INFORME TÉCNICO DE AVANCE DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS

Anteproyecto: Respuesta del cultivo de cúrcuma (Curcuma longa)a la aplicación de agua de riego y bio-fertilizantes estimulados electromagnéticamente

Tesista: Jhony Armando Benavides Bolaños

Director: Orlando Zúñiga Escobar Ph. D. Profesor titular Universidad del Valle

Co-Director: Cristian Orlando Jiménez Alfaro Ingeniero agrícola

Reseña de revisión bibliográfica

El marco teórico del anteproyecto adelantado para revisiónpor parte del director y el co-director es el siguiente:

Conceptos básicos acerca del electromagnetismoAplicaciones del electromagnetismo en la agriculturaAgua de riego agrícola tratada electromagnéticamenteCambios en la tensión superficial del agua magnetizadaEl “efecto memoria” del agua magnetizadaEfecto del campo magnético sobre los enlaces de hidrógeno y la fuerza de van der WaalsEfectos del agua de riego agrícola tratada electromagnéticamente sobre diversos cultivosReacción de las plantas al agua de riego tratada electromagnéticamenteMicroorganismos tratados con campos electromagnéticosLa cúrcuma (Curcuma longa)Generalidades del cultivoRequerimientos de clima y sueloCultivo y riegoCosechaPost-cosechaPotencialidad de la cúrcuma en el agro colombiano

Como se observa, se parte de una revisión de los principiosde la teoría de los campos electromagnéticos, luego seexplica la influencia de los campos electromagnéticos sobreel agua de riego y sus efectos directos sobre varios tipos deplantas. Por otro lado, se revisan los aspectos principalesdel cultivo de la cúrcuma contextualizados al agrocolombiano.

En general, la mayor cantidad de artículos tomados paraconstruir el marco teórico son recientes, encontrándose quela mayoría de éstos fueron escritos en el periodo 2007-2013,claro está, existen algunas excepciones, puesto que laliteratura sobre el tema no es amplia y muchos de los nuevosartículos recomendaban su revisión, este es el caso de lassiguientes referencias:

1. Harari M. & Lin I. J. (1992). Water exposed to magnetictreatment: muskmelon (cantaloupe) growing. Magnetic andElectrical Separation, 3: 93-104.

2. Noran R., Shani U. & Israel L. (1996). The effect ofirrigation with magnetically trated water on thetranslocation of minerals in the soil. Magnetic and ElectricalSeparation, 7: 109-122.

3. Torres A., Porras E. & Casate F. (1999). Efecto deltratamiento magnético de semillas de tomate (LycopersiconEsculentum Mill) sobre la germinación y el crecimiento delas plántulas. Investigación Agraria: Producción y Protección Vegetal,14(3): 437-444.

4. Parlevliet J. E. (2002). Durability of resistance againstfungal, bacterial and viral pathogens, present situation.Euphytica, 124: 147-156.

5. Parlevliet J. E. (2002). Durability of resistance againstfungal, bacterial and viral pathogens, present situation.Euphytica, 124: 147-156.

6. Díaz J. A. & Ávila L. M. (2002). Sondeo del mercadomundial de cúrcuma (Cúrcuma longa L.). Instituto deInvestigación de Recursos Biológicos “Alexander vonHumboldt”. Bogotá, Colombia. 28 pp.

7. Filho A. B., De Souza R. J., Faquin V. & De Carvalho C. M.(2004). Época e densidade de plantio na produção decúrcuma. Ciência Rural, Santa Maria, 34 (4): 1021-1026.

8. Belyavskaya N. A. (2004). Biological effects due to weakmagnetic field on plants. Advances in Space Research, 34: 1566–1574.

9. Jayaprakasha, G. K.; Rao L. J. & Sakariah K. K. (2005).Chemistry and biological activities of C. Longa. Trends inFood Science and Technology, 16 (12): 533-548.

Parte experimental

Antes de desarrollar la fase de invernadero, que incluirá lainstalación de un sistema de riego por goteo con flujo deagua y bio-fertilizante líquido controlado, se realizarán lassiguientes pruebas de laboratorio:

a. Ensayo de pre-germinación de rizomas de cúrcuma.

El día 28 de febrero se tomó una muestra de suelo de lagranja experimental del programa de ingeniería agrícola de laUniversidad del Valle, sede Meléndez, se tamizó y seempacaron 1500 gramos de suelo en bolsas plásticastransparentes. Por otro lado, se tomaron 6 rizomas decúrcuma, 3 de éstas se ubicaron en un recipiente plástico con2 litros de agua, para tener condiciones de oscuridad total,el recipiente fue tapado con plástico color negro. Luego de24 horas se le retiró el agua al recipiente y se dejaron losrizomas sin agua durante 2 días en condiciones de oscuridad,induciendo estrés hídrico. Finalmente, tanto los rizomas pre-germinados como los testigos fueron sembrados el día 3 demarzo en las 6 muestras de suelo empacadas. El objetivo deeste ensayo fue el de verificar el efecto de la pre-germinación sobre el desarrollo vegetativo de la cúrcuma.

Los resultados indican que los rizomas a los que no se lespre-germinó, presentaron un desarrollo más rápido encomparación con los pre-germinados. De hecho, la diferenciaen la emergencia de las cúrcumas testigo es de 7 días. Luego

de los 7 días, 2 de los 3 rizomas comenzaron a emerger demanera rezagada. Luego de 40 días se observó, además, que unode los rizomas pre-germinados no germinó, por tanto, sedesechó.

A los 85 días se observó que los rizomas testigo son másgrandes, vigorosas y con hojas más grandes en comparación conlas pre-germinadas.

Fotografía 1. De izquierda a derecha: 1, 2 y 3) plántulas de cúrcuma de85 días de edad (testigos) de mayor tamaño y 4 y 5) plántulas pre-

germinadas de menor porte y de germinación tardía.

b. Verificación de la población de microorganismos luego deproceso de recirculación.

El bio-fertilizante que contiene microorganismos eficientespasará por un sistema de recirculación que es impulsado poruna motobomba, se desconoce si el paso de los microorganismospor los álabes de la misma afectará de forma sensible supoblación.

Con el apoyo de la ingeniera agrónoma Celina Torres M. Sc. enfitopatología, se desarrolló una prueba en los laboratoriosde biología de la Facultad de Ciencias Puras y Exactas de laUniversidad del Valle sede Meléndez, con el objeto de

1) 2) 3) 4) 5)

determinar si la población de microorganismos de dos muestrasdiluidas en agua del producto Multi-biol se ven afectadas porsu paso por un sistema de recirculación con motobomba. El día7 de mayo, se diluyó 1 litro de Multi-biol en 12,5 litros deagua potable de la llave, se mezcló en el tanque dealmacenamiento del sistema de recirculación y se tomó unamuestra de la solución, luego se conectó la motobomba y sedejó durante 30 minutos recirculando, pasado este periodo detiempo se tomó una muestra, en ambos casos la muestra fue de200 ml, que fueron almacenados en dos frascos ámbaresterilizados en autoclave.

A los 2 tratamientos (solución recirculada y solución sinrecircular) con 5 repeticiones por tratamiento, fueroncultivados los microorganismos bajo 2 técnicas distintas enagar nutritivo, obteniendo así, 20 unidades experimentales.Dado que el producto Multi-biol indica en su etiqueta quecuenta con una mezcla de cepas de microorganismos benéficos,que contiene bacterias del género Azobacter chroccocum, A.vinelandii, Azospirillum brasiliense, Gluconacetobacterdiazotrophicus, Lactobacillus casei, L. acidophillus, L.Brevis, L. vulgaricus, Bacillus subtilis y B. megaterium,Pseudomonas Fluorescens, levaduras Sacharomyces cerevisae,además hongos antagonistas del género Trichoderma spp. yGliocladium spp. y hongos entomopatógenos como Paecilomyceslilacinus, P. fumosoroseus, Bauveria bassiana, Metarhiziumanisopliae, tanto aerobios (bacterias) como anaerobios(hongos), se hizo necesario utilizar 2 técnicas distintas deinoculación en el agar, para los aerobios se hizo ensuperficie, mientras que para los anaerobios se hizo enprofundidad.

Fotografía 2. Inoculación de los microorganismos a profundidad. Seadiciona 1 ml de solución sobre la caja de Petri, luego se aplica

el agar que posteriormente se solidificará.

Fotografía 3. a) Muestras con microorganismos inoculados ensuperficie; b) Muestras con microorganismos cultivados a

profundidad.

Fotografía 4. Todas las muestras fueron selladas con plástico yubicadas posteriormente en horno incubador a 28°C durante 5 días.

El día 12 de mayo se verificó el cultivo de poblacionesmicrobianas (aerobias y anaerobias) sobre el testigo y eltratamiento (solución recirculada). Las 10 muestras testigo

tuvieron algo en común, todas presentaron una población demicroorganismos, tanto bajo la técnica de inoculación porsuperficie como con la de profundidad (ver fotografías 5 y6).

Fotografía 5. Muestras de solución de Multi-biol sin recircular (testigo)inoculados en superficie con cultivo de microorganismos aerobios.

Fotografía 6. Muestras de solución de Multi-biol sin recircular (testigo)inoculados en profundidad con cultivo de microorganismos anaerobios.

Por otro lado, ocurrió algo interesante con las 10 muestrasque pasaron por el sistema de recirculación. Las 5 muestrasde solución tratadas bajo la técnica de inoculación demicroorganismos por superficie, presentaron una poblaciónparecida al testigo, es decir, el tratamiento no afectó a losmicroorganismos aerobios. Mientras que las 5 muestras desolución tratadas bajo la técnica de cultivo en profundidad,no presentaron población de microorganismos anaerobios.

Fotografía 7. Muestras de solución de Multi-biol recirculado inoculadosen superficie con cultivo de microorganismos aerobios.

Fotografía 8. Muestras de solución de Multi-biol recirculado inoculadosen profundidad sin microorganismos anaerobios.

Fotografía 9. Detalle comparativo de un par de muestras de solución deMulti-biol recirculado. a) Presencia de microorganismos aerobios y b)

inexistencia de microorganismos anaerobios.

Esto podría explicarse debido a que la motobomba induce unainyección agresiva de aire, imposibilitando el desarrollo delos microorganismos anaerobios, pero sin afectar losmicroorganismos aerobios.

c. Recirculación + inducción de campo electromagnético.

a) b)

Luego de determinar si existe o no un efecto agresivo de lamotobomba sobre la población de microorganismos se proponeuna segunda fase del experimento en laboratorio paraestablecer un rango máximo y mínimo de intensidad de campomagnético medida en militeslas (mT) con corriente continua(DC) y corriente alterna (AC) sobre muestras de Multi-bioldisuelto en agua, recirculado y que haya pasado por 50, 100,150 y 200 mT, y que posteriormente será mezclado en unsustrato de 50 gramos de gallinaza esterilizada, a diferentestiempos de exposición, todo esto con el objeto de determinar,indirectamente, con la prueba de actividad microbiana laexistencia de microorganismos aerobios.

d. Montaje de invernadero + sistema de riego por goteo +sistema de recirculación de agua y bio-fertilizante.

Luego de acotar la intensidad de campo y los tiempos deexposición, y posterior al montaje de las plántulas decúrcuma, se espera iniciar la fase de invernadero,estimulando el agua de riego y el bio-fertilizante líquido, yluego aplicarlo a las plantas de cúrcuma hasta el 3 mes dedesarrollo vegetativo, comparando los resultados de lostratamientos con los testigos.

El estudio investigativo se llevará a cabo para estudiar larespuesta del cultivo de la cúrcuma (Curcuma longa) al agua deriego y al uso de bio-fertilizantes tratados con un campoelectromagnético en un sistema de recirculación bajocondiciones de invernadero. Con esta investigación se buscaevaluar el posible efecto que tiene el agua de riego y losbio-fertilizantes estimulados electromagnéticamente sobre eldesarrollo vegetativo de un cultivo controlado de cúrcuma,estimando de tal forma, el mejor tiempo de exposición alcampo y la intensidad óptima del mismo, para tal fin, seutilizará un diseño completamente aleatorizado con lassiguientes variables de respuesta: altura, diámetro basal ymasa seca de los rizomas de cúrcuma. Los datos obtenidosserán validados con el paquete estadístico SPSS® versión 20.

Resultados a la fecha

Éstas son las actividades adelantadas a la fecha:

Investigación, lectura y traducción de artículos paramarco teórico.

Diseño del invernadero (junto a tesistas: Yesid Castañoy Claudia Gutiérrez).

Cotización de materiales (junto a tesistas: YesidCastaño y Claudia Gutiérrez).

Ensayo de pre-germinación de rizomas de cúrcuma. Diseño experimento fase a), b) c) y d). Recolección y análisis de datos experimento fase a) y

b).