Doctorado en Ciencias Agrarias

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Desarrollo de sistemas instrumentales para el diagnóstico nutricional de plantas y suelos en campo
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-08-23) Ospino Villalba, Karen Stefanie; Pérez Naranjo, Juan Carlos; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000558087; https://scholar.google.com/citations?user=IeXlYRoAAAAJ&hl=es; 0000-0002-8728-141X; https://www.researchgate.net/profile/Karen-Ospino; Sistemas Simbioticos
The growing global demand for food requires improved agricultural productivity and the efficient use of fertilizers, which excessively applied may possess environmental concerns. To stimulate the local development of systems to support the rational use of fertilizers, this research presents two preliminary open-source instrumental developments for crops nutritional diagnosis. The first is a 3D printing prototype coupled to a smartphone's ambient light sensor, which was evaluated to estimate the chlorophyll content in oil palm leaves (Elaeis guineensis Jacq), potato (Solanum tuberosum; L.), coffee (Coffea arabica L.), cocoa (Theobroma cacao L.), and kikuyu grass (Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov.). This device presented a performance comparable to chlorophyll measurements taken with a SPAD 502™ meter or a spectrophotometer, used here as comparison gold standards. A system for analyzing nutrients based on multispectral images of leaf samples is also presented. Statistical models for leaf nutrient estimation based on light bands reflection by dried samples of cocoa (Theobroma cacao L.), rubber (Hevea brasiliensis), chrysanthemum (Dendranthema grandiflorum) and banana (Musa paradisiaca L.) indicated a reasonable estimate of 11 nutrients, with a coefficient of determination greater than 0.84 for nitrogen, phosphorous and potassium, along with a lower performance to estimate other nutrients. Not without the drawbacks tied to incipient yet open prototyping, these results are expected to stimulate the local development of technologies for less developed regions, which support the efficient use of fertilizers and agricultural productivity. Increased access to these open-source technologies would promote digital agriculture and local instrument development.
Role of microtubule motor proteins in the spindle anchoring and positioning during meiosis I in mouse oocytes
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-01) Londoño Vásquez, Daniela; Balboula, Ahmed Z.; Camargo Rodriguez, Omar
Chromosome segregation errors frequently occur during oocyte meiosis I (MI) leading to aneuploidy, the major cause of miscarriage and congenital abnormalities. Post nuclear envelope break down, the meiotic spindle is assembled at the center of the oocyte. This initial position prevents the occurrence of aneuploidy. During metaphase I (Met I), the spindle migrates toward the cortex to allow a highly asymmetric division. In mouse oocytes, spindle positioning and migration is regulated by two opposing forces, F-actin and metaphase cytoplasmic microtubule organizing centers (mcMTOCs), whereby mcMTOCnucleated microtubules (MTs) anchor the spindle to the cortex exerting an opposing pulling force on the spindle against that of F-actin-mediated force which builds to move the spindle to the cortex for PB extrusion. However, the molecular mechanism of how MTs regulate spindle positioning remains unknown. First, oocyte MT dynamics have been investigated during MI. Interestingly, mcMTOCnucleated MTs depend on the maturation time, whereby, at Met I when the spindle is still located at the center of the oocyte, the MTs nucleated by mcMTOCs play an important role in maintaining and regulating this initial central position. However, at late Met I, the mcMTOC-nucleated MTs gradually decrease allowing spindle migration. MT motors are ATPase-associated proteins that convert energy into mechanical force and move along the length of MTs. In somatic cells, MT motor proteins regulate MT dynamics necessary for mitotic spindle positioning. In contrast, their role in mammalian oocytes has not been investigated. Perturbation of dynein protein results in abnormal spindle positioning, accelerated spindle migration towards the cortex, and increased incidence of aneuploidy. In contrast, Eg5 kinesin inhibition results in failed spindle migration. On the other hand, X Role of microtubule motor proteins in the spindle anchoring and positioning during meiosis I in mouse oocytes perturbing F-actin around the mcMTOCs, results in abnormal spindle positioning and migration. These findings suggest that MT dynamics regulate spindle positioning and migration. Dynein and Eg5 kinesin motor proteins drive two antagonistic forces to fine-tune mcMTOC-mediated MT pulling force and provide the first mechanistic insight into mcMTOC-nucleated MT role in directly influencing spindle positioning and timely migration and F-actin ring contribute to regulates mcMTOC dynamics.
Efecto de la extrusión y dos métodos de delignificación alcalina sobre la digestibilidad in vitro de la fibra de los pastos kikuyo (Cenchrus clandestinus) y maralfalfa (Pennisetum sp)
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-11) Jaimes Cruz, Ligia Johana; Giraldo Mejía, Ángel; Correa Cardona, Héctor Jairo; https://scholar.google.com/citations?user=QBH2_AMAAAAJ&hl=es; Jaimes Cruz, Ligia Johana (0000-0002-3327-0360); Acosta Pava, Juan Camilo; Ruíz Colorado, Angela Adriana; Giraldo Mejía, Angel; Jaimes C., Ligia Johanna; Bonilla O., Nataly; Acosta P., Juan Camilo; Ruíz C., Ángela Adriana; Giraldo M., Ángel; Correa C., Héctor Jairo; Interacciones Nutricionales, Metabólicas y Reproductivas en Bovinos; Bonilla Ospina Natali
Las gramíneas C4 son la base de la producción bovina en los trópicos. Estas se caracterizan por acumular mayor proporción de carbohidratos estructurales (celulosa y hemicelulosa) y de lignina que las gramíneas C3. A este último compuesto se le ha atribuido efectos antinutricionales, siendo el más importante la reducción en la fermentabilidad de la celulosa y la hemicelulosa y, con ella, la disminución en el consumo de materia seca y el aporte de energía. Con la finalidad de reducir este efecto se han desarrollado diversos procedimientos de delignificación entre los que se destacan la extrusión y la aplicación de compuestos alcalinos como la urea y la cal apagada (CaOH). Estos procedimientos, sin embargo, no han sido evaluados en grámineas como el pasto kikuyo (Cencrhus clandestinus) y el pasto maralfalfa (Pennisetum sp), ampliamente utilizados en los sistemas de producción de leche bovina en las zonas altas de la región andina de Colombia bajo pastoreo y corte, respectivamente. El objetivo de este proyecto fue evaluar el efecto de la extrusión y de la delignificación con urea y cal apagada aplicadas a estas dos grámineas sobre la digestibilidad in vitro de la materia seca y de la fibra en detergente neutro, así como sobre la producción y calidad de leche en rumiantes. Para ello inicialmente se adelantó una revisión sobre la composición de las paredes celulares de las gramíneas y los métodos de delignificación aplicados; posteriormente se realizó una revisión al concepto “fibra” en nutrición de rumiantes de la que se pudo concluir que se trata de un término ambigüo que ha incluido conceptos nutricionales, químicos, anatómicos y fisiológicos; además, las metodologías desarrolladas para determinar el contenido de ”fibra” en alimentos para rumiantes no reflejan el concepto X nutricional del término y se han dirigido a estimar el contenido de carbohidratos estructurales pero con errores metodológicos como sucede con la Fibra Cruda (FC), la Fibra en Detergente Neutro (FDN) y la Fibra en Detergente Ácido (FDA). Con la finalidad de verificar la composición química de la FDA se realizó una evaluación que incluyó el análisis de 18 muestras de gramíneas tropicales y cuatro muestras de heces de vacas alimentadas con pastos tropicales en los que se determinó el contenido de FDA, lignina en detergente ácido (LDA), cenizas, carbono (C) y nitrógeno (N) en estas dos fracciones químicas. Luego, utilizando el método Simplex de la herramienta SOLVER de EXCEL, se estimó la composición química más probable de la FDA, lo que permitió establecer que esta fracción está constituida por celulosa, lignina, hemicelulosa, pectinas, proteínas y cenizas en cantidades variables y no solo por lignina y celulosa como presume la metodología originalmente usada para expresar esta fracción. Posteriormente se realizaron cuatro experimentos. En el primero se evaluó el efecto de dos tamaños de salida (1.0 y 3.0 mm) de un extrusor cónico de un solo tornillo girando a 1050 rpm sobre la digestibilidad in vitro (pepsina-celulasa) de la materia seca (DIVMS) y la fibra en detergente neutro (DIVFDN) de pasto maralfalfa. La extrusión generó un bagazo con alto contenido de FDN, aumento en 8.81% la DIVMS y en 20.6 % la DIVFDN sin que se evidenciara efecto del tamaño de la salida del extrusor. En el segundo, se evaluó el efecto de la extrusión húmeda del pasto kikuyo sobre la DIVMS y la DIVFDN. Para ello se recolectaron seis muestras de esta gramínea cosechadas a los 35 días de rebrote que fueron subdivididas en dos submuestras: seis submuestras se evaluaron sin extruir y la otras seis fueron procesadas en un extrusor de un solo tornillo cónico con salida de 2.0 mm que giraba a 1300 rpm. Los resultados indican que la extrusión incrementa el contenido de FDN y FDA en el bagazo resultante con un menor contenido de PC y Cen que el pasto crudo, al tiempo que incrementa en más del 8% la DIVMS y en más del 36% de la DIVFDN. En el tercer experimento se evaluó el efecto combinado del bagazo de pasto maralfalfa obtenido por extrusión húmeda tratado con tres dosis de urea o de cal apagada (0.45, 0.90 and 1.35%) sobre la DIVMS y la DIVFDN de esta gramínea. El bagazo tratado fue ensilado en condiciones areobias durante 21 días, antes de ser evaluado. La extrusión incrementó el contenido de FDN y la DIVFDN, pero redujo el contenido de nitrógeno. Por otro lado, el bagazo tratado con 1.35% de cal apagada montró la concentración más alta de Ca y la mayor DIVMS y DIVFDN en tanto que el bagazo tratado con 0.90% de urea presentó la concentración más alta de N aunque con XI una DIVFDN estadisticamente similar al tratamiento con 1.35% de cal apagada. Finalmente en el cuarto experimento se evaluó el efecto de dos niveles de suplementación con pasto kikuyo extruído a cabras lactantes. Para ello se seleccionaron 12 cabras adultas que se distribuyeron en cuatro tratamientos: suministro en los corrales de pasto maralfalfa (Pennisetum sp) fresco y pasto angleton (Dichanthium aristatum) henificado y suministro de aproximadamente de una mezcla 80:20 de un alimento concentrado comercial y maíz partido (MEZCLA) durante cada ordeño (CONTROL); CONTROL + 75 g de MS/cabra/d de pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) henificado durante cada ordeño (KH150); CONTROL + 75 g de MS/cabra/d de pasto kikuyo extruido durante cada ordeño (KE150) y CONTROL + 150 g de MS/cabra/d de pasto kikuyo extruido durante cada ordeño (KE300). Tanto el pasto kikuyo henificado como extruído fueron suminustrados peletizados. El periodo experimental tuvo una duración de 15 dias. Las cabras experimentales mostraron un comportamiento de neofobia frente a los suplementos a base de pasto kikuyo ya que estos fueron rechazados significativamente por los animales y redujeron la producción de leche no obstante que el consumo de materia seca total no se afectó por los tratamientos. De este experimento se pudo establecer que el pasto kikuyo henificado o extruído y peletizado fue rechazado de manera significativa por las cabras lactantes debido posiblemente a un comportamiento neofóbico alimentario. De los experimentos realizados se concluye que la extrusión es un procedimiento rápido y eficiente para incrementar la DIVMS y la DIVFDN de pastos tropicales como el kikuyo y el maralfalfa. La cal apagada y la urea mostraron ser compuestos químicos que incrementan significativamente la DIVMS y la DIVFDN, así mismo aumentan el contenido de Ca y de N en el material tratado. (Tomado de la fuente)
Aprovechamiento del lactosuero dulce para el desarrollo de un concentrado de proteínas séricas obtenidas por tecnología de separación por membranas y su inclusión en la elaboración de queso fresco
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-09-02) Bejarano Toro, Edinson Eliecer; Rodriguez Sandoval, Eduardo; Sepúlveda Valencia, José Uriel; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001460058; https://scholar.google.es/citations?user=MMhMHygAAAAJ&hl=es&oi=ao; https://orcid.org/0000-0001-8508-8387; Bejarano Toro, Edinson; Rodríguez Sandoval, Eduardo; Sepúlveda Valrencia, José Uriel; Grupo de Investigación en Ciencias y Tecnología de Alimentos -Gicta-
El tratamiento de lactosuero por medio de las tecnologías de filtración y concentración selectiva de componentes ha mostrado ser eficiente y adecuada para el aprovechamiento y valorización de los componentes de este efluente. Los concentrados de proteínas de lactosuero (WPC) son ingredientes usados por diversos sectores. A nivel de la industria láctea a partir de los WPC se han desarrollado ingredientes como los micropartículados de proteínas de lactosuero (MWP), los cuales han sido usados para productos como postres, helados, yogures y quesos. En los quesos ha ayudado a mejorar las características sensoriales de los productos reducidos en grasa y a aumentar el rendimiento quesero. En la primera fase del trabajo (capitulo 1) el objetivo fue concentrar por ultrafiltración (UF) las proteínas de lactosuero dulce evaluando condiciones de proceso. Se usó una membrana de polietersulfona con tamaño molecular de corte de 10 kDa. El efecto del factor volumétrico de concentración entre 5 y 18 y la presión transmembrana entre 2,5 y 5 bar fueron evaluados sobre el flujo de permeado, coeficiente de retención y rendimiento de retención de la proteína en una metodología de superficie de respuesta. Se aplicó ANOVA de una sola vía para el efecto de la filtración sobre contenido de proteína, sólidos totales, acidez, pH, lactosa, α-lactoalbumina y ß-lactoglobulina. Se encontraron diferencias significativas en contenido de sólidos totales, proteína total e individual, lactosa, pH y acidez. El concentrado de proteína de lactosuero fue 18,2% de los sólidos totales, de los cuales la proteína representa el 45%. En la segunda fase (capitulo 2) se evaluó la diafiltración como una metodología viable para desmineralizar la leche y su impacto en parámetros fisicoquímicos de un queso y un yogurt. Entonces se planteó estudiar el proceso de desmineralización de un concentrado de proteínas de leche (MPC) por medio de varios ciclos de DF y evaluar el efecto de este tratamiento sobre las características composicionales y texturales de productos coagulados enzimáticamente y por acidez. El(MPC) obtenido por ultrafiltración fue diafiltrado en dos ciclos, luego el MPC fue usado para elaborar un queso fresco, un yogurt batido y uno cuchareable. La aplicación de un ciclo de DF removió el 22,2% de las cenizas y 8,12% del calcio, pero no hubo diferencias significativas (P>0,05) con respecto a la aplicación de dos ciclos de DF. El queso elaborado utilizando el MPC con uno y dos ciclos de DF fue menos duro y presentó menor resistencia a la masticación que el elaborado con MPC sin DF, y el yogurt cuchareable presentó menor elasticidad debido al menor contenido de sólidos totales y calcio, los cuales fueron afectados por la DF. La desmineralización parcial aumentó el tiempo de coagulación y favoreció la formación de geles más débiles. La DF alcanzó el máximo de desmineralización de la leche en un solo ciclo. Finalmente, en la tercera fase (capitulo 3) se desarrollaron y optimizaron las condiciones de obtención de un MWP adecuado para su inclusión en la elaboración de queso blanco. Para la optimización del MWP se evaluaron como factores la temperatura y el tiempo del tratamiento térmico y como variables respuesta el potencial Zeta, tamaño de partícula, color, coeficiente de retención de proteína y rendimiento quesero por medio de un diseño de superficie de respuesta con 14 experimentos, de los cuales se obtuvieron unas condiciones óptimas de procesamiento que fueron 93ºC por un tiempo de 17 min en retención. Con respecto a la inclusión del MWP en el queso blanco, se probaron dos niveles de inclusión 3% y 5%; y se evaluó su impacto sobre características de rendimiento quesero, retención de la proteína y el perfil de textura con respecto a un queso control que no fue adicionado con MWP. Se encontró que el 3% de inclusión es más adecuado porque conservó características texturales semejantes a un queso blanco tradicional. De forma general los resultados obtenidos en esta investigación constituyen un avance significativo en el conocimiento sobre la valorización de los componentes del lactosuero dulce, obtenido de la elaboración de quesos frescos como cuajada, queso blanco y quesito antioqueño, que en el contexto colombiano aún no hay estrategias claras para la valorización de este coproducto. Particularmente, se obtuvo una caracterización del lactosuero dulce, que luego fue concentrado por ultrafiltración hasta obtener un WPC 45. Este WPC fue tratado térmica y físicamente para desarrollar un MWP que se incluyó posteriormente en la elaboración de queso blanco. Como resultado general se obtuvo un queso blanco con adición de MWP, con aumento de rendimiento quesero y con mayor retención de proteína. Sin embargo, sensorialmente los quesos fueron impactados en características de textura debido a la retención de humedad generada por las proteínas del lactosuero. (texto tomado de la fuente)
Evaluación de la adición de Bacillus subtillis en un modelo de inflamación aguda intestinal en pollos de engorde
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-09-15) Rodríguez González, Sandra Paola; Parra Suescún, Jaime Eduardo; López Herrera, Albeiro; RODRÍGUEZ GONZÁLEZ, SANDRA PAOLA; 0000-0002-1037-7843; Biodiversidad y Génetica Molecular "Biogem"
En los sistemas de producción avícolas, las aves son sometidas a diferentes tipos de estrés, provocando a nivel intestinal desequilibrio de la microbiota, caracterizado principalmente por el aumento en las poblaciones de bacterias patógenas que generan proceso de disbiosis; dentro de las cuales, las bacterias gram-negativas, tienen la capacidad de liberar desde su pared celular compuestos denominados lipopolisacáridos (LPS), los cuales desencadenan procesos inflamatorios a nivel intestinal que ocasionan diarrea y mortalidad de las aves. En varios países los antibióticos han sido utilizados en las producciones avícolas como promotores de crecimiento (APC), ya que reducen las concentraciones de bacterias gram-negativas a nivel intestinal, pero el uso indiscriminado de los mismos ha llevado a generar resistencia de microrganismos a los antibióticos con problemas a nivel de la salud animal y humana. Los microorganismos que se utilizan actualmente, como alternativas naturales para reemplazar de manera parcial a los APC, son variados y numerosos, dentro de ellos se encuentran las bacterias probióticas, como el Bacillus subtilis. El presente trabajo evaluó el efecto de la adición de B. subtilis en las variables productivas, alometría y morfometría intestinal, producción de mucinas, expresión de interleuquinas y microbiota en duodeno de pollos que fueron retados a un LPS de Escherichia coli. Dentro de los resultados que se encontraron, se evidencia una mejora en las variables zootécnicas (ganancia acumulada de peso), alometría y morfometría intestinal (altura y ancho de la vellosidad y profundidad de criptas), células caliciformes y producción de mucinas, expresión molecular de interleuquinas anti y proinflamatorias y modulación positiva de la microbiota del duodeno. El B. subtilis puede ser utilizado de manera parcial ya que se presentó un efecto positivo y comparable con el APC. (texto tomado de la fuente)
Configuración de conocimientos campesinos en procesos de transición agroecológica en la Región Andina, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2018) Torres Romero, Maria Claudia; Zuluaga Sánchez, Gloria Patricia; Peter R. W., Gerritsen
Con el propósito de comprender el proceso de configuración de los conocimientos campesinos en procesos de transición agroecológica y de analizar el aporte de la investigación científica a estos, se realizó una investigación a través de estudios de caso con dos organizaciones de productores de quinua y de papas nativas en el Altiplano Cundiboyacense, se adelantó una revisión documental de trabajos de tesis de agroecología desarrollados en la Región Andina y se realizaron entrevistas semiestructuradas a investigadores y campesinos. En los estudios de caso se encontró que los procesos más importantes para la configuración de conocimientos son la observación, la transmisión generacional y la experimentación en la finca. En cuanto a los aportes de la investigación científica en agroecología, se encontró que las condiciones que definen las universidades no facilitan el diálogo de saberes; ya que se mantiene el discurso del rigor científico basado en lo cuantitativo y no existen mecanismos para reconocer los conocimientos campesinos. Concluimos que lo que más favorece la configuración de conocimientos son la autoconfianza y las relaciones con autonomía y reciprocidad al interior de la familia, el grupo asociativo y con los actores externos; y que los campesinos identifican como condiciones favorables para el desarrollo de proyectos de investigación un amplio conocimiento previo por parte del investigador del contexto socioeconómico y técnico-productivo del problema; discutir y aceptar modificaciones a los objetivos o metodologías planteados inicialmente; y que su participación implique la posibilidad de tomar decisiones sobre los proyectos de forma conjunta con los investigadores. (Texto tomado de la fuente)
Biología y manejo de estados quiescentes de Colletotrichum spp. en mango cultivar Azúcar, en el departamento del Magdalena, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2020) Páez Redondo, Alberto Rafael; Hoyos Carvajal, Lilliana María; Fitotecnia Tropical
Colletotrichum, ascomycete Glomerellales, familia Glomerellaceae, con especies agrupadas en Complejo de especies, subespecies o clados, causa “Antracnosis” en frutales. La biología de la quiescencia-endofitismo (Q/E) en la infección en mango es aún incierta, incluyendo especies asociadas y estrategias de manejo. Se estudió la diversidad de morfotipos Q/E en flores y frutos analizando interacciones con momento fenológico, estrato y órganos del árbol, patogénesis y respuesta a opciones de manejo. La frecuencia de aislamiento, riqueza y diversidad fue mayor en árboles en desarrollo vegetativo (p<0,01) y el estrato bajo de árboles, obteniendo 185 aislamientos, agrupados en 34 morfoespecies que presentaron diferencias estadísticas para variables morfológicas y biológicas (p<0,01); la ocurrencia de infecciones inducidas de Q/E fue mayor en frutos en etapa 709 (p<0,01) y estrato bajo del árbol (p>0,05). Se describió histológicamente el ciclo infectivo de morfoespecies en frutos inmaduros y maduros, evidenciando quiescencia en UMUN 004-moderadamente virulenta y ciclo de 6-7 días, y no quiescencia entre fases biotrófica y necrotrófica en UMUN 021-altamente virulentas y ciclo de 4-5 días. Ocho morfoespecies seleccionadas por patogenicidad contrastante fueron identificadas mediante análisis polifásico usando secuencias de ITS, GADPH, Tub2, CHs-1 y Act; como C. asianum, C. gloeosporioides y C. tropicale del complejo C. gloeosporioides, y C. karstii del complejo C. boninense; estos resultados constituyen el primer registro para Colombia de C. karstii en mango y de C. tropicale como endófito de frutos de mango. La acidificación del pH de soluciones acuosas o fungicidas permitió reducir infecciones por C. asianum en frutos de mango cultivar Azúcar. (Texto tomado de la fuente)
Characterization of the wood Pinus oocarpa Schiede ex Schltdl.var.ochoterenai as structural raw material
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-03) Herrera Builes, Jhon Fredy; Osorio Saraz, Jairo Alexander; Grupo de Investigación Ciencias Forestales
The wood obtained from fast-growing plantations is an effective substitute for wood from natural forests, thus helping in reducing the pressure on these ecosystems. However, this wood presents problems of low dimensional stability and low physical and mechanical properties which limits its use as structural raw material. This doctoral thesis presents the changes in the properties of modified wood as a result of using polymer impregnation and the effect of heat treatment on Pinus oocarpa wood from forest plantation origin. The wood samples were impregnated in hot bath at 95 °C, and then impregnated at room temperature; the effects were evaluated related to the results of density, dimensional stability, bending strength and compression parallel to the grain, the assessment of the wood was carried out under the Colombian Technical Standards NTC 290, 663, 784. The effects of heat treatments at 170 °C and 190 °C for 2.5 hours in saturated vapor were evaluated based on their color, dimensional stability, air-dry and basic densities, modulus of elasticity (MOE), and modulus of rupture (MOR) in static bending. The evaluations were carried out following the Colombian Technical Standards NTC 290 and 663, and the color changes resulting from heat treatments were monitored using the CIE-Lab. In addition, changes caused by the thermal modification on the chemical composition and microstructure of wood were evaluated. The evaluation of chemical changes was performed following the Tappi standards and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and the wood microstructure was characterized by optical microscopy. With the modification of polymer impregnation, the density increased, the anti-swelling efficiency was 60%; the modulus of rupture in static flexion increased 20%, modulus of elasticity 39% and compression parallel to the grain increased 8%. For the effect of thermal modification treatment there was a low mass loss. The air-dry and basic densities were higher in 170 °C treatment and increased the dimensional stability of the treated wood; after treatment, the general color change (∆E*) increased gradually with the increase in the treatment temperature, resulting in a high color change to a very different color; the bending strength of thermally modified wood was improved and significantly increased to values higher than those of unmodified wood. In the evaluation of chemical changes, the results showed a decrease in holocellulose content and the lignin content and extractives increased. C-O groups were degraded and -CH3 groups (lignin) were increased during thermal modification. Thickness of the tracheid walls decreased in earlywood and in latewood; lumen diameters increased in earlywood and in latewood. Impregnation with polymers evidenced wood with greater dimensional stability and better physical and mechanical properties. The high densities, improved dimensional stability and resistance to bending, and attractive appearance of the treated wood indicate that the modifications applied are a promising alternative for the transformation of Pinus oocarpa wood into a raw material with a high added value.
Preliminary studies for modeling diploid potato crop
(Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín, 2020) Saldaña Villota, Tatiana María; Cotes Torres, José Miguel; Mejoramiento y Producción de Especies Andinas y Tropicales
Las variedades de papa diploide (Solanum phureja Juz. et Buk.) se cultivan en diferentes regiones de América del Sur, principalmente en Colombia, Ecuador, Perú y Bolivia. Estas variedades se destacan por sus características organolépticas y nutricionales. Sin embargo, no se han realizado suficientes estudios para mejorar la comprensión de la dinámica de crecimiento y desarrollo de este cultivo y mejorar las condiciones agronómicas del mismo. Con el objetivo de mejorar el conocimiento sobre estas variedades y su uso en estudios de modelación de cultivos, en esta investigación se evaluó el modelo SUBSTOR-Potato, y aunque el modelo predice bien el crecimiento de los tubérculos, no logra simular variables relacionadas con la parte vegetativa. Este estudio explica que las dificultades de SUBSTOR-Potato para simular la parte vegetativa se deben a fallas en la estimación del índice de área foliar y del uso eficiente de la radiación (RUE) en cultivos de papa. Por lo tanto, esta investigación también se llevó a cabo con el objetivo de estimar la fracción de radiación solar interceptada a partir del porcentaje de cobertura de follaje mediante el uso de fotografías. También muestra cómo estimar el índice de área foliar a partir de la cobertura del follaje aplicando la ley de Beer-Lambert. La expectativa, es que este conocimiento pueda usarse para desarrollar un modelo de cultivo de papa diploide. Finalmente, de acuerdo con las características del crecimiento en diferentes momentos fenológicos y de la importancia del RUE para comprender la productividad del cultivo, este estudio también tuvo como objetivo estimar el RUE del cultivo de papa diploide involucrando no solo la biomasa total acumulada respecto a la cantidad de PAR interceptada, sino que también tomó en cuenta las pérdidas de carbohidratos por respiración.
Detección temprana y discriminación de enfermedades fúngicas en plantas usando espectroscopía in situ
(2019) Marín Ortiz, Juan Carlos
After infection, a plant develops symptoms that appear in different parts of plants; however, at moment in which these symptoms are visible, the plant can already be affected negatively. In addition, plants that remain asymptomatic are pathogens reservoirs, since they can remain infected for most of their development cycle, becoming a source of contamination for entire crop. After the symptoms onset, disease is verified using detection techniques, such as ELISA, Polymerase Chain Reaction, Immunofluorescence, Flow Cytometry, Fluorescence in situ and, Gaseous Metabolite Profiles, among others. However, despite the availability of these techniques, a diseases early detection system based on spectrometry techniques can help to reduce losses caused in crops and prevent a greater spread of disease, with more speed, sensitivity, selectivity and without requiring the samples destruction required for analysis. The aim of this study is to evaluate early detection of plants diseases caused by fungal infections using in situ reflectance spectroscopy. To achieve this, reflectance spectra were measured from leaves of S. lycopersicum infected with a fungus pathogenic strains at various times of pathogenesis before the symptoms of the disease were visible. Additionally, physiological analyzes were performed and were related to reflectance spectra of the infected and healthy plants in different infection periods; also, were developed disease prediction models based on Vis/NIR reflectance data before the visual expression of the symptoms using different multivariate statistical tools. In this study it was possible to characterize the spectral variation in leaves of S. lycopersicum L. infected with F. oxysporum during the incubation period. It was also possible to identify the relevant specific wavelengths in the range of 380-1000 nm that can be used as spectral signatures for the detection and discrimination of vascular wilt in S. lycopersicum. We watch that inoculated tomato plants increased their reflectance in the visible range (Vis) and decreased slowly in the near infrared range (NIRs) measured during incubation, showing marked differences with plants subjected to water stress in the VIS/NIR. Additionally, three ranges were found in the spectrum related to infection by F. oxysporum (510nm-520nm, 650nm-670nm and 700-750nm). Linear discriminant models on spectral reflectance data were able to differentiate between tomatos varieties inoculated with F. oxysporum from healthy ones with accuracies higher than 70% 9 days after inoculation (only with three explanatory variables). Additionally, it was possible to characterize and relate the spectral variance in leaves of S. lycopersicum infected with F. oxysporum with the physiological variation and pathogen concentration in tomato plants during the asymptomatic period of vascular wilt. Photosynthetic parameters derived from gaseous exchange analyzes in the tomato leaves correlated related with four bands in the visible range (Vis). Additionally, five specific bands also correlated highly correlated with the increase of F. oxysporum conidia concentration measured at root: 448-523nm, 624-696nm, 740-960nm, 973-976nm and 992-995nm. These wavelengths allowed classifying correctly 100% the plants inoculated with F. oxysporum of plants subjected to hydric stress and controls in the disease asymptomatic period. Finally, it was possible to develop logistic regression models to predict infection by F. oxysporum in plants, obtaining accuracies and areas under the curve greater than 0.9 for one of the tomato varieties evaluated. The results of this study will contribute to a better understanding of the optical properties of the plant during the development of fungal diseases. These methods will be applicable in development of precision crops, specifically in crop protection, differentiation, quantification, and disease early detection of plant; in addition to, the developed models which can be used as a basic input in the design of technological tools that allow the plant disease detection in real time
Sward heights for maximizing herbage and nutrient intake rate of dairy heifers grazing kikuyu grass and reduce in vitro methane production
(2019-12-20) Marín Gómez, Alejandra; Bindelle, Jérôme; Camargo, Delmis Omar
La definición de una altura de la pastura que permita maximizar la tasa de consumo de forraje y de nutrientes se ha implementado como una estrategia de manejo sostenible del pastoreo en los sistemas de producción de leche basados en pasturas. El objetivo de esta tesis fue determinar la altura del pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus - Hochst. ex Chiov) que permite a las novillas lecheras maximizar la tasa de consumo de forraje y de total de nutrientes digestibles. Adicionalmente, evaluar el efecto de la altura de la pastura de las muestras de forraje del estrato superior (estrato potencialmente pastado por el ganado) sobre la composición química, la digestibilidad in vitro de la materia orgánica (DIVMO) y los principales parámetros de fermentación ruminal in vitro, incluida la producción de CH4. Se llevó a cabo un experimento de pastoreo cuyos tratamientos consistieron en cinco alturas del pasto kikuyo (10, 15, 20, 25 y 30 cm). La tasa de consumo en el corto plazo (STIR, por su sigla en inglés) de forraje se midió con la técnica de doble pesaje y para la determinación de la masa de bocado (MB), tasa de bocado (TB) y tiempo efectivo de alimentación se usó el registrador de movimientos mandibulares IGER behaviour recorder. Se encontró que la altura del pasto kikuyo que maximiza el consumo de forraje y de nutrientes por unidad de tiempo de alimentación fue aproximadamente en 20 cm. Definir alturas del pasto kikuyu muy bajas (10 cm) o muy altas (30 cm) como meta de manejo de pastoreo restringiría la MB y, por lo tanto, la STIR. La composición química y la DIVMO de las muestras de forraje del estrato superior no difirieron en las alturas de la pastura que osciló entre 10 y 25 cm, además, estas alturas de la pastura mostraron una DIVMO más alta que en la altura de 30 cm. La producción de gas in vitro y la DIVMS mostraron un ajuste negativo y lineal con el incremento de la altura. El CH4 (ml/g DIVMS) mostró una respuesta doble lineal similar entre 10 y 20 cm de altura de la pastura, y luego, incrementó con los incrementos de la altura de la pastura superiores a los 21 cm. La proporción molar de acetato (mol / 100 mol) tuvo una respuesta similar a la del CH4 (ml/g DIVMS). La proporción molar del propionato también presentó una respuesta doble lineal pero opuesta a la del CH4 (ml / g DIVMS), aumentando hasta alturas de pastura cercanas a 20 cm y luego disminuyendo. En conclusión, para optimizar la STIR y el TDN-STIR de las novillas lecheras, el pasto kikuyo debe manejarse a 20 cm de altura de la pastura. Adicionalmente, a esta altura de la pastura, la producción in vitro de CH4 (ml / g DIVMS) también se reduciría.
Aproximación quimiométrica del balance entre los compuestos neoformados y los responsables de la calidad desarrollados durante las etapas de poscosecha de cacaos especiales (Theobroma cacao L.) cultivados en Antioquia
(2018) Gil Garzón, Maritza Andrea
La estandarización de los procesos de poscosecha del cacao es uno de los retos prioritarios para ser competitivos en el sector productivo. Por tal razón, el objetivo de este estudio fue determinar el balance entre los compuestos de calidad desarrollados durante las etapas de poscosecha de cacaos especiales (Theobroma cacao L.), cultivados en Antioquia, mediante una aproximación quimiométrica. El estudio se dividió en dos etapas; la primera partió de la fermentación espontánea de una mezcla de dos clones de cacao Universales y dos regionales provenientes de tres subregiones de Antioquia (Bajo Cauca-BC, Urabá-U y Magdalena Medio-M) con una duración de 168 h en M y 132 h tanto en BC como en U. El perfil bromatológico, físico y químico se determinó bajo métodos estandarizados y validados como base para la identificación de indicadores de calidad al inicio y final del proceso. El estudio quimiométrico de esta etapa estuvo basado en el Análisis de Componentes Principales (ACP) en el cual se observó que el cacao crudo de BC fue diferente de U y M, pero después de la fermentación se definieron variables comunes en las tres subregiones a partir principalmente de aminoácidos libres, ácido acético, manitol y fibra. La segunda etapa consistió en el desarrollo de un método de secado para el cacao fermentado por Lecho Fluidizado (LF), con el fin de reducir los tiempos y estandarizar esta etapa de forma que se reflejara en la calidad del cacao seco. Las condiciones de secado óptimas fueron: temperatura de 45 °C (resultante de un estudio previo a 50, 45 y 40 °C), velocidad del aire en m/s de 6.1 (120 min), 5.1 (260 min) y 4.3 (aprox. 120 min) hasta alcanzar una humedad 7 %. Doce modelos matemáticos empíricos fueron empleados para el estudio de la cinética de secado y el modelo seleccionado fue Aproximación de Difusión (R2:0.9954). El perfil quimiométrico permitió analizar el secado por LF comparado con el solar, donde las dos primeras componentes fueron explicadas por una serie de compuestos volátiles, pero sin una afectación mayor de la acidez volátil. El contenido de acrilamida, considerado un contaminante térmico neoformado relacionado con la inocuidad del cacao, solo se presentó en BC en los dos métodos de secado evaluados pero a niveles inferiores a los recomendados. La propuesta de un secado artificial por lecho fluidizado permitió la reducción del tiempo al pasar de 72 a 7.2±0.6 h para BC, de 132 a 7.5±1 h para U y de182 a 8.3±0.8 h para M. Para evidenciar los factores concluyentes que permitieran el análisis quimiométrico a partir de esas variables de mayor relevancia identificadas en el ACP para las dos etapas de poscosecha estudiadas se realizó el Análisis de Factores Comunes; del cual se extrajeron una serie de variables no observables pero deducibles de la importancia de las variables seleccionadas. Estas observaciones consistieron primordialmente en tres factores, el primero asociado a la identificación de la calidad del cacao al finalizar la fermentación y el secado, el segundo a su propiedades funcionales de interés para la industria por su valor comercial; y, finalmente, al cumplimiento de estándares establecidos por la normativa para grano de cacao seco
Optimización del proceso de secado por aspersión para la obtención de polvo de coco (cocos nucifera l.) fortificado con compuestos fisiológicamente activos
(2018-01-25) Lucas Aguirre, Juan Caros
La cadena de coco está identificada como una de las de mayor interés para las costas pacífica y atlántica colombianas, debido al impacto que tiene en la población, vista desde las familias que dependen desde la producción primaria hasta su comercialización y consumo. Para lo cual se pretende proporcionar al sector agroindustrial, la base tecnológica para la obtención de una variedad de productos deshidratados en polvo a base de coco y de excelentes atributos de calidad, que representarían nuevas alternativas de diversificación, además de contribuir con la disminución de las deficiencias nutricionales en la población. Bajo este contexto, el proyecto pretende contribuir en un futuro a mediano o largo plazo a incrementar el consumo de bebidas de coco después de su reconstitución y a fomentar la producción de leche de coco (LC) en polvo como materia prima para multidominios del sector de la industria de alimentos y mercados nacionales e internacionales. El objetivo de este proyecto es contribuir en la generación de un avance significativo de la agroindustria colombiana a partir de la investigación, que permita la optimización del proceso de secado por aspersión (SA) para la obtención de polvo de coco adicionado con componentes fisiológicamente activos (calcio y vitaminas C, D3 y E) (PC+CFA), alimento que se enmarca en el contexto de los alimentos funcionales. Este aporte investigativo además de contribuir en la generación de valor a la agrocadena del coco, contribuiría en la mejora de la competitividad a mediano o largo plazo. En la 1ª fase se realizó una caracterización fisicoquímica de la materia prima (coco) para identificar las condiciones ideales y determinar el tiempo adecuado para su transformación como materia prima, donde los resultados mostraron, un deterioro general de la pulpa (PC) y el agua de coco (AC) después de 36 días de almacenamiento, debido principalmente al incremento de la acidez, olor fermentado, pérdida de humedad (Xw), oxidación lipídica, ablandamiento y decoloración de la PC, entre otros. Posteriormente en una 2ª fase se diseñó la emulsión base, la cual se optimizó teniendo en cuenta un diseño de superficie de respuesta central compuesto cara centrada (=1), donde las condiciones óptimas fueron: relación agua/coco ((AC+H2O)/PC): 2,0; GXantan: 0,5 %; fibra de coco (FC): 5,0 %; antioxidante (TBHQ): 200 mg/kg, alcanzando un potencial-ζ: -45,6±2,5 mV; índice de estabilidad por absorción espectral (R): 0,85±0,025; viscosidad (): 741,7±25,5 cP; color (L*: 67,5±0,7; a*: 3,2±0,2 y b*: 8,6±0,5); índice de peróxido (IP): 0,14±0,04 meqH2O2/kg; tamaño de partícula (D10: 4,3±0,8 µm; D50: 323,7±43,6 µm y D90: 743,0±65,1 µm) y sólidos totales (ST): 20,0±0,3%; confiriendo una buena estabilidad fisicoquímica al sistema coloidal y garantizando su uso efectivo para la fase siguiente. En la 3ª fase se optimizó el proceso SA en función de las características operacionales del secador y del producto, utilizando la metodología de superficie de respuesta con un diseño central compuesto cara centrada (=1), donde las condiciones óptimas fueron: temperatura de entrada del aire (TEA): 170 °C; temperatura de salida del aire (TSA): 85,8 °C; velocidad del disco atomizador (VDA): 26.676 rpm; presión de vacío en la cámara (PVC): 1,6 ”H2O; porcentaje de maltodextrina (% MD): 7,0. Bajo estas condiciones de proceso, los valores experimentales de las variables de respuesta fueron las siguientes: humedad: 1,7±0,4 %; aw: 0,170±0,020; solubilidad (S): 58,4±2,1 %; higroscopicidad (H): 8,4±0,6 %; L*: 79,5±0,9; a*: 1,5±0,1; b*: 9,5±0,5; % de retención de vitamina C (%R-VC): 32,4±6,2; %R-VE: 6,1±1,9; %R-VD3: 7,8±1,8; %R-Ca: 41,7±2,9; humectabilidad (Hu): 263,0±19,8 s; índice de peróxidos (IP): 2,4±1,3 meqH2O2/kg grasa; formación de depósito (FD): 32,4±2,3 %; rendimiento (*R): 44,0±1,0 %, y distribución del tamaño de partícula D10: 1,7±0,1 µm; D50: 8,5±2,1 µm; D90: 78,2±24,3 µm; obteniéndose un producto con buenos atributos de calidad. En la 4ª fase se realizó la evaluación de la estabilidad de las propiedades del PC+CFA durante el almacenamiento, aplicando un diseño con arreglo factorial del orden 6*7 con dos variables independientes: tratamiento y tiempo, donde el tratamiento se define como las combinaciones (temperatura – envasado) y el envasado se realizó en atmósfera de N2 y en condiciones ambientales. Siendo los tratamientos aplicados: 15°C-N2, 15°C-Amb, 25°C-N2, 25°C-Amb, 35°C-N2 y 35°C-Amb, a los tiempos de almacenamiento (tA): 0, 30, 60, 90, 120, 150 y 180 días. El mejor tratamiento para el almacenamiento del PC+CFA, con respecto a todas las variables de respuesta fue a 15°C-N2, donde la ganancia de humedad y el aumento de la aw fueron bajas para este tipo de productos y los porcentajes de retención de vitaminas y antioxidantes fueron los más altos, alcanzando valores a los 180 días de: Xw: 2,97±0,09%; aw: 0,342±0,009; color: (L*: 77,96±0,04; a*: 1,44±0,06 y b*: 8,59±0,13); S: 51,48±2,30 %; IP: 0,225±0,19 meqH2O2/kg grasa; R-VC: 62,56±5,70 %; R-VD3: 51,00±0,99 %; R-VE: 57,18±3,23 %; R-FT: 50,89±4,78 %; R-DPPH: 91,88±1,79 %; R-ABTS: 42,14±2,18 %; D10: 2,44±0,12 µm; D50: 51,49±1,48 µm; D90: 153,80±14,0 µm.
Hypsipyla grandella (Zeller 1848) (Lepidoptera: Pyralidae: Phycitinae) en plantaciones de Cedrela odorata en Colombia
(2014) Gómez Piñerez, Luz Miryam
Hypsipyla grandella (Lepidoptera: Pyralidae), es uno de los principales limitantes de plantaciones comerciales de Cedrela odorata En la presente investigación se analizaron aspectos biológicos, de distribución geográfica, y genéticos (identidad molecular, flujo de genes y distribución de haplotipos) de este insecto asociados a plantaciones de C. odorata en Colombia, con el fin de conocer y entender el insecto como limitante en estos plantíos y aportar información básica que sirva para planear y ejecutar actividades de vigilancia y manejo de este insecto. Los especímenes se recolectaron en plantaciones C. odorata distribuidas en 6 localidades, ubicadas en los departamentos de Antioquia, Choco, Risaralda y Sucre. En adición, se incluyeron ejemplares de una colonia de laboratorio del Instituto CATIE (Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza) en Turrialba – Costa Rica. Se realizaron observaciones de ciclo de vida, se actualizaron los registros de presencia de la especie en las plantaciones del país, y con base en estos registros se realizó una modelación predictiva de su distribución en Colombia, para lo cual se utilizó un algoritmo de máxima entropía. La identidad molecular de la especie se analizó con base en el gen Citocromo oxidasa I (COI) y se validó la utilidad del mismo, como una herramienta de asignación de especímenes provenientes del campo a la especie, usando el criterio de distancias genéticas en comparación con las provenientes de individuos con identidad previamente definida y verificada por un especialista. El flujo génico y la distribución de los genotipos en y entre las plantaciones. Se estimaron con base en secuencias de 5 fragmentos de genoma mitocondrial: Citocromo Oxidasa I - COI, Citocromo B - CytB, RNA de transferencia para serina - RNAtser, espaciador intergénico 2 - IG2, NADH Dehidrogenasa I - ND1 y 2 fragmentos de los genes nucleares Factor de Elongación - EF-1alfa e Histona 3 - H3. En campo se observaron altos porcentajes de infestación, y multiplicidad en el ataque. La información del ciclo de vida obtenida, es coincidente con la reportada en literatura y el estudio bajo condiciones de laboratorio de las fases inmaduras permitió detectar la presencia de parasitoides de los géneros Apanteles Forster 1862 (Hymenoptera: Braconidae) y Ogcodes Latreille 1796 (Diptera: Acroceridae). La modelación predictiva de la distribución geográfica de la especie indica una amplia distribución en Colombia. El marcador mitocondrial COI permitió asignar una identidad genética correspondiente con la especie a todos los individuos procesados. El gen que reflejó los mayores niveles de variabilidad inter e intra poblacional fue el EF1-alfa. Los valores de distancia genética y variabilidad molecular encontrados para todos los marcadores fueron bajos y reflejan movimiento y comunicación entre los individuos de todas las plantaciones. Con base en las redes de genes se identificó el haplotipo ancestral el cual se encontró todas las localidades como aquel de mayor frecuencia y a partir del cual se originaron los demás haplotipos, los cuales poseen diferencias con éste entre 1 y 2 nucleótidos Los niveles de variabilidad y flujo de genes estimados refuerzan el hecho de que H. grandella tiene una capacidad de dispersión alta y con base en los resultados obtenidos con los genes mitocondriales, se infiere que probablemente es la hembra la que se desplaza en búsqueda del alimento y los recursos y que una o pocas hembras pueden ser las responsables de los daños de toda una plantación. Un aspecto a considerar es la posibilidad que las plántulas utilizadas que las plantas utilizadas para el establecimiento de las plantaciones tengan un origen común, y que esto sea un factor que favorezca distribución de H. grandella y por tanto la homogeneidad genética encontrada.
Efecto de la complementación con Metionina-Colina y L-Carnitina en vacas Holstein durante el periodo de transición sobre la acumulación hepática de triglicéridos
(2016) Galvis Goez, Rubén Darío
Con el objetivo de evaluar el potencial lipotrópico de Metionina-Colina y L-Carnitina en vacas lecheras durante el periodo de transición, tres experimentos fueron desarrollados. En el primer experimento se evaluó el efecto de la complementación alimenticia con 20 g/d de una Fuente Comercial Protegida de la Degradación Ruminal (FCPDR) de metionina, y sus combinaciones con una FCPDR de colina en dosis de 60 y 120 g/día. En el segundo experimento se evalúo el efecto de la complementación alimenticia con100 y 200 g/d de fumarato de L-carnitina. En el tercer experimento se evaluó el efecto de la complementación con una FCPDR de metionina (20g/d) en combinaciones con dosis bajas de una FCPDR de colina (60g/d) y dosis bajas (100 g/d) y altas (200g/d) de fumarato de L-Carnitina; y el efecto de dosis altas de una FCPDR de colina (120g/d) en combinación con dosis bajas (100g/d) y altas (200g/d) de fumarato de L-Carnitina. En cada experimento los tratamientos fueron comparados entre sí y contra un tratamiento control. Las pruebas de degradabilidad ruminal de los compuestos utilizados indicaron tasas de degradabilidad ruminal a 24 horas de 30% para la FCPDR de Metionina, 3.2% FCPDR de colina y 90% para el fumarato de L- carnitina; debido a esto las dosis utilizadas disponibles para su absorción intestinal fueron 10.5 g/d de metionina, 14.5 y 29 g/d de colina, y 5.8 y 11.6 g/d de L-carnitina, respectivamente según la dosis utilizada (baja o alta). La fase experimental se realizó en el centro Paysandú de la Universidad Nacional, sede Medellín, ubicado a 2400 m.s.n.m., con una temperatura promedio de 14°C y humedad relativa promedio del 80%. El estudio se desarrolló con 59 vacas Holstein de dos o más partos pero no más allá de seis. Entre 5 y 7 vacas fueron asignadas a cada tratamiento. Las vacas pastorearon praderas de kikuyo (Cenchrus clandestinum) y recibieron un complemento alimenticio, que acorde con el experimento recibía la adición de la respectiva fuente de cada factor lipotrópico, para metionina, Aminoshure-M® (75% L-Metionina, Balchem USA), para colina Reashure-M®, (25% de Colina, Balchem USA) y para Carnitina, Fumarato de L-Carnitina (58%, de L-Carnitina, Suzhou Vitajoy Biotech, Co China). Los animales experimentales recibieron los tratamientos desde el día 260 de gestación y hasta el día 20 posparto. Todos los animales fueron pesados al inicio del experimento y se les calificó la condición corporal. El día 270 de gestación y a los días 10 y 20 posparto se les tomo muestras de sangre y biopsia hepática, se pesaron y se les califico la condición corporal. En las muestras de hígado se determinaron las concentraciones de triacilglicéridos, de colina, de ácidos grasos libres, de Carnitina total, Carnitina libre y Acil Carnitina. En las muestras de suero se cuantificó Las concentraciones AGNES, β-Hidroxibutirato (BHB), Triglicéridos, Glucosa y Urea. El día 270 de gestación y el día 10 y 20 postparto se estimó el consumo de materia seca, el balance de energía neta de lactancia (ENl), el cambio de peso y los balances de proteína metabolizable (PM) y de proteína degradable en rumen (PDR). Se realizaron análisis de medidas repetidas en el tiempo. Previamente se modelo la estructura de covarianzas. El número de partos, la producción de leche corregida (305d, 2x, EM) en la lactancia anterior y la condición corporal al inicio del experimento fueron involucrados como covariables. La comparación de medias entre tratamientos se realizó mediante la prueba LSD. No se presentaron interacciones entre los tratamientos y los periodos de muestreo para ninguna de las variables analizadas. No se presentaron diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos para los consumos de materia seca, producción de leche y sus contenidos de grasa y proteína. Durante el preparto se presentaron los valores significativamente más altos (p0.05) de triglicéridos plasmáticos y urea, y los valores significativamente más bajos (p0.05) de AGNES y BHB, la causa más probable pudo ser un balance nutricional más favorable, pues durante el preparto se presentaron valores significativamente más altos (p0.05) en los balances de energía neta de lactancia (ENL), de proteína metabolizable (PM) y de proteína degradable en rumen (PDR). Las concentraciones hepáticas de triglicéridos, de colina y de las diferentes formas de carnitina no difirieron significativamente entre periodos de muestreo. La suplementación con los diferentes factores lipotrópicos y sus combinaciones no afectaron significativamente los valores de AGNES. Las concentraciones plasmáticas de β-hidroxibutirato tendieron a aumentar con la suplementación con L-carnitina, y aumentaron significativamente (p0.05) con la suplementación conjunta con metionina y colina y con la suplementación conjunta con las dosis mayores de colina y carnitina. La concentración hepática de triglicéridos se encontró en un rango de clasificación bajo, y no se vio afectada por la suplementación con metionina y/o colina, pero si mostró una alta tendencia (p=0.077) a la disminución con la suplementación conjunta con las dosis mayores de colina y carnitina, y mostró una disminución significativa (p0.05) en respuesta la suplementación con 200 g/d de fumarato de L-Carnitina. El aumento en las concentraciones de β-hidroxibutirato en respuesta a la suplementación con colina y/o carnitina indicó que el mecanismo de disminución de triglicéridos hepáticos fue debido posiblemente al aumento de la oxidación de ácidos grasos. La suplementación con L- carnitina aumentó significativamente la síntesis de urea, posiblemente a través de la estimulación del ciclo de la urea a varios niveles, lo cual fue descrito en otras especies, pero aún no ha sido objeto de estudio en rumiantes. Las concentraciones hepáticas de colina y carnitina no se afectaron con la suplementación con metionina y/o colina, por el contrario la complementación conjunta con los tres factores lipotrópicos (metionina, colina y carnitina) aumentó significativamente las concentraciones hepáticas de colina, pero no así las de carnitina, indicando que se presentó una disminución significativa en la utilización de colina en la síntesis de carnitina, debido a una disminución en la síntesis endógena de carnitina en respuesta a la suplementación con carnitina. Bajo concentraciones relativamente bajas de AGNES y triglicéridos hepáticos, la metionina y colina no son nutrientes limitantes para la exportación de triglicéridos desde el hígado a la sangre, por consiguiente bajo esta condición no se observó lipidosis hepática y como consecuencia la suplementación con metionina y/o colina no ocasionó efectos significativos sobre las concentraciones hepáticas de triglicéridos. La suplementación con colina y/o carnitina aumentó significativamente las concentraciones de β-hidroxibutirato, lo que sugiere que la disponibilidad de carnitina o sus precursores son limitantes para la oxidación de ácidos grasos en el hígado de vacas en el periodo de transición. Aun a bajas concentraciones de AGNES y triglicéridos hepáticos el incremento en la oxidación de ácidos grasos inducido por una mayor disponibilidad de carnitina disminuyó significativamente la disponibilidad de ácidos grasos para la formación hepática de triglicéridos.
Estudios ecofisiológicos en aguacate cv. Hass en diferentes ambientes como alternativa productiva en Colombia
(2016) Bernal Estrada, Jorge Alonso
Para obtener un mayor conocimiento sobre la fenología, productividad y calidad del fruto en aguacate cv. Hass, se estudió el comportamiento de árboles plantados en siete localidades del departamento de Antioquia (Támesis, 1.340 msnm, Venecia PB, 1.510 msnm, Venecia SC, 1.770 msnm, Jericó 1.900 msnm, Marinilla, 2.087 msnm, Rionegro, 2.140 msnm y Entrerríos, 2.420 msnm). La intensidad y la duración de los flujos vegetativos fueron variables en todos los lugares y no tuvieron un comportamiento cíclico. Los árboles ubicados en Rionegro, Jericó y Támesis, mostraron dos flujos florales, mientras que los establecidos en Entrerríos presentaron tres floraciones. El período entre la floración y la cosecha fue mas prolongado a mayor altura. Los valores de Fn obtenidos en la época de lluvias fueron mayores que los de la época de verano, en particular cuando los árboles mostraban crecimiento activo, floración y/o fructificación, en comparación con árboles en “reposo”. No se observó diferencia significativa en la densidad estomática (DE) por estrato de árbol. Los más altos rendimientos en el período 2011-2012, se obtuvieron en árboles localizados por encima de los 1.770 msnm (13,94 t ha-1); en tanto que el peso promedio del fruto, fue superior a los 190 g (categoría Extra), arriba de los 2.000 msnm. En las cotas mas altas se cosecharon los frutos con mayor contenido de pulpa (64 a 70 %), caracterizándose por tener una menor proporción de semilla y cáscara y una mejor calificación sensorial. La composición mineral de la pulpa, en particular para el P, K, Mg, Na, S, Zn y B aumentó cuando la altura donde se encontraban los huertos era mayor; en contraste, el Ca, Cu y Mn, disminuyeron y el N se mantuvo estable. El clima influyó en la cantidad total de lípidos y en la composición relativa de los ácidos grasos, destacándose que el contenido de ácido oleico (insaturado), se incrementó a medida que los huertos se encontraban a mayor altura, lo contrario ocurrió con el ácido linolénico (saturado). En los demás ácidos grasos, no se evidenciaron cambios en su contenido atribuibles a la temperatura del sitio. Los resultados son útiles para una correcta elección de las áreas destinadas para la plantación con aguacate cv. Hass, en las diferentes zonas potenciales del país.
Modelación del crecimiento, acumulación de biomasa y captura de carbono en árboles de Gmelina arborea Roxb., asociados a sistemas agroforestales y plantaciones homogéneas en Colombia
(2015-07-07) Melo Cruz, Omar Aubrelio
La presente investigación se realizó en diferentes zonas de bosque seco tropical en Colombia, que comprenden a los valles interandinos de los ríos Cauca y Magdalena, al igual que la llanura Caribe. En dichas regiones geográficas se establecieron experimentos que permitieron la modelación del crecimiento, acumulación de biomasa y captura de carbono en árboles de Gmelina arborea Roxb., asociados a sistemas agroforestales y plantaciones homogéneas. Se generaron parámetros morfológicos, funcionales, estructurales y dasométricos, desde el estado de plántula, en individuos juveniles, arboles adultos y rodales homogéneos que fueron sometidos a ambientes contrastantes de luz, disponibilidad de agua en el suelo y competencia expresada en el espaciamiento y arreglos de plantación. Todo lo anterior permitió generar una secuencia lógica, jerárquica y sistémica de simulación del crecimiento utilizando modelos basados en procesos para la comprensión del comportamiento de la especie en la generación de bienes y servicios ecosistémicos, lo que manifiesta su potencialidad como especie promisoria en el desarrollo forestal de Colombia.
Ecofisiología de la vainilla Vanilla planifolia Andrews
(2015-06-11) Díez Gómez, María Claudia
Vanilla planifolia es una orquídea neotropical hemi-epífita con metabolismo CAM, que crece asociada a árboles, los cuales le sirven de apoyo y sombrío. De sus frutos se extrae la vainilla natural, un ingrediente fundamental para la industria alimenticia y cosmética. Por su importancia en el mercado mundial, se cultiva en varios países tropicales y recientemente se ha comenzado a cultivar en Colombia. La producción de vainilla en varias regiones tropicales del país, a diferentes escalas y niveles tecnológicos, podría constituirse en fuente importante de ingresos para empresarios agrícolas y campesinos. La introducción de este cultivo en Colombia genera una oportunidad para desarrollar investigación sobre la adaptación de esta planta a las condiciones ambientales del país, y su respuesta a distintos sistemas de manejo. En este trabajo, mediante diferentes experimentos, se evaluaron aspectos básicos de su fisiología, con el fin avanzar en la generación de estrategias de manejo del cultivo. Investigamos sobre los niveles de sombra más adecuados para el funcionamiento de su metabolismo fotosintético, sobre la respuesta de la planta a períodos de sequía prolongada, y sobre su desarrollo en varios sustratos y niveles de fertilización mineral y biológica, durante diferentes etapas de su ciclo de vida. En todos los tratamientos la mayor asimilación de CO2 de las plantas de vainilla ocurrió durante la noche y en proporciones superiores al 80%, lo cual hace de esta especie una planta CAM obligada. La cantidad total de CO2 absorbido durante el ciclo de 24 horas por plantas de vainilla que crecieron sin restricciones ambientales fue de 43,8 m mol m-2. La absorción instantánea máxima de CO2 de las plantas de vainilla bajo condiciones ambientales adecuadas, fue de 1,52 μmol CO2 m-2 s-1 y ocurrió durante la noche. Las plantas de vainilla alcanzaron mayor crecimiento (mayor longitud, área foliar y biomasa total) y fijaron mayor cantidad de CO2 en el ciclo de 24 h bajo condiciones de iluminación intermedias (IR de 17 - 31%). La cantidad de CO2 fijada fue inferior en el tratamiento de 67% de IR, equivalente a casi la mitad de la fotosíntesis en los tratamientos de 17 y 31%, lo cual coincide con la menor acumulación nocturna de ácidos en este tratamiento. La eficiencia fotoquímica del fotosistema II (Fv/Fm) mostró que en las plantas del tratamiento de 67 % IR ocurrió estrés por alta radiación, mientras que los mayores valores de clorofila a, b y total, y relación clorofila/carotenoides se obtuvieron en las plantas que crecieron en la sombra. Estos resultados sugieren que la alta radiación del tratamiento de 67% IR, altera el funcionamiento de las plantas de vainilla, pues inhibe su fotosíntesis y crecimiento. Los ambientes altamente sombreados no afectaron considerablemente la fotosíntesis CAM de la vainilla, pero tanto la fijación de CO2 como el crecimiento a largo plazo fueron inferiores bajo tales ambientes, por lo cual esta especie presentó mayor ganancia de biomasa y mejor aclimatación bajo niveles intermedios de radiación. La sequía prolongada produjo alteraciones del patrón de intercambio diario de CO2 pero no mortalidad de la vainilla; en las plantas sin riego el balance de absorción de CO2 durante las horas de luz fue negativo, y durante la noche, aunque fue positivo, disminuyó considerablemente en comparación con las plantas bien hidratadas. Así mismo, el rendimiento cuántico potencial (Fv/Fm) y la acumulación nocturna de ácidos disminuyeron en las plantas de vainilla sometidas a sequía. Sin embargo, la respuesta a la rehidratación fue rápida, con una fuerte tendencia a la recuperación de los parámetros fisiológicos. Puesto que el cultivo de vainilla en sistemas agroforestales puede ser una alternativa rentable para pequeños agricultores en el trópico, donde son comunes los suelos pobres en nutrientes, también se evaluó el efecto del tipo de sustrato y la fertilización sobre su crecimiento. En particular, se estudió la respuesta de plantas jóvenes de vainilla sembradas en dos tipos de sustratos (champiñonaza vs. hojarasca + chips de madera) y cinco tipos de fertilización e inoculación, los cuales consistieron en fertilización química al sustrato (Q) con el fertilizante grado 27-17-17; fertilización foliar (F) mensual con el fertilizante 10-4-7+micronutrientes (1 cm3/L); inoculación con microorganismos rizosféricos (I) al sustrato (mezcla de Pseudomonas fluorescens, Trichoderma sp., Bacillus sp., Penicillium sp.), y la combinación Q+I. Como referencia se incluyó un tratamiento control (C) no-fertilizado ni- inoculado. Las plantas exhibieron un crecimiento significativamente mayor (en longitud y biomasa) en el sustrato de hojarasca + chips de madera, comparado con el de champiñonaza. Por otro lado, la biomasa aérea, la biomasa total y la longitud a los 480 días fue mayor con el tratamiento Q+I que con estos tratamientos aplicados de manera individual, lo cual sugiere un efecto sinergístico de la fertilización e inoculación sobre el desarrollo de esta especie. No obstante, los tratamientos individuales también tuvieron efectos positivos en algunos de los parámetros evaluados. Así mismo, la concentración foliar de nutrientes también respondió de manera diferencial a algunos de los tratamientos de fertilización y sustrato aplicados. Estos resultados muestran el efecto positivo, tanto de la fertilización como de la inocuación, sobre algunos parámetros de crecimiento y/o nutrición de las plantas de vainilla. Finalmente, la evaluación de la aplicación de fertilizantes sobre la floración y producción de frutos de plantas de vainilla, mostró que con la aplicación de 100 g/planta de 10-20-20 por año a plantas de vainilla en estado reproductivo, se obtuvo mayor incremento en número de inflorescencias/planta, número de botones florales/planta, número de frutos y peso de frutos/planta, y disminución del aborto de flores y frutos inmaduros y se alcanzó una producción anual de 1,5 kg de frutos/planta. Así mismo, por efecto de la aplicación de fertilizantes a plantas de vainilla en estado reproductivo, se detectaron diferencias en el contenido foliar de N, P, K y Cu entre ramas vegetativas y reproductivas, por lo cual se sugiere la adición de fertilizantes que contengan estos nutrientes, entre las estrategias para mejorar la productividad del cultivo. En síntesis, los resultados de la presente investigación permiten concluir que V. planifolia es una especie CAM obligada, cuyo óptimo desarrollo ocurre bajo condiciones intermedias de iluminación; así mismo, a pesar de su alta tolerancia a la sequía, disminuye sustancialmente su metabolismo y fisiología bajo condiciones de estrés hídrico; no obstante, se recupera con gran rapidez ante la rehidratación. Su crecimiento vegetativo responde favorablemente tanto a la fertilización química como a la inoculación y es altamente sensible al tipo de sustrato de crecimiento. Finalmente, la fructificación también depende del estatus nutricional de la planta, por lo cual la producción de frutos responde favorablemente a la aplicación de fertilizantes.
Producción y descomposición de hojarasca en sistemas silvopastoriles de estratos múltiples y su efecto sobre propiedades bioorgánicas del suelo en el valle medio del Río Sinú
(2014) Martínez Atencia, Judith Del Carmen
Resumen: La ganadería es uno de los renglones de mayor importancia en la economía de la región Caribe Colombiana. Sin embargo, el suelo y las praderas en estos sistemas presentan problemas de degradación, lo cual disminuye la productividad vegetal y animal. Bajo estas circunstancias, los arreglos silvopastoriles de estratos múltiples se presentan como alternativas, que además de mejorar la calidad nutricional de la dieta, ayudan a la rehabilitación de suelos degradados mediante el aporte de material orgánico y reciclaje de nutrientes. Desafortunadamente, para estos ambientes, se desconoce el efecto de estos arreglos (mediante el aporte de hojarasca y nutrientes) sobre propiedades química y bio-orgánicas del suelo. El objetivo de este trabajo fue determinar la producción anual de hojarasca foliar, el aporte potencial y real anual de nutrientes, la tasa de descomposición de hojarasca de especies vegetales dentro de arreglos silvopastoriles de trece años de edad y su efecto sobre la calidad del suelo (química y bio-orgánica), en comparación con una pradera de solo gramíneas en el Valle Medio del Río Sinú, Colombia. Los resultados mostraron que (i) los arreglos silvopastoriles generan mayor cantidad de hojarasca foliar y nutrientes que las gramíneas de una pradera sin árboles; (ii) el aporte de hojarasca de las especies es independiente del arreglo silvopastoril en el cual ésta se encuentra; (iii) la descomposición de la hojarasca foliar y la liberación de nutrientes (C, N, P, K, Ca y Mg) dependió de la especie vegetal que originó la hojarasca e independiente del arreglo silvopastoril; (iv) estos arreglos presentaron un retorno real de nutrientes mayor que el de las pasturas; (v) la descomposición de la hojarasca estuvo significativamente relacionada con la relación N/P y la concentración de P y Mg de la hojarasca y no con la relación C/N; (vi) el sistema de pradera de sólo gramíneas tiene un bajo retorno real de nutrientes con respecto a los arreglos silvopastoriles; (vii) los arreglos silvopastoriles aumentan o mantienen la reacción del suelo y la disponibilidad de P, K y Ca; (viii) hubo un mayor actividad respirométrica total y mayor abundancia de los grupos funcionales (amonificantes, fijadores de N2 y solubilizadores de fosfato) en el horizonte O que en el horizonte A; (iv) la abundancia de fijadores de N2 fue mayor en el suelo del arreglo silvopastoril más complejo que en el de la pradera de sólo gramíneas; (x) la actividad respirométrica fue mayor en la praderas de sólo gramíneas que en los arreglos silvopastoriles.
Caracterización fisiológica del fruto de gulupa (Passiflora edulis Sims), en condiciones del bosque húmedo montano bajo de Colombia
(2013) Franco, Germán
Resumen: Los “frutales alto-andinos”, se consideran como frutos agradables, generalmente se comercializan y consumen en fresco, tienen corta vida en poscosecha debido a su alta actividad metabólica, lo que afecta su calidad y dificulta el transporte y comercialización en forma natural. El género Passiflora cuenta con gran número de especies comestibles, de las cuales pocas han sido estudiadas, la gulupa (Passiflora edulis Sims), es una de ellas. En Colombia ha adquirido importancia nacional, con un consumo aparente de 4.000 t en el año 2011; e internacional, por el volumen en sus exportaciones que se incrementaron 123% entre los años 2008 y 2012. El conocimiento sobre las características físicas, químicas, fisiológicas y nutracéuticas de la gulupa es limitado, hecho que favorece las pérdidas, que se estiman en 30%; razón la cual, el estudio de la fisiología en precosecha y en poscosecha de gulupa, es necesario para el diseño de recomendaciones que permitan un correcto manejo en aspectos relacionados con las propiedades que se quieren conservar, aprovechar y explotar a nivel comercial. El objetivo de esta investigación fue contribuir a la generación de conocimiento para el manejo eficiente de la cosecha y la poscosecha, útil en el aprovechamiento de las propiedades como alimento nutracéutico y la construcción de estándares de calidad, en procura de ofrecer la mayor calidad integral de los frutos. Los resultados obtenidos, permiten expresar: el crecimiento y desarrollo del fruto, que fue posible describirlo mediante el modelo Monomolecular - Weber, para los componentes del peso seco y diámetros ecuatorial y polar; ayudan a identificar el momento correcto de la recolección hacia los 85 – 90 días después de floración; proporcionan elementos para la planeación de las labores de cosecha; sirven, para predecir la evolución del fruto y diseñar alternativas de manejo. Además, se constató que la gulupa tiene un sabor intermedio entre el maracuyá y la granadilla, que la fructosa y el ácido cítrico, son predominantes en el jugo y que la actividad enzimática después de la recolección, garantiza la producción de los metabolitos involucrados en la adecuada expresión de la calidad del fruto. Por otra parte, con base en la evolución fisicoquímica del fruto, se estableció que la mejor época para consumo, es hacia los 14 días después de cosechado. Asimismo la medida de la capacidad antioxidante, aportó información útil para considerar al fruto como fuente importante de vitamina C y carotenoides, atributos que contribuyen a posicionarlo en mercados con este tipo de exigencias. El conocimiento obtenido es una referencia de interés, para que los diferentes eslabones de la cadena lo empleen en la construcción de estándares de calidad y normas que ayuden a obtener el máximo provecho del producto.

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