Scielo RSS <![CDATA[Agrociencia]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1405-319520150003&lang=en vol. 49 num. 3 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Determination of night-time thermal gradients in a greenhouse using computational thermal dynamics</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300001&lng=en&nrm=iso&tlng=en En regiones con climas secos y templados, como los del centro y norte de México, los productores de cultivos en invernadero enfrentan temperaturas nocturnas bajas, que se agudizan en algunas temporadas del año. En un invernadero éstas pueden contrarrestarse con sistemas de calefacción; pero cuando no se tiene el recurso, el ingreso de aire frío se evita con el cierre de ventanas. El objetivo del presente estudio fue desarrollar un modelo basado en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para evaluar las variaciones de temperatura y flujo de aire nocturno en un invernadero en dos escenarios: ventanas laterales cerradas y abiertas. Los datos usados en las simulaciones fueron recolectados durante el invierno de 2012, en un invernadero tipo sierra con cubierta de polietileno y un área de 1 834.65 m², localizado en la unidad agrícola experimental de la Universidad Autónoma Chapingo. Las simulaciones se realizaron con el programa comercial CFD ANSYS-Fluent y un modelo 3D. Para establecer las condiciones de frontera y validación del modelo, se midió la temperatura del aire, cubierta y suelo dentro del invernadero. Los resultados experimentales y las simulaciones presentaron un efecto de inversión térmica, en el cual la temperatura del invernadero fue menor que la exterior. La simulación del invernadero con ventanas cerradas mostró una inversión térmica promedio de 3.1 K y los datos experimentales de 3.3 K; con ventanas abiertas el modelo CFD predijo una inversión térmica de 0.8 K. La apertura de ventanas permitió la circulación del aire, lo cual equilibró la temperatura interior con la exterior. Los resultados mostraron la capacidad de CFD para simular con precisión el microclima del invernadero, y por lo tanto su aplicación en el diseño y manejo de invernaderos.<hr/>In regions with dry and temperate climates, such as those of central and northern Mexico, the producers of greenhouse crops face low night-time temperatures, which become more severe during certain periods of the year. In a greenhouse they can be counteracted with heating systems, but when this resource is not available, the entrance of cold air is avoided by closing windows. The objective of the present study was to develop a model based on Computational Fluid Dynamics (CFD) in order to evaluate the variations of night-time temperature and air flow in a greenhouse in two scenarios: lateral windows open and closed. The data used in the simulations were collected during the winter of 2012, in a sierra type greenhouse with polyethylene cover and an area of 1 834.65 m², located at the experimental agricultural unit of the Universidad Autónoma Chapingo. The simulations were made with the commercial program CFD ANSYS-Fluent and a 3D model. To establish the conditions of boundary and validation of the model, temperature of air, cover and soil was measured inside the greenhouse. The experimental results and simulations presented an effect of thermal inversion, in which the temperature of the greenhouse was lower than the exterior. The simulation of the greenhouse with closed windows showed an average thermal inversion of 3.1 K and the experimental data of 3.3 K; with open windows the CFD model predicted a thermal inversion of 0.8 K. The opening of windows allowed air circulation, which balanced the inside temperature with the exterior. Results showed the capacity of the CFD to simulate the microclimate of the greenhouse with precision, and therefore its application in the design and management of greenhouses. <![CDATA[<b>Genetic variability and diversity of mutant rice revealed by quantitative traits and molecular markers</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Genetic variability with mutagenic agents has been employed in plant breeding due to its significant contribution to the improvement of the existing rice genotypes by using genetically diverse parents. This study evaluated the genetic variability and diversity of mutant rice using quantitative traits and inter-simple sequence repeats (ISSR) molecular markers. A field experiment was carried out on M5 generation of 31 developed mutant lines and their parent (control). Morphological traits and 25 ISSR molecular markers were used as tools for determining cultivar identities and genetic diversity. The selected primers generated 443 clear polymorphic bands with an average number of 18 per primer. The bands were 85.10 % polymorphic. Un-weighted Pair Group of Arithmetic Means (UPGMA) with similarity coefficients were used for cluster analysis. Through this, all the genotypes were grouped into six clusters. It was shown that crosses between MR219-ML8 and MR219-ML22 could be done for development of high yielding varieties. Also, these mutants could be used as donor parents in rice breeding programs and some can be recommended as new rice varieties suitable for rice cultivation in Malaysia.<hr/>La variabilidad genética con agentes mutagénicos se ha usada en el cultivo de plantas debido a su contribución significativa a la mejora de los genotipos existentes de arroz a través de padres genéticamente diversos. En este estudio se evalúo la variabilidad y diversidad de mutantes de arroz mediante rasgos cuantitativos y marcadores moleculares de inter-secuencias simples repetidas (ISSR). El estudio se realizó en campo, en la generación M5 de 31 líneas mutantes desarrolladas y su padre (testigo). Características morfológicas y 25 marcadores ISSR se utilizaron como herramientas para determinar las identidades y diversidad genética de los cultivares. Los iniciadores seleccionados generaron claras 443 bandas polimórficas claras con un número promedio de 18 bandas por iniciador. Las bandas fueron 85.10 % polimórficas. El método no ponderado de pares de grupo de medias aritméticas (UPGMA) con coeficientes de similitud se usó para el análisis de los grupos. Mediante esto, todos los genotipos se agruparon en seis grupos. Las cruzas entre MR219-ML8 y MR219-ML22 podrían generarse para desarrollar variedades de alto rendimiento. Además, estos mutantes se pueden usar como padres donadores en programas de mejoramiento de arroz y algunos pueden recomendarse como variedades nuevas de arroz adecuadas para su cultivo en Malasia. <![CDATA[<b>Frequency, morphology, and <i>in vitro</i> progesterone concentration of ewes cavitary <em>corpus luteum</em></b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300003&lng=en&nrm=iso&tlng=en El cuerpo lúteo (CL) puede desarrollarse como una estructura compacta o cavitaria. Pero no se conoce si hay diferencias en las características morfofisiológicas entre los cuerpos lúteos compactos (CLsCom) y los cuerpos lúteos cavitarios (CLsCav), ni si estas características están determinadas por el tipo, ovejas de lana (OL) versus ovejas de pelo (OP). Por lo tanto, en este estudio ovarios de ovejas se recolectaron después del sacrificio, y se obtuvieron 81 cuerpos lúteos OL y 81 OP. El diseño experimental fue completamente al azar con un arreglo factorial 2x2 de tratamientos. Las variables evaluadas fueron frecuencia, morfología macroscópica y microscópica y producción de progesterona (P4) in vitro, en 0.1 g de tejido lúteo, con o sin adición de 350 UI de eCG. La frecuencia de CLsCav fue mayor (p≤0.05) en OP (50.6 %) que en OL (35.8 %). Los CLsCav tuvieron tamaño menor (p≤0.05) que los CLsCom. La concentración de P4 durante el cultivo tanto para CLsCav como para CLsCom de OL y OP, con y sin eCG, fue similar (p>0.05). Los CLsCav de OP tuvieron menos células por campo visual (19) y tamaño mayor (25 µm) que los CLsCom (25.6 y 15 µm; p≤0.05). Los OP tuvieron porcentaje mayor de CLsCav que los OL. El tamaño de los CLsCav fue menor que el de los CLCom y la producción de progesterona in vitro fue similar entre los CLsCav y los CLCom.<hr/>The corpus luteum (CL) may develop as a compact or cavitary structure. But it is unknown whether the morpho-physiological characteristics of compact corpora lutea (CLsCom) differ from that of cavitary corpora lutea (CLsCav), neither if these characteristics are determined by type, wool producing ewes (oveja de lana - OL) versus hair ewe (oveja de pelo - OP). Therefore, in our study ovaries were collected from sacrificed ewes and 81 corpora lutea were obtained from OL and 81 from OP. The experimental design was completely randomized with a 2x2 factorial arrangement of treatments. The variables evaluated were frequency, macroscopic and microscopic morphology, and production of progesterone (P4) in vitro, in 0.1 g luteum tissue, with or without addition of 350 IU of eCG. The frequency of CLsCav was higher (p≤0.05) in OP (50.6 %) than in OL (35.8 %). The CLsCav were smaller (p≤0.05) than the CLsCom. The P4 concentration in CLsCav and CLsCom of both types, with or without eCG, was similar (p>0.05) throughout culturing. The CLsCav from OP had fewer cells per visual field (19) and were larger (25 μm) than CLsCom cells (25.6 and 15 μm; p≤0.05). Hair ewes had a higher percentage of CLsCav than wool ewes. The CLsCav were smaller than the CLCom and in vitro progesterone production of the two types of CL was similar. <![CDATA[<b>Analysis of phenolic acids and antioxidant activity of aqueous extracts of jamaica (<i>Hibiscus sabdariffa</i> L.) varieties with calyxes of different colors</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300004&lng=en&nrm=iso&tlng=en El creciente mercado de bebidas funcionales requiere la caracterización específica de las fuentes de bioactivos, para seleccionar aquellas con la mayor cantidad del compuesto necesario en la formulación. La composición de ácidos fenólicos y contenido de antocianinas y proantocianidinas, de extractos acuosos de tres variedades de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.), con rojo oscuro (Sudán), rojo claro (Criolla Nayarit) y blanco (Alma Blanca) en sus cálices, fueron evaluados mediante HPLC-DAD. Además, se determinó su actividad antioxidante. El diseño experimental fue completamente al azar y con tres repeticiones. El contenido mayor de ácidos fenólicos totales se detectó en Sudán y Alma Blanca (10.71±0.29 y 8.22±0.30 mg EAG g-1 MS). La fracción de ácidos fenólicos libres (AFL) fue abundante y con complejidad alta en los cálices de los tres colores. El ácido clorogénico y sus dos isómeros predominaron en las fracciones AFL y los ácidos fenólicos glucosilados (AFG) representaron entre 77.4 y 81.5 % del total de ácidos fenólicos en las tres variedades. Los cálices blancos tenían la cantidad mayor de ácido cafeico y derivados de protocatéquico. La actividad antioxidante mayor (p≤0.05) se presentó en el extracto de Sudán (IC50=113.3 μg mL-1). El color de los cálices puede ser un indicador del tipo predominante de fenoles en H. sabdariffa L. y ayudar en la selección de variedades para obtener formulaciones con propiedades nutracéuticas particulares.<hr/>The growing market of functional beverages requires characterize specifically the sources of bio-actives to select those with the highest quantity of the compound needed in the formulation. The composition of phenolic acids and the content of anthocyanins and proanthocyanidins, from aqueous extracts of the calyxes of three varieties of jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) were assessed using HPLC-DAD: dark red (Sudan), light red (Criolla Nayarit) and white (Alma Blanca). Antioxidant activity was also determined. The experimental design was completely randomized with three replications. The highest contents of total phenolic acids were detected in Sudan and Alma Blanca (10.71±0.29 and 8.22±0.30 mg GAE g-1 DM). The fraction of free phenolic acids (FPA) was abundant and was highly complex in the calyxes of the three colors. Chlorogenic acid and its two isomers were predominant in the FPA, and the glycosylated phenolic acids (GPA) accounted for 77.4 to 81.5 % of the total phenolic acids in the three varieties. The white Alma Blanca calyxes contained more caffeic and protocatechuic acid derivatives than the red calyxes of the other varieties. The highest antioxidant activity (p≤0.05) was found in the Sudan extract (CI50=113.3 μg mL-1). The color of the calyxes can indicate the predominant type of phenols in H. sabdariffa L. and aid in the selection of varieties for formulations with particular nutraceutical properties. <![CDATA[<b>Ethanol production potential of <i>Saccharomyces fragilis</i> IZ 275 using cheese whey powder solution</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300005&lng=en&nrm=iso&tlng=en The use of residues from dairy industry is interesting because of the ease of acquisition and a relatively low cost. The objective of this study was to analyze ethanol production by the Saccharomyces fragilis varying the concentration of cheese whey powder (CWP) solution, initial pH and inoculum concentration using a factorial design technique; besides, semi-batch operations to add lactose was investigated. Statistical analysis was performed by ANOVA (p≤0.05). The concentrations of CWP solution and initial pH were significant in the fermentation medium for ethanol production. The optimum conditions were CWP solution 15 %, pH 5.0, inoculum concentration 5 % and a fermentation time of 18 h, and ethanol production reached 7.6 % (v/v). Additionaly, semi-batch operations performed to add lactose also modified the ethanol yield (10.67 % v/v). This would be the first time that a high ethanol production rate was obtained from S. fragilis using cheese whey powder solution and a factorial design technique.<hr/>El uso de residuos de la industria lechera es interesante por la facilidad de adquisición y costo relativamente bajo. El objetivo de este estudio fue analizar la producción de etanol por Saccharomyces fragilis variando la concentración de solución de suero en polvo de queso (CWP), pH inicial y concentración del inóculo, con una técnica de diseño factorial; además, se investigaron operaciones de semi lotes para agregar la lactosa. El análisis estadístico realizado fue ANOVA (p≤0.05). Las concentraciones de la solución CWP y el pH inicial fueron significativas en la fermentación del medio para la producción de etanol. Las condiciones óptimas fueron 15 % de solución CWP, pH 5.0, concentración de inóculo de 5 % y tiempo de fermentación de 18 h, y la producción de etanol alcanzó 7.6 % (v/v). Además, por operaciones de semi lotes realizadas para agregar lactosa también se modificó la producción de etanol (10.67 % v/v). Esta sería la primera vez que se obtiene una tasa alta de producción de etanol de S. fragilis usando solución de polvo de suero de queso y una técnica de diseño factorial. <![CDATA[<b>Aboveground biomass allocation in three tropical tree species</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300006&lng=en&nrm=iso&tlng=en El conocimiento de los almacenes de carbono en bosques es fundamental para generar inventarios de este elemento cercanos a la realidad. Para ello es necesario tener estimaciones de la biomasa de los árboles. Las ecuaciones alométricas permiten estimar la biomasa y su distribución en ecosistemas forestales. El objetivo del presente estudio fue desarrollar ecuaciones para estimar la biomasa aérea total y de los componentes estructurales, en árboles de la región fisiográfica de la Sierra Madre del Sur en el municipio de Pluma Hidalgo, Oaxaca, México. Las especies seleccionadas por su abundancia relativa fueron Cupania dentata DC., Alchornea latifolia Sw. e Inga punctata Willd. Las especies se agruparon mediante una prueba de adicionalidad en un modelo de regresión, constituyendo dos grupos. En los modelos ajustados para la estimación de la biomasa aérea total; las variables predictoras fueron el diámetro normal y la altura total del árbol. Además se incluyeron variables indicadoras para definir el efecto del grupo dentro del modelo. Los modelos se ajustaron por medio de regresión lineal y no lineal, y los valores del coeficiente de determinación ajustado fueron altos (R²Adj > 0.98). Esto mostró diferencias en la cantidad de biomasa aérea total entre grupos, situación atribuida a la densidad específica de la madera y a la morfología de los árboles. La biomasa en los componentes estructurales del árbol (tocón, fuste, corteza, ramas, y hojas) se estimó con un sistema de ecuaciones con factores de partición mediante regresión SUR (Seemingly Unrelated Regressions) para ajustar los parámetros de la regresión. En las tres especies, la mayor acumulación de biomasa se concentró principalmente en las ramas, seguida por el fuste, la corteza, el tocón y las hojas.<hr/>Knowledge of forest carbon stores is fundamental to generating inventories that approximate real C stores. For these inventories, it necessary to have estimations of tree biomass. Allometric equations are tools for estimating biomass and its distribution in forest ecosystems. The objective of this study was to develop equations to estimate total above-ground biomass and the biomass of structural components of trees in the physiographic region of the Sierra Madre del Sur, in the municipality of Pluma Hidalgo, Oaxaca, Mexico. The species selected for their relative abundance were Cupania dentata DC., Alchornea latifolia Sw. and Inga punctata Willd. These species were grouped using an additionality test; a regression model was used resulting in two groups. In the models fit for estimation of total above-ground biomass, the predicting variables were diameter at breast height and total tree height. Indicator variables were also included to define the effect of the group within the model. Models were fit by linear and non-linear regression, which resulted in high values of the adjusted coefficient of determination (R²Adj > 0.98). This showed differences in the quantity of total aerial biomass between groups, a situation that was attributed to the specific density of the wood and to tree morphology. Biomass in the structural components of the tree (stump, stem, bark, branches and leaves) was estimated with a system of equations based on partition factors using SUR (Seemingly Unrelated Regressions) to fit the regression parameters. In the three species, the greatest accumulation of biomass was concentrated mainly in the branches, followed by the stem, bark, stump and leaves. <![CDATA[<b>Germination and seedling growth of <i>Enterolobium contortisiliquum</i> as a function of seed weight and temperature and light conditions</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300007&lng=en&nrm=iso&tlng=en Studies of germination behavior and seedling establishment contribute to the development of appropriate methods of forest species management. The aim of this study was to investigate germination and seedling growth of tamboril (Enterolobium contorsiliquum (Vell.) Morong), taking into account environmental factors and seed weight. Seeds were separated into three weight classes (light, medium and heavy), to determine the moisture content percentage and thousand-seed weight per class. Seeds from each class were then tested for germination. The experimental design was completely randomized with a 2x3x4 factorial arrangement of treatments: two light conditions (presence and absence), three weight classes (Light < 0.7 g; Medium 0.7 to 0.8 g; Heavy &gt; 0.8 g) and four temperatures (20, 30, 40 and 20-30 °C), with four replications each. Percentage of germination and germination speed index for seed vigor were determined. For the evaluation of seedling growth, the length and dry mass of both the shoot and root were determined. When the data proved normal, ANOVA and Tukey tests (p≤0.05) were conducted to compare treatment means. Non-normal data were analyzed using nonparametric Mann-Whitney test (p≤0.05). Germination speed index, shoot dry mass and root dry mass data presented a normal distribution, allowing for ANOVA testing. Germination occurred regardless of light conditions, with a higher speed at 40 °C, although this temperature was detrimental to seedling growth. The temperature of 30 °C promoted better germination (&gt;80 %) and seedling growth. Heavy seeds displayed improved germination and produced more vigorous seedlings.<hr/>Los estudios del comportamiento de la germinación y el establecimiento de las plántulas contribuyen al desarrollo de métodos adecuados del manejo de especies forestales. El objetivo de este estudio fue investigar la germinación y crecimiento de plántulas de tamboril (Enterolobium contorsiliquum (Vell.) Morong), tomando en cuenta factores ambientales y el peso de las semillas. Las semillas se separaron en tres categorías de peso (ligeras, intermedias y pesadas) para determinar el porcentaje de contenido de humedad y peso de mil semillas por clase. La germinación de cada clase de semillas se evaluó. El diseño experimental fue completamente al azar con un arreglo factorial de tratamientos 2x3x4: dos condiciones de luz (presencia y ausencia), tres clases de peso (ligeras < 0.7 g, medianas 0.7 a 0.8 g y pesadas &gt; 0.8 g) y cuatro temperaturas (20, 30, 40 y 20 a 30 °C), con cuatro repeticiones cada uno. El porcentaje de germinación e índice de velocidad de germinación fueron evaluados. Para crecimiento de las plántulas se midió la longitud y masa seca del vástago y de la raíz. Con los datos probados normales, se realizó ANDEVA y pruebas de Tukey (p≤0.05) para comparar las medias de los tratamientos. Los datos no normales se analizaron con la prueba no paramétrica Mann-Whitney (p≤0.05). El índice de velocidad de germinación, la masa seca del vástago y de la raíz presentó una distribución normal, lo que permitió realizar el ANDEVA. La germinación se produjo independientemente de la condición de luz, con velocidad mayor a 40 °C, aunque esta temperatura fue perjudicial para el crecimiento de las plántulas. La temperatura de 30 °C promovieron la germinación (&gt;80%) y el crecimiento de las plántulas. Las semillas con peso mayor mostraron mayor germinación y produjeron plántulas más vigorosas. <![CDATA[<b>Characterization and evaluation of cocoa (<i>Theobroma cacao</i> L.) pod husk as a renewable energy source</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952015000300008&lng=en&nrm=iso&tlng=en In Colombia, the cocoa pod husk (CPH) is expected to reach 2 100 000 t year-1 in 2021 which is usually burned or left over for decomposing outdoors at the plantations without any environmental control. Therefore, this study evaluated the energetic potential of CPH obtained after the initial processing of this fruit (Theobroma cacao L.). Three biological materials were analyzed: clone CCN-51 (CPH1), clone ICS-39 (CPH2) and a hybrid (CPH3), which present high yield and number of fruits per tree. The samples were examined by using different characterization techniques for raw biomass and ashes; in addition to the ultimate, proximate and heating value analyses, different fouling indexes were determined in order to estimate the phenomena of solids formation inside the reactor when combustion or gasification is used as a thermochemical valorization process. The Colombian CPHs contain relatively homogeneous levels of C, H and O, but very heterogeneous ash contents (1.4 to 12.9 wt %). The three studied samples showed high content of K2O in ashes (67 to 74 wt %). The higher heating value (HHV) ranged from 15 395 to 16 670 kJ kg-1. Furthermore, the fouling index and the fusibility analysis suggest the appearance of agglomeration and sintering phenomena when CPH is used as a fuel. The gasification is proposed as the process with major possibilities for the energetic use of CPH. CPH1 sample seems to allow a more stable and flexible operation, as compared to CPH2 and CPH3.<hr/>En Colombia, se espera que la cantidad de cáscara de mazorca de cacao (CMC), que usualmente se quema o se deja para descomponer al aire libre en las plantaciones sin ningún control ambiental, llegue a 2 100 000 t año-1 en 2021. Por ende, este estudio evaluó el potencial energético de la CMC que se obtiene después del procesamiento inicial de este fruto (Theobroma cacao L.). Tres materiales biológicos se analizaron: el clon CCN-51 (CMC1), el clon ICS-39 (CMC2) y un híbrido (CMC3), que presentan altos rendimientos y número de frutos por árbol. Las muestras se examinaron con diferentes técnicas de caracterización para biomasa cruda y cenizas; además de los análisis definitivo, aproximado y de valor calórico, se determinaron índices distintos de fouling (densidad de sedimentos) para estimar los fenómenos de formación de sólidos dentro del reactor cuando se usa combustión o gasificación como proceso de valorización termoquímica. Las CMC colombianas contienen niveles relativamente homogéneos de C, H y O, pero contenidos muy heterogéneos de cenizas (de 1.4 a 12.9 wt %). Las tres muestras estudiadas mostraron un contenido alto de K2O en las cenizas (67 a 74 wt %). El valor calórico más alto (VCA) osciló de 15 395 a 16 670 kJ kg-1. Además, el índice de fouling y el análisis de fusibilidad sugieren la aparición de fenómenos de aglomeración y sinterizado cuando se usa CMC como combustible. La gasificación se propone como el proceso con mayor posibilidad para el uso energético de CMC. La muestra CMC1 parece permitir una operación más estable y flexible, en comparación con CMC2 y CMC3.