Anales Cientificos

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analescientíficos

Mayo - Agosto 2004

Volumen: LVIII

Anales Científicos UNALM2

Publicación de La Universidad Nacional Agraria La MolinaEditor: Hugo Vega Cadima

[email protected]

EDITORIAL AGRARIATelf.: 349-5647 anexo: 190Apartado: 456, Lima 100.

Los artículos publicados son de entera responsabilidad de sus autores.Se permite la reproducción parcial siempre y cuando se cite la fuentey se envíe a la editorial un ejemplar de la publicación que incluye eltexto reproducido de Anales Científicos Nº 58

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AUTORIDADES UNIVERSITARIAS:

Luis Maezono YamashitaRECTOR

Victor Guevara CarrascoVICE RECTOR ACADEMICO

Luis Briceño BerruVICE RECTOR ADMINISTRATIVO

DECANOS:

Manuel Canto SaenzAGRONOMIA

Delia Infantas MesiasCIENCIAS

Victor Barrena ArroyoCIENCIAS FORESTALES

Alvaro Ortiz SarabiaECONOMIA Y PLANIFICACION

David Campos GutierrezINDUSTRIAS ALIMENTARIAS

J. Abel Mejia MarcacuzcoINGENIERIA AGRICOLA

Arcadio Henry orrego AlbañilPESQUERIA

Manuel Rosemberg BarroónZOOTECNIA

Felix Camarena MaytaDIRECTOR EPG


ANALES CIENTIFICOS

CONTENIDO:

EDWIN BALDEON CH, VICTOR MEZA C, JULIO GIRALDO H.Evaluación de un fermentador con levaduras (S. cerevisiae) inmovilizadasen perlas de cerámica................................................................................. 1

DAVID OJEDA F , DAVID CAMPOS G,ROSANA CHIRINOS G Y LUIS CISNEROS Z.

Antocianinas, compuestos fenolicos y actividad antioxidanteen cáscaras de tres variedades de camote morado(Ipomoea batatas (l.) lam)............................................................................... 13

CARLOS ELÍAS PEÑAFIEL, BETTIT SALVÁ RUIZ.

Utilización del método de diseño de mezclas en la formulaciónde salchichas tipo frankfurter con inclusión de goma de tara(Caesalpinia spinosa).................................................................................. 31

DANIEL E. RUBIO DIAZ, MILBER UREÑA PERALTA.Disminución de viscosidad y aumento de densidad energética demezcla de cereales extruidos por acción enzimática de harinade quinua (Chenopodium quinoa willd) germinada.......................................... 53

SADY GARCÍA B.,, LUIS TOMASSINI V. Y LUIS GARCÍA F.Incremento estacional de biomasa en el cultivo del pecano[Carya illinoensis (wangenh) C. Koch] cv Mahanen el Valle de Ica.............. .......................................................................... 66

SADY GARCÍA B. , LUIS TOMASSINI V. Y LUIS GARCÍA F.Curvas de concentración de macronutrientes en ramas fruterasy no fruteras del pecano [carya illinoensis (wangenh) C. Koch]cv Mahan en el Valle de Ica......................................................................... 78

MARTÍN ARAUJO FLORES, RAÚL GONZÁLEZ FLORES.Características mecánicas y de preservación de cuatro especiesforestales de Pucallpa para postes de transmisión eléctrica.................................... 90

JULIO CÉSAR NAZARIO RÍOSCaracterización de suelos en areas con presencia de caoba(Swietenia macrophylla King) al estado natural en el Alto Purus ................... 102

GUILLERMO AGUIRRE YATO, SADY GARCÍA BENDEZÚ.

Abonados de fondo, sostenimiento y complementos foliaresen el cultivo de espárrago en Ica ................................................................ 116

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LUIS CHIAPPE VARGAS, HUGO L VEGA CADIMA,IGNACIO ISIDRO ADRIAN.

Investicación y transferencia de tecnología: el caso de la siembraen secuencia algodón – frijol – algodón en la Costa Central............................ 128

RAPHAEL FELIX VALENCIA CHACÓNAnálisis de un diseño de bloques completos-incompletoscon un tratamiento referencial........................................................................ 141

CÉSAR MENACHO CHIOK, MILAGROS FLORES CHINTEAplicación del análisis multivariado devariancia (Manova)........................................................................................ 157

JULIO NAZARIO RÍOSEvaluación de suelos afectados por la actividad mineraen el departamento de Cajamarca................................................................. 173

CELIA SILVERA, DORIS ZÚÑIGA, OSCAR LOLIComportamiento de cepas de Rhizobium aisladas de Kudzú(Pueraria phaseoloides) en dos variedades de Phaseolusvulgaris, en condiciones de laboratorio.......................................................... 186

JORGE ESCOBEDO ALVAREZ, JAVIER E. MORÓN PRETELLEfecto de la intensidad y la época de la poda en verde sobrela formación de brotes cortos en tres cultivaresde manzano (Malus x doméstica bork.).......................................................... 195

AGAPITO LINARES SALAS, DAVID PARI FLORES“Análisis de las ventajas competitivas de quinua (Chenopodiumquinoa willd.) peruana para exportación (Puno)“............................................. 203

EDWIN AUGUSTO VIGO SANCHEZ«Posibilidad de aplicar la reingeniería a las cooperativasde las Fuerzas Armadas y Policía Nacional del Perú»........................................................... 230

ANA MARÍA BAUTISTA SALAS, FELIX CAMARENA MAYTAEstimación de la efectividad y del avance genético por selecciónpara precocidad y rendimiento de grano en frijol de palo(Cajanus cajan (l) miiisp.) en dos ambientesde la Costa Central.............................................................................................................. 254

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RESUMEN

En la preparación del soporte para la inmovilización de Saccharomyces cerevisiae, semezcló arcilla con 10% de caolín y 50% de agua, formando una masa plástica que se llevó a600°C por 8 h, obteniéndose perlas de cerámica de alta resistencia y bajo desprendimiento. Enel proceso de inmovilización los factores óptimos para la inmovilización fueron: 4,91 mm detamaño de las perlas, 30 ml/h de flujo y 107 cél/ml de concentración inicial de células, siendoel porcentaje de inmovilización de 44,41% y células inmovilizadas de 1,47x107 cél/g perla.

En el proceso de fermentación se empleó un fermentador empacado con perlas decerámica previamente inmovilizadas, alimentándose con una solución de sacarosa a 23 °Brix,pH de 3,5 y peptona 1%. El proceso se realizó en cultivo en lote, lográndose obtener una eficien-cia alcohólica de 67,59% (12,94 °GL) durante 10 días de fermentación, siendo las característicasdel fermentador: 0,05 m de diámetro, 0,76 m de longitud con una relación D/L de 1/15.

SUMMARY

In the preparation of support for immobilization of Saccharomyces cerevisiae, clay wascombined with 10% of kaolin and 50% of water, forming a plastic mass that took to 600°C by 8h, obtaining high strength and low loosening ceramics pearls. in the immobilization process theoptimal factors for immobilization were: 4,91 mm of pearls size, 30 ml/h of flow and 107 cel/mlof initial concentration of cells, being the immobilization percentage 44,41% and immobilizedcells of 1,47x107 cel/g pearl. In the fermentation process a packed fermentador with ceramicspearls previously immobilized was used, feeding itself with a saccharose solution 23 °Brix, pHof 3,5 and peptone 1%. The process was made in culture in lot, obtaining alcoholic efficiency of67,59% (12,94 °GL) during 10 days of fermentation, being the characteristics of the fermentadorwere: 0,05 m of diameter, 0,76 m of length with a 1/15 relation D/L.

1 Profesor del Departamento académico de Ingeniería de la Facultad de Industrias Alimentarias,UNALM

2 Profesor del Departamento académico de Biología de la Facultad de Ciencias, UNALM3 Profesor del Departamento académico de Ciencia, Tecnología e Ingeniería de la Facultad de

Industrias Alimentarias, UNAS.

EVALUACIÓN DE UN FERMENTADOR CON LEVADURAS (S. cerevisiae)INMOVILIZADAS EN PERLAS DE CERÁMICA

Edwin Baldeón CH.1; Víctor Meza C.2; Julio Giraldo H3


I. INTRODUCCIÓN

En la actualidad los países desarrollados experimentan grandes avances en el campocientífico y particularmente en el campo de la biotecnología. En el Perú existen pocos trabajosal respecto. No obstante, el interés de muchos investigadores en el estudio de inmovilizacióncelular como técnica de aplicación de la biotecnología ha permitido desarrollar nuevos méto-dos que han vuelto rentables a muchos procesos y productos industriales por su simpleza yrendimiento.

Dada la utilidad y aplicación de las células inmovilizadas en diversos procesosagroindustriales y viendo la factibilidad de utilizar la arcilla para la elaboración de perlas comosoporte de inmovilización de Saccharomyces cerevisiae en la obtención de etanol, en elpresente trabajo de investigación se plantearon los siguientes objetivos:

- Evaluar las características óptimas de inmovilización de S. cerevisiae empleando comosoporte perlas de cerámica.

- Determinar las características óptimas del fermentador empacado durante el procesode fermentación.

II. REVISIÓN DE LITERATURA

Bensoain (1985) define a la arcilla como un producto natural, originado a partir de lameteorización de las rocas, siendo las partículas inferiores a 2 mm. Costales y Olson (1963)señalan que la arcilla está compuesta de silicio, aluminio y agua, químicamente combinados,como silicato hidratado de alúmina. Valdez (1994) reporta que el Perú cuenta con buenosyacimientos de arcilla y caolín, distribuidos en quebradas y laderas de Huaraz, Cajamarca,Puno, Cuzco y toda la sierra central.

Según Buckman (1985) la arcilla está dispuesta en placas o escamas, y cuando sehumedece con una cantidad adecuada de agua se dilata, volviéndose pegajosa e incrementandosu plasticidad. Asimismo, Baver (1991) menciona que la forma de las partículas más pequeñasno es esférica y la densidad relativa para la mayor parte de los suelos corrientes está entre 2,6a 3,75.

Costales y Olson (1964) señalan que existen tres cualidades para la producción decerámica. La primera es la plasticidad, dada por el desplazamiento de las partículas planasunas sobre otras cuando están húmedas. Segundo es la porosidad, debe ser suficientementeporoso para poder sacar una cerámica uniforme y sin grietas. Y el tercero, es la vitrificación.Esta propiedad predomina cuando la arcilla llega a tener la consistencia similar al vidrio.

Córdova (1991), manifiesta que el desarrollo de cuerpos cerámicos de porosidad contro-lada permite visualizar distintos campos de aplicación de estos materiales, sobre todo en lainmovilización celular o enzimática. El parámetro más importante en la selección de un sopor-te inorgánico, es la compatibilidad con el biocatalizador, que se determina explorando el efectode iones solubles en la inhibición, desnaturalización o inactivación de las enzimas o célulasinmovilizadas en el soporte. El segundo parámetro importante del soporte cerámico es lamorfología del poro, en términos de diámetro, volumen y tortuosidad.

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Wiseman (1989), menciona que el soporte debe tener un gran coeficiente de vida útilcomo para permitir el uso repetido en procesos en lote o el uso prolongado en procesoscontinuos, por lo que será necesario que tenga una buena resistencia mecánica y elástica.Además, debe ser estable a elevadas temperaturas, presión y cambios de pH.

III. MATERIALES Y MÉTODOS

El presente trabajo se realizó en el Laboratorio de Biología y Microbiología de la Univer-sidad Nacional Agraria de la Selva, en los meses de Octubre del 1995 y Noviembre de 1996.

Materiales

Se empleó arcilla de color amarillo recolectada en laderas y quebradas de la ciudad deTingo María en el Departamento de Huanuco.

Se empleó levaduras de panificación (S. cerevisiae) adquirida en el mercado local,presentada comercialmente como levadura fresca (100% pura), de la marca FLEISCHMANN.Los microorganismos fueron almacenados y propagados en Caldo Sabouraud (Merck) quecontenía: glucosa 4%, peptona 1.0%, agar-agar 1.6% y agua.

Para la construcción se utilizaron: tubos de PVC de 2 pulgadas de diámetro, reductoresde PVC de 2 pulgadas a ¾ de diámetro, regulador de flujo, pegamento, envases de plástico ysoporte universal.

Elaboración de las perlas de cerámica

Las perlas de cerámica se elaboraron con una mezcla de arcilla amarilla (40%), caolín(10%) y agua (50%). Todo se mezclaba manualmente hasta obtener una masa de consistenciaplástica. Posteriormente, se moldearon esferas con un diámetro promedio de 4,9, 7,0 y 8,3mm, se secaron a 80°C durante 10 min y se quemaron en un horno a 600°C durante 8 h.Finalmente, se lavaban las perlas de cerámica para eliminar impurezas adheridas en la super-ficie, se secaban y almacenaban hasta su uso.

Métodos de características del soporte

Determinación del porcentaje de espacio poroso (e)

Se aplicó el método descrito por Buckman (1985) bajo la siguiente fórmula:

% Espacio sólido = 100 – (Densidad aparente /Densidad de las partículas)

% Espacio poroso (e) = 100 - % Espacio sólido

Determinación de la densidad de las partículas de arcilla

Se empleó el método del picnómetro, descrito por Cavazos y Rodríguez (1992). Eneste método se llena un picnómetro de 50 ml con agua destilada y se pone a hervir durante 10min para eliminar el aire contenido. Se deja enfriar, se agrega agua hasta aforar el picnómetroy se pesa (P1). Luego, se retira la mitad del contenido de agua del picnómetro, se agrega 10 g

EVALUACIÓN DE UN FERMENTADOR CON LEVADURAS (S. cerevisiae) INMOVILIZADAS EN PERLAS DE CERÁMICA


de arcilla en polvo seco, se homogeniza y se deja hervir durante 3 min. Posteriormente, se enfríay se agrega agua hervida hasta completar la marca de aforo del picnómetro y se pesa (P2).Finalmente, se agita el picnómetro y el contenido se vierte en una cápsula de porcelana previa-mente pesada, se deja secar durante 24 h a 105°C y se determina el peso (P3). Con los datosobtenidos se realizan los cálculos para determinar la densidad real de las partículas de arcilla.

Volumen de agua desplazada = (P3 – P2) – (P1)

Densidad real = Peso de arcilla/ volumen de agua desplazada

Determinación de la densidad aparente

Es la relación entre el volumen y la masa de una perla de arcilla.

Determinación del diámetro y peso

Se utilizó la metodología descrita por Castillo (1993).

Superficie específica (S)

Se aplicó el método descrito por Baver (1991), en donde se determina el área en mm2

y se divide entre el volumen de la perla de arcilla, representando la superficie específica en mm2

por gramo de perla.

Superficie específica del lecho (Sb)

Se determinó en base al porcentaje de espacio poroso y la superficie específica apli-cando la siguiente fórmula:

Sb = (1-e) x S.

Inmovilización del microorganismo

Determinación de la curva de crecimiento de S. cerevisiae

Para determinar la curva de crecimiento, en condiciones estériles se tomaba una alí-cuota de 5 ml de cultivo de S. cerevisiae y se inoculaba en 200 ml de caldo Sabouraud,contenido en un matraz Erlenmeyer de 1 l. El sistema se homogenizaba y se incubaba a 30°Cdurante 24 h. El crecimiento del microorganismo se monitoreaba tomando muestras de 3 mlcon intervalos de una hora. El número de microorganismos se determinaba empleando lacámara de Neubauer y se expresaba como número de cél/ml. Para el recuento de levaduras setomaba un volumen de suspensión con la pipeta Pasteur, se cargaba la cámara de Neubauer yse dejaba reposar hasta conseguir una distribución uniforme de levaduras. A continuación, conayuda de un microscopio, se contaban las levaduras de los cuadros grandes de las cuatroesquinas y de uno cualquiera del centro. Se realizaban las diluciones oportunas para conse-guir un inóculo con una concentración deseada de levaduras.

La concentración de levaduras en el inóculo se calculaba a través de la fórmula si-guiente:

N° células/ml-1 = (N° células contadas) x 400 x 80-1 x 104

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Inmovilización de S. cerevisiae

Se utilizaba como medio de cultivo 1 l de caldo Sabouraud y en condiciones estérilesse inoculaba 25 ml de una suspensión de levaduras. Luego, se incubaba a 30°C durante 21 h,tiempo en el que se alcanzaba el máximo crecimiento microbiano.

Cumplido el tiempo de activación celular se procedía a cosechar la biomasa porcentrifugación a 2500 rpm durante 15 min. Para el lavado se resuspendían las levaduras en 10ml de solución salina al 0,9 %, se homogenizaban y se volvían a centrifugar. Al finalizar seobtenía la biomasa concentrada libre de residuos orgánicos.

Para facilitar la inmovilización se resuspendieron las células en solución salina al 0.9% hasta conseguir concentraciones adecuadas para el estudio.

Se empleó el método de inmovilización por adsorción descrito por Wiseman (1989) yQuinteros (1987). Para el estudio de los parámetros de inmovilización se utilizaban la siguien-te fórmula:

Células inmovilizadas = Nº células retenidas / peso del soporte

Nº células retenidas = Nº células iniciales – Nº células finales

% Inmovilización = (Nº células retenidas / Nº células iniciales) x 100

Determinación de parámetros para la inmovilización de S. cerevisiae

Tamaño de las perlas de cerámica

Se evaluaron tres diámetros diferentes de perlas D1(4,91 mm), D2(7,01 mm) y D3(8,33mm), manteniendo constante la concentración inicial de células (106 cél/ml) y el flujo de inmo-vilización (120 ml/h). Posteriormente, se determinaba el porcentaje de inmovilización, selec-cionando el tamaño que permitía obtener un mayor número de células inmovilizadas.

Flujo de inmovilización

Se evaluaron tres flujos diferentes: F1(120 ml/h), F2(75 ml/h) y F3(30 ml/h), mante-niendo constante la concentración inicial de células (106 cél/ml) y el diámetro óptimo.Posteriormente, se determinó el porcentaje de inmovilización y se seleccionó el flujo quepermitía obtener un mayor número de células inmovilizadas. Los flujos fueron impulsadospor gravedad.

Concentración inicial de S. cerevisiae

Se preparaban con solución salina estéril (NaCl 0,9%) 3 suspensiones de levadurasactivas con diferentes concentraciones de células: C1(105 cél/ml), C2(106 cél/ml) y C3(107 cél/ml). En la evaluación del efecto de la concentración de microorganismos se mantenían cons-tante el flujo y el tamaño de las perlas. Posteriormente, se determinaba el porcentaje de



inmovilización y se seleccionaba la concentración inicial de microorganismos que permitíanobtener un mayor número de células inmovilizadas.

Estudio de la fermentación

Proceso de fermentación

En el proceso de fermentación se empleó sacarosa invertida como sustrato de fer-mentación a 23 °Brix, pH de 3.5 y peptona 1%. La solución se pasteurizó a 82°C por 3 min,luego se enfrió a 28°C y se alimentó al fermentador empacado con perlas de cerámicapreviamente inmovilizadas. Transcurrido el tiempo de fermentación se agregó bisulfito desodio (250 mg/ml) a la solución fermentada para prolongar su conservación

Optimización de la relación diámetro /longitud del fermentador

En la optimización se estudiaron los siguientes niveles: D/L1 (1/10), D/L2 (1/15) y D/L3 (1/20); manteniendo constante el diámetro de 0,05 m. Mediante la determinación de losgrados alcohólicos y la eficiencia alcohólica se optimizó la relación D/L.

Grado alcohólico (°GL)

En la determinación del grado alcohólico se empleó la equivalencia de 18 g/l (azúcarconsumido) equivale a 1 °GL (Cesare, 1985).

Eficiencia alcohólica

La eficiencia alcohólica se calculó mediante la metodología mencionado por Cesare(1985) en función a la siguiente relación:

C6H1206 à 2C2H5OH + 2C02 +Energía

180 g 92 g 88 g

Análisis estadísticos

En los estudios planteados en la presente investigación, con factores de inmoviliza-ción y cinética de fermentación, se empleó el Diseño Completo al Azar con 3 repeticiones y laprueba de comparación Tuckey (p<0.05).

IV. RESULTADO Y DISCUSIÓN

Caracterización física del soporte de inmovilización

En el Cuadro 1 se muestra las características físicas de las perlas de cerámica.

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Cuadro 1: Características físicas de las perlas de cerámica como soportede inmobilización

SEDADEIPORP)mm(ORTEMAID

19,4 10,7 33,8

)alrep/g(oseP 5331,0 7683,0 8816,0

)Lm/g(etnerapadadisneD 451,2 441,2 540,2

)Lm/g(alucítrapaleddadisneD 948,2 948,2 948,2

)alrepg/2mm(acifícepseeicifrepuS 43,765 12,993 92,253

)%(osoropoicapsE 93,42 57,42 22,82

)3mm/2mm(ohcelledacifícepseeicifrepuS 429,0 446,0 715,0

Las perlas de cerámica presentaron diferentes características físicas en relación consu tamaño. Así, La perla de arcilla de 4,91 mm mostraba la mayor superficie específica de567,34 mm2/g perla (1,222 mm2/mm3). Sin embargo, la perla de arcilla de 8,33 mm tuvo elmayor porcentaje de espacio poroso (28,22%). También, observamos en el Cuadro 1 que exis-tía una relación inversa entre el tamaño de las perlas y la superficie específica y una relacióndirecta con el porcentaje de espacio poroso, que favorecían al proceso de inmovilización.

Determinación de la curva de crecimiento S. cerevisiae

En la Figura 1 se aprecia la curva de crecimiento de S. cerevisiae a 30 °C representadapor el número de células y tiempo de crecimiento.

1

1 0

1 0 0

1 0 0 0

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

T ie m po (h)

Núm

ero

de c

élul

as x

10

6 (ce

l/m

Figura 1: Curva de crecimiento de Saccharomyces cerevisiae.



En la Figura 1, se observa que en el inicio del experimento la concentración demicroorganismos es de 3,18x106 cél/ml. Durante las primeras 6 horas, las células se encon-traron en un período de crecimiento lento alcanzando 9,4 x 106 cél/ml, es decir, las levadurasen primera instancia se adaptan a las condiciones del medio (pH, concentración de nutrientesy temperatura). Después de la fase de adaptación su crecimiento es pronunciado llegando alas 21 h, punto máximo de la fase logarítmica e inicio de la fase estacionaría, con 1,63 x 106

cél/ml. La velocidad de crecimiento específico (m) fue de 0,19 h-1 y el tiempo de duplicaciónde 3,7 h. A partir de las 21 h el crecimiento de las levaduras se mantenía y después dismi-nuía, por efecto de la disminución del sustrato y la generación de metabolitos inhibidores enel medio de cultivo.

Determinación del diámetro óptimo del soporte

En el Cuadro 2 se presenta los resultados del porcentaje de inmovilización, númerosde células retenidas y células inmovilizadas, en función al tamaño de las perlas de cerámica.

Cuadro 2: Determinación del diámetro óptimo de las perlas de cerámica.

OIDUTSE

ORTEMAID

mm19,4SD±1X

mm10,7SD±1X

mm33,8SD±1X

)%(nóicazilivomnI 44,0±8,04 85,0±14,63 97,0±92,72

)901xléc(sadinetersalulécedoremúN 44,0±42,2 90,0±859,1 60,0±473,1

)alrepg/601xléc(sadazilivomnisaluléC 42,0±32,1 50,0±60,1 40,0±77,0

1: Promedio de tres repeticiones ± DS (desviación estándar)

Se observa que el mayor porcentaje de inmovilización (40,8%) se obtuvo con perlas de4,91mm de diámetro, seguido de 7,01 y 8,33 mm. De acuerdo, al análisis estadístico (ANVA)se observó que existen diferencias altamente significativas entre los tratamientos y la pruebade comparación de Tuckey (p<0,05) demostró que existen diferencias por efecto del tamañode las perlas. Al respecto, Navarro et al. (1979) citado por Silva (1991) estudiaron una serie desoportes porosos y encontraron que la presencia de poros grandes incrementaba la biomasaretenida en virtud del incremento de la superficie específica. Asimismo, Silva (1991) determinódurante la inmovilización de Gluconobacter oxydans que la forma cúbica del soporte brindabamejores condiciones que la viruta de madera. En la presente investigación la perla de cerámicade 4,91 mm de diámetro presentó las mejores condiciones de inmovilización basada en sumayor superficie específica (1,222 mm2/mm3).

Determinación del flujo de inmovilización

En el Cuadro 3 se presenta los resultados del porcentaje de inmovilización, números decélulas retenidas y células inmovilizadas, en función a la variación del flujo de inmovilización.

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Cuadro 3: Determinación del flujo óptimo de inmovilización.

OIDUTSE

ORTEMAID

h/lm021X1 SD±

h/lm57X1 SD±

h/lm03X1 SD±

)%(nóicazilivomnI 71,3±72,04 16,0±07,65 16,1±15,47

)901xléc(sadinetersalulécedoremúN 62,0±41,2 80,0±49,2 51,0±58,3

)alrepg/601xléc(sadazilivomnisaluléC 41,0±81,1 50,0±26,1 80,0±31,2


Se obtuvo un porcentaje de inmovilización de 74,51% con el flujo de 30 ml/h, y unmenor número de células retenidas con 75 y 120 ml/h. De acuerdo, al análisis estadístico(ANVA) se determinó que existen diferencias altamente significativas entre los tratamientosy la prueba de comparación de Tuckey (p<0.05) demostró que habían diferencias por efectode los flujos de inmovilización. Al respecto, Quito (1988) citado por Silva (1991) empleódiferentes flujos en la inmovilización de S. cerevisiae en soporte de esponja de polímerosintético, observando que un flujo de 200 ml/h no favorecía una rápida adhesión. En la pre-sente investigación con flujo de 30 ml/h se lograba un mayor porcentaje de inmovilización.

Determinación de la concentración celular inicial óptima para la inmovilización

En el Cuadro 4, se presentan los resultados del porcentaje de inmovilización, númerosde células retenidas y células inmovilizadas, en función a la variación de la concentracióncelular inicial de inmovilización.

Cuadro 4: Determinación de la concentración celular óptima.

OIDUTSE

NOICARTNECNOC

01 5 lm/lécX1 SD±

01 6 lm/lécX1 SD±

01 7 lm/lécX1 SD±

)%(nóicazilivomnI 05,1.±69,67 91,1±76,27 76,4±14,44

)léc(sadinetersalulécedoremúN 01x09,3 8 51,0± 01x26,3 9 01,0± 01x66,2 01 53,0±

)alrepg/léc(sadazilivomnisaluléC 01x51,2 5 90,0± 01x00,2 6 50,0± 01x74,1 7 91,0±


FLUJO



Se observa que con una concentración inicial de 107 cél/ml se obtenía un menorporcentaje de inmovilización (44,41%). No obstante, se lograba un mayor número de célulasretenidas (2,66x1010 cél) en comparación a las otras concentraciones. De acuerdo al análisisestadístico (ANVA) se observó que existen diferencias altamente significativas entre los tra-tamientos y la prueba de comparación de Tuckey (p<0,05) demostró que habían diferenciaspor efecto de la concentración de células. Al respecto, Silva (1991) señala que las concen-traciones celulares de 108 y 109 cél/ml permitían obtener mayor porcentaje de célulasinmovilizadas durante la inmovilización de G. oxydans en soportes de madera. Además,manifiesta que el soporte al entrar en contacto con una cantidad de células, muy por debajode su capacidad de saturación retendrá la mayor cantidad de células, dejando en circulaciónsólo a las células que tienen menor tamaño, esto explicaría porque se obtuvo el menorporcentaje de inmovilización con la concentración 107 cél/ml. En el presente trabajo el mayornúmero de células retenidas correspondía a la concentración de 107 cél/ml.

Determinación de las dimensiones óptimas del fermentador

En el Cuadro 5 se presentan los resultados de los grados alcohólicos obtenidos duran-te la fermentación, en función a la relación D/L del fermentador con 0,05 m de diámetro. Eltiempo de fermentación fue de 10 días a pH de 3,5 y 23 ºBrix.

Cuadro 5: Grados alcohólicos en función a las dimensiones (D/L) del fermentador.

)l/D(NOICALER)LG°(ocilóhoclAodarG

X1 SD±

01/1 94,0±78,11

51/1 63,0±49,21

02/1 91,0±45,11


Se observa un mayor grado alcohólico (12.94 °GL) con la relación (D/L) de 1/15. Elanálisis estadístico (ANVA) de los resultados demostró que existen diferencias altamentesignificativas entre los tratamientos y la prueba de comparación de Tuckey (p<0.05) demos-tró que había diferencias entre la relación (D/L) 1/15 y los otros dos tratamientos. Sin embar-go, entre la relación (D/L) 1/10 y 1/20 no existían diferencias. Quinteros (1987) indica que larelación D/L óptima para diseñar un fermentador air-lift están entre 1/10 a 1/15. Al respecto,no hay información que indique el cambio de la fermentación con la relación D/L parafermentadores empacados con perlas de cerámica. Posiblemente, el cambio ocurre debido ala interacción de las perlas de cerámica con el medio de fermentación, por consiguienteobservaría cambios en el pH, interacciones electrostáticas, inhibición de las levaduras yotros. De acuerdo, a los resultados la relación D/L apropiada para el fermentador de perlasde cerámica es 1/15. En la Figura 2, se observa las dimensiones del fermentador de acuerdoa los resultados obtenidos.

17

Figura 2: Partes del fermentador con S. cerevisiae inmovilizadas en cerámica

��

PERLAS DE CERÁMICA ∅ 4.91 mm

L= 76 cm

1

2

3

4

3

5

• REGULADOR DE FLUJO DEENTRADA

• CONDUCTO DE SALIDA DEC02

• REDUCCION PVC DE 2 pulga ¾ pulg

• TUBO PVC ∅ 2

• REGULADOR DE FLUJO DESALIDA



V. CONCLUSIONES

- Las perlas de cerámica son un buen soporte de inmovilización para levaduras y permi-te obtener alcohol en niveles aceptables a partir de soluciones azucaradas.

- Las condiciones óptimas para la inmovilización de S. cerevisiae en perlas de cerámicafueron las siguientes: diámetro de las perlas de 4,91 mm, flujo de inmovilización de 30ml/h, concentración inicial de células de 107 cél/ml; lográndose mayor célulasinmovilizadas de 1,47x107 cél/g perla.

- Las dimensiones óptimas del fermentador de lecho empacado con perlas de cerámicafueron las siguientes: Diámetro de 0,05 m, longitud de 0,75 m con una relación D/L de1/15.

VI. BIBLIOGRAFIA

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19

ANTOCIANINAS, COMPUESTOS FENOLICOS Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTEEN CASCARAS DE TRES VARIEDADES DE CAMOTE MORADO

(Ipomoea batatas (L.) Lam)

David Ojeda F1 , David Campos G2,Rosana Chirinos G3 y Luis Cisneros Z4.

ABSTRACT

In this study the amounts of anthocyanin, phenolic compounds and antioxidant activ-ity observed in the peel of three varities of red sweet potatoes: Pierna de viuda (PDV),Pachacamac (PCH) and Italiano (ITA) were assessed.

The amounts of anthocyanin (ACNs) in the peel of the three varities of red potatoeswas: 1.37, 1.10 y 1.01 mg cyanidin 3-glucoside equivalent/g (wm) for the PDV, PCH and ITArespectly. The quantity of total fenolics compounds (FNs) was as follows: 12.47, 10.99 and12.45 mg clorogenic acid equivalent/g (wm) for the varities PDV, PCH and ITA respectly. Theantioxidant activity (AOA) was: 7825, 7139.87 y 7790.90 µg Trolox equivalent/g (wm) for thePDV, PCH e ITA respectly. A high correlation between the quantity of FNs and the antyoxidantactivity (AOA) (r2 = 0.99) for the three varities studies was found but a correlation between theof ACNs and AOA was not seen.

The stability of the ACNs, FNs and AOA was evaluated in concentrated aqueous ex-tracts under pasteurization (85ºC for 15 min) and storage (20ºC for 45 days) conditions. Anapparent increase and stability in the content ACNs for the extract was observed during pas-teurization. There was slight decrease in the content of FNs (1-4%), and an important de-crease in AOA (8-19%) for all the concentrated extracts.

1 Ingeniero en Industrias Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La Molina.

2 Departamento de Ciencia e Ingeniería de los Alimentos y Productos Agropecuarios. Facultad deIndustrias Alimentarias.

3 Departamento de Tecnología de los Alimentos y Productos Agropecuarios. Universidad NacionalAgraria La Molina

4 Department of Horticultural Sciencies, Texas A&M University.


An apparent increase and stability in ACNs was observed during storage; a decreasein FNs (14-20%) was showed. The AOA of the different extracts of sweet potatoes decreasedbetween 23 and 27%.

RESUMEN

En el presente estudió se cuantificó el contenido de antocianinas, compuestos fenólicosy la actividad antioxidante presentes en la cáscara de tres variedades de camote morado:Pierna de Viuda (PDV), Pachacamac (PCH) e Italiano (ITA).

El contenido de antocianinas (ACNs) presentes en la cáscara de las tres variedadesde camote morado fueron: 1.37, 1.10 y 1.01 mg equivalente Cy-3-glu/g (b.h) para las varieda-des PDV, PCH e ITA respectivamente. El contenido de fenólicos totales (FNs) encontradosfueron: 12.47, 10.99 y 12.45 mg equivalente de ácido clorogénico/g (b.h) para las variedadesPDV, PCH e ITA respectivamente. Los valores de actividad antioxidante (AOA) hallados fueron:7825, 7139.87 y 7790.90 µg equivalente de Trolox/g (bh) para las variedades PDV, PCH e ITArespectivamente. Se encontró una alta correlación entre el contenido de FNs y la actividadantioxidante (AOA) (r2 = 0.99) para las tres variedades estudiadas; no se encontró correlaciónentre el contenido de ACNs y AOA.

También se evaluó, en extractos acuosos concentrados, la estabilidad de las ACNs,FNs y AOA frente a condiciones de pasteurización (85 °C por 15 minutos) y almacenamiento(20°C por 45 días). Durante el tratamiento de pasteurización se observó un aparente incremen-to y buena estabilidad en el contenido de ACNs para los extractos evaluados. El contenido deFNs sufrió una ligera disminución (1–4%), encontrándose mayores pérdidas en la AOA (8-19%) en todos los extractos evaluados.

Durante el almacenaje se observó también un aparente incremento y estabilidad de lasACNs; con respecto a los FNs se observó una disminución (entre un 14-20%), siendo mayo-res las pérdidas en la AOA (23-27%) para los distintos extractos de camote evaluados.

I. INTRODUCCION

Al iniciarse el nuevo milenio, una nueva era en el área de la ciencia de los alimentos y dela nutrición se ha hecho presente cada vez con mayor intensidad. El área de la interacciónalimentos - salud conocida como la de los «alimentos funcionales”. Los alimentos funcionalesse definen como “Cualquier alimento en forma natural o procesada, que además de presentarsus componentes nutritivos contienen compuestos adicionales que favorecen la salud, lacapacidad física y el estado mental de una persona” (Vasconcellos, 2001).

Actualmente, muchos de los compuestos que tienden a otorgar el carácter funcional alos alimentos no han sido del todo identificados ni evaluados por las funciones fisiológicas quepropiciaría en el cuerpo humano.

Los compuestos fenólicos aparecen como parte de esta amplia gama de elementosfuncionales y en los últimos años se ha determinado su fuerte relación con la disminución deenfermedades crónicas como el cáncer, debido a su elevada actividad antioxidante. Algunosde estos compuestos fenólicos aparte de poseer las propiedades mencionadas, se presentan

21

como sustancias útiles para la industria alimentaria tal como es el caso de los pigmentosdenominados antocianinas.

En la industria del procesamiento de materias primas de origen vegetal, existe unagran cantidad de desechos que no han sido aprovechados aún, por el desconocimiento de suspropiedades funcionales y paradójicamente, en la mayoría de los estos desechos se concen-tra la mayor cantidad de dichos elementos químicos benéficos para la salud, presentándosecomo un gran potencial a estudiar y explotar. Dentro de los mencionados desechos industria-les se encuentran las cáscaras del camote (entre ellos el morado), cuyo contenido de com-puestos fenólicos y buena calidad de sus pigmentos (antocianinas) lo convierten en una buenafuente a tomar en cuenta.

En el presente trabajo de investigación se plantearon los siguientes objetivos:

- Cuantificar el contenido de antocianinas totales, fenólicos totales y evaluar la capaci-dad antioxidante en la cáscara de tres variedades de camote morado.

- Estudiar la influencia del tratamiento térmico y el almacenaje en la estabilidad de lasantocianinas, compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante, en extractos acuosos decáscara de camote morado.

II. MATERIALES Y METODOS

2.1 Lugar de ejecución

La presente investigación se realizó en los laboratorios de Biotecnología de la Facul-tad de Industrias Alimentarias y en el Instituto de Biotecnología (IBT) de la Universidad Nacio-nal Agraria La Molina (UNALM), área Biotecnología Industrial.

2.2 Materia prima

Se utilizó la cáscara de tres variedades de camote morado (Ipomea batatas (L.) lam):Pachacamac (PCH), Pierna de Viuda (PDV) e Italiano Morado (ITA) proporcionadas por elprograma de Raíces y Tubérculos de la UNALM.

2.3 Reactivos

El ácido clorhídrico al 37%, etanol al 96%, metanol absoluto, cloruro de potasio, car-bonato de sodio, acetato de sodio anhidro, hidróxido de sodio y el fosfato de potasio monobásico(todos de grado P.A) fueron adquiridos de la firma MERCK. El 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)), 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethyl-2-carboxylic acid (Trolox), reactivo de folin-cicocalteau2N y el ácido clorogénico (todos de grado Q.P) fueron adquiridos de la firma Sigma – Aldrich.

2.4 Equipos y materiales

Agitador magnético (Barnstead/Thermolyne, USA), baño maría con agitación (GFL,Alemania), espectrofotómetro (Genesys 5 / Milton Roy, USA), balanza analítica (A&D Co. Ltd.,Japón), potenciómetro (Orion, USA), refrigerador-congelador (General Electric, USA), rotavapor(Büchi, Alemania). Licuadora (Oster) y agitador de tubos (LABOR, Hungría). Se utilizaron losmateriales necesarios para la realización de los ensayos y análisis

ANTOCIANINAS, COMPUESTOS FENOLICOS Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE EN CASCARASDE TRES VARIEDADES DE CAMOTE MORADO (Ipomoea batatas (L.) Lam)


2.5 Métodos de análisis

2.5.1 Determinación de humedad y materia seca : Se utilizó el métodogravimétrico porcentual, que consiste en secar la materia en una estufa a 105°C por 6-9 horas,hasta obtener un peso constante. El contenido de humedad es el resultado de la diferencia delpeso inicial y el final expresado en porcentaje (AOAC, 1990).

2.5.2 Análisis de antocianinas (ACNs)

a. Extracción y cuantificación de antocianinas en medios alcohólicos:

Se realizó siguiendo la metodología reportada por Fuleki y Francis (1968).Las antocianinas se expresaron como mg equivalente de cianidina 3glucósido/g de producto fresco, tomando como base una curva estándarde cianidina-3-glucósido; se usó el coeficiente de extinción molar e = 20941 L x mol-1 x cm-1 y el peso molecular de 449.2 g x mol-1. Este métodofue empleado para la cuantificación de los pigmentos en las cáscaras decamote morado.

b. Cuantificación de antocianinas totales en extractos acuosos: Serealizó siguiendo la metodología reportada por Wrolstad (1976). Lasantocianinas se expresaron como mg equivalente de cianidina 3 glucósido/mL de extracto, se usó el coeficiente de extinción molar e = 20 941 L xmol-1 x cm-1 y el peso molecular (PM) de 449.2 g x mol-1. Este métodofue empleado para las pruebas de estabilidad de los extractos acuosos.

2.5.3 Cuantificación de compuestos fenólicos (FNs): Se realizó siguiendo elmétodo de Swain y Hillis (1959). Los compuestos fenólicos fueron expresados como mgequivalente de ácido clorogénico/g de muestra fresca o mL de extracto, tomando como baseun curva standard de ácido clorogénico.

2.5.4 Cuantificación de la Actividad antioxidante (AOA): Se realizó siguiendo elmétodo de Brand-Williams et al. (1995). Los resultados se expresaron en mg Equivalente Trolox/ g de muestra fresca o ml de extracto, tomando como base una curva estándar de trolox.

2.6. Metodología experimental

2.6.1. Acondicionamiento de la materia prima

El flujo de operaciones seguido para la obtención de la cáscara de camote se muestraen la Figura 1.

2.6.2. Cuantificación de antocianinas, fenólicos totales y capacidad antioxi-dante en las cáscara de camote morado

En esta etapa se cuantificó las antocianinas totales (ACNs), fenólicos totales (FNs) yla actividad antioxidante (AOA) en la cáscara de tres variedades de camote morado: Pata deviuda (PDV), pachacamac (PCH) e italiano (ITA), empleando los métodos descritos en lositems 2.5.2 (a), 2.5.3 y 2.5.4. Todos los análisis fueron realizados por triplicado.

23

Figura 1. Flujo de operaciones empleado para el acondicionamientode la materia prima

Camote Morado

Agua

Agua+ impurezas

Camotes dañados

Pulpa

Cáscara

Vapor

LAVADO

PELADO

ESCALDADOT = 100°C, 1min

CONGELADOT = -18°C±2

SELECCION

ALMACENAJET = -18°C±2

Los resultados fueron analizados estadísticamente siguiendo un diseño completamentealeatorio (DCA) y las medias de los tratamientos fueron confrontadas mediante la prueba decomparación de medias múltiples de Duncan. Para hallar la interelación existente entre lasdiferentes características evaluadas, se realizó un análisis de regresión lineal, utilizando elprograma STATGRAPHICS – PLUS 4.

2.6.3. Evaluación de la estabilidad de los extractos colorantes

Para la obtención de los extractos de las tres variedades estudiadas (PDV, PCH e ITA)se empleó el método de extracción en alcohol (acápite 2.5.2 a). Los extractos fueron concen-trados al vacío a 50 ºC hasta llegar a una concentración 10 ºBrix (extracto acuoso), luego sereguló el pH a un valor de 3 ± 0.2, utilizando una solución de HCl 0.1N o NaOH 0.1N. Tambiénse preparó un extracto de antocianinas de maíz morado (MM) a partir de un producto comercial enpolvo (Extractos y Colorantes S.A), que fue empleado como referencia para la evaluación de la



estabilidad de los extractos del camote morado. Para la evaluación de la estabilidad de los extrac-tos se realizó un análisis de regresión lineal, utilizando el programa STATGRAPHICS–PLUS 4.

a) Evaluación de la estabilidad de los extractos sometidos a trata-miento térmico

Se colocó en tubos de ensayo completamente herméticos 3 mL de cadaextracto (PDV, PCH, ITA y MM) y luego se sometieron a tratamiento térmicoa 85 ºC en baño maría durante 15 minutos tomándose en cuenta diferentestiempos intermedios (0 , 2, 5, 10 y 15 minutos). Inmediatamente después decada tratamiento las muestras fueron colocadas en agua helada a 0 ºC.Para cada tiempo se análizó el contenido de antocianinas totales (item 2.5.2b), fenólicos totales y actividad antioxidante. Los análisis fueron realizadospor triplicado para cada uno de los extractos.

b) Evaluación de la estabilidad de los extractos durante el almacenaje

Se colocó en tubos de ensayo (capacidad de 8 cm3) 3 mL de cada extracto(PDV, PCH, ITA y MM) para luego ser cerrados herméticamente. Posterior-mente fueron sometidos a almacenamiento bajo las siguientes condiciones:Temperatura 20ºC, en presencia de oxígeno (los tubos presentaron un espaciode cabeza de 8 cm3 ) y bajo luz; durante 45 dias tomándose en cuenta dife-rentes tiempos intermedios (0, 5, 15, 30 y 45 días). Para cada dia de almace-naje se analizó el contenido de antocianinas totales (item 2.5.2 b), fenólicostotales y actividad antioxidante. Los análisis fueron realizados por triplicadopara cada uno de los extractos.

III. RESULTADOS Y DISCUSION3.1. Cuantificación de antocianinas totales, fenólicos totales y capacidad

antioxidante en la materia prima

3.1.1. Contenido de antocianinas

En el Cuadro 1 se presentan los resultados del contenido de antocianinas expresadosen base seca y base húmeda. Se observa un mayor contenido de pigmentos en la variedadPDV (1.37 mg / g bh) , que representa un 20% y un 26% más con respecto a la variedad PCH(1.10 mg / g bh) e ITA (1.01 mg / g bh) respectivamente.

Cuadro 1. Contenido de antocianinas encontradas en las cáscaras de tres variedadesde camote morado*

VDP HCP ATI

s.b h.b s.b h.b s.b h.b

53.5 73.1 65.4 01.1 42.4 10.1

* Expresado en mg equivalente Cy-3-glucósido / g muestra

25

Expresados en base seca (b.s), el contenido de pigmentos está comprendido entre424 y 535 mg ACNs /100g . Yoshimoto et al. (1999) indican que la parte externa (5mm deespesor) de camote de pulpa morada (variedad Ayamurasaki) es 1.4 veces mayor en contenidode antocianinas que la porción interna, esto nos da una idea de la alta concentración deantocianinas en la cáscara. Cascon et al. (1984) mencionan que varios cultivares de camote depulpa morada obtenidos en diferentes regiones del Brasil varían en contenido de antocianinasdesde 100 mg hasta 430 mg / 100g (bs). Estos valores corresponden a la raíz completa(cáscara y pulpa).

Expresados en base húmeda (bh) el contenido de antocianinas se encuentra entre 101y 137 mg de ACNs / 100g de cáscara. En rábanos de cáscara roja y pulpa blanca se encontra-ron valores ente 39.3 y 185 mg ACNs / 100 g de cáscara, mientras que en cultivares de pulparoja el contenido de pigmentos varía de 12.2 a 52 mg ACNs / 100 g de raíz. También han sidoreportados en cultivares de papa morada como la Urenika un alto contenido de pigmentos, conun promedio de 183.6 y 507.8 mg ACNs/ 100 g (bh) en pulpa y cáscara respectivamente (Lewis,1996 citado por Rodríguez-Saona et al., 1998). Rodríguez-Saona et al. (1998) encontraron enpapas de pulpa roja concentraciones de 28.4 mg ACNs / 100 g pulpa y 21.7 mg / 100 g decáscara (bh). Se observa que el contenido de antocianinas encontrado en este trabajo estadentro del promedio de los obtenidos en otras raíces.

Los resultados del análisis estadístico indican que existieron diferencias significativas(a = 0.05), en el contenido de antocianinas (bh) en las tres variedades de camote morado. Laprueba de comparación de Duncan indicó que el contenido de antocianinas (bh) en la variedadPDV fue significativamente mayor que en la variedad PCH e ITA.

3.1.2. Contenido de compuestos fenólicos

En el Cuadro 2 se presentan los resultados del contenido de compuestos fenólicostotales expresados en base seca y base húmeda. Se puede observar un mayor contenido defenólicos en la variedad PDV (12.47 mg / g bh) e ITA (12.45 mg / g bh) que son un 12% mayorcon respecto a la variedad PCH (10.99 mg / g bh).

La concentración de compuestos fenólicos expresados en base seca obtenidos en lascáscaras de camote morado se hallan entre 4.55% y 5.24%. Schmidt-Hebbel et al. (1969)reportaron valores de compuestos fenólicos en 8 variedades de manzanas, los cuales se halla-ban comprendidos entre 0.7 y 1.42% (bs). Yan et al. (1999) indican que las raíces de yacón

Cuadro 2. Contenido de fenólicos totales encontradas en tres variedades de camote morado

VDP HCP ATI

s.b h.b .s.b h.b s.b h.b

27.84 74.21 64.54 99.01 83.25 54.21

* Expresado en mg equivalente ácido clorogénico / g muestra



contienen una considerable cantidad de compuestos fenólicos, alrededor de 3.8% (bs). Esteúltimo valor sería el mas cercano a los valores obtenidos en las cáscaras de camote.

Expresados en base húmeda los valores de fenólicos obtenidos en las cáscaras decamote se hallan entre 1099 mg y 1247mg / 100g. Walter et al. (1979) reporta valores defenólicos totales de siete cultivares de camote (raiz completa), los cuales se hallan compren-didos entre 14 y 51 mg / 100g.

En el Cuadro 3 se muestra el contenido de fenólicos totales para diferentes vegetales yse compara con los resultados encontrados en este trabajo. Se observa que ninguno de estos

Cuadro 3. Comparaciones del contenido de compuestos fenólicos totales de lascáscaras de camote morado y otros productos vegetales

lategeVselatotsocilóneF

)g001/rolC.cAgm(lategeV

selatotsocilóneF)g001/rolC.cAgm(

ATI-etomaC 7321 *dlog-aramuK 4.451

HCP-etomaC 4801 *apaP 3.83

VDP-etomaC 5121 *ajoraracsác-apaP 8.14

*ilocórB 1.38 *allobeC 8.66

*airohanaZ 2.04 *ajorajoh-aguhceL 0.281

*rolfiloC 0.53 *nózaroc-aguhceL 4.42

*aracsác-aramuK 5.87 *etamoT 8.82

* Fuente : Lister y Podivinsky (1998)

vegetales analizados supera a los obtenidos en las cáscaras de camote morado evaluados.

Rodriguez-Saona et al. (1998) evaluaron el contenido de ácidos fenólicos en la cáscaray en la pulpa de papa morada. Las cáscaras de los tubérculos mostraron una alta proporciónde ácidos fenólicos libres, especialmente el ácido clorogénico y p-cumárico.

Los ácidos fenólicos son usualmente acumulados en las pieles y son de mucha impor-tancia en los mecanismos de defensa para la infección de algunas plantas (Friend et al., 1985;Ramamurthy et al., 1992 citados por Rodriguez-Saona et al., 1998). Yoshimoto et al. (1999)estudiaron 4 variedades de camote (pulpa blanca, amarilla, naranja y morada), encontrandouna mayor concentración de compuestos fenólicos en la porción externa (5mm de espesor) encomparación con la porción interna, en todas las variedades. Ellos encontraron también unmayor contenido de compuestos fenólicos en la variedad morada.

27ANTOCIANINAS, COMPUESTOS FENOLICOS Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE EN CASCARASDE TRES VARIEDADES DE CAMOTE MORADO (Ipomoea batatas (L.) Lam)

Los resultados del análisis estadístico indican que existieron diferencias significati-vas (a = 0.05), en el contenido de fenólicos totales (bh) en las tres variedades de camotemorado. La prueba de comparación de Duncan indicó que el contenido de fenólicos (bh) enla variedad PDV es igual que en la variedad ITA y ambos significativamente mayores respec-to a la variedad PCH.

3.1.1. Actividad antioxidante

Los resultados de la actividad antioxidante determinados en la cáscara de lastres variedades de camote morado se presentan en la Figura 2. La AOA de la variedadPDV (7825.46 mg Eq Trolox / g bh) fue un 9% y 0.4% mayor con respecto a la variedadPCH (7139.87 mg Eq Trolox / g bh) e ITA (7790.90 mg Eq Trolox / g bh) respectivamente;asimismo la variedad ITA tuvo una AOA 4% mayor con respecto a la variedad PCH. Confines comparativos se determinó la AOA en fresa, producto que, según los autores Wanget al., (1996) y Vinson et al., (2001), posee una alta capacidad antioxidante. Se puedeobservar que la cáscara de camote tuvo una mayor actividad antioxidante que la fresa.

Cao et al. (1996) encontraron un valor de actividad antioxidante calculado para camote(raíz completa) el cual fue 5 veces menor a la obtenida en fresa (Wang et al., 1996) en basefresca y 11 veces menor en base seca. Contrariamente en este trabajo (ver Figura 2) la fresa(3039.31 mg Eq Trolox / g bh) representa un 61% menos con respecto a la variedad PDV e ITAy 57% menos con respecto a la variedad PCH.

Figura 2. Actividad antioxidante en la cáscara de tres variedades de camote morado

��

��

��

��

3039.31

7825.46

7139.87

7790.90

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

PDV PCH ITA Fresa

Variedad

ug E

q Tr

olox

/ g

m

Cisneros-Cevallos (2002) menciona que la- AOA encontrada en blueberry, plum ycamote morado (entero) fue de 1784, 3244 y 3167 µg Equiv. Trolox/g bh respectivamente. Por


lo mencionado podemos afirmar que las cáscaras de camote morado presentan una elevadaactividad antioxidante frente al radical libre DPPH?.

Los resultados del análisis estadístico indican que existieron diferencias significa-tivas (a = 0.05), en la actividad antioxidante (bh) en las tres variedades de camote morado.La prueba de comparación de Duncan indicó que la AOA (bh) en la variedad PDV es igualque en la variedad ITA y ambos significativamente mayores que en la variedad PCH.

Finalmente, se buscó la relación entre el contenido de antocianinas y el contenido defenólicos totales frente a la capacidad antioxidante para las cáscaras de las tres variedades decamote morado.

No se encontró una relación entre el contenido de antocianinas y la AOA, por elcontrario, se encontró una buena correlación lineal entre el contenido de compuestos fenólicosy la AOA, con un r2 = 0.998. Prior et al. (1998) analizaron diferentes cultivares de 4 especiesVaccinium, y encontraron una correlación ligeramente lineal entre el contenido de antocianinasy la AOA (r2 = 0.77) y una relación mucho mayor entre el contenido de compuestos fenólicosy la AOA (r2 = 0.85).

La falta de relación entre el contenido de ACNs y la AOA se puede deber al bajocociente encontrado en la relación ACNs/FNs, los cocientes hallados para las variedades ITA,PCH y PVD fueron 0.081, 0.102 y 0.113 respectivamente. Prior et al. (1998) encontraronvalores comprendidos entre 0.228 y 0.608. Los cocientes hallados en el presente estudioindicarían que existe una menor cantidad de antocianinas en relación al contenido de fenólicostotales, por lo que las antocianinas influirían en menor cantidad sobre la AOA, viéndoseinfluenciada esta característica principalmente por el contenido de fenólicos totales presentesen la cáscara de las tres variedades de camote morado evaluadas.

3.2 Evaluación de la estabilidad de los extractos colorantes

3.2.1 Influencia de la tempetatura en la estabilidad de los extractos

El efecto del tratamiento térmico (85°C x 15 minutos) en el contenido de antocianinasde extractos concentrados de cáscara de camote morado y del maíz morado (MM) se pre-sentan en la Figura 3. En la que se puede observar dos fenómenos: Un aparente incrementoen la concentración y la alta estabilidad en las ACNs de camote morado. En los extractos dePDV, PCH e ITA se observó un incremento de la intensidad del color hasta el minuto 2,seguido de una estabilización hasta el minuto 15. Las tres variedades presentaron un incre-mento final, siendo para la variedad PDV y la variedad PCH de un 18% y la variedad ITA deun 26%; el MM tuvo una disminución del 10% en el contenido de antocianinas.

La estabilidad térmica de las antocianinas varía con su estructura, pH, presencia deoxígeno e interacciones con otros componentes del sistema. Por ejemplo la metoxilación,glicosidación y acilación confieren un efecto protector frente al deterioro térmico (Jackman ySmith, 1992).

Uno de los factores que explicaría dicha estabilidad se debería primeramente a laacilación o copigmentación intramolecular de las antocianinas, demostrada por Bassa y Francis

29

(1987) en camotes morados y más aún si estos pigmentos se encuentra diacilados, como esel caso de las antocianinas de camote morado reportada por Terehara et al. (1999). La diacilaciónincrementa aún mas la estabilidad del pigmento respecto a la monoacilación (Rodriguez-Saonaet al., 1998); las antocianinas diaciladas se estabilizan por un apilamiento tipo sandwich cau-sado por interacciones hidrofóficas entre el residuo aromático del grupo acilo y el núcleo piriliocargado positivamente (Goto, 1987 citado por Rodriguez-Saona et al., 1998). Esto previene laadición de nucleófilos, especialmente el agua, a la posiciones C-2 y C-4 de la antocianina,disminuyendo la formación de pseudobases que conllevarían a degradaciones en el pigmento(Brouillard, 1981; Goto y Kondo , 1991 citados por por Rodriguez-Saona et al., 1998).

El efecto del tratamiento térmico (a 85 ºC) en el contenido de fenólicos totales sepresenta en la Figura 4. Se observa que tanto PDV, PCH e ITA como MM, muestran comporta-mientos similares y una buena estabilidad. PDV tiene el mayor porcentaje de degradación(5%) seguido de ITA (3%), MM (2%) y finalmente PCH (1%)

Martínez-Valverde et al. (2000) indican que el contenido de ácido clorogénico (principalcompuesto fenólico), es afectado por el tratamiento térmico, encontrándose en papas unadisminución con respecto a una papa cruda del 43% por la cocción en microondas y 60% porla cocción en agua en ebullición. Skrede et al.(2000) indican que otros procesos térmicoscomo la concentración produjo una pérdida del 4% de fenólicos en el jugo pasteurizado deblueberry. La degradación de los ácidos fenólicos en los extractos de camote morado posible-mente derivó a la formación de otros ácidos o compuestos fenólicos y un porcentaje pequeñohacia otros compuestos, durante el tratamiento térmico (Rodriguez de Sotillo et al., 1994).Estos cambios no serían discriminados por la metodología que utiliza el reactivo de Folin-ciocalteau para cuantificar fenólicos, excepto para algunos compuestos derivados que hayanperdido la capacidad reductora y que podrían haberse formado en menor cantidad.

Figura 3. Efecto del tratamiento térmico de los extractos de camote morado en laestabilidad de las ACNs

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Figura 4. Efecto del tratamiento térmico de los extractos de camote morado en laestabilidad de las FNs

El efecto del tratamiento térmico en la actividad antioxidante de los 3 extractos decamote morado y el MM se presentan en la Figura 5. Se observa una tendencia similar en losextractos de PDV y MM, el primero sufre la mayor caída en la AOA de 19% mientras que parael MM fue de 14%.

Figura 5. Efecto del tratamiento térmico de los extractos de camote morado en la AOA

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De las Figuras 4 y 5 se puede resaltar que dada la tendencia que siguen las curvaspara las variedades PDV, PCH e ITA la disminución de la capacidad antioxidante podría estarvinculada directamente con la degradación de los FNs, más no así con el contenido de ACNs.

3.2.2. Evaluación de la estabilidad de los extractos durante el almacenaje

El efecto del almacenaje en el contenido de antocianinas se presenta en la Figura6. Se puede observar, en las variedades de camote morado PCH, ITA y PDV un aparenteaumento del pigmento, mientras que para el MM se produjo degradación. Las ACNs de lasvariedades PDV, PCH e ITA aumentaron aproximadamente hasta el día 15 de almacena-miento, luego mantuvieron una marcada estabilidad hasta el día 45, con un incrementorelativo del contenido de antocianinas de 26%, 16% y 37% respectivamente. El extracto deMM sufrió una degradación del 35% al día 45 de almacenamiento.

Figura 6. Efecto del almacenaje de los extractos de camote morado en la estabilidad de las ACNs

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Durante el almacenamiento existen 4 factores a tomar en cuenta: La luz, oxígeno,temperatura y acción del agua. En el caso del camote morado estos factores no ejercieronningún tipo de efecto, debido a la gran estabilidad de sus ACNs la cual es atribuida a suestructura (copigmentación intramolecular o acilación) y a las interacciones con otros com-puestos (copigmentación intermolecular con otros polifenoles). Sin embargo, en el casode MM la disminución indica la susceptibilidad de sus pigmentos a la acción de estosfactores en conjunto (luz, temperatura, oxigeno y agua), debido posibiblemente a la simpleestructura que presentan sus antocianinas (Jackman y Smith, 1992) y por la pequeñaconcentración de fenólicos en sus extractos en comparación con los obtenidos en camotemorado.



El efecto del almacenaje en condiciones ambientales en la estabilidad de los FNsse presenta en la Figura 7. Al día 45 el contenido de FNs para las variedades PCH, PDV eITA presentó una disminución del 20%, 18% y 13% respectivamente; para el MM hubo unadisminución del 9%. Los FNs del maíz morado se presentan más estables a estas condi-ciones que los obtenidos del camote morado.

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Figura 7. Efecto del almacenaje de los extractos de camote morado en la estabilidad de FNs

Uno de los factores principales de la degradación de FNs quizá fue la incidencia dela luz sobre las muestras. Rodríguez de Sotillo et al. (1994) estudiaron la estabilidad deextractos de papa a 4°C y 37°C en la oscuridad y a 25°C expuestos a la luz durante 7 días.Ellos no encontraron mayores cambios en los extractos dejados en la oscuridad, mientrasque los expuestos a la luz presentaron una degradación total de su principal componentefenólico, el ácido clorogénico, el cual aparentemente contribuyó a un aumento en la con-centración del ácido caféico.

El oxígeno también pudo ser otro factor de degradación, interviniendo en la auto-oxidación de las compuestos fenólicos. Talcott y Howard (1999) indican que una dismi-nución en el contenido de fenólicos solubles se debe a un incremento en el oxígenoincorporado en las muestras.

El efecto del almacenaje sobre la AOA se presenta en la Figura 8. Se observaun rápido decrecimiento en la AOA en el día 5 para los 4 extractos, disminuyendo en20% PDV y 22% para PCH e ITA, mientras que en MM solo disminuyó en un 16%. Las4 curvas presentan una tendencia muy similar. Al día 45 de almacenamiento PDV, PCHsufrieron una disminución de 22% e ITA del 23%, mientras que en MM la disminuciónfue del 29%.

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Figura 8. Efecto del almacenaje de los extractos de camote morado sobre la AOA

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Durante el almacenaje se registró una disminución de FNs en el medio posible-mente por la autooxidación (Figura 7), el oxígeno presente en el espacio de “cabeza” seriaresponsable de esto cambios. Los fenólicos se oxidarán conforme actúen comoantioxidantes, de esta forma, si el fenólico se ha oxidado, pierde su capacidad antioxidante(Cevallos-Casals, 2002). La fotodegradación de los fenólicos pudo haber intervenido tam-bién en la disminución de la capacidad antioxidante, debido a que durante la exposición ala luz se pudieron haber formado compuestos intermedios que podrían haber ocasionado ladisminución parcial de la AOA. Ninguna de las pruebas de estabilidad evidenció un com-portamiento de primer orden.

IV. CONCLUSIONES

! La mayor concentración de ACNs se encontró en la variedad PDV (1.37 mg Eq. Cy-3glu / g m bh) seguida de la variedad PCH (1.10 mg Eq. Cy-3 glu / g m bh ) y finalmentela variedad ITA (1.10 mg Eq. Cy-3 glu / g m bh).

! La mayor concentración de FNs se encontro en la variedad PDV (12.47 mg Eq.Ac.Clorog. / g m bh) e ITA (12.45 mg Eq. Ac.Clorog. / g m bh) seguida de la variedadPCH (10.99 mg Eq. Ac.Clorog. / g m bh).

! La mayor AOA se encontró en la variedad PDV ( 7825.46 µg Eq. Trolox / g m bh ) luegoen ITA (7790.90 µg Eq. Trolox / g m bh) y finalmente en la variedad PCH (7139.87 µgEq. Trolox / g m bh ). Comparados con la fresa (3039.31 µg Eq. Trolox / g m bh) losvalores obtenidos en camote morado tienen una elevada AOA.

! Se encontró una alta correlación entre FNs y AOA (r2= 0.998) en las tres variedades decamote morado, que indica una gran influencia de el contenido FNs en la AOA. No seencontró relación entre ACNs y AOA.



! Durante el tratamiento térmico, el contenido de ACNs en PDV, PCH e ITA se incre-mentó (16,18 y 26% respectivamente), mostrando una mayor estabilidad, mien-tras que en el caso del MM se observó degradación (10%); el contenido de FNs sufrióuna ligera degradación tanto para PDV, PCH, ITA (5, 1 y 3% respectivamente) y MM(2%); la AOA experimentó una disminución similar para PCH e ITA (8%) y aun mayorcaída para MM (14%) y PDV(19%).

! Durante el almacenamiento, el contenido de ACNs de las variedades PDV, PCH e ITAse incrementó (26, 16 y 37% respectivamente), mostrando una mayor estabilidad,mientras que en el caso del MM se observó una degradación (35%); el contenido deFNs en MM sufrió una menor degradación (9%) que el de PDV, PCH e ITA (20, 18 y13% respectivamente); la AOA experimentó una disminución en PDV(22%), PCH (22%)e ITA (23%) y mayor aun para MM (29%).

V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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UTILIZACIÓN DEL METODO DE DISEÑO DE MEZCLAS EN LA FORMULACIONDE SALCHICHAS TIPO FRANKFURTER CON INCLUSIÓN

DE GOMA DE TARA (Caesalpinia spinosa)

Carlos Elías Peñafiel1 Bettit Salvá Ruiz2

RESUMEN

El presente trabajo de investigación consistió en aplicar el Método de Diseño de Mez-clas para determinar el máximo porcentaje de inclusión de goma de tara en la formulación desalchichas tipo frankfurter, en función a las restricciones establecidas: CRA/Humedad y aguaañadida. Se partió de una formulación base de salchicha tipo frankfurter y se estudió el efectode la incorporación de goma de tara en reemplazo de la carne, lo que permitió adicionalmentemayor incorporación de agua (hielo) y por lo tanto, la disminución de costos. La mezcla de lostres componentes principales: carne (A), hielo (B) y goma de tara (C) fueron graficadas en untriángulo equilátero en el que cada punto representó una mezcla.

Se establecieron isolíneas de restricción considerando formulaciones balanceadas enlo que respecta a la Capacidad de Retención de Agua (CRA) de los componentes en equilibriocon la humedad del producto; también, se consideró los requisitos de composición de laproteína cárnica recomendados por el organismo regulador en el Perú: INDECOPI; así mismo,se consideró el Porcentaje de Agua Añadida, el cual se calculó tomando en consideración elporcentaje de humedad y el porcentaje de proteína. La formulación con 0,28% de goma de tarafue determinada considerando dos restricciones que a su vez implican dos isolíneas: CRA/Humedad =1 (Kerchove, 1996), cuya ecuación corresponde a:

B= -0,96 A + 0,97 e isolínea de agua añadida de 20% (Uram et al., 1984), cuya ecuacióncorresponde a B = 0,25 A + 0,30. La intersección de las mencionadas isolíneas correspondióa un porcentaje proteína cárnica (P), cuya ecuación es P = 12,61 A.

1 Magister Scientae en Tecnología de Alimentos. Ingeniero en Industrias Alimentarias. ProfesorPrincipal del Departamento de Tecnología de Alimentos y Productos Agropecuarios

2 Magister Scientae en Tecnología de Alimentos. Ingeniera en Industrias Alimentarias. Profeso-ra Auxiliar del Departamento de Tecnología de Alimentos y Productos Agropecuarios


La inclusión de 0,28% de goma de tara en salchichas tipo frankfurter permitió disminuirel porcentaje de carne en 15,18% e incrementar el porcentaje de agua en 27,93%, obteniéndoseun ahorro de 600 nuevos soles (171,43 dólares americanos) por tonelada métrica del producto.

SUMMARY

The present work of research consisted of applying the Method of Design of Mixtures todetermine the maximum percentage of incorporation of tara gum in the formulation of sausagestype frankfurter. Beginning with a base formulation of sausages type frankfurter and the effect ofthe incorporation of tara gum in replacement of the meat was studied, which allowed, addition-ally, major incorporation of water (ice) and; therefore, decrease the costs. The mixture of threecomponents: meat (A), ice and tara gum were graphicated in an equilateral triangle in whichevery point represented a mixture.

They were established isolineas of restriction considering balanced formulations re-garding to the Capacity of Water Retention (CWR) of the components, in balance with theproduct moisture; also, it considered the requirements of composition of the meat protein rec-ommended by the regulatory organization in Peru: INDECOPI; likewise, it was considered thePercentage of Added Water, which was calculated to taking in consideration the moisturepercentage and protein percentage. The formulation with 0,28% tara gum was determined con-sidering two restrictions that in turn imply two isolíneas: CRA/Humedad =1 (Kerchove, 1996),which equation corresponds to: B = -0,96 A + 0,97 and isolínea of water added of 20 % (Uramet to., 1984),which equation corresponds to B = 0,25 A + 0,30. The intersection of the men-tioned isolíneas corresponded to a percentage of meat protein (P), which equation is P =12,61A.

The incorporation of 0,28 % of tara gum in sausages type frankfurter allowed to dimin-ish the percentage of meat in 15,18 % and to increase the percentage of water in 27,93 %,there being obtained a saving of 600 nuevos soles (171,43 American dollars) by metric ton ofthe product.

I. INTRODUCCION

Los hidrocoloides o gomas vegetales son conocidos como estabilizadores no proteicosy tienen una gran importancia práctica. El uso de estos productos se ha ido incrementando enforma sustancial en los últimos años. Se hallan presentes en la mayoría de los alimentosdietéticos y sus propiedades gelificantes y espesantes los hacen muy adecuados para lafabricación de productos cárnicos (Peralta, 1998).

Las gomas vegetales más utilizadas en emulsiones cárnicas son: la goma de algarro-bo (carubina) en combinaciones con goma de guar (Amo, 1980), la goma xantana (Wallingfordy Labuza, 1983), la kappa y la iota carragenina (Foegeding y Ramsey, 1986), entre otros.

Sin embargo, la goma de tara puede reemplazar en forma total o parcial a otroshidrocoloides obteniéndose una excelente relación costo-beneficio y otorga las siguientes pro-

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piedades: espesante, gelificante, estabilizante, termoestable (resiste congelamiento/descongelamiento), estable a pH mayor a 3,5, agente de retención de agua, soluble en frío, nomodifica sabores, da excelente palatabilidad, previene la cristalización y la sinéresis y no sufrealteración por acción de electrolitos. La goma de tara es un producto orgánico aprobado por launión europea y MERCOSUR, como aditivo alimenticio (E417) (INDUNOR, 2003).

La goma de tara se deriva del endospermo molido de la planta de tara (Caesalpiniaspinosa), de la familia de las Caesalpinaceae leguminosas. La planta es cultivada co-mercialmente en el Perú para el consumo humano y animal. Esta goma posee las ca-racterísticas propias de las gomas vegetales actuando como espesante, aglomerante,estabilizador, coloide y capa protectora. Posee la ventaja de ser incolora, insípida, muyestable y altamente resistente a la descomposición. La característica de la goma de taracomo fijadora de agua la hace ideal como agente de hidratación rápida en la formación desoluciones coloidales viscosas y es usada en procesos de tiempo corto donde las condi-ciones requieren 80°C durante 20 a 30 segundos. En la industria cárnica puede seraplicada en la elaboración de productos cárnicos y comida animal enlatada (ALNICOLSA,2003).

Se puede alcanzar un rendimiento hasta 34% de goma a partir de la semilla de tara porel Método Directo, con el cual se obtiene una goma con 5,03% de humedad, 5,85% de ceni-zas, 1,15% de fibra, 0,49% de grasa y 6,76% de proteína (RNDF, 1996). Asimismo ArgosExport S.A (2003), señala que la goma de tara es un polisacárido de alto peso molecularformado por unidades de galactosa y manosa unidas a través de enlaces glicosídicos llama-dos galactomananos y que mediante un proceso de extracción físico mecánico y posteriorpurificación se obtiene goma de tara con niveles máximos de 13% de humedad, 1,5% deceniza, 4% de fibra cruda, 1,5% de grasa y 3,5% de proteína.

En el estudio de formulaciones para la elaboración de salchichas frankfurter sepuede investigar la incorporación de goma de tara, como reemplazo de la carne, lo quepermitiría una mayor adición de agua y por tanto disminuir costos; sin embargo, las propor-ciones relativas de los componentes influencian la calidad o desempeño del producto.Esta mezcla de componentes puede ser representada en un triángulo equilátero en el quecada punto representa una mezcla, mostrando así un amplio universo de posibilidades elcual puede ser reducido aplicando restricciones como las mencionadas anteriormente.Esto se puede lograr aplicando el Método de Diseño de Mezclas (Montgomery, 1991),donde se imponen restricciones, que permiten disminuir el universo de formulaciones azonas restringidas.

El presente trabajo de investigación tuvo como objetivos:

- Aplicar el método de diseño de mezclas para encontrar niveles adecuados deinclusión de goma de tara en salchichas tipo frankfurter.

- Incluir goma de tara en salchichas tipo frankfurter para disminuir porcentajes decarne e incrementar niveles de agua, sin afectar las características sensoriales

del producto y disminuir costos.

UTILIZACIÓN DEL METODO DE DISEÑO DE MEZCLAS EN LA FORMULACION DE SALCHICHAS TIPOFRANKFURTER CON INCLUSIÓN DE GOMA DE TARA (Caesalpinia spinosa)


II. MATERIALES Y METODOS

2.1 Materia prima y aditivos

En el estudio se utilizó pierna de cerdo, recortes de res, grasa dorsal de cerdo, tripasnaturales de ovino, tripolifosfato de sodio (Nutrifos 088-Monsanto Company) de grado técnico,sales de cura con 10,01% de nitrito de sodio, sal común, azúcar, pimienta, cebolla en polvo,nuez moscada, humo líquido, colorante de achiote y carmín, extracto de carragenina Kappa(Carragel BRK), goma de tara (TAGUM 01), leche en polvo, concentrado funcional de soya(Promine HV), eritorbato de sodio, chuño.

2.2 Materiales y equipos

Se utilizó un moledor de carne (cribas de 5 mm de diámetro) Talsa ®, modelo P114-U5; cutter Hobart ®, de 2 L de capacidad; embutidora mecánica de acero inoxidable; balanzaanalítica OAUHUS®, modelo AP21OS; material de vidrio; cocina a gas; refrigeradora congeladoraGoldstar ®.

2.3 Metodología experimental

Para la elaboración de salchichas tipo frankfurter se utilizó como referencia, la formu-lación reportada por Mateo (2002), que se muestra en el Cuadro 1.

Insumos Cantidad (g)

Carne de cerdo 32,31 Carne de vacuno 10,77 Hielo * 22,94 Grasa 25,00 Tripolifosfato de sodio 0,23 Azúcar 0,20 Pimienta negra 0,06 Nuez moscada 0,06 Cebolla en polvo 0,36 Sal 1,90 Sal de cura 0,20 Leche en polvo 3,00

Concentrado funcional de soya-HV 2,00 Eritorbato de sodio 0,05 Almidón de papa (chuño) 0,92

TOTAL 100,00

CUADRO 1: Formulación de Salchichas tipo Frankfurter

* Se puede adicionar 0,05g de colorante de carmín y achiote (1:1) y 0,1g de humo líquido

41UTILIZACIÓN DEL METODO DE DISEÑO DE MEZCLAS EN LA FORMULACION DE SALCHICHAS TIPOFRANKFURTER CON INCLUSIÓN DE GOMA DE TARA (Caesalpinia spinosa)

El flujo de elaboración se muestra en la Figura 1. La carne de cerdo y vacuno sedesgrasaron y cortaron, luego se molió la carne y grasa de cerdo por separado (aproximada-mente a 1°C). Posteriormente, se colocó la carne en un cutter y se añadió el hielo y la grasa decerdo. Los demás ingredientes se añadieron en forma de paquetes. Primer paquete: tripolifosfatode sodio. Segundo paquete: azúcar, pimienta negra molida, nuez moscada molida, cebolla enpolvo, goma de tara. Tercer paquete: sal común y sales de cura. Cuarto paquete: leche enpolvo y concentrado funcional de soya. Quinto paquete: eritorbato de sodio. Sexto paquete:almidón de papa (chuño). La masa obtenida anteriormente se embutió en tripas naturales deovino de 20 mm de diámetro y se sometió a cocción con agua a 80°C, hasta alcanzar unatemperatura interna de 71,5°C, se enfrió inmediatamente sumergiéndolas en depósitos conagua fría y se almacenó en cámara de refrigeración a 4°C.

C ar ne

M olido

H ielo, Grasa

1er paquete: Pol ifosfato

2do paquete: Cond im entos, gom a

3er.paquete: sal com ún,sal de cura

4 to .paque te : Leche en polv oConcentrado de soya

5 to paque te : Eritorba to

6 to .paque te : Chuño

Cutterizado

Embutido

Esca ldado Hasta Tpmf =71,5°C

En friado

Salc hichafra nkfurter

F igura 1: F lujo de E laboración de Salchichas t ipo Frankfurter


2.4 Método de Diseño de Mezclas

El presente trabajo consistió en estudiar la influencia de la sustitución de carne porgoma de tara y agua, aplicando el Método de Diseño de Mezclas. Este método discrimina loscomponentes entre principales y secundarios. Se eligió como componentes principales lacarne de cerdo y vacuno (A), el hielo (B) y la goma de tara (C), haciendo que cualquier puntosobre el triángulo equilátero que representa una mezcla sea igual a 100%. Se mantuvo cons-tante los componentes secundarios.

2.4.1 Determinación de las isolíneas de restricción

Se aplicaron las siguientes restricciones:

• Relación de (CRA/Humedad) = 1 (Kerchove, 1996).• 20% de agua añadida, como máximo, según lo recomendado por Uram et al. (1984).• Contenido de Proteína Cárnica, considerando los porcentajes mínimos establecidos en la

clasificación reportada por INDECOPI (1999).

2.4.1.1 Isolínea de Restricción (CRA / Humedad) =1

Para determinar la CRA de la fórmula, se consideró la CRA establecida para cadagramo de los ingredientes: 4,5 g de agua para la proteína de carne refrigerada; 4 g de agua parala proteína de carne congelada, 5g de agua para el concentrado funcional de soya; 4 g de aguapara almidón de papa, 4 g de agua para la proteína de leche en polvo y 25 g de agua para lagoma de tara y la carragenina.

Para determinar la relación CRA/Humedad igual a 1, se calculó primeramente la ecua-ción que permite determinar la CRA de los componentes principales y posteriormente la ecua-ción que permite calcular su contenido de humedad. Se igualó la Capacidad de Retención deagua de la fórmula y la Humedad del producto en función de sus componentes principales A, By C y se transformó dicha ecuación a un sistema cartesiano XY, para ser graficado en unacomputadora.

a. Cálculo de la Ecuación de CRA

Para determinar la ecuación de CRA se tomó como base el método reportado porTorres et al. (1994). Se consideró que la CRA es producto de la suma del aporte de CRA decada componente principal:

CRA cp = MAX1 (CRA)1 + MB (CRA)2 + MC (CRA)3 ……….. (1)Donde:CRA cp = Capacidad de retención de agua de los componentes principalesM = Masa de los componentes principales, en gramosA, B y C = Componentes de las proporciones de carne, hielo y goma de taraX1 = Porcentaje de proteínas de la mezcla cárnica (promedio ponderado),

sobre 100CRA1, CRA2 y CRA3 = Capacidad de retención de agua de la proteína de la carne, hielo y

goma de tara, respectivamente

43

b. Cálculo de la Ecuación de Humedad

Para determinar la ecuación de Humedad se tomó como base el método reportado porTorres et al. (1994). Se consideró que la Humedad es producto de la suma del aporte de aguade cada componente principal:

H cp = MAY1 + MBY2 + MCY3 ……….. (2)

Donde:

H cp = Humedad de los componentes principalesM = Masa de materias primas principales, en gramosA, B y C = Componentes de las proporciones de carne, hielo y gomaY1, Y2 ,Y 3 = Porcentaje de humedad sobre 100

2.4.1.2 Isolínea de restricción Proteica

Para determinar la Isolínea de restricción proteica se tomó como base el métodoreportado por Torres et al. (1994). Se consideró que la cantidad de proteínas cárnicas de lasmaterias primas principales es producto de la suma del aporte proteico de cada componenteprincipal:

P = MAP1 + MBP2 + MCP3 ……….. (3)Donde:

P = Proteína CárnicaM = Masa de materias primas principales, en gramosA, B y C = Componentes de las proporciones de carne, hielo y gomaP1, P2 y P3 = Porcentaje de proteína cárnica sobre cien

Adicionalmente se consideró el contenido mínimo de proteína cárnica según la Clasi-ficación establecida por INDECOPI (1999): Económica (4%), Extra (6%), Fina (8%) y Extrafina(10%).

2.4.1.3 Isolínea de restricción de agua añadida

El Agua añadida se definió con la ecuación (4), reportada por Park et al. (1990):

% Agua añadida = (HT – 4PT) / (1-0,01HT+0,04)............(4)

Donde:

HT = Humedad del producto finalPT = Proteína Total

Se consideró como máximo aceptable un 20% de agua añadida, según lo recomenda-do por Uram et al. (1984).



2.4.2 Graficación de las isolíneas de restricción

Con la finalidad de que las isolíneas sean graficadas por la computadora se transformóel sistema trilineal al sistema cartesiano, las funciones dependientes de los componentes A, By C fueron transformadas a funciones dependientes de X,Y. Para tal efecto se utilizaron lasecuaciones de transformación reportadas por Elías (2002):

Y = A ................. (5)Y = - 2 C + v3 X ó ................. (6)Y = 2 (1-B) - v3 X ................. (7)

2.4.3 Determinación de la Línea de Formulación Factible

Con la finalidad de determinar la línea de formulación factible se interceptaron lasisolíneas de (CRA/Humedad) = 1 y la isolínea de agua añadida de 20%, lo que definió elmáximo porcentaje de goma de tara a utilizar. El mínimo porcentaje de goma de tara a utilizarfue de 0%, correspondiente a la formulación estándar. El mínimo y máximo nivel de goma detara a utilizar estuvieron sobre la isolínea de (CRA/Humedad) = 1, y estos puntos fueron inter-ceptados por isolíneas de restricción proteica. Una tercera formulación fue hallada con unporcentaje medio de proteínas.

2.5 Análisis sensorial

Se evaluaron las formulaciones que cumplían las restricciones anteriormente mencio-nadas:

F1 = 0 % de goma de taraF2 = Porcentaje medio de goma de taraF3 = Máximo porcentaje de goma de taraF4 = Mezcla de goma de tara y carragenina (50:50), en el mismo porcentaje de F3

Se desarrolló la prueba sensorial con 50 panelistas (Anzaldúa-Morales, 1994), quie-nes evaluaron las cuatro formulaciones. Se realizó un análisis afectivo de medida del grado desatisfacción con escala hedónica (ASTM, 1972; citado por Ureña et al., 1999), dándole el valorde 1 al tratamiento de menor aceptabilidad (“Disgusta mucho”) y el valor de 7 al de mayoraceptabilidad (“Gusta mucho”).

2.6 Diseño Experimental

Los resultados de la evaluación sensorial fueron evaluadas mediante un Diseño Expe-rimental Completo al Azar (D.C.A), para concluir si existen diferencias significativas entre lasformulaciones, a un nivel de significancia de 5% (p<0,05), se utilizó la prueba no paramétricade Friedman (Conover, 1980).

2.7 Determinación del Costo Mínimo

Considerando los costos (Nuevos soles) por tonelada métrica (TM) de cada uno de loscomponentes principales y la cantidad utilizada (TM) en cada una de las formulaciones defini-

45

das anteriormente se calculó el costo total de las formulaciones, las que fueron graficadas enfunción de los diferentes porcentajes de goma (goma de tara y carragenina) utilizados en lasformulaciones.

III. RESULTADOS Y DISCUSION

3.1 Determinación de las Isolíneas de Restricción

Para determinar las isolíneas de restricción se consideró los porcentajes de humedady proteína del análisis proximal de los insumos utilizados en la elaboración de salchichasfrankfurter que se muestran en el Cuadro 2, en el que se puede apreciar que los insumos queaportan más humedad son el hielo, la carne de vacuno y de cerdo; mientras que el mayoraporte de proteínas está dado por el concentrado funcional de soya y la leche en polvo.

CUADRO 2: Porcentajes de Humedad y Proteína de los insumos utilizadosen la elaboración de salchichas frankfurter

Insumos Humedad ProteínaCarne de cerdo 72,00 18,80

Carne de vacuno 74,00 20,00

Hielo 100,00 0,00

Grasa 17,20 0,84

Chuño 10,00 0,00

Goma de tara 10,00 3,00

Carragenina 10,00 0,00

Leche en polvo 3,90 27,00

Concentrado funcional de soya (Promine HV*) 5,00 70,00

Aditivos y especias 10,00 0,00

* HV: High viscocity

3.1.1 Determinación de la Isolínea (CRA/Humedad) =1

a. Cálculo de la Ecuación de CRA

En el Cuadro 3 se muestran los cálculos realizados para hallar la ecuación de CRA delos componentes principales, donde se puede apreciar que para el caso del aporte de CRA dela carne se toma en cuenta su contenido de proteínas (M*X1*CRA), mientras que para el casode ingredientes no cárnicos, como la goma de tara, se considera la CRA de la masa total porla capacidad de retención de agua de cada gramo (M*CRA). Con estos cálculos se halló laecuación:

56,74 A + 1650,50 C = CRA cp................... (8)



Cuadro 3: Capacidad de Retención de Agua (CRA) de componentes principales

Proporción de Proteína Aportes de CRA

Peso (g) ComponentesCárnica(%/100)

CRApor CRAcp

Componente

Principales A, B, C (X1)* g

Carne 43,08 0,65 0,19 4,5 56,74 AHielo 22,94 0,35 0,00 0,00 BGoma de tara 0,00 0,00 0,00 25 1650,50 C

TOTAL M = 66,02 1,00

* Considerando el promedio ponderado del porcentaje de proteínas de carne de cerdo y res

b. Cálculo de la Ecuación de Humedad

En el Cuadro 4, se puede apreciar que el hielo y la carne aportan cantidades significativas deagua a las salchichas, así mismo se detalla los cálculos realizados para hallar la ecuación dehumedad de los componentes principales, con los cuales se halló la ecuación:

47,86 A + 66,02 B + 6,60 C = H cp................... (9)

Adicionalmente se considera que hasta un 10% de Agua se pierde en la cocción(Kerchove, 1996), por lo que la ecuación de humedad será:

43,08 A + 59,42 B + 5,94 C = Humedad...........(10)

Para que exista un equilibrio en las formulaciones se debe cumplir que la resta entre laCRA de la fórmula y la Humedad del producto sea cero, es decir:

CRA (fórmula) – Humedad (producto) = 0 ................. (11)

La ecuación (11), considera el aporte de los componentes secundarios, por lo que seexpresó en función de sus componentes principales como:

Cuadro 4: Aporte de Humedad de los componentes principales

Proporción de Porcentaje M * X1* Peso (g) m.p.principales de agua entre *Componente Componente A,B,C 100 (X)

Carne 43,08 0,65 0,73 47,86 A

Hielo 22,94 0,35 1,00 66,02 B

Goma de tara 0,00 0,00 0,10 6,60 C

M = 66,02 1,00

47

(CRA cp + 15,76) - (Hcp + 4,92) = 0 ............ (12)

Reemplazando la ecuación (8) y la ecuación (10), en la ecuación (12) y considerandoque A+B+C = 1, se obtuvo la ecuación (13), que es la isolínea de restricción para formulacionesbalanceadas:

B = -0,96 A + 0,97 .................. (13)

Con las ecuaciones (5) y (6), se transformó la isolínea de restricción de CRA = Hume-dad en función de X e Y.

Y = 1,89 X – 0,06 ................. (14)

En la Figura 2, se muestra la gráfica de la ecuación (14) en un triángulo equilátero,la cual indica que todos los puntos de la recta, representan combinaciones de carne, hieloy goma, que cumplen con el equilibrio CRA = Humedad.

Figura 2: Isolínea de Restricción CRA=Humedad en el Triángulo de Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara

-0,20

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

CRA = HCARNE

GOMAHIELO

Figura 2: Isolínea de Restrición CRA=Humedad en el Triángulode Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara



Cuadro 5: Aporte de Proteína Cárnica de los componentes principales

Proporción de Proteína M * X1* Componente

Peso (g) Com ponentes Cárnica M * X1 Com ponentePrincipales (X1)

Carne de cerdo 43,08 0,65 0,19 12,61 A

Hielo 22,94 0,35 0,00 0,00 B

Goma de Tara 0,00 0,00 0,00 0,00 C

TOTAL M = 66,02 1,00 P =12,61 A

3.1.2 Isolínea de restricción de proteína cárnica

En el Cuadro 5 se muestra los aportes de proteína cárnica de los componentes princi-pales, con los cuales se halló la ecuación:

12,61 A = P................... (15)

La ecuación (15) permitió hallar el porcentaje de proteína cárnica de las diferentesformulaciones, para verificar el cumplimiento de las normas establecidas por INDECOPI (1999).

Considerando la ecuación de transformación (5), la ecuación (15) se expresó en fun-ción de Y, para poder ser graficada como una línea recta con pendiente cero en el triánguloequilátero, cuando se dan valores a P:

Y = P / 12,61 ................... (16)

3.2 Isolínea de restricción de agua añadida

La ecuación (4) puede ser expresada de la siguiente forma:

1,2HT – 4,8 PT = 20 ............... (17)

El porcentaje de agua añadida igual a 20, considera el aporte de los componentessecundarios, por lo que se expresó la ecuación (17) en función de los componentes principales:

1,2 (Hcp + 4,92) - 4,8 (P + 2,42 ) = 20………..(18)

Reemplazando la ecuación (10) y (13) en la ecuación (18) se obtuvo la isolínea derestricción de agua añadida:

-8,83 A + 71,30 B + 7,13C = 26,31 .................(19)

Considerando adicionalmente que A+B+C = 1, se obtuvo la ecuación (20), que es laisolínea de restricción de agua añadida en función de A y B:

B = 0,25 A + 0,30 ........................ (20)

49

Con las ecuaciones (5) y (6), se transformó la isolínea de restricción de agua añadidaen función de X e Y.

Y = -1,16 X + 0,94 ................. (21)

En la Figura 3, se muestra la gráfica de la función (21) en un triángulo equilátero,la cual limita las formulaciones que son aceptables sensorialmente, a la región superiordel triángulo, que representan formulaciones con porcentajes de agua añadida menoresde 20%.

3.4 Determinación de la Línea de Formulación Factible

La intersección de la ecuación (13) de formulaciones balanceadas y la ecuación (20)de agua añadida, dio un punto con los siguientes valores:

A = 0,568

B = 0,438C = 0,004

Figura 3: Isolínea de Restricción de Agua Añadida en el Triángulo de Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20

CARNE

GOMAHIELO

20% Agua añadida

Figura 3: Isolínea de Restricción de Agua Añadida en el Triángulode Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara



Dicho punto se reemplazó en la ecuación de restricción proteica (15), con lo quese definió la formulación con un mínimo nivel de proteína cárnica de 7,04%. El máximonivel de proteína cárnica igual a 8,30%, se obtuvo interceptando la ecuación deformulaciones balanceadas (13) y la ecuación: A+B=1, considerando un 0% de goma detara (C=0).

En la Figura 4 se muestra la Línea de formulación factible que permite obtenermezclas de carne, hielo y goma de tara, con CRA= Humedad y un 20% de agua añadidacomo máximo, las que permiten obtener un rango de proteína cárnica entre 7,04 y 8,30%,lo que corresponde a salchichas de Calidad Extra y Calidad Fina, respectivamente, segúnlo establecido por INDECOPI (1999).

En el Cuadro 6 se muestra los porcentajes de componentes principales correspon-dientes a tres formulaciones que se encuentran dentro de la línea de formulación factible.Asimismo en la Figura 5, se observa los niveles de hielo y carne, de estas 3 formulacionescon diferentes porcentajes de goma de tara, donde se puede apreciar que incrementandola inclusión de goma de tara de 0 a 0,28%, disminuye el porcentaje de carne en 15,18% yse incrementa el porcentaje de agua en 27,93%.

Figura 4: Triángulo de Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

CRA = H

20% Agua añadida

P =8,30%

P=7,04%

CARNE

GOMAHIELO

Figura 4: Triángulo de Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara

51

Figura 5: Porcentajes de Carne y Agua (Hielo) con diferentes porcentajes de goma de tara (GT)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0%GT 0.14% GT 0.28%GT

% de goma

Porc

enta

je (%

)

Carne (Total) Hielo

Figura 5: Porcentajes de Carne y Agua (Hielo) con diferentesporcentajes de goma de tara (GT)

3.5 Análisis Sensorial

Para el análisis sensorial se elaboraron las cuatro formulaciones que se detallan en elCuadro 7.

Cuadro 6: Componentes y Porcentajes de Carne, Hielo y Gomade Tara en la Formulación de Salchichas Frankfurter

Proteína (%) A B C Carne (Total) Hielo Goma

8,30 0,6579 0,3421 0 43,43 22,59 0

7,67 0,6080 0,3899 0,0021 40,14 25,74 0,14

7,04 0,5580 0,4377 0,0043 36,84 28,90 0,28



Cuadro 7: Formulaciones (F) elaboradas para el análisis sensorial

El Cuadro 8 resume los resultados de la evaluación sensorial realizada a las cuatroformulaciones, con diferentes porcentajes de goma de tara y carragenina. Se estableciómediante la Prueba no paramétrica de Friedman, a un nivel de significancia del 5%, que noexisten diferencias significativas en cuanto al nivel de aceptabilidad para las cuatroformulaciones.

1F 2F 3F 4F

odrecedenraC 65,23 01,03 36,72 36,72

onucavedenraC 68,01 30,01 02,9 02,9

oleiH 95,22 47,52 09,82 09,82

asarG 00,52 00,52 00,52 00,52

sotafsofiloP 32,0 32,0 32,0 32,0

racúzA 02,0 02,0 02,0 02,0

argenatneimiP 60,0 60,0 60,0 60,0

adacsomzeuN 60,0 60,0 60,0 60,0

ovlopneallobeC 73,0 73,0 73,0 73,0

)C(aninegarraC 0 0 0 41,0

)TG(aratedamoG 0 41,0 82,0 41,0

laS 09,1 09,1 09,1 09,1

arucedlaS 02,0 02,0 02,0 02,0

ovlopneehceL 00,3 00,3 00,3 00,3

VHodartnecnoC 00,2 00,2 00,2 00,2

otabrotirE 50,0 50,0 50,0 50,0

oñuhC 29,0 29,0 29,0 29,0

LATOT 00,001 00,001 00,001 00,001

53

Las formulaciones de salchichas frankfurter con 0% y 0,28% de goma de tara, queno mostraron diferencias significativas en cuanto a aceptabilidad general, corresponden aporcentajes de agua añadida de 12,27% y 20%, respectivamente, como se puede apreciaren la Figura 6. Al respecto, Uram et al. (1984), también encontraron que la ternura y jugosi-dad de salchichas de cerdo ahumadas eran aceptables sensorialmente hasta con 20% deagua añadida.

Figura 6: Isolíneas de Agua añadida de 12,27% y 20%

-0,20

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

CRA = HCARNE

GOMAHIELO

20%

12,27%

3.6 Determinación de Costo mínimo

En el Cuadro 9, se muestran los costos de los componentes secundarios, los cualesse mantendrán constantes para las comparaciones entre las formulaciones evaluadas.

Cuadro 8. Puntaje Promedio de Cuatro Formulaciones de Frankfurtercon distintos porcentajes de Goma de Tara y Carragenina

araTamoG% aninegarraC% ejatnuP

1F 0 0 03,5

2F 41,0 0 40,5

3F 82,0 0 01,5

4F 41,0 41,0 64,5

Figura 6: Isolíneas de Agua añdida de 12,27% y 20%



alumrófalne% )/S(MTropotsoClatoTotsoC

)MT//S(

asarG 00,52 00,0004 00,0001

otafsofiloP 32,0 00,0845 00,01

racúzA 02,0 00,0002 00,4

argenatneimiP 60,0 00,00052 00,51

adacsomzeuN 60,0 00,00773 26,22

ovlopneallobeC 73,0 00,00003 00,111

laS 09,1 00,008 02,51

arucedlaS 02,0 00,0062 02,5

ovlopneehceL 00,3 00,01111 03,333

ayosedlanoicnufodartnecnoCVH

00,2 00,00521 00,052

otabrotirE 50,0 00,00463 02,81

oñuhC 29,0 00,0003 06,72

latoT 99,33 21,2181

Cuadro 9: Costo de los Componentes Secundarios

En los Cuadros 10, 11, 12 y 13 se muestran la estructura de costos de los componentesprincipales (carne, agua y goma) de las 4 formulaciones evaluadas. Asimismo en la Figura 7, sepuede apreciar que el costo mínimo está dado por la formulación F3, con un máximo porcentaje degoma de tara (0,28%), lo que significa un ahorro de 600 nuevos soles por TM de salchicha frankfurter.

%otsoC

)MT/selossoveuN(latoT

)selossoveuN(

odrecedenraC 85,23 00,00001 00,8523

onucavedenraC 68,01 00,00001 00,6801

augA 95,22 00,2 54,0

aratedamoG 0 00,00002 0

aninegarraC 0 00,00005 0

soiradnuces.pmoC 21,2181

edlatototsoC1nóicalumroF 75,6516

Cuadro 10.Costo de los componentes principales de salchichas frankfurtersin empleo de goma de tara

55

Cuadro 11. Costo de los componentes principales de salchichas frankfurtercon 0,14% de goma de tara

%otsoC

)MT/selossoveun(latoT

)selossoveuN(

odreCedenraC 01,03 00,00001 63,0103

onucaVedenraC 40,01 00,00001 54,3001

augA 47,52 00,2 15,0

aratedamoG 41,0 00,00002 82,82



edlatototsoC2nóicalumroF

27,4585

Cuadro 12 .Costo de los componentes principales de salchichas frankfurtercon 0,28% de goma de tara

%otsoC


)selossoveuN(

odreCedenraC 36,72 00,00001 61,3672

onucaVedenraC 12,9 00,00001 01,129

augA 09,82 02,0 85,0

aratedamoG 82,0 00,00002 06,65



edlatototsoC3nóicalumroF

65,3555



%otsoC


)selossoveuN(

odreCedenraC 36,72 00,00001 61,3672

onucaVenraC 12,9 00,00001 01,129

augA 09,82 00,2 85,0

aratedamoG 41,0 00,00002 82,82

aninegarraC 41,0 00,00005 07,07


edlatototsoC4nóicalumroF 49,5955

Cuadro 13. Costo de los componentes principales de salchichas frankfurtercon 0,14% de goma de tara y 0,14% de carragenina

F igur a 7: C os to T o tal de form ula cion es c on d is tin tos p orc en taje s d e g o m a de ta ra

0 ,14 % G + 0 ,1 4% C0 ,2 8% G

0 % G

0,1 4 % G

5 20 0

5 30 0

5 40 0

5 50 0

5 60 0

5 70 0

5 80 0

5 90 0

6 00 0

6 10 0

6 20 0

6 30 0

1 2 3 4F o rm u la cio n e s

Co

sto

(n

uev

os

sole

s)/T

M

Figura 7: Costo Total de formulaciones con distintos porcentajesde goma de tara

Al encontrarse que la formulación de costo mínimo es la que tiene una inclusión de0,28% de goma de tara y considerando que no existen diferencias significativas en lo querespecta a aceptabilidad general, con las otras tres formulaciones, se puede decir que la gomade tara puede ser usada en reemplazo de otros hidrocoloides como la carragenina, Al respec-to, Foegeding y Ramsey (1986), determinaron que la kappa carragenina y la iota carragenina

57

adicionadas en 0,2% a salchichas frankfurters con 11% de grasa, mejoraban las característi-cas sensoriales y rendimientos después de la cocción. Sin embargo, Fernández et al., (1995)señalan que uno de los principales inconvenientes del uso de carrageninas es su elevadocosto; por lo que la goma de tara sería una alternativa más económica.

IV. CONCLUSIONES

• El máximo porcentaje de inclusión de goma de tara (0,28%) en salchichas tipo frankfurterfue determinada considerando dos restricciones que a su vez implican dos isolíneas:CRA/Humedad =1, cuya ecuación corresponde a: B= -0,96 A + 0,97 e isolínea de aguaañadida de 20%, cuya ecuación corresponde a B = 0,25 A + 0,30.

• La adición de 0,28% de goma de tara permite disminuir el porcentaje de carne en 15,18%e incrementar el porcentaje de agua en un 27,94%, sin afectar la aceptabilidad generalde las salchichas tipo frankfurter.

• El uso de 0,28% de goma de tara en las formulaciones de salchichas frankfurter permi-ten un ahorro de 600 nuevos soles (171,43 dólares americanos) por tonelada métrica deproducto.

V. BIBLIOGRAFIA

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RESUMEN

Con harina de quinua (Chenopodium quinoa willd) germinada (13,8% proteína) la visco-sidad de una mezcla de cereales extruídos se redujo en 73,4% y su densidad energéticaaumentó en 31,8%. Se ensayaron diferentes tiempos de germinación y proporciones de harinade germinado, encontrándose que con 24 horas y 5% (p/p), respectivamente, se obtuvo unaviscosidad dentro del rango de lo aceptado por los niños (1 000-3 000 cp).

ABSTRACT

Viscosity of a mixture of extruded cereals was reduced in 73,4% and energy densitywas increased in 31,8%, with flour germinateed quinua (13,8% protein). Different times of ger-mination and rate of flour germinateed in mixture were tested. With 24 hours and 5% (w/w),respectively, the viscosity was within preference range of the children (1 000–3 000 cp).

INTRODUCCIÓN

Las mezclas alimenticias han tomado desde hace algún tiempo un papel muy importanteen la nutrición de los niños provenientes de zonas pobres, en su mayoría de países en vías dedesarrollo. Su creciente utilización está cimentada en la necesidad de encontrar alimentos quecubran todas las necesidades nutricionales para permitir el buen desarrollo del niño, pero quea su vez sean de bajo costo. Estas mezclas son, por lo general, preparadas a base de cerealesy leguminosas, y cumplen con ciertos requisitos para que su efecto sobre la nutrición del niñosea el más adecuado. Entre estos requisitos se encuentran: el aporte calórico, la composiciónquímica, el volumen de la ración, el cómputo aminoacídico, la densidad energética, entre otros..1

DISMINUCIÓN DE VISCOSIDAD Y AUMENTO DE DENSIDAD ENERGÉTICA DE MEZCLADE CEREALES EXTRUIDOS POR ACCION ENZIMATICA DE HARINA

DE QUINUA (Chenopodium quinoa willd) GERMINADA

Daniel E. Rubio Diaz,1 Milber Ureña Peralta2

1. Ingeniero Industrias Alimentarias FIAL-UNALM2. Docente Contratado en Clase B a dedicación exclusiva


Con respecto a la densidad energética, ésta tiene un papel preponderante en el tipo desuplementación que recibe el niño, definiendo el número de raciones que debe ingerir por díateniendo en cuenta la limitada capacidad gástrica (Repo-Carrasco, 1992a; World Health Orga-nization, 1998). El inconveniente principal del aumento de la densidad energética en esta clasede mezclas alimenticias, es la elevada viscosidad que adquiere el alimento al aumentar laconcentración de nutrientes; resultando con una reología rechazada por el niño que prefiereuna consistencia más fluida.

Los almidones contenidos en las mezclas alimenticias son los compuestos quemás influyen en la consistencia, pues al absorber el agua convierten la papilla en una mezclade alta viscosidad (Mosha y Svanberg, 1983; Gopaldas et al., 1986; Khin et al., 1995). Aúncuando se utilice cereales y leguminosas extruídas -que tienen un menor efecto sobre laviscosidad- la densidad energética no sufre mayores variaciones. Una manera de superareste obstáculo, es degradar los almidones mediante la acción de enzimas (amilasas) quelogran disminuir la viscosidad en grandes proporciones debido a que los almidones hidrolizadosabsorben menos cantidad de agua. Estas enzimas requeridas son aportadas por harina degranos malteados (Ashworth et al., 1992); granos que durante su germinación, activan yforman un complejo enzimático que puede ser conservado con un proceso adecuado desecado antes de la molienda.

Por tanto, es recomendable incluir harina malteada en las formulaciones de mezclasalimenticias para niños, no sólo porque sus componentes son más digeribles, sino tambiénporque al ser expuesta la mezcla a un calentamiento húmedo, se activan las enzimas conteni-das en ella disminuyendo la viscosidad de la papilla y por ende permitiendo un aumento demateria seca en la papilla que conlleva a un aumento en la densidad energética del alimento.

La quinua es un grano apto para ser incluido en las mezclas alimenticias como harinade malta debido a su alto valor calórico, importante calidad proteica y rápida germinación(Nieto, 1984; Rubio, 2000).

REVISIÓN BIBLIOGRAFICA

La utilización de harina de granos malteados en mezclas alimenticias tiene un indiscu-tible y profundo efecto sobre la viscosidad de dicho alimento, debido a la hidrólisis del almidónque lo compone por acción de las enzimas que se formaron durante la germinación del granomalteado y que se activan al ser expuestas a un calentamiento húmedo (preparación de lapapilla con agua tibia). Entre la enzimas que más aportan en la disminución de la viscosidad seencuentran la á-amilasa, que se forma durante la germinación y la â-amilasa, presente en elgrano pero que aumenta su actividad (Ashworth et al., 1992).

El proceso de malteo tiene como etapas fundamentales: el lavado de la semilla, elremojo (donde la semilla llega a la humedad necesaria para la germinación), la germinación, elsecado (controlado para no inactivar las enzimas), el devegetado o separación de raíz (paraevitar un excesivo contenido de fibra en la harina), y para el caso de harinas, la molienda (Nieto,1984; Quinde, 1995).

61

La quinua es una planta oriunda de los Andes, cuyo cultivo data de 5 000 A.C. (Repo-Carrasco, 1992b). La semilla de quinua es el fruto maduro de forma lenticular, elipsoidal, cóni-ca o esferoidal. Presenta tres partes bien definidas que son: episperma, embrión y perisperma.El tamaño de la semilla puede variar de 1,5 a 2,6 mm de diámetro dependiendo de la variedad,como también su color (Mujica, 1993). Entre sus características más importantes se puedenseñalar: su rápida germinación (puede germinar en horas), la presencia de saponina en lasuperficie del grano y su alta cantidad y calidad de proteínas; reportando un mayor PER que elmaiz, trigo, arroz, centeno, cebada, avena, sorgo entre otros (Tapia, 1990; Repo-Carrasco,1998).

Con respecto al malteo de quinua, Nieto (1984) señala que los cambios ocurridosdurante el malteo no modifican el balance de aminoácidos con respecto a los requerimientosde la FAO y por lo tanto su calidad proteica se mantiene alta.

Las mezclas alimenticias están formadas por diferentes ingredientes entre los cualesse encuentran los cereales, las leguminosas, azúcar, manteca, vitaminas, proteínas aisladas,saborizantes, etc. que permiten que dicha mezcla satisfaga las necesidades de grasa, proteí-nas, carbohidratos, vitaminas y minerales del niño que la ingiere. Vargas y Salas (2000), estu-diaron las características reológicas de tres mezclas alimenticias utilizadas en los programassociales para niños en el Perú, encontrando que se comportaban como fluidos No Newtonianosde tipo Pseudoplástico. Reportan además, que existen diferencias notables entre lasviscosidades de las mezclas alimenticias que estudiaron.

Mosha y Svanberg (1983) y Ashworth y Draper (1992), reportan que la viscosidadpreferida por niños pequeños para las papillas se encuentra de 1 000 a 3 000 cp; lo queequivale a una consistencia líquida a semilíquida. Consistencias de alrededor de 10 000 cp(semi-sólidas) son aceptadas por niños mayores y adultos.

Gopaldas et al. (1986), estudiaron la reducción de viscosidad en una mezcla alimenti-cia a base de harina de arroz usando harinas de granos germinados típicos de la zona donderealizó el estudio (India). Sus resultados indican que la aceptabilidad por parte de los infantesno tuvo diferencias significativas con relación a la papilla original.

Khim et al. (1995), germinaron, secaron y molieron tres tipos de frejol, soya, maíz yarroz; y estudiaron la actividad de la amilasa a 30, 60, 70, 80 y 90 °C. Constituyeron papillas al25% utilizando 5 g de harina de germinado con 95 g de harina de arroz y demostraron que laharina de maíz germinado disminuía en mayor cuantía la viscosidad de la papilla.

Wahed et al. (1995), también estudiaron el aumento de la densidad energética utilizandoharinas de germinado. Utilizaron para ello harina de germinado de trigo y lograron reducir laviscosidad en preparaciones de cereales tradicionales en más de 90%. Indican que la osmolalidadde estas papillas es significativamente alta y que se deben realizar estudios del posible dañoosmótico en el intestino.

Al disminuirse la viscosidad de una mezcla alimenticia por el uso de pequeñascantidades de harina malteada, se puede aumentar la cantidad de materia seca en la papilla,

DISMINUCIÓN DE VISCOSIDAD Y AUMENTO DE DENSIDAD ENERGÉTICA DE MEZCLA DE CEREALES EXTRUIDOS POR ACCION ENZIMATICA DE HARINA DE QUINUA (Chenopodium quinoa willd) GERMINADA


aumentando así la densidad energética del alimento. La apropiada frecuencia de alimentacióndepende de la densidad energética promedio de los alimentos complementarios y viceversa.En base a cálculos teóricos de la capacidad gástrica, se han calculado las densidadesenergéticas mínimas (kcal/g) para alimentos complementarios si es que estos son provistos 2,3 ó 4 veces al día a niños que reciben una cantidad normal promedio de energía de lechematerna. (World Health Organization, 1998). Es por ello que un alimento con mayor densidadenergética necesita menos número de raciones al día que uno con menor densidad energética,esto conlleva no sólo a ventajas nutricionales, sino a un ahorro tanto de tiempo como dinero.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materia prima

La presente investigación se realizó en los laboratorios de la Universidad NacionalAgraria La Molina, utilizando como materia prima quinua variedad “Blanca de Hualhuas”,cosechada en 1999, proveniente de la sierra peruana.

Pruebas biológicas

Antes del malteo de la semilla se realizaron pruebas biológicas para constatar el buenestado de la semilla. Estas pruebas fueron de Poder Germinativo y de Sensibilidad al Agua(Método Aubry según A.B.S.C.; 1978). Además se realizó una prueba de pre-remojo paradeterminar el tiempo que debe estar en remojo la semilla para llegar a la humedad requeridapara su germinación (Nieto, 1984; Quinde, 1995).

Proceso de malteo

El malteo fue realizado en un equipo de micromalteo Barber-Colerman, para lo cual sesiguieron las siguientes etapas: a) lavado, con dos objetivos, eliminar impurezas y saponina,duró 10 min. con agua fria y frotación manual de las semillas hasta la no formación de espuma.b) remojo, se realizó de manera continua con agua circulante a 20°C hasta una humedad de40%, el tiempo fue de 5 horas y 1 min. c) desinfección previa al germinado, se utilizó uno delos métodos propuestos por Piernas y Guiraud (1997), hipoclorito de sodio (1 000 ppm) atemperatura ambiente por 20 minutos. d) germinado, se llevo a cabo a 18°C, se estudiaron 5tratamientos de tiempo de germinado que fueron: 6, 12, 18, 24 y 30 horas. e) secado, laquinua germinada fue secada mediante el método reportado por Nieto (1984); que es el si-guiente: 50°C por 11 h, 60°C por 1 h, 70°C por 2 h y 80°C por 5 h. f) devegetado y molido,se retiraron las raíces de la quinua mediante frotación manual y tamizado, y se elaboró harinaa partir de los granos germinados y devegetados.

Determinación del tiempo de germinación adecuado

Las cinco harinas malteadas obtenidas de los diferentes tiempos de germinado, fueronintroducidas cada una dentro de la formulación de una mezcla de cereales utilizada comopatrón (Cuadro 1), sustituyendo el componente cereal en una cantidad equivalente al 5% deltotal de la mezcla, con una dilusión de 2:1 (Agua: Mezcla). Luego se eligió el tiempo de

63

CUADRO 1: Composición porcentual de la Mezcla Patrón con diversas sustituciones porHarina de Germinado de Quinua (Blanca de Hualhuas).

germinado más adecuado según la disminución de la viscosidad aparente observada en lamezcla con sustitución.

Determinación de la sustitución más adecuada

Una vez determinado el tiempo de germinado adecuado, se estudió la variación de laviscosidad aparente por incorporación a la mezcla patrón de diferentes cantidades de harinamalteada de quinua (Cuadro 1).

Evaluación indirecta de la actividad enzimática

Una vez determinada la sustitución adecuada, al obtener una viscosidad dentro delrango (1 000 - 3 000 cp) de consistencia preferida por los niños (Mosha y Svanberg, 1983), sedeterminó la cantidad de azúcares reductores (NTP 209.172, 1980) antes y después de laincorporación del agua para la preparación de la mezcla de cereales extruídos (papilla).

Cambios en la densidad energética

Para determinar los efectos por sustitución sobre la densidad energética de las mez-clas se procedió primero a calcular la composición proximal de la harina de germinado dequinua escogida (A.O.A.C., 1990). Luego a partir de tablas de composición de los alimentosse determinó el aporte calórico de la mezcla patrón y de la mezcla con sustitución.Adicionalmente se incluyó la harina de germinado en una mezcla comercial constituida deingredientes similares, para determinar si el efecto sobre la viscosidad y la densidad energéti-ca eran los mismos que en la mezcla patrón.

INGREDIENTES Mezcla

Patrón

SUSTITUCIONES (%)

Harina de Germinado de Quinua 0 2 5 10 15

Harina de Maíz extruída 11,07 10,37 9,32 7,57 5,82

Harina de Arroz extruída 20,71 19,41 17,46 14,21 10,96

Harina de Soja extruída 19,89 19,89 19,89 19,89 19,89

Aislado proteico de Soja 4,90 4,90 4,90 4,90 4,90

Manteca 8,20 8,20 8,20 8,20 8,20

Azúcar 30,00 30,00 30,00 30,00 30,00

Saborizante 2,61 2,61 2,61 2,61 2,61

Premix (Vit. Y Min.) 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10

Fosfato tricálcico 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25

Sulfato de Magnesio 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27

TOTAL (%) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0



Determinación de viscosidad aparente en las mezclas de cereales

La viscosidad fue determinada mediante el viscosímetro rotacional de Brookfieldmodelo RVT utilizando el siguiente procedimiento. Se combina la mezcla patrón con lacantidad de agua requerida a 50°C y se coloca en Baño María a la misma temperatura. Semantiene en agitación constante durante 10 minutos. Al finalizar el tiempo se transvasa lamezcla a un vaso de 500 ml adecuado para la medición de la viscosidad con el equipoescogido. Se realiza la medición de la viscosidad a 50 rpm en Baño María usando unaaguja del equipo que muestre lecturas intermedias. Utilizando la tabla de factores delequipo, se multiplica las lecturas encontradas por el factor dependiente de la velocidad yde la aguja escogida, hallándose la viscosidad en centipoises. Se toma el promedio de lastres mediciones y se calcula la desviación estándar (a=0,05) (Brookfield, 2000).

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Pruebas Biológicas

Las semillas presentaron un poder germinativo de 95 ± 1,9% en 24 horas, lo quesignifica que estaban aptas para su utilización en procesos de malteo; y una sensibilidad alagua de 94 ± 0,6%, lo que indica resistencia al proceso de remojo sin perder su aptitud paragerminar. Estos datos concuerdan con los reportados por Nieto (1984), que señala ademásque la rapidez de la germinación de la quinua se podría deber a la ausencia de cascaragruesa que permite al agua ingresar más rápido.

Proceso de Malteo

Se probaron distintos métodos de desinfección de granos antes del germinado, pro-puestos para granos de arroz por Piernas y Guiraud (1997) y se comprobó que el uso de aguaa 60°C suprimió totalmente la germinación de la semilla de quinua, por lo que se utilizó hipocloritode sodio (1 000 ppm) a temperatura ambiente por 20 minutos.

El rendimiento de la harina malteada de quinua (relación entre pesos (b.s.) de harinay semilla) fue mayor a menor tiempo de germinado. Para 6 y 30 horas se obtuvo 89,10 y72,69%, respectivamente. La diferencia es debida a pérdidas por separación de las raicillas(devegetado), ya que a mayor tiempo de germinado mayor es el tamaño de éstas: 0,8 ± 0,8mm a las 6h y 10,9 ± 2,1 mm a las 30 h (n=30, á=0,05). Quinde (1995), señala que laspérdidas durante el malteo son atribuibles al proceso de lixiviación durante el remojo y a larespiración del grano. Nieto (1984), encontró rendimientos entre 82,69 y 89,56% para maltasin devegetar ni moler.

Tiempo de germinado

En el Cuadro 2 se observa la variación de viscosidad aparente de la mezcla queincluye 5% de harina malteada, con el tiempo de germinado. A las 24 horas se obtuvo unareducción del 73,4% (de 5 520 a 1 470 cp). Atwell (1988), citado por Ashworth y Draper(1992), reportaron un tiempo de 12 horas como tiempo de germinado adecuado. Repo-

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Viscosidad aparente de la Mezcla Patrón: 5 520 cp(50 rpm; 50°C)

Tiempo de germinado Viscosidad de Mezcla con harina malteada (cp)6 horas 2 660 ± 40

12 horas 2 840 ± 4018 horas 2 480 ± 024 horas 1 470 ± 2030 horas 1 520 ± 20

Carrasco (1992b) reportó 48 horas, indicando además que las mayores variaciones en lascantidades de glucosa y maltosa se dan dentro de las primeras 24 horas de germinaciónprovenientes de la degradación de los carbohidratos en la semilla. Estas diferencias sonatribuibles a las condiciones del malteo, sus parámetros y a los factores que se tomaronen cuenta para determinar el tiempo adecuado de germinación. La disminución de la visco-sidad aparente de las mezclas ensayadas se debería no sólo a la acción enzimática sobrelos almidones de los ingredientes que la conforman, sino también a la alta solubilidad quepresentan las harinas malteadas debido al grado de hidrólisis de sus componentes, resul-tado de la germinación del grano. Ashworth y Draper (1992), indicaron que el tiempo ópti-mo de germinación es aquel en que se da la máxima actividad amilolítica, sin proliferaciónde microorganismos, desarrollo de aromas desagradables y altas pérdidas debido al exce-sivo crecimiento de raíces y tallo.

CUADRO 2: Variaciones de la viscosidad aparente en la mezcla patrón mediante la sustitución de 5% por harina malteada de quinua (blanca de hualhuas) con diferentestiempos de germinado

Efecto de la sustitución con Harina de Germinado

En el Cuadro 3 se presentan los valores de viscosidad aparente para mezclas condiferentes porcentajes de sustitución con cantidades de harina malteada con 24 horas degerminado. Con 2% de sustitución se logró reducir la viscosidad en casi la mitad de su valororiginal y con 15% hasta un 97,6%. La relación exponencial por regresión (r = 0,98; a=0,05)que se encontró entre la viscosidad aparente y el porcentaje de sustitución, hace que la dife-rencia entre 10 y 15% de sustitución no sea significativa.

Viscosidad Aparente (cp) = 18 219 * 10 –0,956 * (SUSTITUCIÓN)

Con 5% de sustitución se obtuvo una viscosdidad de 1 470 ± 20 cp, que está dentrodel rango de consistencia preferida por los niños, que según Gopaldas et al. (1988), citadospor Ashworth y Draper (1992), es de 1 000 a 3 000 cp; consistencia equivalente a una sopa.Gopaldas et al. (1986), señalan que la cantidad óptima de harina malteada de Arroz para unapapilla compuesta de este cereal (25% de materia seca) es de 4% del total de la mezcla ya

(n=3; a=0,05)



preparada, lo que equivale a un 16% de la misma sin adición de agua. Por otro lado,Mosha y Svanberg (1983), encontraron que adicionando un 5% (en función al total deharina) de harina germinada de Sorgo a una papilla a base de éste (15% de materiaseca), se logró disminuir la viscosidad considerablemente. Se puede discutir entonces,que la concentración adecuada de harinas ricas en amilasa depende de muchos factoresentre los que se encuentran el tipo de mezcla alimenticia o papilla que se quiere mejorar,el grano que será germinado, los parámetros de malteo, la concentración de la mezcla,entre otros.

CUADRO 3: Viscosidad aparente (50 rpm; 50°C) de mezclas de cereales con diferentesporcentajes de sustitución de harina malteada de quinua (blanca de Hualhuas)con 24 horas de germinado y su disminución con respecto a la mezcla sinsustitución.

Evaluación de la actividad enzimática

Nieto (1984), reportó que las enzimas contenidas en la malta pueden ser activadasmediante calentamiento húmedo como ocurre en el macerado. En el caso de la harinamalteada de quinua, en condiciones de humedad y temperatura adecuadas se produjo elefecto esperado de aumento en los azúcares reductores después de incorporada el agua ala mezcla de cereales extruídos, lo que confirma la existencia de actividad enzimática enla harina. Hay un aumento de aproximadamente 62% en la cantidad de estos azúcares(2,6 a 4,2 g de azúcares reductores/100 g de mezcla). Con estos resultados, se comprue-ba la relación existente entre la disminución de viscosidad y el aumento de azúcaresreductores señalada por Fennema (1993), quien además indica que al romperse sólo unospocos enlaces glucanos internos se logra un descenso en la viscosidad, siendo los efec-tos sobre ésta proporcionalmente mayores que el aumento de la capacidad reductora.

Variación de la densidad energética

En el Cuadro 4 se presenta la composición de la harina malteada de quinua con 24 horasde germinado, donde resalta el 13,83% de proteína y el 5% de grasa por su aporte calórico; asícomo el 3,3% de humedad que asegura su conservación.

)%(nóicutitsuS )pc(dadisocsiV )%(nóicunimsiD

0 08±0255 ------

2 08±0003 7,54

5 02±0741 4,37

01 02±073 3,39

51 0±231 6,79

67

CUADRO 4: Resultados del análisis Proximal de la harina malteada de quinua (Blancade Hualhuas)

ETNENOPMOC %

dademuH 03,3

latoTaníetorP 38,31

)asarG(oerétEotcartxE 44,5

adurCarbiF 37,2

azineC 68,1

)odaluclaC(sotardihobraC 48,27

Considerando los valores energéticos reportados por Rivera et al. (1999) paralípidos, carbohidratos y proteínas: 9, 4 y 4 kcal/g, respectivamente, la harina malteadade quinua tendría un valor energético de 3,96 kcal/g; la mezcla de cereales sin sustitu-ción de 4,14 kcal/g y para la sustitución de 5% de 4,15 kcal/g. El elevado contenido degrasa de la harina malteada en comparación con el de la harina de arroz, así como loscontenidos de carbohidratos y proteína, hacen que el valor energético no varíe por lasustitución.

En la mezcla patrón se aumentó la cantidad de agua en más de 25% para obtenerviscosidades comprendidas entre los 1 000 y 3 000 cp, con lo que se obtuvo densidadesenergéticas entre 1,38 y 1,18 kcal/g. Se observó un no deseable aumento de volumen dela mezcla preparada (papilla), considerando la dificultad de ser consumida totalmente laración energética por los niños que poseen una capacidad gástrica limitada.

La cantidad de agua necesaria para mantener la viscosidad de la papilla con sustitu-ción dentro del rango de 1 000 a 3 000 cp, resultó menor que para la mezcla patrón (Cuadro 5),donde con 280 g de agua aún se encontraba la viscosidad de la papilla sobre los 1 000 cp. Ladisminución de la viscosidad de la papilla por incorporación de agua se debe a la mayor cantidadde solutos disueltos en el fluido (Vargas y Salas, 2000), tal como se aprecia en el Cuadro 5.Bravo (1990), encontró que existe una acción de retroinhibición de la actividad de la a-amilasa amayor concentración de soluto, lo que puede explicar la diferente variabilidad proporcional de laviscosidad entre la papilla patrón y la con sustitución.



CUADRO 5: Viscosidad aparente y densidad energética de mezclas patrón y con sustituciónde harina malteada de quinua para diferentes cantidades de agua utilizadas en supreparación (papillas).

Mezcla alimenticia patrón Mezcla alimenticia con 5% de germinadoCantidad de

Mezcla

alimenticia

(g) Cantidad

de agua (g)

Viscosidad

Aparente

(cp)

Densidad

Energética

(Kcal/g)

Cantidad

de agua (g)

Viscosidad

Aparente

(cp)

Densidad

Energética (Kcal/g)

100 200 5 520 ± 80 1,38 150 4 520 ± 80 1,66

100 250 2 780 ± 20 1,18 168 2 660 ± 20 1,55

100 280 1 100 ± 0 1,09 200 1 470 ± 20 1,38

100 210 980 ± 20 1,34

(n=3; α=0,05)

En el Cuadro 6 se puede observar que con 32,8% menos de agua en la papilla consustitución se consiguió tener una viscosidad similar a la de sin sustitución y, considerando lanecesidad energética diaria de un niño, se puede disminuir de 3 a 2 las raciones debido a quela densidad energética en la papilla con sustitución es 31,8% mayor que la de sin sustitución.Esto se traduce en menor tiempo empleado en la alimentación del niño, menor cantidad demezcla necesaria para alimentarlo y, debido a la acción enzimática, más fácil digestión.

CUADRO 6: Comparación de características de las papillas con y sin sustitución de harinamalteada de quinua para viscosidades similares.

acitsíretcaraC nórtaPallipaP adaetlamaniraHnocallipaP

)g(alczeMeddaditnaC 001 001

)g(augAeddaditnaC 052 861

)pc(etnerapAdadisocsiV 02±0872 02±0662

)g/lacK(acitégrenEdadisneD 81,1 55,1

)*(.aídropsadadnemocersenoicaR senoicar3 senoicar2

* Según la World Health Organization (1998), para niños de 12 a 23 meses.

La variación de la viscosidad en el caso de la inclusión de la harina malteada dequinua en una mezcla comercial deber ser tomada sólo como un indicador de la efectividadde tal inclusión, ya que al sustituir el 5% de la mezcla comercial no se está sustituyendosólo los cereales como en las anteriores pruebas sino también los demás componentes dela mezcla. Los cambios no fueron tan notorios, disminuyendo la cantidad de agua necesaria

69

para una misma viscosidad en sólo 15%. Sin embargo, la diferencia en la densidad energéticafue suficiente para que de 4 raciones al día se pudiera llegar a 3. La densidad energética fuecalculada a partir de la información en el envase de la mezcla comercial (4,39 kcal. por gramode mezcla) y la densidad energética de la harina malteada de quinua (3,96 kcal/g). En estecaso, la harina malteada de quinua si tiene menor valor energético que la mezcla comercial,pero el efecto sobre la viscosidad hace que se pueda concentrar más la mezcla y conseguiraumentar dicho valor.

CONCLUSIONES

1) El rendimiento de la harina malteada de quinua disminuye con el incremento del tiempode germinado, debido principalmente al crecimiento de las raíces del grano que luego sonseparadas.

2) El tiempo de germinado influye en el efecto que tiene la harina malteada sobre laviscosidad aparente de una mezcla de cereales extruídos. Se determinó que el tiempoadecuado de germinación es de 24 horas a las condiciones pre-establecidas.

3) A mayor sustitución con harina malteada de quinua se obtiene menor viscosidad depapilla. Con sustitución del 5% se redujo la viscosidad en 73,4%, con un valor que seencontró dentro del rango de consistencia preferida por los niños (1000 a 3000 cp). Apartir de concentraciones del 10% las disminuciones en la viscosidad aparente tienenvalores menos significativos.

4) La disminución de la viscosidad aparente en las papillas con sustitución de harina malteadade quinua, se debe principalmente a la acción de las enzimas contenidas en tal harina.Existe un aumento del 62% de azúcares reductores en la papilla luego de 10 minutos depreparada con la adición de agua.

5) La disminución de la viscosidad aparente en una papilla, debido al uso de harina malteadade quinua, permite incluir en la mezcla mayores proporciones de materia seca, aumentan-do la densidad energética para una misma consistencia. Se puede también, para un mis-mo nivel energético, disminuir la cantidad de agua con la consecuente disminución delvolumen total de la ración sin cambiar la consistencia.

6) Para la mezcla de cereales extruidos utilizada como patrón, se logró aumentar ladensidad energética en 31,8% (1,55 kcal/g) con viscosidades cercanas a los 2 700 cp,y con una disminución de 32,8% en la cantidad de agua necesaria para su prepara-ción.

7) El uso de harina malteada de quinua como ingrediente en mezclas alimenticias tendráun efecto distinto sobre la viscosidad, dependiendo de la composición de cada mezcla.



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RESUMEN

El pecano es uno de los cultivos más tradicionales en el valle de Ica. Aunque su cultivodata de menos de un siglo, poco se ha estudiado sobre los incrementos estacionales de biomasay requerimientos nutricionales de la especie. Se condujo el presente experimento en un huertode pecanos cv Mahan de 18 años de edad ubicado sobre un suelo aluvial del valle de Ica paradeterminar el incremento estacional de biomasa en el pecano, así como las diferencias entrebrotes terminales fruteros y no fruteros en este incremento. Se seleccionaron 15 árboles dentrodel área experimental de 5 hectáreas y en ellos se marcaron un brote terminal frutero y otro nofrutero en cada punto cardinal. Los muestreos de biomasa producida se realizaron cada 20días midiéndose longitudes y pesos fresco y seco de cada órgano del brote terminal.

El tipo de brote terminal no influyó en la longitud, número de hojas, pesos fresco niseco del tallo. Los pesos fresco y seco de hojas en terminales no fruteros superaron a los determinales fruteros al momento de la cosecha. El peso total (fresco y seco) de terminalesfruteros superó significativamente al de terminales no fruteros, debido principalmente a lacontribución de los frutos.

El incremento en longitud y peso de los frutos muestran un comportamiento sigmoidaly la tendencia hacia una forma más ovalada. Investigaciones posteriores en un año de altaproducción son recomendables para resultados concluyentes.

ABSTRACT

Pecan is one of the most traditional crops in the Ica valley. Although it has beencultivated for less than a century, it has been scarcely studied about the seasonal increases ofits biomass and nutritional requirements. The present experiment was conducted in a pecan

1 Profesor Auxiliar, Departamento Académico de Suelos UNALM.2 Profesor Principal, Departamento Académico de Suelos UNALM.3 Ing. Agr. Ex Docente UNICA. Consultor en suelos y nutrición vegetal

INCREMENTO ESTACIONAL DE BIOMASA EN EL CULTIVO DEL PECANO[Carya illinoensis (Wangenh) C. Koch] cv Mahan

EN EL VALLE DE ICA

Sady García B.1 , Luis Tomassini V.2 y Luis García F.3

73

field testing 18-year old ‘Mahan’ pecan trees located on an alluvial soil in the Ica valley in orderto measure the seasonal increases on pecan’s biomass as well as the differences between fruitand fruitless shoots in these increases. Fifteen pecan trees were selected within an experimen-tal area of 5 hectares in the field. Both, a fruit and a fruitless shoots, were marked at eachcardinal point into the tree. The sampling of produced biomass were made each 20 days. Thelength and fresh and dry weight for each different organ in the shoot were measured.

The kind of shoot (fruit or fruitless) had no influence in the length, number of leavesneither in the fresh and dry weigth of stems in the shoots. The fresh and dry weigths of leavesin fruitless shoots were higher than in fruit shoots at harvest time. The total weigth (fresh anddry) in fruit shoots was higher than fruitless shoots, mainly due to the contribution of fruits to theweigth.

Fruit length and weight increases show a typically sigmoidal pattern and the trend tooval-shaped fruits. Further research in a high production year is recommended for concludingresults.

INTRODUCCIÓN

El pecano [Carya illinoensis (Wangenh) C. Koch] es uno de los cultivos más tradicio-nales en el valle de Ica. Aunque es un frutal caducifolio introducido en una época relativamentereciente, puesto que las plantaciones más antiguas en Ica se instalaron hace menos de unsiglo, se ha adaptado bastante bien a las condiciones climáticas del valle, donde ha encontra-do condiciones ecológicas favorables. Su cultivo se basa aún en técnicas empíricas, por lo quese requieren mayores conocimientos sobre el comportamiento fenológico del cultivo, su fertili-zación y nutrición mineral. Actualmente se concede especial énfasis a los análisis foliarescomo herramienta de diagnóstico del estado nutricional del huerto; sin embargo, para aplicaresta técnica en el cultivo del pecano en Ica, existe escasa información acerca de la biomasaestacional producida por la planta. Es esta escasez de información la que motiva el presentetrabajo experimental de campo con los objetivos de determinar el incremento estacional debiomasa en el pecano cv Mahan, y determinar las diferencias entre brotes terminales fruterosy no fruteros, así como de sus órganos respectivos en el incremento estacional.

En un suelo sin restricciones físicas, el árbol de pecano tiene un sistema radicularprofundo que puede alcanzar los 7 metros en planta adulta. Sus ramas laterales pueden alcan-zar una longitud de 24 metros y la altura de copa hasta 50 metros (Medina, 1993b). El tallo esleñoso, de corteza marrón rojiza, que se desprende en escamas. Presenta hojas pinnadas,con 9 a 19 foliolos lanceolados. El cultivar Mahan se caracteriza por árboles vigorosos de copaabierta, con follaje color verde claro y hojas de tamaño mediano generalmente con foliolos. Sele considera un cultivar precoz y con dicogamia protógina. La nuez es grande, oblonga, decáscara delgada y termina en punta en sus dos extremidades; su eje longitudinal es 2.8 vecesmayor que su diámetro. La almendra es de coloración castaño oscura. El porcentaje de semi-lla es de aproximadamente 52% (Medina, 1988).

El pecano es un frutal caducifolio. Durante el invierno deja caer totalmente sus hojas.Al comienzo de la primavera empieza el nuevo brotamiento. En plantas adultas y en produc-

INCREMENTO ESTACIONAL DE BIOMASA EN EL CULTIVO DEL PECANO[Carya illinoensis (Wangenh) C. Koch] cv Mahan EN EL VALLE DE ICA


ción, el nuevo brotamiento alcanza poco menos de un metro en el tallo principal y algunoscentímetros en ramas secundarias. En cada axila se presentan hasta cinco yemas (primaria,secundaria, etc.) de las cuales, dos desarrollan en dos a tres inflorescencias a manera deespigas con numerosas flores estaminadas, conocidas como amentos. El brote crecevegetativamente de 5 a 15 cm y forma en el ápice un racimo corto con 5 a 7 flores pistiladas,con dos ramillas estigmáticas muy carnosas. Las flores pistiladas casi siempre desarrollansobre brotes nacidos de una o dos yemas primarias que ocupan la posición más apical sobrela rama.

En el pecano, los amentos axilares se inician en el verano (para abrirse en la primaverasiguiente), mientras que las flores pistiladas se diferencian terminalmente en los brotes nuevosque crecen en la primavera. Esta última es una situación más similar a los árboles siempreverdesque a los caducifolios. En los años de alta producción los brotes son más largos y las hojasson más grandes, de manera tal que los árboles tienen una apariencia más robusta y sana; loopuesto ocurre durante los años de baja producción, de manera tal que los picos y bajas en loscrecimientos vegetativo y reproductivo están sincronizados. La consecuencia es un contenidobajo y alto de carbohidratos en las raíces en el invierno después de los años de producción altay baja, respectivamente (Monselise y Goldschmidt, 1982); las reservas de carbohidratos parael crecimiento y la floración derivan de la actividad del año previo (Davis y Sparks, 1974). Elpecano requiere de un período relativamente largo desde la plena floración hasta la madurez(cerca de 160 días), lo cual es nuevamente más similar a los siempreverdes que a los caducifolios.Debido al largo período de desarrollo del fruto, el tiempo desde la madurez hasta la defoliaciónes cerca de 40 días más corto que en otros árboles caducifolios. El tiempo de defoliación esmuy importante y la floración puede ser inhibida por una defoliación temprana.

En la campaña se producen tres ondas de caída de flores y frutos jóvenes. La primera,próxima al momento de la polinización (Sparks y Madden, 1985) consiste en la caída de floresfemeninas débiles, con pistilos no desarrollados, debida a veces al desarrollo imperfecto de laflor apical y la vecina (Sparks, 1988). Esto puede estar asociado con una cosecha importanteen el año anterior o a condiciones desfavorables de clima y suelos (Childers, 1982). La segun-da caída de pequeños frutos se produce debido a la falta de fecundación de los óvulos por poleninsuficiente en el momento de la polinización. La tercera caída ocurre más tarde, acontece enparticular en plantas muy cargadas con nueces y puede ser causada por el aborto del embrión(Sparks y Madden, 1985). Las deficiencias de agua o de nutrientes, también pueden tener suparte de responsabilidad en este fenómeno, así como el ataque de insectos o enfermedades(Childers, 1982).

Las nueces del pecano son producidas por el desarrollo de flores pistiladas nacidasterminalmente en racimos sobre madera del presente año, mientras que las flores estaminadasse producen en espigas o amentos sobre madera del año anterior (Wood y Payne, 1983). Enla nuez del pecano, la fertilización del óvulo no se realiza hasta transcurridas cinco a sietesemanas de la polinización y el embrión no se aprecia hasta después de la novena semana. Lapared dura de la nuez es esencialmente la pared del ovario y la cáscara se forma a partir delinvolucro. La semilla o embrión comienza a crecer rápidamente al transcurrir 12 semanasluego de la polinización y este proceso continúa por seis a ocho semanas más. Este períodode crecimiento rápido recién comienza cuando la pared casi ha llegado a su tamaño completo

75

y el tegumento de la semilla ha alcanzado el tamaño y la forma de grano maduro. El endosperma,que es casi la totalidad de la parte comestible y está dentro de la envoltura de la semilla, estácompuesto por sustancias de reserva (Childers, 1982). El requerimiento de reservas para laproducción de frutos es alto por la naturaleza de la semilla (de alto contenido de lípidos) y porel carácter tardío de su desarrollo (que se inicia cerca de 40 días antes de la madurez y 80 díasantes de la caída usual de hojas). Durante el corto período de desarrollo de la semilla, un frutogana cerca de las dos terceras partes del peso seco total obtenido desde la plena floraciónhasta la madurez (Monselise y Goldschmidt, 1982).

La cáscara puede no llenarse totalmente con la semilla si durante el período de creci-miento activo ocurren deficiencias de nutrientes o de agua, o bien si las hojas resultan inefica-ces o se realiza una cosecha muy abundante la campaña anterior (Medina, 1993a).

La raíz el principal órgano para la reserva de carbohidratos (Lockwood y Sparks, 1978b).Las sustancias formadas durante la fotosíntesis son dirigidas mayormente hacia los tejidos enformación, tales como hojas, brotes, e inflorescencias estaminadas y pistiladas. La traslocaciónde sustancias de reserva es principalmente acropétala; tiene una rápida tasa durante el iniciode la campaña y se hace progresivamente más lenta conforme ésta avanza. Los primerosórganos en formarse reciben la mayor cantidad de sustancias reservadas durante la campañaanterior, en tanto que los últimos tejidos reciben sustancias principalmente a partir de la foto-síntesis de la campaña en curso (Lockwood y Sparks, 1978a).


El trabajo experimental se realizó durante la campaña 1995-1996 en el huerto deproducción de pecanos del fundo “San Jorge” de la empresa PROAGRO S.A. (Cachiche, Ica).El suelo corresponde a un depósito aluvial reciente (Typic Ustifluvents) de la Consociación Ica;franco arenoso, profundo, bien drenado; ubicado en la planicie aluvial del valle. Como materialvegetal se emplearon plantas de pecano cv Mahan injertadas sobre el porta-injerto ‘Burkett’, de18 años de edad, en sistema de tresbolillo de 18 m. La dosis de fertilización empleada fue de280-185-190-70 (MgO) complementada con 4 Kg de zinc y 4 Kg de cobre, estos últimos enforma de sulfatos. El huerto fue regado por gravedad con agua subterránea ligeramente salina,calculándose el consumo de agua en 22000 m3/Ha/año y la eficiencia de riego en 50%.

Se delimitó un área de muestreo de aproximadamente 5 hectáreas, de plantas detamaño homogéneo, seleccionándose 15 de ellas, de similares desarrollo y diámetro de tron-co. En cada planta se marcó un terminal frutero y otro no frutero en los 4 puntos cardinalesluego del brotamiento. Cada 20 días se cortaron 5 terminales fruteros y 5 no fruteros a partir delpunto de inicio del brotamiento. Los muestreos se realizaron periódicamente hasta la forma-ción final de la cosecha. En cada muestreo se determinaron los siguientes parámetros:

1. Longitud del brote terminal: esta medición fue hecha desde la inserción del broteen la rama (punto de inicio del brotamiento) hasta el ápice de la hoja más extremaextendida.

2. Longitud del tallo del terminal: medición hecha luego de haber extraído las hojasdel terminal.



3. Número de hojas presentes por terminal: se separaron y contaron las hojas com-puestas presentes.

4. Peso fresco de hojas, tallo terminal e inflorescencias masculinas: en los termi-nales se pesaron separadamente las hojas formadas, el tallo principal del terminal ylas inflorescencias masculinas (amentos).

5. Peso seco de hojas, tallo terminal e inflorescencias masculinas: las porcionesde biomasa obtenidas anteriormente, se pesaron luego de secarse a una estufa, a 70ºC, y hasta peso constante.

6. Número de frutos por terminal: en cada terminal frutero, se separaron y contaronlos frutos formados a partir del cuajado.

7. Longitud y diámetro de frutos: estas mediciones se hicieron y anotaron en cadafruto obtenido de los terminales fruteros, obteniéndose el promedio para cada terminal.Se calculó la relación longitud/diámetro de los frutos, índice de la variación morfológicade los mismos, de acuerdo a la metodología seguida por Hu y Sparks (1990).

8. Peso fresco de frutos: se registró el peso de cada fruto obtenido de los terminalesfruteros y se obtuvo el promedio por terminal.

9. Peso seco de frutos: los frutos anteriores fueron llevados a una estufa a 70 ºC hastapeso constante, se anotaron estos pesos obteniéndose el peso promedio por terminal.

10. Rendimiento total: fue evaluado en el momento de la cosecha a partir de la producciónobtenida en el área seleccionada para los muestreos, determinándose asimismo elporcentaje en peso de las partes del fruto (pericarpio y semilla) al ocurrir la dehiscencia.

Los datos obtenidos en la determinación de los parámetros anteriores, fueron proce-sados para obtener promedios y variancias muestrales en cada momento de muestreo. Encada caso se comprobó la homogeneidad de variancias poblacionales entre los terminalesfruteros y no fruteros mediante una prueba F de Fisher, y se compararon las medias utilizandola prueba de comparación T de Student según las variancias hayan probado ser homogéneaso no. Los promedios de muestreo para parámetros biométricos fueron representados en curvaspara una mejor observación de la evolución de sus valores.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los brotes terminales, tanto fruteros como no fruteros, mostraron un comportamientomuy similar en su crecimiento, no existiendo diferencias significativas entre ambos tipos derama durante los muestreos. La longitud de los terminales se incrementa rápidamente hastalos 40 días después del brotamiento (ddb), momento en el cual se aprecia una disminución enla velocidad de crecimiento. Los terminales fruteros alcanzaron una longitud máxima de 54.2cm a los 60 ddb, en tanto que los terminales no fruteros alcanzan el máximo de 55.2 cm a los100 ddb. Luego que la máxima longitud es alcanzada, ésta permanece aproximadamenteconstante por el resto del período vegetativo, disminuyendo ligeramente en ambos terminales(Fig. Nº 1). Esta reducción de tamaño puede atribuirse a la menor homogeneidad del materialvegetal marcado hacia el final de la campaña.

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Fig Nº 1: LONGITUD DE BROTES TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240Días después del brotamiento

Long

itud

(cm

)

Terminales fruterosTerminales no fruteros

Fig Nº 2: LONGITUD DEL TALLO EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0

4

8

12

16

20


Long

itud

(cm

)

Terminales fruterosTerminales no fruteros



La longitud de los tallos en ambos brotes terminales no mostró diferenciasestadísticamente significativas para ningún momento de muestreo. Los tallos de ambos ter-minales tuvieron un rápido crecimiento durante los primeros 20 ddb. Las máximas longitudes delos tallos en terminales fruteros y no fruteros (17.5 cm y 17.2 cm respectivamente), se alcanza-ron a los 60 y 100 ddb, lo que coincide con las máximas longitudes alcanzadas por los termina-les (Fig. Nº 2). Ambas longitudes parecen ser independientes de la presencia de frutos.

El número de hojas por brote terminal también fue estadísticamente similar para am-bos tipos de rama. La expansión del mayor número de hojas en cada terminal ocurrió en losprimeros 20 ddb, incrementándose en los días siguientes y alcanzándose un valor máximo de11.0 hojas en terminales fruteros y 12.2 hojas en terminales no fruteros hacia los 80 y 160 ddbrespectivamente. Ese promedio en terminales no fruteros disminuyó hasta el momento de lacosecha. El número de hojas en terminales fruteros disminuyó a partir de los 140 ddb,alcanzándose un promedio mínimo de 6.2 hojas por terminal hacia el momento de cosecha(Fig. Nº 3).

El peso fresco de las hojas en ambos terminales se incrementó siguiendo una curvasigmoidal, rápidamente en los primeros 40 ddb y luego más lentamente hasta aproximadamente120 y 100 ddb en terminales fruteros y no fruteros respectivamente. Los pesos frescos máximosalcanzados fueron 50.2 g en terminales fruteros y 64.5 g en terminales no fruteros. Luego de los120 ddb se observó una disminución del peso seco de hojas en ambos terminales, alcanzándosevalores de 21.3 g en terminales fruteros y 38.5 g en terminales no fruteros (Fig. Nº 4). Losterminales no fruteros mostraron un mayor peso fresco de hojas durante toda esta etapa, sinembargo tal diferencia sólo fue significativa en el último momento de muestreo (220 ddb).

El peso fresco de los tallos en ambos tipos de terminal no mostró diferencias signifi-cativas durante la campaña de crecimiento en ningún momento de muestreo. Los tallos tuvie-ron una ganancia progresiva de peso durante el inicio del período vegetativo, alcanzando unpeso máximo de 6.4 g en terminales fruteros y 7.1 g en terminales no fruteros a los 120 y 100ddb, respectivamente. Luego de alcanzado el máximo peso se pudo apreciar una disminuciónen ambos tipos de terminales, la cual fue continua hasta el momento de la cosecha, cuandolos pesos frescos por tallo fueron de 4.1 g y 4.6 g para terminales fruteros y no fruterosrespectivamente (Fig. Nº 5).

Las inflorescencias masculinas o amentos se apreciaron como espigas simples ogrupos de 2 a 3 espigas de flores masculinas. Cabe señalar que su presencia fue efímera,apreciándose sólo durante el primer muestreo realizado 20 ddb; luego de este período, lasinflorescencias masculinas se marchitaron y desprendieron del terminal. Los terminales frute-ros no presentaron inflorescencias masculinas.

Las inflorescencias femeninas pudieron apreciarse en los terminales fruteros desde elprimer muestreo (20 ddb), pero debido a su bajo peso no pudieron ser registradas. La totalidadde los frutos formados, fue apreciable en el segundo muestreo (40 ddb) con un promediomáximo de 3.8 frutos por terminal, el cual se mantuvo aproximadamente constante durante elperíodo vegetativo, disminuyendo ligeramente a 3.2 frutos por terminal al momento de cose-cha. No se apreció una disminución drástica del número de frutos, lo cual indica que de haberocurrido una caída de flores, ésta ocurrió antes de los 40 ddb (Sparks y Madden, 1985). El

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Fig Nº 3: NÚMERO DE HOJAS POR BROTE TERMINAL

0

2

4

6

8

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12

14

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Días después del brotamiento

Núm

ero

de h

ojas

Terminales fruterosTerminales fruteros

Fig Nº 4: PESOS FRESCO Y SECO DE HOJAS EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0

10

20

30

40

50

60

70


Peso

(g) P. fresco term. fruteros

P. seco term. fruterosP. fresco term. no fruterosP. seco term. no fruteros



bajo número de frutos por terminal puede deberse a que el año correspondió a un ciclo de bajaproducción.

El crecimiento de los frutos mostró un comportamiento exponencial. El fruto ganópeso lentamente hasta los 80 ddb y posteriormente lo incrementó aceleradamente. Los frutosalcanzaron un peso fresco máximo de 145.4 g por terminal aproximadamente 180 ddb. El pesofresco disminuyó posteriormente, alcanzando un promedio de 107 g por terminal al momentode cosecha.

Tanto la longitud como el diámetro de los frutos mostraron un crecimiento sigmoidal.Ambos parámetros tuvieron un crecimiento acelerado hasta los 120 ddb y luego más lento hastael final de la campaña. Al momento de la cosecha los frutos alcanzaron una longitud máxima de7.4 cm, y un diámetro máximo de 3.8 cm, incluyendo el invólucro, la cáscara y la semilla.

Los pesos frescos totales de terminales fruteros y no fruteros se mantuvieron similaresdurante los primeros 100 ddb. El peso fresco de terminales fruteros superó significativamente al delos terminales no fruteros a partir de los 120 ddb, momento en el cual la ganancia de peso por partedel fruto incrementa el peso total del terminal. Posteriormente, los terminales fruteros muestran unincremento muy marcado en el peso fresco hasta los 200 ddb, en tanto que los terminales nofruteros disminuyen su peso fresco progresivamente hasta el final de la campaña (Fig. Nº 6).

El peso seco de las hojas siguió la misma tendencia que el peso fresco, pero con unincremento inicial más lento hasta los 80 ddb. Pesos secos máximos de 24.7 g en terminalesfruteros y 29.6 g en terminales no fruteros fueron alcanzados 120 y 100 ddb, respectivamente.El peso seco de hojas mostró una tendencia a la disminución luego del máximo alcanzado.Esta disminución fue más rápida en los terminales fruteros que en los no fruteros, alcanzandoun mínimo de 10.5 g y 18.6 g en terminales fruteros y no fruteros respectivamente, al momentode cosecha (Fig. Nº 4).

El peso seco de los tallos no mostró diferencias significativas entre ambos tipos derama. Los tallos de brotes terminales tuvieron una ganancia progresiva de peso seco conformetranscurrió el período vegetativo, alcanzando un peso máximo de 3.2 g en terminales fruteros y3.7 g en terminales no fruteros a los 100 ddb. Luego de alcanzado el máximo peso, se pudoapreciar una disminución en el mismo en ambos terminales hasta el momento de cosecha,cuando los pesos secos por tallo fueron de 2.1 g y 2.5 g para terminales fruteros y no fruterosrespectivamente (Fig. Nº 5).

El incremento de peso seco de los frutos muestra un comportamiento muy similar aldel peso fresco. Los frutos son notables a partir de los 40 ddb, el fruto posteriormente ganapeso lentamente hasta los 80 ddb para luego incrementar su peso aceleradamente. Los termi-nales fruteros alcanzaron un peso máximo de 51.9 g de frutos aproximadamente 200 ddb.Hacia el momento de cosecha, el peso seco disminuye hasta un promedio de 40.1 g de frutospor terminal.

El peso seco total en terminales fruteros y no fruteros fue similar durante los primeros100 ddb, diferenciándose aproximadamente a partir de los 120 ddb por el incremento de mate-ria seca por los terminales fruteros. Sin embargo, tal diferencia sólo arrojó diferencias significa-

81

Fig Nº 5: PESOS FRESCO Y SECO DE TALLOS EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240


Peso

(g)

P. fresco term. fruterosP. seco term. fruterosP. fresco term. no fruterosP. seco term. no fruteros

Fig Nº 6: PESOS FRESCO Y SECO TOTALES DE TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240


Peso

(g)

P. fresco term. fruterosP. seco term. fruterosP. fresco term. no fruterosP. seco term. no fruteros



tivas a partir de los 160 ddb, lo que parece indicar que la primera etapa de incremento de pesode los frutos corresponde a ganancia de agua. Posteriormente los terminales fruterosincrementaron su materia seca hasta los 200 ddb, pero en menor grado que el incremento depeso fresco, y finalmente se apreció una disminución en el peso total, lo cual puede correspon-der a la pérdida de materia seca por parte de las hojas. Los terminales no fruteros a partir delos 120 ddb también presentaron una disminución continua hasta la cosecha, de manera simi-lar a la que se observó en el peso fresco (Fig. Nº 6). Esto puede relacionarse con la traslocaciónde compuestos carbonados hacia frutos y órganos de reserva. La contribución del peso de losfrutos es determinante en las diferencias mostradas.

El rendimiento del campo experimental durante la campaña fue de 1768.8 Kg.Ha-1, loque equivale a 52.8 Kg.planta-1. Estos datos manifiestan la ocurrencia de un año de bajaproducción, puesto que en huertos de 18 años de edad es posible alcanzar rendimientos dehasta 3000 Kg.Ha-1. Las nueces presentaron un porcentaje de semilla de 60.5%, lo que indicaun adecuado llenado de nueces y bajo porcentaje de frutos vanos.

CONCLUSIONES

• La longitud de los brotes terminales, la longitud de los tallos en terminales, el número dehojas por brote terminal y los pesos fresco y seco del tallo parece ser parámetros indepen-dientes de la presencia de frutos en el terminal.

• El número de hojas por brote terminal es un parámetro definido a partir de la formación de yemas,lo cual puede apreciarse en el breve tiempo que tardan en desarrollarse la mayoría de hojas.

• La disminución del número de hojas por terminal hacia el final de la campaña puede deber-se a la caída de hojas posterior a la traslocación de fotosintatos hacia los frutos, con laconsecuente senescencia del follaje.

• Los pesos fresco y seco de hojas de terminales no fruteros superaron estadísticamente alos de terminales fruteros sólo en el momento de la cosecha, en el cual la caída de hojasredujeron dichos parámetros. La mayor disminución en la materia seca de hojas de termi-nales fruteros parece indicar que éstas contribuyen en mayor porcentaje a la ganancia depeso de los frutos.

• Las diferencias de peso total (fresco y seco) entre terminales fruteros y no fruteros puedenser atribuidas a la contribución de los frutos, que representan hasta el 80% del peso enterminales fruteros, en tanto que en terminales no fruteros, aproximadamente el 90% delpeso corresponde a las hojas.

• La longitud, diámetro, peso fresco y peso seco de los frutos, siguen curvas característica-mente sigmoidales, acelerándose en la etapa del llenado de semillas, las que representanla mayor parte del fruto. La relación longitud/diámetro de los frutos parece indicar la ten-dencia hacia frutos más ovalados hacia la cosecha.

• Los resultados obtenidos en el presente experimento corresponden a una campaña deproducción baja. Posteriores investigaciones son necesarias para comparar los presentesresultados en una campaña de alta producción y verificar si son similares.

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RESUMEN

El pecano es uno de los cultivos más tradicionales en el valle de Ica. Aunque su cultivodata de menos de un siglo, poco se ha estudiado sobre los incrementos estacionales de biomasay requerimientos nutricionales de la especie. Se condujo el presente experimento en un huertode pecanos cv Mahan de 18 años de edad ubicado sobre un suelo aluvial del valle de Ica paradeterminar la variación estacional de macronutrientes en hojas de pecano así como las diferenciasentre brotes terminales fruteros y no fruteros en tales concentraciones. Se seleccionaron 15árboles dentro del área experimental de 5 hectáreas y en ellos se marcaron un brote terminalfrutero y otro no frutero en cada punto cardinal para una investigación previa. Para la determinaciónde la concentración de nutrientes se tomaron cada 20 días muestras de hojas completas debrotes terminales fruteros y no fruteros no marcados en los mismos árboles en cada momentodel muestreo de biomasa. La concentración de nutrientes en los tres componentes del fruto:(involucro, cáscara y semilla) fue asimismo determinada para estimar la extracción anual por lacosecha.

De los elementos analizados, el nitrógeno fue el único que mostró diferencias deconcentración foliar entre terminales fruteros y no fruteros. El nitrógeno en terminales no fruterossuperó al de terminales fruteros al final de la campaña. Los elementos nitrógeno y fósforodisminuyeron su concentración foliar conforme avanzó la campaña; el potasio y el calcio laincrementaron, en tanto que el magnesio y azufre mantuvieron concentracionesaproximadamente similares durante todo el período vegetativo.

La cantidad de nutrientes extraída por la cosecha fue baja comparada con otros frutales;sin embargo, dado que el experimento se realizó en un año de baja producción, tal cantidadpuede ser inferior a la normalmente requerida. Posteriores investigaciones son necesarias paraafirmarlo.

1 Profesor Auxiliar, Departamento Académico de Suelos UNALM.2 Profesor Principal, Departamento Académico de Suelos UNALM.3 Ing. Agrónomo UNICA. Consultor en suelos y nutrición vegetal.

CURVAS DE CONCENTRACIÓN DE MACRONUTRIENTES EN RAMAS FRUTERASY NO FRUTERAS DEL PECANO [Carya illinoensis (Wangenh) C. Koch] cv Mahan

EN EL VALLE DE ICA

Sady García B.1 , Luis Tomassini V.2 y Luis García F.3

85

ABSTRACT

Pecan is one of the most traditional crops in the Ica valley. Although it has beencultivated for less than a century, it has been scarcely studied about the seasonal increasesof its biomass and nutritional requirements. The present experiment was conducted in apecan field testing 18-year old ‘Mahan’ pecan trees located on an alluvial soil in the Ica valleyin order to measure the seasonal variation in concentration of macronutrients in pecan leaves,as well as differences between fruit and fruitless shoots in such concentrations. Fifteen pe-can trees were selected within an experimental area of 5 hectares in the field. Both, a fruitand a fruitless shoots, were marked at each cardinal point into the tree for a previous re-search. Samples of complete leaves from non marked fruit and fruitless shoots from thesame trees were collected each 20 days at each time of biomass sampling for the determina-tion of nutrient concentration. The concentration of nutrients in the fruit components: (shuck,shell and kernel) was also measured for estimating the total uptake for the crop.

Within the analyzed elements, nitrogen was the only one that showed differences inleaf concentration between fruit and fruitless shoots. Nitrogen in leaves from fruitless shootshad a higher concentration than in fruit shoots by the end of the growing season. The ele-ments nitrogen and phosphorus progressively decreased in leaf concentration as the seasoncontinued. Potassium and calcium increased their concentrations, while magnesium andsulphur approximately maintained the same concentration during the whole vegetative stage.

The amount of nutrients taken up by the crop was relatively low as compared with otherfruit crops, nevertheless, as the present trial was conducted in a low production year, thisamount may be lower than that normally required. Further research is necessary to confirm thisstatement.

INTRODUCCIÓN

El pecano [Carya illinoensis (Wangenh) C. Koch] es uno de los cultivos mástradicionales en el valle de Ica. Aunque es un frutal caducifolio introducido en una épocarelativamente reciente, puesto que las plantaciones más antiguas en Ica se instalaron hacemenos de un siglo, se ha adaptado bastante bien a las condiciones climáticas del valle,donde ha encontrado condiciones ecológicas favorables. Su cultivo se basa aún en técnicasempíricas, por lo que se requieren mayores conocimientos sobre el comportamiento fenológicodel cultivo, su fertilización y nutrición mineral. Actualmente se concede especial énfasis alos análisis foliares como herramienta de diagnóstico capaz de determinar en que punto delbalance se encuentra el estado nutricional del huerto; sin embargo, para aplicar esta técnicaen el cultivo del pecano en Ica, existe escasa información acerca de la biomasa estacionalproducida por la planta. Es esta necesidad de información local la que motivó el presentetrabajo de investigación en campo con los objetivos de determinar la variación estacional enla concentración de nutrientes mayores en hojas de pecano cv Mahan, determinar diferenciasentre brotes terminales fruteros y no fruteros en tales concentraciones y determinar laextracción de macronutrientes por la cosecha.

Las concentraciones foliares de elementos esenciales de acuerdo a las normas de diag-nóstico DRIS para árboles de pecano con rendimientos mayores o iguales a 58 Kg/árbol, y las


EN EL VALLE DE ICA


propuestas por diversos autores se resumen en el Cuadro Nº 1. Cabe señalar sin embargo,que la metodología seguida por los autores para el muestreo foliar difiere de la frecuentemen-te empleada en nuestro medio, puesto que las muestras foliares consistieron de pares defoliolos medios de hojas intermedias de brotes expuestos (fuera de la copa del árbol), sinimportar si estos fueran fruteros o no; y a una altura aproximada de 6 a 8 metros sobre elsuelo (Worley, 1974).

Sparks (1975), en un ensayo empleando plantas de pecano ‘Farley’ de 9 años de edadcomparó los contenidos foliares de nutrientes en dos años diferentes, tomando las muestrasen la misma época; encontró que las concentraciones de nitrógeno, magnesio, boro, aluminioy molibdeno difirieron con los años.

Cuadro N° 1: Concentración de macro y micronutrientes en el follaje del pecano

etneirtuN nóicartnecnoC

SIRD amabalA ocixéMoveuN úreP

)1-gK.g(N 2.72 92-02 03-52 52-02

"P 04.1 3-2 9.1-2.1 6.1-0.1

"K 2.01 5.32-7.61 21-9 01-5

"aC 5.41 5.71-5.21 81-9 52-51

"gM 28.3 9.5-1.4 6-3 7-4

"S --- 6.2-8.1 5.1-0.1 4-5.1

)1-gK.gm(eF 4.98 432-661 052-05 052-06

"nM 423 392-802 006-001 006-003

"nZ 621 88-26 001-05 02-51

"uC 96.9 12-51 03-8 82-02

"oM 03.6 6.0-4.0 ---- ---

"B 1.04 07-05 002-05 003-051

"lA 0831 ---- --- ---

)1-gK.g(lC --- 7.4-3.3 --- 5.0-2.0

"aN --- 8.1-2.1 --- 5.0-1.0

Fuentes: Beverly y Worley (1992), Hagler et al (1980), Herrera (1998) y Cruzado (1977); respec-tivamente

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La época de muestreo parece ser crítica para el método empleado. La concentraciónde nutrientes de un foliolo dado cambia conforme avanza la temporada o el foliolo crece. Encondiciones del hemisferio norte, el nitrógeno es usualmente alto a inicios de la campaña,luego ocurre una tendencia a la disminución a partir de los 60 días del brotamiento (ddb), conuna caída muy aguda hacia los 120 ddb. La concentración de fósforo es inicialmente alta ydisminuye durante toda la campaña. En el zinc y el manganeso foliares también se han notadocambios drásticos durante la temporada, incrementándose agudamente entre los 80 y 120 ddb(Herrera, 1998).

La concentración foliar de nitrógeno por lo general es directamente proporcional a ladosis aplicada (Smith et al, 1985; Worley, 1990). Las aplicaciones de fertilizantes fosfatadoshan incrementado el P foliar, pero este último se ha correlacionado positiva, negativamente eincluso no ha correlacionado con el rendimiento en distintas investigaciones. La influencia dela aplicación de potasio en su contenido foliar y en el rendimiento también ha sido errática. Elcalcio foliar en plantas no fertilizadas se ha reportado inferior a las fertilizadas, no afectado porel tratamiento del cultivo, ni correlacionado con el rendimiento. Las aplicaciones de magnesiohan afectado el contenido de magnesio foliar, pero 3.4 mg.g-1 en las hojas parece ser suficien-te. El Mg foliar se redujo cuando se incrementó la aplicación de K, pero no correlacionó con elrendimiento por encima del rango de 4.6 – 6.3 mg.g-1 (Worley, 1974; 1994).

La extracción correspondiente al follaje es alta, comparada con la extracción de losfrutos, incluyendo al involucro, la cáscara y la semilla; sin embargo, al ser un caducifolio, elpecano retorna al suelo gran parte de los nutrientes extraídos. Si se le compara con otrosfrutales, la extracción de nutrientes por las nueces del pecano es baja. Cerca del 70% delcontenido total de elementos del fruto, retorna al suelo a través de los involucros o vainas. Apesar de su alto porcentaje de retorno, frecuentemente ocurren deficiencias de nitrógeno, potasio,magnesio y zinc en huertos de pecano. Incluso se han observado síntomas de una nutricióninadecuada en huertos abandonados y no cosechados. Esto sugiere que la cantidad de nutrientesextraída por la cosecha no es un buen indicador de la dosis de fertilizante a aplicar, ni permiteinferir necesariamente que el requerimiento de nutrientes por el pecano es bajo (Sparks, 1975).

El diagnóstico moderno de los problemas nutricionales utiliza el análisis del suelo y elanálisis foliar (Instituto de la potasa y el fósforo, 1993); sin embargo las relaciones entre loscontenidos foliares con los niveles de aplicación de fertilizantes, los niveles hallados en losanálisis de suelos, el rendimiento y el crecimiento, son complejas bajo condiciones de campo.Mayor investigación es siempre requerida para esclarecer tales relaciones.


El trabajo se realizó en el huerto de producción de pecanos del fundo “San Jorge” de laempresa PROAGRO S.A. (Cachiche, Ica). El suelo corresponde a un depósito aluvial reciente(Typic Ustifluvents) de la Consociación Ica, franco arenoso, profundo, bien drenado ubicado enla planicie aluvial del valle. Se emplearon plantas de pecano cv Mahan injertadas sobre el porta-injerto ‘Burkett’, de 18 años de edad, en sistema de tresbolillo de 18 m. La dosis de fertilizaciónempleada fue de 280-185-190-70(MgO) complementada con 4 Kg de zinc y 4 Kg de cobre,estos últimos en forma de sulfatos.


EN EL VALLE DE ICA


Se delimitó un área de muestreo de aproximadamente 5 hectáreas, de plantas detamaño homogéneo, seleccionándose 15 de ellas, de similares desarrollo y diámetro de tronco.En cada planta se marcó un terminal frutero y otro no frutero en los 4 puntos cardinales luego delbrotamiento para la determinación de parámetros biométricos. En las mismas 15 plantas sehicieron muestreos foliares en terminales fruteros y no fruteros cada 20 días sin considerar losterminales marcados. Se tomaron hojas del tercio medio del brote, generalmente entre la cuartay sexta hoja a partir del ápice del terminal. Con estas hojas se formaron dos muestras compues-tas de hojas de terminales fruteros y no fruteros. Las muestras fueron divididas en tres porcionespara el análisis químico. Las hojas colectadas fueron lavadas con agua corriente y enjuagadascon solución de HCl al 1% y con agua destilada siguiendo la metodología recomendada porSmith y Storey (1976); posteriormente fueron secadas a estufa a 70ºC, molidas y sometidas aanálisis químico de acuerdo a los procedimientos empleados por el Laboratorio de Análisis deSuelos, Aguas, Plantas y Fertilizantes de la UNALM, para la determinación del contenido delos elementos mayores: nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre.

Luego de la determinación del rendimiento total, que fue evaluado en el momento de lacosecha a partir de la producción obtenida en el área seleccionada para los demás muestreos,se determinó el contenido de elementos esenciales en los frutos (pericarpio y semilla) al ocurrirla dehiscencia, utilizándose los mismos métodos analíticos.

Los datos obtenidos en la determinación de la concentración de nutrientes, fueron pro-cesados para obtener promedios y variancias muestrales en cada momento de muestreo. Encada caso se comprobó la homogeneidad de variancias poblacionales entre los terminales frute-ros y no fruteros mediante una prueba F de Fisher, y se compararon las medias utilizando laprueba de comparación T de Student según las variancias hayan probado ser homogéneas o no.


1. Concentración de nutrientes:

La concentración de nitrógeno en el follaje de terminales fruteros y no fruteros fueestadísticamente similar durante la mayor parte del período vegetativo, mostrando diferen-cias significativas a los 40 ddb y entre los 160 a 200 ddb. El contenido de nitrógeno tanto enramas fruteras como no fruteras mostró una disminución progresiva conforme avanzó la tem-porada de crecimiento. Los valores más altos en ambos tipos de ramas se encontraron alinicio del brotamiento, donde la concentración foliar alcanzó 25.4 mg.g-1 y 27.1 mg.g-1 enramas fruteras y no fruteras respectivamente. Luego de este máximo, la concentración dis-minuyó en cada determinación hasta los 140 ddb, de manera similar en ambos tipos determinal. Durante los siguientes 80 días del período de crecimiento, las ramas fruteras mos-traron una disminución más pronunciada que las no fruteras, diferenciándose significativamente(Fig. Nº 1).

Las concentraciones foliares de nitrógeno encontradas en los terminales fruterosy no fruteros fueron similares a los encontrados por varios autores (Cuadro Nº 1) hastalos 140 ddb; la disminución posterior ubicó las concentraciones en el rango de deficien-cia, lo que indica una migración del nitrógeno desde las hojas hacia otros órganos de laplanta.

89

Fig. Nº 1: CONCENTRACIÓN FOLIAR DE NITRÓGENO EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

12,5

15,0

17,5

20,0

22,5

25,0

27,5

30,0

32,5

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240Días después del brotamiento

N (m

g.g-

1)

Term. fruterosTerm. no fruteros

Fig. Nº 2: CONCENTRACIÓN FOLIAR DE FÓSFORO EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


P (m

g.g-1

)



EN EL VALLE DE ICA


Las concentraciones de fósforo en hojas de terminales fruteros y no fruteros fueronestadísticamente similares para todos los momentos de muestreo excepto a los 200 ddb ymostraron una tendencia a la disminución progresiva durante la mayor parte de la campaña,aun cuando los valores fueron más uniformes que para el caso del nitrógeno. El fósforodisminuyó desde una concentración de 1.6 mg.g-1 hasta 0.8 mg.g-1 en terminales fruteros, ydesde 1.7 mg.g-1 hasta 0.9 mg.g-1 en los no fruteros. No se apreciaron diferencias entre ladisminución de la concentración de fósforo para ambos tipos de rama. La diferencia encon-trada a los 200 ddb: 0.8 mg.g-1 en ramas fruteras contra 1.2 mg.g-1 en no fruteras, puede seroriginada por un efecto de concentración como resultado de la pérdida de carbohidratos porlas hojas (Fig. Nº 2). La concentración foliar en terminales fruteros fue próxima al límite de0.8 mg.g-1 encontrado para la ocurrencia de síntomas de deficiencia de fósforo (Sparks,1998), lo que evidencia el movimiento del fósforo hacia otras partes de la planta, como frutosy tallos.

Los contenidos foliares de potasio en terminales fruteros y no fruteros no mos-traron diferencias significativas durante todo el período vegetativo. A diferencia de losdos nutrientes anteriores, la concentración de potasio en ambos terminales se incrementógradualmente conforme avanzó la campaña. Las concentraciones iniciales fueron de12.3 mg.g-1 y 10.4 mg.g-1 para ramas fruteras y no fruteras respectivamente, y seincrementaron hasta un máximo de 18.6 mg.g-1 y 17.0 mg.g-1 a los 140 y 180 ddb,respectivamente. Posteriormente se pareció un descenso en ambas ramas (Fig. Nº 3),lo cual puede relacionarse con la traslocación del elemento a otros órganos de la plan-ta como los involucros de los frutos. El potasio en ambos tipos de terminales tuvoconcentraciones foliares superiores a los reportados previamente como adecuados (VerCuadro Nº 1), a partir de los 60 días desde el inicio del brotamiento, lo cual puedeindicar que el elemento se encontró en el intervalo nutricional de consumo de lujo.

Al igual que en el caso del potasio, los contenidos foliares de calcio en ambostipos de terminal fueron estadísticamente similares durante toda la campaña de crecimien-to. La concentración de calcio en ambas ramas se incrementó gradual y continuamentedesde el brotamiento hasta la cosecha. Las hojas de ramas fruteras incrementaron suconcentración desde 12.6 mg.g-1 hasta 20.3 mg.g-1 en este período, en tanto que la con-centración en ramas no fruteras varió desde 14.0 mg.g-1 al inicio del brotamiento hasta 22.0mg.g-1 180 ddb, para luego disminuir hasta 18.4 mg.g-1 al final de la campaña (Fig. Nº 4).Estos resultados indican que ocurre una ganancia progresiva de calcio en los tejidos foliaresdel pecano conforme la rama madura. El calcio foliar en ambos tipos de terminal se ubicódentro de los rangos adecuados para el crecimiento óptimo durante casi toda la campañade crecimiento. La concentración foliar de calcio en terminales no fruteros se elevó porencima de estos rangos a los 180 ddb sin observarse desórdenes fisiológicos, lo cualpuede indicar que en el calcio también se presenta el consumo de lujo.

La concentración de magnesio en hojas de ramas fruteras y no fruteras mostróun comportamiento fluctuante durante la campaña, sin embargo no existieron diferen-cias estadísticas entre ambas para ningún momento de muestreo. Las concentracio-nes finales fueron ligeramente inferiores a las iniciales, lo que podría indicar una ten-dencia a la disminución, sin embargo estos valores disminuyeron y se incrementaron

91

Fig. Nº 3: CONCENTRACIÓN FOLIAR DE POTASIO EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

5,00

7,50

10,00

12,50

15,00

17,50

20,00

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240


K (m

g.g-1

)


Fig. Nº 4: CONCENTRACIÓN FOLIAR DE CALCIO EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00


Ca (m

g.g-1

)



EN EL VALLE DE ICA


alternativamente durante los muestreos. El magnesio disminuyó desde 2.8 mg.g-1 y 2.9mg.g-1 al inicio del brotamiento en terminales fruteros y no fruteros, hasta 1.6 mg.g-1 a los200 ddb, para luego incrementarse nuevamente hasta 2.6 mg.g-1 y 2.0 mg.g-1 al final de lacampaña, respectivamente (Fig. Nº 5).

El magnesio mostró concentraciones inferiores a las mencionadas como óptimas (verCuadro Nº 1) tanto en hojas de ramas fruteras y no fruteras. Los valores hallados fueron inferio-res incluso al límite de 4.0 mg.g-1 considerado como de alto requerimiento de fertilización(Herrera, 1998); sin embargo, la dosis de magnesio en la fertilización y la no presencia desíntomas de deficiencia parecen indicar que en condiciones del valle de Ica, la concentraciónfoliar requerida para un adecuado crecimiento es menor.

La concentración de azufre tampoco arrojó diferencias significativas entre terminalesfruteros y no fruteros durante la campaña de crecimiento. El contenido de azufre en ramasfruteras se incrementó desde 1.3 mg.g-1 al inicio del brotamiento hasta 1.8 mg.g-1 80 ddb.Posteriormente la concentración disminuye gradualmente hasta 1.1 mg.g-1 180 ddb, para recu-perarse a 1.3 mg.g-1 al final de la campaña. Este último incremento puede deberse a un efectode concentración como resultado de la pérdida de carbohidratos por parte del follaje. Las hojasde ramas no fruteras por su parte, mostraron una tendencia a la disminución desde el brotamiento(1.6 mg.g-1) hasta el final de la campaña (1.1 mg.g-1), período en el cual las concentracionesaumentaron y disminuyeron alternativamente (Fig. Nº 6). Dado que los rangos de variación dela concentración foliar de azufre son estrechos y que no existen diferencias entre ambos tiposde rama, se puede considerar que la concentración de azufre es constante en el tiempo. Laconcentración foliar del azufre en ambos tipos de terminal estuvo dentro del rango de suficien-cia (Herrera, 1998), durante todo el período vegetativo.

2. Extracción de nutrientes por la cosecha:

La magnitud de la extracción de nutrientes por los frutos de pecano para una cosechaen año de baja producción es menor que en otras especies frutales. La semilla presentó lamayor extracción de nitrógeno, fósforo, magnesio y azufre (Cuadro Nº 2). La cáscara es pobreen nutrientes, sin embargo extrajo aproximadamente 5.42 Kg de CaO durante la campaña, locual está en relación con la naturaleza suberificada de la misma. Otros nutrientes son muyescasamente requeridos por la cáscara. El involucro o pericarpio es muy extractivo en potasio,acumulando un promedio de 35 mg.g-1 de este elemento en la materia seca, lo cual representacerca de 26.01 Kg.Ha-1 de K2O, sin embargo los nutrientes extraídos por el pericarpio sonretornados al suelo durante la cosecha, puesto que estos se secan y se desprenden de lasnueces, descomponiéndose rápidamente en el suelo.

Las concentraciones obtenidas en el presente trabajo para elementos mayores sonaproximadamente la mitad de las obtenidas para trabajos similares en condiciones del hemis-ferio norte (Sparks, 1975). Para el caso de la cáscara, las concentraciones de nitrógeno,fósforo, calcio y magnesio fueron inferiores en tanto que las de potasio fueron similares. Lasemilla mostró concentraciones inferiores de fósforo, similares de magnesio y superiores denitrógeno, potasio y calcio, con respecto al mismo autor.

93

Fig. Nº 5: CONCENTRACIÓN FOLIAR DE MAGNESIO EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240


Mg

(mg.

g-1

)


Fig. Nº 6: CONCENTRACIÓN FOLIAR DE AZUFRE EN TERMINALES FRUTEROS Y NO FRUTEROS

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


S (m

g.g-1

)



EN EL VALLE DE ICA


Cuadro Nº 2: Cantidades de nutrientes extraídas y exportadas por la cosecha.

etneirtuN )1-aH.gK(adíartxedaditnaCadatropxedaditnaC

)1-aH.gK(

oipracireP aracsáC allimeS latoT

N 55.5 69.1 79.71 84.52 39.91

5O2P 11.1 71.0 75.4 58.5 47.4

O2K 10.62 78.2 36.6 15.53 05.9

OaC 10.5 24.5 27.1 51.21 41.7

OgM 20.1 14.0 65.1 99.2 79.1

3OS 24.1 96.0 06.1 17.3 92.2

CONCLUSIONES

• Los análisis foliares muestran que el nitrógeno y el fósforo presentan tendencias a dismi-nuir sus concentraciones conforme avanzó la campaña de crecimiento, lo cual evidencia latraslocación de estos elementos desde las hojas hacia los órganos de reserva como frutosy tallos.

• La hojas de terminales fruteros contribuyen en mayor proporción que las de terminales nofruteros en la reserva de nitrógeno y fósforo.

• El potasio y el calcio incrementaron sus concentraciones progresivamente. Esto puederelacionarse con una menor movilidad de los cationes en los tejidos foliares y menor de-manda del calcio por los frutos.

• El magnesio y azufre mantuvieron concentraciones fluctuantes pero aproximadamentesimilares durante la campaña de crecimiento sin mostrar tendencia a la disminución o alincremento, cabe señalar sin embargo, que dado que las concentraciones de estos ele-mentos son menores que en otros elementos estudiados, dichas diferencias son menosapreciables.

• La extracción de nutrientes por los frutos de pecano para el año del experimento fue baja,demandando aproximadamente 20 Kg.Ha-1 de nitrógeno, 4.7 Kg.Ha-1 de P2O5 y 9.5 Kg.Ha-

1 de K2O para un rendimiento de 1768.8 Kg.Ha-1de nueces.

• Los resultados obtenidos en el presente experimento corresponden a una campaña deproducción baja, por lo que las concentraciones foliares pueden diferir de aquellas obteni-das en un año de alta producción. Posterior investigación es necesaria a fin de compararlos presentes resultados en una campaña diferente y verificar que los comportamientosnutricionales sean similares.

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EN EL VALLE DE ICA


Martín Araujo Flores (1)* Raúl González Flores (2)*

RESUMEN

El principal objetivo del presente trabajo consiste en determinar las característicastecnológicas y de preservación de cuatro especies forestales nativas con posibilidades deuso para la elaboración de postes de transmisión aérea en la electrificación rural. Las espe-cies forestales estudiadas fueron “Chimicua” Pseudolmedia laevis, “Machimango” Eschweileratimbuchensis, “Quina Quina” Pouteria sp. y “Yutubanco” Casearia sp., con las cuales serealizaron ensayos mecánicos de ruptura a escala natural y ensayos de preservación porvacío – presión en autoclave con el uso de sales CCA tipo C. Dichos ensayos fueron realiza-dos de acuerdo a las Normas Técnicas Nacionales ITINTEC (actualmente INDECOPI) y lasNormas Internacionales AWPA, ANSI y ASTM.

Del análisis se obtuvo que las especies estudiadas son aptas para ser utilizadas enla elaboración de postes de transmisión de energía, clasificando a “Chimicua” y “Machimango”dentro del grupo C de resistencia mecánica, a “Yutubanco” dentro del grupo B y a “QuinaQuina” dentro del grupo A. Así mismo, “Chimicua” y “Machimango, son especies que alcan-zaron un buen nivel de absorción de preservante, y aunque las especies “Quina Quina” y“Yutubanco” no lograron alcanzar un buen nivel de absorción, es posible obtener mejoresresultados si se modifican las variables del tratamiento preservador, o si se realizan incisio-nes sobre la madera a tratar. Estos resultados nos muestran que es posible utilizar especiesforestales de los bosques naturales de la zona en estudio para los programas de electrifica-ción rural, lo cual representa una buena alternativa a la importación comercial de postespreservados.

CARACTERISTICAS MECANICAS Y DE PRESERVACION DE CUATRO ESPECIESFORESTALES DE PUCALLPA PARA POSTES

DE TRANSMISION ELECTRICA

(1)* Ing. Forestal Jefe de Prácticas del Departamento Académico de Industrias Forestales - UNALM.(2)* Ing. Forestal, Mg. Sc. Profesor Principal de la Facultad de Ciencias Forestales – UNALM.

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SUMMARY

The main objective of this project was to determinate the technological and preservationcharacteristics of four native forestry species to use them as energy transmission poles in ruralareas. The forestry species studied were “Chimicua” Pseudolmedia laevis, “Machimango”Eschweilera timbuchensis, “Quina Quina” Pouteria sp. and “Yutubanco” Casearia sp. whichwere submitted, in natural scale, to Tensile Strength Test until breakdown and PreservationTest by pressure process using CCA type C water-borne preservative. This rehearsals werecarried out according to the National Technical Standards ITINTEC (currently INDECOPI) andAWPA, ANSI and ASTM Standards.

The results obtained from the tests show that all the studied species are capable touse them as energy transmission poles. “Chimicua” and “Machimango” are classified in GroupC, “Yutubanco” is classified in Group B and “Quina Quina” is classified in Group A according toMechanical Resistance. Besides of that the preservation analysis showed that “Chimicua “and “Machimango” are species that present a good absorption level. Although “Quina Quina”and “Yutubanco” were not able to reach a good absorption level it is possible to obtain betterresults if the conditions of the preserving treatment are modified and if incisions in the surfaceof wood are made. These results indicate it is possible to use native species from natural forestfor using them in electrification programmes instead of importing preserved poles.

I. INTRODUCCION

Actualmente, existen en Pucallpa numerosas especies forestales que en su mayoríase utilizan en la industria del aserrío para su transformación mecánica y posteriorcomercialización. El aspecto de una utilización masiva de especies que por su desarrollovolumétrico no son importantes para el aserrío, pero que se les puede dar otros usos importan-tes, como el de postes de transmisión de energía, ayudaría enormemente a los planes demanejo y ordenación de bosques, lo que generaría mayores ingresos al maderero derivados dela comercialización y beneficios directos e indirectos a los usuarios.

Desde inicios de la década del 70, el Eucalipto ha sido la especie maderable que másse ha utilizado para la obtención de postes, debido a que la mayoría de trabajos de servicioseléctricos se han realizado en Sierra. Sin embargo, en el Plan de Electrificación Rural Nacio-nal actualmente vigente, prácticamente se ha agotado la posibilidad de obtener buenos postespreservados, debido a la masiva extracción de eucalipto y al no haberse realizado hasta hoyestudios de otras especies con el mismo propósito. Esta situación se agrava con la importa-ción de postes preservados de Estados Unidos, Chile y Canadá, desplazando al poste nacio-nal por el Pino (Pino Oregón y Pino Amarillo del Sur).

Se genera entonces la necesidad de introducir al mercado nuevas especies de losbosques tropicales que representen una alternativa a la importación de postes preservados. Elpresente estudio tiene como objetivo, determinar las características tecnológicas y de preser-vación de cuatro especies forestales con posibilidades de uso en postes de madera preservadapara líneas aéreas de conducción de energía, que puedan brindar un servicio técnico, económi-co y social.

CARACTERISTICAS MECANICAS Y DE PRESERVACION DE CUATRO ESPECIES FORESTALESDE PUCALLPA PARA POSTES DE TRANSMISION ELECTRICA


II. REVISION DE LITERATURA

El poste de madera se puede definir como una parte del fuste de un árbol sin corteza,obtenido mediante cortes transversales a éste (5). Los postes de madera, deben tener comoprincipales factores para la selección de especies: disponibilidad, cantidad, resistencia, peso,forma y fácil preservación (7). En servicio, actúan como elementos estructurales, sometidos acargas que dependen de los esfuerzos producidos por el peso de cables, el viento y otros queconstituyen la carga de trabajo (8).

La resistencia de éstos se puede ver afectada por factores como el contenido dehumedad (por debajo del punto de saturación de las fibras, a menor humedad mayor resisten-cia), la densidad (a mayor densidad, mayor resistencia) y los defectos presentes en la madera.También se puede considerar el ataque de agentes biológicos, duración de la carga, tempera-tura, ataque químico, entre otros (11).

Al aplicarse una fuerza en un elemento estructural se está generando un esfuerzoque puede producir una deformación. La flexión es un esfuerzo que se produce cuando lasfuerzas externas que actúan en un mismo plano son aplicadas perpendicularmente al eje deuna viga simple (16). La tendencia de una viga a fallar por flexión ocurre donde el momentoflexionante es máximo (14).

Uno de los principales factores involucrados en el diseño y uso económico de pos-tes para líneas de transmisión, es el valor de esfuerzo máximo de las fibras, para las diferen-tes especies (1). El método más usado para hallarlo consiste en que el poste instaladotrabaje como una viga voladiza empotrada en un solo extremo (método Cantilever). En elensayo se aplica el concepto de equilibrio de acción y reacción, en donde el momentoflector en el poste debe ser igual al momento resistente de la sección, que es igual al produc-to entre el módulo de la sección y el esfuerzo máximo a la flexión de la misma sección. Deésta manera se puede calcular el EMF.

De acuerdo a ITINTEC (10), las especies apropiadas para postes son clasificadasen 5 grupos, en base al esfuerzo máximo a la flexión de sus maderas en condición verde:

• Grupo A : Maderas con esfuerzo máximo de flexión superior a 800 kg / cm2

• Grupo B : Maderas con esfuerzo máximo de flexión entre 700 y 800 kg / cm2

• Grupo C : Maderas con esfuerzo máximo de flexión entre 600 y 700 kg / cm2

• Grupo D : Maderas con esfuerzo máximo de flexión entre 500 y 600 kg / cm2

• Grupo E : Maderas con esfuerzo máximo de flexión entre 400 y 500 kg / cm

Los preservantes son sustancias químicas que protegen a la madera de la acciónsimple o combinada de sus enemigos naturales, convirtiéndola en un material de larga dura-ción. Estos varían en naturaleza, eficacia y costo, por lo que en su elección se debe tener encuenta el uso al que se va a destinar, los métodos de aplicación y la vida útil que es requerida(8). Los preservantes más empleados en el Perú son las sales, que al emplearse en condicio-nes de humedad, precipitan al penetrar en la madera, quedando fijas en ella (13). Las principa-

99

les sales utilizadas como preservantes son las sales CCA (Cupro-Cromo-Arsenicales), siendoéstas las que predominan en el mercado, ya que son las más tóxicas (Factor óxido alto),existiendo tres tipos, de las cuales la sal tipo C es la mejor balanceada (11).

Los métodos de preservación con los que se pueden obtener mejores resultados, alpreservar postes de madera con sales CCA, son aquellos que aplican vacío y presión enautoclave. En nuestro país se emplea el proceso de Bethell o de célula llena (8).

Luego de realizar un tratamiento preservador es necesario controlar la eficacia deltratamiento, determinando la cantidad de preservante contenido en la madera. Esto se obtienemediante la determinación de: a) absorción, que es la cantidad de líquido preservador inyecta-do en la madera; b) Penetración, que es la profundidad que el preservante alcanza en la made-ra, se hace evidente con el uso de reactivos de coloración; y c) Retención, que es la cantidadde preservante retenida en la madera expresada en Kg/m3 de producto o de óxidos activos,obteniéndose mediante la aplicación de métodos químicos, espectrofotometría de absorciónatómica o espectroscopía de rayos X. Para lograr una protección efectiva de la madera puestaa la intemperie, se necesita una retención mínima de óxidos de sales CCA de 6.0 a 9.6 Kg/m3,con un Factor Oxido mínimo de 70% (11).

Los postes que se encuentran bajo condiciones de intemperismo son susceptibles aque se produzcan en ellos algunas grietas, pudiendo dejar en exposición a la madera, de lascapas más internas, que posiblemente no se encuentre preservada, originándose de elloataques de insectos o pudrición (8). El Eucalipto, que es la única madera normalizada en elPerú para el uso de postes, tiene un reducido porcentaje de albura, un duramen difícil detratar y una fuerte tendencia a rajarse y agrietarse (12).

III. MATERIALES Y METODOS

3.1 Lugar de ejecución:

El lugar de extracción se encuentra ubicado en el eje de la carretera Neshuya-Curimaná,en el Distrito de Irazola, perteneciente a la Provincia de Padre Abad, de la Región de Ucayali(15). Está localizado geográficamente entre los 8°24’ y los 8°36’ de LS y entre los 74°57’ y75°09’ de LO, a una altitud promedio de 300 m.s.n.m. (6). Los ensayos mecánicos y depreservación fueron realizados en las instalaciones de la empresa Comercial Industrial Maderera(CIMSA), ubicada en la ciudad de Pucallpa, provincia de Coronel Portillo, Región de Ucayali.

3.2 Equipos y Materiales:

• MotosierraTractor agrícola de 80 HP• Descortezadora• Equipo de ensayo de rotura indicado en la N.T.N. ITINTEC 251.023• Tecle manualAutoclave de preservación



• Estufa a 103°CMachetes.• Cintas de medición.• Madera de relleno (para fijar postes).• Preservante CCA Tipo Osmose K-33-C.• Reactivo de coloración Cromo Azurol S.• Densímetro, termómetro, otros.

3.3 Materia Prima:

Se utilizaron postes de madera pertenecientes a las clases 5 y 6 según la N.T.N.ITINTEC 251.022 sobre clasificación de Postes de transmisión, ya que son los que en laactualidad se utilizan para los trabajos de electrificación rural. Las especies ensayadas, con 6repeticiones cada una, fueron las siguientes:

Nombre común Nombre Científico Familia

“Chimicua” Pseudolmedia laevis Moraceae“Machimango” Eschweillera timbuchensis Lecythidaceae“Quina Quina” Pouteria sp. Sapotaceae“Yutubanco” Casearia sp. Flacourtaceae

3.4 Procedimiento:

El trabajo de campo se realizó en las parcelas de los agricultores asentados al margende la carretera Neshuya-Curimaná, contando con el apoyo logístico del ProyectoMADEBOSQUES de la Cámara Nacional Forestal. La extracción de los individuos se realizóde manera aleatoria, obteniéndose muestras botánicas para su identificación dendrológica enel herbario de la Facultad de ciencias Forestales de la UNALM.

En CIMSA, los postes fueron descortezados y despuntados a una longitud de 8 m y severificó el cumplimiento de los requisitos exigidos según ITINTEC (10). Los ensayos de roturase realizaron a un contenido de humedad superior al punto de saturación de las fibras. Lospostes se fijaron por su base en el banco de pruebas, con un largo de empotramiento de 1.40m, ubicando un apoyo metálico rodante a 4.5 m de distancia de la sección de empotramiento.Se colocó un cable a 0.30 m de la cabeza, intercalando a este un dinamómetro para registrarla carga aplicada. Se utilizó un tecle manual, el cuál se ubicó de acuerdo a los parámetros quemenciona ITINTEC (10). Luego, se procedió a la aplicación de la carga y al registro de lasdeformaciones, las cuales se tomaron cada 50 kg hasta la rotura del poste.

Con los datos obtenidos en este ensayo, se calcularon el Esfuerzo Máximo a la Flexiónen la sección de Falla (EMFF) y el Módulo de Elasticidad (MOE). Para poder designar losGrupos de resistencia a las especies ensayadas, es necesario analizar los resultados de EMFen la sección de falla y compararlos para poder saber qué especies se comportan mejor, para

101

el uso en postes de transmisión. Para saber si los resultados de las especies ensayadastienen diferencias significativas entre sí, se empleo un Diseño Estadístico Completamente alAzar (DCA), para ello se verificó la existencia de homogeneidad entre las varianzas, emplean-do la Prueba de Bartlett. Luego se realizó una Prueba de Comparación (Tuckey) para saberqué resultados son diferentes y cuales son superiores. Para el cálculo de éstas pruebas, sedecidió emplear un nivel de significación del 5 %, que es el más recomendado, teniendo encuenta que el número de muestras es pequeño (4).

Luego, de cada poste se extrajo una sección de 60 cm de longitud de la zona mediapara los ensayos de preservación. Así mismo, se extrajo un disco de 5 cm de espesor, a 30cm por debajo de la línea de tierra, para la determinación del contenido de humedad y ladensidad básica, con el apoyo de la Universidad Nacional de Ucayali (UNU). El contenido dehumedad se determinó con el método gravimétrico (diferencia de pesos), y la determinaciónde la densidad básica se obtuvo mediante el método indirecto por inmersión en agua enconcordancia con ITINTEC (10). También se extrajeron probetas para su identificación anató-mica en el Laboratorio de Anatomía de la Madera – UNALM.

El método de preservación empleado fue el de Vacío-Presión ó de Célula llena (10), elcual requiere que la madera posea un contenido de humedad entre 25 y 28%, por lo que lassecciones extraídas fueron sometidas a un secado artificial suave, hasta alcanzar el contenidode humedad requerido en la zona de albura. Posteriormente se determinó el volumen y el pesoinicial de la madera, antes de introducirla en el autoclave, para la determinación de la absorcióndel líquido preservador.

El preservante utilizado para la impregnación fue sal CCA-C OSMOSE K-33 con unfactor óxido de 72%, teniendo como elementos activos los siguientes:

Pentóxido de arsénico ..................... 24.5 %Oxido de cobre ..................... 13.3 %Acido cromico ................................. 34.2 %

Se determinó la concentración del preservante a 2.6 %, comparándose la densidad yla temperatura de la solución con la tabla de concentraciones de OSMOSE (13).

Terminado el proceso, se dejó la madera en reposo durante dos días, luego sedeterminó el peso de las secciones preservadas. También se extrajeron tarugos de 4 a 7cm de longitud con ayuda de un barreno forestal (ITINTEC 251.025) y rodajas de 5 cm deespesor para la determinación de la penetración. Para ello se aplico superficialmente elreactivo de coloración Cromo Azurol S y se midió el diámetro preservado de las seccio-nes, de acuerdo con ITINTEC (10). Asimismo, con los datos usados en penetración, sehalló la proporción de madera netamente preservada, permitiendo obtener un factor deconversión del volumen preservado para cada especie. Esto es necesario por que lapenetración del preservante y el tipo de ésta nos indica la dimensión del anillo de maderapreservada; de esta manera, podemos darnos cuenta si la especie es adecuada para eluso de postes.



Finalmente, el cálculo de la retención del preservante o Absorción Neta, se realizóconforme a ITINTEC (10), utilizando el método de diferencia de pesos y el volumen total de lassecciones tratadas.

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES

4.1 Contenido de Humedad (C.H.) y Densidad Básica (D.B.): Los resultadosse muestran por especies en el cuadro N°1. Se puede deducir, que todos los ensayos serealizaron con madera húmeda, ya que el contenido de humedad fluctúa entre 32.43 % y45.98%. Se puede ver además, que la densidad básica de las maderas ensayadas varíaentre 0.6 y 0.78; lo que significa que se trata de maderas de alta densidad. Al comparar laDensidad básica de la madera con el EMFF y el MOE, se puede observar que existe unarelación directa entre ellos; es decir que a mayor densidad de la madera, corresponde unmayor esfuerzo.

4.2 Esfuerzo Máximo a la Flexión (EMF): Los resultados en el cuadro N°1muestran el cálculo de Esfuerzo Máximo a la Flexión en la sección de Falla (EMFF), que esutilizado para la determinación del grupo, según ITINTEC (10).

Un poste en flexión, actúa como una viga voladiza empotrada en un extremo, a la cualse aplica una fuerza perpendicular en el extremo libre. La tendencia a fallar por flexión ocurredonde el momento flexionante es máximo (12). Teóricamente, esto debe suceder en la línea deempotramiento; pero en postes de madera de tamaño natural se presentan defectos y otrasvariaciones inherentes que pueden disminuir significativamente su resistencia en otro punto alo largo del poste, desplazándose la zona crítica. Esto no sucede en probetas libres de defec-tos, por lo que el empleo de piezas de madera de tamaño natural en el ensayo de flexión,asegura la obtención de resultados más reales.

Esto se puede comprobar, al comparar los resultados de los esfuerzos obtenidosen postes reales de tamaño natural en la zona de falla, con los obtenidos de ensayos enprobetas libres de defectos; como en el caso de “Machimango” que en postes reales seobtuvo EMF=830.88Kg/cm2 y MOE=94.13Tn/cm2, que son menores que los obtenidospor Aróstegui (3) en probetas: EMF=1029 Kg/cm2 y MOE= 173Tn/cm2. Sucede lo mismoen “Chimicua”, que en postes reales se obtuvo EMF=802.81Kg/cm2 y MOE=93.88Tn/cm2, que son menores a los obtenidos en probetas por Aróstegui (2): EMF=898Kg/cm2 yMOE=160Tn/cm2.

4.3 Módulo de Elasticidad (MOE): Los resultados se muestran en el cuadroN°1. Las especies ensayadas presentaron un MOE bastante aceptable para la utilización depostes, encontrándose dentro de los límites requeridos para madera estructural que proponeHaygreen y Bowyer (9) que son de 35 y 196 Tn/cm2. Esto se entiende debido a que los postessoportan el peso del cableado, que en algunos tramos de las redes son largos, y es necesarioque tengan alta rigidez, pero que ésta no se exceda del límite superior recomendado, ya queno se permitiría una mayor distancia entre postes y una mayor holgura por flexión debido a ladilatación de los cables por acción de los cambios de temperatura y movimientos causadospor vientos o actividad sísmica.

103

4.4 Análisis Estadístico: A continuación, se presentan los resultados obtenidosdel modelo estadístico aplicado, según lo expuesto en la metodología.

Prueba de Barlet: El valor de c2 cal = 0.23 menor que c2 tab = 7.815, entonces sepuede decir que existen evidencias estadísticas suficientes para afirmar que las cuatro espe-cies en estudio tienen variancias similares para un nivel de significación del 5 %. Conociendoesta información podemos aplicar el Diseño experimental.

Diseño Completamente al Azar: Del análisis de varianza, para los valores de EMF, quese presenta en el cuadro N° 2, se observa que el F calculado = 5.27 es mayor que el Ftabular (3,20) = 3.10; entonces, se puede decir que existen evidencias estadísticas paraafirmar, con un nivel de significación del 5 %, que al menos uno de los tratamientos difierede los demás. Por ello es necesario saber que tratamientos son diferentes.

Prueba de Comparación de Tuckey: En el cuadro Nº 3 se compara la resultante de ladiferencia entre los promedios - con el A L S tabular, y se puede decir que se encuentrandiferencias significativas entre los promedios de los tratamientos T1 y T4 y entre los trata-mientos T2 y T4. Además, no se encuentran diferencias significativas entre los promedios delos tratamientos T1 y T2, entre los tratamientos T1 y T3, entre los tratamientos T2 y T3 yentre los tratamientos T4 y T3. Esto significa que los esfuerzos obtenidos en "Quina Quina"son superiores a los esfuerzos obtenidos en "Chimicua" y en "Machimango", consideradossimilares; y los esfuerzos obtenidos en "Yutubanco" pueden representar a todas las espe-cies empleadas en el estudio. Pero, por razones técnicas de seguridad, se tomó el menorvalor de los esfuerzos para clasificar a las especies dentro de los grupos comerciales, deacuerdo con lo establecido por las Normas ITINTEC, como sucedió en el caso de E. globulusy E. viminalis, que son las únicas especies normalizadas para el uso en postes de madera.

Cuadro N° 2: Análisis de Variancia (ANVA) para EMFF.

Cuadro N° 1: Ensayos Físicos y Mecánicos

ESPECIE

% C.H.

D.B (gr/cc)

EMFF (kg/cm2)

MOE (kg/cm2)

GRUPO

CHIMICUA MACHIMANGO QUINA QUINA YUTUBANCO

34.03 45.98 32.43 41.21

0.60 0.63 0.78 0.63

802.81 830.88 1054.52 909.25

93882.22 94133.82 153296.34 117271.35

C C A B

F.V. G.L. S.C. C.M. F.cal. F.tab.

Trat. 3 229226.08 76408.69 5.27 3.10

Error 20 289822.92 14491.15

Total 23 519049.00



Cuadro N° 3: Comparación de promedios entre tratamientos

Tratamientos .Yi - .Yj A L S (tab)

T4 – T3 T4 – T2

T4 – T1

T3 – T2 T3 – T1

T2 – T1

145.34 223.71

251.78

78.37 106.44

28.07

194.61 194.61

194.61

194.61 194.61

194.61

Penetración y Retención del preservante: Los resultados se presentan en el cuadroN° 4. En las especies ensayadas se observa que el anillo protector es mayor que lo que sepuede lograr en Eucalipto según Koppers (12), ya que el anillo preservador tiene menoresposibilidades de interrumpirse, por tener menor tendencia a rajarse y agrietarse, y más de5 cm de anillo preservado, a excepción de “Yutubanco” que presentó 0.7 cm de anillopreservado.

Se puede observar además, que se han obtenido dos valores de retención para cadaespecie: retención en función al volumen total de la madera tratada (Vtp.) y retención enfunción a la madera netamente preservada (Vnp). En cuanto a la retención de la maderanetamente preservada, se observa que la retención en “Chimicua” es de 10.26 Kg/m3 y en“Machimango” es de 8.06 Kg/m3, estando estas dos especies en el rango de retenciónrecomendable para postes (AWPA) que es de 6 a 9.6 Kg/m3. Sucede lo contrario con “QuinaQuina” que solo logró una retención promedio de 5.01 Kg/m3. En el caso de “Yutubanco”, noes posible analizar el valor de retención de la madera netamente preservada, ya que estemétodo pierde validez cuando la distribución del preservante es dispersa en la madera, por loque solo analizamos el resultado de retención del volumen total de madera que es de 5.25kg/m3, lo que significa que es una madera de difícil preservación para las condiciones utiliza-das en el proceso (Concentración de preservante, Presión aplicada en Autoclave y Tiempode duración). La retención del preservante se puede aumentar al modificar las condicionesdel proceso preservador.

Cuadro N° 4: Ensayos de Preservación

Especie

Penetración

(cm)

Tipo de Penetración Factor de

Conversión

Retención Vtp.

(kg/cm2)

Retención Vnp.

(kg/cm2)

HIMICUA

MACHIMANGO

UINA QUINA

UTUBANCO

5.0

5.0

5.7

0.7

Total Regular

Parcial Irregular

Parcial Irregular

Parcial Regular

7.91

5.77

4.12

5.25

1.31

1.43

1.22

-

10.26

8.06

5.01

-

105

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

• Las maderas estudiadas poseen una densidad básica promedio que va desde 0.6 g/cm3

en “Chimicua” a 0.78 g/cm3 en “Quina Quina”, clasificándose como maderas de densidadalta.

• Las cuatro especies estudiadas cumplen con los requisitos mecánicos para ser usadoscomo postes de madera. Estos se clasifican en grupos de resistencia, según ITINTEC251.022, como sigue:

. “Chimicua” Pseudolmedia laevis : GRUPO C

. “Machimango” Eschweilera timbuchensis : GRUPO C

. “Quina Quina” Pouteria sp. : GRUPO A

. “Yutubanco” Casearia sp. : GRUPO B

• Existen evidencias estadísticas para afirmar que los esfuerzos obtenidos en “Yutubanco”pueden representar a todas las especies empleadas en el estudio; es decir, puede serequivalente en uso a las demás, si es correctamente preservada.

• El Módulo de Elasticidad (MOE) nos indica que las especies ensayadas poseen un gradode rigidez aceptable dentro de lo recomendado para maderas estructurales, siendo “Qui-na Quina” la especie que posee mayor rigidez con respecto a las demás, siguiendo enese orden, “Yutubanco” , “Machimango” y “Chimicua”.

• La especie “Quina Quina” logró mayor penetración con 5.7 cm, en “Chimicua” se observóun anillo de 5 cm de penetración y en “machimango” se observó un anillo de 5 cm depenetración. Estos resultados son adecuados para el uso de postes bajo condiciones deintemperismo; mas no sucede lo mismo con el “Yutubanco” donde se observó un anillopromedio de 0.7 cm de penetración, bajo las condiciones empleadas en la presenteinvestigación.

• “Chimicua” y “Machimango, son especies que presentan un buen nivel de retención, en-contrándose dentro del rango recomendado por AWPA, sin embargo las especies de“Quina Quina” y “Yutubanco” no pudieron alcanzar este rango bajo las condiciones em-pleadas en el presente ensayo.

• Sobre las especies “Quina Quina” y “Yutubanco”, para obtener una mayor retención depreservante, se recomienda aumentar la concentración del preservante y el rango depresión a utilizar en Autoclave. Si no se obtiene una mayor retención, se pueden hacerincisiones antes de preservar la madera.

• Es necesario continuar estudiando especies del bosque tropical para poder tener mayo-res alternativas de uso, con respecto a los productos de la madera que son importados.



En esta labor, es importante solicitar el apoyo de la empresa privada, que a mediano,sería beneficiada.

• Dada la antigüedad de Las Normas Técnicas Nacionales ITINTEC (actualmente INDECOPI)para postes de madera, que fueron aprobadas en el año 1976, se hace necesaria unarevisión de cada una de ellas, indicando cuales son los fundamentos teóricos aplicadosen la realización de las normas.

IV. BIBLIOGRAFIA

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RESUMEN

Se realizó el estudio de los suelos en los sitios donde crecían los mejores árboles decaoba (Swietenia macrophylla King) encontrados en la cuenca alta del río Purús, provincia dePurús, departamento de Ucayali. Estos sitios se localizaron en el gran paisaje colinoso, concolinas de laderas cortas y largas y con pendientes entre 13 y 80%.

Los suelos presentaban distinto grado de desarrollo: poco evolucionados, de inci-piente desarrollo y moderadamente desarrollados, mostrando siempre una delgada capaorgánica sobre la superficie, producto de las hojas y demás residuos orgánicos que caían alsuelo. Las principales características de los suelos fueron las siguientes: moderadamenteprofundos a profundos, fertilidad química media a baja, reacción muy fuertemente ácida aligeramente ácida, baja acidez cambiable, texturas franco arenosa y arcillosa y drenajemoderado a bueno.

ABSTRACT

A soil survey was carried out in the high basin of Purus river, in the province of Purus,department of Ucayali. in the sites where the best trees of mahogany (Swietenia macrophyllaKing) grew. These sites were located in hills with short and long slopes, having gradientsbetween 13 and 80%.

The soils exhibited different state of development, since recently formed, includingslightly developed until moderately developed, showing in all the cases a thin organic layer overthe soil surface, product of the leaves and other organic debris that fell on the soil. The maincharacterictics of these soils were: moderately deep to deep, intermediate to low chemicalfertility, very strongly to slightly acid , low exchangeable acidity, sandy loam and clayey tex-tures and moderate to somewhat excessive drainage.

CARACTERIZACION DE SUELOS EN AREAS CON PRESENCIA DE CAOBA(Swietenia macrophylla King) AL ESTADO NATURAL EN EL ALTO PURUS1

Julio César Nazario Ríos1

1 Ing. M.Sc. Julio Nazario Ríos. Profesor Auxiliar a D.E. Dpto. Académico de Suelos.

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INTRODUCCION

La cuenca alta del río Purús en el departamento de Ucayali es una de las últimaszonas en el Perú donde aún se pueden hallar árboles de caoba (Swietenia macrophylla King).Sin embargo, sólo algunos árboles crecen satisfactoriamente, dependiendo de la calidad delsitio.

Como todo ser vivo, las plantas prefieren determinados ambientes para un mejor creci-miento y desarrollo, los cuales para los árboles se denominan sitios; por ello, es importanteevaluar la calidad del sitio y así establecer cuáles son los mejores ambientes para el creci-miento de las especies forestales, en este caso de la caoba.

Uno de los componentes del sitio forestal es el recurso suelo. Este es el medio naturaldonde crecen las plantas, estando dentro de sus funciones ser soporte físico y proporcionarlesnutrientes. Su estudio apropiado, tanto interno como externamente, así como su análisis físi-co-químico, permiten realizar su caracterización. En este trabajo de investigación se evaluaronlos suelos de los mejores árboles de caoba encontrados en el área de estudio.

Por todo lo expuesto, el objetivo establecido en el presente trabajo fue la caracteriza-ción de los suelos donde crecían árboles de caoba de buen vigor y desarrollo.

REVISIÓN DE LITERATURA

De la revisión efectuada se infiere que la caoba crece en una diversidad de suelos bajocondiciones de trópico húmedo (Lamb (1966); Cárdenas y Vásquez (1987); Mayhew (1998)).Sin embargo, se puede concluir que esta especie prospera bien en suelos de buen drenaje,fértiles y de textura variable, tal como lo menciona Fiona que, citado por Cárdenas y Vásquez(1987), señala que la caoba crece mejor en suelos fértiles, ligeramente pesados y con aguafreática disponible a sus raíces; asimismo Esponera, también citado por Cárdenas y Vásquez(1987) indica como condición óptima de desarrollo de la especie, suelos fértiles con buendrenaje interno y externo, así como un rango de pH entre 6,9 y 7,7; rangos de pH neutros abásicos también son considerados como óptimos por Webb et al. citados por Mayhew (1998),quien además remarca que la caoba puede crecer satisfactoriamente en suelos ácidos pero sintoxicidad de aluminio. Cárdenas y Vásquez (1987) consideran que suelos de textura francoarenosa o arcillosa y estructura granular como los más apropiados para esta especie; por otrolado, que prefiere las pendientes de montañas húmedas y bien drenadas y suelos aluvialespermeables. (Perú Forestal No.1: 10-11), y los suelos húmedos, ricos pero ligeros, arenosos,drenados a lo largo de los cursos de agua (Xilema 1:13). Lamb (1966) señala que los suelosdonde la caoba alcanza su máximo desarrollo son profunfos bien drenados, fértiles, que mantie-nen un adecuado suministro de humedad la mayor parte del año y de reacción neutra a básica.

MATERIALES Y METODOS

La zona de estudio se encontraba ubicada en el distrito de Purús, provincia del mismonombre, departamento de Ucayali, a una altura comprendida entre 260 y 380 metros sobre elnivel del mar, aguas arriba de la confluencia del río Alto Purús con el río Cocama.



Se distinguieron dos grandes paisajes fisiográficos: el gran paisaje de planicie y elgran paisaje colinoso. El primero se hallaba a ambas márgenes del río Alto Purús y en ciertasquebradas, caracterizándose por presentar relieve plano a ligeramente ondulado. El gran pai-saje colinoso, que litológicamente se hallaba constituido por areniscas, rocas arcillosas y enciertos casos limolitas, se encontraba en el resto del área de estudio, estando constituido porcolinas bajas de pendientes suaves a fuertes, lomadas y valles intercolinosos. Sólo se evalua-ron sitios del gran paisaje colinoso.

Materiales

En el campo se utilizaron tarjetas de identificación de perfiles, bolsas de plásticos,wincha, picota de geólogo, tabla de colores de suelos Munsell, lampa, pico, clinómetro einstrumento de sistema de posicionamiento global (GPS)

Como materiales cartográficos, se trabajó con un mapa fisiográfico de escala 1:50000,mapa geológico y la carta nacional del cuadrángulo Balta de escala 1:100000. Asimismo, enlaboratorio, los materiales y equipos necesarios para realizar análisis de caracterización de suelos.

Metodología

Para la ejecución del presente trabajo, se siguieron tres fases: fase de campo, fase delaboratorio y fase de gabinete.

La zona de estudio constaba de cinco núcleos de 200 hectáreas cada uno, los cualesse delimitaron en función a la presencia de individuos de caoba (Swietenia macrophylla King)en trabajos realizados con anterioridad.

La fase de campo se realizó durante el mes de julio del año 2001. En esta fase seinspeccionaron todos los árboles de caoba en cada núcleo, analizando el ingeniero forestalresponsable del estudio características de vigor, crecimiento, sanidad, etc. de cada árbol.Una vez seleccionados cuáles eran los mejores árboles, se procedía a hacer un estudio delsuelo por medio de calicatas. En total, se abrieron nueve calicatas.

Las calicatas fueron hoyos de 1 m de ancho por 1,20 m de largo y profundidadvariable. Se georreferenciaron con la ayuda de un instrumento portátil de Sistema de posicio-namiento Global (GPS), permitiendo ubicarlas en el mapa con sus coordenadas geográficasrespectivas. Además, con la ayuda de un clinómetro, se determinó la pendiente del sitio.

En las paredes de cada calicata se analizó y describió el perfil del suelo a través desus horizontes genéticos que son estratos más o menos paralelos a la superficie del terreno.A cada horizonte se le asignó una o dos letras mayúsculas y en casos especiales un subíndicey número, según las características que mostraba. Las propiedades que se analizaron encampo fueron: profundidad, color, estructura, moteado, presencia de fragmentos gruesos,consistencia, raíces, límite de horizonte, drenaje, permeabilidad y napa freática. Luego setomaron muestras de suelo de los horizontes representativos para llevarlos al laboratorio yser analizados.

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En el laboratorio se analizaron la textura por el método del hidrómetro, la conductividadeléctrica y la reacción (pH) en el extracto de relación suelo-agua 1:1, calcáreo total por elmétodo gasovolumétrico, materia orgánica por el método de Walkley y Black, fósforo disponi-ble por el método de Olsen modificado y potasio disponible en el extractor acetato de amonio1N pH. Asimismo, la capacidad de intercambio catiónico total por el método del acetato deamonio 1N pH 7, los cationes cambiables calcio, magnesio, potasio y sodio en elespectrofotómetro de absorción atómica y la acidez cambiable por el método de Yuan (extractorcloruro de potasio 1N)

En gabinete se realizó la interpretación de los resultados de campo y de los análi-sis tomando como base el “Soil Survey Manual” (1993), el “Field Book for describing andsampling soils”(1998) y las características ecogeográficas del lugar. Asimismo, la clasifi-cación natural de los suelos se efectuó siguiendo las pautas establecidas por “Keys toSoil Taxonomy” del 2003.

RESULTADOS Y DISCUSION

Descripción de los suelos de los sitios evaluados

En el cuadro 1 se muestra la clasificación taxonómica de los suelos evaluados, según elSoil Taxonomy del año 2003; asimismo, en el cuadro 2 se presentan los análisis de caracteriza-ción de los suelos y en el cuadro 3 las características generales. Debe mencionarse que en losnúcleos 1, 3, 4 y 5 se realizó sólo una calicata y en el núcleo 2 se describieron cinco, en razónde la mayor presencia de mejores árboles de caoba. En el Cuadro 2 se observa que todos lossuelos fueron no salinos (CE menor de 4 dS/m), sin presencia de carbonatos y sin problemasde sodio cambiable (Porcentaje de sodio cambiable menor de 15)

Núcleo 1

Representado por el perfil 1. Presentó un perfil Oe-A-Bt1-Bt2-C, perteneciente al subgrupoTypic Hapludalfs de la clasificación Soil Taxonomy. Se encontraba ubicado en una ladera depaisaje colinoso, de relieve empinado y de pendiente 60%.

El horizonte O era de sólo 3 cm de espesor y estaba constituido por materiales orgá-nicos en diferente estado descomposición, principalmente de nivel medio. Presentaba un in-cremento del porcentaje de arcilla con la profundidad, siendo sus texturas franco arcillosa yarcillosa. Sólo el horizonte A exhibía estructura granular y los inferiores bloques angulares,apreciándose que la consistencia se volvía más firme con la profundidad debido al incrementode arcilla. Se observó poca presencia de raíces en todo el perfil, predominando las finas ygruesas. Como todo los suelos evaluados, los horizontes O y A fueron los más oscuros enrazón del mayor nivel de materia orgánica (negro el O y pardo el A), mientras que los horizon-tes Bt fueron pardos amarillento oscuros.

Con respecto a las propiedades químicas (Cuadro 2), este suelo exhibió una reac-ción moderadamente a fuertemente ácida (pH: 5,8 a 5,5), con niveles muy bajos a mediosde fósforo disponible (2,5 a 9 ppm) y crecientes de potasio disponible (65 a 311 ppm),



desde el nivel bajo hasta el alto con la profundidad. La capacidad de intercambio catiónico(CIC) que representa la fertilidad potencial de un suelo fue media a alta (21,7 a 25,1 me/100g), con altas concentraciones de calcio (17 a 21 me/100g) y magnesio cambiables (3,3a 4,4 me/100g) encontrándose la acidez cambiable (aluminio más hidrógeno) en nivelesmuy bajos (menor a 1%), no tóxicos. Los altos niveles de magnesio podrían afectar, porantagonismo, la absorción de calcio y potasio en los horizontes Bt. El contenido de mate-ria orgánica decreció con la profundidad, desde un nivel medio en el horizonte A (2,7%) aniveles bajos en los horizontes inferiores (0,9%), consecuencia de la mayor acumulaciónde materiales orgánicos en la superficie. La fertilidad química de este suelo fue media.

La permeabilidad era moderadamente lenta a lenta en el perfil pero el drenaje eramoderado a bueno (Cuadro 3) debido a la posición fisiográfica y pendiente del sitio.

Núcleo 2

En este núcleo se hicieron cinco calicatas.

Primer sitio

Definido por el perfil 2 . Se trataba de un suelo de escaso desarrollo genético con unperfil Oe-A-AC-C, sobre un paisaje colinoso, de pendiente menor a 20%, pero el resto de laladera tenía pendientes mayores. Taxonómicamente, pertenecía al subgrupo Haplic Udarents.

El horizonte O era de 5 cm de espesor, constituido por materiales moderadamentedescompuestos y de color negro, bastante permeable, permitiendo una adecuada infiltracióndel agua.

Los horizontes minerales eran de textura franco arenosa (Cuadro 2), buena airea-ción, y adecuada retención de agua mayormente en A y AC debido a la estructura granularde estos horizontes. El horizonte C no presentaba estructura y era de consistencia suelta.En los dos primeros horizontes se observaron raíces finas y gruesas en cantidades medias,en cambio en C la proliferación de raíces era baja, y sólo del tipo gruesa. Este suelo fue elque exhibió el color más oscuro de todos los evaluados, pardo oscuro a pardo en todo elperfil.

Según lo observado en el Cuadro 2, era de reacción moderadamente a fuertemen-te ácida (pH: 5,9 a 5,2). Los niveles de materia orgánica (menor de 2%) y potasio dispo-nible (menor de 100 ppm) fueron bajos, disminuyendo con la profundidad y los de fósforodisponible (menor de 7 ppm) si bien también eran bajos se observó un ligero incrementoen el último horizonte. La CIC fue baja (entre 8 y 12 me/100g) como consecuencia de losbajos niveles de arcilla, materia orgánica y pH, no existiendo antagonismo entre calcio ymagnesio, pero sí entre éstos y el potasio cambiable. No había problemas de toxicidadpor la acidez cambiable (menos de 1%). Su fertilidad química era muy baja.

La permeabilidad era rápida y el drenaje bueno (Cuadro 3), no sólo debido a sus propie-dades físicas sino también a su relieve y pendiente.

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Segundo sitio

Caracterizado por el perfil O-A-Bw1-Bw2-C (perfil 3), perteneciente al subgrupo FluventicDystrudepts de la clasificación Soil Taxonomy. Se encontraba localizado en un paisaje colinosode relieve ligeramente inclinado y de pendiente 15%.

El horizonte O era de 5 cm de espesor siendo el único de color oscuro (negro) y quepresentaba una adecuada aireación, permeabilidad e infiltración.

Similar al suelo del primer núcleo, el porcentaje de arcilla se incrementaba con laprofundidad pero debido a una acumulación residual y no iluvial (Cuadro 2). Era de texturaarcillosa, estructura granular en el horizonte A y de bloques en los horizontes B, apreciándoseque en éstos la consistencia era firme a muy firme, resultando en una permeabilidad lenta, altaretención de agua y baja aireación. Sólo en el horizonte A la proliferación de raíces finas ygruesas era media, en Bw1 baja y en Bw2 no se observaron raíces. El color del suelo en todoel perfil era pardo.

En el Cuadro 2 se muestran los resultados de los análisis. Su reacción fue muy fuer-temente ácida (pH: 4,5 a 4,7). Los niveles de materia orgánica (menor de 2%), fueron bajos yde fósforo disponible (menor de 3 ppm) muy bajos disminuyendo con la profundidad; en cam-bio los de potasio disponible fueron bajos en Bw1 (40 ppm) y medios en A y Bw2 (133 y 222ppm respectivamente). La CIC fue media a alta (19 a 32,9 me/100g) incrementándose con laprofundidad, lo cual se relacionó con el aumento en el contenido de arcilla. Las concentracio-nes de magnesio cambiable fueron altas (3,8 a 7,3 me/100g) pudiendo afectar al calcio ypotasio cambiables. El rango de acidez cambiable estuvo entre 8 y 35%, niveles bajos. Lafertilidad química fue media a baja.

A pesar que se trataba de un suelo arcilloso, y la pendiente no era alta, el drenaje eramoderado a bueno (Cuadro 3) porque se observó en campo que la pendiente aumentabasignificativamente sólo unos metros más allá del sitio evaluado en dirección a un fondo dequebrada, situación que caracteriza a las caobas que se ubican en zonas de pendientes bajasy largas.

Tercer sitio

Representado por el perfil O-A-C (perfil 4), suelo de escaso desarrollo genético, muypoco desarrollado, perteneciente al subgrupo Haplic Udarents de la clasificación Soil Taxonomy.Se localizaba en un paisaje colinoso, de relieve moderadamente empinado y de pendiente47%. Sus características eran similares al suelo del primer sitio, excepto que en este suelo nose detectó el horizonte transicional AC.

Predominaba la fracción arena en el perfil, con texturas franco arenosa y franco arcilloarenosa (Cuadro 2), alta aireación, colores pardos y permeabilidad rápida a moderada. Laestructura fue granular en A, con buena retención de agua, proliferando raíces finas y gruesasen niveles medios. En el horizonte C, las raíces fueron pocas, no presentando estructura ysiendo de consistencia firme. Era de reacción moderadamente a ligeramente ácida (pH: 5,6 a

117

6,1), con niveles bajos de materia orgánica (menor de 2%) y potasio disponible (menor de 100ppm) y muy bajos de fósforo disponible (2,3 a 2,6 ppm), los cuales disminuían con la profundi-dad. La CIC (15 me/100g), calcio y magnesio cambiables se hallaban en concentracionesmedias. No existían problemas de acidez cambiable (menor de 5%). Su fertilidad química eramedia a baja.

Presentaba un drenaje rápido a algo excesivo (Cuadro 3) a causa de sus propiedadesfísicas, su relieve y pendiente.

Cuarto sitio

Caracterizado por el perfil O-A-Bt1-Bt2-C (perfil 5) Se. ubicaba en un paisaje colinoso,de relieve moderadamente empinado y pendiente 50%. Taxonómicamente, pertenecía al subgrupoTypic Hapludalfs.

Presentaba propiedades físicas (textura, estructura, permeabilidad, consistencia y color)similares al suelo del núcleo 1, observándose un aumento del nivel de arcilla (Cuadro 2) con laprofundidad (de 30 a 48%) debido al proceso de iluviación.

En cuanto a las propiedades químicas (Cuadro 2), existía también similitud con elsuelo mencionado pero con pequeñas diferencias. Era de reacción fuertemente a muy fuerte-mente ácida (pH: 5,3 a 4,9), con bajos niveles de materia orgánica (menor de 2%), muy bajosde fósforo disponible (menor de 3 ppm) y bajos a medios de potasio disponible (48 a 168 ppm),apreciándose una disminución para estos parámetros en el horizonte Bt1 y luego un aumentoen el horizonte Bt2. La CIC era media (17 a 24 me/100g), con altos tenores de calcio (14 a 19me/100g) y magnesio cambiable (2,3 a 4,7 me/100g) y sin riesgo de toxicidad por acidezcambiable (menor de 4%). Debido a las altas concentraciones de magnesio, podría existir unbloqueo en la absorción de calcio y potasio por parte de las raíces en los dos horizontes Bt. Lafertilidad química fue media.

El drenaje era moderado a bueno (Cuadro 3) a pesar de los altos niveles de arcilla,siendo favorecido por el relieve y pendiente de este sitio.

Quinto sitio

Caracterizado por el perfil O-A-AB-Bw-C (perfil 6), perteneciente al subgrupo DystricEutrudepts de la clasificación Soil Taxonomy. Se ubicaba en un paisaje colinoso, de relievefuertemente empinado y de pendiente 70%.

El horizonte O era de 4 cm de espesor, muy oscuro, muy permeable, permitiendo unaadecuada infiltración de agua dentro del perfil. Los dos primeros horizontes minerales, A y AB,eran franco arcillo arenosos (Cuadro 2), de estructuras granular y bloques subangulares res-pectivamente, baja aireación, a alta retención de agua y permeabilidad moderadamente lenta.La consistencia era friable a firme, observándose raíces finas, medias y gruesas en mayorproporción en el horizonte A que en el B. El horizonte B era de textura franca, estructurabloques subangulares, consistencia firme, de baja aireación y alta retención de agua. Se ob-



servaron pocas raíces, sólo finas. El color variaba de pardo oscuro a pardo con la profundidad,relacionado con los contenidos de materia orgánica.

De acuerdo a los análisis (Cuadro 2), era de reacción fuertemente a muy fuertementeácida (pH: 5,3 a 4,8), con niveles bajos de materia orgánica (menos de 2%) y fósforo disponible(menos de 7 ppm) y medios a muy bajos de potasio disponible (135 a 27 ppm), disminuyendocon la profundidad a excepción del fósforo. Los niveles de CIC fueron medios a altos (23 a 26me/100g) y las concentraciones de calcio (17 a 20 me/100g) y magnesio (4,1 a 4,8 me/100g)fueron altas, hallándose este última en niveles tan altos que podría afectar la absorción decalcio y potasio. La acidez cambiable fue baja (menos de 5%) y su fertilidad química fuemedia.

A pesar de no presentar buenas propiedades físicas el drenaje era bueno (Cuadro 3),debido a la fuerte pendiente, relieve y niveles medios de arcilla.

Núcleo 3

Representado por el perfil O-A-Bt1-Bt2-C (perfil 7), perteneciente al subgrupo TypicHapludalfs de la clasificación Soil Taxonomy. Se localizaba en un paisaje colinoso, de relieveligeramente inclinado y de pendiente 13%.

El horizonte O era de 5 cm de espesor, de color negro y de buena permeabilidad einfiltración. El horizonte A era de textura franca (Cuadro 2) y los subyacentes arcillosos,incrementándose el porcentaje de la fracción arcilla (de 26 a 56%) con la profundidad debido alproceso de iluviación. Sólo el horizonte A presentaba estructura granular y consistencia friabley mayor proliferación de raíces del tipo fino y grueso. Los horizontes Bt eran de estructurabloques angulares y subangulares, consistencia firme y pocas raíces, finas y gruesas en Bt1y sólo gruesas en Bt2. El color era pardo amarillento a pardo oscuro.

Según los resultados de los análisis (Cuadro 2), era de reacción muy fuertementeácida (pH:4,5 a 4,8). Los niveles de materia orgánica (menor de 1%) fueron muy bajos, y defósforo disponible muy bajos (menor de 3,5 ppm), disminuyendo con la profundidad, y el potasiofue bajo en A y Bt1 (48 y 45 ppm, respectivamente) y de nivel medio en Bt2 (150 ppm). La CICfue baja en A (10,6 me/100g) y media a alta en los Bt (21 a 25,7 me/100g) debido al incrementode arcilla, hallándose el magnesio en niveles altos en relación al calcio y potasio, pudiendoafectar su absorción. Los valores de acidez cambiable se hallaron entre 29 y 46%, nivelesmedios. Es por todo ello, que la fertilidad química de este suelo fue media a baja.

La permeabilidad era moderadamente rápida a lenta y el drenaje moderado a bueno(Cuadro 3) en razón de la dirección y aumento del grado y longitud de la pendiente a pocosmetros del sitio, cambiando el relieve a empinado.

Núcleo 4

Caracterizado por el perfil O-A-Bt1-Bt2-C (perfil 8), perteneciente al subgrupo TypicHapludalfs de la clasificación Soil Taxonomy. Se encontraba en un paisaje colinoso, de relieveempinado y pendiente 50%.

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El horizonte O fue el de mayor espesor determinado en este estudio, 6 cm, presentan-do materiales orgánicos en estados de descomposición ligero y moderado. Además, permitíauna adecuada infiltración del agua dentro del perfil. El horizonte A era de textura franco areno-sa (Cuadro 2), buena aireación, moderada retención de agua, estructura granular en mayorproporción que bloques subangulares. La proliferación de raíces era media y de todo tipo: finas,medias y gruesas. En los horizontes inferiores se observó un incremento irregular en el conte-nido de la fracción arcilla (entre 18 y 42%), siendo las texturas arcilla y arcilla arenosa (Cuadro2). La permeabilidad era lenta a moderadamente lenta debido que los horizontes Bt eran deestructura bloques y el C masivo, sin estructura y consistencia firme a muy firme. Se observa-ron raíces sólo hasta Bt2, del tipo finas y en Bt1 finas y gruesas, en ambos casos en nivelesbajos. Este perfil fue el que más variación mostró en cuanto a colores: pardos amarillento en A,pardo en Bt1, pardo fuerte en Bt2 y pardo pálido en C.

Este suelo era de reacción moderadamente ácida en el horizonte A (pH: 5,9) y fuerte-mente a muy fuertemente ácida (pH: 5,2 a 4,7) en los horizontes inferiores. Asimismo seaprecia en el Cuadro 2 que los niveles de materia orgánica (menos de 1%), y de fósforo dispo-nible fueron muy bajos (menor de 3,5 ppm), disminuyendo con la profundidad. El potasio exhi-bía un comportamiento irregular disminuyendo desde niveles medios en el horizonte A (190ppm) a muy bajos en el horizonte Bt2 (34 ppm) y luego aumentando a niveles medios en elhorizonte C (237 ppm). La CIC aumentó con la profundidad (de 9 a 38 me/100g) relacionadocon un incremento en el contenido de arcilla. Las concentraciones de calcio y magnesio fueronbajas en A (7 y 1 me/100g, respectivamente) y altas en los tres horizontes restantes (superiora 14 me/100g para calcio y entre 4 y 7 me/100g para magnesio); sin embargo los niveles demagnesio fueron tan altos con respecto a los del calcio y potasio, que podrían afectar laabsorción de estos últimos. No existían problemas toxicidad por acidez cambiable (menos de1%). Su fertilidad química era media a baja. Presentaba buen drenaje debido a su fuertependiente y relieve moderadamente empinado (Cuadro 3).

Núcleo 5

Representado por el perfil O-A-AB-Bw-C (perfil 9), perteneciente al subgrupo DystricEutrudepts de la clasificación Soil Taxonomy. Se localizaba en un paisaje colinoso, de relieveempinado y pendiente 80%.

Presentaba un horizonte O de 4 cm de espesor, de color negro, predominando mate-riales orgánicos en ligero y moderado estado de descomposición. Debido a su alta porosi-dad, la infiltración de agua era adecuada. La textura era franca en el horizonte A y francoarcillosa en el resto de horizontes, observándose un incremento de la fracción arcilla (de 24a 34%) con la profundidad (Cuadro 2) indicando la acumulación residual de partículas finas.Predominaba la estructura de bloques subangulares incluso en el horizonte A, aunque enéste se observaron también agregados del tipo granular. El horizonte C no presentó estructu-ra, siendo masivo. Los tipos de raíces que predominaban eran finas y medias, en nivelesmedios en A y bajo en BA y Bw, no apreciándose en C. La permeabilidad era moderada amoderadamente lenta en razón del incremento de la fracción arcilla. El horizonte A fue elmás oscuro de todos los horizontes minerales, de color pardo oscuro, siendo los restantepardo rojizos.



En el Cuadro 2 se puede observar que este suelo fue el que mayores valores de pHpresentó, llegando a ser neutro el horizonte A (pH:6,9) y ligeramente a moderadamente ácidoslos subyacentes (pH: 6,5 a 6,0). Los niveles de materia orgánica (menos de 2%) y potasiodisponible (menos de 100 ppm) fueron bajos, decreciendo con la profundidad. Los tenores defósforo disponible fueron muy bajos a medios (2,5 a 7,6 ppm), mostrando un comportamientoirregular con la profundidad. Los valores de CIC y calcio fueron los más altos del estudio (laCIC entre 28 y 30,9 me/100g) y el calcio entre 26,1 y 27,3 me/100g). En los tres últimoshorizontes, los altos niveles de calcio podrían bloquear la absorción de magnesio y potasio.Sólo presentó acidez cambiable en el último horizonte, el C, en valores muy bajos (0,3%).

El drenaje era bueno (Cuadro 3) explicándose por la fuerte pendiente del terreno y a surelieve empinado.

CONCLUSIONES

1. Taxonómicamente, los suelos pertenecen a los subgrupos Haplic Udarents, FluventicDystrudepts, Dystric Eutrudepts y Typic Hapludalfs de acuerdo a la clasificación SoilTaxonomy.

2. El material parental de todos los sitios evaluados fue residual, proveniente de lameteorización de areniscas y argilitas. Sin embargo, debe mencionarse que en las zo-nas cercanas a los ríos y ciertas quebradas el material era transportado, del tipo aluvial;en estas áreas no se realizaron calicatas.

3. Los suelos evaluados fueron moderadamente profundos a profundos, encontrándose cier-ta restricción a la penetración de las raíces debido a la presencia de capas duras dearcilla.

4. Los sitios evaluados pertenecían al subpaisaje colina baja del gran paisaje colinoso conladeras cortas y largas y con pendientes entre 13 y 80%. Se observaron también en elárea del proyecto, lomadas y valles intercolinosos que son paisajes del gran paisajecolinoso, además del gran paisaje de planicie, conformado por terrazas aluviales y llanu-ras de inundación localizándose en las zonas aluviales de ríos y algunas quebradas.

5. Todos los suelos evaluados presentaban un horizonte orgánico O superficial de espesormáximo de 6 cm, de color oscuro, la mayoría de color negro y de excelente porosidad yaireación, favoreciendo la infiltración del agua dentro del perfil.

6. La fertilidad química de estos suelos fue media a baja, con bajos niveles de materiaorgánica, fósforo disponible, medios a bajos de potasio disponible y medios a altos decalcio y magnesio cambiables, pudiendo existir bloqueo o antagonismo entre este dosúltimos. Los valores de CIC fueron medios a altos en la mayoría de sitios, mostrando lossuelos de textura franco arenosa niveles bajos de CIC. La mayoría presentaba pH supe-riores a 5,0, desde muy fuertemente ácidos hasta ligeramente ácidos, exhibiendo elsuelo del núcleo 5 los mejores pH: ligeramente ácidos a neutros. La acidez cambiable(aluminio más hidrógeno) fue baja, excepto en el núcleo 3.

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7. Desde el punto de vista de textura, se pueden dividir estos suelos en tres grandes gru-pos: el primero, franco arenoso, (suelos 2 y 4); el segundo, arcilloso (suelos 1, 3,5,7,8 y9); y el tercero, franco arcillo arenoso (suelo 6)

8. Los suelos franco arenoso mencionados en el acápite anterior exhibieron buena estructu-ra, porosidad, retención de agua, aireación y consistencia, encontrándose evidencia deremoción antrópica en estas áreas. Respecto a cuál fue el mejor horizonte mineral decada sitio, definitivamente fue el A por su mejor estructura (granular), mayor nivel demateria orgánica y de fertilidad.

9. El drenaje era moderado a algo excesivo, a pesar en algunos casos las texturas eranarcillosas, explicándose por el grado y longitud de la pendiente donde se ubican losárboles de caoba.

10. La mayor proliferación de raíces se halló en el horizonte A, que fue el más fértil química,física y biológicamente.

BIBLIOGRAFÍA

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RESUMEN

En un Typic Ustifluvents del valle de Ica, se realizó un ensayo de abonamiento enespárrago (Asparagus officinalis L.), con la finalidad de comparar las respuestas del cultivoante la aplicación de dosis de fertilización normales y dobles de la normales, complementa-das con abonos de fondo y aplicaciones foliares de microelementos carenciales y moderada-mente carenciales: y determinar si se justifica la tendencia de los productores de espárragode Ica, al uso de elevadas dosis de fertilización, vía suelo o foliar. Se consideró dosis normala la formulada en función al diagnóstico de la fertilidad del suelo y al estado nutricional de laplantación; en este caso, el híbrido UC-157-F1 de 4 años de edad, para producción de espá-rragos verdes.

La evaluación se hizo en términos de las características morfológicas del cultivo,la biomasa estacional producida y el rendimiento de turiones comerciales. No se encontródiferencia estadística en los rendimientos ni en la calidad de espárrago producido con lafórmula normal (235-140-155-45) y doble normal (470-280-310-90) Kg/Há de N-P2O5-K2O-MgO. Los abonados de fondo y complementos foliares con microelementos, utilizandofuentes inorgánicas o quelatadas, no mejoraron, estadísticamente, a la dosis normal for-mulada, siendo la altura de plantas el único parámetro biométrico entre los evaluados, quepresentó diferencias estadísticas, sin que ello influyera en los rendimientos.

Los resultados ratifican que el sobreabonamiento de las esparragueras es innecesario.Palabras clave: espárrago, fertilización, nutrición mineral.

ABSTRACT

A fertilization experiment was made in a Typic Ustifluvents from the Ica Valley, usingasparagus (Asparagus officinalis L.) in order to compare the crop response to applying normal

1 Profesor Asociado Dpto. Académico de Suelos UNALM2 Profesor Auxiliar Dpto. Académico de Suelos UNALM

ABONADOS DE FONDO, SOSTENIMIENTO Y COMPLEMENTOS FOLIARESEN EL CULTIVO DE ESPÁRRAGO EN ICA

Guillermo Aguirre Yato1 Sady García Bendezú2

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and double fertilization rates, joined with deeply dug fertilizers and foliar spraying of deficientand moderately deficient micronutrients and justifying the trend between the asparagus growersin Ica, to applying high fertilization doses, through soil or foliage. The normal rate was set asa function of soil fertility diagnose and nutritional status of the crop, by the way, a 4 years oldasparagus field UC-157-F1 hybrid, destined to green sprouts production.

Evaluation was made in terms of crop morphology, seasonal biomass produced andyield of marketable sprouts. No statistical differences were found neither in yield nor quality ofasparagus produced with normal (235-140-155-45) and double doses (470-280-310-90) Kg/Haof N-P2O5-K2O-MgO. The deeply dug fertilizers and foliar sprayings with micronutrients, usinginorganic salts or chelates as sources, did not improve statistically, to the normal rate. Theplant height was the only biometric measure, within evaluated ones, the presented statisticdifferences, but those differences did not affect the yields.

The results seem to confirm that over-fertilization in asparagus fields is an unnecessarypractice.

Key words: asparagus, fertilization, mineral nutrition.

INTRODUCCIÓN

En nuestro país se cultiva espárrago desde 1949, pero su mayor expansión fue a partirde 1986, hasta ocupar el segundo lugar en las hortalizas, después del maíz-choclo (Delgadode la Flor, 1990), con un desarrollo agroindustrial consistente y sostenido. El espárrago enPerú se ha convertido en el primer producto agropecuario de exportación no tradicional y eltercero, luego del café y el algodón, dentro de los productos agropecuarios (Instituto de Co-mercio Exterior, 1990). En 1997, el área esparraguera nacional llegó a 20 000 Há (Paz Silva,1997), utilizando tecnología avanzada

En la provincia de Ica se tienen cultivadas 6 500 Há, destacando por su elevada pro-ducción, debido al buen clima, que permite una mayor longevidad de las plantaciones, llegán-dose a producir más de 20 TM/Há.

El auge alcanzado por este cultivo originó una intensiva difusión comercial para el uso dealtas dosis de fertilizantes químicos, abonos foliares y reguladores de crecimiento vegetal, queha sido aceptada por la mayoría de agricultores, sin la debida justificación técnica y económica.El presente trabajo, pretende demostrar la posibilidad de reducir las elevadas dosis de fertilizan-tes, sin afectar los rendimientos obtenidos, ni la calidad del producto cosechado, planteándoselos siguientes objetivos:

- Determinar los efectos del abonado de fondo, sostenimiento y complemento foliarcon microelementos carenciales, planificado en función de la fertilidad del suelo yel estado nutricional del cultivo de espárrago.



- Comparar los efectos de la misma fórmula, con una dosis de sostenimiento doblea la normal, en campaña de producción anual.

- Evaluar los efectos del guano de corral, como abono orgánico de fondo, aplicadosolo o complementado con macro y micronutrientes.

- Determinar la influencia de las aspersiones foliares de microelementos carencialesy generales, con fuentes quelatadas y sales inorgánicas.

Para la evaluación de los resultados se tienen en cuenta las características morfológicasdel cultivo, la biomasa estacional producida, el rendimiento unitario y la cantidad de turionescosechados.

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

En el valle agrícola de Ica, las plantaciones ocupan suelos distribuidos en 6consociaciones. Los rendimientos oscilan entre 2750 y 8000 Kg/Há en cosechas semestrales,con un 40 a 65% de calidad exportable en fresco (Asociación de Productores de Espárragode Ica, 1993). El mismo estudio señala que las esparragueras sobre suelos de Clase A1 enIca, producen 36.5 y 9.5 T.M./Há de follaje fresco y seco, respectivamente. Las plantas alcan-zan alturas de 1.92 a 2.19 m y tienen 14.7 a 15.2 tallos por corona.

Es muy escasa la información sobre ensayos de fertilización en espárragos enIca., Plantaciones de un año de edad, no mostraron diferencias estadísticas en sus rendi-mientos, cuando se aplicaron fertilizantes nitrogenados (90 y 180 Kg/Há), fosfatados (50 y100 Kg/Há) y potásicos (40 y 80 Kg/Há) en arreglo factorial (Grados, 1989). Tampoco sehan reportado diferencias en los rendimientos de esparragueras de 2 años de edad, conensayos de fórmulas de abonamiento menores de 200-150-100 Kg/Há de N-P2O5-K2O.(Lévano, 1990; Elías, 1991).

Para un adecuado rendimiento, la nutrición del espárrago debe ser completa y balan-ceada; debe contemplar todos los elementos que son necesarios para la planta y aplicarlosen las proporciones convenientes para su mejor aprovechamiento en la producción de cose-cha (Román, 1993). La fertilización debe asimismo ser global, pues el follaje del espárragotambién absorbe nutrientes. En Ica, las plantaciones esparragueras mayores de 2 añosproducen 39.0 T.M./Há de materia seca, 70 % de la cual se encuentra en la parte aérea delas plantas (Guerrero, 1993). La extracción promedio de macroelementos esenciales por elcultivo del espárrago en Kg/Há es 440, 49 y 470 para el nitrógeno, fósforo y potasio respec-tivamente. La planta extrae asimismo aproximadamente 145 Kg de calcio, 40 Kg de magnesio,8.8 Kg de hierro, 0.25 Kg de zinc, 0.10 Kg de cobre y 1 Kg de boro por hectárea (Guerrero,1993).

El requerimiento total de nutrientes de la planta (incluyendo parte aérea, corona,raíces y turiones) es el doble que los referidos anteriormente; para una cosecha de 13.9T.M./Há, los turiones extraen 45 Kg/Há de nitrógeno, 4.5 Kg/Há de fósforo y 33 Kg/Há de

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potasio, lo que representa aproximadamente el 10% de la extracción de la parte aérea (Gue-rrero, 1993).

En nuestro medio, como consecuencia de la escasa investigación y el bajo porcentajede la inversión total que representa el rubro de fertilizantes (6-10%), estos se vienen usandoexageradamente, en muchos casos (Sánchez, 1992).

Experiencias en Chile y España, demuestran que el espárrago tiene una altarespuesta a las aplicaciones de nitrógeno y potasio; mediana al fósforo, calcio, magnesioy hierro; y baja a las aplicaciones de cobre, zinc, manganeso y boro. La absorción porlas plantas de los nutrientes aplicados vía foliar puede ser de 2 a 30 veces más eficienteen el tiempo que aplicados al suelo, dependiendo del nutriente en cuestión (Sánchez,1992).


El trabajo se realizó en la campaña agrícola 1995, en el fundo “San Jorge” del caseríode Cachiche, provincia de Ica. En un suelo perteneciente a la consociación Ica (TypicUstifluvents) franco arenoso, pardo oscuro en húmedo; granular fino, débil; moderadamentealcalino, bajo en carbonatos, no salino, profundo y con buen drenaje. La capa superficial (0 –30 cm) presentó 1.2 % de materia orgánica, 12 ppm de fósforo disponible y 465 ppm de potasiodisponible, con una capacidad de intercambio catiónico moderadamente alta (21.5 cmol(+)/Kg). Por debajo de 80 cm de la superficie presentan un estrato de arena media, grano simple,suelto y de rápida permeabilidad.

Como material biológico se eligió una esparraguera de 4 años de edad, con elhíbrido UC-157, F1; con población uniforme (1.5 m de distancia entre surcos, 0.30 m entrelas coronas), para producción de espárrago verde. Análisis químicos del follaje previos alensayo indicaron contenido bajo de magnesio (0.13 %), zinc (16 ppm), boro (34 ppm) ycobre (9 ppm); y moderadamente bajo de nitrógeno (2.15 %), hierro (180 ppm) y mangane-so (50 ppm). Los contenidos foliares de fósforo, potasio, calcio y azufre fueron normales.

El campo experimental fue regado por gravedad, con mangas de plástico y válvulas desalida en cabecera, empleándose exclusivamente, aguas subterráneas captadas mediantepozos tubulares. La demanda de agua del cultivo se estimó en 12 000 m3/Há anuales, con unaeficiencia del 70%.

Los tratamientos en estudio tuvieron como base el sistema de abonamiento utili-zado por el fundo, planteándose tratamientos con algunas variaciones en los abonadosde fondo, sostenimiento y complementos foliares (Cuadro Nº 1):

a) Abonamiento de fondo (AF).

Se aplicaron 20 T.M./Ha de guano de corral, 60-150-100-80 Kg/Ha de N-P2O5-K2O-MgO y microelementos (5.8-5.0-2.2 Kg/Ha de zinc, cobre y boro), a los dos días



Cuadro N° 1 : Tratamientos de fertilización ensayados

°N aígolobmiS

1 O

2 CG

3 FA

4 SA 1

5 SA 2

6 SA 1 CG+

7 SA 2 CG+

8 SA+FA 1

9 SA+FA 2

01 SA+FA 1 FF+ 1

11 SA+FA 1 FF+ 2

21 SA+FA1

FF+3

31 SA+FA2

FF+1

41 SA+FA2

FF+2

51 SA+FA2

FF+3

de iniciada la nueva campaña. Como fuentes de fertilizantes se utilizó: fosfatodiamónico (18–46-0), sulpomag (0-0-22-18% MgO), ZnSO4.7H2O (23 % Zn),CuSO4.5H2O (25 % Cu) y Na2B4O7.10H2O (11 % B).

b) Abonados de sostenimiento (AS)Comprende las siguientes dosis:AS1: Dosis normal.

Se aplicaron 235-140-155-45 Kg/Há de N-P2O5-K2O-MgO respectivamente. La tercera parte del nitrógeno, con los demás nutrientes, se aplicó luego del abonado defondo, otra tercera parte del nitrógeno, en forma de urea, se aplicó 45 días des-pués y la última tercera parte del nitrógeno, también como urea, se dio después

del primer corte del follaje.

127

Fuentes de fertilizantes: fosfato diamónico, sulpomag, sulfato de amonio (21–0-0),sulfato de potasio (0–0-50) y urea (46–0-0).

AS2: Dosis doble de la normal.

Duplica a las dosis normales de macroelementos (470-280-310-90), fraccionando,también, el nitrógeno en 3 aplicaciones y utilizando las mismas fuentes de fertilizantes.

c) Fertilización foliar (FF).

Se hizo en tres formas:

FF1: Aspersión de microelementos carenciales (B, Zn y Cu) en solucionesacuosas de sales inorgánicas.

Se aplicaron 0.62 Kg/Há de boro en cuatro aspersiones de Na2B4O7.10H2O al0.35%; 0.37 Kg/Há de zinc en dos aspersiones de ZnSO4.7H2O al 0.20%; y,

0.20 Kg/Há de cobre en 2 aspersiones de CuSO4.5H2O al 0.10%.

FF2: Aspersión de microelementos carenciales (B, Zn y Cu) utilizandoquelatos de zinc y cobre.

Aplica las mismas cantidades de microelementos, cambiando las fuentes de zincy cobre por 2 aspersiones de soluciones EDTA-Zn al 0.50% y EDTA-Cu al 0.28%.

FF3: Aspersión de microelementos carenciales (B, Zn y Cu) y moderadamente carenciales (Fe y Mn) utilizando sales inorgánicas.

Consiste en el mismo tratamiento FF1, complementado con 2.50 Kg/Há de hierroen 2 aspersiones de FeSO4.7H2O (19% Fe) al 1.65% y 0.20 Kg/Há de manganesoen una aspersión con MnSO4.3H2O (26% de Mn) al 0.20%.Para todas las aplicaciones foliares, el volumen aplicado fue de 400 litros de solución por hectárea.

d) Tratamientos adicionales.

- Las mismas dosis de abonados de sostenimiento (AS1 y AS2), con 20 T.M./Há de guano de corral (GC).

- Aplicación de 20 T.M./Há de guano de corral solo.- Testigo sin fertilización (O)

Se utilizó un diseño de bloques completos al azar de 15 tratamientos con 4 repeticio-nes consistentes en parcelas de 27 m2 (6.0 * 4.5 m), con 3 surcos de espárrago. Las evaluacio-nes se hicieron en el surco central de cada parcela, sin considerarse los 50 cm extremos (7.50m2 de área de control). Los parámetros evaluados al momento de la cosecha fueron:



1. Altura de planta: con el empleo de una regla de madera de 3 m de longitud, semidió la distancia desde el suelo hasta la punta del follaje extendido.

2. Número de tallos por planta: se confeccionó una herramienta con dos dientesseparados a 30 cm, contándose los tallos contenidos entre los dientes.

3. Pesos fresco y seco del follaje: se cortó el follaje de la planta entera y se pesóen campo con la ayuda de una balanza. Una muestra fue llevada a estufa paraobtención del peso seco.

4. Rendimiento del espárrago: se evaluó el rendimiento total y clasificado porcalidades (exportable en fresco y congelado).

La información de cada cosecha se registró en fichas de control diario, individualmentepor experimentales; a partir de las cuales se procesaron resúmenes semanales y totales delrendimiento y calidad por tratamientos.

Los datos obtenidos fueron procesados estadísticamente, mediante análisis de varianciay la comparación de promedios de Duncan, de cada característica evaluada.


El cuadro Nº 2 resume los resultados obtenidos para algunos tratamientos carac-terísticos. Los tratamientos de fertilización ensayados influyeron significativamente en laaltura de las plantas. El tratamiento 10 (abono de fondo más dosis de sostenimiento nor-mal y aplicación foliar de elementos carenciales) presentó la mayor altura de planta con unpromedio de 1.85 m, en tanto que los tratamientos 8 y 12 ocuparon los últimos lugares,con una altura menor de 1.65 m; es decir, 20 cm menos que el máximo alcanzado (Fig. Nº1). Estos tratamientos corresponden al abonado de fondo con dosis de sostenimientonormal, complementada con sales inorgánicas de B, Zn, Cu, Fe y Mn. Estos resultadoscoinciden con los reportados anteriormente para el híbrido UC-157, cultivado sobre suelosde la consociación Ica, que indicaron una altura que varió entre 1.92 a 2.19 m, con unpromedio de 1.96 m (Asociación de Productores de Espárrago de Ica, 1993).

No se encontraron diferencias estadísticas entre los tratamientos para el númerode tallos por corona, ni en el análisis de variancia ni en la comparación de promedios deDuncan (aa = 0.05); el número de tallos por corona fluctuó entre 12.8 y 16.8 sin mostrarningún efecto por las diferentes modalidades de fertilización utilizadas. Se determinó dife-rencia significativa entre las repeticiones, lo cual puede explicarse por la diferente propor-ción de plantas masculinas y femeninas existentes en los bloques, observándose que lasplantas de sexo masculino, dan mayor número de tallos. El rango reportado paraesparragueras del UC-157, fue de 14.7 a 15.2 tallos por corona (Asociación de Producto-res de Espárrago de Ica, 1993).

El rendimiento de follaje fresco fue estadísticamente similar en todos los tratamien-tos exceptuando al testigo sin fertilización. La producción de biomasa osciló entre 28.47 a

129

1.55

1.60

1.65

1.70

1.75

1.80

1.85

1.90A

ltura

(m)

0 AF+AS1 AF+AS2 AF+AS1+FF1 AF+AS2+FF1

Tratamientos Fig Nº 1 : Altura de planta de tratamientos característicos

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

Peso

(T.M

./Há)


Tratamientos

Fig. Nº 2 : Peso fresco del follaje de tratamientos característicos



35.53 T.M./Há (Fig. Nº 2), siendo el tratamiento 10 el que presentó el valor más alto, lo quecoincidió con la mayor altura de planta. De manera similar, los tratamientos ensayados nomostraron diferencias estadísticas para el peso seco del follaje producido por parcela. Losrendimientos de materia seca oscilaron entre 10.24 y 12.96 T.M./Há. La prueba de Duncan(aa = 0.05) encontró que sólo el tratamiento testigo, que no recibió ningún abonado,rindió menor cantidad de materia seca. Las esparragueras pueden producir 36.5 y 9.5T.M./Há de follaje fresco y seco, respectivamente (Asociación de Productores de Es-párrago de Ica, 1993).

La producción total de turiones osciló entre 14.8 y 21.5 T.M./Há (Fig. Nº 3). No seencontraron diferencias significativas entre los tratamientos dentro del rango de producción indi-cada; éstas sin embargo se presentaron entre las repeticiones, pese a que se cauteló la unifor-midad del campo experimental. La prueba de Duncan (aa = 0.05) muestra con los mejoresresultados (más de 20 T.M./Há) a los tratamientos 10 y 7, que corresponden en el primer caso,al abonado de fondo con dosis de sostenimiento normal y aspersión de sales inorgánicas paracorregir carencias críticas de boro, zinc y cobre; y en el segundo caso a la aplicación de 20 T.M./Ha de guano de corral con doble dosis de macroelementos. Asimismo, se observó el menorrendimiento en el tratamiento 13 (abono de fondo, doble dosis de sostenimiento y complementosfoliares de micronutrientes B, Zn y Cu en sales inorgánicas).

En el rendimiento de turiones para exportación en fresco (Clases A y B) y para conge-lado (clase C), tampoco se obtuvieron diferencias estadísticas entre los tratamientos en am-bas categorías de exportación excepción hecha para turiones de exportación en fresco en loscuales la prueba de Duncan estableció diferencias sólo entre los tratamientos 10 y 13, con13.41 y 8.17 T.M./Há, respectivamente. El tratamiento 13 duplica la dosis de sostenimiento delnúmero 10; sin embargo, la calidad de producto cosechado fue menor (Fig. Nº 4). Determina-ciones previas han reportado producciones medias de 7.09 T.M./Há, con el 48.4% para expor-tación en fresco, por campaña de 6 meses aunque no se señalan las dosis de abonamientoutilizadas. (Asociación de Productores de Espárrago de Ica, 1993).

Cuadro N° 2 : Características biométricas, biomasa producida y rendimientoalcanzado en los tratamientos Nº 1, 10 y 13

sacitsíretcaraC ogitseT SA+FA 1 FF+ 1 SA+FA 2 FF+ 1

)m(satnalpedarutlA 87.1 68.1 67.1

)aH/.M.T(ocserfoseP 74.82 33.53 35.03

)aH/.M.T(ocesoseP 42.01 69.21 14.11

)aH/.M.T(senoirutedoseP 29.51 25.12 28.41

)aH/.M.T(B/AsenoirutedoseP 25.9 14.31 71.8

ocserfneelbatropxe% 08.95 03.66 01.55

131

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00R

endi

mie

nto

(T.M

.Há)


Tratamientos

Fig. Nº 3 : Rendimiento total de tratamientos característicos

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Ren

dim

ient

o (T

.M./H

á)


Tratamientos

Fig. Nº 4 : Rendimiento por categorías de tratamientos característicos

A+B

C



Escasa respuesta a elevadas dosis de fertilización nitro-fosfo-potásica, en plantacio-nes jóvenes de espárrago ha sido reportada en el valle de Ica, (Grados, 1989; Elías, 1990;Lévano, 1990). La elevada extracción de elementos esenciales determinada en campos co-merciales de espárrago en Ica (Guerrero, 1993), estaría atenuada por el reciclaje del follaje alsuelo, labor habitual en el predio donde se realizó el ensayo.

CONCLUSIONES

1. La altura de la planta fue la única característica morfológica del espárrago que mostródiferencia estadística altamente significativa, entre los tratamientos de fertilización ensayados.

2. Ninguno de los tratamientos de fertilización tuvo efecto significativo en el número detallos por corona, biomasa producida, rendimiento y calidad de la cosecha.

3. Para la altura de plantas, los pesos fresco y seco de follaje y los rendimientos total yexportable, la prueba de Duncan arrojó las más altas calificaciones en el tratamiento de abonado de fondo con abonado de sostenimiento a dosis normal y complementofoliar de microelementos carenciales con soluciones acuosas de sales inorgánicas.

4. Mejores características del cultivo se observan en el tratamiento planificado en funcióndel diagnóstico de la fertilidad del suelo y del estado nutricional de las plantas, queaumentando innecesariamente las dosis normales.

5. No se observaron diferencias en el rendimiento biológico y comercial del cultivo deespárrago cuando se utilizaron fuentes inorgánicas y quelatadas de boro, zinc y cobre,para el control de carencias críticas, así como cuando se suplió hierro y manganeso enforma de sales inorgánicas, además de los elementos críticos.

6. En el presente trabajo, el tratamiento N° 10, que acoge el plan seguido normalmenteen el predio, resultó el más promisorio. Duplicar la dosis normal de sostenimiento nomejoró la producción de espárrago en cantidad ni calidad; para el caso de la cantidadde turiones exportables, el efecto fue incluso negativo. Los resultados obtenidos con ladoble dosis, son similares al tratamiento sin fertilización. Cabe indicar sin embargo,que las plantas de las parcelas testigo pudieron beneficiarse con el abonamiento resi-dual de campañas anteriores a la del experimento, o con el nitrógeno llevado por flujode masa, desde las parcelas vecinas.

BIBLIOGRAFÍA

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3. ELÍAS M, R. (1991). Ensayo de fertilización NPK en espárragos en la parte media del valle de Ica. Tesis Ing. Agr. UNICA. Ica, Perú.

4. GRADOS M, M. (1989). Ensayo factorial NPK en espárrago UC-157 en el Primer Añode Plantación. Tesis Ing. Agr. UNICA. Ica, Perú.

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10. SÁNCHEZ V, J. (1992). Requerimientos de suelo, nutrición mineral y fertilización delcultivo de espárrago. Proyecto TTA-UNALM. Lima, Perú. 29 p.



RESUMEN

Los Programas de Investigación, como resultado de sus proyectos, hacen ofertas deprácticas tecnológicas a los agricultores, los mismos que después de verlas y evaluarlas en lapráctica toman la decisión de adoptarlas o rechazarlas.

El caso en consideración trata de una práctica tecnológica desarrollada por el Progra-ma de Leguminosas de grano de la UNALM: la siembra en secuencia algodón-frijol-algodón, lacual fue puesta a disposición de los agricultores. Ningún organismo estatal o privado se intere-só en darle el apoyo que ella requería para su difusión entre los agricultores, Sin embrago,llama la atención que en los últimos años sea cada vez mayor el numero de agricultores que laestán poniendo en práctica.

La investigación muestra que la edad, nivel de educación y la condición socio-econó-mica no son factores limitantes para la adopción de prácticas. Por otro lado, la interacciónentre agricultores se muestra como una fuerza importante en la adopción.

SUMMARY

The research programs, as an outcome of their efforts, offer new technological practices tofarmers, who after seeing and evaluating them, make the decision of adopting or rejecting them.

The paper is about a technological practice developed by the Programa de Leguminosasde grano: the sequency planting of cotton-beans-cotton, which it was ssubmitted to farmersconsideration for adoption by the University personnel. No one private or goverment office wasinterested in the diffusion of it among the coastal farmers. None the less, it calls the attentionthat an increasing number of farmers uses that practices every year.

INVESTICACION Y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGIA: EL CASO DE LA SIEMBRAEN SECUENCIA ALGODÓN – FRIJOL – ALGODÓN EN LA COSTA CENTRAL

Luis Chiappe Vargas1 Hugo L Vega Cadima2 Ignacio Isidro Adrian3

1 Profesor del Departamento de Fitotecnia2 Profesor del Departamento de Fitotecnia3 Ingeniero Agrónomo

135

The research showed that age, level of education and socio-economic status were nolimitant factors for the adoption. On the other hand, the interacction among farmers showed tobe important in the adoption process.

Introducción

Los Programas de Investigación, como resultado de sus proyectos, hacen ofertas deprácticas tecnológicas a los agricultores, los mismos que después de verlas y evaluarlas en lapráctica toman la decisión de adoptarlas o rechazarlas.

El caso en consideración trata de una práctica tecnológica desarrollada por el Programade Leguminosas de grano de la UNALM: la siembra en secuencia algodón-frijol-algodón, lacual fue puesta a disposición de los agricultores. Ningún organismo estatal o privado se interesóen darle el apoyo que ella requería para su difusión entre los agricultores, Sin embrago, llamala atención que en los últimos años sea cada vez mayor el numero de agricultores que la estánponiendo en práctica.

El frijol es uno de los cultivos de ciclo vegetativo corto de mayor relevancia en la CostaCentral, en particular en los valles de Huaral, Huacho, Barranca, Pativilca, Cañete, Chincha;donde, además de ser la base de la alimentación, es una fuente de ingresos económicos.

Por otro lado, el algodonero es el cultivo mas extendido en la zona, bajo un siste-ma de monocultivo, conducido en una explotación semi-intensiva que da como resultadoun índice de uso de la tierra muy bajo, porque entre campaña y campaña las tierras dedi-cadas al algodonero permanecen ociosas por periodos hasta de 5 meses. Es en estelapso en el que se puede implementar un cultivo de ciclo vegetativo corto como el frijol,cuyo resultado económico ayudaría a financiar la campaña del algodonero y elevaría elíndice de uso de la tierra.

Como quiera que existe alguna discrepancia entre lo que postulan las teorías sobre ladifusión de innovaciones y lo observado en estos valles, se realizo este estudio, de naturalezadescriptiva pero que puede darnos algunas luces sobre acciones futuras de promoción deinnovaciones.

Revisión de literatura

La investigación realizada en la Universidad Peruana encaja dentro de la modalidaddenominada “investigación y desarrollo”, cuyos resultados se aplican a procesos productivostoda vez que resuelven problemas técnicos. (CONUP, 1976)

Swanson (1987) sostiene que, generalmente, la mayoría de agricultores pasan por unproceso lógico de solución de problemas, cuando abordan una nueva tecnología.

Rhoades (1984) reportó que los productores de papa en pequeña escala, en el Perú,estuvieron de acuerdo en adoptar nuevas prácticas agrícolas con claros beneficios y ventajassobre las prácticas en uso.



Ciertas innovaciones tecnológicas son adoptadas relativamente mas rápido y pareceser que los agricultores tienden a adoptar ciertas prácticas dependiendo de su actuación bajocondiciones locales, los recursos disponibles y las condiciones ambientales. Ashby (1982)discutió que la adopción de ciertas tecnologías en un estadío dado varía con la tecnología. Loapropiado d la práctica tecnológica a las condiciones locales puede ser considerado como unavariable en el proceso de difusión.

Rogers E (1966) pone énfasis en las características personales como edad, educación en latoma de decisiones para la adopción de propuestas tecnológicas.

Chiappe L (1992) señala que la Costa central se caracteriza por un patrón de cultivostradicional, predominando el monocultivo y una sola campaña al año, lo que origina un bajoíndice de uso de la tierra agrícola y propone cambios en la práctica tecnológica de los agricul-tores para elevar este índice.

Basurto A.(1993) ofrece recomendaciones para acortar el periodo vegetativo del algo-donero.

Objetivo general:

El objetivo general del presente trabajo es la descripción y análisis de los factores queinfluyen en la adopción de la práctica tecnológica algodón-frejol-algodón.

Objetivos específicos:

Describir los factores que influyen en la adopción de la práctica tecnológica algodón-frejol-algodón.

Analizar de los factores que influyen en la adopción de la práctica tecnológica algodón-frejol-algodón.

Determinar las actitudes de los agricultores para con la práctica tecnológica propuesta.

Hipótesis

Se formularon las siguientes hipótesis:

1. La adopción está inversamente asociada con la edad de los agricultores del valle;siendo los de menor edad aquellos que aceptaron la tecnología propuesta.

2. El comportamiento en la adopción, está directamente relacionada con el grado deescolaridad del agricultor. Los agricultores con mayor grado de instrucción, serian losque aceptaron la siembra en secuencia algodón-frijol-algodón en mayor número quelos de menor nivel de educación.

3. La adopción de la propuesta tecnológica está directamente relacionada con el tamañode la parcela cultivada. Los agricultores con parcelas de algodón mayores de 2 hec-

137

táreas, serian los que adopten en mayor número la práctica tecnológica: algodón-frejol-algodón.

4. La adopción de la práctica tecnológica está directamente relacionada a la proporciónde excedentes comercializables. Los agricultores que participan en la economía demercado son los que aceptan en mayor proporción el uso de la siembra en secuenciade algodón-frejol-algodón que los agricultores de subsistencia”

Materiales y métodos

El presente trabajo se realizó en los siguientes valles de la Costa Central: Barranca,Huacho, Huaraz Cañete y Chincha, que se caracterizan por ser áreas consideradas algodone-ras y frijoleras, pues ambos cultivos cuentan con sus adeptos y en ellos se siembran áreasmuy significativas de ambos cultivos.

Materiales.- Los materiales empleados fueron aquellos para la impresión de la encuesta,papel, mimeógrafo, tinta, lápices.

Métodos.- Se realizó un sondeo en las zonas productoras de algodonero con el apoyo de laJunta de Regantes para identificar las áreas donde se practica la secuencia algodón- frejol-algodón. Este sondeo dio como resultado que alrededor de 100 agricultores la llevaban a cabo.

Por la naturaleza del estudio, eminentemente descriptivo, se tomo la decisión de to-mar a 50 agricultores como la muestra para realizar las pruebas estadísticas dentro de lospostulados de esa disciplina.

Para la recolección de la información se empleó un cuestionario que estaba dividido en5 partes: información general de la zona; información sobre el agricultor: edad, educación,tenencia de la tierra; circunstancias del aprendizaje de la práctica tecnológica; comportamien-to en la adopción, y actitud de los no adoptantes con respecto a la propuesta tecnológica.

Resultados y discusión

Para el análisis de la información y el procesamiento de los datos se cuantificó lasvariables estudiadas y su relación frente a la adopción de la tecnología por parte de los agricul-tores de Costa Central (Huaral, Huacho, Barranca, Chincha y Cañete).

CONDICION SOCIO-ECONOMICA, definida como el conjunto de características de ordensocial y económico que presenta el agricultor, y que tiene influencia en la adopción de latecnología.

Edad del agricultor.

Se tomo este indicador para observar la influencia de la edad de los agricultores con elcomportamiento en la adopción. Concordante con las investigaciones realizadas en otroslugares, se planteó la siguiente hipótesis:“ La adopción está inversamente asociada con laedad de los agricultores del valle; siendo los de menor edad aquellos que aceptaron latecnología propuesta.



CUADRO N0 1 EDAD DEL AGRICULTOR EN RELACION AL COMPORTAMIENTOEN LA ADOPCION

DADEEDOGNAROTNEIMATROPMOC

OTCERROCNIOSU OTCERROCOSU

soña03< )5.1(40 )5,3(1

soña05-03 )4,11(60 )6,62(23

soña05> )1,2(50 )9,4(2

X2 = 15,324GL = 1X2tab = 3,841NS = 0,05

De acuerdo a la prueba de Chi cuadrado se rechaza la hipótesis planteada. Esto es, elcomportamiento en la adopción de la práctica tecnológica algodón-frijol-algodón no esta aso-ciada con la edad de los agricultores, quienes aceptan y hacen un uso de la siembra ensecuencia, independientemente de su edad.

Grado de instrucción

Las teorías sobre adopción de prácticas agrícolas sugieren que el grado de escolaridad, elnúmero de años que asistieron a la escuela, es altamente probable que tenga influencia en elcomportamiento para la adopción. Para analizar esta relación se ha planteado la siguiente hipóte-sis: “El comportamiento en la adopción, está directamente relacionada con el nivel de escolaridaddel agricultor. Los agricultores con mayor grado de instrucción, serian los que aceptaron la siembraen secuencia algodón-frijol-algodón en mayor número que los de menor nivel de educación”

CUADRO N0 2: ESCOLARIDAD DE LOS AGRICULTORES EN RELACIONAL COMPORTAMIENTO EN LA ADOPCION



nóiccurtsniniS- )8,1(60 2.4(0

1:airamirP- 0 3- 0 º6-º4- )2,7(40 )8,61(02

º6-º4º3-º1:airadnuceS- )0,3(30 )0,7(70

roirepuS- )4,2(20 )6,5(60

)6,0(0 )4,1(20

139

X2 = 16,976 GL = 1 X2tab = 3,841 N.S. = 0,05

De acuerdo a la prueba de Chi cuadrada se rechaza la hipótesis planteada. Ello nospermite afirmar que los agricultores han logrado hacer uso de la práctica tecnológica algo-dón-frijol-algodón, independientemente de su grado de escolaridad.

Tamaño de la parcela.

Para relacionar esta variable, se ha planteado la siguiente hipótesis: “La adopción dela propuesta tecnológica está directamente relacionada con el tamaño de la parcela cultiva-da. Los agricultores con parcelas de algodón mayores de 2 hectáreas, serian los que adop-ten en mayor número la práctica tecnológica: algodón-frijol-algodón”

CUADRO N0 3: TAMAÑO DE LA PARCELA EN RELACION AL COMPORTAMIENTOEN LA ADOPCION



)ah2<(rotlucirgaoñeuqeP- )5,01(01 )5,42(52

)ah51-2(rotlucirgaonaideM- )3(40 )7(60

)ah51>(rotlucirgaednarG- )5,1(10 )5,3(40

X2 = 14,569GL = 1X2tab = 3,841NS = 0,05

De acuerdo a la prueba de Chi cuadrada se acepta la hipótesis planteada. Esto quieredecir, que los agricultores que tienen o trabajan parcelas mayores a 2 hectáreas han adoptadoen mayor número la práctica tecnológica algodón-frijol-algodón.

Destino de la producción

La adopción no es exclusividad de los agricultores orientados al mercado, pues loadoptaron también los de menores excedentes y aún los de producción para autoconsumo.



CUADRO N0 4: DESTINO DE LA PRODUCCION EN RELACION ALCOMPORTAMIENTOEN LA ADOPCION

Para analizar esta relación de esta variable se planteó la siguiente hipótesis: “La adop-ción de la práctica tecnológica está directamente relacionada a la proporción de excedentescomercializables. Los agricultores que participan en la economía de mercado son los queaceptan en mayor proporción el uso de la siembra en secuencia de algodón-frijol-algodón quelos agricultores de subsistencia”



omusnocotuaarapodoT- )9,6(21 )0,41(80

odacremyomusnocotuA- )5,7(20 )6,71(32

odacremarapodoT- )5,1(10 )5,3(40

X2 = 14,569GL = 1X2tab = 3,841NS = 0,05

CUADRO N0 5 : AMBITO DE APRENDIZAJE DE LA PRACTICA TECNOLOGICAALGODÓN-FRIJOL-ALGODÓN

De acuerdo a la prueba de Chi cuadrada se rechaza la hipótesis planteada. Ello nospermite afirmar que los agricultores lograron el uso correcto de la práctica tecnológica algodón-frijol-algodón, independiente de su condición de ser agricultores incorporados a la economía ode subsistencia.

CIRCUNSTANCIAS DE APRENDIZAJE, se define como el lugar, forma y tiempo en las cualesse ha producido el aprendizaje de la práctica tecnológica por parte de los agricultores.

Se sostiene que los agricultores observan a otros agricultores antes de aplicar unanueva práctica tecnológica.

OTIBMA LEDORTNECOIDERP

LEDAREUFOIDERP

LATOT

SEROTLUCIRGAEDºN 61 43 05

EJATNECROP 23 86 001

141

El 32% de agricultores encuestados, conoció el uso de la práctica tecnológicadentro de su predio; mientras que el 68% conocieron la práctica tecnológica fuera de supredio. Esto se explicaría porque los agricultores del valle, con frecuencia, acuden a loscentros poblados o capitales de distrito, en procura de satisfacer las necesidades fami-liares o abastecerse de productos que ellos no producen. Las ferias locales que sema-nalmente se realizan en el ámbito de la región, permite que los agricultores intercambienopiniones sobre esta práctica, tomanando conocimiento e interesándose en ella. Enotras, siente la necesidad de emigrar ocasionalmente en busca de fuentes compensatoriasde ingreso circunstancias que influyen en el aprendizaje de nuevas técnicas fuera delámbito. Este cuadro refuerza la interacción social como fuente de innovación.

CUADRO Nº 6: LUGAR DE APRENDIZAJE DE LA PRACTICA TECNOLOGICAALGODON-FRIJOL-ALGODON

RAGUL OTNEVENOICATICAPAC

NOICATSELATNEMIREPXE

PACORTNEC

OVITACUDE-OICARGIM

AREUFNLED

OTIBMA

ACNIRFLED

-LUCIRGAROT

LATOT

SEROTLUCIRGAºN 80 - 20 01 30 72 05

EJATNECROP 61 - 40 02 60 45 001

El 16% de agricultores aprendieron la nueva práctica tecnológica en eventos de capa-citación. La aplicación a este resultado podría deberse a que después de los 08 cursos realiza-dos por la UNALM en los primeros años de la introducción de ella, ninguna institución privadani estatal se interesó en realizar una difusión seria y permanente.

El 54% de agricultores manifestaron haber aprendido la práctica en la finca del agricul-tor. Este resultado nos indica que el agricultor aprende efectivamente haciendo, ya que ello lepermite utilizar todos sus recursos

El 70% de agricultores entrevistados recibieron la influencia de otros agricultores en elaprendizaje de la práctica. Este resultado sugiere, que es posible la difusión de “agricultor aagricultor”.

CUADRO Nº 7: LUGAR DE APRENDIZAJE DE LA PRACTICA TECNOLOGICAALGODON-FRIJOL-ALGODON

SETNEGA EDSETNEGANOISNETXE

ADAVIRP ROTLUCIRGAONICEV

NUGNIN LATOT

SEROTLUCIRGAºN 20 - 63 31 05

EJATNECROP 40 - 07 62 001



La mayor parte de los agricultores se comportan como agentes de enseñanza sólo asolicitud de otros agricultores, constituyéndose en “agentes pasivos”, y debiéndose esperarque automáticamente se comporten como “agentes activos”.

La poca participación de los agentes de cambio, se podría explicar por las limitacionese inexistente servicio de extensión en la zona, o por la priorización en otra problemática.

CUADRO N0 8: FORMAS DE APRENDIZAJE

SAMROF ODNAVRESBO ODNAHCUCSE ODNEICAH LATOT

ROTLUCIRGAºN 83 - 21 85

EJATNECROP 67 - 42 001

Estas formas de aprendizaje, suponen que el agricultor está presente en el lugardonde el proceso productivo se lleva a cabo, es decir en finca del agricultor; y es allí dondeprecisamente participa viendo, escuchando o haciendo en las diferentes labores agrícolas.En reiteradas oportunidades, observa los resultados del proceso y es a partir de ellos quedecide incorporar la práctica tecnológica propuesta en su sistema de cultivo.

OTNEIMICONOC NOICPODA

08SETNA 09-18 79-19 08SETNA 09-18 79-19

SEROTLUCIRGAºN 01 52 51 8 03 21

% 02 05 03 61 06 42

CUADRO N0 9: AÑO DE CONOCIMIENTO Y ADOPCION

El 50% de agricultores manifestaron haber tenido conocimiento de la secuencia Algo-dón-frijol-algodón, entre los años 81 al 90; período en que la UNALM la promovió esta propues-ta tecnológica. El 20% de los agricultores conocían antes de 1980 y el 30% entre 91-97.

De acuerdo a los resultados anteriores es muy posible que en este último grupo, ladifusión fue el agricultor a agricultor.

En cuanto al período de adopción de la tecnología, se puede observar un incrementonotable en los últimos 15 años, es así que el 60% de los agricultores adoptaron la tecnologíaa partir del año 81 y un 24% a partir del año 91. lo que significa que un ente activo en latransferencia de tecnología puede conseguir que los agricultores se interesen en nuevas prác-ticas que van en su beneficio.

143

COMPORTAMIENTO EN LA ADOPCION

CUADRO N0 10: ENTENDIMIENTO DE LA PRACTICA TECNOLOGICA:ALGODÓN-FRIJOL-ALGODÓN.

SACITSIRETCARAC SEROTLUCIRGAºN EJATNECROP

EDOSULEDECIDNILERAVELEARREITAL

53 07

AUGALEDOSU 01 02

SAZELAMEDLORTNOC 50 01

LATOT 05 001

CUADRO 11: USO DE LA PRACTICA TECNOLOGICA:ALGODÓN-FRIJOL- ALGODÓN

SACITSIRETCARAC SEROTLUCIRGAºN EJATNECROP

AIGOLONCETALNASUYNORASUETNEMATCERROC

53 07

AIGOLONCETALNASUYNORASUETNEMATCERROCNI

51 03

LATOT 05 001

Según los cuadros 10 y 11, el 70% de los agricultores que adoptaron la prácticade la siembra en secuencia algodón-frijol-algodón, usaron correctamente la innovación.Ello significa que el conocimiento de la práctica permitirá la expansión de frijol en lasáreas algodoneras, también ha permitido a los agricultores un mejor índice de uso de latierra.

Sin embargo un 30% de los agricultores hicieron un uso incorrecto de la prácticatecnológica; si tenemos en cuenta que esta no fue promovida por ninguna institución oONG podríamos decir que lo hicieron por comprender erradamente los criterios en que sebasa y por eso han incurrido en una utilización equivocada de la propuesta. Dada la impor-tancia que tiene entre ellos la interacción social podríamos especular y decir que ello seríauna fuente de información negativa que incidiría en el proceso de adopción, por lo que seríaconveniente realizar una campaña de promoción aclarando conceptos y procedimientos,de manera de evitar los mal entendidos.



CUADRO 12: APRECIACION DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS POR LOSAGRICULTORES RESPECTO AL USO DE LA PRACTICATECNOLOGICA: ALGODÓN-FRIJOL-ALGODÓN.

DUTITCAAIGOLONCETALEDSETNAPICITRAPONSEROTLUCIRGA

ELBAROVAFNOINIPO ELBAROVAFSEDNOINIPO LATOT

SEROTLUCIRGAºN 54 5 05

EJATNECROP 09 01 001

Se realizó una encuesta entre los agricultores que no usaban la propuesta tecnológi-ca, con los siguientes resultados: el 90% de los encuestados mostraron una actitud favorablehacia la práctica tecnológica propuesta.

Esta actitud posiblemente se debe a la evaluación de los resultados observados pordichos agricultores en fincas vecinas que utilizan la práctica tecnológica.

CONCLUSIONES

Las actividades iniciales de transferencia de tecnología desarrollados por la UNALMhan sido eficaces para el aprendizaje y difusión de la propuesta. Sin embargo la falta decontinuidad en esta labor ha limitado el proceso de adopción.

La razón que motiva al agricultor para la adopción de esta propuesta tecnológica es lade maximizar el uso del recurso suelo y de esta manera obtener una cosecha adicional paraque mejore su nivel de ingresos económicos.

El principal modelo de enseñanza en la difusión ha sido de agricultor a agricultor y lamayor predisposición a adoptar está en los pequeños agricultores.

Las condiciones socioeconómicas consideradas en la adopción de la propuesta tec-nológica nos permite apreciar que los agricultores independientemente de su edad así comode su nivel de escolaridad muestran su interés por implementar la propuesta.

Los agricultores que no adoptaron manifiestan su predisposición a adoptarla.

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147

RESUMEN

En el desarrollo de un Diseño de Bloques Completo-Incompleto Balanceado se combi-nan tanto el Diseño de Bloques Completos al azar como el Diseño de Bloques Incompletos,este diseño es muy utilizado cuando se quiere tener mas de una observación por celda paraalgunas combinaciones de tratamientos y bloques. Suele suceder que el investigador quisieraademás comparar los datos con un Tratamiento Referencial o Control, el cual se presentaría encada uno de los bloques. En el presente trabajo de investigación se desarrollará el análisisestadístico de este diseño incluyendo la presencia de un Tratamiento Referencial en el análisisde los datos.

SUMMARY

The balance complete-incomplete block design is derived by a randomized completeblock design and an incomplete block design. This design is quite useful when one wants toput more than one observation per cell in some treatments and blocks. Moreover, some timesthe researcher wants to compare the treatments with a reference or control which is present ineach block. The purpose of this paper is to develop the statistical analysis of this design with areference treatment.

INTRODUCCIÓN

En experimentos conducidos en Diseño de Bloque Completo-Incompleto Balanceado(CIBD), se combina el Diseño de Bloque Completo Balanceado y el Diseño de Bloque Incom-pleto Balanceado; el CIBD también puede ser aumentado con controles.

Cuando uno de los objetivos del estudio es comparar un tratamiento referencial ollamado tratamiento control, entonces es imprescindible que el tratamiento referencial aparez-ca en todo el bloque.

ANÁLISIS DE UN DISEÑO DE BLOQUES COMPLETOS-INCOMPLETOSCON UN TRATAMIENTO REFERENCIAL

Raphael Felix Valencia Chacón*

* Profesor Auxiliar Clase “C”Dpto. Estadística e Informática, Facultad de Economía y Planificación


El propósito de este artículo es describir el Diseño de Bloques Completos - Incomple-tos y desarrollar de la metodología estadística cuando un tratamiento referencial es contenidoen cada bloque.

El desarrollo de CIBD es un intento de reducir el efecto no aditivo del error experimentaly así obtener los estimados del error puro lo cual no es posible en un diseño de bloques al azar(RCBD) en una observación por celda. Los resultados de este desarrollo es un prueba estadís-tica de significancia de contrastes más precisa.

Cuando se tiene un Diseño de Bloques Incompletos Balanceados (BIBD), la distribu-ción de los tratamientos se realiza de la siguiente manera, donde cada X (aspa) representa albloque que está siendo sometido al tratamiento respectivo.

TABLA 1: DISEÑO BASICO PARA UN BIBD :

BLOQUES

TRATAMIENTOS 1 2 3 4 5 6

A X X X

B X X X

C X X X

D X X X

Parámetros del diseño:

t = 4 k = 2r = 3 b = 6λ = 1 n= bk = 12

A continuación se presenta en la Tabla N° 2, la distribución de los tratamientos para un BIBDcon un tratamiento referencial R, donde cada X (aspa) representa al bloque que esta siendosometido al tratamiento respectivo.

TABLA 2: DISEÑO BASICO PARA UN BIBD CON UN TRAT. REFERENCIAL :

BLOQUES


R X X X X X X

A X X X

B X X X

C X X X

D X X X

149

Los parámetros de este diseño son:

t + 1 = 5 k + 1 = 3 λ = 1r = 3 b = 6 n = b (k+1)= 18

A continuación se presenta en la Tabla N° 3, la distribución de los tratamientos para un CIBD,donde cada X (aspa) representa al bloque que esta siendo sometido al tratamiento respectivo.

TABLA 3: DISEÑO BASICO PARA UN CIBD :

BLOQUES


A X X X X X X

X X X

B X X X X X X

X X X

C X X X X X X

X X X

D X X X X X X

X X X

Los parámetros de este diseño son:

t = 4 k = 6 n0 = 2r = 9 b = 6 n1 = 1λ = 13 n= bk = 36

En la siguiente Tabla N° 4, se presenta la construcción de un CIBD con muestras referenciales,es decir existe un único Tratamiento ( R ) el cuál se aplicará a todos los bloques y cuyametodología pasaremos a desarrollar:

BLOQUESTRATAMIENTOS 1 2 3 4 5 6

R X X X X X XX X X X X X

A X X X X X XX X X

B X X X X X XX X X

C X X X X X XX X X

D X X X X X XX X X

TABLA 4: CIBD AUMENTADO CON UN TRATAMIENTO REFERENCIAL ( R )



Los parámetros de este nuevo diseño son:

t + 1 = 5 k = 8 b = 6 n0 = 2r = 9 rR = 12 n1 = 1λ = 13 λR = 18 n= bk = 48S = 15 SR = 24

El valor de estos parámetros debe ser conocido antes de que el análisis estadístico sea proce-sado. Cuando t y k son dadas, Yates (15) demostró que r, b y l son obtenidas tomando todaslas posibles selecciones de k a partir de t como sigue:

El cálculo de los parámetros del diseño para CIBD con una referencia estándar es complejo.Por lo tanto es apropiado introducir un procedimiento general aplicable a ambos diseños in-completos con y sin referencia estándar; Pearce (10) , Searle, (14) , Trail and Weeks (12). Elprocedimiento general empieza con la construcción de la matriz de incidencia de la disposi-ción del diseño. Utilizando la disposición del BIBD en la Tabla 1, la matriz de incidencia N es:

dónde un 1 denota la presencia del tratamiento y 0 la ausencia del tratamiento en el esquema.

=

011010100110101001010101

N(4)

(3))1()1(

)!()!2()!2(

22

−−=

−−−=

−−

=tkr

ktkt

kt

λ

(2))!()!1(

)!1(11

ktkt

kt

r−−

−=

−−

=

)!(!!

ktkt

kt

b−

=

= (1)

151

La transpuesta de N, simbolizada por el intercambio de las filas y las columnas Searle (13)a leer.

Y el producto entre N y N’, si todos los elementos son 0 o 1 Pearce (10), produce una matrizcon los elementos de la diagonal principal igual a r y los elementos de fuera de la diagonaliguales a λ:

Solamente la mitad superior de la matriz es enseñada porque la matriz es simétrica.

(6)

=

rr

rr

NNλλλλλλ

/

MATERIALES Y METODOS

MODELO ADITIVO LINEAL

Para el presente trabajo de investigación se plantea el siguiente modelo aditivo lineal

∈++++= ijjjiij iY βτβτµ

i = 1 , 2 , ... , t + 1 j = 1 , 2 , ... , bDonde:

=

011010011010010111000011

/N(5)



Yij = Representa el resultado observado del i-ésimo tratamiento en el j-ésimo bloque.µ = Media General.τ i = Efecto del i-ésimo tratamiento.βj = Efecto del j-ésimo bloque.τi βj =Efecto de la interacción del i-ésimo tratamiento y el j-ésimo bloque.∈ ij = Error Experimental.

Supuestos del modelo:

1) El modelo estadístico es aditivo y lineal.2) Los ∈ ij se distribuyen normal e independientemente con media cero y variancia .3) Existe Homogeneidad de Variancias.

CIBD con muestras referenciales.Un CIBD es formado por una combinación apropiada de Diseños de Bloques Completos Balan-ceados y el Diseño de Bloque Incompleto Balanceado (BIBD) como fue reportado por Trail yWeeks (12) y entonces presentar el diseño resultante obtenido cuando una referencia estándares adherida en todos los bloques.La idea de tener una muestra referencial en todo bloque de CIBD viene del trabajo independien-te de Pearce (10) y Basson (1). La construcción de CIBD con una muestra referencial esejecutado simplemente por la simple adición de la muestra referencial en todos los bloques deBIBD en una forma que es presentado en la Tabla 2. La condición de la muestra referencialmodifica los parámetros t y k a t+1 y k+1 respectivamente.La matriz de incidencia del diseño aumentado ( Tabla 2) es:

εσ 2

=

011011001110101010111100100111

/N(8)

=

011010100110101001010101111111

N(7)

y la transpuesta,

153

=

ss

ss

s

NN

RRRRR

λλλλλλλλλλ

/ (9)

En (9), el valor de los parámetros del diseño son b= sR=6, r=s=3, λ=1 y λR=3. El parámetro lRes usado en un análisis del CIBD con muestras referenciales. El número de repeticiones parala referencia estándar es siempre igual a b.

De acuerdo a Trail y Weeks (12), un CIBD tiene las siguientes propiedades: (a) cada tratamien-to es aplicado ya sea n0 o n1 veces en un bloque; un valor de 1 o 2 para n0 y n1 es prácticodesde el punto de vista de tamaños de bloque más pequeños; (b) reemplazo en la matriz deincidencia del RCBD, de n0 por cero y n1 por 1 resultan en una matriz de incidencia de unBIBD. Sigue de (a) y (b) que la matrix para CIBD es

(16)

Donde N*=matriz de incidencia de la generación BIBD, y M=matriz de incidencia de la genera-ción RCBD con los elementos de la matriz de unos.Usando la matriz (4) como un generador de BIBD, y substituyéndolo en la fórmula (16), tene-mos:

*)(* 01 NMnNnN −+=

Tomando n1=1 y n0=2, la CIBD matriz de incidencia es

=

211212122112121221212121

N

−

+

=

011010100110101001010101

111111111111111111111111

011010100110101001010101

01 nnN (17)

y el panorama de esta matriz puede ser vista en la Tabla 3. EL diseño del parámetro l con loselementos fuera de la diagonal de la matriz NN', el cual es igual a 13:



=

15131513131513131315

/NN

La diagonal principal, que es definida más tarde, es un diseño del parámetro para CIBD conuna referencia estándar. El parámetro l es también obtenido por Trail y Weeks (12):

Donde l* es el parámetro del generador BIBD (Tabla 1).

Cuando un CIBD es aumentado con una muestra referencial, el resultado es un diseño balan-ceado suplementado (Tipo S) descrita por Pearce (10) como es presentado en la Tabla 4. ElCIBD aumentado tiene 12 muestras menos, por diseño básico, que el RCBD con dos observa-ciones por celda. Como el BIBD, la presentación de la muestra dentro de cada panelista esaleatoria. La matriz incidencia de la CIBD aumentada es:

y

Teniéndose los siguientes parámetros del diseño, Pearce (10): sR=24, definido como el númerode su propia concurrencia para las referencias estándar; λR=18, el número de veces en que lamuestra referencial y el tratamiento aparecen juntos en un bloque; y s=15, el número depropias concurrencias para los tratamientos. Cuando el esquema del diseño es repetido pveces, b, r, rR, λ,λR, s y sR son cada uno multiplicado por p. Note que rR es el número derepeticiones para los estándar referenciales.

=

151315131315131313151818181824

/NN (20)

( ) ( )nnnn br 00

2* 201 −+= −λλ(18)

=

211212122112212121222222

N (19)

155

Estimación de los Parámetros

Asumiendo el siguiente modelo estadístico muestral:

∈++++= ˆˆˆˆ ijjijiijY βτβτµ

i = 1 , 2 , ... , t + 1j = 1 , 2 , ... , b

∑ ∑+

= =

=1

1 1

2t

i

b

jijijnC ε

con respecto a cada uno de los estimadores.

La suma de cuadrados del error experimental está dada por la siguiente expresión:

( )∑ ∑ −−−−∑ ∑+

= =

+

= =

==1

1 1

21

1 1

2t

i

b

jij

t

i

b

jijij jijiijC Ynn βτβτµε

Después de utilizar el Método de Mínimos Cuadrados y aplicar las restricciones:

Se obtiene el estimador para el efecto de los tratamientos, el cual tendrá dos formas; unapara el efecto del Tratamiento Referencial y otra para el efecto de los demás tratamientosanalizados.

Efecto del Tratamiento Referencial:

donde: son los estimadores de los correspondientes

parámetros: µ , ti , βj , ti βj , ∈ ij , respectivamente. Para obtener las ecuaciones normales y

los estimadores de los parámetros se aplicará el método de los mínimos cuadrados, que para

este caso consiste en minimizar la siguiente expresión:

∈̂ˆˆˆˆ ,,,,ˆ ijjiji βτβτµ

λτ brQ

R

RR =

(21)



Efecto del i-ésimo Tratamiento:

La media ajustada para el i-ésimo tratamiento o estándar referencial es calculado por µ+ti paratodo i=1,2,...,t+1; donde µ el la media general.

SUMAS DE CUADRADOS:

Suma de Cuadrados de Total (S.C. Total)

bkTotalCS YY

t

i

b

jij

2..

1

1 1

2.. −= ∑∑+

= =

Suma de Cuadrados de Tratamientos (S.C. Tratamientos)

Suma de Cuadrados de Bloques (S.C. Bloques)

∑+

=

=1

1

..t

iii QosTratamientCS τ

bkkBloquesCS YYb

j

j2..

1

2... −= ∑

=

Suma de Cuadrados de la Interacción Trat.xBloq. (S.C. Interacción TratxBloq)

∑∑∑∑+

==

+

= =

−−=1

11

2.

1

1 1

2

..t

iii

b

j

jt

i

b

j ij

ij QYnY

kTratxBloqnInteraccióCS τ

( )( ) ( )( ){ }( )( )λλ

λλτ λ

λ

RR

RRRiRi kbt

krkkb QrQ+

−−=

(22)i = 1, 2, ... , t

157

FUENTE G.L. S.C.

Tratamientos ajustados t S.C. Trat.

Bloques b - 1 S.C. Bloq.

Interacción Trat*Bloq t (b - 1) S.C. Interaccion TratxBloq

Error N – b ( t + 1) S.C. EE.

Total N - 1 S.C. Total.

Donde dij es la diferencia entre dos valores de Xij que se tienen para un mismo tratamiento y unmismo bloque.

Luego se tendrá el siguiente análisis de variancia.

TABLA N° 5: CUADRO DE ANALISIS DE VARIANCIA DE UN DISEÑO BLOQUEINCOMPLETO CON MUESTRAS REFERENCIALES

El error estándar de la diferencia de dos medias de tratamiento ajustadas es

y de la diferencia entre tratamiento – tratamiento referencial es:

(24)

+

+=

− kt

CMEERY

R

R

ESii

λλ

λλ1´

+=

− kt

CMEEYY

RESii

λλ2

´

i ≠ i´ (23)

Suma de Cuadrados del Error (S.C.EE.)

∑ ∑+

= =

=1

1 1

2

2...

t

i

b

j

ijdEECS



RESULTADOS

Para la aplicación práctica de la metodología descrita se tomó un experimento en el que sedesea comparar si existen diferencias significativas en el rendimiento de cinco variedades demaíz se empleo un Diseño de Bloque Completo-Incompleto con un tratamiento referencial encada bloque, en el que la variedad más utilizada se consideró como el tratamiento referencial( R ). Los rendimientos en (Kg./Ha.) se muestran a continuación:

T R A T A M I E N T O SBLOQUES

R A B C D Bj

2 2 11

13 4

2 116

3 3 22

2 2 23 2 19

2 2 23

12

34

319

1 3 34

1 23

32 18

2 1 35

11

2 22 14

1 2 16

2 21 2

213

Ti 19 20 20 24 16 99

Nij . Bj 198 149 151 147 147

kQi = k Ti – nij . Bj -46 11 9 45 -19

Qi -5.750 1.375 1.125 5.625 -2.375

Parámetros del diseño:Número de Tratamientos: t + 1 = 5Número de Tratamientos por Bloque: k = 8Número de Bloques por Tratamiento: b = 6Número de Repeticiones por Tratamiento: r = 9Número de veces que un mismo par de tratamientos aparece en un mismo bloque: λ = 1 rR=12, λR=13 , λ=18, s=15 , sR=24

159

Los efectos de tratamientos son los siguientes:

( )( ) ( )( ){ }( )( )λλ

λλτ λ

λ

RR

RRRiRi kbt

krkkb QrQ+

−−=

( ) ( ) ( ) ( ){ }( ) ( ) 1526.0

1886185246162156111886 =

+−−−=

xxxx

Aτ

( ) ( ) ( ) ( ){ }( ) ( ) 1240.0

188618524616215691886 =

+−−−=

xxxx

Bτ

( ) ( ) ( ) ( ){ }( ) ( ) 6383.0

1886185246162156451886 =

+−−−=

xxxx

Cτ

( ) ( ) ( ) ( ){ }( ) ( ) 2760.0

1886185246162156191886 −=

+−−−−=

xxxx

Dτ

y el efecto del Tratamiento Referencial será:

λτ brQ

R

RR

= 4792.0( )18()6

)75.5()9(−=

−=

Las medias ajustadas de tratamientos serían:

τµiiY +=

22.2)1526.0(0625.2 =+=AY

19.2)1240.0(0625.2 =+=BY

70.2)6383.0(0625.2 =+=CY

79.1)2760.0(0625.2 =−+=DY



y para el estándar es

58.1)4792.0(0625.2 =−+=RY

PRUEBA DE HIPOTESIS

Hp: Las medias de las 5 variedades de maíz son iguales.Ha: Al menos una de las 5 variedades de maíz es diferente a las demás.

CUADRO DE ANVA

FUENTE G.L. S.C. C.M. Fcalc.

Tratamientos Ajustados. 4 7.3507 1.8377 5.514

Bloques 5 4.1875 0.8375

Interacción Trat. * Bloq. 20 13.2743 0.6637

Error 18 6.0000 0.3333

TOTAL 47 30.8125

Las evidencias estadísticas muestrales nos indican que si existen diferencias significativasentre las cinco variedades de maíz (incluida la muestra referencial) al evaluar el rendimiento.

Se puede realizar una prueba de comparación múltiple de los efectos de las medias de trata-mientos ajustados usando el error estándar dado en (24). La comparación del tratamiento –referencia puede ser determinado usando la prueba de Diferencia de Límite de Significación(DLS). En este ejemplo, el valor crítico de la prueba DLS es:

7371.0)2561.0(878.2)(18,01.0 ==−RtSEt

Donde t es el valor de la distribución t de Student a un nivel de significancia del 1% con 18grados de libertad para el error. Lasdiferencias que exceden de 0.7371 son declaradassignificantes.

La comparación de interés son:

R - A = 1.58 - 2.22 = 0.64R - B = 1.58 - 2.19 = 0.61R - C = 1.58 - 2.70 = 1.12R - D = 1.58 - 1.79 = 0.21

Así, la comparación entre R y C es estadísticamente significativa. Basado en el rendimiento,se tiene que el Tratamiento C es significativamente superior a la referencia estándar.

161

CONCLUSIONES

La metodología presentada en el presente artículo para un Análisis de un Diseño de BloquesCompletos-Incompletos con un tratamiento referencial, se podrá aplicar cuando debido a limi-taciones del material experimental se podrá usar un Diseño de bloques Completos y un Diseñode Bloques Incompletos de manera simultánea y además de los tratamientos a comparar setenga un tratamiento que sirva de control o de comparación con los demás tratamientos y adicho tratamiento se le llamará tratamiento Referencial.

En casos en que se encuentren diferencias significativas entre las medias de los tratamientosen estudio, se recomienda realizar las pruebas de comparación de medias respectivas, usan-do según sea el caso la correspondiente variancia del error experimental, es decir, cuando secomparen dos medias de tratamientos se tendrá una variancia del error y cuando se comparedos medias de tratamientos en donde uno de ellos sea el tratamiento Referencial se tendrá queusar una variancia del error diferente.

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