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Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Elizabeth HERRERA PARRA, Jairo CRISTÓBAL ALEJO J, Espiridión REYES CHÁVEZ E, Luis Felipe BARAHONA PÉREZ . Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias Centro de Investigación Regional Sureste Campo Experimental Mocochá Mocochá, Yucatán, México. Noviembre de 2013 Folleto Técnico No. 11-ISBN: 978-607-37-0097-9 SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, DESRROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN Lic. Enrique Martínez y Martínez Secretario Lic. Jesús Aguilar Padilla Subsecretario de Agricultura Prof. Arturo Osornio Sánchez Subsecretario de Desarrollo Rural M. C. Ricardo Aguilar Castillo Subsecretario de Alimentación y Competitividad Lic. Marcos Bucio Mújica Oficial Mayor INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS Dr. Pedro Brajcich Gallegos Director General Dr. Salvador Fernández Rivera Coordinación de Investigación, Innovación y Vinculación M. Sc. Arturo Cruz Vázquez Coordinación de Planeación y Desarrollo Lic. Luis Carlos Gutiérrez Jaime Coordinación de Administración y Sistemas CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL SURESTE M. C. Jaime Piña Razo Director Regional Dr. Raúl Díaz Plaza Director de Investigación M. C. Hector Torres Pimentel Director de Planeación y Desarrollo L. A. E. Alicia Díaz Vázquez Directora de Administración M. C. Jorge Vivas Rodriguez Jefe del Campo Experimental Mocochá Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel. Elizabeth HERRERA PARRA Jairo CRISTÓBAL ALEJO Espiridión REYES CHÁVEZ Luis Felipe BARAHONA PÉREZ CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL SURESTE Campo Experimental Mocochá Folleto Técnico No. 11 Mérida, Yucatán, México. Noviembre de 2013. No está permitida la reproducción total o parcial de esta publicación ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, fotocopia por registro u otros medios sin el permiso previo y por escrito de la institución. INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS. Progreso No. 5, Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, C.P. 04010, México, D.F. Folleto Técnico No. 11: PRODUCCIÓN Y MANEJO DE AH KITS (Thevetia peruviana) ESPECIE POTENCIAL PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL. Primera edición 2013. Impreso en México. ISBN: 978-607-37-0097-9 Cita correcta de esta publicación: Herrera, P. E.; Cristóbal, A. J.; Reyes, C. E. y Barahona, P. L. F. 2013. Producción y manejo de Ah Kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Centro de Investigación Regional Sureste. Campo Experimental Mocochá. Mérida, Yucatán, México. 52p. CONTENIDO Pág. I. INTRODUCCIÓN 1 II. DESCRIPCIÓN BOTÁNICA 4 III. USOS 7 IV. RECOLECCIÓN DE FRUTOS Y MANEJO DE SEMILLAS 9 4.1. Recolección y manejo de frutos 9 4.2. Manejo de semillas 10 V. PRODUCCIÓN DE PLANTA 12 5.1. Tratamiento pregerminativo 12 5.2. Siembra 12 5.3. Trasplante a bolsas 14 5.4. Manejo de planta en vivero 16 VI. CONTROL DE ENFERMEDADES Y PLAGAS EN VIVERO 19 6.1. Pudrición de cuello 19 6.2. Tizón foliar 22 6.3. Defoliación de planta en vivero 25 VII. ESTABLECIMIENTO Y MANEJO DE LA PLANTACIÓN 29 7.1. Preparación de terreno 29 7.2. Trazo de plantación 30 7.3. Apertura de pocetas 30 7.4. Época y densidad de plantación 31 7.5. Control de maleza 33 7.6. Poda y fertilización 33 7.7. Rendimientos de colectas de Ah Kits 36 VIII. CONCLUSIONES 41 IX. LITERATURA CITADA 43 AGRADECIMIENTOS 50 ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1. Parcela experimental de Ah kits (Thevetia peruviana) establecida en Mocochá, Yucatán. 6 Figura 2. (a) Frutos, y (b) endocarpios pétreos de Ah kits (T. peruviana). 10 Figura 3. (a) Flor, (b) fruto tipo drupa, (c) pericarpio, (d) endocarpio pétreo, (e) semillas de Ah kits (T. peruviana). Figura 4. (a) Charolas con endocarpios para germinación, (b) plántulas de Ah kits germinando. 11 14 Figura 5. Plántulas de Ah kits de 15 días de edad. 16 Figura 6. Plantas de Ah kits, en adaptación bajo malla sombra en vivero. 18 Figura 7. Síntomas en base de tallo de plántulas de Ah kits inducidas por Fusarium solani (a y b) cepa (c) y esporas del mismo hongo (d). 21 Figura 8. Hojas con tizones (a), esporas de Alternaria alternata (b), .crecimiento in vitro del agente causal del tizón foliar (c) 24 Figura 9. Aspectos de daño en follaje ocasionada por larvas de Palpita flegia (a, b, c) y, huevos de larvas en follaje (d). 26 Figura 10. Larva en follaje (a) y aspectos de larva de Palpita flegia bajo microscopio estereoscópico (b). 27 Figura 11. Preparación de terreno para establecimiento de Ah kits (T. peruviana) en suelo luvisol-ródico. 29 Figura 12. Aspectos generales de parcela de Ah kits (T. peruviana) establecida en suelo (a) litosol y (b) luvisol-ródico en el estado de Yucatán. 32 Figura 13. a y b) daños en ápices de hojas de T. peruvina inducidas por c) larvas de Palpita flegia. 35 Figura 14. Poda de formación de plantas de Ah kits, en parcela experimental Mocochá (a y b). 36 ÍNDICE DE CUADROS Pág. Cuadro 1. Productos químicos recomendados para el control de la pudrición de cuello por Fusarium solani. 22 Cuadro 2. Productos químicos recomendados para el control del tizón foliar por Alternaria alternata. 25 Cuadro 3. Productos recomendados para el control de Palpita flegia. 28 Cuadro 4. Producción estimada de endocarpios de colectas de T. peruviana en la parcela establecida en suelo litosol en campo experimental Mocochá. 37 Cuadro 5. Producción estimada de endocarpios de colectas de T. peruviana en la parcela establecida en suelo luvisol-ródico, en el sitio experimental Uxmal. 39 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel I. Thevetia peruviana INTRODUCCIÓN es una especie de la familia Apocynacea, conocida como cascabel en España, retama en Venezuela (Yepez y Arboleda, 2009) y yellow oleander en Kenya-Africa y Florida (Rajapakse, 2009). En México se le conoce como came en Michoacán y flor de San Pedro en San Luis Potosí (Morales, 2005). En Yucatán se le identifica como campanilla de oro, cascabel, azuceno, cabalonga, codo de fraile y venenillo (Arellano et al., 2003) pero principalmente con el nombre maya Ah kits (Tun y González, 2004). Algunas especies de este género son venenosas, a pesar de esto existen en el mercado productos medicinales elaborados de esta planta., de los frutos se extrae la tevetina sustancia que se utiliza como estimulante cardíaco (Khare, 2007). Algunos extractos acuosos de T. peruviana se usan para inhibir la germinación de semillas de maleza donde los metabolitos secundarios responsables de esta 1 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel propiedad son triterpenoides, fenoles y flavonoides (Alfonso et al., 2005). Asimismo, los ésteres que presenta esta planta tienen varias aplicaciones oleoquímicas: lubricante en fibras textiles, aceite curtidor y alternativa como fuente de combustible en sustitución del diesel petróleo (DíazBallote et al., 2008; Demirbas, 2008b). Debido al el aumento alarmante de las emisiones de gases de efecto invernadero, los biocombustibles como el biogás, bioetanol y el biodiesel juegan un papel crucial en la lucha para reducir las emisiones de dióxido de carbono y revertir el calentamiento global por lo que se buscan opciones energéticamente viables para minimizar estos daños sin sacrificar el crecimiento económico. El estado de Yucatán no cuenta con disponibilidad propia de combustibles fósiles. Sin embargo, por su ubicación geográfica, puede ser un gran generador de energías alternativas, por lo que se han iniciado diversas acciones para la producción de biocombustibles y en particular para la producción de biodiesel a partir de aceite de semillas 2 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel como Jatropha curcas, Ricinus communis y en particular de T. peruviana., considerando a esta especie una alternativa para la generación de energía renovable y una especie agrícola viable que puede ser explotada por agricultores y viverista del estado. En esta publicación se describe los aspectos del proceso de recolección de semillas, producción de planta, establecimiento y manejo de una plantación con fines comerciales. 3 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel II. DESCRIPCIÓN BOTANICA El nombre científico del “Ah kits” es Thevetia peruviana (Pers.) K. Schum. Esta especie pertenece a la familia Apocynaceae la cual se ubica dentro de las 15 familias más diversas de México, con 50 géneros, 385 especies y tres subfamilias. En Yucatán se encuentra registrada la subfamilia Apocynoideae con siete géneros y ocho especies, una de éstas corresponde a T. peruviana (Figura 1). Es originaria de México y América Tropical, ocasionalmente se encuentra distribuida en bosques húmedos (Juárez et al., 2007). En la Península de Yucatán, se encuentra en selvas bajas, medianas y altas, es frecuente encontrarla como ornato en jardines, parques y calles en comunidades urbanas. Es un árbol o arbusto de 3 a 5 m de altura, de corteza grisácea, con lenticelas, algo rugosa con los años. Las hojas de linear-lanceoladas a lanceoladas, de 10 a 15 cm de largo por 0.5 a 1.2 cm de ancho con la base atenuada, el margen entero y el ápice corto o largamente acuminado; 4 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel son glabras, algo coriáceas, de color verde lustroso en el haz, algo más claras en el envés, con el nervio central destacado y la nerviación secundaria poco visible. Pecíolo de 1 a 3 mm de largo. Las Inflorescencias son cimosas, generalmente terminales, sobre un pedúnculo de al menos de 1 cm de longitud. Flores olorosas, de 5 a 6 cm de largo, sobre pedicelos de 2.5 a 5 cm de longitud. Cáliz con los sépalos estrechamente triangulares, acuminados, de 5.5 a 7 mm de largo., corola infundibuliforme, amarilla o anaranjada, con el tubo de 1.2 a 2.5 cm de largo, con 5 apéndices pubescentes en la parte superior interna, opuestos a los estambres; limbo con 5 lóbulos obovados, de 2.7 a 3.3 por 1.3 a 1.5 cm. Estambres inclusos, con las anteras de hasta 1.8 mm de largo. Ovario rodeado por un anillo nectarífero. El fruto turbinado, algo comprimido lateralmente, de 2 a 2.7 de ancho por 2.8 a 3 cm de largo, negruzco en la madurez; semillas 2 a 4, de color gris claro, lenticulares, de unos 2 por 3.55 mm (Arellano et al., 2003; Morales, 2009). 5 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 1. Parcela experimental de Ah kits (Thevetia peruviana) establecida en Mocochá, Yucatán. 6 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel III. Usos En medicina tradicional, el látex de “Ah kits” se utiliza como antimalárico, para tratar dolor de muelas, hemorroides, sarna y úlceras (Arellano et al., 2003). De los frutos se extrae la tevetina, sustancia utilizada como estimulante cardíaco (Aular et al., 2003). Esta especie también se ocupa para la forestación de parques avenidas de ciudades por su porte bajo, sistema radical que no levanta el asfalto y por sus llamativas fragantes flores (Yepez y Arboleda, 2009). Por otra parte se conoce que los extractos etanólicos obtenidos a partir de semillas de T. peruviana inhiben el crecimiento Enterobacter de patógenos aerogenes, como: Escherichia Alcaligenes coli, faecalis, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Candida albicas y Microtermes spp (Ravikumar et al., 2007; Kareru et al., 2010). 7 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Asimismo, los ácidos grasos que se obtiene de la corteza, hojas y semillas se emplean en la industria como lubricantes en fibras textiles y aceite curtidor (Fukuda et al., 2001; Calle et al., 2005; Pacheco et al., 2006). De acuerdo a investigaciones reciente, los ácidos grasos de semillas de T. peruviana son aptos para la producción de biodiesel (Demirbas, 2008a; Kannan and Marappan 2012; DíazBallote, 2010). 8 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel IV. RECOLECCIÓN DE FRUTOS Y MANEJO DE SEMILLAS La floración inicia a los siete meses de edad posteriores a su trasplante, la maduración y cosecha de los primeros frutos se ocurre a los dos meses posteriores a la floración que es el tiempo que transcurre desde el amarre y llenado de fruto hasta su cosecha. Produce frutos todo el año y la mayor producción inicia en octubre a marzo del siguiente año. 4.1. Recolección y manejo de frutos La colecta de frutos se lleva a cabo cuando éstos muestran un cambio de color de amarillo a café claro o negro, son suaves al tacto y las semillas presentan un color café claro (Figura 2). Los frutos se cosechan manualmente y se depositan en costales de rafia o bolsas de plástico. Se ponen a media sombra donde reposan de dos a tres días para luego proceder a su limpieza o beneficio (Herrera et al., 2010). 9 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 2. (a) Frutos, y (b) endocarpios pétreos de Ah kits (T. peruviana) 4.2. Manejo de semillas Cuando los frutos están maduros, se elimina la cáscara de forma manual hasta dejar los endocarpios limpios (dentro del cual se encuentran de 2 a 4 semillas), se secan a la sombra y se procede a su selección, eliminando las semillas dañadas, restos de cáscara y otras impurezas. Con esta práctica se obtiene un 100% de semilla pura, libre de plagas y enfermedades. El secado para almacenamiento se realiza a la sombra durante tres a cinco días. Las semillas pueden conservar su poder de germinación hasta 10 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel por seis meses almacenadas a temperatura de 26 mas menos 1°C, en bolsas de papel o cualquier material que permita buena ventilación. Después de este período, se reduce significativamente el porcentaje de germinación. Se identifican por lotes, nombre, número de colecta, fecha de colecta y se almacenan para su posterior programa de siembra. Por cada kilogramo se obtienen de 230 a 250 semillas (Rivera et al., 2010). Figura 3. (a) Flor, (b) fruto tipo drupa, (c) pericarpio, (d) endocarpio pétreo, (e) semillas de Ah kits (T. peruviana). 11 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel V. PRODUCCIÓN DE PLANTA 5.1. Tratamiento pregerminativo Los semillas de “Ah kits” están envueltas por una cubierta pétrea (endocarpio). Para inducir su germinación, se remojan los endocarpios en agua a temperatura ambiente durante 12 horas, una vez transcurrido este tiempo se procede a la siembra (Herrera et al., 2010). 5.2. Siembra Los endocarpios pueden sembrarse en camas de germinación de 1 m de ancho por cinco m de largo con una altura de 10 cm o en charolas de polietileno negras (Figura 4), utilizando como sustrato suelo cernido que puede ir sólo o acompañado de materia orgánica como el bagazo de henequén a razón 3:1. Los endocarpios se colocan a distancia de tres cm entre filas y tres cm entre hileras a una profundidad de cinco cm aproximadamente, 12 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel con esto se obtiene una densidad de población de 2222 plantas por m2, tomando en cuenta que cada endocarpio contiene de tres a cuatro semillas, de las cuales germinan generalmente dos. Es necesario no exceder la humedad para prevenir la presencia de enfermedades fungosas, por lo que se puede aplicar riegos cada segundo día o cuando lo requiera el sustrato, manteniendo una saturación de humedad del suelo de 80 %, así como eliminar malas hierbas. A partir de los 13 días se inicia la germinación de las semillas y después de cinco días se alcanza del 95 al 100%, de germinación. 13 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 4. (a) Charolas con endocarpios para germinación, (b) plántulas de Ah kits germinando. 5.3. Trasplante a bolsas Una vez que la planta alcanza una altura de cinco cm y tiene desarrollada la raíz, lo cual ocurre aproximadamente a los 15 días, se realiza el trasplante a bolsas. El almácigo, se humedece para permitir la remoción de las plantas sin dañar el sistema radicular. Esta labor se realiza a la sombra cubriendo las raíces y manteniéndolas húmedas. 14 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Para extraer las plantas del almácigo, se asegura por la base del hipocotilo, las plantas que presentan raíces de más de 5 cm de largo se podan, formando una especie de triangulo invertido para evitar malformaciones en la planta, posteriormente se colocan en un recipiente de plástico, el cual deberá contener aproximadamente 1L de agua, al cual se le incorpora el fungicida captan a dosis de 1 a 3 g/L de agua, esto con el fin de proteger a las raíces recién podadas ante la presencia de algún hongo. Al momento del trasplante, el cuello de la raíz de las plántulas debe mantenerse a la altura de la superficie del sustrato y las raíces se colocan en posición normal evitando su enroscamiento dentro de la bolsa, lo cual puede inducir mal formación de la planta. Para el trasplante se puede utilizar bolsas de polietileno negro de 15 cm de anchos por 25 cm de largo o bolsas de 300 gr de capacidad (Figura 5), previamente llenadas con el mismo sustrato utilizado en el almacigo. 15 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 5. Plántulas de Ah kits de 15 días de edad. 5.4. Manejo de planta en vivero Posterior al trasplante de las plántulas, es necesario esperar que éstas crezcan y alcancen 50 cm de altura, lo cual ocurre aproximadamente a los 70 días, además es necesario que las plantas pasen por un proceso de aclimatación y crecimiento. Para esto es necesario colocar 16 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel las plantas, bajo malla sombra del 75% para protegerlas del sol y evitar quemaduras en el área foliar. Para evitar que las plantas enraícen en el vivero las plantas se colocan sobre plástico negro, se recomienda ordenar las camas de tal manera que se formen camas de 1 m de ancho por 20 de largo y entre camas dejar una distancia de al menos 0.75 m, espacio que será utilizado para las labores de mantenimiento, eliminación de malas hierbas y realizar riegos necesarios para mantener el buen estado y desarrollo de las mismas (Figura 6). 17 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 6. Plantas de Ah kits en adaptación bajo malla sombra en vivero. 18 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel VI. CONTROL DE ENFERMEDADES Y PLAGAS EN VIVERO A continuación se describen las plantas y enfermedades que se diagnosticaron en vivero bajo las condiciones agroecológicas del estado de Yucatán. 6.1. Pudrición de cuello. Esta enfermedad ocasionada por Fusarium solani se presenta en la etapa de plántula cuando los niveles de humedad son elevados, este hongo invade el cuello de la planta, ocasionando pudrición de la misma, puede invadir cotiledones y las hojas pequeñas pierden su color verde, se marchitan y caen; el hongo invade los haces vasculares los cuales se tornan amarillos o pardo, en consecuencia se origina marchitez del follaje (Bacab et al., 2010). Estos síntomas típicos inducidos por F. solani son parecidos a los que induce este patógeno en crisantemo y en chile (Cabrera et al., 2004; Escalona et al., 2006). 19 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel La colonia de F. solani en medio de cultivo PDA desarrolla micelio algodonoso, de color crema-naranja. Este patógeno se caracteriza por presentar micelio septado y microconidios abundantes con 2.7 a 8.9 µm de largo por 2 a 4 µm de ancho, 0 a 1 septos presentes, de forma ovoide producidos en conidióforos largos. Los macroconidios son estructuras largas, septadas, en forma de media luna o de canoa, con una dimensión de 9.1 a 38.9 µm por 2.2 a 4.4 µm, con 1 a 4 septos y clamidosporas globosas con diámetro de 6.2 a 11.1 µm (Barnett y Hunter, 1999; Montealegre et al., 2003) (Figura 7). 20 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 7. Síntomas en base de tallo de plántulas de Ah kits inducidas por Fusarium solani (a y b) cepa (c) y esporas del mismo hongo (d). 21 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Para prevenir la infección de este patógeno, se recomienda disminuir riegos y aplicar cualquier fungicida sistémico (Cuadro 1), en la base del cuello y en la periferia de la misma. Cuadro 1. Productos químicos recomendados para el control de la pudrición de cuello por Fusarium solani. Ingrediente activo Dosis procloraz 1.5-2 mL/ L de agua tiabendazol 1.5-2.0 g/L de agua benomilo 1.5-2 g/L de agua fosetil aluminio 2.5 g/L de agua imazalil 1-2 g/L de agua 6.2. Tizón foliar Es ocasionado por el hongo Alternaria alternata y se presenta en la etapa de adaptación en vivero, origina la formación de manchas cloróticas en hojas, que con el 22 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel tiempo se tornan de color café o negro con un halo amarillento, induciendo caída de hojas (Bacab et al., 2011) (Figura 8). Estos síntomas inducidos por A. alternata en T. peruviana son similares a los síntomas observado en plantas anuales y perennes, tanto comestibles como de ornato (Fernández, 2005; Arias y Jerez, 2008; Madrigal, 2009). A. alternata en medio de cultivo Agar-Jugo de Verduras V8 desarrolla micelio de color gris. Este hongo, se caracteriza por presentar conidios obclavados, muriformes de 12 a 42 µm, con un extremo más estrecho, de color marrón oscuro, que pueden medir de 6.7 a 13 µm y con septación transversal de 3 a 8 µm y longitudinal variable de 1 a 2 µm. Los conidios crecen de forma acropétala dando lugar a largas cadenas, frecuentemente de 5 a 10 conidios, simples o ramificadas (Rotem, 1994; Simmons, 1995). 23 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 8. Hojas con tizones (a), esporas de Alternaria alternata (b), crecimiento in vitro del agente causal del tizón foliar (c) 24 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Para su control se recomienda la aplicación foliar de los siguientes productos fungicidas (Cuadro 2) Cuadro 2. Productos químicos recomendados para el control del tizón foliar por Alternaria alternata Ingrediente activo Dosis azoxystrobin 1-2 g/ L de agua tiabendazol 1-1.5 g/L de agua benomilo 1-1.5 mL/L de agua fosetil aluminio 1-1.5 g/L de agua imazalil 1-1.5 mL/L de agua 6.3. Defoliación de planta en vivero La palomilla Palpita flegia, registrada en la familia Pyralidae, es una especie fitófaga de Thevetia peruviana (Herrera et al., 2011). El daño lo realiza a nivel de ápice donde ocupa las hojas jóvenes para pupar y alimentarse de ella, 25 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel ocasionando defoliación y muerte de ápices, (Figuras 9 y 10). Figura 9. Aspectos de daño en follaje ocasionada por larvas de Palpita flegia (a, b, c) y, huevos de larvas en follaje (d). 26 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 10. Larva en follaje (a) y aspectos de larva de Palpita flegia bajo microscopio estereoscópico (b). Este lepidóptero se distribuye en Estados Unidos, México, Puerto Rico, Cuba, Nicaragua, Colombia, Brasil y Argentina (Diodato et al., 2009). Para su control se pueden realizar podas sanitarias para eliminar los capullos de refugio, así como aplicar insecticidas de contacto (Cuadro 3) al follaje de la planta, ya que las larvas al alimentarse de las plantas ingieren el 27 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel producto y mueren. Una alternativa amigable para el control de esta larva es la aplicación de 2 g de detergente por litro de agua. Cuadro 3. Productos recomendados para el control de Palpita flegia Ingrediente activo Dosis imidacloprid 1-2 mL/L de agua abacmetrina 1-2 mL/L de agua oxamil 1-2 mL/L de agua 28 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel VII. ESTABLECIMIENTO Y MANEJO DE LA PLANTACIÓN 7.1. Preparación de terreno La preparación del terreno empieza desde la selección del mismo para lo cual deben preferirse los suelos planos y de fácil acceso. El terreno debe estar libre de maleza o residuos de cosecha si éste fue usado para la siembra de cultivos anuales con anterioridad. Si se trata de suelos mecanizables (Figura 11) se debe efectuar un desvare, barbecho y rastreo en forma cruzada. Figura 11. Preparación de terreno para establecimiento de Ah kits (T. peruviana) en suelo luvisol-ródico. 29 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel 7.2. Trazo de plantación Una vez despejado el terreno se procede al trazo de la plantación bajo el sistema de marco real con distanciamientos de 3.0 m entre plantas por 3.0 m entre hilera de plantas. 7.3. Aperturas de pocetas Hasta donde las condiciones del suelo lo permitan la poceta debe tener dimensiones de 20 cm x 20 cm x 25 cm, si el punto donde cae la poceta es muy rocoso o presenta piedra, la poceta debe moverse unos 20 a 25 cm a los lados del punto principal procurando no distorsionar demasiado la línea de plantación. En suelos arables las pocetas se pueden construir con las mismas dimensiones como las que se realizan en suelos pedregosos. 30 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel 7.4. Época y densidad de plantación La época de plantación depende del establecimiento del temporal, en el estado de Yucatán esto ocurre generalmente en los meses de junio a agosto, debiendo esperar las primeras dos o tres lluvias para que se moje bien el terreno y posteriormente proceder a la plantación. Si se cuenta con sistema de riego la plantación puede realizar en cualquier época del año. Con respecto a la densidad de plantación, se sugiere sembrar a distanciamiento de 3.0 m x 3.0 m en sistema de plantación en marco real, para tener un número de plantas por hectárea de 1110 (Figura 12). 31 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 12. Aspectos generales de parcela de Ah kits” (T. peruviana) establecida en suelo (a) litosol y (b) luvisol-ródico en el estado de Yucatán. 32 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel 7.5. Control de maleza Se sugiere el control de maleza en forma manual si se dispone de mano de obra y recurso suficiente, de lo contrario solo se recomienda realizar este tipo de control en un área de 20 cm a ambos lados de la hilera con aplicaciones de herbicidas de traslocación sistémica como el glifosato en dosis de 3 litros por hectárea, esta actividad debe realizarse entre los 30 y 45 días después de la plantación y posteriormente cada tres meses durante la época de lluvias. La aplicación debe ser dirigida a la maleza procurando no alcanzar las plantas de cultivo para evitar muerte de plantas por toxicidad sobre todo en las primeras fases de desarrollo del cultivo. 7.6. Podas y fertilización La poda se realiza con el objeto de formar arboles de baja altura y lograr una buena exposición de todas las partes de la planta a la radiación solar, para asegurar una buena 33 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel producción de fruto y que la cosecha se realice con mayor facilidad (Figura 14). Se sugiere realizar podas de formación los primeros dos años, éstas consisten en dejar un tallo principal eliminando las ramas y brotes, despejando el tallo por su base entre 30 a 40 cm, posteriormente se recomienda realizar podas cada año, para mantener la altura y dosel adecuado que permita la cosecha de los frutos. Todos los daños inducidos por las podas se deben sellar utilizando con la aplicación de caldo bordeles al 1%. En la plantación, la palomilla Palpita flegia ocasiona los mismos daños que en las plantas de vivero (Figura 13), para su control se recomienda la aplicación de los mismos productos insecticidas (Cuadro 3). 34 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 13. a y b) daños en ápices de hojas de T. peruviana inducidas por c) larvas de Palpita flegia. Se sugiere fertilizar con triple 17 a los 15 días después del trasplante depositando y posterior a las podas para favorecer la emisión de follaje de las plantas, asegurándose de que exista humedad en el suelo al momento de realizar la fertilización. 35 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Figura 14. Poda de formación de plantas de Ah kits, en la parcela experimental Mocochá (a y b). 7.7. Rendimiento de colectas de Ah kits Las colectas, INIFAP-6 INIFAP-9 de Ah kits establecidos en suelo litosol, registraron rendimientos potenciales de 255.46 y 381 kg.ha-1 de endocarpios, en el primer ciclo de producción bajo estas condiciones de establecimiento a los 27 meses posteriores a la plantación, tiempo en el cual 36 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel queda contemplada el crecimiento vegetativo de las colectas hasta la primera producción (Cuadro 4). Cuadro 4. Producción estimada de endocarpios de colectas de T. peruviana establecidas en suelo litosol, en Mocochá Colectas Producción por planta (gr) Rendimiento potencial -1 (Kg.ha ) INIFAP-6 INIFAP-9 230.15 343.25 255.46 381.00 *Aceite /100 gr de endocarpios (% p/p) 51.57 50.98 **Rendimiento de Biodiesel (% v/v) 74.03 74.19 Producción estimada a partir de la cosecha de un periodo de 13 meses de producción * Aceite extraído a través de extracción etanólica. ** Rendimiento logrado en condiciones de laboratorio. Estos rendimientos son considerables, si se toma en cuenta la edad temprana de las colectas de T. peruviana en la cual inicia la producción de frutos, lo cual supera la producción de especies energéticas como Riccinus communis, que han proporcionado 301 kg.ha-1 de semillas en los primeros años de producción (Zamarripa et al., 2010). Las extracciones etanólicas de aceite de las colectas INIFAP-6, NIFAP-9 fueron de 51.17 y 50.98 % y los rendimientos de biodiesel obtenidos en laboratorio a través 37 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel de reacción de transesterificación registraron porcentajes de 74.03 y 74.19 %, respectivamente, valores aceptables en este tipo de reacción (Cuadro 4). Las colectas INIFAP-8, INIFAP-9, INIFAP-19, INIFAP-2, establecidas en suelo luvisol-ródico, proporcionaron un rendimiento potencial de producción de endocarpios que van de 739.07 a 1,098.76 kg.ha-1 (Cuadro 5). Estos rendimientos iniciales son alentadores debido a que en etapas tempranas de la planta, se comienza con la obtención de materia prima para la producción de biodiesel. En especies energéticas como Jatropha curcas, el potencial de producción de algunos materiales se estabiliza al cuarto año con rendimientos potenciales de 700 a 800 kg.ha-1 (Basulto y Reyes, 2009). 38 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Cuadro 5. Producción estimada de endocarpios de colectas de T. peruviana en la parcela establecida en suelo luvisol-ródico, en Uxmal. Colectas Producción por planta (gr) Rendimiento potencial -1 (Kg.ha ) INIFAP-8 INIFAP-9 INIFAP-19 INIFAP-20 665.83 989.88 630.76 687.71 739.07 1,098.76 700.14 763.35 *Aceite /100 gr de endocarpios (% p/p) 50.3 51.56 51.33 50.3 **Rendimiento de Biodiesel (% v/v) 70.10 69.68 74.47 67.76 Producción estimada a partir de la cosecha de un periodo de 13 meses de producción. * Aceite extraído a través de extracción etanólica. ** Rendimiento logrado en condiciones de laboratorio. El rendimiento de aceite de estos materiales (Cuadro 5) presentan porcentajes que van de 50.3 a 51.56% y el rendimiento de biodiesel osciló de 67.76 a 74.47%, estos valores son aceptables al igual que los rendimientos registrados con el biodiesel de colectas establecidas en Mocochá. La acidez del biodiesel es un parámetro importante que influye negativamente deteriorando el biodiesel almacenado cuando rebasa los 0.5 mg de KOH/g de muestra. Las muestras analizadas del biodiesel obtenido del aceite de diferentes colectas de T. peruviana presentaron acidez que 39 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel vario entre muestras de 0.05 a 0.12 mg de KOH/g, por lo que cumple con este parámetro de calidad. Los rendimientos obtenidos por las colcetas de “Ah kits”, proporcionan información sobre su adaptación en las condiciones para su establecimiento en el estado de Yucatán. Los rendimientos de aceite y biodiesel obtenidos ponen en manifiesto que T. peruviana, es fuente de materia prima para la elaboración de combustibles de bajo impacto ambiental. 40 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel XIII. CONCLUSIONES Se cuentan con genotipos de Ah kits (INIFAP-8, INIFAP-9 INIFAP-18, INIFAP-20) con potencial para la producción de endocarpios en suelo luvisol-ródico y litosol (INIFAP-6, INIFAP-9) en el estado de Yucatán. Las principales enfermedades y plagas asociadas a la producción de plántula son Alternaria alternata, Fusarium solani y Palpita flegia. Los valores de acidez del aceite y biodiesel de T. peruviana se encuentran por debajo del límite aceptable según la norma ASTM 664. Lo cual indica que la reacción de transesterificacion (producción de biodiesel) se puede llevar a cabo sin el riesgo de que se formen jabones. El Ah kits es una especie que se ha desarrollado y adaptado con éxito a las condiciones agroclimáticas 41 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel prevalecientes en el estado de Yucatán, en especial en suelos luvisoles-ródicos. Por lo cual presenta potencial para ser explotada como especie con potencial energético para la producción de materia prima en la elaboración de biocombustibles. 42 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel IX. LITERATURA CITADA Arellano, J. A.; Flores G. J. S.; Tun, G. J. y Cruz, B. M. M. 2003. Nomenclatura, forma de vida, manejo y distribución de las especies vegetales de la Península de Yucatán. Etnoflora yucatanense. No. 20. Universidad Autónoma de Yucatán. Pp. 35-40. Aular de G, Y.; Peña, M.; Ägreda, J. y Díaz, M. 2003. 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Elizabeth Herrera Parra DISEÑO Y FORMACIÓN M.C. Genovevo Ramírez Jaramillo CÓDIGO INIFAP MX-0-310301-52-08-38-09-11 51 Producción y manejo de Ah kits (Thevetia peruviana) especie potencial para la producción de biodiesel Para mayor información sobre el contenido de este documento y otras tecnologías, diríjase a: INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS Progreso Núm. 5. Barrio de Santa Catarina 04010 Delegación Coyoacán, México, D.F. www.inifap.gob.mx CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL SURESTE Calle 6 No. 398 x 13, Av. Correa Rachó Col. Díaz Ordaz, Mérida Yucatán C.P. 97148 Tel. 999 196 11 81 al 88 CAMPO EXPERIMENTAL MOCOCHÁ Km 25 antigua carretera Mérida-Motul C.P. 97454 Tel: 991 916 22 15 Mocochá, Yucatán. 52 Esta publicación se terminó de imprimir en noviembre 2013, con un tiraje de 500 ejemplares en Centro de Investigaciones Regional Sureste Mérida, Calle 6 No. 389 X 13 Av. Correa Rachó, Col. Díaz Ordaz, C.P. 97130, Mérida, Yucatán, México. 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