Comportamiento de tres procedencias de Jatropha curcas en el banco de germoplasma de la EEPF ¨Indio Hatuey¨
Performance of three provenances of Jatropha curcas in the germplasm bank of the EEPF ¨Indio Hatuey¨
R. Machado y J. Suárez
Estación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨. Central España Republicana CP 44280, Matanzas, Cuba.
e-mail: rmachado@indio.atenas.inf.cu
RESUMEN
Se realizó un ensayo con el objetivo de evaluar tres procedencias de Jatropha curcas, en un suelo Ferralítico Rojo lixiviado de la EEPF ¨Indio Hatuey¨, en las fases de vivero, establecimiento y momento de cosecha. Todas las procedencias necesitaron entre 70 y 90 días para alcanzar su máximo de emergencia. La de Cabo Verde (denominada Africana) fue la primera en germinar (11,5-24,6% entre los primeros cinco y 25 días) y las dos restantes germinaron a los 35 días. A los 160 días después de plantadas, la Africana alcanzó la fenofase de semilla verde; mientras que las dos restantes se encontraban en abotonamiento. La Africana también fue estadísticamente superior en términos de número de hojas, grosor del tallo y altura de las plántulas. No existieron diferencias en la producción de frutos con tres semillas, indicador en el que todas alcanzaron más del 70%. A los 240 días (cosecha) se detectó una alta disminución en el número de hojas, pero el menor porcentaje se constató en la Africana (69% con relación al total). El peso de la semilla cosechada en la Africana fue 7,1 veces superior a la procedencia de Las Tunas (medianamente ramificada) y 22,4 veces superior a la de Sancti Spiritus (menos ramificada). De acuerdo con los resultados, se destacó por su comportamiento la Africana. Asimismo, se considera importante la introducción de un mayor número de accesiones, así como la realización de estudios sobre la calidad de la semilla. ]]>
Palabras clave: Banco de genes, Jatropha curcasABSTARCT
A trial was conducted with the objective of evaluating three provenances of Jatropha curcas on a lixiviated Ferralitic Red soil of the EEPF ¨Indio Hatuey¨, at the nursery, establishment and harvest stages. All the provenances needed between 70 and 90 days to reach their emergence maximum level. The plants from Cape Verde (called African) were the first to germinate (11,5-24,6% between the first five and 25 days) and the other two germinated 35 days after planting. One hundred and sixty days after planting, the African one reached the green seed phenophase; while the other two were budding. The African provenance was also statistically higher in terms of leaf number, stem diameter and seedling height. There were no differences in the production of fruits with three seeds, indicators in
which they all reached more than 70%. Two hundred and forty days after planting (harvest) a high decrease in the leaf number was detected, but the lowest percentage was observed in the African provenance (69% with regards to the total). The weight of the seed harvested in the African provenance was 7,1 times higher than the Las Tunas provenance (moderately ramified) and 22,4 times higher than the Sancti Spiritus provenance (less ramified). According to the results, the African plants stood out for their performance. Likewise, the introduction of a higher number of accessions is considered important, as well as the completion of studies on seed quality.
Key words: Genebank, Jatropha curcas
INTRODUCCIÓN
Del género Jatropha, familia Euphorbiaceae, se reconocen 15 especies en Cuba (Roig, 1965). Entre estas se encuentran: Jatropha angustifolia (peregrina del pinar), Jatropha diversifolia (peregrina), Jatropha gossipifolia (frailesillo) y Jatropha curcas (piñón de botija).
J. curcas se caracteriza por ser un arbusto o árbol pequeño que puede alcanzar entre 5 y 6 m de altura, bien ramificado, hojas subacorazonadas e inflorescencias en cimas corimbosas. En el ámbito internacional esta especie se ha utilizado como cerca viva, control de la erosión del suelo, planta soporte, funguicida, en medicina tradicional y veterinaria, y en la producción de energía, jabón y combustible diesel (Toonen, 2007). En Cuba se ha empleado en los potreros y en pequeños huertos como cerca viva y como medida para evitar la erosión. ]]>
En 1992, a partir de la experiencia del Proyecto Tempate de Nicaragua, la Comisión Nacional de Energía de Cuba incluyó en sus objetivos de trabajo la localización de esta especie botánica y su posterior estudio, como una estrategia para la lucha contra la desertificación y la producción de energía en la provincia de Guantánamo (Montes de Oca et al., 2007) y, además, por obtenerse de sus frutos un aceite vegetal que puede utilizarse como alternativa al combustible diesel, del cual se pueden alcanzar hasta dos toneladas por hectárea cuando existen buenas condiciones de cultivo.Esta especie tiene amplia distribución en México, Centroamérica, América del Sur, el Caribe y muchos países de África, Asia y Oceanía, donde puede encontrarse una amplia variabilidad genética en sus poblaciones. Esta variabilidad, según Toonen (2007), está relacionada con dos componentes: el primero es el medioambiental (el clima, principalmente las precipitaciones, el suelo y el cultivo), y el segundo está asociado al genotipo. Sobre la base de estas premisas, dicho autor propone su domesticación y mejoramiento, con el fin de obtener cosechas uniformes y rendimientos predecibles, a corto plazo, así como lograr variedades mejoradas, a largo plazo, ya que el uso de procedencias silvestres se realiza sin conocer su potencial de rendimiento, la susceptibilidad a las enfermedades, la resistencia a la sequía y al encharcamiento, la tolerancia a la salinidad y las potencialidades en suelos marginales.
Sin embargo, para mejorar cualquier especie se precisa de una amplia variabilidad, ya se trate de mejora por selección, a partir de las poblaciones silvestres colectadas, mediante la introducción, o a partir del cruzamiento clásico o la biotecnología. Ello presupone, además, realizar ensayos a partir del material disponible en los bancos de germoplasma, en tanto se logre adquirir la amplitud necesaria para cualquier tipo de programa de mejora.
El objetivo de este trabajo fue determinar el comportamiento de tres procedencias de J. curcas obtenidas en poblaciones silvestres cubanas e introducidas en el banco de germoplasma de la EEPF ¨Indio Hatuey¨.
MATERIALES Y MÉTODOS
Suelo y clima. El ensayo se realizó en un suelo Ferralítico Rojo lixiviado (Hernández et al., 1999), caracterizado por una rápida desecación, lo que puede acentuar los problemas derivados de la sequía. Es arcilloso y profundo sobre caliza. Posee fertilidad media, el pH es ligeramente ácido, con contenidos medios de materia orgánica y de N total.
En la tabla 1 se indica el volumen de precipitación y la evaporación ocurridas entre el 22 de mayo de 2007 y el 21 de enero de 2008. Las precipitaciones fueron abundantes en los meses de junio a agosto, manteniendo una buena relación con la evaporación. Sin embargo, a partir de septiembre hasta el momento de cosecha no ocurrieron lluvias.
Procedimiento experimental
Tratamientos. Se utilizaron tres tratamientos a los cuales se les llamó `procedencias'; la semilla fue colectada por investigadores de la Estación Experimental de Pastos de la provincia de Las Tunas (se identificó como Las Tunas) y por investigadores de la Estación Experimental de Pastos de Sancti Spiritus (se identificó como Sancti Spiritus) y el tercer tratamiento fue una introducción de Cabo Verde, donada por el Centro de Aplicaciones Tecnológicas para el Desarrollo Sostenible (CATEDES), a la cual se le denominó Africana. ]]>
Etapa de aviveramiento. Esta etapa se enmarcó del 16 de febrero de 2007 al 22 de mayo de ese mismo año. Se emplearon bolsas de polietileno de 26 x 14 cm; en cada bolsa se sembraron dos semillas. Para ello se utilizó el suelo de referencia, sin ningún tipo de mejorador. Se aplicó riego, cada dos o tres días, con el fin de mantener una humedad aceptable para la germinación.Durante el aviveramiento se contó el número de plántulas con el fin de determinar el porcentaje de emergencia de cada procedencia. A los 90 días de la siembra se determinó la altura de las plántulas (regla graduada) y el grosor del tallo en su porción basal (pie de rey), y se contó el número de hojas.
Etapa de establecimiento. Las plántulas fueron trasladadas a fase de campo el 22 de mayo de 2007. La plantación se realizó en parcelas de 12 x 9 m, replicadas tres veces. Para ello se utilizaron distancias de 4 x 3 m (833 plantas/ha), con el fin de que cada procedencia expresara su potencialidad, si se tiene en cuenta que los marcos de siembra más utilizados internacionalmente no sobrepasan los 3 x 3 m (Muys et al., 2007).
A los 160 días, cuando las plantas alcanzaron alguna de las fenofases reproductivas, se midió la altura en las cuatro plantas centrales de cada parcela (12 valores por procedencia), el grosor del tallo principal, el número de ramas, la longitud de las hojas (46 valores por procedencia), la longitud de la lámina (según Soares et al., 2007) y el ancho de la lámina (46 valores por procedencia).
Cosecha. La cosecha de los frutos se hizo el 21 de enero de 2008, cuando las plantas tenían 179 días de edad, al tomar como referencia la fecha de plantación. Se determinó el total de frutos, el peso total de los frutos (y a partir de este el porcentaje del peso de los frutos con tres semillas), el peso total de las semillas, el número total de hojas por planta y el total de hojas nuevas formadas por planta, a partir de las cuales se calculó el porcentaje de hojas nuevas con referencia al total.
Análisis estadístico. Los resultados fueron procesados por el modelo GLM. La existencia o no de diferencias entre las medias de las variables, se corroboró a través de la prueba de SNK para p<0,05. Se utilizó el paquete estadístico SPS versión 11.5.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Como se aprecia en la tabla 2, todas las procedencias necesitaron entre 70 y 90 días para alcanzar su máximo de emergencia. Ello contrasta con lo observado en otras especies, como es el caso de las leguminosas, las cuales lo alcanzan normalmente entre los tres y los 21 días posteriores a la siembra (González, Yolanda, comunicación personal). Este resultado puede estar relacionado con la calidad de la semilla y quizás con problemas de dormancia, aspectos que deben estudiarse casuísticamente en futuras investigaciones.
La Africana fue la primera en germinar y alcanzó 11,5 y 24,6% de emergencia entre los primeros cinco y 25 días después de la siembra, no así las dos restantes que comenzaron a germinar a partir de los 35 días. Esta respuesta se puede asociar a que la semilla de esa procedencia se sembró inmediatamente después de su cosecha en Guantánamo; mientras que en las otras dos ya tenía más de 60 días en el momento de la siembra.
Es importante resaltar que ninguna de las procedencias alcanzó más de 44% de emergencia, lo cual pudiera explicarse también por la calidad de la semilla, ya que las condiciones de aviveramiento fueron adecuadas en términos de la humedad y la radiación (al encontrarse expuestas directamente a la luz solar). ]]>
Como se aprecia en la tabla 3, se alcanzaron resultados estadísticamente superiores en la Africana en términos de número de hojas, grosor del tallo y altura de las plántulas, lo que indica que esta procedencia comenzó a sobresalir desde etapas tan tempranas como el aviveramiento, en indicadores de suma importancia desde el punto de vista funcional del vegetal. Resultados similares para el número de hojas fueron reportados por González et al. (2008), al utilizar esta procedencia en un experimento con variantes de fertilización orgánica en la reforestación de suelos improductivos de la provincia Granma, donde se observaron 5,8 hojas cuando las plántulas tenían 80 días de edad.
A los 160 días (tabla 4), momento en que las plantas alcanzaron alguna de las fenofases reproductivas (primeros días de noviembre), se observó que la procedencia Africana había alcanzado la de semilla verde como fenofase principal, en contraste con las dos restantes que solo se encontraban en abotonamiento, lo que indica su precocidad. López et al. (2008) observaron idéntico patrón en una planta de la Africana, cuando fue sembrada en el banco de germoplasma de la Estación Experimental del Centro de Bioplantas de la Universidad de Ciego de Ávila, la que floreció y fructificó a los seis meses de plantada en condiciones de campo.
Por otra parte, aunque la procedencia de Sancti Spiritus fue estadísticamente superior en la altura (sin diferir de Las Tunas) y en la longitud y ancho de las láminas o limbos, la Africana no difirió de esta en la longitud total de la hoja y fue superior además en el número de ramas, aspecto importante desde el punto de vista de la producción de los frutos.
Ello se pudo comprobar en la cosecha del 21 de enero (tabla 5), momento en que el peso promedio del total de las semillas en esta procedencia fue 7,1 veces superior a la de Las Tunas (medianamente ramificada) y 22,4 veces superior a la de Sancti Spiritus, que fue el tipo menos ramificado (tabla 4).
Es importante destacar que el peso total promedio de la semilla cosechada en la Africana (equivalente a 0,072 kg/planta), fue inferior al que se reporta internacionalmente para esta especie, según Toral et al. (2008); dichos autores hacen referencia a un rango entre 0,75 y 1,0 kg/planta en suelos relativamente pobres. Esta respuesta puede ser atribuida a que solo se tomó en consideración el rendimiento de una de las tres cosechas efectuadas en diferentes momentos; a la ausencia de precipitaciones durante la formación de las flores y los frutos, considerando este factor entre los más importantes para la floración y posterior formación de las semillas (Loch et al., 2004) y, por otra parte, a que los mayores rendimientos se deben esperar en años posteriores, cuando estos se estabilizan (Manurung, 2007).
De acuerdo con los resultados, no existieron diferencias en cuanto a la producción de frutos con tres semillas, indicador en el que todas las procedencias alcanzaron más del 70%; este resultado corrobora los obtenidos por González et al. (2008) en las condiciones descritas con anterioridad.
Un elemento que debe destacarse es el número relativo de hojas. Como se aprecia, del total de hojas por planta al final del período lluvioso, se produjo un fuerte descenso hasta los 240 días, lo que resulta normal en esta especie. Sin embargo, el menor porcentaje se detectó en la procedencia Africana (69% con relación al total) y fue esta la que, además, presentó el mayor número de hojas y de ellas el mayor número de hojas nuevas, a pesar de que las precipitaciones en los meses anteriores fueron nulas (tabla 1); ello indica su alto poder de recuperación, ya que fue capaz de producir una mayor superficie foliar cuando las restantes procedencias estaban prácticamente defoliadas.
Los ensayos con procedencias de J. curcas se están realizando en muchos países, donde existe un marcado interés en la producción de biocombustibles y en otros usos de este cultivo. En este sentido Heller (1996) investigó acerca del comportamiento de 13 accesiones procedentes de Cabo Verde, Senegal, Ghana, Benin, Burkina Faso, Kenya, Tanzania, Myanmar, la India, Costa Rica y México, las cuales fueron estudiadas en Senegal y Cabo Verde en un total de cuatro localidades, donde se reportaron marcadas diferencias en la altura de las plantas y en el rendimiento de semilla. Ello justifica la necesidad de continuar estos ensayos.
De acuerdo con estos resultados preliminares, se destacó por su comportamiento la procedencia Africana. Asimismo, se considera importante la colecta e introducción de un mayor número de procedencias, así como la realización de estudios de calidad de la semilla. ]]>
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS1. González, Y. et al. 2008. Resultados obtenidos en la utilización de Jatropha curcas L. en la refores-tación de suelos improductivos del Ministerio del Azúcar. Resumen. III Taller Nacional sobre cultivo de oleaginosas no comestibles y producción sostenible de biodiesel. Primer Seminario Nacional del cultivo de la Jatropha curcas L. y aprovechamiento energético de su biomasa, La Habana
2. Heller, J. 1996. Physic nut-Jatropha curcas L. In: Promoting the conservation and use of Q 1 underutilized and neglected crops. International Plant Genetic Resources Institute. Rome, Italy. 66 p.
3. Hernández, A. et al. 1999. Nueva versión de la clasificación genética de los suelos de Cuba. Instituto de Suelos, Ministerio de la Agricultura. Ciudad de La Habana, Cuba. 64 p.
4. Loch, P.S. et al. 2004. Seed formation, development and germination in tropical and subtropical species. CAB Internacional. Wallingford, UK. p. 95
5. López, D. et al. 2008. Cultivo in vitro de Jatropha curcas (Euphorbiaceae). Resultados preliminares y estrategias futuras. Resumen. III Taller Nacional sobre cultivo de oleaginosas no comestibles y producción sostenible de biodiesel. Primer Seminario Nacional del cultivo de la Jatropha curcas L. y aprovechamiento energético de su biomasa, La Habana
6. Manurung, R. 2007. Valorisation of Jatropha curcas using the biorefinery concept. Expert seminar on Jatropha curcas L. Agronomy and genetics. FACT Foundation. Wageningen, The Netherlands
7. Montes de Oca, Sofía. et al. 2007. Principales resultados alcanzados en la reforestación con J. curcas en la región semiárida, San Antonio del Sur. Guantánamo. II Taller Nacional de cultivo de oleaginosas no comestibles para la producción de Biodiesel. Granma, Cuba
7. Muys, B. et al. 2007. Life cycle inventory of biodiesel production from Jatropha. Expert seminar on Jatropha curcas L. Agronomy and genetics. FACT Foundation. Wageningen, The Netherlands
8. Roig, J.T. 1965. Diccionario botánico de nombres vulgares cubanos. Editora del Consejo Nacional de Universidades. La Habana, Cuba. 1142 p. ]]>
9. Soares, S. et al. 2007. A simple method for measurement of Jatropha curcas leaf area. Expert seminar on Jatropha curcas L. Agronomy and genetics. FACT Foundation. Wageningen, The Netherlands10. Toonen, M. 2007. Genetic improvement in Jatropha expectations and Timespan. Expert seminar on Jatropha curcas L. Agronomy and genetics. FACT Foundation. Wageningen, The Netherlands
11. Toral, Odalys et al. 2008. Jatropha curcas L., una especie arbórea con potencial energético en Cuba. Pastos y Forrajes. 31 (3):191
Recibido el 17 de junio del 2008
Aceptado el 15 de septiembre del 2008 ]]>
