presentan síntomas de MP pueden presentar necrosis, manchas, arrugas o estar vanas, una vez que se colocaron en medios de cultivo, no presentaron ningún hongo de los que normalmente se consideran patógenos, encontrando que en la mayoría de las siembras

of fruits, rotting of the root and dark lesions on the base of the stem is also appearing, but not in DU. The presence of these symptoms in the analyzed samples may be due to the pathogen that attacks the chili plant in the State of Zacatecas and is widely distributed.

Nigrospora spp. (2.5%), Aspergillus spp. (2%), and Penicillum spp. (0.3%) were the other genera of fungi that were found, although they have scarce possibilities of participating in the symptoms caused by DU. These fungi are known as weak parasites, and in most cases they behave as saprophytes;when they affect vulnerable plants, symptoms are different to the ones caused by DU. In regard, Nigrospora spp., is a fungus that is mostly found as a saprophyte and sometimes attacks the stem and seeds of monocots, especially maize and wheat, causing spots in the stem or affecting the germination of seeds (Barron, 1964).On the other hand, Aspergillus and Penicillium are considered saprophytic fungi on the field and can become dangerous in warehouses, where they attack grains of various plants, especially maize, when humidity is slightly above normal, causing the appearance of green or black mycelia, followed by the rotting of the affected organ (Harmon and Pfleger, 1974; Diener et al.,1983).

Some diseases that affect chili plants and are caused by fungi can be transmitted via the seeds, the most important of which is wilting caused by P. capsici and some of viral etiology. Although seeds display DU symptoms, they may display necrosis, spots, wrinkles or be empty, after being placed in culture mediums, they displayed none of the fungi that are normally considered pathogenous, and out of the majority of plantations (900 in total), 43.3% displayed no fungal or bacterial growth; 20% displayed saprophytic fungi and only in 37.8% were there fungal growths found, out of which there is no relation with the symptoms that cause, or are described for DU, since Alternaria solani was found in 13.5%, Aspergillus sp., 20% and Fusarium spp., 3.3%.

Preliminary results indicate that six different types of fungi and a bacterial growth were found to be related to the disease “dog's urine”. The most common fungus was Alternaria solani (62%), followed by Fusarium roseum (26.3%), Phytophthora capsici (4.3%), Nigrospora spp. (2.5%), Aspergillus spp. (2%), and Penicillum spp. (0.3%). Bacterial growth was found in 2.5% of the plantations, which didn´t correspond to phytopathogenic bacteria. In seeds of diseased plants, 43.2% of plantations


(900 en total), 43.3% no se obtuvo ningún crecimiento fungoso o bacteriano; 20% se encontraron hongos saprófitos y únicamente 37.8% se encontraron crecimientos fungosos, de los cuales tampoco existe relación con los síntomas que normalmente ocasionan y los descritos para MP, ya que Alternaria solani se detectó 13.5%, Aspergillus sp., 20% y Fusarium spp., 3.3 %.

Los resultados preliminares nos indican que se encontraron asociados con la enfermedad “miada de perro”, seis diferentes tipos de hongos y un crecimiento bacteriano. El hongo más común fue Alternaria solani (62%), seguido por Fusarium roseum (26.3%), Phytophthora capsici (4.3%), Nigrospora spp. (2.5%), Aspergillus spp. (2%), y Penicillum spp. (0.3%). El crecimiento bacteriano se detectó 2.5% de las siembras realizadas, el cual no correspondió a bacterias fitopatógenas. En las semillas provenientes de las plantas enfermas, no se obtuvieron crecimiento fungosos 43.2% de las siembras realizadas, hongos saprófitos 20%, Alternaria solani 13.5%, Aspergillus spp., 20% y Fusarium spp., 3.3%. Tomando como base los síntomas que ocasionan los patógenos asociados con la enfermedad “miada de perro”, se concluye que se encuentran asociados con ella, pero no participan directamente en la producción de los síntomas observados. Se recomienda la identificación de especies de los patógenos asociados y aplicando los postulados de Koch, para conocer el grado de participación en la presencia de la enfermedad “miada de perro”.

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did not display fungal growth; for saprophytic fungi, this percentage was 20%, in Alternaria solani 13.5%, Aspergillus spp., 20% and Fusarium spp., 3.3%. Based on the symptoms caused by the pathogens related to the “dog's urine”, we can conclude that they are related to the disease but do not participate directly in the production of the symptoms observed. The identification of the associated pathogens is recommended, along with the application of Koch´s postulates to know the degree of participation of the presence of the “dog's urine” disease.

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EVALUACIÓN SENSORIAL DE TORTILLAS DE MAÍZ RECIÉN ELABORADAS Y EMPACADAS*

SENSORY EVALUATION OF FRESHLY MADE AND PACKED MAIZE TORTILLAS

María Gricelda Vázquez Carrillo1§, Graciela Ávila Uribe2, Arturo Hernández Montes2, Jorge Castillo Merino2 y Ofelia Angulo Guerrero4

1Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Lechería, km 18.5. Chapingo, Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. A. P. 307 y 10. Tel. 01 595 9521500. Ext.5211. 2Departamento de Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo. 3Unidad de Investigación y Desarrollo en Alimentos. Instituto Tecnológico de Veracruz. §Autora para correspondencia: [email protected].



RESUMEN

La tortilla de maíz (Zea mays L.) es el alimento más importante para los mexicanos. Actualmente se comercializan diferentes tipos; no obstante, la tortilla recién elaborada sigue en la preferencia de los consumidores. Los objetivos de esta investigación fueron definir por medio del análisis descriptivo cuantitativo, los atributos sensoriales de tortillas de maíz recién elaboradas y empacadas. En el laboratorio de evaluación sensorial de la Universidad Autónoma Chapingo, cinco jueces entrenados evaluaron, mediante análisis descriptivo cuantitativo, tortillas recién elaboradas con una combinación de masa de nixtamal y harina nixtamalizada; tortillas de harina de maíz nixtamalizado; tortillas empacadas nacionales y empacadas provenientes de los Estados Unidos de América. Los atributos de las tortillas recién elaboradas fueron: aroma a nixtamal, astringencia, no grumosidad, con elevado pH (8.4-8.8), menor humedad (44 y 47.5%), menos brillantes (L= 76%) y tono amarillo (93.7 y 89.4o). Las empacadas tuvieron aroma a ácido acético, no fueron astringentes, fueron grumosas, con elevada humedad (48.6 y 49%), brillantez (L= 90%) y de tono crema (95.1-94.6o). Estos son aspectos relacionados con un pH ácido (5.3-5.8). Los atributos identificados en las tortillas recién elaboradas,

ABSTRACT

The maize (Zea mays L.) tortilla is the most important food for Mexicans. Several types are currently in the market, although freshly made tortillas are still what consumers prefer. The aims of this investigation were to describe the sensory attributes of freshly made and packed maize tortillas using a quantitative descriptive analysis. In the sensory evaluation lab in the Chapingo Autonomous University five trained judges, using a quantitative descriptive analysis, evaluated tortillas freshly with a combination of nixtamal dough and nixtamalized flour; nixtamalized maize f lour tortillas; Mexican packaged tortillas and packed tortillas from the United States of America. The attributes of the freshly made tortillas were: smell of nixtamal, astringency, no lumpiness, high pH (8.4-8.8), lower moisture level (44 and 47.5%), lower glossiness (L= 76%) and a slight yellow color (93.7 and 89.4o). Packaged tortillas had a smell of acetic acid, had no astringency, were lumpy, had a higher moisture level (48.6 and 49%), glossiness (L= 90%) and were cream-colored (95.1-94.6o). These aspects are related to an acidic pH (5.3-5.8). The attributes identified in the freshly made tortillas are inherent to this food, whereas packaged tortillas displayed different sensory attributes to the traditional tortillas.

María Gricelda Vázquez Carrillo et al.162 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

son intrínsecos de este alimento, en tanto que las tortillas empacas presentaron atributos sensoriales diferentes a las tortillas tradicionales.

Palabras clave: aroma a ácido acético, aroma a nixtamal, color, humedad, pH.

En México se prefiere consumir la tortilla tradicional; es decir, la recién elaborada con maíz nixtamalizado debido a su olor y sabor a maíz nixtamalizado, a su color crema brillante y por ser fácil al corte y al enrollado (Ordaz y Vázquez, 1997). Por supuesto, esas características de calidad y otras como tamaño, espesor y la textura varían según las regiones (Waliszewski et al., 2002). En los años 90’s aparecieron en el mercado mexicano las tortillas empacadas, su demanda ha sido reducida.

A propósito de ello, en la encuesta realizada entre consumidores de la tortilla tradicional, ocho de cada diez de ellos identificaron diferencias sensoriales entre la tortilla tradicional y la empacada, afirmando que las empacadas “no saben a maíz, más bien a papel, y son duras y quebradizas” (Lomelí, 1996). Inicialmente esas diferencias pueden ser explicadas considerando que los procesos de producción y los ingredientes son distintos en cada elaboración.

La tortilla tradicional se elabora con 100% de masa fresca o bien mezclando masa fresca con harina nixtamalizada. El uso adecuado de la cal en el proceso de nixtamalización del maíz determina casi todas las cualidades deseables de la tortilla tradicional, como son el sabor astringente, el aroma a maíz nixtamalizado, color, capacidad para retener agua, flexibilidad y frescura duradera de cuatro días en promedio. La tortilla empacada es fabricada principalmente con harina nixtamalizada, gracias a que esta es fácil de transportar, almacenar, rehidratar y de incorporarle aditivos para blanquear, retener humedad, dar flexibilidad y mayor vida de anaquel. Estos ingredientes acumulados impactan al olor, sabor, color y textura del producto, estableciéndose las diferencias.

El presente trabajo pretende identificar y cuantificar las propiedades sensoriales que resultan distintas entre los dos tipos de tortillas. Utilizando para ello el análisis descriptivo cuantitativo (quantitative descriptive analysis, QDA) (Stone y Sidel, 1993) y además correlacionar estos atributos con determinaciones de humedad, pH y color.

Key words: color, moisture, pH, smell of acetic acid, smell of nixtamal.

In Mexico the traditional tortilla, that is, the tortilla that is freshly made with nixtamalized maize, is preferred for consumption due to its smell and flavor of nixtamalized maize, its bright cream color and the ease with which it can be cut and rolled (Ordaz and Vázquez, 1997). Of course these characteristics of quality and of other types, such as size, thickness and texture vary with the region (Waliszewski et al., 2002). In the 1990’s, packaged tortillas entered the Mexican market, yet their demand has been lower.

Regarding this, in the survey amongst consumers of the traditional tortilla, eight out of every 10 people polled, pointed out sensory differences between traditional and packaged tortillas, stating that packaged ones “don´t taste like corn, but more like paper, and they are soft and brittle” (Lomelí, 1996). Initially, these differences could be explained considering the production processes and the ingredients are different for the production of each.

The traditional tortilla is made with 100% fresh dough or by mixing fresh dough with nixtamalized flour. The appropriate use of calcium oxide in the process of the maize nixtamalization determines most of the desirable virtue of the traditional tortillas, such as the astringent taste, the smell of nixtamalized maize, its color, its capability to hold water, its flexibility and freshness that lasts an average of four days. Packaged tortillas are mainly produced with nixtamalized flour, since it is easy to transport, store, rehydrate and to include additives for whitening, holding humidity, giving flexibility and longer shelf life to the tortillas. These accumulated ingredients have an impact on the smell, flavor, color and texture of the product, and thus the differences.

This investigation intends to identify and quantify the sensory properties which result between both types of tortilla using the quantitative descriptive analysis (QDA) (Stone and Sidel, 1993), and to correlate these attributes with moisture, pH and color determinations.

The task was carried out in the sensory evaluation lab of the Department of Agroindustrial Engineering of the Chapingo Autonomous University (UACH) and in the maize quality lab of the National Forestry, Agriculture and

Evaluación sensorial de tortillas de maíz recién elaboradas y empacadas 163

El trabajo se llevó a cabo en el laboratorio de evaluación sensorial del departamento de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH) y en el laboratorio de calidad de maíz del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Las tortillas investigadas fueron recién elaboradas con masa fresca 70% y harina nixtamalizada 30% (Reyes, 2009 com. pers.), se consiguieron en una tortillería tradicional de Texcoco, Estado de México, en este trabajo se les identifica como tortillas recién elaboradas con una combinación de masa de nixtamal y harina nixtamalizada (TM-HN) o recién elaboradas con harina nixtamalizada (THN).

Empacadas nacionales Milpa Real fabricadas según la etiqueta, con harina de maíz blanco nixtamalizado, carboximetilcelulosa, goma guar, carragenina, goma xantana, ácidos propiónico, sórbico, láctico, metabisulfito de sodio, enzimas, amarillo número 5, rojo número 40 y etil maltol como colorantes y sal; éstas se denominaron tortillas empacadas nacionales (TEN). Tortillas empacadas en el extranjero (TEE), compradas en tiendas de autoservicio en Los Angeles California, USA; elaboradas en el Rancho Cucamonga y Fresno, CA, Mc, Minville. Según la etiqueta sus ingredientes fueron maíz tratado con cal, agua, goma celulosa y ácidos propiónico, fosfórico y benzoico.

Se midieron 11 atributos como la humedad para la cual se utilizó el método 14004 del AOAC (1984), el color con el colorímetro Hunter Lab, modelo 45/O-L (Voss, 1992) y el pH para el que se siguió el método 14.002 de la AOAC (1984); estos factores tienen importancia porque impactan directamente las cualidades sensoriales. En los otros ocho atributos se usaron los sentidos, ellos fueron: aroma a ácido ascético, olor a nixtamal caliente, nixtamal frío, enrollamiento, elasticidad, grumosidad, astringencia y la sequedad.

Para su medición se recurrió a un panel de cinco catadores que actuaron conforme a la técnica del QDA, luego de un entrenamiento de 12 sesiones que acumuló un total de 32 h y que consistió en familiarizarlos con las cualidades a evaluar, referenciarles la cualidad a una substancia (Cuadro 1), contrastar la cualidad entre dos productos y en constatar la consistencia de sus juicios, mediante la ausencia de diferencia significativa en la interacción panelista-tratamiento en la técnica de componentes principales (SAS, 2004). Finalmente a cada panelista se le brindaron cuatro tortillas calientes, envueltas en servilleta de algodón y colocadas de manera aleatoria, correspondientes a los tratamientos TM-HN,

Livestock Research Institute (INIFAP). The investigated tortillas were freshly made with 70% fresh dough and 30% nixtamalized dough (Reyes, 2009 pers. com.), and acquired in a traditional tortilla shop in Texcoco, state of Mexico. In this investigation, they are identified as freshly made tortillas with a combination of nixtamal dough and nixtamalized flour (TM-HN), or freshly made with nixtamalized flour (THN).

According to their label, the local Milpa Real brand packaged tortillas contain nixtamalized white maize flour, carboxymethylcellulose, guar gum, carrageenan, xanthan gum, propanoic, sorbic and lactic acids, sodium metabisulfite, enzymes, yellow 5, red 40 and ethyl maltol as colorants and salt; these were named Mexican Packaged Tortillas (TEN). The Tortillas Packaged Abroad (TEE), purchased in supermarkets in Los Angeles California, USA; made in the Cucamonga Ranch and Fresno, CA, Mc, Minville. According to the label, the ingredients are corn treated with lime, water, cellulose gum and propanoic, phosphoric and benzoic acids.

A measurement was taken of 11 attributes such as humidity, using method 14004 of the AOAC (1984), color, using the color meter by Hunter Lab, model 45/O-L (Voss, 1992) and pH using method 14.002 of the AOAC (1984). These factors are important since they have a direct impact on the sensory qualities. For the other eight attributes, the senses were used, namely: smell of acetic acid, of hot or cold nixtamal, ease for rolling, elasticity, lumpiness, astringency and dryness.

For the measurements, five tasters were found, who followed the QDA technique after undergoing 12 training sessions in 32 hours, which consisted in familiarizing them with the virtues to be evaluated, referring them to the consistency of a substance (Table 1), contrasting the quality of two products and verifying the consistency of their judgments, by the lack of a significant difference in the judge-treatment interaction in the main components technique (SAS, 2004). Finally, each judge was given four warm tortillas, wrapped in handkerchiefs and placed randomly, corresponding to treatments TM-HN, THN, TEN and TEE. There were three repetitions, and the data were analyzed under a divided field design. The large field represented the judges and the small one was the treatments. The variance analyses were obtained, along with the Tukey comparison of averages (p≤ 0.05) and Pearson’s correlation matrix (SAS, 2004).


THN, TEN y TEE se obtuvieron tres repeticiones, los datos se analizaron bajo un diseño de parcelas divididas, la parcela grande correspondió a los panelistas y la pequeña a los tratamientos. Se obtuvieron los análisis de varianza, las pruebas de comparación de medias de Tukey (p≤ 0.05) y la matriz de correlaciones de Pearson (SAS, 2004).

Siete de los ocho atributos sensoriales mostraron diferencia estadística significativa, entre las tortillas recién elaboradas y las empacadas y entre los cuatro tratamientos (p≤ 0.01). Los atributos de aroma a ácido acético, a nixtamal caliente y a nixtamal frío, fueron los que claramente diferenciaron a las tortillas recién elaboradas de las empacadas. En las tortillas recién elaboradas (TM-HN y THN) los panelistas no percibieron el aroma a ácido acético y el de nixtamal en tortillas calientes y frías fue muy intenso especialmente en las tortillas calientes, observando en las frías una reducción (Cuadro 1).

Seven of the eight sensory attributes displayed a significant statistical difference between the freshly made tortillas and the packed ones and the four treatments (p≤ 0.01). The attributes of smell of acetic acid, or hot nixtamal and cold nixtamal were the ones that clearly distinguished the freshly made tortillas from the packaged ones. In the freshly made tortillas (TM-HN and THN), the judges did not notice a smell of acetic acid, and the smell of nixtamal in the hot and cold tortillas was very intense, especially in hot tortillas, with a reduction in cold ones (Table 1). The packaged tortillas (TEN and TEE) were distinguished by their intense smell of acetic acid, which was slightly lower than the reference value, and their reduced smell of nixtamal (hot and cold). These fluctuations give an accurate idea on the effect of the adequate use of lime in the nixtamalization and the lack of conservatives. The highest

Atributo Definición Referencia Valor de referenciaε

Aroma a ácido acético Olor característico del ácido acético Solución de ácido acético al 1%

12

Olor de nixtamal caliente

Olor característico, del maíz nixtamalizado al concluir el cocimiento y que permanece en las tortillas

Nixtamal caliente 13

Olor de nixtamal frío Olor característico del maíz sometido al tratamiento térmico-alcalino, después de 90 min de reposo.

Nixtamal frío 12

Enrollamiento Facilidad con que una tortilla puede enrollarse o hacerse “taco”, sin que se rompa

Tortilla de harina de trigo marca “Tía Rosa”

7

Elasticidad Grado de recuperación de un alimento, después de aplicarle una fuerza de elongación sin llegar a romperla y que al suspenderla, regresa a su estado original quedando visiblemente sin deformación

Tortilla de harina de trigo marca “Tía Rosa”

8

Grumosidad Sensación de pequeños grumos al momento de la masticación

Polvorón marca “Marinela”

13

Astringencia Propiedad sensorial física de sustancias como los polifenoles, en especial taninos, que al estimular las terminaciones nerviosas de la cavidad bucal provocan una sensación de dolor, enjutamiento, picor y sequedad, confundida a veces con el gusto amargo

Solución de cal (Ca(OH)2) al 0.2 (%)

12

Sequedad Capacidad de salivar para humedecer un alimento

Polvorón marca “Marinela”

12

Cuadro 1. Terminología desarrollada para el QDA, por el panel de catadores de tortillas de maíz (escala lineal no estructurada de 0-15).

Table 1. Terminology developed for the QDA by the panel of tasters of maize tortillas (non-structured linear scale of 0 to 15).

ε= valor 1 corresponde la menor intensidad del atributo y 15 la mayor intensidad.


Las tortillas empacadas (TEN y TEE) se caracterizaron por su intenso aroma a ácido acético, que fue ligeramente inferior al valor de la referencia, y su reducido aroma a nixtamal (caliente y frío), estas oscilaciones dan una idea precisa sobre el efecto del uso adecuado de cal en la nixtamalización y la ausencia de conservadores. El enrollamiento tuvo su mayor valor en el tratamiento THN, pero estadísticamente fue igual con TM-HN y TEN, el tratamiento de TEE tuvo el menor valor, ello confirma la ausencia de estabilizantes y texturizantes como declara su etiqueta, en TM-HN y THN esta característica se atribuye a la adecuada nixtamalización (Almeida-Domínguez et al., 1997).

La elasticidad de THN superó el valor de referencia, esta cualidad se asocia a la calidad de cal y cantidad de calcio fijado durante el cocimiento y el reposo en el proceso de nixtamalización (Almeida-Domínguez et al., 1997; Gutiérrez et al., 2007). La grumosidad fue superior en las tortillas empacadas y menor en las recién elaboradas (Cuadro 2), esto se asoció al tamaño de partícula de la harina. La astringencia fue mayor en TM-HN y estadísticamente igual con THN, ello pudiera indicar la utilización de la misma proporción de cal en la nixtamalización, en TEN y TEE la astringencia fue mínima por la reducción en el pH. La sensación de sequedad fue mayor en TEN y TEE siendo que su humedad fue mayor, lo cual se atribuye al menor tamaño de la partícula de la harina (Bedolla y Rooney, 1984).

El menor pH correspondió a las tortillas empacadas, la causa es el uso de ácidos indispensables para que los conservadores sean más eficientes. La mayor humedad correspondió a TEE y TENN, y fue estadísticamente igual

value for rolling was in treatment THN, yet it was equal in TM-HN and TEN; treatment TEE had the lowest value, which confirms the absence of stabilizers and texturizers, as the label claims, in TM-HN and THN. This characteristic can be attributed to the appropriate nixtamalization (Almeida-Domínguez et al., 1997).

The elasticity of THN surpassed the reference value. This characteristic can be related to the quality of the lime amount of calcium fixated during the cooking and when left to stand in the process of nixtamalization (Almeida-Domínguez et al., 1997; Gutiérrez et al., 2007). Lumpiness was greater in the packaged tortillas and less in the freshly made ones (Table 2), which was related to the size of the flour particle. Astringency was greater in TM-HN and statistically equal in THN, which could indicate the use of the same proportion of lime in nixtamalization; in TEN and TEE, astringency was minimum, due to the reduction in pH. The sensation of dryness was greater in TEN and TEE, since its humidity was greater, which could be due to the size of the flour particles (Bedolla and Rooney, 1984).

The packaged tortillas had a lower pH, due to the use of acids which are crucial for the conservatives to be more effective. The highest moisture was found in TEE and

TENN, and was statistically equal in both of these treatments. Glossiness was statistically different in the four treatments, where, TEE were the glossiest and THN the least glossy (Table 3).

Cuadro 2. Comparación de medias para atributos sensoriales de tortillas de maíz recién elaboradas y empacadas.Table 2. Comparison of averages for sensory attributes of freshly made and packed maize tortillas.

Atributos Tortillas recién elaboradas Tortillas empacadas Valor máximo de referenciaTM-HN‡ THN TEN TEE

Aroma a ácido acético 2.9 b£ 2.9 b 9.5 a 10.3 a 12Aroma a nixtamal caliente 10.7 a 11.1 a 4 b 3.1 c 13Aroma a nixtamal frío 8.6 a 8.9 a 2.9 b 2.4 b 13Enrollamiento 10.7 ab 11.5 a 10.7 ab 9.9 b 7Elasticidad 6.7 b 9 a 7.3 b 6.8 b 7Brumosidad 5.7 bc 4.6 c 7 ab 8 a 13Astringencia 6.6 a 6.3 a 4.4 b 4 b 12Sequedad 6.1 b 5.3 b 7.4 a 7.4 a 12

£= medias con la misma letra entre tratamientos (línea) son estadísticamente iguales (Tukey0.05); TM-HN‡= tortillas de masa fresca y harina de maíz nixtamalizada; THN= tortillas de harina nixtamalizada; TEN= tortillas empacadas nacionales; TEE= tortillas empacadas en el extranjero.


entre estos dos tratamientos. La luminosidad fue diferente estadísticamente en los cuatro tratamientos, TEE fueron las más brillantes y THN las más opacas (Cuadro 3).

En el Análisis de correlación, el atributo de olor a nixtamal en tortilla caliente se correlacionaron con la astringencia (r= 0.9∗∗), enrollamiento (r= 0.61∗), y pH (0.97∗∗). El aroma a nixtamal en frío se correlacionó positivamente con la variable astringencia (r= 0.86∗∗). Así, la mayor concentración de cal (astringencia), valor de pH y facilidad de enrollado fue para las tortillas recién elaboradas, por lo que aportan una mayor cantidad de calcio (Bressani et al., 2004). El atributo de aroma a ácido acético se correlacionó con: grumosidad (r= 0.7∗∗), sequedad (r= 0.84∗∗∗) y humedad (r= 0.75∗∗) y esta última a su vez con la grumosidad (r= 0.66∗∗).

Los atributos sensoriales que caracterizaron a las tortillas recién elaboradas TM-HN y THN fueron: olor de maíz nixtamalizado, fácil enrollamiento y astringencia, sin la sensación de grumosidad en la boca, ni sequedad al masticarse, estos atributos se correlacionaron con valores de pH mayores y menor valor de humedad, luminosidad y ángulo de tono (Cuadro 3). Las tortillas empacadas investigadas no presentaron el olor característico a nixtamal, el aroma identificado fue ácido acético, fueron grumosas, no astringentes al paladar y secas, con reducido pH, con humedades de 49.2 y 48.6%, luminosidad de 88.2 y 91.9% y ángulo de tono de 95.1 y 94.6o.

LITERATURA CITADA

Almeida-Domínguez, H. D.; Suhendro, E. L. and Rooney, L. W. 1997. Corn alkaline cooking properties related to grain characteristics and viscosity. J. Food Sci. 62:372-377.

In the correlation analysis, the smell of nixtamal in hottortillas was correlated to astringency (r= 0.9∗), ability to be rolled up (r= 0.61), and pH (0.97∗∗). The smell of nixtamal in

cold tortillas was positively correlated to astringency (r= 0.86∗∗).In this way, the greatest concentration of lime (astringency), pH and ability to be rolled up was found in freshly made tortillas, therefore they contain larger amounts of calcium (Bressani et al., 2004). The smell of acetic acid was correlated with lumpiness (r= 0.7∗∗), dryness (r= 0.84∗∗∗) and moisture (r= 0.75∗∗), and the latter with lumpiness (r= 0.66∗∗).

The sensory attributes that characterize freshly made tortillas TM-HN and THN were: smell of nixtamalized maize, easy rolling and astringency, without the feeling of lumpiness in the mouth of dryness when chewing. These attributes were correlated to higher pH values and lower humidity, glossiness and tone angle (Table 3). The packaged tortillas studied did not display the typical smell of nixtamal. The smell was of acetic acid; they were lumpy, non-astringent and dry, with a low pH, with a humidity of 49.2 and 48.6%, glossiness of 88.2 and 91.9% and a tone angle of 95.1 and 94.6o.

Association of Official Analytical Chemists (AOAC). 1984. Official methods of analysis. D. C. USA.

Bedolla, S. and Rooney, L. W. 1984. Characteristics of U. S. Mexican instant maize flours for tortilla and snack preparation. Cereal Foods World. 29:732-735.

Cuadro 3. Prueba de comparación de medias para pH, humedad y color de tortillas de maíz recién elaboradas y empacadas.Table 3. Test for the comparison of averages for pH, moisture and color of freshly made and packed tortillas.

Características Tortillas recién elaboradas Tortillas empacadasTM-HN THN TEN TEE

pH 8.8 a 8.4 b 5.8 c 5.3 dHumedad (%) 47.5 b 44.1 c 49.2 a 48.6 aLuminosidad (L∗) (%) 79.8 c 74.6 d 88.2 b 91.9 aÁngulo de tono (o) 93.7 b 89.4 c 95.1 a 94.6 ab

£= letras diferentes dentro de líneas indican diferencia estadística (Tukey, 0.05); pH= potencial de hidrogeno; TM-HN= tortillas de masa fresca combinada con harina de maíz nixtamalizada; THN= tortillas de harina nixtamalizada; TEN= tortillas empacadas nacionales; TEE= tortillas empacadas en el extranjero.



Bressani, R.; Turcio, J. C.; Colmenares, A. S. and Palacios, P. P. 2004. Effect of processing conditions on phytic acid, calcium, iron, and zinc contents of lime-cooked maize. J. Agric. Food Chem. 52:1157-1162.

Gutiérrez, E.; Rojas-Molina, I.; Pons-Hernández, J. L.; Guzmán, H.; Aguas-Angel, B.; Arenas, J.; Fernández, P.; Palacios-Fonseca, A.; Herrera, G. and Rodríguez M. E. 2007. Study of calcium ion diffusion in nixtamalized quality protein maize as a function of cooking temperature. Cereal Chem. 84(2):186-194.

Lomelí, E. A. 1996. El consumidor ante la controversia sobre la tortilla. In: la industria de la masa y la tortilla. Desarrollo y tecnología. Torres, F.; Moreno, E.; Chong, I. y Quintanilla, J. (eds). UNAM. México. 81-96 pp.

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Waliszewski, K. N.; Pardio, V. and Carreón, E. 2002. Physicochemical and sensory properties of corn tortillas made from nixtamalized corn flour fortified with spent soymilk residue (okara). J. Food Sci. 67:3194-3197.


GERMINACIÓN Y CRECIMIENTO DE ALFALFA BAJO CONDICIONES SALINAS*

GERMINATION AND GROWTH OF ALFALFA UNDER SALINE CONDITIONS

Sara Lucía González-Romero1, Omar Franco-Mora2, Carlos Ramírez-Ayala1, Héctor Manuel Ortega-Escobar1, Adrián Raymundo Quero-Carrillo3 y Carlos Trejo-López4

1Programa de Hidrociencias. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km 36.5. Montecillo, Texcoco, México. C. P. 56230. 2Programa de Ganadería. Colegio de Postgraduados. 3Programa de Botánica. Colegio de Postgraduados. 4Centro de Investigación y Estudios Avanzados en Fitomejoramiento. Facultad de Ciencia Agrícolas. Universidad Autónoma del Estado de México. Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: abril de 2010


RESUMEN

En México, el cultivo de la alfalfa (Medicago sativa L.) se emplea para la alimentación del ganado bovino, éste cuenta con investigaciones de respuestas a estrés salino en la etapa de germinación; sin embargo, sólo se han usado diferentes niveles de NaCl o de manitol y polietilenglicol; por lo anterior, los objetivos de esta investigación fue estudiar la respuesta a la salinidad, que se presenta en zonas áridas y semiáridas de México de la alfalfa en la etapa de germinación y evaluar su efecto sobre el crecimiento de la radícula y la parte aérea. Para cumplir lo anterior, en el laboratorio de salinidad del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas durante el 2009, las semillas se sometieron a pruebas de germinación en un diseño factorial de 11 soluciones salinas a ocho dosis (0, 2, 4, 8, 11.7, 15, 19 y 28 dS m-1) y tres repeticiones. Se observó que las sales NaHCO3 y sulfático-sódica influyeron más sobre la germinación; y las sales CaCl2 2H2O y sulfática registraron el mayor porcentaje de germinación; para el crecimiento de radícula la sal que más afectó fue el NaHCO3

y la salinidad sulfática; las sales CaCl2 2H2O y sulfático-clorhídrica permitieron mayor desarrollo. El crecimiento de la parte aérea fue más afectado en comparación al desarrollo de la radícula. La mezcla de sales favoreció el porcentaje de germinación, el crecimiento de radícula y parte aérea.

ABSTRACT

In Mexico, alfalfa (Medicago sativa L.) is used for feeding cattle and has been studied for responses to salt stress in the germination phase; however, only NaCl or mannitol and polyethylene glycols have been used in different levels. Due to this, the aims of this research were to study the response of alfalfa in the germination stage to the salinity of the arid and semiarid areas in Mexico, and to evaluate its effect on the growthof the radicle and aerial section. In order to achieve this, in the salinity lab of the Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas during 2009, the seeds underwent germination tests in a factorial design of 11 saline solutions at eight doses (0, 2, 4, 8, 11.7, 15, 19 and 28 dS m-1) and three repetitions. It has been observed that salts NaHCO3 and sodium sulfate had a greater influence on the germination. The salt that had the greatest effect on the radicle growth was NaHCO3 and sulfate salinity, whereas CaCl2 2H2O and sulfate-hydrochloric salts enhanced growth. The growth of the aerial section was more affected than the growth of the radicle. The combination of salts had a positive effect on the germination percentage, the growth of the radicle and aerial section.

Sara Lucía González-Romero et al.170 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.2 Núm.1 1 de enero - 28 de febrero, 2011

Palabras clave: Medicago sativa L., crecimiento de radícula, radícula, salinidad.

La contaminación debido a sal soluble en los suelos, ha causado problemas durante toda la historia de la humanidad, principalmente en las regiones áridas del mundo. La recuperación de los mismos, es de gran importancia para la producción agrícola, en la práctica se emplea la siembra de plantas tolerantes a las sales; se ha considerado utilizar la etapa de germinación como un indicador de la tolerancia a la salinidad, dado que tiene una duración menor que otras etapas vegetativas, además es una etapa crucial en el ciclo de vida de las plantas. (El-Keblawy y Al-Rawai, 2006).

Esta investigación se llevó a cabo en el laboratorio de salinidad del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas (CP) durante el 2009, se sometieron a pruebas de germinación semillas de alfalfa variedad CUF 101, en un diseño factorial de 11 soluciones salinas, seis sales puras: (NaCl; NaHCO3; Na2SO4; MgSO4; CaCl2

2H2O; MgCl2

6H2O); y cinco sales geoquímicas: (clorhídrica; sulfático-clorhídrica; clorhídrico-sulfática; sulfática y sulfático-sódica); a ocho dosis (0, 2, 4, 8, 11, 7, 15, 19 y 28 dS m-1) y tres repeticiones. La preparación de las sales geoquímicas fue mediante la metodología de Arinuskina (Sánchez et al., 2008).

Por repetición se colocaron 10 semillas sobre papel filtro (Ahlstrom núm. 61,) en cajas petri de plástico, desinfestados con hipoclorito de sodio al 5.25%, con 5 ml de diferente solución y concentración salina, a temperatura no controlada, ésta osciló entre 19 +4 ºC por 15 dás en completa obscuridad. Los datos de germinación se transformaron al arco seno antes del análisis estadístico, las diferencias significativas se determinaron con la prueba de Tukey, a un nivel de confianza de 0.05, utilizando el paquete estadístico SAS V8.

El Cuadro 1, presenta que 100% de germinación de alfalfa, se registró a tres días en el MgSO4; a seis días, en el CaCl2 2H2O y MgCl2 6H2O a una CE de 2 y 4 dS m-1, respectivamente; a nueve días en NaCl. Las semillas fueron tolerantes a altas concentraciones de MgSO4, el CaCl2

2H2O y MgCl2 6H2O; sin embargo, el NaCl y Na2SO4 inhibieron la germinación al 100%, en las CE de 19 y 28 dS m-1; el NaHCO3 inhibió el brote de semillas desde la CE de 8 dS m-1.

Key words: Medicago sativa L., radicle, radicle growth, salinity.

The pollution of soils with soluble salts has caused problems throughout history of humanity, and especially in the most arid areas of the world. Their recovery is crucial for raising cattle; salt resistant plants are grown in practice. The germination stage has been considered for use as an indicator of tolerance to salt, since its duration is lower than other stages, as well as being a crucial stage in the life cycle of plants. (El-Keblawy and Al-Rawai, 2006).

This investigation was carried out in the salinity lab of the Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas (CP) during 2009. Alfalfa seeds of the variety CUF 101 underwent germination tests, in a factorial design of 11 saline solutions; six pure salts (NaCl; NaHCO3; Na2SO4; MgSO4; CaCl2

2H2O; MgCl2 6H2O); and five geochemical

salts: (hydrochloric; sulfate-hydrochloric; hydrochloric-sulfate; sulfate and sulfate-sodium); at 8 doses(0, 2, 4, 8, 11,7, 15, 19 and 28 dS m-1) and three repetitions. Geochemical salts were prepared using Arinuskina’s method (Sánchez et al., 2008).

For every repetition, 10 seed were placed on filter paper (Ahlstrom num. 61,) in plastic petri dishes, disinfected with sodium chloride at 5.25%, with 5 ml of a different solution and saline concentration, at an uncontrolled temperature, which fluctuated at 19 +4 ºC for 15 days in complete darkness. The germination data were transformed to the sin arc before the statistical analysis, and the significant differences were determined using the Tukey test, at a level of confidence of 0.05, using the SAS V8 statistical package.

Table 1 shows that 100% of alfalfa germination was recorded after three days in MgSO4; after six days in CaCl2 2H2O and MgCl2 6H2O, at a CE of 2 and 4 dS m-1, respectively; after nine days in NaCl. The seeds were tolerant to high concentrations of MgSO4, CaCl2 2H2O and MgCl2 6H2O. However, NaCl and Na2SO4 inhibited the germination at 100%, in the CEs of 19 and 28 dS m-1; theNaHCO3 inhibited the sprouting of seed from the CE of 8 dS m-1.

In geochemical salts, 100% of germination was recorded after nine days in the lowest concentrations of all salts, except for sulfate-sodium salts, whereas high

Germinación y crecimiento de alfalfa bajo condiciones salinas 171

En el caso de las sales geoquímicas, 100% de germinación se registró a nueve días en las dosis más bajas de concentración en casi todas las sales, excepto en la salinidad sulfático-sódica, que en la salinidad sulfática las semillas toleraron altas concentraciones. Estos resultados coinciden con lo reportado por Maas (1990), quien clasifica a la alfalfa como cultivo moderadamente sensible en conductividades eléctricas entre 2 y 7.9 dS m-1. Por su parte Esechie (1993), indica que esta variedad de estudio es sensible en la etapa de germinación (Cuadro 2).

En cuanto al crecimiento el Cuadro 3, muestra que la sal con mayor desarrollo de radícula fue el CaCl2 2H2O y de parte aérea fue el MgSO4; La radícula fue inhibida en NaCl, a dos últimas CE de 19 y 28 dS m-1; el NaHCO3 desde CE= 8 dS m-1 y el Na2SO4 a CE de 19 dS m-1. El crecimiento de la parte aérea fue inhibido en NaCl, desde CE= 15 dS m1; NaHCO3 y MgCl2 6H2O, desde CE= 8 dS m-1; y Na2SO4, en CE= 19 dS m-1.

concentrations were tolerated in sulfate salinity. These results agree with Maas (1990), who classifies alfalfa as a moderately sensitive crop in electrical conductivities between 2 and 7.9 dS m-1. On the other hand Esechie (1993) points out that this variety of study is sensitive in the germination phase (Table 2).

In terms of growth, Table 3 shows that the salt with the greatest radicle growth was CaCl2 2H2O, and MgSO4 for the aerial section. The radicle was inhibited in NaCl, two last CEs from 19 and 28 dS m-1; NaHCO3, from CE= 8 dS m-1 and Na2SO4 at a CE of 19 dS m-1. The growth of the aerial section was inhibited in NaCl from CE= 15 dS m1; NaHCO3 and MgCl2 6H2O, from CE= 8 dS m-1; and Na2SO4, in CE= 19 dS m-1.

For the mixture of salts (Table 4), the greatest growth of the radicle and aerial section took place in the hydrochloric-sulfate salinity, and the least growth took

Cuadro 1. Porcentaje de germinación absoluta de alfalfa (Medicago sativa L.) en sales puras.Table 1. Percentage of absolute germination of alfalfa (Medicago sativa L.) in pure salts.

Días DíasSal Dosis 3 6 9 12§ ¶ Sal 3 6 9 12§ ¶

Testigo 0 100 100 100 100 a Testigo 100 100 100 100 a2 90 96.7 96.7 96.7 bc 83.3 93.3 93.3 93.3 b

MgCl2.6H2O 4 93.3 100 100 100 ab Na2SO4 80 86.7 96.7 96.7 b

8 86.7 96.7 100 100 ab 90 93.3 93.3 93.3 b11.7 73.3 90 100 100 abc 46.7 53.3 56.7 56.7 c15 70 86.7 90 93.3 c 10 16.7 16.7 16.7 d19 43.3 43.3 43.3 43.3 d 0 0 0 0 e28 3.3 3.3 3.3 3.3 e 0 0 0 0 e2 100 100 100 100 a 96.7 100 100 100 a

MgSO4 4 100 100 100 100 a CaCl2.2H2O 93.3 93.3 100 100 a

8 100 100 100 100 a 90 96.7 100 100 a11.7 96.7 100 100 100 a 73.3 83.3 100 100 ab15 96.7 100 100 100 a 76.7 90 96.7 100 ab19 83.3 100 100 100 a 73.3 83.3 90 96.7 b28 86.7 86.7 86.7 86.7 b 63.3 70 70 70 c2 90 96.7 100 100 a 63.3 70.0 76.7 76.7 b

NaCl 4 90 93.3 93.3 93.3 b NaHCO3 26.7 30 30 30 c8 83.3 90 90 90 b 0 0 0 0 d

11.7 63.3 66.7 66.7 66.7 c15 23.3 30 33.3 33.3 d

¶= prueba de medias entre nivel de sal, considerando todos los niveles de sales; letras distintas indican diferencias significativas (Pr> F= 0.0001) dentro de la columna; §= se omitió el porcentaje de germinación del día 15 por ser igual al día 12, y los valores de CE de 11.7, 15, 19 y 28 dS m-1 de la sal NaHCO3; 19 y 28 dS m-1 de NaCl por ser igual a cero.


Cuadro 2. Porcentaje de germinación absoluta de alfalfa (Medicago sativa L.) en sales puras geoquímicas.Table 2. Percentage of absolute germination of alfalfa (Medicago sativa L.) in pure geochemical salts.

Dosis Días DíasSal 3 6 9 12§ ¶ Sal 3 6 9 12§ ¶

Testigo 0 100 100 100 100 a Testigo 100 100 100 100 a2 66.7 76.7 100 100 b 90 96.7 100 100 ab

Clorhídrica 4 73.3 83.3 83.3 83.3 c Clorhídrico 90 93.3 100 100 ab8 40 40 46.7 46.7 d sulfática 90 93.3 96.7 100 b11.7 23.3 26.7 26.7 26.7 de 90 93.3 96.7 96.7 b15 16.7 16.7 23.3 26.7 de 73.3 76.7 83.3 93.3 c19 13.3 20 23.3 23.3 de 46.7 53.3 56.7 56.7 d28 13.3 13.3 13.3 13.3 e 40 40 46.7 46.7 d2 76.7 80 100 100 ab 73.3 86.7 86.7 86.7 c

Sulfático 4 90 90 90 90 bc Sulfática 83.3 93.3 100 100 abclorhídrica 8 66.7 73.3 83.3 90 c 73.3 80 96.7 100 bc

11.7 63.3 70 76.7 90 c 70 76.7 93.3 100 bc15 40 43.3 46.7 46.7 d 63.3 73.3 90 100 bc19 33.3 36.7 36.7 36.7 d 63.3 66.7 83.3 96.7 c28 30 33.3 33.3 33.3 d 56.7 66.7 80 96.7 c2 80 80 80 80 c

Sulfático 4 93.3 93.3 93.3 93.3 bsódica 8 33.3 40 40 40 d

¶= prueba de medias entre nivel de sal, considerando todos los niveles de sales; letras distintas indican diferencias significativas (Pr> F= 0.0001) dentro de la columna; §= se omitió el porcentaje de germinación del día 15 por ser igual al día 12, y los valores de CE de 11.7, 15, 19 y 28 dS m-1 de la sal sulfático-sódica por ser igual a cero.

Cuadro 3. Crecimiento vegetativo (mm) a 15 días de alfalfa (Medicago sativa L.) en sales puras.Table 3. Vegetative growth (mm) of alfalfa (Medicago sativa L.) after 15 days in pure salts.

Sal Tratamiento Radícula ¶ Planta ¶ Sal Radícula ¶ Planta ¶

Testigo 0 29.08 a 5.89 a Testigo 29.08 a 5.89 a2 12.56 b 2.87 a 24.83 ab 4.12 a

MgCl2.6H2O 4 8.13 bc 1.63 ab Na2SO4 25.19 ab 3.44 a

8 5.16 cd 0 c 17.64 bc 3.06 a11.7 3.59 cde 0 c 9.55 c 2.78 a15 3.36 cde 0 c 1.48 c 1.56 b19 1.96 de 0 c 0.65 c 0.2 bc28 0.11 e 0 c 0 c 0 c2 23.66 ab 10.52 a 40.17 a 3.51 a

MgSO4 4 19.59 b 3.88 b CaCl2.2H2O 48.65 a 3.31 a

8 12.62 c 2.94 b 41.06 a 3.19 a11.7 7.46 cd 2.43 b 29.55 b 2.34 ab15 5.27 de 2.26 b 23.22 bc 1.73 ab19 4.77 de 1.48 b 18.77 c 1.4 ab28 2.94 e 0 c 5.79 d 0.41 b2 21.33 b 3.38 a 15.13 b 2.19 a

NaCl 4 29.8 a 3.04 a NaHCO3 3.03 c 0.18 ab8 14.41 c 2.94 ab 0 d 0 b

11.7 13.99 c 1.42 ab15 2.89 d 0 c

¶= prueba de medias entre nivel de sal, considerando todos los niveles de sales; letras distintas indican diferencias significativas (Pr> F= 0.0001) dentro de la columna;§= se omitió el porcentaje de germinación del día 15 por ser igual al día 12, y los valores de las CE de 11.7, 15, 19 y 28 dS m-1 de la sal NaHCO3; 19 y 28 dS m-1 de NaCl por ser igual a cero.

Germinación y crecimiento de alfalfa bajo condiciones salinas 173

Para la mezcla de sales (Cuadro 4), el máximo crecimiento de radícula y parte aérea ocurrió en la salinidad clorhídrico-sulfática y la de menor crecimiento fue la sulfática. El crecimiento de la radícula se favoreció con incrementos en las sales clorhídrica, sulfático-clorhídrica y sulfática; en cambio, la parte aérea fue inhabilitada en todas las sales a su concentración máxima (CE= 28 dS m-1), excepto en la salinidad sulfática y fue favorecido por la salinidad clorhídrica. Ashraf et al. (1987), indicaron que la longitud del brote disminuyó como respuesta a incrementos en la concentración de NaCl, aunque algunos estudios muestran que la salinidad alta causa disminución en el rendimiento de la alfalfa, mientras la relación hoja/tallo aumenta e influye en la calidad de forraje (Flowers, 2004). Se observó que la mezcla de sales fue mejor para la germinación, en comparación a las sales puras, ya que en condiciones normales en el suelo y agua de riego, las sales se encuentran mezcladas y no en forma individual (Santamaría et al., 2004).

place in the sulphate sal t . Radicle growth was enhanced in the concentration of hydrochloric salts, sulfate-hydrochloric and sulfate salts.On the other hand, the aerial section became dibbled in all salts at their greatest concentration (CE= 28 dS m-1), except in sulfate salinities, and it was enhanced by the hydrochloric salinity. Ashraf et al. (1987), on the other hand, indicated that the length of the sprout decreased quickly as a response to the increase in the concentration of NaCl, although studies show that high salinity causes a decrease in the yield of alfalfa, whereas the leaf to stem ratio increases and influences the amount of fodder (Flowers, 2004). It was possibility to notice that the mixture of salts was better for germination, as opposed to pure salts, which is favorable, since innormal soil and irrigation water conditions, salts are mixed and not found on their own (Santamaría et al., 2004).

Cuadro 4. Crecimiento vegetativo (mm) a 15 días de alfalfa (Medicago sativa L.) en sales geoquímicas.Table 4. Vegetative growth (mm) of alfalfa (Medicago sativa L.) after 15 days in geochemical salts.

Sal Tratamiento Radícula ¶ Planta ¶ Sal Radícula ¶ Planta ¶

Testigo 0 25.99 ab 3.39 a Testigo 25.99 ab 3.39 a2 2.99 d 1.93 b 28.18 a 3.91 a

Clorhídrica 4 17.04 b 3.78 a Clorhídricosulfática

24.05 b 3.55 a

8 16.93 b 2.5 b 22.15 b 2.26 ab11.7 5.09 c 0.93 bc 12.56 c 2.92 ab15 3.75 cd 0.56 c 10.31 d 1.29 bc19 3.25 cd 0.37 c 2.94 e 0.42 c28 0.85 e 0 d 1.48 e 0 d2 23.43 ab 3.78 a 24.43 a 3.35 a

Sulfáticoclorhídrica

4 24.08 ab 3.27 a Sulfáticosódica

16.04 b 2.98 ab

8 22.21 b 3.46 a 14.35 c 1.94 bc11.7 10.93 c 0.83 b 9.26 d 1.28 cd15 7.33 d 0.73 b 8.9 d 0.44 de19 7.11 de 0.73 b 6.63 d 0.95 cde28 3.72 e 0 c 4.31 e 0 e2 11.34 b 1.36 b

Sulfática 4 22.54 a 3.04 a8 5.55 c 0.26 bc

¶= prueba de medias entre nivel de sal, considerando todos los niveles de sales; letras distintas indican diferencias significativas (Pr> F= 0.0001) dentro de la columna; §= se omitió el porcentaje de germinación del día 15 por ser igual al día 12 y los valores de CE de 11.7, 15, 19 y 28 dS m-1 de la sal sulfático-sódica por ser igual a cero.


CONCLUSIONES

Las sales MgSO4 y sulfática registraron los porcentajes de germinación mayores; las sales geoquímicas fueron mejor en comparación a las sales puras; las sales NaHCO3 y salinidad sulfático-sódica afectaron el brote de semillas.

El crecimiento de la parte aérea fue altamente afectado por la presencia de sales, en comparación al desarrollo de la radícula, tanto en las sales puras como en las geoquímicas. La sal con mayor desarrollo de radícula fue el CaCl2 2H2O y de parte aérea fue el MgSO4; el NaHCO3 fue la sal con menor crecimiento en ambas. Para la mezcla de sales, el máximo crecimiento de radícula y parte aérea ocurrió en la salinidad clorhídrico-sulfática y la de menor crecimiento fue la sulfática.

LITERATURA CITADA

Ashraf, M. T. McNeilly and Bradshaw, A. D. 1987. Selection and herianility of tolerance to sodium chloride in four forage species. Crop. Sci. 227:232-234.

El-Keblawy, A. and Al-Rawai, A. 2006. Effects of seed maturation time and dry storage on light and temperature requirements during germination in invasive Prosopis juliflora. Flora. 201:135-143.

Esechie, H. A. 1993. Interaction of salinity and temperature on the germination of alfalfa cv CUF 101. Agronomie. 13:301-306.

Flowers, T. J. 2004. Improving crop salt tolerance. J. Exp. Bot. 55:145-152.

CONCLUSIONS

The sulfate and MgSO4 salts presented the highest germination percentages, whereas geochemical salts were better in comparison to pure salts, and NaHCO3

sulfate-sodium salinities affected the sprouting of the seeds.

The growth of the aerial section was highly affected by the presence of salts, as opposed to the growth of the radicle, both in pure and geochemical salts. The salt with the greatest radicle growth was CaCl2 2H2O, and MgSO4 displayed the best growth of the aerial section. NaHCO3 was the salt with the least growth in both sections. The greatest growth of the radicle and aerial section for salt mixture took place in the hydrochloric-sulfate salts, and the least growth took place in sulfate salts.

Maas, E. V. 1990. Crop salt tolerance In: Tanji, K. K. (ed). Agricultural salinity assessment and management. Chapt 13 ASCE Manuals and Reports on Engineering 71. American Society. Of Engineering. N.Y., USA. 262-304 pp.

Sánchez, B. E. E.; Ortega, E. M.; González, H. V.; Camacho, E. M. y Kohashi, S. J. 2008. Crecimiento de plantas de papa (Solanum tuberosum L.) cv. Alpha, inducidos por diversas soluciones salinas. Interciencia. 33(9):1-9.

Santamaría, C. J.; Figueroa, V. U. y Medina, M. M. C. 2004. Productividad de la alfalfa en condiciones de salinidad en el Distrito de Riego 017, Comarca Lagunera. Terra Latinoam. 22:(3)343-349.


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La Revista Mexicana en Ciencias Agrícolas (REMEXCA), ofrece a los investigadores(as) en ciencias agrícolas y áreas afines, un medio para publicar los resultados de las investigaciones. Se aceptarán escritos de investigación teórica o experimental, en los formatos de artículo científico, nota de investigación, ensayo y descripción de cultivares. Cada documento será arbitrado y editado por un grupo de expertos(as) designados por el Comité Editorial; sólo se aceptan escritos originales e inéditos en español o inglés y que no estén propuestos en otras revistas.

Las contribuciones a publicarse en la REMEXCA, deberán estar escritas a doble espacio (incluidos cuadros y figuras) y usando times new roman paso 11 en todo el manuscrito, con márgenes de 2.5 cm en los cuatro lados. Las cuartillas estarán numeradas en la esquina inferior derecha y numerar los renglones iniciando con 1 en cada página. Los apartados: resumen, introducción, materiales y métodos, resultados, discusión, conclusiones, agradecimientos y literatura citada, deberán escribirse en mayúsculas y negritas alineadas a la izquierda.

Artículo científico. Escrito original e inédito que se fundamenta en resultados de investigaciones, en los que se ha estudiado la interacción de dos o más tratamientos en varios experimentos, localidades y años para obtener conclusiones válidas. Los artículos deberán tener una extensión máxima de 20 cuartillas (incluidos cuadros y figuras) y contener los siguientes apartados: 1) título; 2) autores(as); 3) institución de trabajo de autores(as); 4) dirección de los autores(as) para correspondencia y correo electrónico; 5) resumen; 6) palabras clave; 7) introducción; 8) materiales y métodos; 9) resultados y discusión; 10) conclusiones y 11) literatura citada.

Nota de investigación. Escrito que contiene resultados preliminares y transcendentes que el autor(a) desea publicar antes de concluir su investigación; su extensión es de ocho cuartillas (incluidos cuadros y figuras); contiene los mismos apartados que un artículo científico, pero los incisos 7 al 10 se escribe en texto consecutivo; es decir, sin el título del apartado.

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Descripción de cultivares. Escrito hecho con la finalidad de proporcionar a la comunidad científica, el origen y las características de la nueva variedad, clon, híbrido, etc; con extensión máxima de ocho cuartillas (incluidos cuadros y figuras), contiene los apartados 1 al 6 y 11 del artículo científico. Las descripciones de cultivares es en texto consecutivo, con información relevante sobre la importancia del cultivar, origen, genealogía, método de obtención, características fenotípicas y agronómicas (condiciones climáticas, tipo de suelo, resistencia a plagas, enfermedades y rendimiento), características de calidad (comercial, industrial, nutrimental, etc) y disponibilidad de la semilla.

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Título. Debe aportar una idea clara y precisa del escrito, utilizando 13 palabras como máximo; debe ir en mayúsculas y negritas, centrado en la parte superior.

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Scientific article. Original and unpublished writing which is based on researching results, in which the interaction of two or more treatments in several experiments, locations through many years to draw valid conclusions have been studied. Articles should not exceed a maximum of 20 pages (including tables and figures) and contain the following sections: 1) title, 2) author(s), 3) working institution of the author(s), 4) address of the author(s) for correspondence and e-mail; 5) abstract; 6) key words; 7) introduction; 8) materials and methods; 9) results and discussion; 10) conclusions and 11) cited literature.

Notice of investigation. Writing that contains transcendental preliminary results that the author wishes to publish before concluding its investigation; its extension of eight pages (including tables and figures); it contains the same sections that a scientific article, but interjections 7 to 10 are written in consecutive text; that is to say, without the title of the section.

Essay. Generated summarized writing of the analysis of important subjects and the present time for the scientific community, where the author expresses its opinion and settles down its conclusions on the treated subject; pages must have a maximum extension of 20 (including tables and figures). It contains sections 1 to 6 and 11 of the scientific article. The development of the content of the essay is

questioned in sections according to the topic, through this discussion conclusions or concluding remarks should be generated.

Cultivar description. Writing made in order to provide the scientific community, the origin and the characteristics of the new variety, clone, hybrid, etc; with a maximum extensions of eight pages (including tables and figures), contains sections 1 to 6 and 11 of the scientific article. The descriptions of cultivars is in consecutive text, with relevant information about the importance of cultivar, origin, genealogy, obtaining method, agronomic and phonotypical characteristics (climatic conditions, soil type, resistance to pests, diseases and yield), quality characteristics (commercial, industrial, nutritional, etc) and availability of seed.

Writing format

Title. It should provide a clear and precise idea of the writing, using 13 words or less, must be in capital bold letters, centered on the top.

Authors. To include six authors or less, full names must be submitted (name, surname and last name). Justified, immediately underneath the title, without academic degrees and labor positions; at the end of each name it must be placed numerical indices and correspondence to these shall appear, immediately below the authors; bearing, the name of the institution to which it belongs and official address of each author; including zip code, telephone number and e-mails; and indicate the author for correspondence.

Abstract and resumen. Submit a summary of 250 words or less, containing the following: justification, objectives, location and year that the research was conducted, a brief description of the materials and methods, results and conclusions, the text must be written in consecutive form.

Key words and palabras clave. It was written after the abstract which serve to include the scientific article in indexes and information systems. Choose three or four words and not include words used in the title. Scientific names of species mentioned in the abstract must be register as key words and palabras clave.

Introduction. Its content must be related to the specific subject and the purpose of the investigation; it indicates the issues and importance of the investigation, the bibliographical antecedents that substantiate the hypothesis and its objectives.

Materials and methods. It includes the description of the experimental site, materials, equipment, methods, techniques and experimental designs used in research.

Results and discussion. To present/display the results obtained in the investigation and indicate similarities or divergences with those reported in other published investigations. In the discussion it must be emphasize the relation cause-effect derived from the analysis.

Conclusions. Drawing conclusions from the relevant results relating to the objectives and working hypotheses.

Cited literature. Preferably include recent citations of scientific papers in recognized journals, do not include conference proceedings, theses, internal reports, website, etc. All citations mentioned in the text should appear in the literature cited.

General observations

In the original document, the figures and the pictures must use the units of the International System (SI). Also, include the files of the figures separately in the original program which was created or made in such a way that allows, if necessary to make changes, in case of including photographs, these should be originals, scanner in resolution high and send the electronic file separately. The title of the figures is capitalized and lower case, bold; in bar and pie graphs, filling using clearly contrasting textures; for line graphs use different symbols.

The title of the tables, must be capitalized and lower case, bold; tables should not exceed one page, or closed with vertical lines; only three horizontal lines are accepted, the head of columns are between the first two lines and the third serves to complete the table; moreover, must be numbered progressively according to the cited text and contain the information needed to be easy to understand. The information contained in tables may not be duplicated in the figures and vice versa, and in both cases include statistical comparisons.

Literature references at the beginning or middle of the text use the surname(s) and year of publication in brackets, for example, Winter (2002) or Lindsay and Cox (2001) if there are two authors(as). If the reference is at the end of the text, put in brackets the name(s) coma and the year, eg (Winter, 2002) or (Lindsay and Cox, 2001). If the cited publication has more than two authors, write the surname of the leading author, followed by “et al.” and year of publication.

Literature citation

Articles in journals. Citations should be placed in alphabetical order, if a leading author appears in several articles of the same year, it differs with letters a, b, c, etc.1) Write the surname complete with a comma and initial(s) of the names with a dot. To separate two authors the “and” conjunction is used or its equivalent in the language the work it is written on. When more than two authors, are separated by a dot and coma, between the penultimate and the last author a “and” conjunction it is used or it’s equivalent. If it is an organization, put the full name and the acronym in brackets; 2) Year of publication dot; 3) title of the article dot; 4) country where it was edited dot, journal name dot and 5) journal number and volume number in parentheses two dots, number of the first and last page of the article, separated by a hyphen (ie 8 (43) :763-775).

Serial publications and books. 1) author(s), just as for articles; 2) year of publication dot; 3) title of the work dot. 4) if it is translation ( indicate number of edition and language of which it was translated and the name of the translator dot; 5) publisher name dot; 6) number of edition dot; 7) place where the work was published (city, state, country) dot; 8) for pamphlet, series or collection to place the name and number dot and 9) total number of pages (i. e. 150 p.) or various pages (i. e. 30-45 pp.).

Articles, chapters or abstracts in collective works (books, abstracts, reports, etc). 1) author(s), just as for articles; 2) year of publication dot; 3) title of the article, chapter or memory dot; 4) Latin expression In two dots; 5) title of the collective work dot; 6) publisher(s), compiler(s) or coordinating(s) of the collective work [written just like the author(s) of the article] dot, at the end of this, the abbreviation is placed between parenthesis (ed. or eds.), (comp. or comps.) or (cord. or cords.), according to is the case dot; 7) if it is a translation (just as for serial publications and books); 8) number of the edition dot; 9) publisher name dot; 10) place where it was published (city, state, country) and 11) pages that includes the article, placed by a hyphen and lowercase pp (i. e. 15-35 pp.).

Submitting articles to:

Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9212681. E-mail: [email protected]. Cost of annual subscription $ 30.00 dollars (6 issues). Price per issue $ 8.00 dollars (plus shipping).

PREMIO INTERNACIONAL PARA EL DR. DANIEL DEBOUCK

El científico Daniel Debouck, del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), y miembro del comité Internacional de la Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, recibió la Medalla Frank N. Meyer en Recursos Fitogenéticos, otorgada por la Sociedad Americana de Ciencias de los Cultivos (CSSA), como un reconocimiento a su trabajo incansable de recolección y conservación de diversos cultivos.

El nombre del premio es un homenaje al explorador agrícola Frank Nicholas Meyer, quien trabajó para el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos a principios del siglo XX, y perdió su vida en las aguas de río Yangtze de China mientras se encontraba en una misión de recolección. Este galardón reconoce la dedicación y el servicio a la humanidad mediante la recolección, la evaluación o la conservación de material vegetal.

"Es un honor recibir este premio y espero que envíe una señal positiva a la generación más joven, porque aún quedan por estudiar muchas variantes y parientes de cultivos en el campo", dijo Debouck.

Debouck está vinculado al CIAT desde 1977, y ahora lidera el Programa de Recursos Genéticos donde está el banco que conserva la mayor colección de variedades de fríjol, yuca y pastos tropicales, con más de 65 000 muestras. Desde su vinculación a este centro de investigación, cuya sede está en Palmira, Colombia, ha emprendido no menos de 29 exploraciones a 14 países de América Latina para recolectar y conservar variedades silvestres no documentadas de frijol, y es responsable de la introducción de más de 3 000 muestras nuevas al banco de semillas del CIAT. También lideró la exitosa lucha jurídica para revocar la patente de un frijol que el gobierno norteamericano le concedió a un ciudadano de ese país, que alegó "haberlo inventado".

Además de sentir una pasión por el descubrimiento científico, Debouck sigue siendo motivado por la necesidad de conservar. "Muchas personas piensan que si podemos recolectar una determinada variedad hoy, la podremos recolectar mañana también", afirmó, "pero eso no es cierto, debido al avance de la agricultura y de la urbanización. Algunas especies pueden haberse tomado un millón de años o más para evolucionar, pero podrían desaparecer en una sola generación o menos".

"No es sólo el aumento físico de las colecciones de plantas lo que importa", advirtió. "Lo que acompaña a este aumento son nuevos conocimientos y nuevo entendimiento. En la medida que se cierran las brechas en el banco de semillas y se aclaran las lagunas en nuestro conocimiento, se unen las piezas del rompecabezas para ayudarnos a ver el panorama general. Si queremos hacer frente al cambio climático y alimentarnos, es mejor entender ese panorama lo más pronto posible. "Eso significa que habrá más trabajo, pero estoy emocionado con las perspectivas", dijo el científico.

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Mandato:

A través de la generación de conocimientos científicos y de innovación tecnológica agropecuaria y forestal como respuesta a las demandas y necesidades de las cadenas agroindustriales y de los diferentes tipo de productores, contribuir al desarrollo rural sustentable mejorando la competitividad y manteniendo la base de recursos naturales, mediante un trabajo participativo y corresponsable con otras instituciones y organizaciones públicas y privadas asociadas al campo mexicano.

Misión:

Generar conocimientos científicos e innovaciones tecnológicas y promover su trasferencia, considerando un enfoque que integre desde el productor primario hasta el consumidor final, para contribuir al desarrollo productivo, competitivo y sustentable del sector forestal, agrícola y pecuario en beneficio de la sociedad.

Visión:

El instituto se visualiza a mediano plazo como una institución de excelencia científica y tecnológica, dotada de personal altamente capacitado y motivado; con infraestructura, herramientas de vanguardia y administración moderna y autónoma; con liderazgo y reconocimiento nacional e internacional por su alta capacidad de respuesta a las demandas de conocimientos, innovaciones tecnológicas, servicios y formación de recursos humanos en beneficio del sector forestal, agrícola y pecuario, así como de la sociedad en general.

Retos:

Aportar tecnologías al campo para:

● Mejorar la productividad y rentabilidad

● Dar valor agregado a la producción

● Contribuir al desarrollo sostenible

Atiende a todo el país a través de:

8 Centros de Investigación Regional (CIR'S)

5 Centros Nacionales de Investigación Disciplinaria (CENID'S)

38 Campos Experimentales (CE)

Dirección física:

Progreso 5, Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, Distrito Federal, México. C. P. 04010

Para más información visite: http://www.inifap.gob.mx/otros-sitios/revistas-cientificas.htm.

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PRODUCCIÓN Dora M. Sangerman-Jarquín

DISEÑO Y COMPOSICIÓN María Otilia Lozada González

yAgustín Navarro Bravo

ASISTENTE EDITORIALDoralice Pineda Gutiérrez

Documents

Vol2 num1 2011