Caracterización morfológica y agroproductiva de procedencias de Ricinus communis L. para la producción de aceite
Morphological and agroproductive characterization of Ricinus communis L. provenances for oil production
R. Machado1, J. Suárez1 y Marlen Alfonso2
1 Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey». Central España Republicana CP 44280, Matanzas, Cuba ]]>
2 Instituto Cubano de Investigaciones de Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), La Habana
E-mail: rmachado@indio.atenas.inf.cu
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue caracterizar dos procedencias introducidas desde Suramérica (Planta-2 y Planta-3) y tres colectadas en Cuba (SSCS-5, Colón-1 y Las Tunas), de Ricinus communis L. Para ello se consideraron indicadores morfológicos y agroproductivos. Se utilizaron parcelas de 40 m2 (área vital), con diez plantas. El diseño fue totalmente aleatorizado y los datos se analizaron a partir de estadígrafos descriptivos. Planta-2 alcanzó la mayor velocidad de crecimiento (2,98 cm/día) y, a los 17 meses, fue superior en cuanto a: el grosor del tallo (17,5 cm); el número de ramas primarias (45), secundarias (41) y terciarias (20); y el grosor de las ramas primarias (5,9 cm). SSCS-5, Colón-1 y Las Tunas mostraron racimos más largos, con un mayor número de frutos; pero fueron superadas por Planta-3 y Planta-2 en el peso de los frutos por racimo (134,9 y 139,0 g, respectivamente), con frutos y semillas más grandes. Las lesiones producidas por insectos y el grado de infestación por microorganismos patógenos no fueron representativos. El mayor rendimiento de semilla (95,1 kg), el de frutos por planta (5,28 kg) y por área (4 398 kg/ha) y el estimado de aceite por unidad de área (1 130,2 kg/ha) se detectaron en Planta-2. Se concluye que estas procedencias poseen características morfoproductivas que las diferencian, y mostraron particularidades relevantes para la producción de aceite, el cual se destina no solo a la producción de biodiesel, sino a múltiples usos a partir de sus derivados. Se recomienda profundizar en estudios sobre la fitotecnia de R. communis, de forma particular en Planta-2; así como introducir tipos medianos que faciliten su cosecha.
Palabras clave: aceite de ricino, procedencia, Ricinus communis L.
ABSTRACT
The objective of this work was to characterize two provenances introduced from South America (Planta-2 and Planta-3) and three provenances collected in Cuba (SSCS-5, Colón-1 and Las Tunas), of Ricinus communis L. For such purpose, morphological and agroproductive indicators were considered. Plots measuring 40 m2 (vital area) were used, with ten plants. The design was completely randomized and the data were analyzed from descriptive stadigraphs. Planta-2 reached the highest growth rate (2,98 cm/day) and, at 17 months of age, it was superior regarding: stem diameter (17,5 cm); number of primary (45), secondary (41) and tertiary branches (20); and the diameter of primary branches (5,9 cm). SSCS-5, Colón-1 and Las Tunas showed longer racemes, with a higher number of fruits; but they were surpassed by Planta-3 and Planta-2 in fruit weight per raceme (134,9 and 139,0 g, respectively), with larger fruits and seeds. The lesions caused by insects and the degree of infestation by pathogen microorganisms were not representative. The highest seed yield (95,1 kg), fruit yield per plant (5,28 kg) and per area (4 398 kg/ha) and the estimated oil yield per area unit (1 130,2 kg/ha) were detected in Planta-2. These provenances were concluded to have morpho-productive characteristics that differentiate them from each other, and to show relevant particularities for oil production, which is destined not only for biodiesel production, but also for many uses from its derivatives. To conduct further studies on the management of R. communis, particularly in Planta-2, as well as to introduce medium-sized types that facilitate their harvest, is recommended.
Key words: castor oil, provenance, Ricinus communis L.
INTRODUCCIÓN
La higuereta (Ricinus communis L.), planta C3 de la familia Euphorbiaceae, es una especie monotípica que está formada por 22 subespecies, así como por un considerable número de cultivares creados por los mejoradores de plantas para su explotación (Webster, 1994). En la actualidad está considerada como una de las especies más importantes del reino vegetal. Flemming y Jongh (2011) plantearon que a partir de sus diferentes componentes, en particular las semillas, se pueden obtener 700 productos industriales medicamentos, cosméticos, lubricantes y barnices, y que en la actualidad se ha comenzado a investigar sobre su uso como combustible ecológico (biodiesel), el cual es menos dañino al ambiente (Gama da Silva y Guimaraes Filho, 2006). De este último puede producir entre 350 y 700 kg/ha cuando se realizan cuidados mínimos del cultivo, y hasta 1 250 kg/ha en siembras tecnificadas (Mazzani, 2007); aunque en este indicador influyen, de forma significativa, la fecha de siembra y el genotipo (Verissimo et al., 2009).
Beltrao, Cardoso y Severino (2005) opinan que la higuereta es de origen tropical y procede del norte de África, específicamente de Etiopía, donde se conoce hace más de 6 000 años. Se adapta a zonas áridas, semiáridas y empobrecidas; pero su resistencia a la sequía es una de sus características más destacadas (Pereira de Oliveira et al., 2005). Aunque es un cultivo exigente (Soares et al., 2006), prospera bien en suelos de mediana fertilidad, profundos, sueltos, permeables, aireados, bien drenados, con cantidades adecuadas de elementos nutritivos y pH por encima de 5,5.
En Cuba, donde se ha naturalizado, se le puede encontrar prácticamente a lo largo y ancho del país, formando poblaciones silvestres de mayor o menor envergadura. Es muy común observarla en suelos yermos, potreros y tierras de cultivo, pero de modo especial en lugares donde se acumulan escombros y desechos. Sin embargo, se desconoce la diferenciación y el potencial agronómico de las poblaciones naturalizadas e introducidas para ser utilizadas en la producción de energía y de otros productos, a partir del aceite de su semilla. De ahí que el objetivo de este trabajo fuera caracterizar materiales introducidos y colectados de higuereta, sobre la base de indicadores morfológicos y agroproductivos, para la producción de aceite.
MATERIALES Y MÉTODOS
Material caracterizado. Se caracterizaron cinco procedencias de R. communis. Tres de ellas fueron colectadas en Cuba: SSCS-5 (provincia de Sancti Spíritus), Colón-1 (provincia de Matanzas) y Las Tunas (provincia de Las Tunas); mientras que las dos restantes fueron introducidas de Suramérica a través de una donación. A estas se les denominó Planta-2 y Planta-3.
Siembra. La siembra se realizó el 18 de junio de 2009. Las semillas se dispusieron en hoyos espaciados a 2,0 m entre líneas y 2,0 m entre plantas. Se sembró un total de diez hoyos, de forma tal que se formaran parcelas de 40 m2 de área vital. Estas se separaron por calles de 3,0 m en ambos sentidos. Durante el establecimiento se hicieron observaciones del número de plantas emergidas (en los primeros 56 días) y la altura (en los primeros cuatro meses), a partir de cuyos indicadores se calculó el porcentaje de supervivencia y la velocidad de crecimiento (cm/día), respectivamente. ]]>
Caracterización. Para la caracterización se consideraron los siguientes descriptores: la altura de la planta (cm); el grosor del tallo en la base (cm); el número de ramas primarias, secundarias y terciarias; y el grosor de las ramas primarias (cm). Los seis indicadores fueron medidos o contabilizados en dos momentos: a los cuatro y a los 17 meses de edad en función del ritmo de crecimiento, y en la fase final del ciclo biológico de las plantas. También se tomaron en consideración la longitud de los racimos (cm), el número de frutos por racimo, el peso medio de los frutos de un racimo (g), el número total de frutos cosechados, el rendimiento total de frutos (kg), el rendimiento de frutos por planta (kg), el número de cosecha, la presencia y lesiones producidas por insectos fitófagos (%), la infestación producida por microorganismos patógenos (%), la persistencia de las plantas (%), el peso de 100 semillas (g), el número de semillas en un kilogramo y las dimensiones de la semilla (cm); así como el rendimiento de semilla por planta (kg) y el estimado de rendimiento de semilla por unidad de área (kg/ha). Para el cálculo de este último se asumió una densidad de 833 plantas/ha, basado en el tamaño que alcanzaron las plantas.También se determinaron indicadores relacionados con las características físicas de los frutos (porcentaje de cáscara y de semilla) y con el contenido de aceite en la muestra (g), el porcentaje de aceite en la semilla y el estimado de producción de aceite (kg/ha).
Diseño y análisis de los datos. Se empleó un diseño completamente aleatorizado con diez repeticiones, la unidad experimental fueron las plantas. Para la interpretación de los resultados se utilizó la descripción de los indicadores medidos, estimados y contabilizados durante el período experimental, sobre la base de los estadísticos descriptivos (promedio). Para ello se empleó el paquete estadístico SPSS versión 11.5.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la tabla 1 se indican los resultados del porcentaje de emergencia y supervivencia en la fase de campo, desde los siete hasta los 56 días posteriores a la siembra. SSCS-5 alcanzó el máximo de emergencia a los 56 días; mientras que Colón-1 y Planta-3 lo alcanzaron a los 28 días, y Planta-2 y Las Tunas a los siete días. En general, el porcentaje de emergencia está en el rango indicado en la literatura, ya que en algunas accesiones se han encontrado porcentajes de germinación y emergencia desde 0 hasta 100%, pero han sido altos en la mayoría de los casos (Miranda, 2011). Los valores hallados, de acuerdo con lo indicado por este autor, pueden deberse al bajo poder germinativo de determinadas procedencias, asociado al material genético o a la especie, la cual presenta ecotipos con bajos contenidos de reservas aspecto que es determinante para alcanzar un porcentaje de germinación adecuado, a lo que se suma la edad de la semilla.
Flemming y Jongh (2011) indicaron que la emergencia de las semillas de higuereta o ricino usualmente debe ocurrir entre los 10 y 21 días, lo que se cumplió con antelación en todas las procedencias evaluadas. Los valores más notables de supervivencia se detectaron en Planta-2 y Planta-3, a lo cual se hará referencia con posterioridad.
En la tabla 2 se muestran los valores de algunos indicadores morfológicos, a los cuatro y a los 17 meses de edad. A los cuatro meses, Planta-2 y Planta-3 fueron superiores a las otras procedencias en términos de la altura, el grosor del tallo y el número de ramas primarias; mientras que en el número de ramas secundarias y el grosor de las ramas primarias SSCS-5 y Planta-2 resultaron superiores.
No obstante, es importante destacar que a los 17 meses Planta-2 y Planta-3 también superaron al resto de las procedencias colectadas en términos de la altura. Sin embargo, solo Planta-2 superó a todos los materiales en términos del grosor del tallo, así como en el número de ramas primarias, secundarias y terciarias a esa edad. En el grosor de las ramas primarias esta fue superada por SSCS-5 y resultó similar a Colón-1, con lo que reveló una conformación morfológica marcadamente favorable y con un alto vigor. ]]>
El menor número de ramas primarias a los 17 meses se detectó en SSCS-5; pero esta accesión y el resto superaron a Planta-3 en términos del número de ramas secundarias y terciarias, y en el grosor de las ramas primarias.Resultó interesante comprobar que la altura de Planta-2 a los cuatro meses de edad fue similar a la que alcanzó a los 17 meses. Ello indica que tuvo un vigoroso crecimiento y alcanzó el máximo de altura solo en 120 días, lo que se explica por la alta velocidad de crecimiento de esta accesión, particularmente en el tercer mes con más de 7 cm/día, etapa en las que todas las procedencias desarrollaron la máxima velocidad de crecimiento (tabla 3).
Independientemente de los valores detectados, lo más interesante fue verificar que todas las procedencias se comportaran como tipos denominados «altos», ya que fueron capaces de alcanzar más de 3 m de altura. Este aspecto ha sido confirmado en la especie, la cual es capaz de alcanzar entre uno y más de 7 m de altura durante su ciclo de vida (Mazzani, 2007; Miranda, 2011).
Las procedencias SSCS-5, Las Tunas y Colón-1 lograron racimos más largos y con un número mayor de frutos, particularmente SSCS-5. Sin embargo, todas fueron superadas por Planta-3 y Planta-2 en el peso medio de los frutos por racimo, ya que estas presentaron frutos de mayor dimensión, que contenían semillas másgrandes, y ocuparon un mayor porcentaje (tabla 4).
La longitud del racimo, el número de frutos por racimo y el peso de los frutos por racimo son características muy variables en R. communis. Rico-Ponce (2011), al evaluar 16 genotipos en catorce estados de México, informó longitudes que fluctuaron entre 18,7 y 36,6 cm en el primer racimo y un peso promedio de frutos por racimo de 68,7 g, en siembras con una densidad de 2 500 plantas/ha. En este último carácter todas las procedencias evaluadas mostraron valores representativos, superiores en Planta 2 y Planta-3; pero el porcentaje de cáscara se encontró en el rango citado por ese autor (34,0-52,6%).
Como se aprecia en la tabla 5, el mayor número de frutos cosechados hasta octubre de 2010 correspondió a SSCS-5, seguida por Las Tunas y Planta-2. Sin embargo, el mayor rendimiento total de frutos y por planta se detectó en esta última. La procedencia Planta-3 solo superó a Colón-1 en términos de rendimiento total de frutos, pero rindió cuatro veces menos y su productividad por planta fue tres veces menor al compararla con Planta-2. Por otra parte, los individuos de Planta-3 se depauperaron parcial o totalmente hasta alcanzar una necrosis total y concluyeron con un 14% de persistencia, por lo que solo permitieron doce cosechas en correspondencia con su ciclo productivo, al comportarse como un tipo prácticamente anual.
El resto de las procedencias, particularmente Planta-2 con 95% de persistencia (plantas vivas) y Colón-1 con 87%, se mantuvieron en plena producción y, en correspondencia con las observaciones de campo, se conservaron vigorosas y con una alta generación de racimos y frutos hasta casi completar el segundo año, por lo que se comportaron, prácticamente, como tipos bienales.
En todas las procedencias de R. communis las lesiones foliares producidas por insectos fitófagos (lepidópteros y dípteros, fundamentalmente) y el grado de infestación producido por microorganismos patógenos (presumiblemente del género Cercospora) se mantuvieron con valores no representativos. Flemming y Jonhg (2011) refirieron que un alto número de insectos y microorganismos patógenos pueden atacar a esta especie, pero usualmente no causan daños económicos de importancia. Entre ellos reportaron más de 50 hongos diferentes, parásitos, nemátodos y varios insectos. También Durán et al. (2008) hicieron referencia a enfermedades causadas por Fusarium (F. oxysporum y F. ricini), la podredumbre producida por Botryodiplodia (B. theobromae) y las manchas ocasionadas por Alternaria (A. ricino) y Cercospora (C. ricinell). ]]>
El peso de 100 semillas varió entre 13,8 y 81,5 g, y fue superior en Planta-3 y en Planta-2 en relación con las restantes, lo que estuvo en correspondencia con la mayor dimensión de sus semillas (tabla 6). De ahí la mayor supervivencia detectada en estos dos tratamientos, lo cual se puede asociar a un mayor contenido de reservas. Este rango de variación se corresponde con el observado por Mazzani (2007), quien indicó fluctuaciones entre 19 y 95 g, y por Goytia-Jiménez et al. (2011), quienes encontraron que esta fue una de las variables con mayor diferencia, al registrar pesos desde 7,0 hasta 123,6 g, cuando caracterizaron 151 accesiones colectadas en el estado de Chiapas, México.En función del número de frutos producidos, el rendimiento de semilla por planta y el rendimiento estimado por área fueron superiores en Planta-2. Los valores más bajos se hallaron en Colón-1, precedida por Las Tunas y por Planta-3, las que fueron superadas a su vez por SSCS-5 (tabla 6). En Brasil, Soares et al. (2006) encontraron rendimientos de 1 072 kg de semilla por hectárea al utilizar el cv. BRS Nordestina, sin fertilización, en suelos con acidez leve (pH 5,6) y bajos tenores de P y MO. Por tanto, los rendimientos estimados se pueden considerar relevantes en el caso de las procedencias SSCS-5, Las Tunas, Planta-3 y, en particular, Planta-2, en la cual fueron superiores. Ello estuvo relacionado con que esta última produjo un mayor número de cosechas, y tuvo además una mayor productividad por planta y un ciclo de vida más prolongado en función de su persistencia en el campo.
No obstante, es necesario precisar que el excesivo crecimiento del germoplasma caracterizado, sobre todo en Planta-3 y Planta-2, provocó dificultades para la cosecha manual, ya que la altura y el espacio ocupado por plantas demasiado grandes y vigorosas dificultaron el manejo del cultivo y la recolección de la semilla, aspecto que fue indicado por Rodríguez y Duche (2010). Ello se considera una condición común para la mayoría de las plantas de higuereta de porte medio a alto (Azevedo, 2001), y aunque las variedades comerciales alcanzan entre 0,90 y 3,0 m (Flemming y Jongh, 2011), muchos productores prefieren las variedades enanas que crecen a una altura promedio de 1,6 m, con períodos de siembra a cosecha de 120 a 130 días; así como las variedades medianas que crecen desde 2,0 a 2,5 m, con períodos de siembra a cosecha de 150 a 240 días (Rodríguez y Duche, 2010), aspecto al que se le debe prestar atención.
El contenido de aceite de las muestras analizadas, el porcentaje de aceite en la semilla y la producción estimada de aceite por unidad de área, en función del rendimiento de semilla, se indican en la tabla 7.
A pesar de que las semillas de Planta-2 contenían un menor porcentaje de aceite, este tratamiento alcanzó el mayor rendimiento de aceite por unidad de área. Un comportamiento contrastante se observó en Planta-3, ya que presentó el mayor contenido de aceite en las semillas al compararla con el resto de las procedencias, pero solo superó en producción de aceite a la Colón-1. No obstante, en correspondencia con la persistencia de esta última (tabla 5), se podría esperar que finalmente su producción fuera superior, ya que demostró mantener una persistencia muy cercana a la de Planta-2; mientras que Planta-3 concluyó su ciclo productivo con mayor antelación.
Se concluye que las procedencias de la especie R. communis estudiadas poseen características morfoproductivas que las diferencian entre sí, a la vez que demostraron la existencia de particularidades relevantes para la producción de aceite en función del contenido de sus semillas, la producción por planta y el estimado por unidad de área. Por ello se considera, con un enfoque de biorrefinería, que R. communis representa una buena opción en términos de su empleo para la producción de aceite, el cual se puede destinar a la producción de biodiesel, así como a la de otros derivados, tales como: biolubricantes, biopesticidas, plásticos, lacas, pinturas, barnices, cosméticos y diversos productos de uso médico.
Se recomienda profundizar en los estudios sobre la fitotecnia de R. communis y su mejor forma de utilización, particularmente de la procedencia Planta-2; así como introducir tipos medianos mejorados que, con similar o mejor comportamiento y potencialidad productiva, faciliten su cosecha.
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Recibido el 30 de julio del 2012
Aceptado el 11 de septiembre del 2012 ]]>
