Agronomía Costarricense

Identificación molecular y morfológica de las especies de fusarium spp., asociadas al cultivo de pimienta negra (Piper nigrum) en Sarapiquí y Guatuso en Costa Rica

Resumen Introducción . La pimienta es una especie de la familia de la Piperaceae, originaria de la Costa de Malabar, situada en Kerala al sur de la India. En Costa Rica, las principales plantaciones de pimienta se localizan desde Upala hasta Talamanca, e incluye toda la franja costera y la parte baja de Sarapiquí. Según estudios de factibilidad, el país cuenta con el potencial para producir pimienta con altos parámetros de calidad. Sin embargo, las enfermedades vasculares son una de las principales limitantes del cultivo. Objetivo. El objetivo de esta investigación fue el aislamiento e identificación molecular y morfológica de las especies de Fusarium asociadas al cultivo de la pimienta (Piper nigrum L.) en 2 de las principales zonas productoras del país. Materiales y métodos. Se recolectaron treinta muestras de plantas enfermas de distintas fincas en las zonas de Sarapiquí y Guatuso, se describieron detalladamente los síntomas observados en el sistema radical y/o la base del tallo para cada una de las plantas recolectadas. Los veintiún aislamientos de Fusarium spp. obtenidos se identificaron molecularmente con la secuencia parcial del gen Factor de Elongación 1α (EF-1α) y para la identificación morfológica se utilizaron los medios de cultivo PDA y Carnation Leaf-piece Agar (CLA). Resultados y conclusiones. Se confirmó la presencia de Fusarium oxysporum en las muestras provenientes de Sarapiquí, así como la presencia de Fusarium solani en ambas zonas muestreadas. Se reporta por primera vez, la presencia de las especies Fusarium concentricum y Fusarium proliferatum asociadas a la marchitez vascular.

Abstract Introduction. Pepper is one of the Piperaceae family, native to the Malabar Coast, located in Kerala in Southern India. In Costa Rica, main pepper plantations are located from Upala to Talamanca including the entire coastal and lower strip of Sarapiquí. According to feasibility studies, Costa Rica has the potential to produce pepper with high quality parameters; however, vascular diseases are one of the main crop limitations. Objective. To isolatate, and molecularly and morphologically identify species of Fusarium associated with the cultivation of pepper (Piper nigrum L.) in 2 of the main productive areas of the country. Materials and methods. Thirty samples from diseased plants were collected from different farms located in Sarapiqui and Guatuso, symptoms observed in the radical system and/or the stem base were described in detail for each plant. The twenty one isolates of Fusarium spp. obtained were identified with the partial sequence of the molecular marker Elongation Factor 1α (EF-1α) gene and for the morphogical identification using the PDA and Carnation Leaf Agar (CLA) culture media were used. Results and conclusions. The presence of Fusarium oxysporum was confirmed in the samples from Sarapiquí, and the presence of Fusarium solani was confirmed in the samples from both areas. The presence of the species Fusarium concentricum and Fusarium proliferatum associated with vascular wilt is reported for the first time.

Abono Orgánico, Microorganismos de Montaña (mm) y Fertibiol para el control biológico de la hernia de las crucíferas (Plasmodiophora brassicae wor.) en el cultivo de mostaza china (Brassica rapa sp. pekinensis var. Taranko F1) ^*

Resumen Introducción. La producción de mostaza (Brassicarapa sp. pekinensis) se ve afectada por la enfermedad causada por Plasmodiophora brassicae. Objetivo. Determinar el efecto deAbono Orgánico, Microorganismos de Montaña y Fertibiol, para el control biológico de P.brassicae. Materiales y métodos. Los tratamientos diseñados se evaluaron de manera individual y en combinación, las variables evaluadas fueron peso fresco y seco de la parte aérea y la radical, relación raíz-tallo, índice de severidad radical y persistencia de esporas en el suelo (rtPCR). Se realizaron 2 ciclos de cultivo y 2 evaluaciones. Se utilizaron las pruebas de Kruscal-Wallis, Shapiro-Wilks y Levene, ANDEVA y la prueba DGC (Di Rienzo, Guzmán y Casanoves) para la separación de medias. Resultados. Los tratamientos que contenían abono orgánico (solo o en mezcla) obtuviero n los mayores valores para las variables de peso fresco y seco, tanto para la parte aérea (más de 300% respecto al testigo) como la radical. La relación raíz-tallo(R/T) fue menor y, por ende, más favorableenel tratamiento con abono orgánico, con un valor de 0,22. Para el índice de severidad, el tratamiento con MM presentó el menor valor en las2 evaluaciones, mientras quelos tratamientos con abono orgánico mostraronel mayor valor,pero estono afectó negativamente el rendimiento. Para la variable persistencia, fue posible determinar que en el testigohubo una disminución en la cantidad de esporas germinativas con el avance del tiempo y que los tratamientos aplicados ocasionaron respuestas variables en cuanto a este comportamiento, mostrando ecuaciones con diferente pendiente y muy diversos coeficientes de variación. El tratamiento con MM presentó para la segunda evaluación la menor cantidad promedio de esporas yel menor índice de severidad radical. Conclusión. El abono orgánico mejoró el rendimiento de las plantas y la utilización de MM redujo la severidad y mostró potencial para disminuir la presencia de esporas en el suelo.

ABSTRACT Introduction. Mustard production (Brassica rapa sp. Pekinensis) is affected by the disease caused by Plasmodiophora brassicae. Objective. To determine the effect of Organic Matter, Mountain Microorganisms and Fertibiol, for the biological control of P. brassicae. Materials and methods. The designed treatments were evaluated individually and in combination, the variables evaluated were fresh and dry aerial and radical weight, root-stem ratio (R/T), radical severity index and spore persistence in the soil (rtPCR). Two culture cycles and 2 evaluations were performed. The Kruscal-Wallis, Shapiro-Wilks and Levene, ANDEVA tests and the DGC (Di Rienzo, Guzmán & Casanoves) test for the separation of means were used. Results. The treatments containing organic matter obtained the highest values for the variables of fresh weight and dry weight, both for the aerial part (more than 300% compared to the control) and the radical part. The R/T ratio was lower, and therefore more favorable, in the treatment with organic matter, with a value of 0.22. For the severity index, the MM treatment had the lowest value in the 2 evaluations, while the treatments with organic matter showed the highest value, but this did not affect the yield negatively. For the persistence variable, it was possible to determine that in the control treatment there was a decrease in the amount of germinating spores with the advance in time and that the treatments applied caused variable responses regarding this behavior, showing equations with different slopes and very different coefficients of variation. The treatment with MM presented for the second evaluation the lowest average amount of spores and the lowest radical severity index. Conclusion. The organic matter improved the yield of the plants and the use of MM reduced the severity and showed potential to reduce the presence of spores in the soil.

Correlaciones genéticas en arveja (Pisum sativum l.)Tipo afila

RESUMEN Introducción. La arvejaes un cultivo rentable en el departamento de Nariño el cual representa el 43% de la producción de arveja en Colombiainvolucrando alrededor de 8000 personas agricultorasdedicadas a su producción en vaina verde.Los agricultores utilizan variedades con altos costos de producción, lo que requiere buscar una mejor rentabilidad del cultivo. El grupo de investigación en Cultivos Andinos de la Universidad de Nariño obtuvo 21 líneas avanzadasde arveja con gen afila (af). Estas líneas presentan características fenotípicasapropiadas para mejorar la eficiencia de los actuales sistemas de tutorado. Objetivo. Determinar los efectos directos e indirectos que están presentes en las correlaciones genéticas entre el rendimiento y sus componentes, para aportar a la selección por rendimiento en genotipos de arveja con gen afila. Materiales y métodos. Las 21 líneas fueron evaluadas enun diseño de bloques al azar con arreglo en parcelas divididas, la parcela principal fueron las densidades y la subparcela los genotipos.Los resultados se sometieron a análisis de varianza y se determinaron las correlaciones genéticas entre los componentes de rendimiento. Para establecer los efectos directos e indirectos de los diferentes componentes sobre el rendimiento, se efectuó un análisis de Sendero. Resultados. El 73% de las correlaciones genéticas entre los componentes de rendimiento fueron significativas.Peso de cien granos verdes(PCGV) y número de vainas por planta (NVP)correspondieron a las variables conmayor efecto directo. Conclusión. El análisis de correlaciones genéticas indicó que es posible seleccionar genotipos con mayor peso de vaina a partir de la longitud de sus vainas. Los efectos directos NVP Y PCGV fueron los de mayor aporte y confirman su utilidad en la selección por rendimiento.

ABSTRACT Introduction. The pea is a profitable crop in Nariño-departmentwhich represents approximately 43% of pea production in Colombia and involves around 8000 farmers dedicated to its production in green pod. The farmers use varieties with high production costs, thus an improvement in profitability of this crop is neccesary. The University of Nariño's Andean Crops research group, obtained 21 advanced pea lines with afila (af) gene. These lines present appropriate phenotypic characteristics to efficiency optimize of actual tutoring system. Objective. To determine the direct and indirect effects that are present in genetic correlations between the yield and its components, to contribute to the selection by yield of genotypes peas with afila (af) gene. Materials and methods. The 21 lines were evaluated in a splits plot design, where the main plot was the densities and the subplot were the genotypes. The results were subjected to analysis of variance and the genetic correlations between yield components were determined. To establish the direct and indirect effects of the components over yield, Path coefficient was made. Results. 73% of the genetic correlations between yield components were significant. The weight one hundred green grains (PCGV) and number of pods per plant (NVP) corresponded to the variables with the greatest direct effect. Conclusion. Genetic correlations analysis indicates that is possible to select genotypes with higher weight pod from the length of their pods. The direct effects NVP and PCGV were the most important, confirming their usefulness in selection by yield.

Efecto de la protección y la nutrición sobre parámetros hídricos y el rendimiento de culantro coyote (Eryngiumfoetidum) hidropónico

RESUMEN Introducción. En Costa Rica, las prácticas de cultivo en culantro coyote convencional, en suelo a campo abierto, hacen ineficiente el uso de los recursos y reducen la calidad, inocuidad y los rendimientos, por lo que una alternativa es el cultivo hidropónico protegido. Objetivo. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la protección y la nutriciónsobre parámetros hídricos: eficiencia de uso de agua (EUA), evapotranspiración de cultivo (ETc), drenaje, coeficientes de cultivo (Kc) y el rendimiento fresco de culantro coyote hidropónico. Materiales y métodos. El estudio se realizó en el 2016, en la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno, Alajuela, Costa Rica. Comprendió 2 etapas de un cultivo, etapa I, en época seca protegido con sarán y etapa II, en época lluviosa protegido con plástico. En ambas etapas hubo 4 tratamientos que combinaron 2 condiciones ambientales, una con protección (CP) y otra sin protección (SP), con 2 niveles de nutrición: alta (NA) y baja concentración de nutrientes (NB). Se utilizó un diseño de 5 bloques al azar con arreglo bifactorial 2 x 2. Resultados. El rendimiento fue similar en CP y SP, sin embargo, una menor ETc en CP incrementó la EUA. La ETc fue similar en ambos niveles de nutrición, no obstante, debido a mayor rendimiento, la EUA en NA fue superior. En etapa I, el drenaje únicamente fue afectado por la nutrición, por lo que fue menor con NB; en etapa II, el drenaje disminuyó apreciablemente con techo plástico (CP). Los Kc no fueron afectados por ambos factores, obtuvieron valores máximos de 1,15 y 1,4 en etapas I y II, repectivamente. Conclusión. El sistema de cultivo hidropónico representa una excelente alternativa al sistema de producción convencional en suelo y campo abierto, ya que incrementó la EUA producto de una apreciable reducción de la ETc bajo protección y un sustancial incremento en los rendimientos con nivel de nutrición alto.

ABSTRACT Introduction. In Costa Rica, cultivation practices in conventional wild coriander in open field soil, make resource use inefficient and reduce quality, safety and yields; therefore, an alternative is the protected hydroponic crop. Objective. The objective of this study was to evaluate the effect of protection and nutrition on water parameters: water use efficiency (WUE), crop evapotranspiration (ETc), drainage, crop coefficients (Kc) and the fresh yield of hydroponic wild coriander. Materials and methods. The study was conducted in 2016, at the Fabio Baudrit Moreno Agricultural Experimental Station, Alajuela, Costa Rica. It included 2 stages of a crop, stage I, in dry season protected with sarán and stage II in rainy season protected with plastic. In both stages there were 4 treatments that combined 2 environmental conditions, one with protection (CP) and the other unprotected (SP), with 2 levels of nutrition: high (NA) and low nutrient concentration (NB). A randomized 5 blocks design with bifactorial arrangement of 2 x 2 was used. Results. The yield was similar in CP and SP, however, a lower ETc in CP increased the WUE. The ETc was similar in both levels of nutrition, however, due to higher yield, the WUE in NA was superior. In stage I, drainage was only affected by nutrition, being lower with NB; In stage II, drainage decreased significantly with plastic roof (CP). The Kc were not affected by both factors, obtaining maximum values of 1.15 and 1.4 in stages I and II, respectively. Conclusion. The hydroponic cultivation system represents an excellent alternative to the conventional production system in soil and open field, since it increased the WUE, product of an appreciable reduction of the ETc under protection and a substantial increase in yields with high nutrition level.

Análisis comparativo de precios y costos de producción de hortalizas cultivadas de manera orgánica y convencional

RESUMEN Introducción. La presente investigación es el primer esfuerzo identificado en Costa Rica, que concreta una comparación de costos de producción entre hortalizas orgánicas y convencionales. El proyecto permitió visibilizar los precios de venta, costos unitarios y márgenes de ganancia de los productos seleccionados y los comparó entre ambos esquemas de producción. Objetivo. Esclarecer las causas asignables a la diferencia en precios de venta y costos de producción entre 6 hortalizas orgánicas y su homólogo convencional. Materiales y métodos. Se formuló un cuestionario para consultar a 2 grupos de productores, uno conformado por 10 productores de hortalizas orgánicas y otro por 10 productores dedicados a la producción convencional. Se formularon 19 preguntas cerradas sobre costos de inversión, costos de producción, ingresos, relación costo-beneficio. Las hortalizas seleccionadas fueron culantro (Coriandrumsativum), lechuga (Lactuca sativa), papa (Solanumtuberosum), zanahoria (Daucus carota), apio (Apiumgraveolens) y brócoli (Brassicaoleracea). Los datos registrados fueron agrupados por costos de producción y precio de venta en ferias del agricultor. Resultados. El precio de venta de los productos orgánicos por unidad comercializada fue superior al de prácticas convencionales en todos los casos. Se logró determinar que la diferencia porcentual en precios para zanahoria fue de 28,57%, apio 40%, 25% para culantro, 53,33% para papa, 33,33% para lechuga y 66,67% para broccoli. Además, se evidenció que los productos convencionales presentaron mayor costo total de producción con respecto a los productos orgánicos, esto es un 41,70% superior para zanahoria, 65,18% para apio, 29,03% para culantro, 34,78% para papa, 16,65% para lechuga y 44,91% para brócoli. Conclusiones. Las actividades con prácticas convencionales expusieron costos superiores, debido a la demanda y compra de insumos externos y a la utilización de métodos de tránsito y rodaje de maquinaria, mientras que la producción orgánica propone baja dependencia de compra de insumos externos, ya que los requeridos son generados fundamentalmente en la propia finca y los productores llevan a cabo prácticas que promueven la salud del agroecosistema, la biodiversidad y los ciclos biológicos.

ABSTRACT Introduction. The present investigation is the first effort identified in Costa Rica, which compares production costs between organic and conventional vegetables. The project made visible sale prices, unit costs and profit margins of selected products and compared them between both production schemes. Objective. To clarify the causes that can be assigned to the difference in sale prices and production costs between six organic grown vegetables and their conventional counterpart. Materials and methods. A survey was formulated to consult 2 groups of producers, one consisting of 10 organic vegetable producers and the other of ten dedicated to conventional vegetable production. 19 closed questions were asked about investment and production costs, income, cost-benefit ratio. Selected vegetables were cilantro (Coriandrum sativum), lettuce (Lactuca sativa), potato (Solanum tuberosum), carrot (Daucus carota), celery (Apium graveolens) and broccoli (Brassica oleracea). Recorded data was grouped by production costs and sale prices at farmers markets. Results. Sale prices of organic products per unit sold was higher than that of conventional practices in all cases. It was possible to determine that the percentage difference in prices for carrots was 28.57%, 40% for celery 40%, 25% for cilantro, 53.33% for potatoes, 33.33% for lettuce and 66.67% for broccoli. In addition, conventional products presented higher total cost of production with respect to organic products, this was 41.70% higher for carrots, 65.18% for celery, 29.03% for cilantro, 34.78% for potatoes, 16.65% for lettuce and 44.91% for broccoli. Conclusions. The activities with conventional practices exposed higher costs, due to the demand and purchase of external inputs and the use of machinery, while organic production proposes low dependence on the purchase of external inputs, since those required are mainly generated on the own farm as producers adopt practices that promote the health of the agroecosystem, biodiversity and biological cycles.

Efectividad a nivel in vitro de Trichodermaspp. Nativos e importados contra Fusariumoxysporum ^*

RESUMEN Introducción. Los hongos fitopatógenos causan pérdidas en la producción de tomate y por ello es importante y necesaria la búsqueda de alternativas orientadas al manejo de agentes antagonistas que sean eficientes y compatibles con el ambiente. Objetivo. Determinar la efectividad de cepas nativas e importadas deTrichodermaspp. en el combate deFusarium spp. a nivel de laboratorio. Materiales y métodos. Se emplearon productos comercialesde Trichodermaspp. con cepas nativas (THM-03 y THM-04) e importadas (THU-01 de Estados Unidos y THC-02 de Colombia). El patógeno fue aislado de plantas enfermas de tomate, para los cuales se empleó análisis molecular y morfológico para su identificación. Se utilizó la técnica de cultivo dual para evaluar los radios de crecimiento del antagonista (RCA) y del patógeno (RCP), el micoparasitismo y el porcentaje de inhibición del crecimiento radial (PICR). Resultados. Se identificaron las especies T. asperellum, T. asperelloides y T. guizhouense; el patógeno se identificó como F. oxysporum. Los valores promedios de los RCA fueron 26,5; 39,3; 41,2 y 32,1 mm para THU-01, THC-02, THM-03 y THM-04, respectivamente, y 42,75 mm para los testigos. En cuanto al micoparasitismo, se obtuvo que THC-02, THM-03 y THM-04 presentaron invasión completa de la colonia del patógenocon esporulación y THU-01 solo logró invadir un cuarto de la superficie del patógeno. Se determinó el PICR, en el que se encontraron diferencias entre cepas donde las más efectivas fueron THM-3 y THC-2 con 67% y 63% de inhibición, respectivamente. Conclusión. En este estudio in vitro se encontraron diferencias en la capacidad antagónica de las especies de Trichoderma frente al patógeno F. oxysporum. Las cepas T. asperellum, T. asperelloidesy la cepa nativa de T. guizhouense mostraron ser más agresivas en el combate del patógeno, independientemente de su procedencia, por lo que se podría ampliar el estudio con el uso de más aislamientos.

ABSTRACT Introduction. Phytopathogenic fungi cause losses in tomato production and for this reason it is important and necessary to find alternatives aimed at managing antagonistic agents that are efficient and compatible with the environment. Objective. To determine the effectiveness of nativeand exotic strains of Trichoderma spp. against Fusarium spp. at laboratory level. Materials and methods. Commercial products of Trichoderma spp. with native (THM-03 and THM-04) and imported strains (THU-01 from the United States and THC-02 from Colombia) were used. Pathogen was isolated from diseased tomato plants, for which morphological and molecular analyses were used for identification. Dual culture technique was used to evaluate radial growth of the antagonist (RGA) and the pathogen, mycoparasitism and percentage of radial growth inhibition (PRGI). Results. T. asperellum, T. asperelloides and T. guizhouense were identified; the pathogen was identified as F. oxysporum. Mean RGA values of 25.6, 39.3, 41.2 and 32.1 mm were obtained for THU-01, THC-02, THM-03 and THM-04, respectively; and 42.75 mm for the control. Regarding mycoparasitism, THC-02, THM-03 and THM-04 presented complete invasion of the F. oxysporum colony, with sporulation and THU-01 only managed to invade a quarter of the pathogen's surface. PRGI was determined, in which significant differences were found between Trichoderma strains where the most effective strains were THM-03 and THC-02 with 67 and 63% inhibition, respectively. Conclusion. This in vitrostudy showed differences in the antagonistic capacity of different Trichoderma species against the pathogen F. oxysporum. Strains of T. asperellum(THC-02), T. asperelloides(THM-03) and the native strain T. guizhouense (THM-04) showed to be more aggressive in combat of the pathogen, regardless of its origin, thus the study could be expanded with the use of more isolates.

**Intensidad de pastoreo y fertilización nitrogenada sobre la altura de Loliummultiflorum Lam. En un sistema de integraciónagricultura-ganadería** ^*

RESUMEN Introducción. La intensidad de pastoreo y la fertilización nitrogenada en sistemas integrados agricultura-ganadería (SIAG) constituyen los factores que influyen en la productividad de las pasturas y como consecuencia repercuten indirectamente sobre la producción animal. Objetivo. El objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de la intensidad de pastoreo y la fertilización nitrogenada sobre la altura del ryegrass(Loliummultiflorum Lam. cv. ‘Winter Star’)en SIAG. Materiales y métodos. Se utilizó un diseño bloques completamente al azar con arreglo factorial 2 x 2 x 5, con 3 repeticiones. El primer factor fue intensidad de pastoreo con 2 niveles: alta altura (AA=25 cm) y baja altura (BA=10 cm). El segundo factor fertilización nitrogenada: con nitrógeno aplicado al pasto (NP) en el invierno y N aplicado en el cultivo de granos (NG) en el verano (frijol), ambas en dosis de 200 kg.ha-1 de N. El tercer factor fue el periodo de evaluación (5 periodos). Se utilizó ryegrass italiano. Resultados. Se observó un leve aumento de la altura y heterogeneidad del pasto en la medida que la planta se desarrolló entre el primer y quinto periodo, en todos los tratamientos. En el tratamiento AANP, se observó mayor homogeneidad del pasto y un porcentaje mayor de las alturas (entre 10 y 25 cm), sin embargo, una menor homogeneidad con los tratamientos BANG y BANP en los que se detectó una mayor área con alturas menores al límite crítico inferior (10 cm). Conclusión. Se concluyó que una menor intensidad de pastoreo y fertilización nitrogenada, ofrece una mayor altura de pasto ryegrassy una adecuada ganancia de peso de los animales en el SIAG.

ABSTRACT Introduction. Grazing intensity and nitrogen fertilization in integrated crop-livestock system (ICLS) are factors that influence pasture productivity and, consequently, impact on livestock production. Objective. The objective was to evaluate the effect of grazing intensity and nitrogen fertilization on grazing height of ryegrass (Lolium multiflorum Lam. cv. 'Winter Star'), in an integrated crop-livestock system (ICLS) Materials and methods. A completely randomized block design was used with a 2 x 2 x 5 factorial arrangement, with 3 replications. The first factor was grazing intensity with 2 levels: high height (HH = 25 cm) and low height (LH = 10 cm). The second factor was nitrogen fertilization with two levels: N (nitrogen) applied to the grass (NP) during the winter and N applied in the grain crop (NG) during the summer, both in doses of 200 kg.ha-1 of N. The third factor was the evaluation period (5 periods). Italian ryegrass was considered. Results. In the HHNP treatment, greater homogeneity of the grass and a higher percentage of heights (between 10 and 25 cm) were observed; however, a lower homogeneity with the treatments LHNG and LHNP in which a greater area was detected with heights lower than the lower critical limit (10 cm). Conclusion. It is concluded that a lower grazing intensity and higher nitrogen fertilization (HHNP) offers a greater height of ryegrass and an adequate weight gain in animals in an ICLS.

Desarrollo de métodos de análisis de espectroscopia y algoritmos de aprendizaje automático para la evaluación de algunas propiedades del suelo en Costa Rica

RESUMEN Introducción. Los métodos convencionales de laboratorio para analizar el contenido de nutrientes del suelo, generalmente requieren mucho tiempo y son costosos. En contraparte, la espectroradioscopia visible e infrarroja ofrece una técnica rápida para caracterizar el suelo en laboratorio. Las firmas espectrales codifican información sobre las características inherentes del suelo, como la composición mineral, el contenido de nutrientes, los compuestos orgánicos y el agua. Objetivo. El objetivo principal de este proyecto fue construir bibliotecas espectrales para los suelos tropicales de Costa Rica y determinar las bandas hiperespectrales óptimas en el rango espectral visible infrarrojo cercano e infrarrojo de onda corta para caracterizar propiedades de suelo. Materiales y métodos. Las mediciones hiperespectrales se llevaron a cabo con un espectroradiómetro ASD FieldSpec 4 para generar las firmas de reflectancia espectral de más de 1300 muestras de suelo de Costa Rica, pre-procesadas en el Laboratorio de Suelo de la Universidad EARTH. Se determinó el contenido de nutrientes de cada muestra de suelo, mediante plasma acoplado inductivamente. Además, se evaluaron el pH, la acidez extraíble, la saturación de bases, la saturación de acidez, la capacidad efectiva de intercambio catiónico, el carbono, la materia orgánica y la textura del suelo. Se desarrollaron modelos de regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR) en MATLAB para predecir esas propiedades de suelo a partir de firmas hiperespectrales. Resultados. Este enfoque espectroradioscópico, combinado con modelos de aprendizaje automático, permitió identificar bandas de ondas óptimas específicas en zonas espectrales en las que se puede predecir cada nutriente. Se logró una estimación precisa del contenido de diferentes componentes (Ca, Mg, Fe, C, N y CICE) con un R2 superior a 0,8 y un error cuadrático medio (RMSE) inferior a 10%. Conclusión. Los análisis espectroscópicos combinados con el método Mínimo Cuadrático Parcial (PLS), pueden proporcionar una herramienta muy útil para la agricultura de precisión en los suelos tropicales de Costa Rica.

ABSTRACT Introduction. Conventional laboratory methods to analyze soil nutrients are usually time-consuming and costly. On the other hand, the visible and infrared spectroscopy offers a rapid technique to characterize soils. The spectral signatures encode information about the inherent composition of the soil, which comprises mineral composition, nutrient content, organic compounds and water. Objective. The main objective of this study was to build spectral libraries for the tropical soils of Costa Rica and to determine the optimal hyperspectral wave bands in the visible and near infrared and shortwave infrared to characterize soil properties in laboratory. Materials and methods. The hyperspectral measurements were carried out with an ASD FieldSpec 4 spectroradiometer to generate spectral reflectance signatures of more than 1300 soil samples from Costa Rica preprocessed at EARTH University’s soil laboratory. The nutrient content of each soil sample was determined by inductively coupled plasma. In addition, pH, exchangeable acidity, base saturation, acid saturation, effective cation exchange capacity, soil carbon, organic matter and soil texture were evaluated. Algorithms in MATLAB were developed to compile a hyperspectral data base and used a partial least squares regression (PLSR) methods to generate predictive models for these soil properties from hyperspectral signatures. Results. This spectroscopic approach combined with machine learning models allowed the identification of specific optimal wavebands in the spectral areas in which each nutrient can be predicted. An accurate estimation of the concentration of different components (Ca, Mg, Fe, C, N and CECe) was achieved with an R2 greater than 0,8 and a mean square error (RMSE) lower than 10%. Conclusion. These spectroscopic technics combined with the PLS regression, can provide a very useful tool for precision agriculture in tropical soils of Costa Rica.

Costos de producción de teca (Tectonagrandis) y melina (Gmelinaarborea) en sistemas silvopastoriles de la zona Norte de Costa Rica

RESUMEN Introducción. La ausencia de información económica constituye una barrera para el fomento de sistemas silvopastoriles. El componente forestal representa una contribución marginal en la economía de la ganadería, que mantiene una huella de carbono alta y ocupa un 43% del territorio. Se requiere un nuevo modelo silvopastoril de mayor impacto económico-social y ambiental. Objetivo. Generar información de costos del cultivo de árboles, en un diseño silvopastoril que logra integrar el negocio pecuario con el de madera. Materiales y métodos. Se reporta la estructura completa de costos del componente forestal, basado en clones de melina y teca. Se adaptó la información de plantaciones compactas ordinarias, a un sistema de cultivo de árboles en franjas dentro de una finca ganadera, utilizado en la zona norte de Costa Rica. La información se diferenció en dos escenarios, el modelo de alta y baja inversión, según el paquete tecnológico utilizado. Resultados. Los árboles se plantaron dentro de franjas cercadas de seis metros de ancho.ha-1 en los linderos de los apartos, en distribución tresbolillo a 2,5 m entre hileras y 4,0 m entre árboles, que permiten cultivar 150 árboles en dos franjas.ha-1, en un ciclo de 8 años para melina y de 16 años para teca. Conclusiones. El costo total de cultivar melina en dos franjas.ha-1, en el modelo de alta inversión, fue de ₡751 759 (US $1307) y de ₡966 818 (US $1681) con teca. En el modelo de baja inversión el costo total para melina fue de ₡545 739 (US $949) y para teca₡714 548(US $1242). La mano de obra representó 41% de los costos totales en melina y 44% en teca. Este diseño silvopastoril requiere plantar 4,17 ha con melina y 5,5 ha con teca para obtener la misma cantidad de madera que en una plantación convencional.

ABSTRACT Introduction. The absence of economic information constitutes a barrier to the promotion of silvopastoral systems. The forest component represents a marginal contribution to the livestock economy, which maintains a high carbon footprint and occupies 43% of the territory. A new silvopastoral model of greater economic, social and environmental impact is required. Objective. To generate information on the costs of tree cultivation, in a silvopastoral design that manages to integrate the livestock business with that of wood. Materials and methods. The complete cost structure of the forest component is reported, based on melina and teak clones. The information from ordinary compact plantations was adapted to a strip tree cultivation system within a cattle farm, utilized in the northern region of Costa Rica. The information was differentiated in two scenarios, the high and low investment model, according to the technological package used. Results. The trees were planted within two fenced-strips of six meters wide per hectare at the boundaries of the grazing paddocks. Within the strips, trees were planted in an irregular distribution, at a distance of 2,5 m between rows and 4.0 m between trees, which allowed planting of 150 trees.ha-1 in a cycle of 8 years for melina and 16 years for teak. Conclusions.Total cost of growing melina in 2 strips.ha-1, in the high investment model was ₡751 759 (US $1307) and ₡966 818 (US $1681) for teak. In the low investment model, the total cost for melina was ₡545 739 (US $949) and ₡714 548 (US $1242) for teak. Labor represented 41% of the total costs in melina and 44% in teak. This silvopastoral design requires planting of 4.17 ha with melina and 5.5 ha with teak in order to obtain the same amount of wood as in a conventional plantation.

Enriquecimiento proteico de dos especies forrajeras y cáscara de piña por medio de fermentación en estado sólido

RESUMEN Introducción. La fermentación en estado sólido es una biotecnología que permite mejorar la calidad nutricional de forrajes y subproductos agrícolas para poder ser utlizados en la alimentación de rumiantes. Objetivo. Determinar el efecto del proceso de fermentación en estado sólido sobre los indicadores de fermentación (temperatura y pH) y la composición química del pasto taiwán (Pennisetumpurpureum), sorgo negro forrajero (Sorghumalmum) y cáscara de piña (Ananascomosus). Materiales y métodos. Se utilizó un diseño completamente al azar con 3 sustratos: pasto taiwán, sorgo negro forrajero y cáscara de piña con 4 repeticiones. Se utilizaron marcos de 1,0 m2, elaborados con bloques de concreto; se mezclaron 490 kg en fresco de cada sustrato con 5% melaza, 1,5% urea, 0,7% sulfato de amonio, 0,5% mezcla mineral. Se depositaron en los marcos y se procedió a realizar el proceso de fermentación sobre piso de concreto desinfectado y provisto de sombra. Cada 6 horas se volteó el material en los marcos durante las 36 horas que duró el proceso de fermentación. Resultados. En relación con la temperatura, se encontraron diferencias estadísticas significativas (p<0,05), entre sustratos, para los diferentes tiempos de fermentación. A las 0 horas, el pasto taiwán presentó la temperatura más alta y, a las 24 horas de fermentación, la cáscara de piña alcanzó el punto máximo con una temperatura de 42,5°C. Considerando el pH, se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p<0,05) para los diferentes sustratos a las diferentes horas de fermentación, y los valores oscilaron entre 4,28 y 7,71. Con respecto a la concentración de proteína cruda, se encontraron diferencias significativas (p<0,05) para la cáscara de piña, que pasó de 40,48%; a las 0 h de fermentación a 43,40% a las 24 h y a 33,43% a las 36 h de fermentación. No se encontraron diferencias significativas (p>0,05) para los componentes de la pared celular durante el proceso de fermentación. Conclusiones. La fermentación en estado sólido es un proceso biotecnológico que permitió determinar su efecto sobre los parámetros fermentativos en 2 especies forrajeras y en la cáscara de piña, y que mejoró además la concentración de proteína cruda en la cáscara de piña a las 24 h de fermentación.

ABSTRACT Introduction. Solid state fermentation is a biotechnology that allows to improve nutritional quality of forages and agricultural by-products in order to be used in ruminant feeding. Objective. To determine the effect of solid state fermentation process on fermentation indicators (temperature and pH) and chemical composition of taiwan grass (Pennisetum purpureum), black forage sorghum (Sorghum almum) and pineapple (Ananas comosus) peel. Materials and methods. A completely randomized design with 3 substrates: taiwan grass, black forage sorghum and pineapple peel with 4 repetitions was used. 1.0 m2 frames, made with concrete blocks; were used, 490 kg of each substrate were mixed with 5% molasses, 1.5% urea, 0.7% ammonium sulfate, and 0.5% mineral mixture. They were deposited in the frames and the fermentation process was carried out on a disinfected concrete floor provided with shade. Material in the frames was turned every 6 hours for 36 hours while the fermentation process lasted. Results . In relation to temperature, significant statistical differences (p<0.05) were found between substrates for the different fermentation times. At 0 hours, taiwan grass had the highest temperature and at 24 hours of fermentation, pineapple peel reached the peak with a temperature of 42.5°C. Considering pH, significant differences (p<0.05) were found for the different subtrates at different hours of fermentation, and the values ranged from 4.28 to 7.71. Regarding crude protein concentration, significant differences (p<0.05) were found for pineapple peel, which went from 40.48% at 0 h to 43.40% at 24 h and 33.43% at 36 h of fermentation. No significant differences (p>0.05) were found for cell wall components during the fermentation process. Conclusions. Solid state fermentation is a biotechnological process that allowed to detemine its effect on fermentation parameters of 2 forage species and pineapple peel, and also improved crude protein concentration in pineapple peel after 24 h of fermentation.

Inclusión de Vigna unguiculata y musaspp. para alimentación alternativa en pollos de engorde

RESUMEN Introducción. La avicultura moderna demanda el desarrollo de estrategias alimenticias que incrementen el nivel de sostenibilidad en las parvadas, lo cual ha generado interés por incluir ingredientes no tradicionales en las dietas para aves. Objetivo. Evaluar el efecto de la inclusión parcial de frijol caupí(Vigna unguiculata) y plátano (Musa spp.) sobre parámetros zootécnicos de pollos de engorde. Materiales y métodos. Se formuló una dieta isoprotéica (20% PC) e isocalórica (3,7 kcal ED/g) para alimentar durante 42 días 160 pollitos Cobb 500, con sustitución parcial de 0; 18; 20 y 22% el alimento concentrado (AC) por una mezcla experimental (ME) de V. unguiculata y Musa spp. Las aves fueron distribuidas al azar en 16 corrales según los tratamientos (T): T0: 100% AC; T1: 82% AC + 18% ME; T2: 80% AC + 20% ME y, T3: 78% AC + 22% ME y 4 repeticiones. Para evaluar la respuesta productiva, se consideraron los parámetros ganancia total de peso (GTP), ganancia diaria de peso (GDP), factor de conversión alimenticia (FCA), consumo (C), rendimiento en canal (RC) y mortalidad (M). Resultados. El tratamiento control (T0) registró la mayor GTP (2,461±0,02 g), GDP (58,60±0,03 g), C (4,247±3,20 g) y FCA (1,73±0,06); sin embargo, el análisis estadístico reveló que el T0 y T1 son estadísticamente iguales, mientras que T2 y T3 presentaron diferencia significativa (p<0,05) entre sí para la mayoría de variables y, frente a T0 y T1. En cuanto al RC, el T0 y T1 difirieron significativamente (p<0,05) con respecto a T2 y T3. Durante el experimento no murieron aves en ninguno de los tratamientos evaluados. Conclusión. Sustituir hasta un 18% el AC por una mezcla balanceada a base de V. unguiculatay Musaspp. en pollos de engorde, resulta una alternativa nutricional para la avicultura familiar.

ABSTRACT Introduction. The modern poultry demands the development of feeding strategies that increase the level of sustainability in flocks, which has generated interest in including non-traditional ingredients in poultry diets. Objective. To assess the effect of partial inclusion of cowpea bean (Vigna unguiculata) and banana (Musa spp.) on zootechnical parameters of broilers chicken. Materials and methods. An isoproteic diet (20% CP) and isocaloric (3.7 kcal ED/g) to feed 160 Cobb 500 chicks for 42 days, with partial replacement of 0; 18; 20 and 22% the concentrated food (CF) by aexperimental mixture (EM) of V. unguiculata and Musa spp. The birds were randomly distributed in 16 farmyards according to treatments (T): T0: 100% CF; T1: 82% CF + 18% EM; T2: 80% CF + 20% EM and T3: 78% FC + 22% EM and 4 repetitions. For evaluate the productive response the parameters weight gain (TWG), daily weight gain (DWG), feeding conversion factor (FCF), consumption (C), Carcass yield (CY) and mortality (M). Results. The control treatment (T0) recorded the highest TWG (2.461±0.02 g), DWG (58.60±0.03 g), C (4.247±3.20 g) and, FCF (1.73±0.06); however, statistical analysis revealed that T0 and T1 are statistically equal, while T2 and T3 showed significant differences (p<0.05) to each other for the majority of variables and, in front T0 and T1. As for CY, T0 and T1 differed significantly (p<0.05) with respect to T2 and T3. During the experiment, no birds died in any of the treatments evaluated. Conclusion. Replace up to 18% CF with a balanced mixture based on V. unguiculata and Musa spp. in broilers, it has proved to be a nutritional alternative for family poultry farming.