Interacción micorriza arbuscular – rizobacterias diazotróficas en agroecosistemas.
Por Rodrigo Tofiño R, I.A. instructor servicio nacional de aprendizaje **Sena**
Con el manejo actual de los agroecosistemas, aunque se logran incrementos en la productividad vegetal y animal, los altos costos de insumos y los efectos de su aplicación en la contaminación ambiental ,ponen en duda su sostenibilidad a largo plazo. De allí, la importancia de establecer sistemas alternativos que tomen ventaja deliberada de procesos naturales, a través de hongos formadores de micorriza arbuscular HMA y bacterias simbióticas o asimbióticas fijadoras de N2, los cuales establecen relaciones sinergísticas en la rizosfera y proveen dos de los insumos económica y fisiológicamente más importantes como el N y P.
La HMA favorece la fijación simbiótica de N2, proceso exigente en P y Mo, al asegurar mayor disponibilidad de estos nutrientes y elevar la tasa fotosintética, es decir, el suministro de C requerido por ambos simbiontes. Las leguminosas que presentan la doble simbiosis rizobios-MA normalmente muestran mayor nodulación, actividad de nitrogenasa, concentración de leghemoglobina y niveles de nitrógeno. Las plantas que presentan simbiosis con rizobios (Rhizobium, Bradyrhizobium, Azinorhizobium), con Frankia y cianobacterias como Nostoc son normalmente micorrícicas.
Se ha encontrado, que MA incrementa las poblaciones e interacciones positivas de fijadores asimbióticos de N2, como Azotobacter y Azospirillum que se refleja sobre la producción de las plantas.
La evaluación de biofertilización en cultivos de importancia, mostró que la coinoculación Rhizobium-Micorrjza en el policultivo fríjol-maíz, presentó el mayor rendimiento con 1,90 t/ha-1 de fríjol y 2,3 t/ha-1 de maíz, comparado con la aplicación individual de los biofertilizantes.
jueves, 29 de julio de 2010
Rhizobium sp COMO FIJADOR DE NITRÓGENO EN PLANTAS LEGUMINOSAS UTILIZADAS COMO FORRAJE PARA LA ALIMENTACIÓN DEL GANADO BOVINO
Rhizobium sp COMO FIJADOR DE NITRÓGENO EN PLANTAS LEGUMINOSAS UTILIZADAS COMO FORRAJE PARA LA ALIMENTACIÓN DEL GANADO BOVINO
Orden Rhizobiaceae
El género Rhizobium sp, pertenece al reino de las Proteobacterias, caracterizado un grupo extenso y extremadamente complejo que en la actualidad contiene más de 1300 especies en 332 géneros. Dentro de ello Rhizobium sp, incluido en el orden Rhizobiaceae, pertenece a la subdivisión α-Proteobacterias, los cuales se caracterizan por fijar nitrógeno atmosférico y como consecuencia de esto, permite asociarse simbióticamente con las plantas, específicamente aquellas perteneciente al grupo de las leguminosas; sin embargo, dentro de este orden también se ubica el género Agrobacterium, una eubacteria gram negativa aerobia, pero se diferencia del género Rhizobium en que no estimula la formación de nódulos de la raíz ni la fijación de nitrógeno (Prescott et al., 1999; Atlas & Bartha, 2005).
Características principales de Rhizobium sp
Los miembros del género Rhizobium son bacilos móviles gram negativo con un tamaño aproximado de 0.5 a 0.9 por 1.2 a 3.0 µm, y a menudo contiene gránulos de β-hidroxibutirato y son pleomorfos en situaciones adversas (Prescott et al., 1999). Es considerado un miembro prominente de la comunidad de la rizósfera. Estas bacterias pueden también establecer una asociación simbiótica con las leguminosas y fijar nitrógeno para que la planta lo utilice (Madigan et al., 2006; Ferrera & Alarcón, 2007). Rhizobium sp infecta y forma nódulos en huéspedes específicos, porque la bacteria contiene un plásmido grande que codifica la información que no se utiliza cuando crece en el suelo como organismo de vida libre, pero por otra parte es vital para infectar a la planta huésped susceptible (Rincón et al., 2000; Atlas & Bartha, 2005). Es por esto que en la simbiosis Rhizobium-leguminosa, resulta una interacción muy específica entre la bacteria y la planta. La formación del nódulo es un proceso inducido por un intercambio de señales entre los dos participantes de la interacción; sustancias con efecto nitrógeno (factores de nodulación) son sintetizados por los genes de nodulación del microsimbionte (genes nod), en respuestas a la excreción por la planta de sustancias de tipo flavonoide. Los genes codificados por plásmidos influyen también en la variedad de plantas huéspedes en las que Rhizobium sp puede formar nódulos (Madigan et al., 2006; Atlas & Bartha, 2005).
Importancia de la fijación biológica de nitrógeno (FBN) por Rhizobium sp
Dentro de los fijadores de nitrógenos biológicos más eficientes se encuentra el género Rhizobium; este género, crea simbiosis con plantas leguminosas, aunque se conoce también que algunas especies lo hacen con plantas de arroz; sin embargo las leguminosas revisten especial importancia en la agricultura, debido que contribuyen a aumentar la fertilidad de los suelos a través de la fijación de nitrógeno; se estima que la simbiosis Rhizobium-leguminosa puede fijar de 24 hasta más de 584 kg de nitrógeno por hectárea y abastecer en algunos casos hasta 90% de las necesidades de las plantas (Ferrera & Alarcón, 2007).
Infección y formación de nódulos por Rhizobium sp
La interacción inicia con el intercambio de señales químicas entre ambos organismos. Inmediatamente la raíz libera unas sustancias específicas llamadas flavonoides que activan la expresión de los genes de nodulación (genes Nod) de los Rizobios, que conlleva a la síntesis de oligosacáridos específicos llamados factores Nod. Inmediatamente estos factores son liberados por la bacteria e inducen respuestas en la raíz, que incluyen la despolarización de la membrana celular, la deformación de los pelos radicales y la inducción de la expresión de los genes de la planta relacionados con la formación y función de los nódulos. También, durante estas etapas, se forma el meristemo nodular. En la formación de los nódulos indeterminados, el meristemo nodular se forma en el córtex interno y, en los nódulos determinados, este se forma en el córtex externo, justo debajo de la epidermis. Además, los nódulos determinados detienen la división celular en etapas tempranas de desarrollo y continúan creciendo por expansión de células hasta que alcanzan su tamaño. Mientras que los nódulos indeterminados, por el hecho de tener un meristemo apical, continúan creciendo por división celular y continuamente adicionan nuevas células al tejido nodular. Por lo tanto, es importante afirmar que los nódulos determinados e indeterminados poseen ciertas diferencias, pero coinciden con tener un sistema vascular que rodea al tejido nodular. Se estima que la fijación de nitrógeno inicia cuando el nódulo alcanza su madurez, que puede ser entre 15 y 20 días después de la infección (Ferrera & Alarcón, 2007; López, 2005; Atlas & Bartha, 2005).
Rhizobium sp utilizado como biofertilizante
En la creación de biofertilizantes para la inoculación de plantas leguminosas tipo forrajeras, Rhizobium sp ha sido considerado un microorganismo simbiótico promisorio para la obtención de dichos productos. Sin embargo, existe la posibilidad de que especies de Bradyrhizobium, presenten mayor grado de efectividad en la simbiosis con plantas leguminosas. Por esta razón, en investigaciones realizadas por la universidad Nacional de Colombia, se han clasificado tres tipos de leguminosas de acuerdo a su interacción con la cepa de Rhizobium sp. El primer grupo lo conforman leguminosas que forman una simbiosis efectiva con un gran número de cepas y son noduladas por Bradyrhizobium sp muy abundantes en las zonas tropicales y por lo tanto su respuesta a la inoculación es muy baja. El segundo grupo está conformado por leguminosas muy específicas en la interacción de cepas de Rhizobium sp, en este caso se presenta generalmente muy buena respuesta a la inoculación con cepas seleccionadas. El tercer grupo intermedio está conformando por las leguminosas que nodulan con muchas cepas de Rhizobium sp pero fijan efectivamente solo con algunas de ellas; en este caso la inoculación puede fallar si la cepa introducida es poco competitiva con las cepas nativas (Lozano, 2005)
Leguminosas: plantas hospedantes de Rhizobium sp.
Mucho se ha investigado sobre la simbiosis leguminosa-Rhizobium, que es, sin lugar a dudas unas de las asociaciones más eficientes entre el reino vegetal y los microorganismos. Solo los estudios clásicos de Hellriegel y Wilfarth a finales del siglo pasado, por primera vez establecieron claramente que eran microbios los que, en los nódulos radiculares, permitían a las leguminosas obtener nitrógeno atmosférico mientras que otras plantas no podían. A partir de esta fecha se comenzaron a emplear diversos métodos y técnicas para la caracterización y clasificación de Rizobios, basadas principalmente en la observación de la morfología, y más tarde la fisiología de las bacterias (Bécquer et al., 2000).
Las leguminosas constituyen las familias de plantas con flores más numerosas, después de las gramíneas, con unos 700 géneros y 20.000 especies (Ferrera & Alarcón, 2007). Si bien la nodulación es una característica de las leguminosas en general, hay que decir que existen géneros que no forman tales estructuras.
Estas plantas revisten especial importancia en la agricultura, debido a que contribuyen a aumentar la fertilidad de los suelos a través de la fijación de nitrógeno; se estima que la simbiosis Rhizobium-leguminosa puede fijar de 24 hasta más de 584 kg de nitrógeno por hectárea y abastecer en algunos casos hasta el 90% de las necesidades de la planta
Leguminosas utilizadas como forraje
En el caso especial de su empleo como forraje para alimentación animal se han de elegir aquellas que tengan calidad nutritiva aceptable, y que sean capaces de persistir y regenerarse aun cuando el pastoreo sea intensivo. Mataratón (Gliricidia sepium) acacia forrajera (Leucaena leucocephala), Alfalfa, trébol y vezas, entre otras, poseen esas propiedades, así como algunas gramíneas, por lo que las asociaciones gramíneas-leguminosas son muy utilizadas para pasto, proporcionado no solo un alto nivel de compuestos nitrogenados si no también un aumento de la digestibilidad e inestabilidad de la mezcla para el animal (Rodríguez et al., 1985; Clavero & Razz, 2002; Chacón et al., 2006; Urbano et al., 2004). También, es importante tener en cuenta que algunas leguminosas tipo forrajeras, por su rápido crecimiento y alta producción de biomasa, tienen gran potencial de uso para recuperar suelos erosionados (Ferrera & Alarcón, 2007).
Orden Rhizobiaceae
El género Rhizobium sp, pertenece al reino de las Proteobacterias, caracterizado un grupo extenso y extremadamente complejo que en la actualidad contiene más de 1300 especies en 332 géneros. Dentro de ello Rhizobium sp, incluido en el orden Rhizobiaceae, pertenece a la subdivisión α-Proteobacterias, los cuales se caracterizan por fijar nitrógeno atmosférico y como consecuencia de esto, permite asociarse simbióticamente con las plantas, específicamente aquellas perteneciente al grupo de las leguminosas; sin embargo, dentro de este orden también se ubica el género Agrobacterium, una eubacteria gram negativa aerobia, pero se diferencia del género Rhizobium en que no estimula la formación de nódulos de la raíz ni la fijación de nitrógeno (Prescott et al., 1999; Atlas & Bartha, 2005).
Características principales de Rhizobium sp
Los miembros del género Rhizobium son bacilos móviles gram negativo con un tamaño aproximado de 0.5 a 0.9 por 1.2 a 3.0 µm, y a menudo contiene gránulos de β-hidroxibutirato y son pleomorfos en situaciones adversas (Prescott et al., 1999). Es considerado un miembro prominente de la comunidad de la rizósfera. Estas bacterias pueden también establecer una asociación simbiótica con las leguminosas y fijar nitrógeno para que la planta lo utilice (Madigan et al., 2006; Ferrera & Alarcón, 2007). Rhizobium sp infecta y forma nódulos en huéspedes específicos, porque la bacteria contiene un plásmido grande que codifica la información que no se utiliza cuando crece en el suelo como organismo de vida libre, pero por otra parte es vital para infectar a la planta huésped susceptible (Rincón et al., 2000; Atlas & Bartha, 2005). Es por esto que en la simbiosis Rhizobium-leguminosa, resulta una interacción muy específica entre la bacteria y la planta. La formación del nódulo es un proceso inducido por un intercambio de señales entre los dos participantes de la interacción; sustancias con efecto nitrógeno (factores de nodulación) son sintetizados por los genes de nodulación del microsimbionte (genes nod), en respuestas a la excreción por la planta de sustancias de tipo flavonoide. Los genes codificados por plásmidos influyen también en la variedad de plantas huéspedes en las que Rhizobium sp puede formar nódulos (Madigan et al., 2006; Atlas & Bartha, 2005).
Importancia de la fijación biológica de nitrógeno (FBN) por Rhizobium sp
Dentro de los fijadores de nitrógenos biológicos más eficientes se encuentra el género Rhizobium; este género, crea simbiosis con plantas leguminosas, aunque se conoce también que algunas especies lo hacen con plantas de arroz; sin embargo las leguminosas revisten especial importancia en la agricultura, debido que contribuyen a aumentar la fertilidad de los suelos a través de la fijación de nitrógeno; se estima que la simbiosis Rhizobium-leguminosa puede fijar de 24 hasta más de 584 kg de nitrógeno por hectárea y abastecer en algunos casos hasta 90% de las necesidades de las plantas (Ferrera & Alarcón, 2007).
Infección y formación de nódulos por Rhizobium sp
La interacción inicia con el intercambio de señales químicas entre ambos organismos. Inmediatamente la raíz libera unas sustancias específicas llamadas flavonoides que activan la expresión de los genes de nodulación (genes Nod) de los Rizobios, que conlleva a la síntesis de oligosacáridos específicos llamados factores Nod. Inmediatamente estos factores son liberados por la bacteria e inducen respuestas en la raíz, que incluyen la despolarización de la membrana celular, la deformación de los pelos radicales y la inducción de la expresión de los genes de la planta relacionados con la formación y función de los nódulos. También, durante estas etapas, se forma el meristemo nodular. En la formación de los nódulos indeterminados, el meristemo nodular se forma en el córtex interno y, en los nódulos determinados, este se forma en el córtex externo, justo debajo de la epidermis. Además, los nódulos determinados detienen la división celular en etapas tempranas de desarrollo y continúan creciendo por expansión de células hasta que alcanzan su tamaño. Mientras que los nódulos indeterminados, por el hecho de tener un meristemo apical, continúan creciendo por división celular y continuamente adicionan nuevas células al tejido nodular. Por lo tanto, es importante afirmar que los nódulos determinados e indeterminados poseen ciertas diferencias, pero coinciden con tener un sistema vascular que rodea al tejido nodular. Se estima que la fijación de nitrógeno inicia cuando el nódulo alcanza su madurez, que puede ser entre 15 y 20 días después de la infección (Ferrera & Alarcón, 2007; López, 2005; Atlas & Bartha, 2005).
Rhizobium sp utilizado como biofertilizante
En la creación de biofertilizantes para la inoculación de plantas leguminosas tipo forrajeras, Rhizobium sp ha sido considerado un microorganismo simbiótico promisorio para la obtención de dichos productos. Sin embargo, existe la posibilidad de que especies de Bradyrhizobium, presenten mayor grado de efectividad en la simbiosis con plantas leguminosas. Por esta razón, en investigaciones realizadas por la universidad Nacional de Colombia, se han clasificado tres tipos de leguminosas de acuerdo a su interacción con la cepa de Rhizobium sp. El primer grupo lo conforman leguminosas que forman una simbiosis efectiva con un gran número de cepas y son noduladas por Bradyrhizobium sp muy abundantes en las zonas tropicales y por lo tanto su respuesta a la inoculación es muy baja. El segundo grupo está conformado por leguminosas muy específicas en la interacción de cepas de Rhizobium sp, en este caso se presenta generalmente muy buena respuesta a la inoculación con cepas seleccionadas. El tercer grupo intermedio está conformando por las leguminosas que nodulan con muchas cepas de Rhizobium sp pero fijan efectivamente solo con algunas de ellas; en este caso la inoculación puede fallar si la cepa introducida es poco competitiva con las cepas nativas (Lozano, 2005)
Leguminosas: plantas hospedantes de Rhizobium sp.
Mucho se ha investigado sobre la simbiosis leguminosa-Rhizobium, que es, sin lugar a dudas unas de las asociaciones más eficientes entre el reino vegetal y los microorganismos. Solo los estudios clásicos de Hellriegel y Wilfarth a finales del siglo pasado, por primera vez establecieron claramente que eran microbios los que, en los nódulos radiculares, permitían a las leguminosas obtener nitrógeno atmosférico mientras que otras plantas no podían. A partir de esta fecha se comenzaron a emplear diversos métodos y técnicas para la caracterización y clasificación de Rizobios, basadas principalmente en la observación de la morfología, y más tarde la fisiología de las bacterias (Bécquer et al., 2000).
Las leguminosas constituyen las familias de plantas con flores más numerosas, después de las gramíneas, con unos 700 géneros y 20.000 especies (Ferrera & Alarcón, 2007). Si bien la nodulación es una característica de las leguminosas en general, hay que decir que existen géneros que no forman tales estructuras.
Estas plantas revisten especial importancia en la agricultura, debido a que contribuyen a aumentar la fertilidad de los suelos a través de la fijación de nitrógeno; se estima que la simbiosis Rhizobium-leguminosa puede fijar de 24 hasta más de 584 kg de nitrógeno por hectárea y abastecer en algunos casos hasta el 90% de las necesidades de la planta
Leguminosas utilizadas como forraje
En el caso especial de su empleo como forraje para alimentación animal se han de elegir aquellas que tengan calidad nutritiva aceptable, y que sean capaces de persistir y regenerarse aun cuando el pastoreo sea intensivo. Mataratón (Gliricidia sepium) acacia forrajera (Leucaena leucocephala), Alfalfa, trébol y vezas, entre otras, poseen esas propiedades, así como algunas gramíneas, por lo que las asociaciones gramíneas-leguminosas son muy utilizadas para pasto, proporcionado no solo un alto nivel de compuestos nitrogenados si no también un aumento de la digestibilidad e inestabilidad de la mezcla para el animal (Rodríguez et al., 1985; Clavero & Razz, 2002; Chacón et al., 2006; Urbano et al., 2004). También, es importante tener en cuenta que algunas leguminosas tipo forrajeras, por su rápido crecimiento y alta producción de biomasa, tienen gran potencial de uso para recuperar suelos erosionados (Ferrera & Alarcón, 2007).
domingo, 23 de mayo de 2010
el frijol
El frijol es una planta herbácea autógama de ciclo anual, que se cultiva en zonas tropicales y regionales templadas agrupándola en especies termófilas que de acuerdo con el sistema agroecológico donde se desarrolle, se pueden distinguir variaciones fenológicas entre la misma especie de una región u otra.
Esta leguminosa a nivel alimenticio tiene gran importancia debido a su alto valor nutricional y funcional. Sin embargo, tiene un consumo per cápita bajo (3.5 Kg/persona/año) por lo que hay que ampliar las posibilidades de difusión promoviendo la ingesta de estos. Hay que incentivar los beneficios que genera su consumo en la salud humana (prevención a riesgos de enfermedades) debido a sus altos contenidos de fibra, acido fólico y proteínas de origen vegetal.
Actualmente, una vez cosechados los granos de frijol, estos presentan perdidas en el periodo de poscosecha debido a la carencia de conocimientos, habilidades y manejo de los productores además de sus escasos recursos económicos, en procesos que permitirían ubicar los puntos críticos de control, evitar la contaminación y conservar la calidad final del grano. Por consiguiente, para mejorar el rendimiento de producción y calidad del grano cosechado se debe realizar actividades tales como selección, lavado, clasificación, almacenamiento, conservación, transformación, embalaje, entre otras tareas de poscosecha.
Este grano bien conservado puede ser, posteriormente, empleado en una nueva siembra con un alto grado de germinación y transformado a nivel industrial para la elaboración de productos de consumo humano y animal.
INTRODUCCION
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es la leguminosa de mayor área de cultivo y consumo en muchos países latinoamericanos. Es una planta herbácea autógama de ciclo anual, que se cultiva en zonas tropicales y regiones templadas. Esta característica permite agruparla en las denominadas especies termófilas, dado que no soporta bajas temperaturas (Debouck e Hidalgo, 1985). Se distingue por ser altamente poliforme, ya que de acuerdo con el agroecológico, donde se desarrolla, es posible distinguir variaciones fenológicas entre la misma especie de una región a otra (Romero, 1993). El ciclo vegetativo del fríjol puede variar entre 80 (variedades precoces) y 180 días (variedades trepadoras). Dicho lapso se encuentra determinado sobre todo por el genotipo de la variedad, hábito de crecimiento, clima, suelo, radiación solar y fotoperiodo (Ortiz, 1998).
Existen diferentes estudios realizados que demuestran la enorme importancia de la leguminosa en razón de su alto valor nutricional y las cualidades saludables de quienes lo consumen. Se trata de un producto con amplia relevancia social en estratos de bajos ingresos, y de trascendencia económica para quienes lo cultivan. A pesar de que el consumo es bajo (3.5 K/persona/año), existen amplias posibilidades de incrementarlo dada la difusión que se realiza para promover su ingesta, con la finalidad de prevenir los riesgos de enfermedades, en especial aquellas asociadas al cáncer de colon o la obstrucción de arterias coronarias y las inflamaciones intestinales, gracias a los altos contenidos de fibra, ácido fólico y proteína de origen vegetal (Ortiz, 1998). Diversos autores (Ortega, 1991; Kohashi, 1996; Castellanos et al., 1997; Jacinto, et al., 2002; Pérez, et al. 2002; Serrano y Goñi, 2004; Salinas et al., 2005; Iniestra et al., 2005; Herrera et al,. 2005), han destacado las propiedades nutritivas que posee el fríjol, de manera fundamental por su alto contenido en proteínas y en menor medida en carbohidratos. También tiene cantidades importantes de vitaminas y minerales. Serrano y Goñi (2004) descubrieron que con la ingesta diaria de 70.5 g de fríjol negro se puede obtener un 134% (0.447 mg) de ácido fólico; 19.1% (4.82 mg) de hierro; 35.5% (195.6 mg) de magnesio y 15.9% (3.96 mg) de zinc. En el mismo sentido, Jacinto et al. (2002).
El consumo de frijol en Colombia se da en grano seco y grano con alto contenido de humedad, cosechada antes de la madurez fisiológica (grano fresco). La producción de fríjol se concentra en la Región Andina, que aporta el 85% de la producción total, procedente de los departamentos de Antioquia, Huila, Tolima, Santander, Nariño, y Norte de Santander. Aproximadamente el 65% de ésta proviene del cultivo de variedades volubles o de enredadera y el 35% restantes de variedades arbustivas. Antioquia es el primer productor nacional de fríjol, participando en el año 2006 con el 20% del total, equivalente a 27.671 toneladas, cosechadas en 21.638 hectáreas, provenientes principalmente del Oriente y el Suroeste, donde el rendimiento promedio por hectárea es de 1.692 kg.
Sin embargo, existen pérdidas de poscosecha de cereales alimenticios en el mundo en desarrollo, se calcula en un 25%, lo que significa que la cuarta parte de la producción no llega al consumidor y se pierden esfuerzos y recursos económicos para producirlos (FAO, 1993). En América latina se reportaron pérdidas de poscosecha de 16% por almacenamiento inadecuado, los daños causados por aves, roedores, insectos y hongos por 23% en frijol común (Permuy et al, 2008). Debido a que la agricultura y la industria están separados por sus características y sus funciones en el crecimiento económico. Se ha estimado que la agricultura es el elemento característico de la primera etapa del desarrollo, mientras que se ha utilizado el grado de industrialización como el indicador más pertinente del avance de una zona.
Cuando la agroindustria se refiere a la subserie de actividades de manufacturación mediante las cuales se elaboran materias primas y productos intermedios derivados del sector agrícola y pecuario, entre otros. Lo cual es un indicio de que en las zonas rurales se pueden realizar actividades que permitan aumentar y retener el valor agregado de la producción de las economías campesinas a través de la ejecución de tareas de poscosecha tales como la selección, el lavado, la clasificación, el almacenamiento, la conservación, la transformación, el empaque, el transporte, la comercialización y todo aquello que se coloca después de la producción agrícola.
MANEJO DE LA COSECHA Y POSTCOSECHA DE SEMILLA DE FRÍJOL
COSECHA
La cosecha está directamente relacionada con la madurez fisiológica de la planta. Cuando se observa el inicio del cambio de coloración de verde a verdeamarillento en hojas y vainas, la semilla empieza a pigmentarse de color típico de la variedad, alcanza su madurez fisiológica, y su máximo poder germinativo y vigor. Según la variedad, las semillas de fríjol alcanzan su peso seco máximo 30-35 días después de la floración. En este momento el contenido de humedad es alto (35-39%). Si se trilla en este estado, puede causar grave daños físicos a la semilla.
Para saber si ha alcanzado la madurez de cosecha en el campo, se debe observar la dehiscencia: Cuando la vaina al ser suavemente presionada se abre está lista para la trilla.
Informaciones recientes demuestran que las cosechas tardías afectan la germinación y el vigor y favorecen la contaminación por microorganismos patogénicos.
EL ARRANQUE.
El arranque manual es la manera más utilizada y no causa daño alguno a la semilla. Sin embargo, cuando no es muy eficiente o se realiza en época no oportuna se puede afectar la calidad de la semilla. Las semillas de plantas arrancadas, cuando permanecen en contacto con el suelo húmedo, pierden calidad con mayor facilidad que las plantas en pie. Es recomendable arrancar las plantas cuando el 80-90% de las vainas y semillas hayan alcanzado la humedad de trilla (18-20%), con el fin de evitar las pérdidas que podrían causar tanto la dehiscencia de las vainas como las enfermedades.
Cuando el clima es errático con lluvias imprevistas, principalmente en el ciclo de primera, es preferible arrancar en la mañana solamente la cantidad de plantas que se puede trillar en el mismo día.
Dependiendo del sistema de producción de fríjol y de las condiciones climáticas se puede recomendar las siguientes alternativas de secamiento de las plantas arrancadas:
Practicar el sistema de siembras intercaladas de 13 surcos de maíz y 6-9 surcos de fríjol con la finalidad que en momento del arranque los manojos de fríjol se amarran y se ponen en la mazorca del maíz.
Secar las plantas directamente en el campo. Las plantas cosechadas en forma de manojos se colocan en cordeles, alambres o en las cercas en espera del momento oportuno de trilla.
Secar en el patio de la casa. Las plantas arrancadas son trasladadas en carretas a los patios de las casas para el secamiento y trilla.
Secar en manojos en los aleros de la casa. Muchos agricultores utilizan los aleros de las casas para secar los manojos, sobre todo cuando son pequeñas cantidades.
TRILLA
Para la trilla o desgrane de semilla debe tener una humedad de 14 a 15 %. Tradicionalmente se usa el garroteo sobre lonas en el suelo. Su realización es simple, aunque requiere abundante, mano de obra. En algunas zonas se efectúa la trilla sobre una tarima o mesa de ramas o leños de madera, los cuales tienen separaciones tal que solo permiten el paso de la semilla mientras que el resto de la planta se queda sobre la plataforma. También puede consistir de una malla de alambre grueso con orificios que dejan pasar la semilla.
Existe también un sistema mecanizado de trilla accionado por motor. Antes de iniciar la labor, la cosechadora debe de limpiarse muy bien y descartar los primeros tres bultos que salgan, para evitar que la semilla de fríjol se mezcle con semillas de otras variedades. En el uso de maquinaria para la trilla debe considerarse tanto la regulación de la velocidad del cilindro (a menor velocidad menor daño físico en la semilla) como la separación cilindro-cóncavo (a mayor separación menor cantidad de grano dañado).
El método para determinar daños físicos en la testa de la semilla por fisuras y golpes causados por la trilla, consiste en colocar una muestra de semilla en un vaso con agua. Después de 15 minutos las semillas que no han sufrido daño presentarán la testa arrugada que no se separa de los cotiledones. En las afectadas la testa se habrá separado de los cotiledones debido a la absorción de agua. Las semillas que sufren fracturas internas muestran, en su fase de germinación, anormalidades tales como ausencia de la raíz principal, de los cotiledones, de la yema apical, etc.
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE HUMEDAD DE LA SEMILLA
Existen varios métodos para determinar el porcentaje de humedad en la semilla por ejemplo, los de la estufa y los probadores electrónicos. También hay equipos portátiles para usar en el campo los cuales tienen un alto costo. Sin embargo, se han desarrollado técnicas confiables que permiten al agricultor utilizar sus propios recursos, por ejemplo:
La uña o el diente. Cuando la semilla tiene una humedad inferior al 12% no muestra marcas al presionarlas con la uña o el diente. Este método debe repetirse durante el proceso de secamiento o almacenamiento; ya que por la condición higroscópica de la semilla puede cambiar su contenido de humedad.
La sal. La sal debe estar completamente seca para determinar el contenido de humedad de la semilla. En un recipiente de vidrio, usando su tapa como medida, se colocan 8 porciones de semilla con una de sal, se cierra la tapa muy bien y se mezcla durante 15 segundos, después se deja en reposo por 20 minutos. Si la sal pega en el frasco es indicativo que la semilla todavía está húmeda y por lo tanto debe continuar el secado.
BENEFICIADO DE LA SEMILLA
Limpieza
Se entiende como limpieza la eliminación de materiales indeseables. El sistema tradicional de limpieza es el “venteo” en el cual se aprovecha el viento natural. La aplicación de este método depende de las condiciones ambientales; su eficacia y rendimiento son bajos.
La limpieza con zarandas es una buena alternativa y de fácil aplicación, siempre y cuando se encuentren zarandas cuyos orificios sean apropiados para el tamaño de grano.
Podría usarse también una combinación de ambos métodos, primero pasando la semilla por el aire producido por una ventiladora y segundo por zarandas para eliminar terrones, semillas pequeñas y otros materiales extraños.
Secado de la semilla
La semilla debe estar seca antes de ser almacenada para que su viabilidad pueda mantenerse durante el período de almacenamiento. Como se indicó anteriormente, para obtener semilla de buena calidad hay que cosecharla con un contenido de humedad relativamente alto (18-20%), luego trillarla cuando tanga almacena con este contenido de humedad, puede calentarse y deteriorarse rápidamente. Por lo tanto, la semilla debe secarse hasta que el contenido de humedad no sobrepase el 12%. En la práctica los agricultores pueden aprovechar la energía solar de la siguiente manera:
En el método tradicional, la semilla se expone al sol colocándola en el piso o sobre una lona en una capa gruesa de 10 cm.
Otro método es el secamiento en mallas o zarandas de alambre con agujeros más pequeños que la semilla. Las zarandas deben estar elevadas del piso, suspendidas sobre barras, para permitir el paso de las corrientes de aire tanto por encima como por debajo de la capa de las semillas, la cual no debe ser muy gruesa. Las zarandas se colocan en dirección del sol y del viento.
SELECCIÓN
La selección comienza en el campo. La selección se hace más fácil y eficiente cuando se realizan controles de calidad en el campo, si el grano no se contamina con terrones ni piedras durante la cosecha y se evitan los daños físicos durante la trilla.
Después de estas prevenciones y de efectuar la limpieza, la selección final elimina los granos de tamaño subnormal, semillas inmaduras, arrugadas y otras que por razones de tipo agronómico o patológico, no alcanzan el tamaño normal.
La selección de la semilla puede pasar por dos etapas:
Durante el secado en zarandas o mallas de alambre se pueden eliminar materiales extraños. Las semillas que han sido zarandeadas son de tamaño uniforme y estarán libres de material extraño, aunque, casi siempre, quedan granos manchados, descoloridos, visiblemente podridos o enfermos, pregerminados, piedras y terrones que tienen el mismo tamaño de la semilla.
Según las condiciones visibles los granos que no reúnen las características de la variedad se pueden remover con la mano.
TRATAMIENTO
La semilla debe ser tratada para protegerla del ataque de insectos y microorganismos como hongos y bacterias durante el almacenamiento y aún la plántula después de la germinación. El tratamiento tiene su importancia como método preventivo para evitar el ataque y la diseminación de organismos patógenos. El tratamiento con plaguicidas no controla los microorganismos que pueden estar en el interior de la semilla y pueden transmitirse a través de ésta.
Para realizar el tratamiento de la semilla existen diversos productos en el comercio, de los cuales deben escogerse aquellos que son efectivos para combatir los problemas existentes y que no ofrezcan riegos para la salud y el medio ambiente.
El tratamiento de la semilla con tambor es ampliamente difundido y conocido por extensionistas e investigadores. Permite tratar volúmenes de hasta cuatro toneladas de semilla por día.
También se pueden tratar pequeñas cantidades de semilla en baldes o cubetas con tapaderas para ser movidas con las dos manos para lograr el tratamiento uniforme con los químicos. Al finalizar la operación de semilla se pesa y se almacena.
ALMACENAMIENTO
El almacenamiento es uno de los factores esenciales para el éxito de un proyecto de semilla: Un almacenamiento adecuado preserva la viabilidad y el vigor. Aunque la semilla se haya obtenido siguiendo un riguroso sistema de inspección, en esto los agricultores frecuentemente tienen problemas, ya que los daños en el almacén por insectos y hongos afectan la calidad, obligando al agricultor a vender su cosecha rápidamente aún en épocas con oferta alta y bajos precios.
Generalmente la semilla que se almacena es de la cosecha de postrera y el almacenamiento dura de 4 a 6 meses. La mayoría de los agricultores almacenan su semilla en sacos mezclándolo con materiales como ceniza, cal y broza de la misma cosecha, para protegerla del daño de los gorgojos. Estos métodos se usan en forma preventiva con resultados variables.
Hay agricultores en los sistemas tradicionales de producción de semilla que han desarrollando diferentes formas de almacenamiento: en recipientes plásticos o metálicos, sacos de yute, material sintético y otros. Se ha encontrado que la mejor forma es guardar semilla en envases plásticos, con una humedad de 11%, y sellados herméticamente. Este método da buenos resultados cuando se trata de cantidades pequeñas.
El tiempo de almacenamiento de la semilla de fríjol depende de tres factores:
• La humedad relativa
• La humedad de la semilla y
• La temperatura ambiental.
El almacenamiento a corto plazo es fácilmente practicable, aunque se requiere que la semilla de fríjol que se va a almacenar cumpla con algunos requisitos:
Buena calidad. El almacenamiento no mejora la calidad de la semilla, semillas de mala calidad no almacenan bien.
Secado hasta la humedad recomendada (11-12%).
Un adecuado control de insectos antes del almacenamiento.
Disponer de envases apropiados para un almacenamiento hermético como tambos plásticos, barriles plásticos y metálicos o silos metálicos.
Almacenamiento en lugares frescos y ventilados donde la temperatura del ambiente no sobrepase los 30ºC.
PRUEBAS DE CALIDAD
El beneficiado de las semillas en sistemas no convencionales, al igual que en los convencionales, debe dar como resultado semilla de alta calidad. El flujo de operaciones que se realizan en ambos sistemas es igual, y el hecho de usar equipos menos costosos no significa que no se deban cumplir todas las normas que garanticen la calidad de la semilla.
Las pruebas de calidad más importantes en el proceso de producción de semilla son las siguientes:
Pureza de la semilla.
Esta prueba visual: permite detectar contaminantes: material inerte, semillas de malezas, semillas enfermas o de otra variedades que puedan estar mezcladas con la variedad principal.
Para determinar la pureza se toma una muestra del lote, se separan las semillas de los contaminantes y se pesan por separado y se expresa en porcentaje. Esta prueba debe realizarse después de la trilla y antes del tratamiento.
Germinación de la semilla.
Esta prueba es la más importante por los agricultores, porque la determinación del poder germinativo de la semilla es esencial para una buena siembra de fríjol por las razones siguientes:
El agricultor al saber si las semillas van a germinar, evita gastos, pérdida de tiempo y esfuerzo de resiembra.
Conociendo el porcentaje de germinación es posible realizar los ajustes necesarios para obtener el número de plantas deseadas por unidad de área.
Para determinar la germinación se pueden usar bandejas con arena, toallas desechables de papel o papel periódico. También se puede utilizar una mezcla de tierra con materia orgánica, o solamente tierra. Los últimos dos sustratos podrían presentar una mayor variación que la arena, pero también permitirán evaluar la semilla en condiciones semejantes a las reales.
En estos ensayos además de aportar información sobre la germinación, se puede tener una apreciación muy valiosa del vigor de la semilla.
Los pasos en las pruebas de germinación en las bandejas son:
1. Se toman al azar 4 repeticiones de 100 semillas (o repeticiones de 50 semillas) y se siembran en las bandejas con arena.
2. Las semillas se cubren ligeramente con arena, y se mantiene la humedad regando diariamente.
3. El conteo de las plántulas se hace a los 9 días.
4. Se cuentan las plántulas germinadas normalmente, las anormales, y las semillas muestras o no germinadas.
5. Se calcula el porcentaje de germinación promediando el total de las plantas normales en cada una de las repeticiones.
EQUIPO PARA EL BENEFICIADO DE LA SEMILLA
En los sistemas de producción de semillas de fríjol no convencionales, se requiere la instalación de estructuras y equipos sencillos para el manejo poscosecha, a un bajo costo y adaptables a las necesidades y recursos de los pequeños agricultores.
Tradicionalmente los pequeños agricultores han construido y utilizado sus propias herramientas para realizar labores de poscosecha. Se recomiendan algunos equipos esenciales en la cosecha y el beneficiado que servirán para la obtención de semilla de buena calidad.
Mesa trilladora o marimba
La mesa trilladora facilita la trilla y causa un mínimo de daño físico a las semillas. Consiste en una mesa o tarima cuya parte superior está hecha de listones de madera, o bambú, con una separación entre ellos según el tamaño de las semillas. Al colocar las plantas sobre la mesa y golpearlas con un palo o garrote, las semillas salen de las vainas y pasan por las separaciones entre los listones cayendo al suelo o a una lona colocada debajo de la mesa. La plataforma puede ser sustituida por una malla de alambre calibre 12 con agujeros seleccionados de acuerdo con el tamaño de la semilla.
Zarandas de prelimpieza
Está construida en malla de alambre. Para realizar la prelimpieza se necesitan dos tipos de zarandas, una que actúa como desbrozadora separando contaminadores de mayor volumen que la semilla, como por ejemplo restos de cosecha, y otra clasificadora que deja pasar las impurezas más pequeñas que la semilla como polvo, semillas inmaduras, etc. Las zarandas clasificadoras también sirven para realizar el secado natural de la semilla (sol viento) levantándolas del suelo.
Tolva seleccionadora
El CIAT ha diseñado la “tolva seleccionadora” en forma manual que consiste en una caja de madera con fondo inclinado, con una compuesta de salida en el extremo más bajo, que permite el flujo continuo y controlado de la semilla que facilita la selección visual. Las paredes inclinadas de la tolva la hacen autolimpiable. Se recomienda colocarla sobre una mesa de color azul pálido, pues la práctica ha demostrado que se logra hacer una mejor selección ya que la semilla contrasta mejor con este fondo. Si se adiciona una zaranda a la salida de la compuerta, puede hacerse simultáneamente la selección por tamaño y por granos partidos.
Tratadora de tambor
La tratadora de tambor es un sistema manual, cuyo recipiente o tambor (barril) puede ser de material plástico o de metal, colocado sobre dos ángulos de madera o metal.
La manivela permite girar el tambor para homogenizar el tratamiento químico a la semilla. La tapadera desmontable en uno de sus extremos y la inclinación del tambor, facilitan la descarga de la semilla.
Esta leguminosa a nivel alimenticio tiene gran importancia debido a su alto valor nutricional y funcional. Sin embargo, tiene un consumo per cápita bajo (3.5 Kg/persona/año) por lo que hay que ampliar las posibilidades de difusión promoviendo la ingesta de estos. Hay que incentivar los beneficios que genera su consumo en la salud humana (prevención a riesgos de enfermedades) debido a sus altos contenidos de fibra, acido fólico y proteínas de origen vegetal.
Actualmente, una vez cosechados los granos de frijol, estos presentan perdidas en el periodo de poscosecha debido a la carencia de conocimientos, habilidades y manejo de los productores además de sus escasos recursos económicos, en procesos que permitirían ubicar los puntos críticos de control, evitar la contaminación y conservar la calidad final del grano. Por consiguiente, para mejorar el rendimiento de producción y calidad del grano cosechado se debe realizar actividades tales como selección, lavado, clasificación, almacenamiento, conservación, transformación, embalaje, entre otras tareas de poscosecha.
Este grano bien conservado puede ser, posteriormente, empleado en una nueva siembra con un alto grado de germinación y transformado a nivel industrial para la elaboración de productos de consumo humano y animal.
INTRODUCCION
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es la leguminosa de mayor área de cultivo y consumo en muchos países latinoamericanos. Es una planta herbácea autógama de ciclo anual, que se cultiva en zonas tropicales y regiones templadas. Esta característica permite agruparla en las denominadas especies termófilas, dado que no soporta bajas temperaturas (Debouck e Hidalgo, 1985). Se distingue por ser altamente poliforme, ya que de acuerdo con el agroecológico, donde se desarrolla, es posible distinguir variaciones fenológicas entre la misma especie de una región a otra (Romero, 1993). El ciclo vegetativo del fríjol puede variar entre 80 (variedades precoces) y 180 días (variedades trepadoras). Dicho lapso se encuentra determinado sobre todo por el genotipo de la variedad, hábito de crecimiento, clima, suelo, radiación solar y fotoperiodo (Ortiz, 1998).
Existen diferentes estudios realizados que demuestran la enorme importancia de la leguminosa en razón de su alto valor nutricional y las cualidades saludables de quienes lo consumen. Se trata de un producto con amplia relevancia social en estratos de bajos ingresos, y de trascendencia económica para quienes lo cultivan. A pesar de que el consumo es bajo (3.5 K/persona/año), existen amplias posibilidades de incrementarlo dada la difusión que se realiza para promover su ingesta, con la finalidad de prevenir los riesgos de enfermedades, en especial aquellas asociadas al cáncer de colon o la obstrucción de arterias coronarias y las inflamaciones intestinales, gracias a los altos contenidos de fibra, ácido fólico y proteína de origen vegetal (Ortiz, 1998). Diversos autores (Ortega, 1991; Kohashi, 1996; Castellanos et al., 1997; Jacinto, et al., 2002; Pérez, et al. 2002; Serrano y Goñi, 2004; Salinas et al., 2005; Iniestra et al., 2005; Herrera et al,. 2005), han destacado las propiedades nutritivas que posee el fríjol, de manera fundamental por su alto contenido en proteínas y en menor medida en carbohidratos. También tiene cantidades importantes de vitaminas y minerales. Serrano y Goñi (2004) descubrieron que con la ingesta diaria de 70.5 g de fríjol negro se puede obtener un 134% (0.447 mg) de ácido fólico; 19.1% (4.82 mg) de hierro; 35.5% (195.6 mg) de magnesio y 15.9% (3.96 mg) de zinc. En el mismo sentido, Jacinto et al. (2002).
El consumo de frijol en Colombia se da en grano seco y grano con alto contenido de humedad, cosechada antes de la madurez fisiológica (grano fresco). La producción de fríjol se concentra en la Región Andina, que aporta el 85% de la producción total, procedente de los departamentos de Antioquia, Huila, Tolima, Santander, Nariño, y Norte de Santander. Aproximadamente el 65% de ésta proviene del cultivo de variedades volubles o de enredadera y el 35% restantes de variedades arbustivas. Antioquia es el primer productor nacional de fríjol, participando en el año 2006 con el 20% del total, equivalente a 27.671 toneladas, cosechadas en 21.638 hectáreas, provenientes principalmente del Oriente y el Suroeste, donde el rendimiento promedio por hectárea es de 1.692 kg.
Sin embargo, existen pérdidas de poscosecha de cereales alimenticios en el mundo en desarrollo, se calcula en un 25%, lo que significa que la cuarta parte de la producción no llega al consumidor y se pierden esfuerzos y recursos económicos para producirlos (FAO, 1993). En América latina se reportaron pérdidas de poscosecha de 16% por almacenamiento inadecuado, los daños causados por aves, roedores, insectos y hongos por 23% en frijol común (Permuy et al, 2008). Debido a que la agricultura y la industria están separados por sus características y sus funciones en el crecimiento económico. Se ha estimado que la agricultura es el elemento característico de la primera etapa del desarrollo, mientras que se ha utilizado el grado de industrialización como el indicador más pertinente del avance de una zona.
Cuando la agroindustria se refiere a la subserie de actividades de manufacturación mediante las cuales se elaboran materias primas y productos intermedios derivados del sector agrícola y pecuario, entre otros. Lo cual es un indicio de que en las zonas rurales se pueden realizar actividades que permitan aumentar y retener el valor agregado de la producción de las economías campesinas a través de la ejecución de tareas de poscosecha tales como la selección, el lavado, la clasificación, el almacenamiento, la conservación, la transformación, el empaque, el transporte, la comercialización y todo aquello que se coloca después de la producción agrícola.
MANEJO DE LA COSECHA Y POSTCOSECHA DE SEMILLA DE FRÍJOL
COSECHA
La cosecha está directamente relacionada con la madurez fisiológica de la planta. Cuando se observa el inicio del cambio de coloración de verde a verdeamarillento en hojas y vainas, la semilla empieza a pigmentarse de color típico de la variedad, alcanza su madurez fisiológica, y su máximo poder germinativo y vigor. Según la variedad, las semillas de fríjol alcanzan su peso seco máximo 30-35 días después de la floración. En este momento el contenido de humedad es alto (35-39%). Si se trilla en este estado, puede causar grave daños físicos a la semilla.
Para saber si ha alcanzado la madurez de cosecha en el campo, se debe observar la dehiscencia: Cuando la vaina al ser suavemente presionada se abre está lista para la trilla.
Informaciones recientes demuestran que las cosechas tardías afectan la germinación y el vigor y favorecen la contaminación por microorganismos patogénicos.
EL ARRANQUE.
El arranque manual es la manera más utilizada y no causa daño alguno a la semilla. Sin embargo, cuando no es muy eficiente o se realiza en época no oportuna se puede afectar la calidad de la semilla. Las semillas de plantas arrancadas, cuando permanecen en contacto con el suelo húmedo, pierden calidad con mayor facilidad que las plantas en pie. Es recomendable arrancar las plantas cuando el 80-90% de las vainas y semillas hayan alcanzado la humedad de trilla (18-20%), con el fin de evitar las pérdidas que podrían causar tanto la dehiscencia de las vainas como las enfermedades.
Cuando el clima es errático con lluvias imprevistas, principalmente en el ciclo de primera, es preferible arrancar en la mañana solamente la cantidad de plantas que se puede trillar en el mismo día.
Dependiendo del sistema de producción de fríjol y de las condiciones climáticas se puede recomendar las siguientes alternativas de secamiento de las plantas arrancadas:
Practicar el sistema de siembras intercaladas de 13 surcos de maíz y 6-9 surcos de fríjol con la finalidad que en momento del arranque los manojos de fríjol se amarran y se ponen en la mazorca del maíz.
Secar las plantas directamente en el campo. Las plantas cosechadas en forma de manojos se colocan en cordeles, alambres o en las cercas en espera del momento oportuno de trilla.
Secar en el patio de la casa. Las plantas arrancadas son trasladadas en carretas a los patios de las casas para el secamiento y trilla.
Secar en manojos en los aleros de la casa. Muchos agricultores utilizan los aleros de las casas para secar los manojos, sobre todo cuando son pequeñas cantidades.
TRILLA
Para la trilla o desgrane de semilla debe tener una humedad de 14 a 15 %. Tradicionalmente se usa el garroteo sobre lonas en el suelo. Su realización es simple, aunque requiere abundante, mano de obra. En algunas zonas se efectúa la trilla sobre una tarima o mesa de ramas o leños de madera, los cuales tienen separaciones tal que solo permiten el paso de la semilla mientras que el resto de la planta se queda sobre la plataforma. También puede consistir de una malla de alambre grueso con orificios que dejan pasar la semilla.
Existe también un sistema mecanizado de trilla accionado por motor. Antes de iniciar la labor, la cosechadora debe de limpiarse muy bien y descartar los primeros tres bultos que salgan, para evitar que la semilla de fríjol se mezcle con semillas de otras variedades. En el uso de maquinaria para la trilla debe considerarse tanto la regulación de la velocidad del cilindro (a menor velocidad menor daño físico en la semilla) como la separación cilindro-cóncavo (a mayor separación menor cantidad de grano dañado).
El método para determinar daños físicos en la testa de la semilla por fisuras y golpes causados por la trilla, consiste en colocar una muestra de semilla en un vaso con agua. Después de 15 minutos las semillas que no han sufrido daño presentarán la testa arrugada que no se separa de los cotiledones. En las afectadas la testa se habrá separado de los cotiledones debido a la absorción de agua. Las semillas que sufren fracturas internas muestran, en su fase de germinación, anormalidades tales como ausencia de la raíz principal, de los cotiledones, de la yema apical, etc.
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE HUMEDAD DE LA SEMILLA
Existen varios métodos para determinar el porcentaje de humedad en la semilla por ejemplo, los de la estufa y los probadores electrónicos. También hay equipos portátiles para usar en el campo los cuales tienen un alto costo. Sin embargo, se han desarrollado técnicas confiables que permiten al agricultor utilizar sus propios recursos, por ejemplo:
La uña o el diente. Cuando la semilla tiene una humedad inferior al 12% no muestra marcas al presionarlas con la uña o el diente. Este método debe repetirse durante el proceso de secamiento o almacenamiento; ya que por la condición higroscópica de la semilla puede cambiar su contenido de humedad.
La sal. La sal debe estar completamente seca para determinar el contenido de humedad de la semilla. En un recipiente de vidrio, usando su tapa como medida, se colocan 8 porciones de semilla con una de sal, se cierra la tapa muy bien y se mezcla durante 15 segundos, después se deja en reposo por 20 minutos. Si la sal pega en el frasco es indicativo que la semilla todavía está húmeda y por lo tanto debe continuar el secado.
BENEFICIADO DE LA SEMILLA
Limpieza
Se entiende como limpieza la eliminación de materiales indeseables. El sistema tradicional de limpieza es el “venteo” en el cual se aprovecha el viento natural. La aplicación de este método depende de las condiciones ambientales; su eficacia y rendimiento son bajos.
La limpieza con zarandas es una buena alternativa y de fácil aplicación, siempre y cuando se encuentren zarandas cuyos orificios sean apropiados para el tamaño de grano.
Podría usarse también una combinación de ambos métodos, primero pasando la semilla por el aire producido por una ventiladora y segundo por zarandas para eliminar terrones, semillas pequeñas y otros materiales extraños.
Secado de la semilla
La semilla debe estar seca antes de ser almacenada para que su viabilidad pueda mantenerse durante el período de almacenamiento. Como se indicó anteriormente, para obtener semilla de buena calidad hay que cosecharla con un contenido de humedad relativamente alto (18-20%), luego trillarla cuando tanga almacena con este contenido de humedad, puede calentarse y deteriorarse rápidamente. Por lo tanto, la semilla debe secarse hasta que el contenido de humedad no sobrepase el 12%. En la práctica los agricultores pueden aprovechar la energía solar de la siguiente manera:
En el método tradicional, la semilla se expone al sol colocándola en el piso o sobre una lona en una capa gruesa de 10 cm.
Otro método es el secamiento en mallas o zarandas de alambre con agujeros más pequeños que la semilla. Las zarandas deben estar elevadas del piso, suspendidas sobre barras, para permitir el paso de las corrientes de aire tanto por encima como por debajo de la capa de las semillas, la cual no debe ser muy gruesa. Las zarandas se colocan en dirección del sol y del viento.
SELECCIÓN
La selección comienza en el campo. La selección se hace más fácil y eficiente cuando se realizan controles de calidad en el campo, si el grano no se contamina con terrones ni piedras durante la cosecha y se evitan los daños físicos durante la trilla.
Después de estas prevenciones y de efectuar la limpieza, la selección final elimina los granos de tamaño subnormal, semillas inmaduras, arrugadas y otras que por razones de tipo agronómico o patológico, no alcanzan el tamaño normal.
La selección de la semilla puede pasar por dos etapas:
Durante el secado en zarandas o mallas de alambre se pueden eliminar materiales extraños. Las semillas que han sido zarandeadas son de tamaño uniforme y estarán libres de material extraño, aunque, casi siempre, quedan granos manchados, descoloridos, visiblemente podridos o enfermos, pregerminados, piedras y terrones que tienen el mismo tamaño de la semilla.
Según las condiciones visibles los granos que no reúnen las características de la variedad se pueden remover con la mano.
TRATAMIENTO
La semilla debe ser tratada para protegerla del ataque de insectos y microorganismos como hongos y bacterias durante el almacenamiento y aún la plántula después de la germinación. El tratamiento tiene su importancia como método preventivo para evitar el ataque y la diseminación de organismos patógenos. El tratamiento con plaguicidas no controla los microorganismos que pueden estar en el interior de la semilla y pueden transmitirse a través de ésta.
Para realizar el tratamiento de la semilla existen diversos productos en el comercio, de los cuales deben escogerse aquellos que son efectivos para combatir los problemas existentes y que no ofrezcan riegos para la salud y el medio ambiente.
El tratamiento de la semilla con tambor es ampliamente difundido y conocido por extensionistas e investigadores. Permite tratar volúmenes de hasta cuatro toneladas de semilla por día.
También se pueden tratar pequeñas cantidades de semilla en baldes o cubetas con tapaderas para ser movidas con las dos manos para lograr el tratamiento uniforme con los químicos. Al finalizar la operación de semilla se pesa y se almacena.
ALMACENAMIENTO
El almacenamiento es uno de los factores esenciales para el éxito de un proyecto de semilla: Un almacenamiento adecuado preserva la viabilidad y el vigor. Aunque la semilla se haya obtenido siguiendo un riguroso sistema de inspección, en esto los agricultores frecuentemente tienen problemas, ya que los daños en el almacén por insectos y hongos afectan la calidad, obligando al agricultor a vender su cosecha rápidamente aún en épocas con oferta alta y bajos precios.
Generalmente la semilla que se almacena es de la cosecha de postrera y el almacenamiento dura de 4 a 6 meses. La mayoría de los agricultores almacenan su semilla en sacos mezclándolo con materiales como ceniza, cal y broza de la misma cosecha, para protegerla del daño de los gorgojos. Estos métodos se usan en forma preventiva con resultados variables.
Hay agricultores en los sistemas tradicionales de producción de semilla que han desarrollando diferentes formas de almacenamiento: en recipientes plásticos o metálicos, sacos de yute, material sintético y otros. Se ha encontrado que la mejor forma es guardar semilla en envases plásticos, con una humedad de 11%, y sellados herméticamente. Este método da buenos resultados cuando se trata de cantidades pequeñas.
El tiempo de almacenamiento de la semilla de fríjol depende de tres factores:
• La humedad relativa
• La humedad de la semilla y
• La temperatura ambiental.
El almacenamiento a corto plazo es fácilmente practicable, aunque se requiere que la semilla de fríjol que se va a almacenar cumpla con algunos requisitos:
Buena calidad. El almacenamiento no mejora la calidad de la semilla, semillas de mala calidad no almacenan bien.
Secado hasta la humedad recomendada (11-12%).
Un adecuado control de insectos antes del almacenamiento.
Disponer de envases apropiados para un almacenamiento hermético como tambos plásticos, barriles plásticos y metálicos o silos metálicos.
Almacenamiento en lugares frescos y ventilados donde la temperatura del ambiente no sobrepase los 30ºC.
PRUEBAS DE CALIDAD
El beneficiado de las semillas en sistemas no convencionales, al igual que en los convencionales, debe dar como resultado semilla de alta calidad. El flujo de operaciones que se realizan en ambos sistemas es igual, y el hecho de usar equipos menos costosos no significa que no se deban cumplir todas las normas que garanticen la calidad de la semilla.
Las pruebas de calidad más importantes en el proceso de producción de semilla son las siguientes:
Pureza de la semilla.
Esta prueba visual: permite detectar contaminantes: material inerte, semillas de malezas, semillas enfermas o de otra variedades que puedan estar mezcladas con la variedad principal.
Para determinar la pureza se toma una muestra del lote, se separan las semillas de los contaminantes y se pesan por separado y se expresa en porcentaje. Esta prueba debe realizarse después de la trilla y antes del tratamiento.
Germinación de la semilla.
Esta prueba es la más importante por los agricultores, porque la determinación del poder germinativo de la semilla es esencial para una buena siembra de fríjol por las razones siguientes:
El agricultor al saber si las semillas van a germinar, evita gastos, pérdida de tiempo y esfuerzo de resiembra.
Conociendo el porcentaje de germinación es posible realizar los ajustes necesarios para obtener el número de plantas deseadas por unidad de área.
Para determinar la germinación se pueden usar bandejas con arena, toallas desechables de papel o papel periódico. También se puede utilizar una mezcla de tierra con materia orgánica, o solamente tierra. Los últimos dos sustratos podrían presentar una mayor variación que la arena, pero también permitirán evaluar la semilla en condiciones semejantes a las reales.
En estos ensayos además de aportar información sobre la germinación, se puede tener una apreciación muy valiosa del vigor de la semilla.
Los pasos en las pruebas de germinación en las bandejas son:
1. Se toman al azar 4 repeticiones de 100 semillas (o repeticiones de 50 semillas) y se siembran en las bandejas con arena.
2. Las semillas se cubren ligeramente con arena, y se mantiene la humedad regando diariamente.
3. El conteo de las plántulas se hace a los 9 días.
4. Se cuentan las plántulas germinadas normalmente, las anormales, y las semillas muestras o no germinadas.
5. Se calcula el porcentaje de germinación promediando el total de las plantas normales en cada una de las repeticiones.
EQUIPO PARA EL BENEFICIADO DE LA SEMILLA
En los sistemas de producción de semillas de fríjol no convencionales, se requiere la instalación de estructuras y equipos sencillos para el manejo poscosecha, a un bajo costo y adaptables a las necesidades y recursos de los pequeños agricultores.
Tradicionalmente los pequeños agricultores han construido y utilizado sus propias herramientas para realizar labores de poscosecha. Se recomiendan algunos equipos esenciales en la cosecha y el beneficiado que servirán para la obtención de semilla de buena calidad.
Mesa trilladora o marimba
La mesa trilladora facilita la trilla y causa un mínimo de daño físico a las semillas. Consiste en una mesa o tarima cuya parte superior está hecha de listones de madera, o bambú, con una separación entre ellos según el tamaño de las semillas. Al colocar las plantas sobre la mesa y golpearlas con un palo o garrote, las semillas salen de las vainas y pasan por las separaciones entre los listones cayendo al suelo o a una lona colocada debajo de la mesa. La plataforma puede ser sustituida por una malla de alambre calibre 12 con agujeros seleccionados de acuerdo con el tamaño de la semilla.
Zarandas de prelimpieza
Está construida en malla de alambre. Para realizar la prelimpieza se necesitan dos tipos de zarandas, una que actúa como desbrozadora separando contaminadores de mayor volumen que la semilla, como por ejemplo restos de cosecha, y otra clasificadora que deja pasar las impurezas más pequeñas que la semilla como polvo, semillas inmaduras, etc. Las zarandas clasificadoras también sirven para realizar el secado natural de la semilla (sol viento) levantándolas del suelo.
Tolva seleccionadora
El CIAT ha diseñado la “tolva seleccionadora” en forma manual que consiste en una caja de madera con fondo inclinado, con una compuesta de salida en el extremo más bajo, que permite el flujo continuo y controlado de la semilla que facilita la selección visual. Las paredes inclinadas de la tolva la hacen autolimpiable. Se recomienda colocarla sobre una mesa de color azul pálido, pues la práctica ha demostrado que se logra hacer una mejor selección ya que la semilla contrasta mejor con este fondo. Si se adiciona una zaranda a la salida de la compuerta, puede hacerse simultáneamente la selección por tamaño y por granos partidos.
Tratadora de tambor
La tratadora de tambor es un sistema manual, cuyo recipiente o tambor (barril) puede ser de material plástico o de metal, colocado sobre dos ángulos de madera o metal.
La manivela permite girar el tambor para homogenizar el tratamiento químico a la semilla. La tapadera desmontable en uno de sus extremos y la inclinación del tambor, facilitan la descarga de la semilla.
lunes, 5 de abril de 2010
el clima
Influencia del clima
La posibilidad de desarrollo de una especie depende, también, del clima. El clima depende de la cantidad de radiación solar, por unidad de superficie, que se recibe en una determinada latitud, y su posición respecto a las masas de agua. Esta cantidad de radiación solar disminuye según aumenta la latitud, lo que permitió a los griegos establecer tres tipos de clima: frío, templado y cálido. Pero esta concepción del clima se basa en el estado medio de la atmósfera. Sin embargo, tan importante como los valores medios de la temperatura y la humedad, es la sucesión de tipos de tiempo, y esto es lo que define el clima, lo que permite el desarrollo de las especies y marca su ritmo vital.
Uno de los factores más importantes del clima, que nos interesa, es la humedad, la presencia de agua en el ambiente, y la frecuencia y el carácter de las precipitaciones. La cantidad de agua en el aire por metro cúbico no es lo que más interesa (humedad absoluta), sino la humedad relativa, es decir, la diferencia entre la cantidad de agua que contiene el aire y la que puede contener, para una determinada temperatura. Se mide en tantos por ciento. Una alta humedad relativa, cercana al punto de saturación, permite el aprovechamiento del agua del aire por parte de las plantas.
Otro factor importante del clima es el régimen de vientos, pues en función de su procedencia y su velocidad puede hacer cambiar las condiciones teóricas de temperatura y humedad, y variar, así, la distribución de la biocenosis.
En buena medida el viento, pero también la temperatura y la humedad, dependen de la topografía. En términos generales la temperatura disminuye un grado cada vez que se sube 100 m, para masas de aire no saturadas, (0,5 ºC para masas de aire saturadas). Como la humedad absoluta no varía en la misma medida, el descenso de la temperatura hace aumentar la humedad relativa. Además, la posición de las laderas en solana o umbría incide en la cantidad de radiación solar que reciben. Estas condiciones permiten la formación de topoclimas dentro de un clima zonal determinado. Su influencia se deja sentir, también, en la recepción de luz y el fotoperíodo, y en el régimen de vientos.
La continentalidad es otro factor fundamental que define el clima, sobre todo, porque la lejanía de las grandes masas de agua dificulta que llegue aire húmedo hasta estas regiones. Las masas de aire menos saturadas son menos eficaces a la hora de conformar el efecto invernadero, por lo que la amplitud térmica diaria es muy acusada y la vegetación debe soportar estas temperaturas tan extremas (que por otro lado se producen es un sólo día).
Pero además, el propio desarrollo del suelo y la vegetación modifican las condiciones de humedad y temperatura de una región, la recepción de luz y el régimen de vientos, creando fitoclímax y pedoclímax estables que se alimentan a sí mismos, definiendo topoclimas e incluso microclimas. Biostasia: situación de equilibrio entre el suelo, el clima y la vegetación que dificulta los procesos de transporte de los materiales. Rexistasia: ruptura del equilibrio entre el suelo, el clima y la vegetación. Esta ruptura es producto bien de la erosión, bien de un cambio climático. No obstante, las plantas tienden a adaptarse a las nuevas condiciones y a mantener el equilibrio a pesar de los cambios, a esto se le llama homeostasia.
La posibilidad de desarrollo de una especie depende, también, del clima. El clima depende de la cantidad de radiación solar, por unidad de superficie, que se recibe en una determinada latitud, y su posición respecto a las masas de agua. Esta cantidad de radiación solar disminuye según aumenta la latitud, lo que permitió a los griegos establecer tres tipos de clima: frío, templado y cálido. Pero esta concepción del clima se basa en el estado medio de la atmósfera. Sin embargo, tan importante como los valores medios de la temperatura y la humedad, es la sucesión de tipos de tiempo, y esto es lo que define el clima, lo que permite el desarrollo de las especies y marca su ritmo vital.
Uno de los factores más importantes del clima, que nos interesa, es la humedad, la presencia de agua en el ambiente, y la frecuencia y el carácter de las precipitaciones. La cantidad de agua en el aire por metro cúbico no es lo que más interesa (humedad absoluta), sino la humedad relativa, es decir, la diferencia entre la cantidad de agua que contiene el aire y la que puede contener, para una determinada temperatura. Se mide en tantos por ciento. Una alta humedad relativa, cercana al punto de saturación, permite el aprovechamiento del agua del aire por parte de las plantas.
Otro factor importante del clima es el régimen de vientos, pues en función de su procedencia y su velocidad puede hacer cambiar las condiciones teóricas de temperatura y humedad, y variar, así, la distribución de la biocenosis.
En buena medida el viento, pero también la temperatura y la humedad, dependen de la topografía. En términos generales la temperatura disminuye un grado cada vez que se sube 100 m, para masas de aire no saturadas, (0,5 ºC para masas de aire saturadas). Como la humedad absoluta no varía en la misma medida, el descenso de la temperatura hace aumentar la humedad relativa. Además, la posición de las laderas en solana o umbría incide en la cantidad de radiación solar que reciben. Estas condiciones permiten la formación de topoclimas dentro de un clima zonal determinado. Su influencia se deja sentir, también, en la recepción de luz y el fotoperíodo, y en el régimen de vientos.
La continentalidad es otro factor fundamental que define el clima, sobre todo, porque la lejanía de las grandes masas de agua dificulta que llegue aire húmedo hasta estas regiones. Las masas de aire menos saturadas son menos eficaces a la hora de conformar el efecto invernadero, por lo que la amplitud térmica diaria es muy acusada y la vegetación debe soportar estas temperaturas tan extremas (que por otro lado se producen es un sólo día).
Pero además, el propio desarrollo del suelo y la vegetación modifican las condiciones de humedad y temperatura de una región, la recepción de luz y el régimen de vientos, creando fitoclímax y pedoclímax estables que se alimentan a sí mismos, definiendo topoclimas e incluso microclimas. Biostasia: situación de equilibrio entre el suelo, el clima y la vegetación que dificulta los procesos de transporte de los materiales. Rexistasia: ruptura del equilibrio entre el suelo, el clima y la vegetación. Esta ruptura es producto bien de la erosión, bien de un cambio climático. No obstante, las plantas tienden a adaptarse a las nuevas condiciones y a mantener el equilibrio a pesar de los cambios, a esto se le llama homeostasia.
meteorizacion biologica
Meteorización biológica
La meteorización biológica u orgánica consiste en la ruptura de las rocas por la actividad de animales y plantas. La construcción de madrigueras y la acción de las raíces de los árboles pueden provocar una acción mecánica, mientras que los efectos de la presencia de agua y diversos ácidos orgánicos, así como el aumento del dióxido de carbono, pueden complementar la meteorización alterando la roca. Así pues, los efectos de la meteorización biológica combinan los procesos de disgregación y los de alteración.
La vegetación desempeña un papel decisivo en los procesos de meteorización química, ya que aportan iones y ácidos de disolución al agua. La descomposición orgánica genera humus más o menos ácido que provoca fenómenos de podsolización.
Podsolización
La podsolización es un proceso de lixiviación por el cual se van acumulando los elementos ferruginosos, silicatos y alumínicos en el horizonte B de los suelos. La importancia de la podsolización depende de la cantidad de humus y la presencia de agua en el suelo. Es más eficaz en los climas fríos y húmedos. Forma suelos de tipo podsol, que siempre tienen una capa de humus encima del horizonte A.
Lixiviación
La lixiviación es un proceso por el cual los minerales arcillosos son transportados mecánicamente, por el agua infiltrada (percolación), hacia abajo provocando la descalcificación de los horizontes superiores del suelo y la iluviación (deposición de sustancias en los horizontes bajos del suelo) de los horizontes inferiores. Forma suelos lixiviados.
La meteorización biológica u orgánica consiste en la ruptura de las rocas por la actividad de animales y plantas. La construcción de madrigueras y la acción de las raíces de los árboles pueden provocar una acción mecánica, mientras que los efectos de la presencia de agua y diversos ácidos orgánicos, así como el aumento del dióxido de carbono, pueden complementar la meteorización alterando la roca. Así pues, los efectos de la meteorización biológica combinan los procesos de disgregación y los de alteración.
La vegetación desempeña un papel decisivo en los procesos de meteorización química, ya que aportan iones y ácidos de disolución al agua. La descomposición orgánica genera humus más o menos ácido que provoca fenómenos de podsolización.
Podsolización
La podsolización es un proceso de lixiviación por el cual se van acumulando los elementos ferruginosos, silicatos y alumínicos en el horizonte B de los suelos. La importancia de la podsolización depende de la cantidad de humus y la presencia de agua en el suelo. Es más eficaz en los climas fríos y húmedos. Forma suelos de tipo podsol, que siempre tienen una capa de humus encima del horizonte A.
Lixiviación
La lixiviación es un proceso por el cual los minerales arcillosos son transportados mecánicamente, por el agua infiltrada (percolación), hacia abajo provocando la descalcificación de los horizontes superiores del suelo y la iluviación (deposición de sustancias en los horizontes bajos del suelo) de los horizontes inferiores. Forma suelos lixiviados.
meteorizacion quimica
Meteorización química
La meteorización química es un proceso que consiste en la descomposición o rotura de las rocas por medio de reacciones químicas. La descomposición se debe a la eliminación de los agentes que cementan la roca, e incluso afectan a los enlaces químicos del mineral. Es posible que en el proceso, y debido a las reacciones químicas, se formen materiales nuevos. El calibre de los materiales se siempre muy reducido: arcillas, margas, limos, arenas. Su acción es muy notable en la formación del relieve de rocas masivas, cárstico, rocas metamórfica y volcánicas.
Algunos autores consideran la meteorización química como sinónimo de disolución y otros lo hacen sinónimo de alteración. Comprende dos procesos básicos la disolución y la alteración (oxidación, hidratación e hidrólisis).
Disolución
La disolución (solución o corrosión) es un proceso físico que consiste en la disociación de las moléculas en iones gracias a un agente disolvente, en nuestro caso el agua. Este proceso no implica ninguna transformación en la composición química del material disuelto. Una vez disueltos los materiales se precipitan al desaparecer el agente disolvente. Frecuentemente esta precipitación se hace en el mismo lugar de la disolución.
La eficacia de la disolución depende de la naturaleza de la roca, sobre todo de su permeabilidad. Las rocas sedimentarias son más sensibles a la disolución, particularmente las evaporitas (sal, yeso) pero la presencia de ciertos compuestos en disolución (como el anhídrido carbónico) aumenta el poder disolvente del agua, haciendo que otras rocas, como la caliza, sea, también, fácilmente atacada. Las aguas alcalinas atacan muy eficazmente las rocas silíceas. También hay que tener en cuenta que la disolución es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y también con la persistencia de la humedad sobre la roca, por lo que es más efectiva en las rocas cubiertas por un manto vegetal.
Podemos diferenciar dos tipos de disolución: la disolución, propiamente dicha, que afecta a las evaporitas, y la disolución cárstica (o carbonatación), propia de las rocas carbonatadas y que es responsable del relieve cárstico. La disolución cárstica conlleva al existencia de agua acidula (que lleva en disolución ácido carbónico) que ataca a rocas que contengan calcio, sodio, potasio y, en general, óxidos básicos. La formación del relieve cárstico implica un proceso muy complejo que combina otras reacciones químicas o físicas. En general consta de tres etapas: la disolución directa por acción del agua, la acción química del ácido carbónico (hasta consumirse), que produce bicarbonato cálcico y la captación de nuevo gas carbónico para repetir las dos primeras fases. La disolución cárstica presenta una eficacia diferente dependiendo de la temperatura y la humedad ambiental, así como de la cubierta vegetal.
Tras la disolución aparecen residuos insolubles, residuos de disolución, como la arena y la arcilla de descalcificación: terra rossa o arcillas con sílex. Los elementos disueltos también pueden precipitar tras una migración. Estas acumulaciones pueden ser notablemente potentes y forman costras, como los encostramientos de las estepas semiáridas, y las corazas y caparazones de las sabanas.
Alteración
La alteración es un proceso químico que consiste en la transformación total o parcial de las moléculas en iones gracias a un agente disolvente, en nuestro caso el agua y el aire. Este proceso implica una transformación en la composición química del material disuelto, por lo que encontramos minerales de neoformación. Puede alcanzar profundidades notables, hasta 30 metros, alteración profunda, en los que aparecen regolitos, formados sobre todo por arcillas y conocidas como mantos de alteración o alteritas. Los productos resultantes tienen calibres muy pequeños, que pueden ir desde el tamaño granular hasta los coloides. Las alteritas en las que predominan las pizarras son más arcillosas y en las que predominan las areniscas y los granitos más arenosas.
La alteración es un proceso controlado por la humedad, la temperatura y la presencia de vegetación, a mayor temperatura y humedad más eficacia, y ataca sobre todo a las rocas metamórficas de textura cristalina y composición silícea.
Tres son los mecanismos básicos de alteración: oxidación, hidratación e hidrólisis.
Oxidación
El proceso de oxidación se produce por el contacto del aire con las rocas en cuya composición entra minerales que se pueden combinar con el oxígeno: férricos, carbonatos, sulfuros, etc. para formar óxidos e hidróxidos. Es el mecanismo de alteración más generalizado, pero el de menor transcendencia morfológica, ya que no penetra más que unos milímetros.
Las rocas oxidadas presentan una patina superficial, del color de oxidación del mineral (rojo en la rubefacción del hierro), que favorece los mecanismos de desagregación y fragmentación.
Hidratación
La hidratación afecta a las rocas por minerales cuyos compuestos reaccionan con el agua fijando sus moléculas. Afecta a rocas con un metamorfismo débil (esquistos, pizarras) compuestas por silicatos alumínicos que al hidratarse se transforman en arcillas, más sensibles a los agentes erosivos.
También afecta a algunas evaporitas, como la anhidrita que se transforma en yeso.
La hidratación es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y la existencia de una cobertera vegetal.
Hidrólisis
La hidrólisis es el principal tipo de alteración, el proceso que más transcendencia tiene en la formación del relieve de las rocas metamórficas y el que más profundamente ataca a las rocas.
La hidrólisis es un proceso químico que consiste en el desdoblamiento de una molécula en presencia del agua (concretamente los iones H+, que hacen que el agua se comporte como un ácido débil). La consecuencia es la destrucción de los edificios cristalinos, dando lugar a la progresiva separación y lavado de la sílice, la mica, los feldespatos y cualquier otro elemento que componga la roca. Como consecuencia se forman minerales arcillosos y residuos metálicos arenosos.
En ausencia de procesos de transporte (a causa de la existencia de una cubierta vegetal, por ejemplo) no se produce reducción del volumen inicial de la roca. Sin embargo la progresiva transformación de la roca en materiales más porosos va haciendo profundizar el frente de alteración.
La hidrólisis es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y la existencia de una cobertera vegetal, que controlan la velocidad de las aguas de percolación (penetración del agua en el suelo). La lixiviación del suelo es fundamental para que tengan lugar los procesos de hidrólisis ya que el agua de lluvia apenas tiene iones H+, son los ácidos procedentes de la descomposición de los seres vivos los que cargan el agua con iones H+.
Podemos distinguir tres grados de alteración hidrolítica, en función de las características de la argilización. En el primer grado se forman arcillas montmorilloníticas, caracterizadas por la presencia de complejos silicatos alumínicos y sílice. Son de color ocre o rojo y muy plásticas, por lo que absorben grandes cantidades de agua, lo que hace aumentar su volumen. En el segundo grado se forman arcillas caoliníticas, caracterizadas por la escasez de sílice y la neoformación de arcillas claras, que tienen una menor capacidad de absorción de agua. El caolín es la arcilla y la caolinita el silicato alumínico hidratado. El tercer grado consiste en la laterización, cuando se ha eliminado totalmente el sílice y en las arcillas se concentran elementos residuales en forma de hidróxidos de aluminio y hierro, los cuales pueden formar corazas de gran consistencia (lateritas). Se trata de una arcilla endurecida, como un ladrillo muy frecuente en los países tropicales húmedos.
La meteorización química es un proceso que consiste en la descomposición o rotura de las rocas por medio de reacciones químicas. La descomposición se debe a la eliminación de los agentes que cementan la roca, e incluso afectan a los enlaces químicos del mineral. Es posible que en el proceso, y debido a las reacciones químicas, se formen materiales nuevos. El calibre de los materiales se siempre muy reducido: arcillas, margas, limos, arenas. Su acción es muy notable en la formación del relieve de rocas masivas, cárstico, rocas metamórfica y volcánicas.
Algunos autores consideran la meteorización química como sinónimo de disolución y otros lo hacen sinónimo de alteración. Comprende dos procesos básicos la disolución y la alteración (oxidación, hidratación e hidrólisis).
Disolución
La disolución (solución o corrosión) es un proceso físico que consiste en la disociación de las moléculas en iones gracias a un agente disolvente, en nuestro caso el agua. Este proceso no implica ninguna transformación en la composición química del material disuelto. Una vez disueltos los materiales se precipitan al desaparecer el agente disolvente. Frecuentemente esta precipitación se hace en el mismo lugar de la disolución.
La eficacia de la disolución depende de la naturaleza de la roca, sobre todo de su permeabilidad. Las rocas sedimentarias son más sensibles a la disolución, particularmente las evaporitas (sal, yeso) pero la presencia de ciertos compuestos en disolución (como el anhídrido carbónico) aumenta el poder disolvente del agua, haciendo que otras rocas, como la caliza, sea, también, fácilmente atacada. Las aguas alcalinas atacan muy eficazmente las rocas silíceas. También hay que tener en cuenta que la disolución es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y también con la persistencia de la humedad sobre la roca, por lo que es más efectiva en las rocas cubiertas por un manto vegetal.
Podemos diferenciar dos tipos de disolución: la disolución, propiamente dicha, que afecta a las evaporitas, y la disolución cárstica (o carbonatación), propia de las rocas carbonatadas y que es responsable del relieve cárstico. La disolución cárstica conlleva al existencia de agua acidula (que lleva en disolución ácido carbónico) que ataca a rocas que contengan calcio, sodio, potasio y, en general, óxidos básicos. La formación del relieve cárstico implica un proceso muy complejo que combina otras reacciones químicas o físicas. En general consta de tres etapas: la disolución directa por acción del agua, la acción química del ácido carbónico (hasta consumirse), que produce bicarbonato cálcico y la captación de nuevo gas carbónico para repetir las dos primeras fases. La disolución cárstica presenta una eficacia diferente dependiendo de la temperatura y la humedad ambiental, así como de la cubierta vegetal.
Tras la disolución aparecen residuos insolubles, residuos de disolución, como la arena y la arcilla de descalcificación: terra rossa o arcillas con sílex. Los elementos disueltos también pueden precipitar tras una migración. Estas acumulaciones pueden ser notablemente potentes y forman costras, como los encostramientos de las estepas semiáridas, y las corazas y caparazones de las sabanas.
Alteración
La alteración es un proceso químico que consiste en la transformación total o parcial de las moléculas en iones gracias a un agente disolvente, en nuestro caso el agua y el aire. Este proceso implica una transformación en la composición química del material disuelto, por lo que encontramos minerales de neoformación. Puede alcanzar profundidades notables, hasta 30 metros, alteración profunda, en los que aparecen regolitos, formados sobre todo por arcillas y conocidas como mantos de alteración o alteritas. Los productos resultantes tienen calibres muy pequeños, que pueden ir desde el tamaño granular hasta los coloides. Las alteritas en las que predominan las pizarras son más arcillosas y en las que predominan las areniscas y los granitos más arenosas.
La alteración es un proceso controlado por la humedad, la temperatura y la presencia de vegetación, a mayor temperatura y humedad más eficacia, y ataca sobre todo a las rocas metamórficas de textura cristalina y composición silícea.
Tres son los mecanismos básicos de alteración: oxidación, hidratación e hidrólisis.
Oxidación
El proceso de oxidación se produce por el contacto del aire con las rocas en cuya composición entra minerales que se pueden combinar con el oxígeno: férricos, carbonatos, sulfuros, etc. para formar óxidos e hidróxidos. Es el mecanismo de alteración más generalizado, pero el de menor transcendencia morfológica, ya que no penetra más que unos milímetros.
Las rocas oxidadas presentan una patina superficial, del color de oxidación del mineral (rojo en la rubefacción del hierro), que favorece los mecanismos de desagregación y fragmentación.
Hidratación
La hidratación afecta a las rocas por minerales cuyos compuestos reaccionan con el agua fijando sus moléculas. Afecta a rocas con un metamorfismo débil (esquistos, pizarras) compuestas por silicatos alumínicos que al hidratarse se transforman en arcillas, más sensibles a los agentes erosivos.
También afecta a algunas evaporitas, como la anhidrita que se transforma en yeso.
La hidratación es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y la existencia de una cobertera vegetal.
Hidrólisis
La hidrólisis es el principal tipo de alteración, el proceso que más transcendencia tiene en la formación del relieve de las rocas metamórficas y el que más profundamente ataca a las rocas.
La hidrólisis es un proceso químico que consiste en el desdoblamiento de una molécula en presencia del agua (concretamente los iones H+, que hacen que el agua se comporte como un ácido débil). La consecuencia es la destrucción de los edificios cristalinos, dando lugar a la progresiva separación y lavado de la sílice, la mica, los feldespatos y cualquier otro elemento que componga la roca. Como consecuencia se forman minerales arcillosos y residuos metálicos arenosos.
En ausencia de procesos de transporte (a causa de la existencia de una cubierta vegetal, por ejemplo) no se produce reducción del volumen inicial de la roca. Sin embargo la progresiva transformación de la roca en materiales más porosos va haciendo profundizar el frente de alteración.
La hidrólisis es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y la existencia de una cobertera vegetal, que controlan la velocidad de las aguas de percolación (penetración del agua en el suelo). La lixiviación del suelo es fundamental para que tengan lugar los procesos de hidrólisis ya que el agua de lluvia apenas tiene iones H+, son los ácidos procedentes de la descomposición de los seres vivos los que cargan el agua con iones H+.
Podemos distinguir tres grados de alteración hidrolítica, en función de las características de la argilización. En el primer grado se forman arcillas montmorilloníticas, caracterizadas por la presencia de complejos silicatos alumínicos y sílice. Son de color ocre o rojo y muy plásticas, por lo que absorben grandes cantidades de agua, lo que hace aumentar su volumen. En el segundo grado se forman arcillas caoliníticas, caracterizadas por la escasez de sílice y la neoformación de arcillas claras, que tienen una menor capacidad de absorción de agua. El caolín es la arcilla y la caolinita el silicato alumínico hidratado. El tercer grado consiste en la laterización, cuando se ha eliminado totalmente el sílice y en las arcillas se concentran elementos residuales en forma de hidróxidos de aluminio y hierro, los cuales pueden formar corazas de gran consistencia (lateritas). Se trata de una arcilla endurecida, como un ladrillo muy frecuente en los países tropicales húmedos.
meteorizacion mecanica
Meteorización mecánica
La meteorización mecánica o física consiste en la ruptura de las rocas a causa de esfuerzos externos e internos causados por los meteoros. Son sinónimos, y más exactos, los términos de disgregación y fragmentación. La disgregación implica la ruptura de la roca en fragmentos más o menos grandes y angulosos pero sin modificación de la naturaleza mineralógica de la roca. Los calibres pueden ir desde la arcilla, a la marga, el limo, la arena y hasta los fragmentos de varios metros.
La superficie de meteorización puede realizarse en capas, exfoliación, o grano a grano, desagregación granular.
Los procesos más importantes son: termoclastia, gelifracción, hidroclastia, haloclastia y corrasión.
Termoclastia
La termoclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a los cambios de temperatura bruscos. Las dilataciones y las contracciones producidas por los cambios de temperatura producen tensiones en las rocas que terminan por romperla.
Para que se produzca esta ruptura son necesarios cambios bruscos en períodos muy cortos de tiempo, como los que se dan en los desiertos áridos, pero también rocas cuyo color y textura permitan una absorción y disminución de la radiación calorífica. Además deben tener una composición mineralógica que permita diferencias de dilatación y contracción, para que las tensiones sean efectivas.
Las condiciones para que se produzca la termoclastia son tan difíciles que no ha sido posible reproducirla en un laboratorio, por lo que en ocasiones se duda de que sea un mecanismo natural, sin embargo en los desiertos cálidos sí parece funcionar, al menos en combinación con otros mecanismos. Este mecanismo produce fenómenos de exfoliación y desagregación granular.
Gelifracción o crioclastia
La gelifracción consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones que produce la congelación y descongelación del agua en los huecos que presenta la roca. El aumento de volumen que produce el agua congelada sirve de cuña, lo que termina por romper la roca. Esto quiere decir que para que la gelifracción funcione es necesario que existan frecuentes ciclos de hielo-deshielo lo que ocurre en las latitudes medias con procesos de tipo periglaciar. En las latitudes altas con procesos de tipo glaciar estas alternancias no se dan, ya que el período de congelación dura meses.
La gelifracción es el mecanismo más eficaz en las latitudes medias. Muchos autores la consideran como un tipo de termoclastia, pero al no ser las diferencias de temperatura lo que rompe la roca, sino un agente intermedio, el agua helada y deshelada, prefiero considerarlo como un mecanismo aparte.
La eficacia de la gelifracción depende de la naturaleza de la roca y puede pulverizarla en granos de tamaño limo, microgelifracción, o en bloques grandes y angulosos, macrogelifracción.
Hidroclastia
La hidroclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones que produce el aumento y reducción de volumen de determinadas rocas cuando se empapan y se secan. Normalmente, en este mecanismo la arcilla tiene una importancia decisiva.
Los ciclos de humectación y secado son más lentos que los de hielo deshielo, pero más persistentes. La presión ejercida por la arcilla húmeda persiste mientras esté húmeda. Durante la fase seca la arcilla se cuartea, presentando debilidades que pueden aprovechar otros agentes erosivos.
En función del tamaño de los fragmentos podemos distinguir la macrohidroclastia, en regiones que alternan arcillas masivas y calizas o areniscas y que presentan cuarteamientos muy grandes, y la microhidroclastia, en regiones de rocas cristalinas con algún grado de alteración, y que forma limos.
Haloclastia
La haloclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones que provoca el aumento de volumen que se producen en los cristales salinos. Estos se forman cuando se evapora el agua en las que están disueltos. Las sales, que están acogidas en las fisuras de las rocas, presionan las paredes, a manera de cuña, hasta romperlas. En realidad no son los cristales formados los que ejercen la presión suficiente para romper la roca, si no el aumento de volumen de los cristales al captar nuevos aportes de agua, que hacen crecer el cristal.
La haloclastia sólo funciona en los países altamente salinos y áridos, es decir en las franjas litorales y en las regiones muy áridas. El mecanismo es muy similar a la gelifracción, aunque su ámbito de incidencia es menor.
Debido al reducido tamaño de los cristales salinos este mecanismo apenas tiene importancia en las rocas con fisuras, sin embargo es muy efectivo en las rocas porosas, por lo que el material que se forma es de pequeño calibre: arenas, limos, margas y arcillas.
Corrasión
La corrasión implica denudación, es decir fragmentación y transporte del material, así que también se considera un agente de transporte (corrasión eólica); no obstante, aquí explicaremos el mecanismo de fragmentación de la roca.
La corrasión es un proceso de erosión mecánica producido por golpes que producen los materiales que transporta un fluido (aire, agua o hielo) sobre una roca sana. La reiteración de los golpes termina por fragmentar tanto de la roca sana como el proyectil. El resultado es la abrasión (desgaste por fricción) de la roca y la ablación (cortar, separar y quitar) de los materiales.
La eficacia de la corrasión depende de la densidad y de la velocidad del fluido. Un fluido es más denso cuantos más materiales lleva en suspensión (carga). También es más eficaz cuanto menos vegetación exista.
La meteorización mecánica o física consiste en la ruptura de las rocas a causa de esfuerzos externos e internos causados por los meteoros. Son sinónimos, y más exactos, los términos de disgregación y fragmentación. La disgregación implica la ruptura de la roca en fragmentos más o menos grandes y angulosos pero sin modificación de la naturaleza mineralógica de la roca. Los calibres pueden ir desde la arcilla, a la marga, el limo, la arena y hasta los fragmentos de varios metros.
La superficie de meteorización puede realizarse en capas, exfoliación, o grano a grano, desagregación granular.
Los procesos más importantes son: termoclastia, gelifracción, hidroclastia, haloclastia y corrasión.
Termoclastia
La termoclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a los cambios de temperatura bruscos. Las dilataciones y las contracciones producidas por los cambios de temperatura producen tensiones en las rocas que terminan por romperla.
Para que se produzca esta ruptura son necesarios cambios bruscos en períodos muy cortos de tiempo, como los que se dan en los desiertos áridos, pero también rocas cuyo color y textura permitan una absorción y disminución de la radiación calorífica. Además deben tener una composición mineralógica que permita diferencias de dilatación y contracción, para que las tensiones sean efectivas.
Las condiciones para que se produzca la termoclastia son tan difíciles que no ha sido posible reproducirla en un laboratorio, por lo que en ocasiones se duda de que sea un mecanismo natural, sin embargo en los desiertos cálidos sí parece funcionar, al menos en combinación con otros mecanismos. Este mecanismo produce fenómenos de exfoliación y desagregación granular.
Gelifracción o crioclastia
La gelifracción consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones que produce la congelación y descongelación del agua en los huecos que presenta la roca. El aumento de volumen que produce el agua congelada sirve de cuña, lo que termina por romper la roca. Esto quiere decir que para que la gelifracción funcione es necesario que existan frecuentes ciclos de hielo-deshielo lo que ocurre en las latitudes medias con procesos de tipo periglaciar. En las latitudes altas con procesos de tipo glaciar estas alternancias no se dan, ya que el período de congelación dura meses.
La gelifracción es el mecanismo más eficaz en las latitudes medias. Muchos autores la consideran como un tipo de termoclastia, pero al no ser las diferencias de temperatura lo que rompe la roca, sino un agente intermedio, el agua helada y deshelada, prefiero considerarlo como un mecanismo aparte.
La eficacia de la gelifracción depende de la naturaleza de la roca y puede pulverizarla en granos de tamaño limo, microgelifracción, o en bloques grandes y angulosos, macrogelifracción.
Hidroclastia
La hidroclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones que produce el aumento y reducción de volumen de determinadas rocas cuando se empapan y se secan. Normalmente, en este mecanismo la arcilla tiene una importancia decisiva.
Los ciclos de humectación y secado son más lentos que los de hielo deshielo, pero más persistentes. La presión ejercida por la arcilla húmeda persiste mientras esté húmeda. Durante la fase seca la arcilla se cuartea, presentando debilidades que pueden aprovechar otros agentes erosivos.
En función del tamaño de los fragmentos podemos distinguir la macrohidroclastia, en regiones que alternan arcillas masivas y calizas o areniscas y que presentan cuarteamientos muy grandes, y la microhidroclastia, en regiones de rocas cristalinas con algún grado de alteración, y que forma limos.
Haloclastia
La haloclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones que provoca el aumento de volumen que se producen en los cristales salinos. Estos se forman cuando se evapora el agua en las que están disueltos. Las sales, que están acogidas en las fisuras de las rocas, presionan las paredes, a manera de cuña, hasta romperlas. En realidad no son los cristales formados los que ejercen la presión suficiente para romper la roca, si no el aumento de volumen de los cristales al captar nuevos aportes de agua, que hacen crecer el cristal.
La haloclastia sólo funciona en los países altamente salinos y áridos, es decir en las franjas litorales y en las regiones muy áridas. El mecanismo es muy similar a la gelifracción, aunque su ámbito de incidencia es menor.
Debido al reducido tamaño de los cristales salinos este mecanismo apenas tiene importancia en las rocas con fisuras, sin embargo es muy efectivo en las rocas porosas, por lo que el material que se forma es de pequeño calibre: arenas, limos, margas y arcillas.
Corrasión
La corrasión implica denudación, es decir fragmentación y transporte del material, así que también se considera un agente de transporte (corrasión eólica); no obstante, aquí explicaremos el mecanismo de fragmentación de la roca.
La corrasión es un proceso de erosión mecánica producido por golpes que producen los materiales que transporta un fluido (aire, agua o hielo) sobre una roca sana. La reiteración de los golpes termina por fragmentar tanto de la roca sana como el proyectil. El resultado es la abrasión (desgaste por fricción) de la roca y la ablación (cortar, separar y quitar) de los materiales.
La eficacia de la corrasión depende de la densidad y de la velocidad del fluido. Un fluido es más denso cuantos más materiales lleva en suspensión (carga). También es más eficaz cuanto menos vegetación exista.
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