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  This is an Open Access Journal Open Access journal
     ISSN (Print) 1405-3195
     Published by SciELO Homepage  [681 journals]   [SJR: 0.195]   [H-I: 11]
  • Estimation of leaching flow using a gee passive capillary lysimeter
           under controlled conditions
    • Abstract: Knowledge of the dynamic of water in the soil is essential to estimate both the movement of nutrients from the unsaturated to the saturated zone and groundwater contamination. The objective of this study was to compare drained water data from a Gee Passive Capillary Lysimeter (GPCL; Decagon Devices Inc, Pullman, USA) with model simulations in a soil column. Two experiments were set with the GPCL with different sensor settings and initial moisture content. Preliminary evaluation of the measured data was compared with data simulated by a soil-water model (CRITERIA BdP). The first experiment (GPCL1, soil column with disturbed soil and dry soil as initial condition) generated reliable data. The second experiment (GPCL2, soil column with disturbed soil with wet soil as initial condition and different water application rates) showed variations in the moisture content at all depths for an application rate of 5 mm d-1 due to the propagation pressure waves. This result poses warning for the calibration of infiltration models since neither the Darcian flow theory nor the simplified theories, such as the Green-Ampt method, do not include the effects of pressure waves. Monitoring moisture by capacitance sensors (ECHO20, Decagon Devices Inc, Pullman, USA) in both experiments determined the soil water storage, and allowed completing the water balance equation by providing information on the variations of the soil water content. Both moisture content and drainage were adequately simulated by water balance model as compared against measured data.El conocimiento de la dinámica del agua en el suelo es esencial para estimar el movimiento de los nutrientes desde la zona no saturada a la saturada y la contaminación de aguas subterráneas. El objetivo de este estudio fue comparar los datos de aguas drenadas de el lisímetro capilar pasivo Gee (GPCL; Decagon Devices Inc., Pullman, EE.UU.) con simulaciones de modelos en una columna de suelo. Dos experimentos se realizaron con el GPCL con diferentes configuraciones de los sensores y contenido de humedad inicial. La evaluación preliminar de los datos medidos se comparó con los datos simulados por un modelo de suelo-agua (CRITERIA BdP). El primer experimento (GPCL1, de columna de suelo con suelo removido y suelo seco como condición inicial) generó datos confiables. El segundo experimento (GPCL2, de columna de suelos con suelo removido y suelo húmedo como condición inicial y diferentes tasas de aplicación de agua) mostró variaciones en el contenido de humedad en todas las profundidades para una tasa de aplicación de 5 mm d-1 debido a la propagación de ondas de presión. Este resultado pone una advertencia para la calibración de modelos de infiltración ya que ni la teoría del flujo de Darcy ni las teorías simplificadas, como el método de Green-Ampt, incluyen los efectos de ondas de presión. El monitoreo de la humedad por sensores de capacitancia (ECHO20, Decagon Devices Inc., Pullman, EE.UU.) en los dos experimentos permitió determinar el almacenamiento de agua en el suelo, y completar la ecuación de balance de agua, al dar información sobre las variaciones del agua del suelo. El contenido de humedad y el drenaje fueron adecuadamente simulados por el modelo de balance de agua, comparado con los datos medidos.
       
  • Optimization of the biodiesel synthesis using crude African Palm oil
           (Elaeis guineensis Jacq)
    • Abstract: La palma africana (Elaeis guineensis Jacq.) es un cultivo usado para producir aceite y ha generado interés para obtener combustibles alternativos al petróleo. El objetivo de este estudio fue determinar las condiciones óptimas de reacción de la metanólisis del aceite crudo de palma africana (ACP), para sintetizar biodiésel en condiciones de laboratorio. Un diseño compuesto central rotatorio y la metodología de superficie de respuesta se usaron para evaluar la eficiencia del proceso. Las variables estudiadas fueron concentración de metanol (entre 40 y 100 % p/p), concentración de catalizador (2 a 4 % p/p), tiempo (40 a 160 min) y temperatura de reacción (50 a 66 °C). Las concentraciones de metanol y de catalizador y el tiempo de reacción tuvieron un efecto significativo. Las condiciones óptimas para la síntesis de biodiésel de palma fueron: concentración de metanol 55 % (p/p), catalizador 2 % (p/p), tiempo de reacción 135 min y 54 °C como temperatura de reacción. Con estas condiciones el rendimiento fue 80.65 % de biodiésel con ACP, en laboratorio, con gasto energético bajo y tiempo cortos de reacción, lo que reduciría los costos operativos y de producción.Oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) is a crop used to produce oil and has generated interest to obtain alternative fuels to oil. The objective of this study was to determine the optimal conditions for the methanolysis reaction of crude palm oil (ACP), to synthesize biodiesel in laboratory conditions. A central composite rotatable design and response surface methodology were used to evaluate the efficiency of the process. The variables studied were methanol concentration (between 40 and 100 % p/p), catalyst concentration (2-4 % w/w), reaction time (4060 min) and reaction temperature (50-66 °C). Methanol and catalyst concentrations and reaction time showed a significant effect. The optimal conditions for the synthesis of palm biodiesel were: methanol concentration 55 % (w/w) catalyst 2 % (w/w), reaction time 135 min and 54 °C as reaction temperature. With these conditions the yield was 80.65 % of biodiesel with ACP, in laboratory, with low energy consumption and short reaction time, which would reduce production and operating costs.
       
  • Reproductive response in hair sheep synchronized with progesterone or
           prostaglandins
    • Abstract: La sincronización ajusta los estros a tiempos específicos y permite usar tecnologías reproductivas. El objetivo de este estudio fue evaluar la respuesta reproductiva de 30 ovejas de pelo sincronizadas con progesterona (P4) o prostaglandinas. Las ovejas de pelo eran 5/8 Pelibuey x 2/8 Black Belly x 1/8 Dorper, de 3.5 a 4.0 años de edad, con peso promedio de 37.8 ±3.0 kg; el último parto fue 8 meses previos al experimento. Los tratamientos fueron; 1) aplicación por 11 d de 300 mg de P4 impregnada en un dispositivo vaginal de liberación controlada (CIDR) + 400 UI IM de gonadotropina coriónica equina (eCG) al retiro del CIDR; 2) dos dosis de 0.075 mg de prostaglandina F2a (cloprostenol) con intervalo de 11 d. El diseño experimental fue completamente al azar con dos tratamientos y 15 repeticiones; la unidad experimental fue una oveja. Ocho horas después de retirar el CIDR y después de aplicar la segunda dosis de PGF2a se detectaron estros cada 2 h por 15 min usando machos con mandil. Muestras de sangre se recolectaron cada día por punción yugular desde la colocación del CIDR y la primera aplicación de PGF2a por 14 d para determinar las concentraciones plasmáticas de P4. Todas las ovejas en los dos tratamientos presentaron estros. El intervalo final de tratamiento al estro fue menor (p£0.05) en CIDR + eCG (22.2±2.2 h) que con PGF2a (33.1 ±2.2 h). La duración del estro fue similar (p>0.05) en ambos tratamientos: 54.2±2.6 h para CIDR + eCG y 51.8 ± 2.6 h en PGF2a. La concentración máxima de progesterona (7.3 ±0.9 ng mL-1) en CIDR + eCG se obtuvo los días 2 y 5 de tratamiento; desde el día 6 la concentración de P4 disminuyó hasta 2.35 ±0.2 ng mL-1 el día 11, y 0.26±0.02 ng mL-1 24 h después de retirar el dispositivo. En el grupo PGF2a, la concentración de progesterona se redujo (p0.05) in both treatments: 54.2±2.6 h for CIDR + eCG and 51.8±2.6 h in PGF2a. The maximum concentration of progesterone (7.3 ±0.9 ng mL-1) in CIDR + eCG was observed on days 2 and 5 of the treatments; from day 6 P4 concentration decreased to 2.35±0.2 ng mL-1 until day 11, and 0.26±0.02 ng mL-1 24 h after the device removal. In PGF2a group the concentration of progesterone decreased (p£0.05) from 3.7±0.6 ng mL-1 on day 0 to 0.87±0.2 ng mL-1 on day 1, and from 4.37±0.05 ng mL-1 on day 11 to 0.62±0.06 ng mL-1 on day 12. Progesterone profiles coincided with the biological action of P4 and CIDR. In hair sheep to synchronize estrus with P4 or PGF2a leads to similar reproductive responses. In CIDR + eCG treatments, the highest and constant concentration of P4 occurs in the first 5 d; this justifies the implementation of short synchronization protocols.
       
  • Parameter estimation for crop growth model using evolutionary and
           bio-inspired algorithms
    • Abstract: La calibración de modelos dinámicos para crecimiento y desarrollo de cultivos con rangos de parámetros, genera estimaciones imprecisas de estos y predicciones erróneas del modelo cuando se usa estimación por mínimos cuadrados o máxima verosimilitud. El presente estudio muestra el uso de métodos globales de optimización para resolver este problema. Se presenta una comparación del desempeño de un algoritmo evolutivo (Evolución Diferencial, DE) y dos bio-inspirados: Búsqueda Cuco (CS) y Búsqueda Cuco Modificado (MCS). El problema prueba fue estimar los 25 parámetros del modelo para crecimiento potencial de cultivos SUCROS (a Simple and Universal CROp growth Simulator). Los datos se obtuvieron de un experimento de crecimiento de un cultivo de tomate de cáscala (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm.) realizado en Chapingo, México. El objetivo fue determinar qué algoritmo genera valores para los parámetros del modelo que permitan lograr las predicciones más precisas. Se realizó un ANDEVA para evaluar estadísticamente la eficiencia y efectividad de los algoritmos propuestos. Los resultados mostraron un desempeño mejor del algoritmo DE estándar (DE/rand/1/ bin) en términos de eficiencia y eficacia para converger a una solución óptima. Los algoritmos bio-inspirados mostraron buen desempeño, por lo cual son confiables y se pueden aplicar en la estimación de parámetros de modelos de cultivos.The calibration of dynamic models for crop growth and development with parameter ranges generates imprecise estimations and erroneous predictions of the model when estimation is used by least squares or maximum likelihood. The present study shows the use of global methods of optimization for resolving this problem. A comparison is presented of the performance of an evolutionary algorithm (Differential Evolution, DE) and two that are bio-inspired: Cuckoo Search (CS) and Modified Cuckoo Search (MCS). The test problem was to estimate the 25 parameters of the model for potential crop growth SUCROS (a Simple and Universal Crop growth Simulator).The data used was obtained from an experiment of growth of a husk tomato crop (Physalis ixocarpa Brot. Ex Horm.) carried out at Chapingo, Mexico. The objective was to determine which algorithm generates values for the parameters of the model that make it possible to obtain the most precise predictions. An ANOVA was performed to statistically evaluate the efficiency and effectiveness of the proposed algorithms. Results showed a better performance of the standard DE algorithm (DE/rand/1/ bin) in terms of efficiency and effectiveness to converge to an optimum solution. The bio-inspired algorithms showed good performance; therefore, they are reliable and can be applied in the estimation of parameters of crop models.
       
  • Study of heterosis in Bangladeshi Chilli (Capsicum annuum L.)
           
    Landraces
    • Abstract: Chilli is an important cash crop in Bangladesh but average yield is very low (0.89 t ha-1) and genetic potentiality of Bangladeshi chilli landraces for hybrid variety development has not been evaluated. The objective of this study was to find out heterotic behavior following Gardner and Eberhart model (1966) II. Six different homozygous divergent parents CCA 2, CCA 5, BARI Morich 1, CCA 11, CCA 15 and CCA 19 were used to estimate heterosis. A significant amount of heterosis was present in yield and yield contributing traits. Estimate of variety heterosis for yield per plant was significantly positive in CCA 5 and BARI Morich 1. In BARI Morich 1, the significant and positive variety heterosis for yield per plant was associated with significant and positive estimates of heterosis for number of fruits per plant and number of seeds per fruit, suggesting that these yield traits contributed to the final heterosis manifested through yield. Indigenous x exotic crosses showed significant amount of heterosis. It is possible to emphasize indigenous X exotic crosses for good fruit yield, particularly to be used as commercial hybrids. Hybrids of BARI Morich 1 x CCA 19 and CCA 5 x BARI Morich 1 showed better performance.El chile es un cultivo comercial importante en Bangladesh pero su rendimiento promedio es muy bajo (0.89 t ha ¹) y la potencialidad genética de las variedades nativas de chile de Bangladesh para desarrollar variedades híbridas no se ha evaluado. El objetivo de este estudio fue conocer el comportamiento heterótico siguiendo el modelo de Gardner y Eberhart (1966) II. Seis diferentes padres divergentes homocigóticos CCA 2, CCA 5, BARI Morich 1, CCA 11, CCA 15 y CCA 19 se usaron para estimar la heterosis. Hubo una cantidad significativa de heterosis en el rendimiento y las características que contribuyeron al rendimiento. La estimación de la heterosis varietal para rendimiento por planta fue significativamente positiva en CCA 5 y BARI Morich 1. En BARI Morich 1, la heterosis varietal significativa y positiva para el rendimiento por planta se asoció con las estimaciones significativas y positivas de heterosis para el número de frutos por planta y el número de semillas por fruto, sugiriendo que estos rasgos de rendimiento contribuyeron a la heterosis final manifiesta a través del rendimiento. Las cruzas nativas X exóticas mostraron una cantidad significativa de heterosis. Se puede enfatizar las cruzas nativas X exóticas para un buen rendimiento del fruto, particularmente si se usan como híbridos comerciales. Los híbridos de BARI Morich 1XCCA 19 and CCA 5 X BARI Morich 1 mostraron un mejor rendimiento.
       
  • Pathogenic bacteria and postharvest fungi control with pigment extracts
           from Gibberella zeae (Fusarium graminearum)
    • Abstract: El objetivo del estudio fue evaluar efectos del extracto etanólico crudo del pigmento rojo-púrpura producido por Gibberella zeae (Fusarium graminearum) en el control de las bacterias Bacillus subtilis, Salmonella typhi, Shigella sp., Staphylococcus aureus, Escherichia coli, la levadura Candida albicans, y los hongos Colletotrichum acutatum, C. fiagariae y C. gloeosporioides. El diseño experimental fue completamente al azar con un arreglo factorial 3x2 de tratamientos: temperatura (20; 28 °C), pH (6; 8) y medio de cultivo sólido (PDA; EMA; Czapeck) y líquido (caldo papa; caldo extracto de malta y caldo Czapeck). Las variables de respuesta fueron tipo y hábito de crecimiento del micelio, color de la colonia, diámetro de la colonia (mm), tiempo (d) de aparición del pigmento y producción de biomasa (g). Con los datos se realizó un ANDEVA y las medias de los tratamientos se compararon con contrastes ortogonales. El pigmento se extrajo con etanol (96°), se concentró y usó 1.6 mg de este extracto diluido en 100 μL (16 mg μL-1), en pruebas de control de bacterias patógenas y de hongos fitopatógenos. Las mejores condiciones de crecimiento fueron 20 °C, pH 6.0 en PDA. La aparición del pigmento rojo-púrpura fue 4 a 9 d después de la siembra. El crecimiento del hongo fue menor en medio líquido al igual que la producción del pigmento rojo. Después de 24 h sólo se observó inhibición del crecimiento en las bacterias S. typhi y S. aureus. El análisis de los resultados mostró la actividad antimicrobiana del pigmento producido por G. zeae para S. typhi y S. aureus, pero no para B. subtilis, Shigella sp., E. coli, C. albicans, C. acutatum, C. iragariae y C. gloeosporioides.The objective of this study was to evaluate effects of crude ethanol extract of the reddish purple pigment produced by Gibberella zeae (Fusarium graminearum) in the control of the bacteria Bacillus subtilis, Salmonella typhi, Shigella sp., Staphylococcus aureus, Escherichia coli, the yeast Candida albicans, and the fungi Colletotrichum acutatum, C. fragariae and C. gloeosporioides. The experimental design was completely randomized with a 3x2 factorial arrangement of treatments: temperature (20; 28 °C), pH (6; 8), and solid (PDA; EMA; Czapeck) and liquid (potato broth; malt extract broth; Czapeck broth) culture media. The response variables were growth type and habit of the mycelia, colony color, colony diameter (mm), time (d) of pigment appearance and biomass production (g). With these data an ANOVA was performed and treatment means were compared with orthogonal contrasts. The pigment was extracted with ethanol (96°) and concentrated; 1.6 mg of this extract diluted in 100 μL (16 mg μL-1) was used in pathogenic bacteria and phytopathogenic fungi control tests. The best conditions for growth were 20 °C, pH 6.0 in PDA. The reddish-purple pigment appeared 4 to 9 d after sowing. Fungus growth was less in liquid medium as was red pigment production. After 24 h, inhibition of growth was observed only in the bacteria S. typhi and S. aureus. Analysis of the results revealed antimicrobial activity of the pigment produced by G. zeae against S. typhi and S. aureus, but not against B. subtilis, Shigella sp., E. coli, C. albicans, C. acutatum, C. iragariae or C. gloeosporioides.
       
  • Morphology, biomass and nutrient content in Abies religiosa with
           different fertilization regimes in the nursery
    • Abstract: La fertilización en vivero es una práctica de cultivo usada para modificar las características morfológicas que afectan los índices de calidad de la planta. El objetivo de este estudio en vivero fue evaluar el efecto de la fertilización en el crecimiento, la morfología, la asignación de biomasa y el estado nutrimental en plantas de Abies religiosa. Hubo cuatro niveles de fertilización (T-50, T Base, T+50 y T+100) a partir de la dosis usada en vivero (T Base), con un diseño completamente al azar con cuatro unidades experimentales, cada una con 900 plantas. La presencia imprevista de daño por heladas en el brote terminal de algunas plantas permitió comparar la respuesta a la fertilización de las plantas con y sin daño. Durante siete meses después de la fertilización se midió la altura y el diámetro del tallo en una muestra aleatoria de cinco plantas con y sin daño por unidad experimental. Al final del ciclo de producción se cuantificó la biomasa y el contenido nutrimental de los componentes aéreo y subterráneo de la planta. La fertilización y condición del brote tuvieron efecto significativo (p≤0.05) en el tamaño, la tasa relativa de crecimiento, la asignación de biomasa y la concentración de nutrimentos, pero sin interacción significativa entre ellas. Las plantas con T_ 50 tuvieron altura 15 % menor pero asignaron 36.2 % más biomasa a la raíz que con T Base. La concentración de nutrientes en raíz (N, P, y K), tallo (P) y hojas (N) fue 5.5 a 41.3 % mayor con T+50 y T+100, que con T-50. El daño en el brote ocasionó plantas con altura menor (5 %), diámetro mayor (13 %) y concentración nutrimental mayor (5.5 % de K en raíz y 28.9 % de N en tallo) en oposición con las plantas no dañadas en todos los tratamientos de fertilización. La disminución de 50 % en la dosis actual de fertilización de A. religiosa en vivero favorece las características morfológicas relacionadas con los índices de calidad de planta.Nursery fertilization is a cultural practice used to modify the morphological characteristics affecting plant quality indices. The objective of this study was to evaluate the effect of nursery fertilization in growth, morphology, biomass allocation and nutrient status in Abies religiosa plants. There were four levels of fertilization (T-50, T Base, T+50 y T+100) starting from the dose used in nursery (T Base), with a completely randomized design with four experimental units, each with 900 plants. The unexpected presence of frost damage in the terminal bud of some plants allowed comparing the response to fertilization of plants with and without damage. For seven months after fertilization height and basal diameter was measured in a random sample of five seedlings with and without damage per experimental unit. At the end of the production cycle biomass and nutrient content of aerial and underground of the plant components were quantified. Fertilization and condition of the bud had a significant effect (p≤0.05) on the size, relative growth rate, biomass allocation and nutrient concentration, but without significant interaction between them. Plants with T-50 had 15 % lower height but allocated 36.2 % more biomass to root than with T Base. The root nutrient concentrations (N, P, and K), stem (P) and leaves (N) was 5.5 to 41.3 % higher with T+50, and T+100, than with T_ 50. The bud damage caused plants with lower height (5 %), larger diameter (13 %) and higher nutrient concentration (5.5 % K in root and 28.9 % N in stem) as opposed to undamaged plants in all fertilization treatments. The decrease of 50 % in the current dose of fertilization of A. religiosa in nursery favors morphological characteristics related to plant quality indices.
       
  • Comparison of seven chilean formulas for urban tree appraisal
    • Abstract: Los árboles urbanos aportan al ambiente a través de sus funciones biológicas y amenidades, y son un valor económico y social para las ciudades, así como un valor en sostenibilidad. Sin embargo, su valor en términos monetarios es difícil de cuantificar, se obtiene principalmente mediante fórmulas, siendo una práctica adoptada en diversas ciudades. El objetivo del presente estudio fue comparar siete fórmulas usadas en diez municipios de Chile (siete comunas del gran Santiago: La Florida, La Pintana, Maipú, Ñuñoa, Peñalolén, Renca y Vitacura; y tres ciudades: Antofagasta, Concepción y Talca), incluyendo la fórmula del Council of Tree Landscape Appraiser (CTLA) de EE.UU. Las fórmulas se aplicaron a dos árboles de 14 especies seleccionadas en diferentes contextos urbanos en Talca, determinando las diferencias y similitudes de los resultados monetarios de la tasación. Para el análisis estadístico se utilizó la prueba de varianza no paramétrica de Kruskall-Wallis y la prueba de diferencia mínima significativa de Fisher (DMS). Los resultados muestran dispersión amplia de los valores monetarios obtenidos por fórmula y por especie, con diferencias estadísticamente significativas en ambos casos. Sólo la fórmula de las municipalidades Concepción, La Pintana y Maipú (COPIMA) tiene un desempeño similar a la del CTLA respecto a la dispersión de los valores obtenidos. Los resultados concuerdan con estudios internacionales que sugieren el uso de fórmulas para valorar el arbolado urbano, especialmente cuando incluyen variables como ubicación, estado y amenidades del árbol, en comparación con aquellas fórmulas de capitalización o las orientadas sólo a valorar daño. Para Chile, la mejor fórmula recomendada fue la de COPIMA.Urban trees contribute to environment through their biological and amenity functions, and are an economic and social value for cities, as well as a sustainability value. However, their value in monetary terms is difficult to quantify, it is given mainly by formulas, being a practice adopted in several cities. The objective of this study was to compare seven formulas used in ten municipalities of Chile (seven communes of the great Santiago: La Florida, La Pintana, Maipú, Ñuñoa, Peñalolén, Renca and Vitacura; and three cities: Antofagasta, Concepción and Talca), besides the formula of Council of Tree Landscape Appraiser (CTLA) USA. The formulas were applied to two trees of 14 species selected in different urban contexts in Talca, determining the differences and similarities of the monetary results of the appraisal. For the statistical analysis the Kruskal-Wallis nonparametric variance test and the Fisher's least significant difference (LSD) test were used. The results show a wide dispersion of monetary values obtained by formula and per specie, with statistically significant differences in both cases. Only the formula of the municipalities Concepción, La Pintana and Maipú (COPIMA) has a similar performance to that of CTLA regarding the dispersion of the values obtained. The results are consistent with international studies that suggest the use of formulas to assess the urban trees, especially when including variables such as location, condition and amenities of the tree, as compared to those formulas of capitalization or those that are oriented only to assess damage. For Chile, the best formula recommended was that of COPIMA.
       
 
 
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