Tema 1. Características morfológicas y funcionales del aparato genital femenino
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EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Y NIVELES DE INFECCIÓN FÚNGICA NATURAL EN LA GERMINACIÓN DE SEMILLAS DE SACHA INCHI (Plukenetia volubilis) PROVENIENTES DE DIFERENTES REGIONES DE COLOMBIA. UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, NATURALES Y AGROPECUARIAS PROGRAMA DE MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL BUCARAMANGA 2018
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EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Y NIVELES DE
INFECCIÓN FÚNGICA NATURAL EN LA GERMINACIÓN DE SEMILLAS
DE SACHA INCHI (Plukenetia volubilis) PROVENIENTES DE
DIFERENTES REGIONES DE COLOMBIA.
UNIVERSIDAD DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, NATURALES Y AGROPECUARIAS
PROGRAMA DE MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL
BUCARAMANGA
2018
EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Y NIVELES DE INFECCIÓN FÚNGICA NATURAL EN LA GERMINACIÓN DE SEMILLAS
DE SACHA INCHI (Plukenetia volubilis) PROVENIENTES DE DIFERENTES REGIONES DE COLOMBIA.
NATHALIA CORONADO RANGEL
Trabajo de grado
Presentado como requisito para optar por el título de
MICROBIOLOGA INDUSTRIAL
Director
Miguel Oswaldo Pérez Pulido
M.Sc Estadística
Codirector
Carlos Augusto Acevedo Isidro
M.Sc Biología Aplicada
Codirector
Bayron Enrique Agualimpia Valderrama
M.Sc Química Ambiental
UNIVERSIDAD DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, NATURALES Y AGROPECUARIAS
MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL
BUCARAMANGA
2018
IV
DEDICATORIA
A mi madre Diana y a toda mi familia, que me
apoyaron durante este largo camino, son ejemplo
de perseverancia, constancia y valor para salir
adelante y sobre todo de amor.
V
AGRADECIMIENTOS
A la Universidad de Santander en especial al laboratorio de Agroecología por
brindarme un espacio para desarrollar mi trabajo de grado.
A mi director de trabajo de grado el Msc. Miguel Oswaldo Pérez Pulido por
aceptar ser parte de este estudio, por su compromiso, dedicación y apoyo
durante el desarrollo de esté.
A mis codirectores Msc. Carlos A. Acevedo y Msc. Bayron Agualimpia por
compartirme de su conocimiento, también por la confianza depositada durante
mi estadía en el laboratorio de agroecología UDES.
A mis amigos Edgui y Gogo por compartir conmigo los buenos y malos
momentos que pude pasar durante este tiempo.
Al ingeniero Sergio Torres por su colaboración para que este trabajo se
pudiera realizar.
A todos mis amigos que hicieron parte durante estos años de carrera e hicieron
que todo esto fuese posible.
VI
RESUMEN
TITULO: Evaluación de características morfológicas y niveles de infección
fúngica natural en la germinación de semillas de sacha inchi (Plukenetia
volubilis) provenientes de diferentes regiones de Colombia
AUTORES: Nathalia Coronado Rangel.
Palabras clave: Semillas, sacha inchi, modelos estadísticos.
DESCRIPCION
Un factor básico para la agricultura moderna es la utilización de variedades
con potencial para obtener altos rendimientos en granos o forrajes. Para
contribuir a este propósito, existen técnicas de análisis que permiten evaluar
la calidad de las semillas para la siembra, las cuales son de interés tanto para
la industria semillera y las instituciones responsables de la certificación, ya que
determinan el valor de las semillas para beneficio del agricultor.
En este estudio se evaluaron las características morfológicas y niveles de
infección fúngica natural en la germinación de semillas de sacha inchi
(Plukenetia Volubilis) provenientes de diferentes regiones de Colombia a
través de métodos estadísticos. Inicialmente se realizó el establecimiento de
la variabilidad morfológica de las semillas de sacha inchi seleccionadas de las
regiones: Santander, Valle, Antioquia, Boyacá y Cesar, determinando el
tamaño, textura, color, peso y forma, de las cuales se logró una clasificación
de 3 grupos definidos con un 93% de datos correctos a través del análisis
VII
discriminante. Posteriormente, se determinó el porcentaje de germinación,
nivel de infección fúngica cultivable.
Los resultados de germinación fueron del 92% en un promedio global de las
regiones y un porcentaje de infección del 95% donde el género Macrophomina
tuvo una mayor frecuencia apareciendo en todas las regiones estudiadas.
Seguido se realizaron comparaciones frente a la capacidad germinativa según
la región de origen y se evidenció que la región del Boyacá fue la que más
tardo en germinar en comparación a la región de Santander que logro su
germinación en la primera semana de estudio. Se logró generar una
contribución al mejoramiento de la calidad en la selección de las semillas de
sacha inchi de acuerdo con una caracterización teniendo en cuenta las
diferentes regiones evaluadas siendo una base para futuras investigaciones
relacionadas con la morfología y sanidad de las semillas.
VIII
ABSTRACT
TITLE: Evaluation of morphological characteristics and levels of natural fungal
infection in the germination of seeds of sacha inchi (Plukenetia volubilis) from
different regions of Colombia
AUTHORS: Nathalia Coronado Rangel
KEYWORDS: Seeds, sacha inchi, statistical models.
DESCRIPTION
A basic factor for modern agriculture is the use of varieties with potential to
obtain high yields in grains or fodder. To contribute to this purpose, there are
analysis techniques that allow to evaluate the quality of the seeds for the
company, which are of interest both for the seed industry and the institutions
responsible for the certification, which determine the value of the seeds for
profit. of the farmer.
In this study, the morphological characteristics and the levels of natural fungal
infection in the germination of seeds of Sacha inchi (Plukenetia Volubilis) from
different regions of Colombia were evaluated through statistical methods.
Initially, the establishment of the morphological variability of the sacha inchi
seeds selected from the regions of Santander, Valle, Antioquia, Boyacá and
Cesar was determined, determining the size, texture, color, weight and shape,
from which a classification of 3 groups defined with 93% correct data through
discriminant analysis. Subsequently, the percentage of germination, level of
cultivable fungal infection was determined.
IX
The germination results were 92% in a global average of the regions and an
infection percentage of 95% when the Macrophomina genus had a higher
frequency of appearance in all the regions studied. Then, comparisons were
made to the germinative capacity according to the region of origin and it was
evidenced that the Boyacá region was the slowest to germinate compared to
the Santander region that achieved its germination in the first week of the study.
It was possible to generate a contribution to the improvement of quality in the
selection of sacha seeds according to a characteristic taking into account the
different regions evaluated, being a basis for future research related to the
morphology and health of the seeds.
X
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION ............................................................................................... 1
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 4
3. JUSTIFICACION ............................................................................................... 7
4. HIPOTESIS ....................................................................................................... 9
5. MARCO TEORICO .......................................................................................... 10
5.1 Sistemas de producción de semillas ......................................................... 10
5.2 Semillas .................................................................................................... 11
5.3 Sacha inchi ............................................................................................... 12
5.4 El cultivo del Sacha inchi .......................................................................... 12
5.5 Descripción botánica ................................................................................ 13
5.6 Semillas de sacha inchi ............................................................................ 15
5.7 Plagas y enfermedades ............................................................................ 17
5.8 Uso y Producción Agroindustrial ............................................................... 18
5.9 Métodos de análisis de semillas ............................................................... 19
5.10 Métodos de análisis estadísticos .............................................................. 22
6. OBJETIVOS .................................................................................................... 30
6.1 GENERAL ..................................................................................................... 30
6.2 ESPECIFICOS .............................................................................................. 30
7. MATERILAES Y METODOS ............................................................................ 31
7.1 Ubicación .................................................................................................. 31
7.2 Material vegetal ........................................................................................ 31
7.3 Muestreo de las semillas .......................................................................... 32
XI
7.4 Establecer la variabilidad morfológica de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) provenientes de cinco regiones de Colombia. .................... 33
7.5 Determinar los niveles de infección fúngica presente en semillas de sacha
inchi (Plukenetia volubilis) según su origen. ........................................................ 34
7.6 Comparar la capacidad de germinación de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) según su origen en condiciones de laboratorio. ................. 35
7.7 Análisis de los resultados. ........................................................................ 36
8. RESULTADOS Y DISCUSION ........................................................................ 37
8.1 Establecimiento de la variabilidad morfológica de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) provenientes de cinco regiones de Colombia. .................... 37
8.2 Determinación los niveles de infección fúngica presente en semillas de
sacha inchi (Plukenetia volubilis) según su origen. .............................................. 56
8.3 Comparación de la capacidad de germinación de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) según su origen. ................................................................ 62
9. CONCLUSIONES ............................................................................................ 77
10. RECOMENDACIONES ................................................................................ 79
11. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................ 80
12. ANEXOS ...................................................................................................... 88
XII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Partes de la semilla de sacha inchi Plukenetia volubilis................. 12
Figura 2 Hojas de sacha inchi. Fuente Autor ............................................... 14
Figura 3 Flores masculinas y femeninas de sacha inchi. Fuente Autor ....... 14
Figura 4 Frutos de la planta de sacha inchi: A: Fase de maduración B: Fase
de secado. Fuente: Autor. ............................................................................ 15
Figura 5 Semillas obtenidas del fruto de sacha inchi. Fuente Autor ............. 15
Figura 6 Diagrama de redes neuronales por el programa Statgraphics Fuente
(Hubspot, 2009) ............................................................................................ 27
Figura 7 Recolección de la muestra según (FAO, 2016) ............................. 32
Figura 8 Comparación entre un elipse y una semilla de sacha inchi ............ 38
Figura 9 Gráfico de distribución normal y clasificación de las semillas ........ 40
Figura 10. Análisis de histogramas de las variables morfológicas de las
semillas de sacha Inchi ................................................................................. 42
Figura 11 Diagrama de correlación de variables morfológicas ................... 43
Figura 12 Diagrama de cajones A: Diámetro ecuatorial- Municipio B: Diámetro
meridional – Municipio C: Grosor- Municipio D: Peso- Municipio.................. 45
Figura 13 Diagrama de cajones volumen- municipio ................................... 46
Figura 14 Proyección discriminante ............................................................. 48
Figura 15 C= diámetro ecuatorial, B= diámetro meridional, A= Grosor ...... 50
Figura 16 Red neuronal que clasifica a los datos en 3 grupos ..................... 52
Figura 17 Color de las semillas por departamento ....................................... 54
Figura 18 Superficie de las semillas por Departamento de origen ............... 55
Figura 19 Forma de las semillas por Departamento de origen .................... 56
Figura 20 Contaminación de las semillas por departamento ....................... 57
Figura 21 Grafica de cantidad de semillas germinadas de sacha inchi. ....... 63
Figura 22 Grafico de tiempo de germinación por departamento de origen .. 65
Figura 23 Grafico de germinación por departamento de origen ................... 66
XIII
Figura 24 Forma de las semillas por Departamento de origen vs germinación
...................................................................................................................... 67
Figura 25 Superficie de las semillas por Departamento de origen y
germinación .................................................................................................. 68
Figura 26 Biplot de correspondencias múltiples ........................................... 69
Figura 27 Dendrograma de variables ........................................................... 72
Figura 28 Biplot de componentes principales. ............................................. 72
Figura 29 Función acumulada del TG en función de grosor, peso, forma y
superficie de la semilla .................................................................................. 75
Figura 30 Percentiles, modelo de Weibull .................................................... 75
Figura 31 Percentiles, modelo e Weibull forma y superficie ......................... 76
XIV
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 principales características de la semilla Plukenetia Volubilis Linneo
(sacha inchi).................................................................................................. 16
Tabla 2 Decisión estadística para clasificar un error. ................................... 25
Tabla 3 Tarjeta de identificación de datos .................................................... 31
Tabla 4 Estadísticas resumidas sobre las variables en estudio ................... 39
Tabla 5 Criterio de clasificación del volumen de las semillas de sacha inchi 40
Tabla 6 Estadísticas resumidas por grupo ................................................... 47
Tabla 7clasificación de grupos ..................................................................... 49
Tabla 8 Función de discriminación de los coeficientes ................................. 49
Tabla 9 Estandarización de los coeficientes ................................................. 50
Tabla 10 Porcentaje correcto de clasificación por grupo .............................. 51
Tabla 11 Porcentaje de datos clasificados correctamente ........................... 53
Tabla 12 Comparación de clasificación de métodos .................................... 53
Tabla 13 Tabla de descripción y frecuencia de hongos ................................ 59
Tabla 14 Peso de Componentes principales ................................................ 73
Tabla 15 Modelo de regresión - Weibull ....................................................... 74
Tabla 16 Pruebas de razón de verosimilitud ................................................ 74
1
1. INTRODUCCION
En la industria alimentaria existe la tendencia de utilizar cultivos promisorios
como materia prima para la obtención de nutrientes, y uno de los cultivos que
ha ganado terreno en el mercado internacional es el de la sacha inchi
(Plukenetia volubilis) que por su alto contenido en omegas 3, 6 y 9, proteínas
y vitaminas la hacen una especie muy atractiva para dinamizar la economía
agrícola e industrial.
El primer reporte científico sobre sacha inchi, fue en 1980 por la Universidad
de Cornell en Estados Unidos, en el cual analizan el contenido graso y proteico
de sus semillas; concluyendo que presentan un 48,6% de aceite, considerado
bajo en colesterol y un 29% en proteínas (Manco, 2006), siendo estas
características llamativas para el estudio de la especie y en particular en lo
referente a sus semillas.
Lo anterior cobra valor cuando se observa la amplia variabilidad de sacha inchi
disponible en el trópico, hoy día se ha reportado la existencia de
aproximadamente 47 ecotipos en la amazonia peruana y colombiana (Manco,
2006); sin embargo, no se cuenta con una caracterización morfológica
estandarizada para las semillas, como lo recomienda la International Seed
Testing Association (ISTA) y por ende desconociendo el potencial de estas
semillas para los diferentes mercados.
La propagación de la especie por semilla puede generar la dispersión de
fitopatógenos fúngicos (Gomez & Rios, 2009); los cuales pueden verse
2
favorecidos por las condiciones agroclimáticas, representando un riesgo
económico para los productores; es por esto que se hace necesario establecer
los niveles de infección fúngica natural y las morfoespecies asociadas a las
semillas de las diferentes regiones del país.
Con base en lo anterior, es importante evaluar las características morfológicas,
niveles de infección fúngica, velocidad y capacidad de germinación por medio
de herramientas estadísticas que permitan clasificar las semillas de sacha
inchi; dentro de los cuales se encuentran análisis discriminantes, análisis de
correspondencia múltiples, correlación de redes neuronales y regresión
logística.
El análisis discriminante incluye todas las variables que son estadísticamente
diferentes permitiendo su agrupación de tal forma que se puedan construir
resúmenes estadísticos y pruebas de importancia (De la Fuente, 2011).
Mientras que el análisis de correspondencia múltiple mide el grado de
asociación que tienen las variables cuando son cruzadas en una misma base
de datos. (statgraphics, 2012)
El modelo de correlación de redes neuronales permite la construcción de una
estimación no paramétrica sobre la función de densidad de cada grupo a un
nivel y ubicación deseada (Hubspot, 2009). Por su parte la regresión logística
se encarga de agrupar las variables cualitativas y cuantitativas en un mismo
modelo del cual resulta una probabilidad de que ocurra un evento.
(Statgraphics, 2009)
Considerando lo anterior, el objetivo de este trabajo fue evaluar las
características morfológicas y niveles de infección fúngica natural en la
3
germinación de semillas de sacha inchi (Plukenetia Volubilis) provenientes de
diferentes regiones de Colombia mediante métodos estadísticos.
4
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Colombia por su ubicación geográfica goza de una amplia diversidad de
especies, entre las que se encuentra la planta trepadora sacha inchi
(Plukenetia volubilis), de la cual se han reportado en los últimos años cuatro
especies diferentes en las regiones biogeográficas del Amazonas y Orinoquia
(Murillo, 2004). La importancia de esta especie radica en que de sus semillas
se obtiene un aceite de alta calidad alimenticia. Además, esta especie
adaptada a suelos arcillosos y ácidos se desarrolla mejor en climas cálidos.
Pese a la importancia de esta especie no se encuentran reportes científicos
relacionados con la calidad morfológica y microbiológica para su propagación
y uso como materia prima para la producción de aceite, pues los esfuerzos
han estado volcados al reconocimiento de la importancia y la producción de
aceite con esta semilla.
Esto se demuestra en un estudio realizado por (Betancourth, 2013) en el cual
se analizó la composición físico-química de la semilla y de la torta de sacha
inchi cultivada en la región del Putumayo, donde se evaluó un método para
extraer el aceite residual de la torta y se analizó composición y parámetros de
calidad del mismo, con el fin de proponer una alternativa de valorización de
éste residuo. Y de las características de la semilla hablaron de su composición
rica en aceites y porcentajes de productividad dando por ultimo
recomendaciones sobre la necesidad de estudiar las características de la
semilla de Sacha inchi para ampliar el conocimiento y campo de aplicación de
la misma.
Por otra parte, varios investigadores (Mendoza, Livera, & Cossio, 2006)
indican que una semilla de calidad contribuye a mayor eficiencia varietal
productiva, ya que es capaz de emerger de manera rápida y uniforme bajo
5
condiciones ambientales. La calidad de la semilla es un concepto basado en
la valoración de diferentes atributos los cuales mejoran el establecimiento de
la planta en campo, entre los que se destacan la calidad morfofisiologica y
sanitaria. Por otro lado la calidad física involucra características tales como
contenido de humedad peso por volumen y pureza.
Según Zimmermann, (2007), uno de los mayores peligros en agricultura es la
utilización de semillas que no poseen capacidad para producir cosechas
abundantes de diferentes especies cultivadas. Con el fin de minimizar este
riesgo se han desarrollado técnicas de Análisis de Semillas para valorar la
calidad de las mismas, antes de proceder a su siembra. La calidad es un
concepto basado en la evaluación de diferentes características (poder
germinativo, pureza físico-botánica y varietal, viabilidad, determinación en
número de semillas no deseables, sanidad, etc.), Todas ellas resultan
importantes para los distintos sectores de la industria semillera: criaderos,
semilleros, productores, acopiadores, comerciantes y organismos de control.
En Colombia en los últimos años ha existido un aumento en el interés en la
implementación de este cultivo de acuerdo con el último informe del
(MinAgricultura, 2017), Sacha Inchi forma parte del listado de los 46 productos
nativos solicitados en algunos mercados internacionales. Buscando acceder a
estos mercados, se trabaja en la articulación técnica, comercial y productiva
del sector, procesos de planeación, formación, seguimiento y control el
reconocimiento del cultivo como suplemento nutricional, incentivar la
comercialización e industrialización. Para 2017 se buscaba que a través del
programa de Alianzas Productivas se apoye al sector con 3 proyectos por
$2.033 millones de pesos en beneficio de 291 familias de Putumayo y
Amazonas.
6
Por estas razones, se quiere dar un enfoque que contribuya a llenar este tipo
de vacíos que existen en cuanto al conocimiento de la relación que pueda
existir entre características morfológicas de la semilla y sanidad microbiológica
y de esta forma presentar un modelo que ayude a desarrollar proyectos de
interés económico e industrial.
Debido al potencial de sacha inchi como cultivo de interés económico en el
país, se hace necesario realizar aportes que estén encaminados a mejorar la
calidad y selección de semillas para la propagación de la especie, es por ello
que se pretende definir ¿Cuáles características morfológicas y niveles de
contaminación fúngica natural inciden en la germinación de semillas de sacha
inchi (Plukenetia volubilis)?
7
3. JUSTIFICACION
Hoy en día la agricultura de pequeña y mediana escala en países en
desarrollo, cuentan con sistemas informales de producción, almacenamiento y
suministro de semillas; cabe resaltar que estos sistemas de agricultura debido
a que son informales pueden alcanzar hasta el 80% de este suministro
ocasionando críticas severas respecto a la producción de sus semillas donde
no se evalúa la sanidad de la semilla, falta de alternativas y buenas prácticas
para generar una semilla de buena calidad conlleva a el riesgo de utilizar
semillas que puedan ser portadoras de patógenos y enfermedades (Biemond,
2013)
La demanda de semilla de alta calidad ha incrementado en todos los sistemas
agrícolas de pequeña mediana y grande producción, siendo esta el principal
insumo que en la agricultura debe cumplir con diferentes especificaciones,
entre estos se encuentran: la calidad genética, fisiológica, física y sanitaria.
Las pruebas de germinación y de viabilidad han sido utilizadas ampliamente
en la evaluación de la calidad de las semillas, cabe destacar que la calidad
fisiológica hace referencia a mecanismos intrínsecos de la semilla que
determinan su capacidad de germinación, la emergencia y el desarrollo de
aquellas estructuras esenciales para producir una plántula normal bajo
condiciones favorables. (Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro.)
En el sistema de cultivo de sacha inchi no existen protocolos para la
producción de semillas de calidad, sin embargo pese al desconocimiento dicha
información los productores siguen produciendo semillas de sacha inchi con
algunas recomendaciones sobre los manejos del cultivo que aunque no van
orientadas hacia la calidad de la semillas si los ayudan a tener sus cultivos en
pie careciendo de los protocolos para hacer una evaluación sistemática de los
8
atributos de calidad con los que cuenta la semilla producida. Debido a esto los
productores se encuentran relegados por la falta de acceso a buenos insumos,
entre los que se incluyen: tierra y semillas de buena calidad, y tecnologías
inteligentes.
Por lo tanto, es necesario conocer la calidad morfológica de semilla que se
produce y es almacenada durante un periodo de tiempo prolongado para
garantizar una buena calidad de semilla y poder implementarla en los
diferentes mercados para la cual puede ser destinada la sacha inchi.
9
4. HIPOTESIS
HO: Las características morfológicas, niveles de contaminación fúngica natural
y procedencia no inciden en la germinación de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis)
Hi: Las características morfológicas, niveles de contaminación fúngica natural
y procedencia inciden en la germinación de semillas de sacha inchi (Plukenetia
volubilis).
10
5. MARCO TEORICO
5.1 Sistemas de producción de semillas
Las semillas son conocidas como la base principal que posee el ser humano
para su supervivencia. Son estas las receptoras del potencial genético de las
especies agrícolas y sus variedades resultantes de una mejora continua y su
selección con el pasar del tiempo (FAO, 2018).
Además de ser la base principal son el insumo agrícola más económico que
se puede llegar a encontrar a comparación del agua o fertilizantes que son
productos mucho más costosos siendo está el retorno de todos esos otros
insumos la cual está directamente influenciada por el insumo básico que son
las semillas (FAO, 2018)
Sin embargo, en muchos países en desarrollo los agricultores todavía no
cuentan con todos los beneficios que pueden otorgarles ventajas al momento
de utilizar semillas de calidad debido a factores como sistemas de producción,
distribución y garantía de calidad sin dejar a un lado la presión que ejerce el
cambio climático planteando cada vez mayores desafíos en la agricultura.
(FAO, 2018)
En Colombia el potencial de expansión agrícola pese a que tiene un
acompañamiento constante para el fortalecimiento de la industria semillera, la
falta de recursos y garantías limita a los pequeños agricultores en el avance y
acceso a variedades mejoradas de alta calidad con las cuales puedan mejorar
la productividad de sus cultivos. (Gomez A. , 2014)
11
5.2 Semillas
Las semillas son una unidad reproductiva compleja, característica de las
plantas vasculares superiores, que se forman a partir del óvulo vegetal,
generalmente después de la fertilización. Se encuentran en las plantas con
flores (angiospermas) y en las gimnospermas. En las angiospermas los óvulos
se desarrollan dentro de un ovario, en tanto que en las gimnospermas la
estructura que los contiene es muy diferente, pues no constituye una
verdadera flor; sin embargo, la estructura de las semillas de estas plantas es
básicamente similar a la de flores. (Doria, 2010)
Las reservas energéticas de la semilla son: grasas, carbohidratos y a veces
proteínas, que sostendrán a la futura planta durante sus primeras etapas de
vida. Estas reservas, como se ha dicho, pueden encontrarse en diferentes
tejidos o en el embrión mismo, lo cual está relacionado con la germinación y
el desarrollo de un nuevo individuo. (Doria, 2010)
La semilla está compuesta por 6 partes en general que son radícula, plúmula
hipocotíleo, cotiledones, endospermo y epispermo cada uno con una función
en específico que en conjunto llevan a buena germinación y posterior
reproducción.
Según (Sathe & Kshirsagar, 2012) la semilla de sacha inchi posee un grano,
tejido blando interior y una cascara dura externa como se puede evidenciar
en la Figura 1.
12
5.3 Sacha inchi
La especie Plukenetia volubilis Linneo, fue descrita por primera vez, el año
1753 por el naturista Linneo. El conocimiento de la semilla de sacha inchi inicio
en Perú en el año 1980; pero solo hasta el año 2000 se empezaron las
investigaciones sobre sus beneficios gracias al apoyo de científicos europeos
y la Universidad Nacional Agraria la Molina, quienes descubrieron en estas
semillas la presencia de ácidos grasos Omega 3 y 6, proteínas y una gran
cantidad de antioxidantes. (Arevalo, 1995)
La clasificación botánica de Sacha inchi descrita según (Betancourth, 2013)
es: Reino: Vegetal, División: Spermatophyta, Sub división: Angiospermae,
Clase: Dicotiledónea, Orden: Euphorbiales, Familia: Euphorbiaceae, Género:
Plukenetia, Especie: volubilis, Nombre científico: Plukenetia volubilis Linneo
5.4 El cultivo del Sacha inchi
La familia Euphorbiaceae abarca plantas de importancia ornamental,
medicinal, alimentaria e industrial, que se caracterizan principalmente por la
Figura 1 Partes de la semilla de sacha inchi Plukenetia volubilis
Fuente (Sathe & Kshirsagar, 2012)
13
presencia de una sustancia lechosa, tipo látex y frutos tricapsulares. El género
Plukenetia ha sido descrito principalmente en Malasia, Nueva Guinea, Borneo,
México, etc. El número de especies reportado en América tropical varía de 7 a
12. En América del Sur la presencia de Plukenetia volubilis Linneo, ha sido
registrada en la Amazonia Peruana, Bolivia y las Indias Occidentales. Sin
embargo también reportes de producción en Brasil, Colombia, Ecuador,
Venezuela, etc.
En el protocolo que proporciona (Peña, 2008) se hace referencia a la
importancia industrial y económica en el mercado nacional e internacional el
cultivo de sacha inchi. Donde se oferta como una alternativa viable en
comparación con otras semillas del grupo de las oleaginosas.
5.5 Descripción botánica
Sacha inchi es una planta trepadora, semileñosa y de altura indeterminada.
Sus hojas son alternas y por la forma del limbo son agudas, sin embargo, se
pueden encontrar hojas con bordes aserrados y haz verde claro o de bordes
festonados y haz verde oscuro Figura 2. Las flores masculinas son pequeñas
y dispuestas en racimos, en la base del racimo y lateralmente se puede
observar una a dos flores femeninas, sin embargo, la flor femenina puede tener
todo formas la primera es alargada y delgada y la segunda es corta y
engrosada Figura 3. (Layme, 2008).
14
Figura 2 Hojas de sacha inchi. Fuente Autor
Figura 3 Flores masculinas y femeninas de sacha inchi. Fuente Autor
Los frutos son capsulares, lobulados, generalmente con 4 lóbulos pero algunos
frutos pueden presentar 5, 6 o 7 lóbulos; los lóbulos son notoriamente agudos,
pero se pueden presentar que sean menos agudos Figura 4. De estas
capsulas se obtienen las semillas que son múltiples y simples, de forma
elipsoidal, que puede tener una superficie lisa o rugosa, la forma puede ser
entre aplanada y ligeramente aplanada, y el tamaño se encuentra entre 0,85
cm a 2,01 cm, las características dependen de las condiciones agroclimáticas
del cultivo Figura 5. (Vásquez, 2016)
15
Figura 4 Frutos de la planta de sacha inchi: A: Fase de maduración B: Fase de secado. Fuente: Autor.
Figura 5 Semillas obtenidas del fruto de sacha inchi. Fuente Autor
5.6 Semillas de sacha inchi
La semilla de sacha inchi actualmente supera a todas las semillas que
conforman la familia de oleaginosas, según (Bailey, 2002) para la producción
A B
16
de aceites de alta calidad para el consumo humano, por su alto contenido de
Omega 3 (más del 50%), es el más rico en ácidos grasos esenciales (85%), el
más insaturado (93%) y el de menor porcentaje de grasas saturadas.
Otro aporte benéfico para las semillas de sacha inchi lo hace (Macas, 2016),
donde reporta que la semilla de sacha inchi al tener un porcentaje de ácidos
grasos altos no solo ayuda a la industria agroindustrial sino que también tiene
grandes aportes en la salud como en la recuperación y desarrollo muscular,
pueden aportar vitaminas A y E las cuales estimulan el crecimiento y la
formación de tejidos. Así mismo el mismo autor cita la Tabla 1 donde se
reportan las características principales que posee la semilla de Plukenetia
volubilis L. vulgarmente conocida como sacha inchi a nivel de porcentajes.
Tabla 1 principales características de la semilla Plukenetia Volubilis Linneo (sacha inchi)
Fuente (Macas, 2016)
Principales características de la semilla Plukenetia volubilis Linneo (sacha inchi)
Componente Porcentaje %
Cascara 33
Almendra 67
Proteína 28,52
Aceite 54,8
Humedad 6,37
Ceniza 2,1
Fibra 2,6
Carbohidratos 17,7
Ácidos grasos saturados 7,7
Ácidos grasos insaturados 91,6
Energía (KAL/100) 555,7
Vitamina E mg. 5,41
17
5.7 Plagas y enfermedades
En el cultivo de sacha inchi existen diferentes tipos de plagas y enfermedades
que se pueden presentar, siendo de mayor importancia los ataques de
Meloidogyne spp. , nematodo entomopatogeno de nudo y Aphelenchus sp.,
los cuales habitan en suelos ácidos, alcalinos, terrenos como más del 70% de
arena, altos contenidos de materia orgánica y un porcentaje mayor al 50% de
arcilla siendo estas condiciones aptas para el desarrollo del cultivo y de
nematodos los cuales atacan a las plantas causando entrenudos cortos, hojas
de menor tamaño y que la planta se atrofie de manera general dejando como
resultado una planta enferma y clorótica. No obstante con este daño también
tienen la capacidad de ingresar a las raíces donde producen fácilmente heridas
dejando espacio para la invasión por medio de los hongos que al no ser la
primera causa de enfermedad son de gran importancia ya que hongos como
Fusarium sp., y Macrophomina sp. Pueden llegar a causar daños en los tejidos
de las plantas y causar pudrición total de las raíces lo que da como resultado
la muerte de la planta una vez este infectada. (Gomez & Rios, 2009)
A sí mismo (Dostert, Roque, Grischa, Weigend, & Flores, 2013) en su estudio
hablan sobre los daños que pueden ser ocasionados por diferentes especies
de hongos a las diferentes partes de las plantas como lo son Stagonospora,
Leptosphaeria, Rhizoctonia, Cronartium atacando principalmente a los tallos
de sacha inchi y Colletotrichum gloeosporioides, tanto tallos como hojas, cabe
resaltar que estos géneros de hongos suelen atacar cuando las plantas se
encuentran en un estado de plántulas donde son más ricas en nutrientes y
propensas a recibir ataques de cualquier fitopatógeno que pueda estar tanto
en el ambiente como en el suelo donde se realiza la siembra.
18
Finalmente estos hongos son los causantes de la muerte en las plantas siendo
el principal problema fitosanitario causante de los elevados índices de
mortandad de plantas en producción y a su vez de infección a sus frutos.
5.8 Uso y Producción Agroindustrial
El aceite de sacha inchi ha sido uno de los más sonados y mejor calificados
entre los productos que puede ofrecer esta planta, tanto así que se le otorgó
la medalla de oro calificándolo con ganador al mejor aceite de semillas en el
concurso mundial de aceites en la ciudad de Paris - Francia, en los años 2004
y 2006 según (PromPerú, 2010) esta es una de las razones que hacen que el
aceite de sacha inchi tenga un atractivo para la cadena comercial dado su uso
en alimentos y además con un potencial en el uso de productos como las
cremas antiarrugas en la industria cosmética.
Producción mundial
Sacha Inchi crece en la región de los Andes Tropicales de Sudamérica. Perú
es el país de producción más importante, pero también se produce en
Brasil, Colombia, Ecuador, Francia, Estados Unidos, Alemania, entre otros.
Actualmente Francia exportó en total US$ 1662 de Sacha Inchi en el 2016,
aunque no se especifica a qué países esto según el Sunat. Sin embargo, se
espera que sacha inchi pueda producirse en más países y llevar a mayor
escala este producto de interés industrial mundial.
19
Producción en Colombia
Debido a que el cultivo de sacha inchi ha tomado fuerza por ser una especie
promisoria por sus múltiples beneficios, el Ministerio de Agricultura en
Colombia ve en esta planta una posibilidad para la sustitución de cultivos de
uso ilícito. Generando nuevas formas de desarrollo económico en zonas como
el Pacífico, Centro, Santanderes y Centro-Sur haciendo una invitación a los
agricultores y productores de esta planta a generar la posibilidad de
transformar la materia prima y comercializar productos con valor agregado
mediante un encadenamiento productivo.
En Santander en el año 2017 según (Vanguardia, 2017), un ingeniero industrial
conoció sobre los beneficios de sacha inchi y le apostó a un proyecto enfocado
a explotar los beneficios medicinales de una semilla, hasta hace poco,
desconocida en la región y de esta manera competir con el mercado nacional
con su aceite de sacha inchi.
5.9 Métodos de análisis de semillas
Los análisis de semillas pueden brindar información y establecer estándares
para determinar el nivel de calidad de una semilla. Un lote de alta calidad está
en función de las características que pueden ser medidas en los laboratorios
principalmente son:
Germinación
La germinación es una prueba que informa sobre las semillas que inician una
actividad metabólica más rápido y su respectivo crecimiento. Consiste
básicamente en colocar las semillas sobre un sustrato adecuado,
20
humedecerlas, y controlar las condiciones de incubación durante un cierto
período de tiempo, durante el cual se realizan conteos de germinación,
observando el número de semillas que han germinado. Se pueden evaluar
también las plántulas obtenidas, identificando el número de plántulas normales
y anormales.
Uno de los procedimientos más habituales a la hora de realizar un ensayo de
germinación es colocar las semillas en el interior de una caja de vidrio o
plástico transparente, sobre un soporte que permita una rápida y abundante
retención de agua, como por ejemplo papel de filtro, arena o medios gelificados
a base de agar. (Rodriguez & Adam, 2008)
Vigor
La viabilidad de la semilla es uno de los principales atributos a considerarse
en cualquier evaluación de calidad. El vigor está definido como la “suma total
de todos los atributos de la semilla favorecen el establecimiento rápido y
uniforme de plántulas en el campo”.
Prueba Directas
Las semillas se exponen a condiciones controladas en el laboratorio y a los
factores adversos que puedan presentarse en campo. Como ejemplo la prueba
del frío (Cold Test), las pruebas directas, son difíciles de estandarizar entre
laboratorios y tienden a dar resultados más variables que las pruebas de
germinación.
21
Pruebas Indirectas
Estas pruebas se encargan de evaluar y/o medir ciertas características de una
semilla que al final se van a correlacionar con su actividad una vez salen a
campo. Una de las pruebas es la del envejecimiento acelerado, en la cual se
somete a la semilla a condiciones de alta temperatura y humedad relativa por
un tiempo que varía según la especie. Estas condiciones inducen un aumento
en el ritmo de deterioro fisiológico de la semilla, y por lo general existe una
buena correlación entre el porcentaje de semillas que sobreviven al
tratamiento y el porcentaje de emergencia en el campo.
Por otro lado, la inmersión de semillas en una solución de cloruro de Tetrazolio,
este es un ensayo de tipo bioquímico que puede ser utilizada para hacer una
evaluación rápida de la viabilidad de las semillas: en semillas con profunda
dormancia; en las semillas que muestran germinación lenta; o en los casos en
que se requiera una estimación muy rápida del potencial de germinación.
También se puede utilizar para determinar la viabilidad individual de las
semillas al final de una prueba de germinación. Una semilla viable debe
mostrar una coloración en todos los tejidos cuya viabilidad es necesaria para
el normal desarrollo de las plántulas. Dependiendo de la especie, pueden ser
aceptadas pequeñas áreas no teñidas en algunas partes de estos tejidos. Para
los propósitos del ensayo, una semilla viable debe mostrar por su actividad
bioquímica el potencial de producir una plántula normal. Una semilla no viable
muestra deficiencias y/o anormalidades de naturaleza tal que se impida su
desarrollo en una plántula normal. (Ista, 2016)
22
Sanidad
Para el control de sanidad de las semillas existen diferentes métodos, uno de
los más relevantes es el proceso de cámara húmeda donde se utilizan
comúnmente bandejas rectangulares a la cuales se les adiciona papel filtro o
papel absorbente al cual se le adiciona agua destilada estéril, la distancia entre
semilla dependerá del tamaño de las semillas a evaluar y la capacidad de
dispersión de los patógenos. Para contar con suficiente humedad durante la
prueba se debe asegurar que la cantidad de agua añadida sea la adecuada
para no tener que adicionar y que las variables cambien. Para realizar la
evaluación cuantitativa de la prueba se considera como presencia o ausencia
contando como semilla infectada o no afectada. Todo esto según (Lodrina,
2005) la cual establece ciertas características para la evaluación de sanidad
de las semillas con ayuda de la (Ista, 2016)
5.10 Métodos de análisis estadísticos
Análisis de componentes principales (ACP)
Este análisis es un método de interdependencia, esta se encarga de
transformar un conjunto de variables originales a un conjunto más pequeño de
variables, las cuales pueden ser combinaciones lineales que contengan la
mayor parte de variabilidad presente en el conjunto inicial.
El ACP tiene como objetivo la estructuración de un conjunto de datos
multivariado mediante la reducción del número de variables. Esta es una
metodología de tipo matemático para la cual no es necesario asumir
distribución probabilística alguna.
23
Este método puede generar nuevas variables que expresen la información
contenida en un conjunto de datos y de esta manera se va reduciendo la
dimensión del espacio donde están inscritos los fatos, también ayuda a
eliminar variables que aporten poco al estudio de problema y como resultado
facilitar la interpretación de los datos. (Diaz, 2002)
Selección del número de componentes principales
Para realizar una selección del número de componentes principales no hay un
criterio definido. Los criterios sugeridos son los de tipo empírico y están
basados en la variabilidad de la información en la que una situación en
particular se quiere mantener. Siendo así un método que depende de los
valores propios del problema.
Análisis discriminante
El método de análisis discriminante está orientado a ubicar un objeto o unidad
muestral, en uno o varios grupos de acuerdo con una regla de clasificación.
En el análisis discriminante se obtienen una función que separa entre varios
grupos definidos a priori, esta función es una combinación, generalmente lineal
sobre las variables de identificación la cual se encarga de minimizar los errores
en la clasificación.
El análisis discriminante tiene como objetivo seguir una tarea de discriminación
descriptiva con la cual se van a asignar individuos a las clases, mas no se
agrupan, ya que no se trata de construir grupos sino de generar individuos a
estos. Dicho de otra forma se basa en la predicción o asignación de un objeto
24
en uno de entre varios grupos previamente definidos con base en los valores
de las variables que lo identifican.
Clasificación análisis discriminante
La clasificación incorrecta del análisis discriminante pretende encontrar una
combinación lineal de las variables independientes que puedan minimizar la
probabilidad de clasificar incorrectamente objetos en sus respectivos grupos.
La clasificación o asignación en este método busca realizar un procedimiento
que pueda asignar o clasificar casos a grupos.
Por último la clasificación de supuesto análisis discriminante, las variables
independientes se asumen a una distribución normal y la variable de respuesta
se asume a fija, la cual toma los valores según la ubicación del objeto en
alguno de los dos grupos.
Reglas de discriminación para varios grupos
Para los tamaños muéstrales grandes, la función de discriminación cuadrática
realiza una clasificación mejor que las funciones lineales.
Para muestras de tamaño pequeño, los resultados desde la discriminación
cuadrática son menos estables.
Tasas de error de clasificación
En las tasas de error de clasificación se busca saber la tasa de clasificación
correcta que refiere como la probabilidad de clasificar una observación en el
grupo que verdaderamente pertenece.
25
Tabla 2 Decisión estadística para clasificar un error.
Fuente (Diaz, 2002)
Un estimador sencillo de la tasa de error se obtiene al tratar de clasificar los
objetos del mismo conjunto que se empleó para la regla de clasificación. Se
cuentan entonces los números de clasificación correcta y el número de
clasificaciones incorrectas conseguidas con la regla, esto se denomina tasa
de error aparente. (Diaz, 2002)
Regresión logística
El análisis estadístico de Regresión Logística se encuentra diseñado para
ajustarse a un modelo de regresión en el que la variable dependiente Y
caracteriza un evento con sólo dos posibles resultados.
A este procedimiento se pueden modelar dos tipos de datos:
Datos en los que Y consiste en un conjunto de 0’s y 1’s, donde 1
representa la ocurrencia de uno de los dos resultados.
Datos en los que Y representa la proporción de tiempo de uno de los
dos resultados ocurridos.
Grupo Asignación a G1 Asignación a G2
G1 (n1) Decisión correcta (n11) Error (n12)
G2 (n2) Error (n21) Decisión correcta (n22)
26
El modelo de regresión ajustado relaciona Y con una o más variables
predictores X, las cuales pueden ser cuantitativas o categóricas. En este
procedimiento, se asume que la probabilidad de un evento está relacionada
con los predictores a través de una función logística. El Análisis Pro bit puede
usarse para ajustar el mismo tipo de datos, pero usa una forma funcional
distinta. El procedimiento ajusta un modelo usando máxima verosimilitud o
mínimos cuadrados ponderados. La selección de variables por pasos es una
opción. Se realizan pruebas de radio verosimilitud para probar la importancia
de los coeficientes del modelo. El modelo ajustado puede graficarse y generar
predicciones a partir de la gráfica. Datos atípicos son identificados y
graficados.
Modelo Estadístico
El modelo logístico relaciona la probabilidad de ocurrencia P del resultado
contado por Y con las variables predictoras X. El modelo toma la forma
Alternativamente, el modelo puede escribirse de la forma
Donde el lado izquierdo de la ecuación de arriba se conoce como la
transformación logit. (Statgraphics, 2009)
27
Clasificador de redes neuronales
El clasificador de red neuronal probabilística (PNN) implementa un método no
paramétrico para clasificar las observaciones en uno de los grupos g en
función de p variables cuantitativas observadas. Construye una estimación no
paramétrica de la función de densidad de cada grupo a un nivel deseado y una
ubicación basada en observaciones cercanas de ese grupo. La estimación se
construye usando una ventana de Parzen que pondera las observaciones de
cada grupo de acuerdo con su distancia de la ubicación especificada.
(Hubspot, 2009)
Las observaciones se asignan a grupos en función del producto de tres
factores:
la función de densidad estimada en la vecindad del punto.
las probabilidades previas de pertenecer a cada grupo.
los porcentajes de clasificar mal los casos que pertenecen a un grupo
dado.
Figura 6 Diagrama de redes neuronales por el programa Statgraphics Fuente (Hubspot, 2009)
28
La red consta de cuatro capas:
1. Una capa de entrada con neuronas p, una para cada una de las variables
de entrada.
2. Una capa de patrón con n neuronas, una para cada caso que se utilizará
para entrenar la red.
3. Una capa de suma con neuronas g, una para cada clase de salida.
4. Una capa de salida, que también tiene una neurona binaria para cada clase
de salida que se enciende o apaga dependiendo de si un caso está asignado
o no al grupo correspondiente.
Conceptualmente, la capa de entrada proporciona la información de las
variables p predictor al alimentar sus valores (estandarizados restando la
media y dividiendo por la desviación estándar) a la neuronas en la capa patrón.
La capa de patrón pasa los valores a través de una función de activación, que
utiliza los valores de entrada para estimar la función de densidad de
probabilidad para cada grupo en un determinado ubicación. Las estimaciones
de densidad se pasan luego a la capa de suma, que combina la información
de n casos de capacitación con probabilidades previas y costos de
clasificación erróneos a derivar un puntaje para cada grupo. Los puntajes se
usan para activar la neurona binaria en la salida capa correspondiente al grupo
con el mayor puntaje y apagar todas las demás neuronas de salida. (Hubspot,
2009)
Análisis de correspondencias múltiples
El procedimiento Análisis de Correspondencias crea el mapa de
correspondencias relativo a una tabla de contingencia de doble entrada que
29
representa los datos de entrada para un análisis de correspondencias simples
cuya finalidad es medir el grado de asociación entre las categorías de las dos
variables cualitativas que se cruzan en la tabla de contingencia. A menudo no
se necesitan más de dos o tres dimensiones para mostrar la variabilidad o
inercia en la tabla. La parte más importante de la salida es el mapa de
correspondencias en el cual la distancia entre dos categorías es una medida
de su similitud o grado de asociación.
La parte más importante de la salida de este procedimiento es el mapa de
correspondencias que muestra la posición relativa de las categorías de las
variables cualitativas situadas en filas y columnas de la tabla de dato.
(statgraphics, 2012)
30
6. OBJETIVOS
6.1 GENERAL
Evaluar las características morfológicas y niveles de infección fúngica natural
en la germinación de semillas de sacha inchi (Plukenetia Volubilis)
provenientes de diferentes regiones de Colombia a través de métodos
estadísticos.
6.2 ESPECIFICOS
Establecer la variabilidad morfológica de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) provenientes de cinco regiones de Colombia,
teniendo en cuenta las normas de la International Seed Testing Association
ISTA 2017.
Determinar los niveles de infección fúngica presente en semillas de sacha
inchi (Plukenetia volubilis) según su origen.
Comparar la capacidad de germinación de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) según su origen en condiciones de laboratorio.
31
7. MATERILAES Y METODOS
7.1 Ubicación
Universidad de Santander Udes, Campus Universitario Lagos del Cacique,
edificio chibcha sótano 1 Laboratorio de agroecología, Calle 70 No 55-210
Bucaramanga.
7.2 Material vegetal
Las semillas de Sacha Inchi (Plukenetia volubilis) que se utilizaron en esta
investigación fueron proporcionadas por la empresa Sachacol S.A.S. La
empresa se encargó de proporcionar la información detallada sobre el lugar
de procedencia de las semillas para realizar los análisis posteriores a la
entrega. Las semillas de cada región estaban empacadas en bolsas de tipo
ziploc, selladas y etiquetadas para su identificación mediante la designación
sugerida por la FAO la cual se muestra en la Tabla 3
Tabla 3 Tarjeta de identificación de datos
Según (FAO, 2016)
Muestra Variedad Productor
Categoría Lote Cantidad
Tamaño Cosecha Origen
AlmacenajePropietari
o
Fecha de
muestreo
Responsable del
muestreo Análisis solicitado
32
7.3 Muestreo de las semillas
Para este estudio se tuvo como poblacion inicial los lotes de semillas que
ingresan a las instalaciones de la empresa Sacha Col provenientes de
Santander, Boyacá, Cesar, Valle y Antioquia. Se clasificaron los lotes de
acuerdo a la región de origen y así se tomó una muestra primaria de manera
aleatoria a través de un calador el cual garantizo la representatividad de la
poblacion objeto. Posteriormente se conformó una muestra compuesta mínima
para el requisito de análisis de laboratorio. El muestreo se realizó de acuerdo
la según la Figura 7 (FAO, 2016)
Figura 7 Recolección de la muestra según (FAO, 2016)
33
7.4 Establecer la variabilidad morfológica de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) provenientes de cinco regiones de Colombia.
Para establecer la variabilidad morfológica de las semillas de Sacha Inchi
(Plukenetia volubilis) se tuvo en cuenta la norma que emite la International
Seed Testing Association (Ista, 2016) Y el Instituto Colombiano Agropecuario
(ICA) las cuales indican las variables que se deben analizar, como lo son el
tamaño (diámetro ecuatorial, diámetro meridional y grosor), textura, color, peso
y forma.
Tamaño
Para el análisis del tamaño se utilizó un vernier MP TOOLS proporcionado por
el laboratorio de agroecología y a cada semilla de la muestra compuesta por
región establecida se les medio diámetro ecuatorial, diámetro meridional y
grosor. La información fue recolectada en libros de Excel para realizar su
análisis estadístico. Cada semilla se marcó con un número específico para
tener control de cada análisis que se realizó.
Textura
Para el análisis de textura se tuvo en cuenta dos parámetros principales como
lo fueron: lisa o rugosa esto de acuerdo (Rodriguez, y otros, 2010) donde
evalúan diferentes taxones de Plukenetia y obtienen resultados favorables
para la descripción de textura. Adicional a esto se realizaran cuadros
comparativos según la región de donde sean las semillas.
Color
El color se evaluó a través del programa COMPUEYE versión 2002 con
sistema de descarga libre vía web, en el cual se midió a partir de una escala
34
de colores (marrones) el porcentaje de intensidad en cada una de las regiones
seleccionadas.
Peso
El peso se tomó de cada semilla que se le mido su tamaño, este pesaje se
hizo por triplicado y se obtuvo un promedio del peso que permitió trabajar sobre
esos resultados en el análisis de datos. Según, (Reategui & Atoche, 2012) los
datos encontrados, permitirán clasificar las semillas por grupos como pequeña,
mediana, grande y con ello se evaluarán las características de semillas por
región.
7.5 Determinar los niveles de infección fúngica presente en semillas de
sacha inchi (Plukenetia volubilis) según su origen.
Para evaluar la sanidad de las semillas de según su origen se tuvo en cuenta
el test de Blotter según (Lodrina, 2005) haciendo una adaptación frente a los
recursos; se llenaron bandejas con 100 semillas de cada región
aparentemente sanas. Las semillas se colocaron sobre papel de filtro
humedecido con agua destilada, previamente desinfectadas superficialmente
con hipoclorito de sodio al 2%, durante 2 minutos. Posteriormente se
enjuagaron 2 veces con agua destilada. La incubación se llevó a cabo en
cámara de cultivo húmeda a 27ºC ± 2, con luz en ciclos de 12 horas de luz y
12 horas de oscuridad Las evaluaciones se realizaran a los 7 días desde la
siembra, esto siguiendo la metodología propuesta por (Perez & Cavallo,
2007).
Para la recuperación de los hongos encontrados en las semillas se llevó a cabo
la técnica de siembra en punción en el medio selectivo convencional PDA
(Agar Papa Dextrosa) ya que al estar compuesto por infusión de papa
35
deshidratada y dextrosa crea un ambiente propicio para el buen desarrollo de
los hongos .Los hongos se clasificaron a través de las técnicas comúnmente
usadas en micología y el libro de Agrios, (2005). Las variables registradas
fueron el número de colonias por cada género presente y número total de
colonias agrupadas según el origen de la semilla y se distribuyeron los datos
al análisis estadístico.
7.6 Comparar la capacidad de germinación de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) según su origen en condiciones de laboratorio.
Para realizar la comparación de germinación de las semillas, se tomaron un
total de 250 semillas las cuales se dividieron para cada región una muestra de
50 semillas según la (ISTA, s.f.) Que sugiere el mínimo de semillas a analizar
en un estudio de investigación.
Estas semillas se pusieron a germinar en bandejas estériles con una cama de
gasa estéril humedecida con agua destilada estéril sellados con papel vinipel
a una temperatura ambiente más o menos de 25ºC.
Se llevó a cabo un registro fotográfico y seguimiento diario para observar los
cambios y tiempo de germinación de cada semilla y luego se compararon con
modelos estadísticos la influencia del origen de cada semilla.
36
7.7 Análisis de los resultados.
Se realizaron previamente análisis de tipo descriptivo con el propósito de
identificar aspectos relevantes de las variables a analizar, en lo que tiene que
ver con: características morfológicas y niveles fúngicos de las semillas.
Se también se realizó un análisis multivariante para caracterizar las semillas a
través de un análisis de componentes principales con el fin de obtener un
número reducido de combinaciones lineales de las variables que explicaran la
mayor variabilidad en los datos en lo que tiene que ver con los aspectos
morfológicos de la semilla (cuantitativos) y un análisis de correspondencias
múltiples, que, desde un punto de vista gráfico, nos permitió determinar las
relaciones de dependencia o independencia de variables categóricas,
asociadas a aspectos morfológicos, fúngicos y de lugar de origen de la
semillas (cualitativos). También, para la variabilidad de las semillas, se realizó
un análisis discriminante (lineal y cuadrático), que buscaba encontrar
relaciones lineales entre las variables continuas que mejor discriminaran en
los grupos dados a las semillas por su forma y esto permitió construir una regla
de decisión que asigna un objeto nuevo (semilla), que no sabíamos clasificar
previamente, a uno de los grupos prefijados con un cierto grado de riesgo.
Se estimó un modelo de regresión logística que permitió modelar la
probabilidad de germinación de la semilla, considerada como variable
dicotómica, con solo dos posibles resultados (germina o no germina) e influida
por la presencia o ausencia de una serie de factores como: color, textura,
tamaño, peso, etc., evaluando la velocidad de germinación a través de curvas
de crecimiento. Los análisis estadísticos se realizaron con el software R v. R-
3.44 (2018), SPS v.24.y STATGRAPHICS Centurión XVI v. 16.1.11 licencia de
prueba.
37
8. RESULTADOS Y DISCUSION
8.1 Establecimiento de la variabilidad morfológica de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) provenientes de cinco regiones de Colombia.
Para el establecimiento de la variabilidad de las semillas de sacha inchi se
realizó en primer lugar un análisis de distribuciones de las variables
morfológicas, de las cinco regiones de Colombia las cuales fueron Santander,
Boyacá, Cesar, Valle y Antioquia que fueron suministradas por la empresa
Sachacol debido a que de estas regiones ingresan la mayor cantidad de
semillas las cuales son utilizadas para siembra y producción de aceite.
Estas regiones poseen un clima que permite el desarrollo de sacha inchi como
cultivo con el fin de ayudar a la economía agroindustrial del país. La región de
Santander tiene un clima el cual proporciona diferentes pisos térmicos y
paisajes con un promedio en temperaturas que van del 29ºC a 32ºC y un
registro de lluvias abundantes; en la región de Boyacá el clima es templado y
cálido con una temperatura media anual de 15.2 °C. La región del Cesar y
Valle comparten un clima por encima a los 28ºC con un piso térmico cálido y
la región de Antioquia posee un clima muy variado dado que su temperatura
oscila entre los 21ºC a los 30ºC (Martinez, 2015).
Según la (FAO, s.f.) La variabilidad natural del clima como las lluvias y
temperaturas es el principal factor que explica la variabilidad de la producción
agrícola en cualquier cultivo. Teniendo en cuenta lo dicho anteriormente los
parámetros que se establecieron fueron: diámetros ecuatoriales, diámetros
meridionales y grosor estas tres medidas se relacionaron con el volumen de
38
las semillas, dado a que es curva y se compara con un elipsoide por su forma
curva y cerrada marcada por tres secciones que principalmente son elípticas,
como se puede observar en la Figura 8 es decir, que pueden ser originada por
planos que contienen dos ejes cartesianos cuyo volumen va medido por la
ecuación: V= 4/3 * π*a*b*c que presenta (Ecured, 2018) para saber su
volumen y poder relacionar sus tres medidas en una sola.
Figura 8 Comparación entre un elipse y una semilla de sacha inchi
En la Tabla 4 se observa un resumen de los datos que fueron tomados a un
total de 2000mil semillas provenientes de las cinco regiones del país que son:
Santander, Boyacá, Cesar, Valle y Medellín. A estas se les midió su respectivo
grosor, diámetros y peso para al final obtener un promedio como se observa
en la Tabla 4 para el grosor fue de 1.10, el diámetro meridional 1.80, diámetro
ecuatorial 1.82, peso 1.33 y volumen 13.95. De acuerdo con estos resultados
la mayor variabilidad en función de los coeficientes de variación para cada
medida en estudio fue la del grosor con un 39% de variabilidad seguido del
diámetro ecuatorial peso y volumen; cabe resaltar que las medidas están
dentro del sistema métrico decimal dadas en centímetros (cm).
39
Tabla 4 Estadísticas resumidas sobre las variables en estudio
Media Stnd. Error
Límite inferior
Límite superior
Desviación estándar
Coeficientes de variación
Mínimo Máximo
Grosor 1,10671 0,008757 1,08954 1,12387 0,391634 35,39% 0,6 2,2
D. Meridional
1,8002 0,004264 1,79184 1,80856 0,190697 10,59% 0,175 2,9
D. Ecuatorial
1,82228 0,01204 1,79868 1,84587 0,538457 29,55% 0,5 2,5
Peso 1,33242 0,008363 1,31603 1,34881 0,373984 28,07% 0,1105 2,4
Volumen 13,9577 0,081556 13,7978 14,1175 3,6473 26,13% 1,1 35,8
A partir de esto se creó un criterio de clasificación de las semillas teniendo en
cuenta su volumen ya que este relaciona todas las medidas tomadas. Para
esto se realizó la Figura 9 de distribución normal para clasificar en diferentes
grupos las semillas. Este análisis corresponde al total de las semillas
evaluadas sin importar a la región a la que pertenezcan y se obtuvo una media
de 14 con una desviación estándar de 3,65 para la clasificación por grupos de
las semillas. Las semillas Se clasifican en tres grupos, de acuerdo al criterio
de la desviación estándar así:
40
El criterio adoptado en este trabajo para clasificar el volumen de las semillas
fue a través de la desviación estándar (DE), por la naturaleza de la distribución
de la variable, aproximándose a una normal: Grupo 1 (menos de 0,5 D.E de la
media), Grupo 2 (alrededor de ±0,5 DE de la media), Grupo 3 (mayor a 0,5 DE
por encima de la media). Esto lo muestra la Tabla 5
Figura 9 Gráfico de distribución normal y clasificación de las semillas
Tabla 5 Criterio de clasificación del volumen de las semillas de sacha inchi
Clasificación Valores Criterio
Grupo 1 Menores a 12,1 Menores a Media -0.5*Desviación
Grupo 2 Entre 12,2 a 15,8 Entre Media - 0.5*Desviación y Media + 0.5*Desviación
Grupo 3 Mayores 15,9 Mayores a Media + 0.5*Desviación
5 10 15 20 25
0.0
00
.02
0.0
40
.06
0.0
80
.10
Clasificación del Volumen de semillas-Normal Distribution: Mean=14, Standard deviation=3.65
Volumen
De
nsi
ty
Regions
0 to 12.1
15.8 to 100
41
En la Figura 10a. el diámetro ecuatorial tiene aproximadamente una
distribución normal con una simetría alrededor de 1,8cm ya que es el que
posee una mayor frecuencia sin dejar a un lado que hay valores entre los 1,5
cm que también expresan una frecuencia elevada pero no alcanzan a tener
todos una misma simetría, pero también se observan datos atípicos a los
valores como los son 1,0cm y 3,0cm que son datos aislados a los demás. En
la Figura 10B que compone el diámetro meridional se puede observar que
existen dos grupos bien conformados evidenciados en el histograma. En el
primer grupo la simetría esta alrededor de 0,8cm de diámetro conformándolo
así como un grupo muy pequeño de semillas y el segundo grupo esta con una
simetría de 2,0 cm dejándose ver como un grupo bastante grande respecto a
su diámetro meridional.
En la Figura 10C Se vuelve a observar una división de grupos marcada pero
esta vez es sobre el grosor de las semillas, el primer grupo tiene una
distribución alrededor de 1,0 cm en promedio y el segundo grupo con muy
pocas semillas tienen una distribución con un promedio de un grupo alrededor
de 1 cm en promedio y el otro con pocas semillas un promedio de 1,8 cm. En
la Figura 10Dse observa una distribución con una leve asimetría hacia la
derecha en donde la mayoría de las semillas tiene un peso alrededor de 1,0cm
a 1,5cm ya que los datos de acuerdo a la frecuencia y la relación del peso van
creciendo y se observa un decrecimiento al final con una frecuencia muy baja.
Las relaciones entre las diferentes variables morfológicas se observan en la
Figura 11, En primer lugar existen dos grupos marcados entre el diámetro
ecuatorial y el diámetro meridional así mismo existen dos grupos entre el
diámetro ecuatorial y el grosor haciendo que a medida que aumenta el grosor
el diámetro ecuatorial disminuya; a media que aumenta el peso el diámetro
ecuatorial también aumenta haciendo que tenga una relación directa entre sí.
42
Este diagrama de tendencias nos ayuda a observar y tener más claridad sobre
la relación que se tiene entre las variables enmarcando de nuevo dos grupos
totalmente definidos que pueden relacionarse con una o más variables como
es el caso del diámetro ecuatorial.
Figura 10. Análisis de histogramas de las variables morfológicas de las semillas de sacha Inchi
43
Figura 11 Diagrama de correlación de variables morfológicas
Habiendo observado las variables morfológicas de manera global, se tiene en
cuenta la distribución por regiones que conforman este conjunto de datos y por
esto se realizaron diagrama de cajas para cada variable morfológica por
región estudiada como se puede observar a continuación en las Figura 12 y
Figura 13 y de esta manera poder diferenciar con mayor claridad estos grupos
mencionados anteriormente en el análisis descriptivo.
El diagrama de cajas en la Figura 12A se observa que el diámetro ecuatorial
de las semillas de Piedecuesta y Valle es el más alto con un diámetro entre
1,8 cm y 2,0 cm, donde la región del Valle no presenta ningún dato atípico
44
como si lo hace Piedecuesta que existe valores que se salen del rango
intercuartilico máximo. Los municipios de Boyacá, Cimitarra y Medellín poseen
un diámetro ecuatorial más pequeño en sus semillas ya que están entre 1,5cm
a 1,9cm en donde Cimitarra y Medellín poseen datos que se salen de sus
rangos máximos y mínimos expresando que hay datos lejos de una
distribución normal, pero Boyacá es una región muy uniforme ya que todos sus
datos se encuentran entre el rango. Las semillas de la región de Cesar cuenta
con un diámetro ecuatorial más pequeño de todas las regiones evaluadas con
un rango de 1,3 cm a 1,6 cm presentando datos atípicos por encima de su
máximo rango intercuartilico. En la Figura 12B se observa a simple vista que
la región que posee menor diámetro meridional es Medellín con un rango de
0,5 cm a 1,0 cm presentando datos atípicos entre sus rangos máximos y
mínimos, mientras que las demás regiones presentan un rango de 1,5cm a
2,0cm y la única región que no presenta datos atípicos es la del Valle, los
demás presentan datos atípicos en sus máximos y mínimos notándose que en
Piedecuesta existe un dato que está lejos de los rangos normales. En la Figura
12C El grosor de las semillas de las diferentes regiones (Boyacá, Cesar,
Santander y Valle) no tienen diferencias significativas que van entre 0,8cm a
1,0cm las cuales no presentan datos atípicos lo que quiere decir que las
medidas de estas regiones se mantienen uniformes y no hay tanta variación
entre regiones solo cimitarra presenta un dato atípico pero no afecta en mayor
proporción a sus medidas, lo que si sucede en Medellín que es la región que
posee el mayor grosor con un rango de datos entre 1,6cm a 2,0cm
presentando una variación alta en sus datos como se observa en la caja con
cierta cantidad de datos atípicos que hacen que se varié un poco más en esta
región el grosor. En la Figura 12D se puede observar el último parámetro que
es el peso frente a las regiones, donde la región de Boyacá tiene mayor
variación frente a las demás regiones entre el peso y conserva un rango de
1,3g a 2,1g pero a su vez los conserva por dentro de sus rangos máximos y
45
mínimos sin proporcionar datos atípicos. En la región del cesar ocurre algo
similar a región de Boyacá ya que en esta no se presentan datos atípicos pero
ocurre que su peso es el menor de todas las regiones estudiadas teniendo un
rango de 0,8g a 1,0g. Las regiones de Cimitarra y Medellín tienen un peso
similar entre 1,0g y 1,5g pero en la región de Medellín se observa que existen
una gran cantidad de datos por fuera de sus rangos máximos y mínimos lo que
hace que esta región sea más variable. En cuanto a las regiones de
Piedecuesta y Valle su peso esta entre 1,3g y 1,7g manteniéndolas en un nivel
intermedio en cuanto a su peso ya que no cuentan con una cantidad elevada
de datos atípicos por debajo de sus rangos mínimos aunque si con varios datos
por encima de sus rangos máximos
Figura 12 Diagrama de cajones A: Diámetro ecuatorial- Municipio B: Diámetro meridional – Municipio C: Grosor- Municipio D: Peso- Municipio.
46
En la Figura 13 se observa la relación que existe entre el volumen de las
semillas en relación a cada municipio que fue evaluado. En un primer momento
tenemos que las semillas de Piedecuesta y Valle poseen un volumen mayor
entre 15cm y 20cm a comparación de las otras regiones observándose que
ambas tienen datos atípicos por encima del máximo en sus medidas y
Piedecuesta aparte de tener datos atípicos por encima también tiene datos
atípicos por debajo de su mínimo que van de 10 cm a 15 cm en volumen.
La siguiente región que posee un alto volumen es Boyacá con valores en
volumen entre rangos de 15 cm con datos atípicos entre el máximo y el mínimo
pero se puede observar que son pocos. La región de cimitarra tiene volúmenes
entre los 10 cm y 15 cm que comparada con Piedecuesta o valle son
volúmenes pequeños haciendo que estas semillas sean de menor tamaño al
igual que la región de Medellín observándose el mismo patrón de datos
atípicos por encima del máximo y debajo del mínimo. Por último la región del
Cesar posee un volumen mucho menor que todas las regiones mencionadas
ya que su rango de volumen va de 10 cm y menos conservando datos atípicos
por encima de su máximo. De esta manera se puede evidenciar que las
semillas más grandes son las de Piedecuesta y las más pequeñas son las del
Cesar y Medellín.
Figura 13 Diagrama de cajones volumen- municipio
Boyaca Cesar Cimitarra Medellin Piedecuesta Valle
05
10
15
20
25
30
35
Municipio
Vo
lum
en
47
Para este estudio se realizó un análisis discriminante donde la Tabla 6
Estadísticas resumidas por grupo se observa cómo se dividieron el total de
semillas analizadas en tres grandes grupos por cada variable Definidos por el
criterio presentado anteriormente en la Tabla 5, relacionando las variables:
grosor, diámetro meridional, diámetro ecuatorial y peso se puede decir que el
mejor promedio en cuanto a grosor lo tiene el grupo 1 (G1) con 1,23 lo que da
a entender que estas semillas son más gruesas; para el diámetro meridional
lo obtuvo el grupo 3 (G3) con 1,97 las cuales son más largas y a su vez el
grupo 3 (G3)con 2,23 también es el más ancho por su diámetro ecuatorial
dejando claro que al ser más largas y anchas su peso fue el mayor. En cuanto
a las desviaciones por cada variable por grupo el grupo 1 (G1) obtuvo una
mayor desviación en cuanto a grosor y a su diámetro ecuatorial, por otro lado
el grupo 2 (G2) tuvo mayor desviación en el peso de sus semillas y fue la de
menor desviación en el diámetro meridional. Y el grupo 3(G3) obtuvo mayor
desviación en el diámetro meridional y menor grosor.
Tabla 6 Estadísticas resumidas por grupo
Grupo Final G1 G2 G3 TOTAL
Conteo 737 574 689 2000
Media
Grosor 1,23526 1,09223 0,981248 1,1067
D.Meridional 1,62235 1,81307 1,97972 1,8002
D.Ecuatorial 1,3903 1,87765 2,23821 1,82228
Peso 0,998667 1,46113 1,5822 1,33242
STD. Desviaciones
Grosor 0,502321 0,395296 0,109217 0,391634
D.Meridional 0,118828 0,106424 0,121767 0,190697
D.Ecuatorial 0,505351 0,447734 0,16295 0,538457
Peso 0,177979 0,344774 0,279041 0,373984
En la Figura 14 de proyección discriminante de las funciones se observa que
se clasifican 3 grupos donde el G1 (Azules) obtiene una mayor clasificación de
48
las semillas seguido del grupo G3 (Rosadas) que muestra una alta variabilidad
en los datos y por último el G2 (Rojas) que se encuentra en medio con una
cantidad mínima de datos haciéndolo como el grupo más pequeño de la
clasificación de acuerdo a las funciones de media y desviaciones estándar que
se tuvieron en cuenta.
Figura 14 Proyección discriminante
En cuanto a la Tabla 7 de clasificación por grupos se realizó una predicción
de acuerdo a la cantidad de datos de semillas clasificadas en cada uno de los
grupos y se obtuvo que la mejor clasificación la obtuvo el G1 al clasificar
correctamente 713 semillas de las 734 que clasifico en general, luego sigue el
G3 con una clasificación correcta de 661 semillas de 689 y por último el G2
que aunque tuvo una buena clasificación se obtuvo que 88 semillas fueron
clasificadas erróneamente en los diferentes grupos. Esta tabla nos indica el
porcentaje de clasificación de los tres grupos y se obtuvo un 93% de datos
correctos en general haciendo de esto una buena predicción para su correcta
clasificación.
Plot of Discriminant Functions
-10 -7 -4 -1 2 5 8
Function 1
-3,2
-1,2
0,8
2,8
4,8
6,8
Fu
nc
tio
n 2
GrupoFinal
G1
G2
G3
49
Tabla 7clasificación de grupos
Actual Grupo Predicción Grupo Final
Grupo cantidad G1 G2 G3
G1 737 713 24 0
96,74% -3,26% 0,00%
G2 574 28 486 60
-4,88% 84,67% -10,45%
G3 689 1 27 661
-0,15% -3,92% 95,94%
Porcentaje de clasificación correcta: 93,00%
En la Tabla 8 y la
Tabla 9 se muestran los coeficientes de las funciones utilizadas para
discriminar entre los diferentes niveles de Grupo Final. De interés particular
son los coeficientes estandarizados. La primera función discriminante
estandarizada es 2, 06601 * Grosor 0, 555762 * D. meridional 2, 36719 * d.
ecuatorial 0, 20671 * peso de la magnitud relativa de los coeficientes en la
ecuación anterior, puede determinar cómo se utilizan las variables
independientes para discriminar entre los grupos.
Tabla 8 Función de discriminación de los coeficientes
1 2
Grosor 2,06601 -0,405358
D.Meridional 0,555762 -0,418002
D.Ecuatorial 2,36719 -0,544203
PESO 0,20671 0,971073
50
Tabla 9 Estandarización de los coeficientes
1 2
Grosor 5,48378 -1,07593
D.Meridional 4,7723 -3,58937
D.Ecuatorial 5,90345 -1,35717
PESO 0,767134 3,60381
CONSTANT -26,4399 5,32366
Figura 15 C= diámetro ecuatorial, B= diámetro meridional, A= Grosor
Classification Plot
B=1,8002,PESO=1,33242
0,6 1 1,4 1,8 2,2
A
0
0,5
1
1,5
2
2,5
C
GrupoFinal
G1
G2
G3
Classification Plot
A=1,10671,PESO=1,33242
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
B
0
0,5
1
1,5
2
2,5
C
GrupoFinal
G1
G2
G3
Classification Plot
C=1,82228,PESO=1,33242
0,6 1 1,4 1,8 2,2
A
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
B
GrupoFinal
G1
G2
G3
51
REDES NEURONALES
El Clasificador Probabilístico de Redes Neurales (PNN, Probabilistic Neural
Network Classifier) ejecuta un método no paramétrico para clasificar
observaciones en uno de g grupos basados en p variables cuantitativas
observadas. Más que hacer supuestos sobre la naturaleza de la distribución
de las variables dentro de cada grupo, construye una estimación no
paramétrica de la función de densidad de cada grupo en una localización
deseada basada en las observaciones colindantes a ese grupo (Hubspot,
2009). La estimación se construye usando una ventana de Parzen que
pondera observaciones de cada grupo de acuerdo con su distancia a la
localización especificada. Para el presente estudio, los grupos de clasificación
de las semillas son: (G1, G2, G3) definidos previamente y las variables
observadas son: Grosor, diámetros meridional y Diámetro Ecuatorial.
La Tabla 10 muestra que la regla del vecino más cercano clasifica
correctamente alrededor del 92% de las observaciones en los grupos
definidos. También es interesante observar que la regla del vecino más
cercano funciona bien en el grupo más grande, pero no tan bien en los grupos
más pequeños. Esto no es inesperado, ya que el grupo más grande (G1)
brinda una mejor oportunidad de tener un vecino cercano alrededor del 96%.
Tabla 10 Porcentaje correcto de clasificación por grupo
Porcentaje correcto
Grupo Final Cantidad Clasificación
G1 737 96,2008
G2 574 86,7596
G3 689 91,2917
Total 2000 91,8
52
El problema de clasificar casos puede formularse como una red neural. El
Diagrama Neural ilustra la estructura básica de la red:
Figura 16 Red neuronal que clasifica a los datos en 3 grupos
La arquitectura de la red, comprende de cuatro capas:
1. Una capa de entrada con p neuronas, una para cada variable de entrada.
2. Una capa patrón con n neuronas, una para cada caso que se usará para
entrenar a la red.
3. Una capa de resumen con g neuronas, una para cada clase de salida.
4. Una capa de salida, que también tiene una neurona binaria para cada clase
de salida que se enciende o apaga dependiendo de si un caso se asigna o no
al grupo correspondiente.
En la Figura 16 de la red neuronal se observa una entrada de cuatro variables
las cuales son: grosor, peso, diámetro meridional y diámetro ecuatorial los
cuales desprenden neuronas de datos para ser clasificadas por un parámetro
dado que se dividieron en 3 neuronas de salida para por ultimo obtener los 3
grupos de clasificación y predicción de datos correctos como lo muestra la
tabla de clasificación la cual muestra un porcentaje de datos correctos del
Input layer
(4 variables)
Pattern layer
(2000 cases)
Summation layer
(3 neurons)
Output layer
(3 groups)
53
91,80% dejando al grupo 1 (G1) como el grupo con mayor cantidad de datos
clasificados correctamente.
Tabla 11 Porcentaje de datos clasificados correctamente
Actual Grupo Predicción
Grupo Final G1 G2 G3
G1 737 709 28 0
-96,20% -3,80% 0,00%
G2 574 27 498 49
-4,70% -86,76% -8,54%
G3 689 1 59 629
-0,15% -8,56% -91,29% Porcentaje de datos clasificados correctamente 91,80%
Se puede concluir que los dos métodos propuestos (Discriminante lineal y
Redes neuronales) tienen una alta clasificación correcta en los grupos
establecidos del volumen de las semillas, alrededor del 92% el método
discriminante lineal y del de redes neuronales.
Tabla 12 Comparación de clasificación de métodos
Método %Clasificación
correcta
Discriminante lineal
91,8
Red neuronal 91,3
Luego de haber visto la clasificación de los grupos que se pueden conformar
a partir de los datos recolectados, se analizaron según el número de semillas
de cada departamento el color de las semillas por medio del sistema de
medición de colores y áreas COMPUEYE que es un método fácil para medir
el área principalmente de hojas a partir de una escala de colores y fue ajustado
a las necesidades de la toma de color de las semillas, el cual a través del área
54
puede definir que tanto porcentaje tiene de color una semilla. En la Figura 17
se puede observar la participación de dos tonos de color marrón que fueron
nombrados marrón 1, marrón 2 y marrón 3 (anexo 1), estos tonos de marrón
se lograron obtener de los mismos tonos de las semillas de sacha inchi y luego
por medio del programa se tomó el área que más tenía el tono y así
sucesivamente para todos los departamentos donde predominaron el tono
marrón 1 y el marrón 3 ; Con un total de 200 semillas entre las regiones
Santander y Boyacá se tiene el tono marrón 1 y las regiones del Valle, Cesar
y Antioquia tienen el tono marrón 3 con un total de 300 semillas.
Figura 17 Color de las semillas por departamento
En cuanto a la superficie de las semillas por departamento de origen se tiene
un parámetro establecido por (Rodriguez, y otros, 2010) los cuales son de
superficie lisa o rugosa. Como se puede observar en la Figura 18 en las
regiones se encuentra un mayor número de semillas rugosas en comparación
con las semillas lisas, dado que en las regiones de Santander, Valle y
Antioquia las semillas analizadas fueron de tipo rugosa y en las regiones de
100 100 100 100 100
0
20
40
60
80
100
120
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
N°
de
sem
illas
Color por Departamento
Marron 1 Marron 3
55
Boyacá y Cesar se evidencia la aparición de semillas lisas con un numero de
semillas mínimo en la región del Cesar con un total de 9 semillas lisas y en
Boyacá 28 semillas.
Figura 18 Superficie de las semillas por Departamento de origen
Esto nos ayuda con la
Figura 19 donde se tienen las formas encontradas de las semillas por
departamento, las semillas de las regiones Valle, Santander y Antioquia
poseen una forma redondeada y de acuerdo a la figura de superficie se tiene
que estas tres regiones poseen las mismas características morfológicas
rugosas y redondeadas y las semillas del Cesar y Valle tiene una variación
donde su forma es aplanada a excepción de 6 semillas de la región del Cesar
que son rugosas, lo que se puede decir que las semillas de estas dos regiones
poseen características morfológicas aplanadas y lisas.
0
28
0
91
0
100
72
100
9
100
0
20
40
60
80
100
120
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
N°
de
sem
illas
Superficie de las semillas por Departamento de origen
Lisa Rugosa
56
Figura 19 Forma de las semillas por Departamento de origen
8.2 Determinación los niveles de infección fúngica presente en semillas de
sacha inchi (Plukenetia volubilis) según su origen.
La obtención de una semilla sana es una medida de control de enfermedades
importante ya que ésta es un vehículo de transmisión de patógenos. Lo ideal
sería obtener la semilla en campos libre de fitopatógenos, sin embargo, en la
mayoría de los cultivos, la certificación se debe llevar a cabo en zonas donde
las condiciones agroecológicas sean ideales para la adaptación del cultivo,
donde también estarán presentes los fitopatógenos. (Pineda, 2007)
El nivel de infección por patógenos en especial hongos que puedan habitar en
una semilla está definido por la cantidad de infestación de las semillas que
pueden llegar a causar enfermedades y en consecuencia pérdidas
económicas.
0
100
0
94
0
100
0
100
6
100
0
20
40
60
80
100
120
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
N°
de
sem
illas
Forma de las semillas por Departamento de origen
Aplanada Redonda
57
Es por esta razón que en este estudio se tuvo especial interés en determinar
los niveles de infección de las semillas de sacha inchi. En primer lugar se
analiza la cantidad de semillas que se contaminaron después de realizar el
test de Blotter propuesto en la metodología, en la Figura 20 se observa que el
nivel de infección por número de semillas en cada departamento tiene más del
95% contaminadas, con tan solo 8 de las 500 resultaron sanas (5%).
Figura 20 Contaminación de las semillas por departamento
Esto quiere decir que en todas las regiones se cuenta una contaminación alta
y poco control en el traslado y recolección de las semillas que posteriormente
servirán para siembra. Las semillas al estar expuestas a niveles altos de
humedad se hacen un ambiente propicio para la propagación de hongos ya
que esta variable es un factor de alta importancia para el crecimiento de los
mismos, esto se realizó con el objetivo es saber que morfotipos de hongos
podían encontrarse en las semillas de sacha inchi ya que (Gomez & Rios,
2009) hablan de diferentes especies de hongos patógenos que puedan estar
presentes.
2 0 1 1 4
98 100 99 99 96
0
20
40
60
80
100
120
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
N°
de
sem
illas
Contaminación por Departamento
No Contaminada Si Contaminada
58
Una vez terminada la prueba de contaminación fúngica se procedió a realizar
la identificación macroscópica y microscópica de las cepas fúngicas luego ser
sembradas en cajas de Petri con agar PDA, fueron descritas en el Anexo 2
tanto macroscopia y microscopia con sus respectivas evidencias fotográficas.
Así mismo el Anexo 3 se evidencian las fotografías de las semillas de los
diferentes departamentos contaminadas por hongos de las cuales se
realizaron los aislamientos y posterior caracterización.
De acuerdo a la identificaron de los morfotipos fúngicos encontrados cuando
las características lo permitían se tomó como género y/o posible especie, y en
caso de no poder hacerlo, los aislamientos fueron mencionados con un código
y denominados morfoespecié en forma secuencial (una morfoespecié es una
especie no identificada, que posee diferencias en sus características
morfológicas).
En la Tabla 13 se pueden observar los géneros, especies y/o morfotipos
hallados a partir de las caracterizaciones realizadas.
59
Tabla 13 Tabla de descripción y frecuencia de hongos
Código de
aislados
Morfotipo, Genero y/o
especie
Descripción (Ver: Anexo 2) FRECUENCIA
Macroscópica Microscópica Santander Boyacá Cesar Valle Antioquia
H1 Aspergillus
flavus pág. pág.
23 12 0 9 0
H2 Morfotipo 1 pág. pág. 2 2 0 0 0
H3 Morfotipo 2 pág. pág. 2 1 0 0 0
H4 Fusarium sp pág. pág. 5 32 14 5 6
H5 morfotipo 3 pág. pág. 1 2 0 0 0
H6 Morfotipo 4 pág. pág. 1 1 0 0 0
H7 Morfotipo 5 pág. pág. 1 2 0 2 0
H8 Aspergillus
versicolor pág. pág.
6 4 7 0 0
H9 Micelya sterilia pág. pág. 5 2 12 5 4
H10 Aspergillus
niger pág. pág.
3 3 9 3 0
H11 Macrophomina
phaseolina pág. pág.
40 23 25 34 61
H12 Fusarium
acuminatum pág. pág.
3 3 20 12 0
H13 Penicillium sp pág. pág. 2 2 0 4 2
H14 Rhizoctonia sp pág. pág. 4 11 12 25 23
60
En la Tabla 13 se observan los diferentes géneros y especies de hongos que
se pudieron aislar de las semillas de sacha inchi en los diferentes
departamentos estudiados los cuales son similares a los encontrados en el
estudios reportados por (Gomez & Rios, 2009) y (Dostert, Roque, Grischa,
Weigend, & Flores, 2013) donde se demuestra la actividad fitopatogena de
algunos de estos hongos encontrados.
En la región de Santander, de las 98 semillas contaminadas, el 41% están
infectadas por Macrophomina phaseolina, el 23% por Aspergillus sp. ; En la
región de Boyacá las semillas estuvieron contaminadas en un 100% en su
mayoría por Fusarium sp en un 32% y Macrophomina phaseolina en un 23%
de semillas contaminadas; por su parte la región del Cesar tuvo una
contaminación de 99% de las semillas con un porcentaje alto para
Macrophomina phaseolina con un 25% Fusarium acuminatum con un 20% de
la contaminación de esta región; En la región del Valle y Antioquia
predominaron la infección por Macrophomina phaseolina y Rhizoctonia sp
con un porcentaje del 34% y 61 % para Macrophomina phaseolina y 25% y
23% para Rhizoctonia sp respectivamente.
El género que más tuvo relevancia en la infección fúngica natural de estas
semillas fue Macrophomina phaseolina que tuvo presencia en todas las
regiones estudiadas.
El género Macrophomina phaseolina, o enfermedad de pudrición carbonosa
son un conjunto de hongos polífagos que afectan aproximadamente 500
especies adaptándose a diferentes condiciones ambientales debido a su
amplia distribución geográfica y a su variabilidad morfológica, fisiológica y
patogénica sin dejar a un lado sus esclerocios (estructuras de resistencia) con
61
los cuales pueden sobrevivir en el suelo haciéndose cada vez más difíciles de
destruir, lo que favorece el desarrollo bajo condiciones de déficit hídrico y altas
temperaturas (Torrealba & Pineda, 2015)
Durante la fase patogénica, Macrophomina phaseolina es la responsable de
lesiones negras e irregulares, hundidas y cercanas a la base de los
cotiledones, llegando a cubrirlos por completo, extendiéndose en el tallo, y a
menudo, envolviendo los pecíolos de las hojas, la raíz presenta coloración de
rojo a café y se produce micelio que va de gris a negro; además, se producen
micro esclerocios de color negro. El tallo presenta manchas longitudinales,
ocurre defoliación prematura y las vainas presentan poca o nula turgencia al
secarse las plantas, adquiriendo un color pajizo. Las plantas infectadas
mueren sin producir semilla o sufren disminución y reducen su rendimiento.
(Muñoz, 2004)
Las regiones estudiadas cuenta con un factor común que son las temperaturas
altas durante varias épocas del año las cuales pueden ser causales para la
aparición de este tipo de hongos, de igual manera el mal almacenamiento de
las semillas y la humedad disponible hacen de un ambiente propicio para el
desarrollo de estos fitopatógenos.
Otra forma de adquirir enfermedades a causa de hongos es por medio malas
prácticas de sanidad de almacenamiento es ahí donde el grupo Penicillium sp
ataca ya que se transportan por el aire y son ubicuos en el medio ambiente.
Este grupo es capaz de crecer con baja disponibilidad de agua y sobrevivir en
los desechos de plantas infectadas en el suelo o en las instalaciones de
almacenamiento. Por lo general, estos se propagan a través del viento y las
salpicaduras de la lluvia infectando a las semillas a través de las heridas. Se
desarrollan en humedades altas y a temperaturas elevadas. Penicillium sp.
62
genera enfermedades durante el desarrollo de las flores y frutos, pero a su vez
presenta los primeros síntomas durante el almacenamiento del grano en sus
bóvedas. (Plantix, 2018)
En cuanto a las pudriciones radiculares Fusarium es un hongo que habita en
el suelo e infecta directamente a la planta a través de sus raíces, en las que
penetra directamente o a través de heridas extendiendo su micelio hasta los
vasos xilematicos por donde ascienden en la planta. Los síntomas se
manifiestan por el marchitamiento de las plantas ocasionando el taponamiento
frente al paso de agua y nutrientes a la parte aérea de la planta infectando
todo el cultivo (Gomez & Rios, 2009)
Es importante hacer notar la presencia de estos microorganismos ya que pueden
encontrarse en diferentes suelos y agorecosisitemas como se puede ver en este
estudio que aun cuando los cultivos se presentan en regiones aisladas se
presentan enfermedades similares debido a las condiciones que se le pueden
propiciar a los microorganismos para su desarrollo y lograr alteraciones no
deseadas en los cultivos que acaban por crear emergencias ambientales y déficits
económicos.
8.3 Comparación de la capacidad de germinación de semillas de sacha inchi
(Plukenetia volubilis) según su origen.
La prueba de germinación es el procedimiento más común para evaluar
parámetros como la calidad fisiológica de un lote de semillas. No obstante esta
prueba se realiza bajo condiciones óptimas para cada especie, en la práctica
ha demostrado sobreestimar el comportamiento de las semillas y, además,
resulta deficiente para discriminar lotes de semillas en relación con la rapidez
y uniformidad de germinación (Lopez, 2014)
63
Para la comparación dela capacidad germinativa de sacha inchi según su
región de origen en principio se tomaron 100 semillas de cada región para
hacer el análisis según los protocolos propuestos en el capítulo de
metodología para tener un total de 500 semillas.
De acuerdo a la Figura 21 las semanas 1, 2 y 3 tuvieron mayor porcentaje de
semillas germinadas con un 75% a comparación de las semanas 4, 5 y 6 en
las cuales solo germinaron el 19% de las semillas. Se puede decir que el 93%
de las semillas analizadas germinaron en diferentes tiempos y solo un 7% no
germinaron durante las semanas que se propusieron para el estudio.
Esto pudo verse influenciado al cambio de temperatura y humedad relativa a
la que fueron expuestas las semillas 26.5ºC de temperatura y 92 RH de
acuerdo a las condiciones óptimas para el desarrollo del cultivo de sacha inchi.
Debido a que los cambios climáticos en las diferentes regiones no son las
mismas puede que al colocarlas bajo un mismo parámetro puedan verse
afectadas disminuyendo su germinación.
Figura 21 Grafica de cantidad de semillas germinadas de sacha inchi.
18%
28% 28%
1%
6%
13%
7%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
1 2 3 4 5 6 No Germinó
% S
emill
as g
erm
inad
as
Tiempos (Semanas)
Cantidad de semillas germinadas
64
En cuanto al tiempo de germinación de las semillas por departamento de
origen en la Figura 22 en la semana 1 las regiones Valle, Cesar, Antioquia y
Santander alcanzan una velocidad de germinación del 18 %para la semana
dos en las regiones del Valle, Cesar, Antioquia y Santander aumenta la
velocidad de germinación completando un máximo de 28% semillas
germinadas de las cuales no pudieron germinar en la semana 1 debido a
factores internos como su metabolismo que no permiten una germinación
rápida. En la semana 3 la región de Boyacá con un número de semillas
germinadas menor al 2% y se mantiene el rango de velocidad de germinación
de la semana 2 en 28% semillas germinadas.
Para la semana 4 las regiones del Valle y Cesar desaparecen debido a que
sus semillas alcanzaron su porcentaje máximo de germinación, cosa que no
ocurre con las regiones de Santander, Boyacá y Antioquia que aunque no está
por completo su germinación aún le quedan menos de 4% que germinaron en
la semana o tiempo 4 tardando un poco más que las demás en estudio. Para
la semana 5 y 6 se observa que el tiempo y velocidad de germinación de las
semillas de Boyacá es más lento debido a que se puede haber visto
influenciado por las condiciones dadas de temperatura y humedad haciendo
su proceso germinativo más lento.
Existe una cantidad mínima de semillas que no lograron germinar llegando casi
al 8% en un total del 100% que equivale a las 500 semillas que se le evaluó
su tiempo y velocidad de germinación notándose que la región del Valle y
Cesar tuvieron un número mayor de semillas no germinadas.
65
Figura 22 Grafico de tiempo de germinación por departamento de origen
Para poder realizar una comparación de la germinación por región, se
evidenció en la Figura 23 un número de semillas germinadas y un número de
semillas no germinadas. la región que mejor se comportó en cuanto a
germinación fue la regio de Boyacá con un 97% de semillas germinadas siendo
esto un índice de semillas vivas que pueden ser cosechadas seguido de la
región de Antioquia con un 94% de semillas germinadas, las regiones del
Cesar y Santander tienen un mismo número de semillas germinadas y la región
del Valle con un porcentaje menor a las demás regiones completo su proceso
de germinación en un 89% haciéndola quedar por debajo de las otras cuatro
regiones en estudio.
0
50
100
150
1 2 3 4 5 6 No germinó
N°
de
sem
illas
ger
min
adas
Tiempo de germinación (Semanas)
Tiempo de germinación por Departamento de origen
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
66
Figura 23 Grafico de germinación por departamento de origen
Otros factores que pueden influenciar en la germinación de las semillas
pueden ser la forma y superficie que tengan las semillas.
La forma de las semillas está distribuida entre semillas aplanadas y semillas
redondas, lo que se puede observar son las cantidades de semillas de acuerdo
a su forma pudieron germinar por cada departamento. En la Figura 24 se
observan las regiones de Santander y Antioquia donde la forma de las semillas
es redonda se observa que están entre el 92% y 94%, las semillas de la región
del Cesar son en su mayoría aplanadas, germinaron en un 83%; en la región
del Valle la estadística es similar a las de Santander debido a que hubo un
89% de germinación de las semillas con su forma redonda y no se observan
semillas aplanadas como si se puede evidenciar en la región de Boyacá donde
un 28% de semillas aplanadas y un 69% de semillas redondas germinaron,
esta región es la más variada respecto a la forma de sus semillas y por ende
el número de semillas que no germinaron fue muy poca siendo el 3% de
83
11 8 6
9297
89 92 94
0
20
40
60
80
100
120
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
N°
de
sem
illas
ger
min
adas
Germinación por Departamento de origen
No Germinó Germinó
67
semillas redondas las que no germinaron, esto le da relevancia a las semillas
aplanadas que en esta región germinaron todas.
Figura 24 Forma de las semillas por Departamento de origen vs germinación
En la Figura 25 se observan las regiones de Santander y Antioquia donde la
superficie de las semillas son rugosa se observa que están entre el 92% y 94%
de germinación dejando a un lado las semillas lisas con un 8% y 6%
respectivamente; las semillas de la región del Cesar son en su mayoría lisas,
germinaron en un 83%; en la región del Valle la estadística es similar a las de
Santander debido a que hubo un 89% de germinación de las semillas con su
superficie rugosa y no se observan semillas lisas como si se puede evidenciar
en la región de Boyacá donde un 28% de semillas lisas y un 69% de semillas
rugosas germinaron, esta región es la más variada respecto a la superficie de
sus semillas y por ende el número de semillas que no germinaron fue muy
poca siendo el 3% de semillas rugosas las que no germinaron, esto le da
relevancia a las semillas lisas que en esta región germinaron todas.
8
28
83
83
116
92
69
89
9
94
0
20
40
60
80
100
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
N°
de
sem
illas
Forma de las semillas por Departamento de origen y germinación
Aplanada No germinó Aplanada Germinó Redonda No germinó Redonda Germinó
68
Figura 25 Superficie de las semillas por Departamento de origen y germinación
Análisis de Correspondencias Múltiples
Se observa en la Figura 26 el biplot de correspondencias múltiples que en el
cuadrante I la región del Cesar (4) está más asociada con la superficie lisa (1)
y la forma aplanada (1); en el cuadrante II, la región del Valle (3) y Antioquia
(5) germinaron más en el tiempo 1 y 2 y tienen forma redonda (2) y tuvieron el
mayor número de semillas menos contaminadas, tienen las semillas que
menos germinaron, la región de Santander (1) tiene más asociación con
semillas de superficie rugosa (2) y germinaron en el tiempo 3 y forma redonda
(2); en el cuadrante IV la región de Boyacá (2) está más asociada con los
tiempos de germinación 5 y 6 y la forma aplanada (1)
28
83
83
116
92
69
89
9
94
0
20
40
60
80
100
Santander Boyaca Valle Cesar Antioquia
N°
de
sem
illas
Superficie de las semillas por Departamento de origen y germinación
Lisa No germinó Lisa Germinó Rugosa No germinó Rugosa Germinó
69
Figura 26 Biplot de correspondencias múltiples
MODELO DE REGRESIÓN LOGÍSTICA
El modelo logístico relaciona la probabilidad de ocurrencia P del resultado
contado por Y con las variables predictoras X. El modelo teórico toma la forma
siguiente:
Alternativamente, el modelo puede escribirse de la forma
Donde el lado izquierdo de la ecuación de arriba se conoce como la
transformación logit
70
Estimación de Máxima Verosimilitud.
Para la estimación del modelo de la variable “Germinación”, se propone el
modelo ajustado para los datos muéstrales a continuación:
Pruebas de razón de verosimilitud
Factor Chi-Square
Df P-Value
Diam Meridional
2,65374 1 0,1033*
Diam Ecuatorial
3,81727 1 0,0507*
Forma=0 3,5668 1 0,0589* *Variables significativas al 10%
Modelo de regresión Estimado (máxima verosimilitud)
Standard Estimated Lower Limit (95%) odds ratios
Upper Limit (95%) odds ratios
Parámetros Estimación Error Odds Ratio
CONSTANT 0,173141 1,89522
Diam Meridional
1,98538 1,22373 7,28179 0,657731 80,6173
Diam Ecuatorial
-0,797185 0,423258 0,450596 0,196168 1,03502
Forma=0 0,778659 0,420742 2,17855 0,953134 4,97944
71
Las variables que resultaron significativas sobre la germinación (p-valor<0.1)
fueron: Diámetro meridional (p-valor=0.10), Diámetro ecuatorial (p-valor=0.05)
y la forma (p-valor=0.05). El modelo ajustado final es:
𝑃(𝐺𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛) =1
1 + 𝑒𝑥𝑝−(0.17+1.98∗𝐷𝑖𝑎_𝑚𝑒𝑟𝑖𝑑−0.79∗𝐷𝑖𝑎_𝑒𝑐𝑢𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎𝑙+0.77∗𝐹𝑜𝑟𝑚𝑎=0))
La estimación indica que las semillas con forma redonda tienen 0.77 veces
más probabilidad de germinar que las aplanadas, con una asociación
significativa (p-valor (0.05)).
Por cada cambio en el diámetro meridional de una semilla de sacha según la
muestra de estudio, tiene en promedio 1.98 veces más probabilidad de
germinar con una significancia al 10%, p-valor (0.1033).
Por cada cambio en el diámetro ecuatorial de una semilla de sacha según la
muestra de estudio, en promedio tiene 0.79 veces menos probabilidad de
germinación con una significancia de p-valor=0.05.
Relación entre las variables morfológicas de las semillas.
La matriz de correlación indica que existe una relación inversa entre los
diámetros meridionales, Ecuatoriales, peso con el grosor de la semilla.
También podemos evidenciar que los diámetros (meridional y ecuatorial) están
correlacionados positivamente con el peso como lo muestra el dendrograma y
la confirmación con el biplot del Análisis de Componentes Principales (ACP).
72
Grosor Diámetro meridional
Diámetro ecuatorial
PESO
Grosor 1
Diámetro meridional
-0,17 1
Diámetro ecuatorial
-0,85 0,52 1
PESO -0,2 0,6 0,49 1
Figura 27 Dendrograma de variables
Figura 28 Biplot de componentes principales.
Plot of Component Weights
-0,5 -0,3 -0,1 0,1 0,3 0,5 0,7
Component 1
-0,29
-0,09
0,11
0,31
0,51
0,71
Co
mp
on
en
t 2
Diam Ecua
Diam Merid
Grosor
PESO
Dendrogram
Ward's Method,Squared Euclidean
0
1
2
3
4
5
6(X 1000,0)
Dis
tan
ce
Dia
m E
cu
a
Dia
m M
eri
d
Gro
so
r
PE
SO
73
En la Es evidente que el componente 1 está definiendo los diámetros de la
semilla (forma), mientras el componente 2 determina el grosor y el peso
(Tamaño). Con dos componentes está siendo explicado el 87% de la varianza
total.
Tabla 14 Peso de Componentes principales
Componente
1 Componente
2
Diam Ecua 0,441062 0,55011
Diam Merid 0,600928 -0,284888
Grosor -0,480669 0,616068
PESO 0,461851 0,486497
*2 componentes explica el 87% de la variabilidad total
REGRESIÓN DE DATOS DE VIDA
El procedimiento Regresión de Datos de Vida está diseñado para ajustar un
modelo estadístico paramétrico relacionado con tiempos de falla a una o más
variables predictoras. Los predictores pueden ser cuantitativos o categóricos.
Para este caso, el modelo ajustado es de primer orden. La distribución de
Tiempo de Germinación (semanas) (TG), se ajustó a una forma Weibull. Para
nuestro caso, el TG se observan en 5 semanas (T1, T2, T3, T4, T5).
La Tabla 15 muestra el resultado de ajustar un modelo de primer orden a los
datos del TG, asumiendo una distribución Weibull para los tiempos de
germinación a valores fijos de las variables predictoras (A= grosor, peso, forma
(1=aplanada, 2= redonda), superficie (1=lisa, 2=rugosa). El modelo estimado
tiene parámetros:
74
Tabla 15 Modelo de regresión - Weibull
Standard Lower 95,0%
Upper 95,0%
Parameter Estimate Error Conf. Limit Conf. Limit
CONSTANT 0,51177 0,108606 0,298905 0,724635
GROSOR -0,19312 0,049628 -0,29039 -0,09585
PESO 0,442019 0,051925 0,340247 0,54379
FORMA=1 0,630408 0,038915 0,554136 0,706679
SUPERFICIE=1 -0,23013 0,044674 -0,31769 -0,14257
SIGMA 0,330117 0,012281 0,306902 0,355087
Log verosimilitud =-639, 97 Tabla 16 Pruebas de razón de verosimilitud
Factor Chi-Square
Df P-Value
GROSOR 14,1371 1 0,0002
PESO 75,4424 1 0
FORMA 194,259 1 0
SUPERFICIE 25,4655 1 0
TG = exp (0,51177 - 0,193117*A + 0,442019*PESO + 0,630408*FORMA=1 - 0,230133*SUPERFICIE=1)
La función acumulada de la
Figura 29 indica que el 50% de las semillas germinaron alrededor de la
semana 3, y alrededor del 90% acumulado lo hacen alrededor de la semana
5.
75
Figura 29 Función acumulada del TG en función de grosor, peso, forma y superficie de la semilla
En la Figura 30 Los percentiles 5-to, 50-ésimo, y 95-ésimo varían como función de TG, con peso fijo a 1,36. El TG decrece como crece el grosor de la semilla, con la variabilidad también decreciendo. Para la Figura 31, pasa lo contrario, a medida que aumenta el peso, en promedio el TG aumenta. Esto indica que semillas muy pesadas, el tiempo de germinación en promedio es finalizando las semanas de estudio.
Figura 30 Percentiles, modelo de Weibull
PESO=1,36356FORMA=1SUPERFICIE=1
0,7 1 1,3 1,6 1,9 2,2
A
Plot of Fitted Model
Weibull percentiles: 5%, 50%, 95%
0
1
2
3
4
5
6
TG
A=1,10545PESO=1,36356FORMA=1SUPERFICIE=1
0 1 2 3 4 5 6
TG
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1fa
ilu
re p
rob
.
Percentile Plot
with 95,0% confidence limits
76
Figura 31 Percentiles, modelo e Weibull forma y superficie
De acuerdo a la forma, el menor TG se da con la forma redondeada de las semillas y con la superficie lisa.
1 2
A=1,10545PESO=1,36356FORMA=1
SUPERFICIE
Plot of Fitted Model
Weibull percentiles: 5%, 50%, 95%
0
1
2
3
4
5
6
TG
A=1,10545FORMA=1SUPERFICIE=1
0 0,5 1 1,5 2 2,5
PESO
Plot of Fitted Model
Weibull percentiles: 5%, 50%, 95%
0
2
4
6
8
TG
1 2
A=1,10545PESO=1,36356SUPERFICIE=1
FORMA
Plot of Fitted Model
Weibull percentiles: 5%, 50%, 95%
0
1
2
3
4
5
6
TG
77
9. CONCLUSIONES
Las semillas evaluadas de Santander, Boyacá, Cesar, Valle y Antioquia
muestran variabilidad en cuanto a su forma y superficie. Sin embargo, las
semillas de Boyacá y Cesar son aplanadas y lisas, mientras que las de
Santander, Valle y Antioquia poseen semillas redondeadas y rugosas.
Para las regiones de Santander, Boyacá, Cesar, Valle y Antioquia las semillas
se clasifican en tres grupos de acuerdo a las funciones de media y
desviaciones estándar conforme a su tamaño siendo las provenientes de
Santander las más grandes y las del Cesar las más pequeñas.
El análisis de infección fúngica permitió establecer que Macrophomina sp se
presenta en las cinco regiones evaluadas, mientras que Fusarium sp y
Penicillium sp se presentan en tres regiones, las demás morfoespecies se
presentan en dos o una región.
Se puede establecer que el 95% de las semillas evaluadas presentan entre 4
y 14 morfoespecies fúngicas mientras que el 5% no mostraron desarrollo
fúngico alguno.
En la capacidad de germinación de las semillas de sacha inchi se evidencia
que la región de Boyacá es la que tarda más tiempo en semanas en germinar
el total de sus semillas a comparación de las semillas de Santander que en la
78
primera semana de germinación ya tenían más del 50% de sus semillas
germinadas; lo mismo ocurre durante las dos semanas siguientes con las
regiones del Valle, Cesar y Medellín.
La forma y superficie de las semillas está influenciada en la germinación de
las semillas siendo las de la forma redonda y rugosa las primeras en germinar
esto se ve en la región de Boyacá que fue la de mayor variabilidad de en
cuanto a superficie y forma.
79
10. RECOMENDACIONES
Se recomienda hacer un análisis con técnicas moleculares específicas para
poder realizar una mejor identificación de los hongos aislados en el trabajo y
con esto reconocer las enfermedades que pueden causar en las semillas y a
lo largo del proceso de producción.
Así mismo realizar un análisis molecular para la identificación de los taxones
de las semillas e identificar la existencia de posibles especies de sacha inchi
debido a su alta variabilidad morfológica.
También, existe la posibilidad de realizar un análisis estadístico más profundo
donde se evalúen más características tanto morfológicas como fisiológicas de
las semillas para realizar una caracterización estandarizada para las semillas
de sacha inchi (Plukenetia volubilis).
80
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12. ANEXOS
Anexo 1 Colores de clasificación de las semillas de sacha inchi
Colores
Marrón 1
Marrón 2
Marrón 3
Anexo 2 Descripción macroscópica y microscópica de los Hongos aislados
colonias aterciopeladas de
colores verdosos con pliegues
reverso amarillo con bordes
blancos
micelo macrosifonado, hialino,
tabicado con conidioforos
cenociticos
no identificado
H8
H9
89
ANVERSO REVERSO
colonias algodonosas con una
tonalidad blanco y amarillentas,
con el tiempo se vuelven duras
reverso de color amarillento
cremoso
vesicula esferica, con cabeza
radiada con conidias
MICELIO AEREO
PROLIFERACION
ABUNDANTE( FILAMENTACION
ERECTA VELLOSA COLOR
COLOR BLANCO CIRCULAR
BORDES IRREGULARES
HIFAS SEPTADAS Y
FLEXUOSAS CELULAS
CONIDIOGENAS
Colonias blancas con
tonalidades rojizas pulverulentas
reverso de color amarillo
mostaza
colonias algodonosas blancas
con leves tonalidades grisaseas,
planas.
pigmentacion difusible de color
grisaseo
macroconidias , con septos
transversales pequeños
IDMACROSCOPIA
MICROSCOPIA
H4
H3
H1
H2
90
Colonias pulverulentas de color
gris con recubrimiento en toda la
caja
reverso con pigmentacion negra
en todo el agarHifas hialinas septadas
color rosado, textrura algodonosa
con centro rosado
pigmentos rojizos con expansion
del centro hacia las afueras
macroconidias en forma de lunas
hialinas septadas en su primera
fase de desarrollo
Colonias de textura algodonosa
son inicialmente blanca y luego
pasan a ser verdes azuladas
color amarillento redondo
Conidioforos rectos, hialinos,
con fialides, conidias producidas
en cadena de forma esferica
color leve marron, textura
algodonosa con superficie blancareverso amarillo-marron
hifas divididas en celulas
individuales por un tabique
H12
H13
H14
H11
91
Anexo 3 Contaminación fúngica de las semillas de sacha inchi de las
diferentes regiones
