Revista de Ciencias Agrícolas

Determination of conditions for protease encapsulation by electrospray

La encapsulación es un método mediante el cual, sustancias bioactivas son introducidas en una matriz para evitar su pérdida y asimismo, facilitar su incorporación en diferentes productos; no obstante, durante este proceso, es preciso tener en cuenta la técnica y las condiciones de proceso para conseguir la formación de capsulas. El objetivo fue determinar las condiciones adecuadas para encapsulación de proteasa mediante electroatomización. La evaluación del proceso se realizó en función de las variables independientes: voltaje, concentración de material de recubrimiento y el flujo de alimentación; además de las variables dependientes: características del espectro y morfología. A las partículas obtenidas se les midió las características morfológicas (microscopía) y de espectro (Raman). Los resultados mostraron que, las condiciones que permitieron la encapsulación fueron las realizadas a un voltaje de 13kV, empleando un material de recubrimiento con un aporte de solidos solubles totales de 55% y un flujo de alimentación de 0,1mL/h; presentando formación de cápsulas esféricas con espectros (Raman) en el intervalo de 200 a 700cm-1; observando el pico más alto correspondiente a la enzima a 515cm-1 y tamaños entre 0,035 y 1,185µm. A partir de los resultados, se infiere que la electroatomización puede ser considerada como una técnica viable para la encapsulación de enzima proteasa, siempre y cuando se establezcan las condiciones de proceso que son propias de cada solución, permitiendo de esta manera el desarrollo de productos (aditivos) que posteriormente puedan llegar a ser incorporados a otros.

Encapsulation is a method by which bioactive substances are introduced into a matrix to prevent their loss and also facilitate their incorporation into various products; notwithstanding, during this process, it is necessary to take into account technical and process conditions so as to achieve the formation of capsules. The objective of this research was to determine the appropriate conditions for protease encapsulation by electrospray. The process was evaluated according to the independent variables: voltage, concentration of coating material and feeding flow, in addition to dependent variables: spectral characteristics and morphology. In the obtained particles, morphological characteristics (microscopy) and specter (Raman) were measured. The results showed that the conditions allowing the encapsulation by electrospray were those performed at a voltage of 13kW, using a coating material with a contribution of total soluble solids 55%, and a feeding flow of 0.1mL/h, showing formation of spherical capsules with specters (Raman) in the range of 200 to 700 cm-1, observing the highest peak, corresponding to the enzyme at 515cm-1 and sizes between 0.035 and 1.185µm. From the results, is concluded that the electrospray may be considered as a viable technique for encapsulation of protease enzyme, provided that process conditions specific to each solution are established, thereby enabling the development of products (additives) which may be subsequently incorporated into other ones.

Sustainability analysis of the strengthening processes of a rural association: Asomora a case study

En Colombia, se han implementado diversas políticas públicas de apoyo a la organización de productores rurales, como estrategia para mejorar el acceso al mercado de los pequeños productores, con resultados poco satisfactorios para el esfuerzo realizado. El objetivo de éste estudio fue identificar los factores relacionados con el logro de la sostenibilidad de los procesos de fortalecimiento de la asociatividad rural. Se realizó una investigación cualitativa a partir del estudio de caso de la Asociación de Productores de Mora (Asomora) de la localidad de Trujillo en el departamento del Valle del Cauca. El proceso de fortalecimiento de la asociación, tuvo como logro más importante el incremento en el ingreso del productor por el acceso directo al mercado. Sin embargo, el proceso no logró alcanzar la sostenibilidad de la organización debido principalmente al individualismo, bajo compromiso de los productores con la organización y falta de capital financiero para competir con los intermediarios. Los resultados de este estudio permiten concluir que para el logro de la sostenibilidad de los procesos de asociatividad rural, se deben abordar de manera integral aspectos: económicos, técnicos, ambientales, políticos y sociales, que permitan garantizar la construcción de capital social, por medio de relaciones de confianza entre los asociados y su compromiso para el logro de los planes construidos de manera participativa, mediante la acción colectiva.

In Colombia, different public policies have been implemented to support small rural producers as a strategy to improve their access to markets showing low satisfactory results. The aim of this paper was to identify the factors related to the achievement of the sustainability of the strengthening processes of the rural associativity. A qualitative research was carried out with the case study of the Association of Small Producers of Blackberry (Asomora), in the municipality of Trujillo, state of Valle del Cauca. The strengthening process of Asomora showed as the most significant achievement the increase in the direct market-access rate. However, the process did not reach the sustainability of the Association due to self-interest issues, low commitment of the produces to the Association and lack of financial funds to compete with intermediaries. The results of this study showed that to reach sustainability in rural associativity processes, economic, technical, environmental, social and political factors must be integrally and simultaneously analyzed to guarantee the proper construction of social capital through confidence relations between the associations members and their commitment to build participative plans.

Nematicide evaluation of the essential oil from Tagetes zypaquirensis in the control of the nematode Meloidogyne spp.

El lulo (Solanum quitoense Lam.) es un frutal andino de gran importancia económica en Colombia, sin embargo, las áreas sembradas y rendimientos han sufrido una evidente reducción debido al ataque de patógenos como el nematodo Meloidogyne spp., que ha ocasionado pérdidas de hasta 50%. En la naturaleza existen diferentes recursos vegetales con propiedades nematicidas, destacándose al género Tagetes. El objetivo de esta investigación fue evaluar la actividad nematicida del aceite esencial de Tagetes zypaquirensis sobre Meloidogyne spp. Bajo condiciones de invernadero se evaluaron cuatro concentraciones del aceite esencial (100,200, 400, 800mg/kg de suelo) las cuales fueron aplicadas a un suelo con juveniles de segundo estadio del nematodo +400 J2/100g. Además, se establecieron tres comparadores: un tratamiento sin aplicación de aceite esencial, un suelo sin nematodo y un suelo tratado con i.a carbofuran (33,2%) bajo una dosis de 2cc/L. Para cada tratamiento, las variables a evaluar fueron: severidad, altura de planta, peso fresco y seco al aire, peso fresco radical, número de huevos del nematodo/100g raíz y número de J2/100g de suelo. Los componentes mayoritarios del aceite esencial de T. zypaquirensis fueron dihidrotagetona y E-tagetona con una proporción relativa de 42,2 y 22,9%, respectivamente. Los resultados indicaron, que la concentración 800mg/kg de aceite esencial presentó la misma acción nematicida que el suelo tratado con carbofuran al reducir las poblaciones de Meloidogyne spp. y presentar valores similares en las variables fitométricas. Se concluye que el aceite esencial T. zypaquirensis puede ser una alternativa para el manejo de la enfermedad del nudo radical.

Lulo (Solanum quitoense Lam.), an Andean fruit, is economically important in Colombia, however, cultivated areas as well as yields, have suffered a considerable reduction by the attack of pathogens such as the rootknot nematode Meloidogyne spp. with losses near to 50%. In nature, there are different plant with nematicides properties which could diminish the effects of this nematode, such as the Tagetes genre. The objective of this research was to evaluate the nematicidal activity of the essential oil from Tagetes szypaquirensis on Meloidogyne spp. Four concentrations of essential (100, 200, 400, 800mg/kg of soil) were evaluated under greenhouse conditions. These doses were applied to nematodes in the second instar approximately +400 J2/100g of soil. Moreover, three treatments were established: the first with no application of essential oil, the second without nematode, and the third with soil treated with carbofuran (33.2%) at dose of 2cc/L. For each treatment the variables evaluated were: level of severity, plant height, fresh and dry weight, fresh root weight, number of nematode eggs/100g roots and number of J2/100g of soil. The main components of the essential oil from T. zypaquirensis were dihydrotagetone and E-tagetone with a composition of 42.2% and 22.9% respectively. The results indicated that a concentration 800mg/kg of essential oil had the same nematicidal action than soil treated with carbofuran, same population constrains and phitometric variables. It was concluded that T. zypaquirensis essential oil can be an alternative for managing root knot disease.

Biological activity of entomopatogenic fungi on Premnotrypes vorax Hustache (coleoptera: curculionidae)

El gusano blanco (Premnotrypes vorax Hustache) ocasiona pérdidas considerables en el cultivo de la papa, las cuales pueden llegar hasta el 100% dependiendo del nivel de infestación y manejo del cultivo. El objetivo del presente estudio fue determinar el efecto individual y combinado de dos aislamientos autóctonos de Beauveria spp. en comparación con dos bioplaguicidas a base de Metarhizium anisopliae y Beauveria brongniartii, sobre P. vorax en condiciones de campo. Se empleó el Diseño Completamente al Azar, con ocho tratamientos y cuatro repeticiones Se hicieron inoculaciónes mediante aspersión dirigida a la base de la planta, utilizando una concentración 5x10(8) conidias.g-1. Se evaluó porcentaje de daño, porcentaje de control y rendimiento al momento de cosecha (t ha-1). Los resultados indicaron que las cepas comerciales en combinación Metaril® W.P + B. brongniartii® W.P (T6) y el aislamiento autóctono de Beauveria sp. Bv01 (T1), presentaron los menores porcentajes de daño (3,1±0,06 y 3,5±0,2%), los mayores porcentajes de control (77±0,46 y 76,7±1,78%), y la mejor producción (19±0,40t ha-1 y 18±0,25t ha-1) con diferencias significativas (Duncan p≤0,05) respecto a los demás tratamientos y el control regional. Se destacó el T6, ya que mostró el mejor potencial biológico por su rendimiento en cosecha, representando una alternativa promisoria para el control de P. vorax al ser incorporado dentro de un esquema de manejo integrado de la plaga en la región.

Andean potato weevil Premnotrypes vorax Hustache causes economic losses in potato crop which could rise until 100% depending upon population level and crop management. The aim of this work was to determine the individual and combined pathogenic effect of two isolates of native Beauveria spp. Compared to commercial products (Beauveria spp. and Metarhizium anisopliae) for controlling P. vorax under field conditions. A completed randomized design, eight treatments, and four replicates was used. The inoculation was directed to the stem base, using a 5x10(8) conidia.g-1. Damage percentage, control percentage and yield at harvest time (t.ha-1) were evaluated. Results indicated that commercial products combination, Metaril® W.P + B. brongniartii® W.P and Beauveria sp. Bv01 native isolate showed the lowest damage (3.1±0.06 and 3.5±0.2%, respectively), the highest control levels (77±0.46 and 76.7±1.78%, respectively), and the highest yield per ha (19±0.40t ha-1 and 18±0.25t ha-1, respectively). These results were significantly different (Duncan P≤0.05) to the other treatments. Treatment T6 was outstanding because its highest biological potential. This treatment represent a promissory alternative for controlling P. vorax.

Physiological quality and germination energy of bitter gourd (Momordica charantia L.) seeds

Las semillas de balsamina presentan dificultad en la germinación debido a la testa gruesa y dura que rodea al embrión. El objetivo fue evaluar el efecto que tiene la imbibición de semillas de balsamina en agua sobre la energía de germinación, velocidad absoluta de germinación e índice de germinación. Se utilizó diseño experimental completamente al azar con tres tratamientos: T0 (control, sin imbibición en agua), T1 (semillas embebidas en agua a 22°C durante 24 horas) y T2 (semillas embebidas en agua a 50°C durante 60 minutos). El tratamiento T1 se recomienda respecto a los otros tratamientos porque mejoró la energía de germinación (48%), tasa absoluta de germinación (8,6 semillas día-1) e índice de germinación (11,5).

Bitter gourd seeds present germination difficulties due to the thick and hard seed coat that surrounds the embryo. The objective of this study was to evaluate the effect of bitter gourd seed imbibition on germination energy, absolute rate of germination, and germination index. A completely randomized experimental design with three treatments was used: T0 (control, without imbibition), T1 (seed imbibition at 22°C during 24 hours), and T2 (seed imbibition at 50°C during 60 minutes). Treatment T1 is recommended over the other treatments, because it improved germination energy (48%), absolute rate of germination (8.6 seeds·day-1), and germination index (11.5)

Incidence of the soil mechanization over the physical properties and the vegetative growth of papaya (Carica papaya L.)

Para determinar la incidencia de la mecanización del suelo sobre sus propiedades físicas y el crecimiento vegetativo de papaya en Florencia (Caquetá), se utilizó el Diseño de Bloques Completos al Azar con tres tratamientos: suelo mecanizado con Motoazada, Azadón y no mecanizado - Testigo y cuatro repeticiones. Se midió en campo la resistencia a la penetración y los índices de crecimiento vegetativo, mientras que en laboratorio se calcularon la porosidad total, y la densidad aparente. En el mes uno (M1) la resistencia a la penetración presentó diferencias significativas (p<0,05) para la profundidad de 0-10cm. La densidad aparente presento diferencias significativas (p<0,05) en las profundidades de 0-10 y de 10-20cm entre SMMTA con relación a SMAZ y testigo que no presentaron diferencias significativas (p>0,05) en ninguna de las profundidades. La densidad aparente y resistencia a la penetración aumentaron a través del tiempo. Los mayores valores de producción de asimilados y rendimiento en adsorción de energía lumínica representada en la tasa de asimilación neta, se presentaron a los 180 días después de la siembra en Testigo, donde alcanzó 10,04gm-2dia-1. La duración de área foliar y la tasa de crecimiento del cultivo fueron las variables más sensibles en respuesta de los cambios de porosidad y resistencia a la penetración del suelo. El Testigo, alcanzó los mayores niveles de tasa de asimilación neta, posiblemente por la homogeneidad en la ganancia de asimilados, a través del periodo fotosintético evaluado.

In order to determine the incidence of the soil mechanization over its physical properties and the vegetative growth of papaya in Florencia (Caquetá), it was used a randomized block design with three treatments: mechanized soil with motor-hoe, hoe and no mechanized control with four repetitions each. The resistance to the penetration, and vegetative growth indexes were measured in the field while the total porosity and apparent density were calculated in the lab. In the first month (M1) the resistance to the penetration showed significant difference (p<0,05) to 0-10 cm depth. The apparent density presented significant difference (p<0,05) to 0-10 and 10-20 cm depth between SMMTA related to SMAS and no mechanized, which did not exhibit significant differences at any depth. The apparent density and the resistance to the penetration increased with the time. The greatest values of production assimilates and light energy absorption performance represented in the net assimilation rate, were observed in the witness 180-days after planting, when it reached 10,04-2dia-1. The duration of the leaf area and growth rate of the crop were the variable more sensitive to changes of the porosity and resistance to the penetration of the soil. The witness treatment reached the highest levels of net assimilation rate, probably due to the homogeneity of the assimilated gains through the photosynthetic time evaluated.

Institutional processes in the payment for ecosystem services, Pasto River Watershed

El pago por servicios ambientales (PSA), es la disponibilidad que tiene un individuo o grupo social para aprovechar o conservar la oferta ambiental natural. Este estudio se realizó en cuenca alta del río Pasto, donde el principal servicio ambiental, es la provisión hídrica del 85% de los habitantes de Pasto, Nariño, convirtiéndolo en un ecosistema estratégico que requiere de alternativas viables para su conservación y manejo. El objetivo fue evaluar los procesos relacionados con PSA, adelantados por algunas Instituciones; para ello, se diseñó una entrevista estructurada, aplicada a funcionarios de cuatro instituciones, que contemplaba las variables: institución, conocimiento normativo, recursos financieros, apoyo técnico, actividades realizadas actualmente y posibles alternativas para PSA. Con el programa Decisión Explorer 3.3 y con integrantes de las instituciones se propusieron alternativas para mejorar el PSA. Se pudo determinar que en el corregimiento de Cabrera se están ejecutando las alternativas: implementación de sistemas agroforestales, familias guardabosques y adquisición de predios para avanzar en PSA. Se concluyó que en la Cuenca Alta del río Pasto, el PSA aún es incipiente pero promisorio, hay poco conocimiento institucional y los procesos se han centrado en la compra de tierras para la conservación de fuentes abastecedoras de acueductos rurales y de cabeceras municipales.

Payment for ecosystem services (PES) is the opportunity for an individual or social group to gain benefit from or toconserve the natural environmental offer. This study was conducted in the Pasto River Watershed, where the main ecosystem service is providing water supply to 85% of inhabitants of the city of Pasto, Nariño, making it a strategic ecosystem that requires viable alternatives for its conservation and management. The aim of this study was to evaluate processes related with PES carried out by several institutions, for which we designed a structured interview that was applied to personnel from four institutions and included the following variables: institution, knowledge of the norm, financial resources, technical support, current activities, and possible alternatives for PES. Alternatives for improvement in PES were proposed using the software Decision Explorer 3.3 and with participants from the institutions. We determined that the township of Cabrera is carrying out alternatives such as implementation of agroforestry systems, park ranger families, and acquisition of lands for PES. We concluded that PES in the Pasto River watershed is rudimentary, yet promising; there is little institutional knowledge and processes have focused on buying lands for the conservation of rural and municipal water supply systems.