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  This is an Open Access Journal Open Access journal
     ISSN (Print) 1405-3195
     Published by SciELO Homepage  [680 journals]   [SJR: 0.195]   [H-I: 11]
  • Dynamic site index equations for Tectona grandis at Campeche,
           Mexico

    • Abstract: Un modelo de crecimiento en altura dominante y su correspondiente expresión de índice de sitio, permiten estimar la productividad de la masa forestal y ayuda a definir el régimen de manejo silvícola. El objetivo del presente estudio fue desarrollar, con datos de parcelas permanentes, un modelo de crecimiento en altura dominante invariante a la edad de referencia para plantaciones de Tectona grandis L. f. (teca) en Campeche, México. Los modelos de crecimiento base usados fueron los de Korf, Chapman-Richards y Hossfeld IV, que se reformularon como ecuaciones en diferencia algebraica generalizada para definir las mejores estructuras de índice de sitio. Éstas se ajustaron bajo mínimos cuadrados con una estructura de datos de pares no traslapados. Para estimar el crecimiento en altura dominante y clasificar la productividad de las plantaciones, la ecuación dinámica tipo Chapman-Richards se seleccionó con base en la bondad de ajuste y similitud entre el patrón de curvas de crecimiento y las tendencias observadas. Para mejorar la precisión de las estimaciones esta ecuación se ajustó mediante efectos mixtos, corrigiéndose por heterocedasticidad y autocorrelación. El modelo seleccionado es flexible y describe un patrón de curvas polimórficas con asíntotas múltiples, característica deseable para modelar una variedad amplia de tendencias de crecimiento. Tres patrones específicos de crecimiento para los sitios de plantación analizados fueron detectados.A dominant height growth model and corresponding site index expression, allows estimating the productivity of forests stands and helps define the silvicultural management regime. The aim of this study was to develop, using data from permanent plots, a base-age invariant growth model for dominant height for Tectona grandis L. f. (teak) plantations at Campeche, Mexico. The base growth models used were those of Korf, Chapman-Richards and Hossfeld IV, which were reformulated as generalized algebraic difference equations to define the best site index structures. They were fitted under least squares with a data structure of non-overlapping pairs. To estimate the dominant height growth and classify plantation productivity, the dynamic equation type Chapman-Richards was selected based on the goodness of fit and similarity between the pattern of growth curves and observed trends. To improve the accuracy of the estimates this equation was fitted as a mixed effects model, correcting for heteroscedasticity and autocorrelation. The selected model is flexible and describes a pattern of polymorphic curves with multiple asymptotes, desirable characteristic to model a wide variety of growth patterns. Three specific growth patterns for the analyzed planting sites were detected.
       
  • Prediction of surviving larvae of mexican fruit fly after heating in a
           block system

    • Abstract: Modeling thermal death kinetics and heat transfer can allow the prediction of temperature-time combinations for a thermal process, which will facilitate successful development of thermal treatments for pest control. The objectives of this study were: 1) to predict the number of surviving third-instar Anastrepha ludens after heating in a block system using a thermal death kinetic model, 2) to validate predictions of surviving larvae, determining survival of malformed puparia and, 3) to assess heat resistance by gender of eclosed adults. Exposure times for 44, 46, and 48 °C were calculated for 30, 50, 70, 90, and 99 % mortality. Predictions of surviving larvae were successfully validated; for all temperature-time combinations the difference was lower than one larva. Larvae that survived heat treatment and pupariated were scored as surviving larvae. Nevertheless, not all puparia eclosed to adults; some developed as malformed puparia. Adults from treated puparia that did not show malformations emerged at least 24 h later than adults from control puparia. Heat treatment also induced larviform, bottlenose and incompletely-eclosed puparia, but none of them eclosed as adult flies. From treated normal puparia, male larvae were more tolerant to heat in two of the eight temperature-time combinations where there was fly production. The thermal death kinetic model satisfactorily predicted the number of surviving third-instar A. ludens after heating in a block system at the studied sublethal temperature-time combinations.El modelado de la cinética de muerte térmica y de la transferencia de calor puede permitir la predicción de combinaciones de temperatura y tiempo para un proceso térmico, lo cual facilitará el desarrollo exitoso de tratamientos térmicos para el control de plagas. Los objetivos de este estudio fueron: 1) predecir el número de sobrevivientes de larvas de Anastrepha ludens en el tercer estadio, después del calentamiento en un sistema de bloques utilizando un modelo cinético de muerte térmica, 2) validar las predicciones de larvas sobrevivientes, determinando la sobrevivencia de pupas deformes, y 3) evaluar la resistencia al calor por género de los adultos eclosionados. Los tiempos de exposición a 44, 46 y 48 °C se calcularon para 30, 50, 70, 90 y 99 % de mortalidad. Las predicciones de larvas sobrevivientes se validaron con éxito; para todas las combinaciones de temperatura y tiempo, la diferencia fue menor a una larva. Las larvas que sobrevivieron el tratamiento térmico y formaron pupas se calificaron como larvas sobrevivientes. No obstante, no todas las pupas eclosionaron a adultos; algunas se desarrollaron como pupas deformes. Los adultos de pupas tratadas que no mostraron deformaciones emergieron al menos 24 h después que los adultos de las pupas control. El tratamiento térmico también indujo pupas larviformes, con nariz de botella y con eclosión incompleta, pero ninguna de ellas eclosionó a moscas adultas. A partir de pupas normales tratadas, las larvas macho fueron más tolerantes al calor en dos de las ocho combinaciones de temperatura y tiempo donde hubo producción de moscas. El modelo cinético de muerte térmica predijo satisfactoriamente el número de sobrevivientes de A. ludens del tercer estadio, después del calentamiento en un sistema de bloques a las combinaciones de temperatura y tiempo subletales estudiadas.
       
  • Betacyanin and antioxidant system in tolerance to salt stress in
           Alternanthera philoxeroides

    • Abstract: Salinity is a limiting factor fot growth and development, since it affects several physiological processes in plants. This trial aimed to assess the levels of photosynthetic pigments, betacyanins, lipid peroxidation and activity of antioxidant enzymes in Alternanthera philoxeroides under salt stress. Plants originated from an in vitro culture were acclimatized and irrigated with sodium chloride (0, 200 and 400 mM) for 30 d. The experimental design was completely randomized with a 3×2 factorial arrangement of treatments: three concentrations of NaCl and two plant tissues (stems and leaves). The experimental data was subjected to an analysis of variance and means where compared using Tukey test (p≤0.05). The levels of chlorophylls a, chlorophylls b and total carotenoids presented similar responses, decreasing their values according to salt concentrations, while the chlorophyll a/b ratio of the plants that were submitted to the highest salt concentration presented a significant increase when compared to the control. Higher levels of betacyanin were observed on stems, when compared to the leaves, in the highest salt concentrations. On the leaves, there was a significant increase of lipid peroxidation and superoxide dismutase activity, whereas roots showed an increase of the enzymes catalase and ascorbate peroxidase. Salt stress caused greater degradation in the photosynthetic pigments, increment of betacyanin synthesis in stems, and damage to the cell membranes of the leaves. However, the increase of antioxidant enzymes activity stimulated the protective system against oxidative stress. It is concluded that Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb. plants present reduction in levels of photosynthetic pigments, increased synthesis of betacyanins and increased activity of antioxidant enzymes in leaves and roots when exposed to salt stress.La salinidad es un factor limitante para el crecimiento y el desarrollo, ya que afecta varios procesos fisiológicos en las plantas. Este estudio tuvo el objetivo de evaluar los niveles de pigmentos fotosintéticos, betacianinas, peroxidación lipídica y actividad de enzimas antioxidantes en Alternanthera philoxeroides bajo estrés salino. Las plantas se originaron de un cultivo in vitro y se aclimataron e irrigaron con cloruro de sodio (0, 200 y 400 mM) durante 30 d. El diseño experimental fue completamente aleatorio con un arreglo factorial 3×2 de los tratamientos: tres concentraciones de NaCl y dos tejidos vegetales (tallos y hojas). Los datos experimentales se sometieron a un análisis de varianza y las medias se compararon usando la prueba de Tukey (p≤0.05). Los niveles de clorofilas a, clorofilas b y carotenoides totales presentaron respuestas similares, disminuyeron sus valores con las concentraciones de sal, mientras que la relación de clorofila a/b de las plantas que se expusieron a la concentración mayor de sal presentó un incremento significativo respecto al control. Niveles mayores de betacianinas se observaron en los tallos, en comparación con las hojas, para las concentraciones de sal más altas. En las hojas hubo un aumento significativo de peroxidación lipídica y de actividad de superóxido dismutasa, mientras que las raíces mostraron un aumento en las enzimas catalasa y ascorbato peroxidasa. El estrés salino causó degradación mayor de los pigmentos fotosintéticos, un aumento en la síntesis de betacianinas en los tallos, y daño a las membranas celulares de las hojas. Sin embargo, el incremento de actividad de las enzimas antioxidantes estimuló el sistema protector contra el estrés oxidativo. Se concluye que las plantas de Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb. presentan una reducción en los niveles de pigmentos fotosintéticos, mayor síntesis de betacianinas y mayor actividad de enzimas antioxidantes en las hojas y raíces cuando están expuestas a estrés salino.
       
  • Hydroponic tomato (Solatium lycopersicum L.) production with and
           without recirculation of nutrient solution

    • Abstract: Los sistemas hidropónicos con recirculación de la solución nutritiva, ahorran agua y fertilizantes, pero con el tiempo es difícil mantener el balance nutricional y controlar las enfermedades que atacan a la raíz, lo que causa un rendimiento menor respecto a sistemas donde dicha solución no se recircula. El objetivo de este estudio fue comparar la eficiencia de utilización de agua y nutrimentos, así como el rendimiento en el cultivo de jitomate (Solanum lycopersicum L.), entre sistemas hidropónicos abiertos y cerrados usando la estrategia de manejo del cultivo a base de ciclos cortos, mediante el despunte a tres racimos por planta. El diseño experimental fue bloques al azar con cinco repeticiones y cinco tratamientos: 1) camas sin recirculación de los drenajes (cama abierta); 2) camas con recirculación de los drenajes (cama cerrada); 3) bolsas sin recirculación de los drenajes (bolsa abierta); 4) bolsas con recirculación de los drenajes (bolsa cerrada); 5) hidroponía profunda. Con los datos se realizó un ANDEVA y las medias se compararon con la prueba de Tukey (p≤0.05). Se midieron caracteres morfológicos, rendimiento y aprovechamiento del agua y fertilizantes. Los rendimientos mayores fueron con hidroponía profunda (16.7 kg m -2) y con bolsa con recirculación (15.3 kg m -2) en un ciclo de cuatro meses. El ahorro de fertilizante (K, Ca, N y P) en los sistemas de recirculación con sustrato fue 41 % y 35 % de agua respecto a los sistemas sin recirculación.The hydroponic systems with recirculation of nutrient solution save water and fertilizer, but over time it is difficult to maintain the nutritional balance and control diseases that attack the roots, causing lower performance compared to systems where the solution is not recirculated. The objective of this study was to compare the water use efficiency and nutrients, as well as the yield in growing tomato (Solanum lycopersicum L.), between open and closed hydroponic systems using a crop management strategy based on short cycles, by the pruning at three clusters per plant. The experimental design was randomized blocks with five replications and five treatments: 1) beds without recirculation of drainage (open bed); 2) beds with recirculation of drainage (closed bed); 3) bags without recirculation of drainage (open bag); 4) bags with recirculation of drains (closed bag), 5) deep hydroponics. With the data an ANOVA was performed and means were compared using the Tukey test (p≤ 0.05). Morphological traits, yield, water use and fertilizers were measured. The highest yields were obtained with deep hydroponics (16.7 kg m -2) and with closed bags (15.3 kg m -2) in a crop cycle of four months. The fertilizer savings (K, Ca, N and P) in recirculation systems with substrate was 41 % and 35 % of water in relation to the systems without recirculation.
       
  • Embryogenic induction of torch ginger (Etlingera elatior)
           callus

    • Abstract: Torch ginger Etlingera elatior (Jack) R.M. Smith is a tropical herb-like, rhizome-like and perennial plant that possesses inflorescences that are both pretty and showy at different colour shades, and have a great visual appeal. Producing seedlings at a high enough level when done conventionally by the division of tussocks, has high costs and phytosanitary problems. The objective of this study was to evaluate the induction of somatic embryogenesis and its potential for subsequent plant regeneration in torch ginger. Rhizomes, leaves and roots from the seedlings grown in vitro were used as explant segments. The different explants were cultured on MS medium supplemented with 30 g L-1 sucrose, and it was solidified with 5.5 g L-1 of agar. The effect of 2.4-D and picloram concentrations of 0.0, 1.0, 2.0 and 4.0 mg L-1 was studied. Astructural analysis was performed by scanning electron microscopy (SEM). Cytochemical analysis were performed to detect nucleeous with carmine acetic, starch with lugol and lipids with Sudan III, and a flow cytometry analysis to verify the stability of ploidy in the callus. Results indicate that the culture medium with 2.4-D yielded the induction of embryogenic callus with the characteristics of the rhizome segments of the explant. Regarding the ultrastructural analysis of embryogenic callus characteristics, the cells showed a similar isodiametric form as somatic embryos in the globular stage and cytochemical analysis. The presence of callus cells in pro-embryogenic explants containing each of the regulators was confirmed. In the cytometry analysis, the average DNA content of callus ranged from 5.43 to 10.15 pg, and the coefficients of variation varied between 0.3 to 2.26. Callus induced with 2.4-D showed 86 % stability, and with picloram was 64 %. The callus formation was more evident after application of 2.4 D. This is the first study of embryogenic potential in cells of the torch ginger, and showed that 2,4-D induced callus with higher starch content and genetically stable.El jengibre antorcha Etlingera elatior (Jack) R. M. Smith es una planta tropical perenne, similar al rizoma, que tiene inflorescencias que son bellas y llamativas, de diferentes colores y matices y de un gran atractivo visual. La producción de plántulas en un nivel lo suficientemente alto cuando se hace convencionalmente utilizando la división de matas tiene altos costos y problemas fitosanitarios. El objetivo de este estudio fue evaluar la inducción de la embriogénesis somática y su uso potencial para la reproducción posterior de plantas de jengibre antorcha. Los rizomas, hojas y raíces de las plántulas cultivadas in vitro se utilizaron como segmentos de explantes. Los diferentes explantes se cultivaron en un medio MS al que se le agregaron 30 g L-1 de sacarosa y fue solidificado con 5.5 g de agar L-1. Se estudió el efecto del 2.4-D y picloram en concentraciones de 0.0, 1.0, 2.0 y 4.0 mg L-1. El análisis estructural se llevó a cabo por microscopía electrónica de barrido (SEM). Se realizaron análisis citoquímicos para detectar núcleos con carmín acético, almidón con lugol y lípidos con Sudán III; y un análisis de citometría de flujo para verificar la estabilidad de la ploidía en el callo. Los resultados indicaron que el medio de cultivo con 2.4-D produjo la inducción de callo embriogénico con las características de los segmentos de rizomas del explante. En el análisis ultraestructural de las características del callo embriogénico, las células mostraron una forma isodiamétrica similar a embriones somáticos en etapa globular y análisis citoquímico. Se confirmó la presencia de células de callo en explantes pro- embriogénicos conteniendo cada uno de los reguladores. En el análisis de citometría, el contenido medio de ADN del callo varió de 5.43 a 10.15 pg, y los coeficientes de variación oscilaron entre 0.3 y 2.26. El 2.4-D indujo callos con estabilidad de 86 %, y con picloram fue 64 %. La formación de callo fue más evidente después de aplicar 2.4-D. Éste es el primer estudio del potencial embriogénico de células del jengibre antorcha, y mostró que el 2.4-D indujo la formación de callo con mayor contenido de almidón y genéticamente estable.
       
  • Oil content in maize (Zea mays L.) genotypes and its
           relationship with quality and texture of tortilla

    • Abstract: La textura de las tortillas es un indicador fundamental de su calidad. La relación entre el contenido de aceite del grano de maíz (Zea mays L.) y la textura de las tortillas es poco conocida; sin embargo, la presencia del aceite mejora significativamente la firmeza y masticabilidad de este alimento. El objetivo del presente estudio fue evaluar la composición química del grano de maíces con contenido diferente de aceite y determinar la relación entre el contenido de aceite y la calidad y textura de las tortillas recién elaboradas y almacenadas durante 24, 48 y 72 h a 4 °C. En este estudio se usaron maíces con endospermo normal (MEN), con contenido alto de aceite (ACA) y de alta calidad proteínica (ACP). El diseño experimental fue completamente al azar con ocho tratamientos y dos repeticiones; con los datos se realizó un análisis de varianza y las medias se compararon con la prueba de Tukey (p≤0.05). El análisis de los resultados muestra que los maíces ACA presentaron el porcentaje mayor de aceite (x=5.9 %). Las tortillas elaboradas con los maíces ACA fueron de textura más suave y con mayor elongación recién elaboradas y durante el periodo de almacenamiento, respecto a los otros maíces; su contenido de lisina (x=3.13 %) y triptófano (x=0.6075 %) fue inferior a las tortillas de maíces ACP (x=3.98 % y 0.846 %). La población amarilla (PAN) de ACA destacó por su contenido alto de aceite y suavidad de las tortillas. Todos los genotipos cumplen los requerimientos de la industria de la masa y la tortilla.The texture of tortillas is a key indicator of their quality. The relationship between the oil content of corn (Zea mays L.) grain and the texture of tortillas is little known; however, the presence of oil significantly improves the strength and chewiness of this food. The aim of this study was to evaluate the chemical composition of grain corns with different oil content and determine the relationship between the oil content and the quality and texture of freshly prepared and stored tortillas for 24, 48 and 72 h at 4 °C. In this study normal endosperm corns (MEN), and corns with high oil content (ACA) and high protein quality (ACP) were used. The experimental design was completely randomized with eight treatments and two replications; the data was used to carry out an analysis of variance and means were compared with the Tukey's test (p≤0.05). The analysis of the results shows that ACA corns had the highest percentage of oil (x= 5.9 %). Tortillas made with ACA corns had softer texture and large elongation when they are freshly prepared and during the storage period than the rest of the corns; their lysine content (x=3.13 %) and tryptophan (x=0.6075 %) was lower than tortillas of ACP corns (x= 3.98 % and 0.846 %). The yellow population (PAN) of ACA stood out for its high oil content in tortillas and softness. All genotypes fulfill the requirements of the masa and tortilla industry.
       
  • Regional flood frequency analysis at hydrological region no. 10
           (Sinaloa), México. 1
    : seasonality measures and regions of
           influence

    • Abstract: El Análisis Regional de Frecuencia de Crecientes (ARFC) se emplea para mejorar la exactitud de las estimaciones de crecientes de diseño en sitios donde el registro de datos, de gastos máximos anuales, es escaso o no existe. Para el ARFC es necesario identificar la región de estudio para transferir la información de gastos máximos. Las regiones generalmente son formadas con base en alguna medida de similitud o de disimilitud entre las cuencas. En este estudio se aplicó un método que usa la estacionalidad de las crecientes como medida de similitud en la evaluación de la respuesta hidrológica de la cuenca, para agruparlas bajo el concepto de Región de Influencia (RDI). Los registros de 21 estaciones hidrométricas de la Región Hidrológica No. 10 (Sinaloa) se procesaron y sus RDI se definieron únicamente con cinco estaciones auxiliares, debido a la presencia de dos grupos de cuencas en relación con sus índices de estacionalidad.The Regional Flood Frequency Analysis (RFFA) is used to improve the accuracy of design flood estimates in sites where the recording of data, of annual maximum flows is scarce or nonexistent. For RFFA it is necessary to identify the study region to transfer the maximum flow information. Regions are generally formed on the basis of some measure of similarity or dissimilarity between the watersheds. The method used in this study is one that applies flood seasonality as a measure of similarity in assessing the hydrological response of the watershed in order to group floods under the concept of Region of Influence (ROI). Records from 21 ganging stations of Hydrological Region No. 10 (Sinaloa) were processed and their ROI defined with only five auxiliary stations due to the presence of two groups of watersheds in relation to their seasonality indices.
       
  • Climate performance evaluation of a greenhouse in central México
           using computational fluid dynamics (CFD)

    • Abstract: Una de las principales actividades económicas en México es la producción de hortalizas para satisfacer el mercado estadounidense y la superficie cultivada en ambiente protegido aumenta alrededor de 20 % anualmente. Pero la producción es restringida debido a temperaturas altas y bajas en periodos específicos, planteando la necesidad de un sistema de enfriamiento. La ventilación natural eficiente es un método efectivo para controlar el clima, pero su descripción es compleja y una simplificación demanda mayor conocimiento del proceso. El objetivo del presente estudio fue mostrar, mediante el planteamiento y la solución del modelo físico de movimiento del aire, la representación visual del flujo en un invernadero baticenital de 10 naves (110x90x4.7), típico del centro de México, y la distribución de temperaturas en el interior donde se simula un cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) totalmente desarrollado (IAF=4). El modelo utiliza el enfoque de dinámica de fluidos computacional (CFD). La construcción y validación del modelo se llevó a cabo en las instalaciones del Institut de Recerca i Technologia Agroalimentaries (IRTA) de Cabrils, Barcelona, España, del 2009 al 2010. El análisis de los resultados indica diferencias sustantivas en el flujo de aire debido a la orientación de la apertura de las ventanas. El análisis numérico (CFD) 3-dimensional permite una visión global de la distribución espacial del clima interior del invernadero y sus deficiencias climáticas. Para velocidades de viento de 3 m s-1 en las primeras cinco naves, la ventilación lateral tiene más importancia relativa que la ventilación cenital debido al efecto eólico o térmico. La combinación de apertura de ventanas laterales y cenitales aumenta la uniformidad térmica del invernadero en 30 %, debido a un flujo mayor de entrada /salida por la ventana cenital que aporta aire fresco al ambiente interior manteniendo gradientes máximos de 5 a 8 K.One of the main economic activities in México is horticulture production in protected environments for the US market. The area under protected agriculture increases about 20 % yearly, notwistanding production is restricted by high and low temperatures during specific periods. This poses the need for a cooling system. Efficient natural ventilation is an effective method for controlling climate, but its description is complex and requires more knowledge of the process. The objective of this study was to visually represent the air flow and temperature distribution in a cenital greenhouse with 10 spans (110x90x4.7), typical in central Mexico, by posing and solving the physical model of air movement. A totally developed (LAI=4) tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) crop was simulated. The model uses the computational fluid dynamics (CFD) approach and was structured and validated in the installations of the Institut de Recerca i Technolgía Agroalimentaries (IRTA) de Cabrils, Barcelona, Spain, from 2009 to 2010. Analysis of the results indicates significant differences in air flow due to the direction of window opening. The 3-Dimensional numerical analysis (CFD) enabled overall visualization of the spatial distribution of the climate inside the greenhouse and its climatic deficiencies. For wind speeds of 3 m s-1 in the first five spans, lateral ventilation is more important than roof ventilation because of wind or thermal effects. The combination of lateral and roof window opening increases thermal uniformity in the greenhouse by 30 % due to greater exchange flow through the roof windows, contributing fresh air to the interior, which maintains maximum gradients of 5-8 K.
       
 
 
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