Effect of organic fertilization and pruning on cacao yield in Cundinamarca, Colombia / Efecto de la fertilización orgánica y la poda sobre la producción de cacao en Cundinamarca, Colombia

ABSTRACT Cacao has high social importance in Colombia but requires cultivation techniques that improve its productivity, especially in the production of organic cacao. Pruning and organic fertilizers were assessed as treatments to increase the bean yield in an old cacao crop in Cundinamarca. The positive effects of organic fertilizer application and pruning on the pod morphometry and bean yield were established. The application of organic fertilizers with pruning, in general, increased the length and circumference of cacao pods. A negative correlation (R=-0.618) was found among the relative chlorophyll contents in leaves at the end of the harvest period and with the number of pods per tree. A positive correlation (R=0.748) was obtained between the fresh weight of pods and the dry weight of beans. No correlation was established between the relative chlorophyll contents in leaves and the bean dry weight. Pruning plus organic fertilization increased the total dry weight of beans per tree at almost 15 %, which makes pruning with organic fertilizer application the best tool for increasing yield in organic cacao production in old plantations in Cundinamarca.

RESUMEN El cultivo de cacao tiene una alta importancia social en Colombia, pero requiere la implementación de técnicas de cultivo que mejoren su productividad, principalmente, en la producción de cacao orgánico. La poda y los fertilizantes orgánicos fueron evaluados, como los tratamientos para incrementar el rendimiento de cacao, en una plantación antigua en el departamento Cundinamarca. La aplicación de fertilizantes orgánicos y la poda tuvieron efectos positivos sobre la morfometría del fruto y el rendimiento del cacao. La aplicación de fertilizantes orgánicos con poda, en general, aumentó la longitud y el diámetro de frutos de cacao. Se encontró una correlación negativa (R=-0,618) entre el contenido relativo de clorofila en hojas al final del período de cosecha y el número de frutos por árbol. Se obtuvo una correlación positiva (R=0,748) entre el peso fresco de frutos y el peso seco de semillas. No se estableció correlación entre el contenido relativo de clorofila en hojas y el peso seco de semillas. La poda más fertilización orgánica aumentó el peso seco total de semillas por árbol, en casi un 15 %, lo que convierte la poda con aplicación de fertilizante orgánicos en una herramienta para aumentar el rendimiento de cacao orgánico en antiguas plantaciones, en el departamento Cundinamarca.

Review on the ecophysiology of important Andean fruits: Solanaceae / Revisión de la ecofisiología de frutos andinos importantes: Solanaceae

ABSTRACT The high Andean areas present ecophysiological conditions suitable for the cultivation of many fruit species, especially of the Solanaceae family. The objective of this review is to present important ecophysiological information on four fruit trees grown in cold climates: Cape gooseberry (Physalis peruviana L.), tree tomato (Solanum betaceum Cav.), lulo (Solanum quitoense Lam.), and sweet cucumber o pear melon (Solanum muricatum Aiton). The cape gooseberry is a species well adapted to cold tropical climate, it is grown between 1,800 and 2,700m a.s.l., with temperatures of 13 to 16°C. It is highly adapted to high solar radiation and to the abrupt changes between the day and night temperatures. It requires a precipitation of 1,000 to 1,800mm year-1 uniformly distributed throughout the year, and is sensitive to water deficit but also to waterlogging and strong winds. The tree tomato, in Colombia, produces better from 1,800 to 2,600m a.s.l., with temperatures between 13 and 20°C, annual rainfall between 1,500 and 2,000mm, relative humidity around 80%, and solar brightness of 1,800 to 2,300 hours/year; it does not resist strong winds, water deficit or waterlogging. The lulo requires environments with high precipitation (1,000 to 2,800mm) and penumbra because it loses a lot of water through transpiration but waterlogging also affects it; it grows well in areas between 1,600 to 2,400m a.s.l. and 16 to 24°C, with photosynthesis rates up to of 34.03µmol CO2 m-2 s-1. The sweet cucumber is of growing interest in many exotic fruit markets, it grows at 900-2,800m a.s.l. with temperatures <25°C and responds well to air enrichment with CO2.

RESUMEN Las zonas altoandinas presentan condiciones ecofisiológicas aptas para el cultivo de muchas especies frutales, especialmente, de la familia Solanaceae. El objetivo de este artículo de revisión de literatura fue reunir la información ecofisiológica importante sobre cuatro frutales, cultivados en clima frío: uchuva (Physalis peruviana L.), tomate de árbol (Solanum betaceum Cav.), lulo (Solanum quitoense Lam.) y pepino dulce (Solanum muricatum Aiton). La uchuva es una especie bien adaptada a clima frio, se cultiva entre los 1.800 y 2.700m s.n.m., con temperaturas de 13 a 16°C. Es altamente adaptada a una elevada radiación solar y al cambio brusco entre la temperatura del día y de la noche. Requiere una precipitación de 1.000 a 1.800mm año-1, distribuido uniformemente durante el año; es sensible al déficit hídrico, pero también al encharcamiento y a los fuertes vientos. El tomate de árbol, en Colombia, produce mejor de 1.800 a 2.600m s.n.m., con temperaturas entre 13 y 20°C, con una precipitación anual entre 1.500 y 2.000mm y humedad relativa alrededor del 80%, con un brillo solar de 1.800 a 2.300 horas/año; no resiste vientos fuertes, déficit hídrico, ni anegamiento. El lulo requiere ambientes con alta precipitación (1.000 a 2.800mm) y penumbra, porque pierde mucha agua por transpiración, pero el anegamiento también lo afecta; crece bien en zonas entre 1.600 a 2.400m s.n.m. y 16 a 24°C, con tasas de fotosíntesis hasta de 34,03µmol CO2 m-2 s-1. El pepino dulce está generando un creciente interés en muchos mercados de los frutos exóticos, crece en 900-2.800m s.n.m., con temperaturas <25°C y responde bien al enriquecimiento con CO2.

Luz, giberelinas y profundidad de siembra inciden sobre la germinación de semillas de Amaranthus hybridus L / Light, gibberellins and burial depth affect seed germination of Amaranthus hybridus L

RESUMEN Amaranthus hybridus L., conocido como bledo, es una planta maleza en una gran variedad de cultivos en el mundo, que se caracteriza por producir alto número de semillas latentes. Para generar estrategias de manejo sostenibles en esta especie es necesario comprender mejor la fisiología de sus semillas. Por tanto, el objetivo fue evaluar el efecto de la luz, de las giberelinas y la profundidad de la siembra sobre la germinación de semillas de bledo. En un primer experimento, se evaluaron cuatro tratamientos de luz (rojo, azul, sin luz y luz natural «testigo¼); en el segundo, se imbibieron semillas en diferentes concentraciones de ácido giberélico (0, 200, 400 y 800mg L-1 de GA3) y, en un último experimento, se evaluaron ocho profundidades de siembra (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 y 80mm), utilizando turba como sustrato. Se encontró mayor porcentaje de germinación en oscuridad, indicando que son semillas fotoblásticas negativas. Para el experimento de giberelinas, el mejor resultado se obtuvo con 400 y 800mg L-1 de ácido giberélico. En el tercer experimento, se observó alto porcentaje de emergencia de plántulas en las primeras profundidades (10mm a 30mm); a mayor profundidad hubo menor emergencia. La respuesta diferencial a la luz, a la aplicación de las giberelinas y el alto porcentaje de semillas viables que no germinaron permite concluir que semillas de bledo poseen latencia fisiológica.

ABSTRACT Amaranthus hybridus L., known as bledo, is a weed in a wide variety of crops worldwide, characterized by producing high number of seeds with dormancy. To generate sustainable management strategies of this species, it is necessary to better understand the physiology of its seeds. Therefore, the objective was to evaluate the effect of light, gibberellins, and seed burying depth on seed germination of bledo. In the first experiment, four light conditions were evaluated (red, blue, without light and natural light (control)), in the second experiment the seeds were imbibed in different concentrations of gibberellic acid (0, 200, 400 and 800mg L-1 of GA3), and in the last experiment, 8 planting depths were evaluated (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 or 80mm) using peat as a substrate. A higher percentage of seed germination in darkness was found, indicating that this species had negative photoblastic seeds. For the gibberellin experiment, the best result was obtained with treatment with 400 and 800mg L-1 of gibberellic acid. In the third experiment, a high percentage of seedling emergence was observed from the first depths (10mm to 30mm); the greater was the depth, the less emergence was found. The differential responses to light, the application of gibberellins, and the high percentage of non-germinated viable seeds allowed to conclude that bledo seeds possess physiological dormancy.

Phenotypic plasticity of Vaccinium meridionale (Ericaceae) in wild populations of mountain forests in Colombia

Vaccinium meridionale is a promising crop for the Andean region of South America and is currently available only in the wild. Spontaneous populations of this plant are found across the Colombian mountains, but very few published records on this plant morphology are available. A zonification study of V. meridionale was conducted in four principal areas of a low mountain forest of Colombia (Provinces of Boyacá, Cundinamarca, Santander and Nariño) in 2007. A total of 20 populations and 100 plants of V. meridionale were individually characterized and surveyed, using a list of 26 characters of morphological variables (9 quantitative and 17 qualitative characters). Our results indicated that natural populations of V. meridionale might be found in the tropical forest under a highly heterogeneous climate and microclimate conditions, at different mountain regions between 2 357 and 3 168masl. The shrubs of V. meridionale exhibited a high level of intra-population variation in several quantitative (plant height, stem diameter) and qualitative (growth habit, ramification density, presence of anthocyanins in stems) morphological characters, suggesting an environmentally induced phenotypic plasticity. Plant height, stem diameter and foliar density were the most variable morphological traits, with coefficients of variation higher than 50%. However, several quantitative characters of its reproductive potential, such as berry dimensions, rachis length and number of flowers per inflorescence, resulted with low plasticity with coefficients of variation lower than 30.2%, indicating that these characters were genetically determined. The highest correlation coefficients (p<0.05) resulted to be between fruit length and fruit width (0.90), leaf length and leaf width (0.78), plant height and stem diameter (0.60), and inflorescence length and flowers number per inflorescence (0.57). The results suggest that an important genetic resource exists for this species in the wild. Low variation in fruit size, which constitutes a target trait for plant breeders, could be useful for selection of cultivars of V. meridionale. The results of this study could also be applied in conservation programs aimed to protect these diverse populations in the mountain forests of Colombia. Rev. Biol. Trop. 59 (2): 569-583. Epub 2011 June 01.

Vaccinium meridionale es una planta promisoria para la región Andina de Sudamérica y está disponible actualmente sólo en forma silvestre. Las poblaciones espontáneas de esta planta se encuentran en las montañas colombianas y existen muy pocos reportes publicados respecto a su morfología. Se realizó un estudio de zonificación de V. meridionale en cuatro áreas principales de un bosque de baja montaña de Colombia (Provincias de Boyacá, Cundinamarca, Santander y Nariño) en 2007. Un total de 20 poblaciones y 100 plantas de V. meridionale fueron individualmente caracterizadas usando una lista de 26 descriptores de variables morfológicas (9 caracteres cuantitativos y 17 caracteres cualitativos). Nuestros resultados indicaron que las poblaciones naturales de V. meridionale podrían ser encontradas en el bosque tropical bajo unas condiciones de clima y microclima muy heterogéneas, en regiones de montaña diferentes entre 2 357 y 3 168masl. Los arbustos de V. meridionale presentaron un nivel alto de la variación intrapoblacional en varios caracteres morfológicos cuantitativos (altura de planta, diámetro de tallo) y cualitativos (hábito de crecimiento, densidad de ramificación, presencia de antocianinas en tallos), sugiriendo una plasticidad fenotípica ambientalmente inducida. La altura de planta, el diámetro de tallo y la densidad foliar fueron los rasgos morfológicos más variables, con coeficientes de variación superior al 50%. Sin embargo, varios caracteres cuantitativos de su potencial reproductivo, como dimensiones de baya, longitud de raquis y número de flores por inflorescencia, presentaron plasticidad baja con coeficientes de la variación inferior al 30.2%, indicando que estos caracteres fueron genéticamente determinados. Los coeficientes de correlación más altos (p<0.05) fueron para longitud de fruto y ancho de fruto (0.90), longitud de hoja y ancho de hoja (0.78), altura de planta y diámetro de tallo (0.60), y longitud de inflorescencia y número de flores por inflorescencia (0.57). Los resultados sugieren que en condiciones naturales existe un recurso genético importante para esta especie. La poca variación en el tamaño de fruto, puede ser útil para la selección de cultivares de V. meridionale y se constituye un rasgo objetivo para fitomejoradores. Los resultados de este estudio también pueden ser aplicados en programas de conservación para proteger estas poblaciones diversas en los bosques de montaña de Colombia.