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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

Determinación de la Eficiencia Energética en tres especies de cultivos

alimenticios bajo tres sistemas de fertilización en el CADET–Tumbaco

Trabajo de titulación presentado como requisito previo a la obtención del

Título de Ingeniera Agrónoma

Autor: Catota Analuisa Viviana Marisol

Tutor: Ph.D. Carlos María Nieto Cabrera

Quito, diciembre 2017

v

DEDICATORIA

Este trabajo de titulación lo dedico a mis

amados padres, Luis Catota y Laura

Analuisa, por su sacrificio, gran amor, su

apoyo incondicional y por sus acertados

consejos que siempre me han brindado.

A mis hermanos, Alex, Karina, Kevin y

Lisbeth, por apoyarme y ayudarme todo

este tiempo, a culminar mis estudios

permitiéndome ser una profesional de

éxito.

vi

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios, por siempre guiarme por un buen camino y siempre estar en todos los

momentos de mi vida.

A la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador, por

permitirme usar sus instalaciones para realizar el presente ensayo y por todos los

conocimientos otorgados a través de su distinguido personal docente, a lo largo de mi vida

universitaria.

Al Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI) por su enorme

colaboración y apoyo.

Quiero expresar mi agradecimiento a mi Director de Tesis Carlos Nieto Ph.D, quien me

guió incondicionalmente para culminar el presente trabajo.

Al Ing. Jorge Caicedo por haber colaborado con la realización de este trabajo.

A mi familia que con su esfuerzo y sacrificio me ayudaron a conseguir uno de mis sueños.

A Paúl, mi compañero, mi confidente, mi apoyo, quien ha estado pendiente de mí en todo

momento, por esto y mucho más eres a quien más amo.

A mis buenos amigos y amigas, con los que he compartido muchos momentos inolvidables:

Darío, Jaime, Rubén, Francisco, Milton, Lorena, Jessica, Evelyn.

vii

ÍNDICE DE CONTENIDO

CAPÍTULOS PÁGINAS

1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 1

2 REVISIÓN DE LITERATURA ....................................................................... 3

2.1 Cultivo de camote................................................................................................ 3

2.1.1 Antecedentes ....................................................................................................... 3

2.1.2 Producción, superficie, rendimiento del camote en Ecuador. ............................. 3

2.1.3 Condiciones ambientales para el cultivo de camote............................................ 4

2.1.4 Ciclo vegetativo del camote ................................................................................ 4

2.1.5 Plagas y enfermedades ........................................................................................ 4

2.1.6 Usos ..................................................................................................................... 5

2.2 Cultivo de fréjol .................................................................................................. 5

2.2.1 Antecedentes ....................................................................................................... 5

2.2.2 Superficie, producción y rendimiento de fréjol en Ecuador................................ 6

2.2.3 Condiciones ambientales para el cultivo de fréjol .............................................. 6

2.2.4 Ciclo vegetativo del fréjol ................................................................................... 7

2.2.5 Plagas y enfermedades ........................................................................................ 8

2.2.6 Control de plagas y enfermedades .................................................................... 10

2.2.7 Características de la variedad ............................................................................ 11

2.3 Cultivo de arveja ............................................................................................... 12

2.3.1 Antecedentes ..................................................................................................... 12

2.3.2 Superficie, producción y rendimientos del fréjol en Ecuador. .......................... 12

2.3.3 Condiciones ambientales para el cultivo de arveja ........................................... 13

2.3.4 Ciclo vegetativo de arveja ................................................................................. 13

2.3.5 Plagas y Enfermedades...................................................................................... 14

2.3.6 Control de plagas ............................................................................................... 14

2.3.7 Características de la variedad ............................................................................ 15

2.4 Fertilización ....................................................................................................... 16

2.4.1 Importancia........................................................................................................ 16

viii

CAPÍTULOS PÁGINAS

2.4.2 Clasificación de fertilizantes ............................................................................. 16

2.5 Tipos de labranza .............................................................................................. 17

2.5.1 Labranza convencional ...................................................................................... 17

2.5.2 Labranza mínima ............................................................................................... 17

2.5.3 Labranza cero o Siembra directa ....................................................................... 17

2.6 Energía solar ...................................................................................................... 18

2.6.1 Fotosíntesis ........................................................................................................ 19

2.7 Eficiencia energética ......................................................................................... 20

2.7.1 Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA) .................................................... 20

2.7.2 Concepto de biomasa ........................................................................................ 21

2.8 Índice de cosecha (IC) ....................................................................................... 21

3 MATERIALES Y MÉTODOS ....................................................................... 22

3.1 Ubicación geográfica del sitio del experimento ................................................ 22

3.2 Características agroclimáticas. .......................................................................... 22

3.3 Materiales .......................................................................................................... 22

3.3.1 Material Experimental ....................................................................................... 22

3.3.2 Equipos, herramientas y materiales de campo .................................................. 22

3.3.3 Equipos de laboratorio ...................................................................................... 22

3.3.4 Instalaciones ...................................................................................................... 22

3.4 Métodos ............................................................................................................. 23

3.4.1 Fase de Campo .................................................................................................. 23

3.4.2 Fase de Laboratorio ........................................................................................... 24

3.4.3 Radiación registrada en la Estación Meteorológica INHAMI .......................... 24

3.4.4 Factores en estudio ............................................................................................ 25

3.4.5 Tratamientos ...................................................................................................... 25

3.4.6 Diseño Experimental ......................................................................................... 25

3.4.7 Análisis de varianza (ADEVA) ......................................................................... 26

3.4.8 Análisis funcional .............................................................................................. 26

ix

CAPÍTULOS PÁGINAS

3.4.9 Definición de variables...................................................................................... 26

4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................... 29

4.1 Radiación solar incidente anual......................................................................... 29

4.2 Días a la madurez de cosecha ............................................................................ 30

4.3 Presencia de plagas y enfermedades ................................................................. 31

4.4 Rendimiento de biomasa seca útil (kg/ha) ........................................................ 32

4.5 Rendimiento de biomasa seca total (kg/ha)....................................................... 33

4.6 Índice de Cosecha.............................................................................................. 35

4.7 Rendimiento calórico de biomasa seca útil ....................................................... 37

4.8 Rendimiento calórico de biomasa seca total ..................................................... 38

4.9 Eficiencia Energética en biomasa seca útil ....................................................... 40

4.10 Eficiencia Energética en biomasa seca total ..................................................... 42

5 CONCLUSIONES ........................................................................................... 44

6 RECOMENDACIONES ................................................................................. 45

7 RESUMEN ...................................................................................................... 46

SUMMARY…………………………………………………………………..47

8 REFERENCIAS .............................................................................................. 48

9 ANEXOS .......................................................................................................... 53

x

ÍNDICE DE CUADROS

CUADROS PÁG.

1. Superficie y producción de camote en el Ecuador en el año 2009. .................... 3

2. Condiciones ambientales para el cultivo de Camote. ......................................... 4

3. Superficie, producción y rendimiento de fréjol en grano seco en Ecuador en el

año 2016.............................................................................................................. 6

4. Condiciones ambientales para el cultivo de fréjol. ............................................. 7

5. Características morfológicas, agronómicas y químicas de fréjol INIAP 484

Centenario. ........................................................................................................ 12

6. Superficie, producción y rendimiento de arveja en grano seco en Ecuador en el

año 2016............................................................................................................ 13

7. Condiciones ambientales para el cultivo de arveja. .......................................... 13

8. Características morfológicas, agronómicas y químicas de Arveja INIAP 436

Liliana. .............................................................................................................. 15

9. Contenido nutrimental de gallinaza. ................................................................. 17

10. Ventajas y desventajas del sistema siembra directa ......................................... 18

11. Características agroclimáticas del sitio del experimento. ................................. 22

12. Fertilización química y orgánica en la investigación. ...................................... 23

13. Control de Plagas y Enfermedades. .................................................................. 24

14. Tratamientos formulados para la Determinación de eficiencia energética de

especies alimenticias bajo sistemas de fertilización. ........................................ 25

15. Esquema del ADEVA para la evaluación de las variables medidas en el

experimento. ..................................................................................................... 26

16. Prueba de Normalidad de Shapiro-Wilks para los residuos de las variables en

estudio. .............................................................................................................. 29

17. ADEVA para los días a la madurez de cosecha en la “Determinación de la

eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de

fertilización”. .................................................................................................... 30

18. Porcentaje de severidad de infección e infestación de plagas y enfermedades. 31

19. ADEVA para el rendimiento de la biomasa seca útil en la “Determinación de la


fertilización”. .................................................................................................... 32

xi

20. ADEVA para el rendimiento de la biomasa seca total en la “Determinación de la


fertilización”. .................................................................................................... 34

21. ADEVA para el índice de cosecha en la “Determinación de la eficiencia

energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”. .... 35

22. ADEVA para el rendimiento calórico de biomasa seca útil en la

“Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres

sistemas de fertilización”. ................................................................................. 37

23. ADEVA para el rendimiento calórico de biomasa seca total en la



24. ADEVA para la Eficiencia Energética en biomasa seca útil en la



25. ADEVA para la eficiencia energética en biomasa seca total en la



xii

ÍNDICE DE GRÁFICOS

GRÁFICOS PÁG.

1. El espectro electromagnético solar, en función de la longitud de onda. .......... 21

2. Tamaño de parcela experimental (parcela total y parcela neta). ...................... 26

3. Radiación Solar Incidente Anual (2015 y 2016) en Tumbaco - CADET ......... 29

4. Radiación fotosintéticamente activa recibida por cada cultivo ........................ 30

5. Comparaciones ortogonales para los días a la cosecha .................................... 31

6. Comparaciones ortogonales para el rendimiento de biomasa seca útil ............ 32

7. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre el

rendimiento de la biomasa seca útil producida en el ciclo ............................... 33

8. Comparaciones ortogonales para el rendimiento de biomasa seca total .......... 34


rendimiento de la biomasa seca total producida en el ciclo ............................. 35

10. Comparaciones ortogonales para el índice de cosecha ..................................... 36

11. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre el índice de

cosecha producida durante el ciclo de cultivo .................................................. 36

12. Comparaciones ortogonales para el rendimiento calórico de biomasa seca útil 37


rendimiento calórico de biomasa seca útil ........................................................ 38

14. Comparaciones ortogonales para el rendimiento calórico de biomasa seca total 39


rendimiento calórico de biomasa seca total producida durante el ciclo de

cultivo ............................................................................................................... 40

16. Comparaciones ortogonales para la eficiencia energética de biomasa seca útil 41

17. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre la eficiencia

energética en biomasa seca útil......................................................................... 41

18. Comparaciones ortogonales para la eficiencia energética de biomasa seca total42

19. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre la eficiencia

energética en biomasa seca total ....................................................................... 43

xiii

ÍNDICE DE ANEXOS

ANEXOS PÁG.

1. Análisis de suelos elemental del sitio de investigación. .................................... 53

2. Cálculo de dosis de aplicación del herbicida Ranger ........................................ 54

3. Cálculo de las Dosis de Fertilización Química por cultivo. .............................. 54

4. Cálculo de las Dosis de Fertilización Orgánica por cultivo. ............................. 56

5. Cálculo de las Dosis de productos para control de plagas y enfermedades. ..... 57

6. Esquema del experimento, disposición de los tratamientos en campo. ............. 58

7. Radiación Solar incidente y Radiación Fotosintéticamente Activa Anual. ....... 59

8. Radiación Solar Global y Reflejada obtenidos de la Estación Meteorológica

INAMHI “La Tola”. ......................................................................................... 60

9. Transformación de unidades de W/m2 a Mcal/m

2 para la Radiación

Fotosintéticamente Activa (RFA). .................................................................... 64

10. Contenido Calórico de biomasa seca total y biomasa seca útil ........................ 64

11. Radiación Fotosintéticamente Activa acumulada durante el ciclo de cultivo por

tratamiento y repetición. ................................................................................... 65

12. Resultados de los Análisis de Poder Calórico en el Laboratorio de Química de

la Universidad Central del Ecuador. ................................................................. 66

13. Datos tomados del ensayo de cada variable y tratamiento. .............................. 67

14. Fotografías del desarrollo del experimento. ..................................................... 69

15. Proceso de secado en estufa.............................................................................. 74

16. Bomba calorimétrica ........................................................................................ 75

xiv

TEMA: “Determinación de la Eficiencia Energética en tres especies de cultivos

alimenticios bajo tres sistemas de fertilización en el CADET–Tumbaco”

Autor: Viviana Marisol Catota Analuisa

Tutor: Carlos María Nieto Cabrera

RESUMEN

Las plantas son las únicas en el planeta capaces de aprovechar la radiación solar para

realizar la fotosíntesis, cada especie presenta diferente eficiencia fotosintética. Este estudio

consistió en determinar la Eficiencia Energética de tres cultivos alimenticios: arveja, fréjol

y camote, bajo tres sistemas de fertilización. La Eficiencia Energética de un cultivo es la

relación entre la energía contenida en la materia seca producida y la energía de la radiación

fotosintéticamente activa interceptada durante su ciclo. El análisis de resultados indicó que

el mayor rendimiento de biomasa total y biomasa útil se obtuvo en camote con 7 220

kg/ha, y en fréjol con 2 947 kg/ha ambos con fertilización química respectivamente. La

mayor eficiencia energética se encontró con el cultivo de fréjol con 1,07 %, seguida del

camote con 0,75 %; mientras que la arveja presentó la menor eficiencia energética con

apenas 0,28 %.

PALABRAS CLAVE: RENDIMIENTO DE CULTIVOS / BIOMASA / RADIACIÓN /

ÍNDICE DE COSECHA / RADIACIÓN FOTOSINTÉTICAMENTE ACTIVA / FOTOSÍNTESIS

xv

Topic: "Determination of Energy Effíciency in three food crop species using

three fertilization systems in CADET - Tumbaco"

Author: Viviana Marisol Catota Analuisa

Mentor: Carlos María Nieto Cabrera

SUMMARY

Plants are the only species on the planet capable of using solar radiation for

photosynthesis, and each species has a different level of photosynthetic effíciency.

This research consisted in determining the Energy Effíciency in three food crop

species: peas, beans and sweet potatoes, using three fertilization systems. Energy

Effíciency of a crop is the relation between the energy contained in the dry material

produced and the energy of the photosynthetically active radiation intercepted during

the cycle. The analysis of results indicated that the best yield of total biomass and

useful biomass was obtained by sweet potatoes, with 7,220 kg./ha.; and beans, with

2,947 kg./ha., both with applications of chemical fertilizer, respectively. The greatest

Energy Effíciency was evidenced in the beans, with 1.07%; followed by sweet

potatoes, with 0.75%; while peas had the lowest Energy Effíciency, with 0.28%.

KEYWORDS: CROP YIELD / BIOMASS / RADIATION / HARVEST RATE /

PHOTOSYNTHETICALLY ACTIVE RADIATION / PHOTOSYNTHESIS

1

1 INTRODUCCIÓN

La radiación solar, como factor ambiental, es importante para los seres vivos porque es la fuente de energía para procesos fisiológicos y biológicos. De la radiación solar dependen los vegetales para elaborar carbohidratos mediante la fotosíntesis (Taiz & Zeiger, 2002). La radiación, al interactuar con otros factores como la temperatura y precipitación, influye en el crecimiento y rendimiento de los cultivos (Rivetti, 2007). Así, la agricultura es una forma de cosechar la energía solar cuando se complementa con un suministro adecuado de agua, nutrimentos y dióxido de carbono (Castillo et al., 2007).

La radiación solar es el flujo de energía que se recibe del sol en forma de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias (luz visible, infrarroja y ultravioleta). La radiación incidente comprendida

entre 0,36 m y 0,74 m, puede ser detectada por el ojo humano, constituye lo que se conoce como luz visible. De ésta, aproximadamente la mitad es útil para fotosíntesis y es la radiación conocida como la Radiación Fotosintéticamente Activa, RFA. De la otra mitad, la mayoría se sitúa en la parte infrarroja del espectro y una pequeña parte en la ultravioleta y no es considerada RFA (Arenas & Zapata, 2011).

Todos los procesos biológicos que tienen lugar en la tierra, requieren de la luz solar. La tierra recibe 1 000 vatios (W) de energía por cada cm2, parte de ésta energía es reflejada por la atmosfera terrestre al espacio exterior, un 10 % de la energía es absorbida por la tierra y parte de ésta es utilizada por las plantas para realizar fotosíntesis; durante este proceso se libera oxígeno (O2) a la atmosfera, gas vital para la supervivencia de los seres vivos. La fotosíntesis no solo aporta O2, sino que constituye la base de la cadena alimentaria al transformar energía solar en materia (biomasa), que conforma los cuerpos de los organismos productores (Roots, 2008).

La cantidad de radiación solar absorbida por la vegetación y la utilización de ésta energía en el crecimiento vegetal constituyen los procesos biofísicos que controlan la producción de biomasa y el rendimiento de los cultivos a una tasa potencial. Por ésta razón, estos parámetros son fundamentales para estimar la cantidad de biomasa acumulada y monitorear el crecimiento de un cultivo (Kooman, 1996; Liu et al., 2004).

La eficiencia energética de un cultivo es la relación entre la energía atrapada en la materia seca producida y la energía contenida en la radiación fotosintéticamente activa interceptada (RFA), durante su ciclo (De la Casa, et al., 2011); determinada al cuantificar el rendimiento calórico de la materia seca producida y de los datos de radiación global (W m–2 d–1), recibida por el cultivo (Soil Science Society of America, 2000).

En este contexto, mediante la presente investigación se propuso, investigar la Eficiencia Energética de tres cultivos: arveja (Pisum sativum Linneo), fréjol (Phaseolus vulgaris Linneo) y camote (Ipomoea batatas Linneo), en condiciones de campo, con diferentes sistemas de fertilización.

Los cultivos que se seleccionaron para la investigación fueron dos leguminosas y una tuberosa, con la finalidad de comparar cuál de estas tres especies es más eficiente al momento de convertir la energía en biomasa, tomando en cuenta el ciclo del cultivo de cada uno de las especies.

La investigación forma parte del Proyecto macro “Investigación y validación de sistemas productivos, tecnologías e insumos no convencionales, para facilitar la Sostenibilidad de las Unidades de Producción Agropecuaria de subsistencia, en la Sierra ecuatoriana”, proyecto aprobado por la comisión de investigación de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador.

El interés de ésta investigación surge debido a que los niveles altos de radiación que recibe Ecuador al estar ubicado en la línea ecuatorial, es conveniente disponer de sistemas o arreglos de cultivos, para maximizar el uso de la energía solar incidente, ya que se trata de un recurso natural

2

renovable, abundante e inagotable. Lamentablemente la investigación en cuanto a la búsqueda de sistemas productivos o cultivos alimenticios como: camote, fréjol o arveja y otros, que presenten eficiencia en el uso de la energía solar, es incipiente o inexistente. En consecuencia, la pregunta que soportó la presente investigación fue la siguiente:

¿Cuál es la respuesta en términos de Eficiencia Energética (EE), de los cultivos de camote, fréjol, arveja, influenciados por la fertilización química y orgánica?

El propósito de la investigación fue determinar la Eficiencia Energética de tres cultivos alimenticios: arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y camote (Ipomoea batatas L.), bajo tres sistemas de fertilización química y orgánica, en el CADET, Tumbaco, Pichincha.

Específicamente se propuso cuantificar la radiación solar incidente anual y la radiación fotosintéticamente activa, determinar la eficiencia energética para convertir en biomasa seca total y biomasa seca útil, de tres cultivos: arveja (Pisum sativum L.), fréjol (Phaseolus vulgaris L.) y camote (Ipomoea batatas L.) en las condiciones ambientales del Centro Académico Docente Experimental La Tola (CADET), además, determinar la interacción entre la fertilización química y orgánica con las especies en estudio, en términos de la eficiencia energética.

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2 REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 CULTIVO DE CAMOTE

2.1.1 Antecedentes El cultivo de camote (Ipomoea batatas L.) ha ido adquiriendo cada vez mayor importancia en nuestro país, debido a su alto potencial de rendimiento y rusticidad, que han hecho de este un alimento de fácil alcance tanto para el agricultor como el consumidor. El camote como producto alimenticio es una de las raíces más importantes para el consumo humano a nivel mundial, por su alto contenido de calorías, vitaminas y minerales (Raudez & Poveda, 2004).

Este cultivo tradicional en Ecuador, es favorecido en el país debido a que posee características geográficas y climáticas adecuadas para su desarrollo de allí que se lo siembra tanto en la Sierra, Costa y Oriente, pues existen localidades en especial en las provincias de Morona Santiago, Loja, Pichincha, Carchi, Imbabura, Pastaza, Guayas y Manabí, donde el clima, la altitud y el suelo le es propicio (Pinto, 2012).

Es una planta herbácea de la familia de las convolvuláceas, de origen latinoamericano, cultivada por su raíz tuberosa, empleada en gastronomía. Es una enredadera perenne, de hojas cordiformes, alternas, pecioladas, y flores simpétalas, de buen tamaño y muy atractivas. La raíz es larga y fusiforme, con la piel parda púrpura (López, 2004).

2.1.2 Producción, superficie, rendimiento del camote en Ecuador. El camote ha persistido como un cultivo de subsistencia, es decir que tanto la superficie cultivada como la producción, y la tecnología de manejo son propias de una especie de importancia secundaria. Sin embargo, es un cultivo distribuido en todo el país, ya que forma parte de la dieta alimenticia de una gran parte de la población, especialmente rural; además, es usado en la alimentación animal. De los últimos años no se tiene información, se presume que la misma disminuyó posiblemente por la falta de mercado o de industrias dedicadas a procesar este producto (Zambrano, 2013). La producción de camote por regiones y provincias del Ecuador se muestra a continuación en el cuadro:

Cuadro 1. Superficie y producción de camote en el Ecuador en el año 2009.

Región y Provincia Superficie (ha) Producción (t)

Sierra 505 1 519

Azuay 27 91

Bolívar 19 68

Cañar 50 206

Chimborazo 29 98

Cotopaxi 28 99

Imbabura 80 182

Loja 52 105

Pichincha 210 645

Costa 501 1 689

Guayas 100 405

Manabí 396 1 266

Amazonía 141 405

Morona Santiago 55 171

Pastaza 78 212

Total Nacional 1 147 3 613

Fuente: (MAGAP, 2009).

4

El Cuadro 1 muestra que la región Costa es el mayor productor de camote a nivel nacional, la provincia que más produce es Manabí seguida de Guayas.

La superficie cosechada tiene el siguiente orden porcentual por regiones: Sierra 44,03 %; Costa 43,68 %; y, Amazonía 12,29 %. La distribución de la producción a nivel nacional es: Región Sierra 42,04 %; Región Costa 46,75 %; y Región Amazonía 11,21 %.

Las provincias con mayores niveles de producción son Manabí, Pichincha, Pastaza y Guayas. Resultados que demuestran que el camote es una raíz tuberosa que puede ser cosechada sin ningún problema en cualquier región del país (Zambrano, 2013).

2.1.3 Condiciones ambientales para el cultivo de Camote

El camote resiste condiciones ambientales extremas y cubre rápidamente el suelo, reduce la necesidad de herbicidas, insecticidas y fungicidas, esto lo convierte en un producto sano ya que hoy en día se busca una alimentación libre de contaminantes que provocan muchas enfermedades. Además, el camote es considerado como un alimento funcional que actúa como cura de muchos padecimientos en personas (Benavides, 2011).

Cuadro 2. Condiciones ambientales para el cultivo de Camote.

Temperatura Se desarrolla bien en climas tropicales y subtropicales con temperaturas que oscilen de preferencia entre los 18 °C a los 28 °C.

Altitud El camote se encuentra desde el nivel del mar hasta los 2 500 msnm en los valles abrigados andinos.

Precipitación El cultivo tiene cierta resistencia a la sequía, pero aun así requiere durante su periodo vegetativo de un nivel de precipitación entre los 600 mm a los 1 300 mm.

Luminosidad La presencia de luminosidad favorece los procesos de la fotosíntesis y de la transpiración, requiriéndose de 8 a 11 horas/sol/día.

Fuente: (Pinto, 2012).

2.1.4 Ciclo vegetativo del camote

Generalmente su ciclo de crecimiento oscila entre 3,5 y 7 meses. Presenta tres etapas de crecimiento. El primero comprende desde la brotación hasta la aparición de raíces tuberosas; este período oscila entre 40 y 60 días. La segunda etapa va desde la aparición de las raíces tuberosas hasta el momento del máximo desarrollo foliar (este período se prolonga de 40 a 60 días a partir de la aparición de las raíces tuberosas), es decir, que el máximo volumen de follaje se alcanza cuando la planta tiene de 80 a 120 días de edad. La tercera etapa está comprendida entre el momento del máximo de follaje y el del desarrollo total de las raíces tuberosas; ésta etapa tiene aproximadamente 45 a 90 días de duración; finalmente, la planta presenta una edad de 100 a 120 días, que es el momento de la cosecha (Castillo et al., 2010).

2.1.5 Plagas y enfermedades

Como en todas las plantas, el camote tiene plagas que lo atacan, pero esto puede ser contrarrestado permitiendo el curso natural de la naturaleza. Así como hay plagas que pueden atacar a la planta, hay otros insectos que son benéficos, debido a que se alimentan de los que insectos que causan problemas. Entre las plagas más comunes se encuentran:

Pudrición bacterial (Erwinia chriszanthenmi).- Ésta enfermedad es agresiva, especialmente durante la época lluviosa. Por lo general se mueren o marchitan unas ramas de la planta afectada. Causa lesiones húmedas y suaves en los tallos y raíces del camote. El principal método de transmisión de ésta enfermedad es por material vegetativo o semilla.

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Control: Usar material que viene de lotes libres de esta enfermedad, rotación de cultivos, buen control de malezas (Bonilla, 2009).

Barrenador del Tallo.- Gusano Alambre (Aeolus sp.), es una plaga que causa daño directamente sobre la raíz tuberosa. Causa que el producto no sea comerciable, además, permite la entrada a una serie de patógenos que causa pudriciones, los cuales se pueden establecer en las parcelas causando mayores problemas en la producción.

Control: Aplicar cebos de maíz envenenados, realizar buena preparación de suelo, poner trampas de luz para realizar monitoreo de presencia de adultos en el campo, practicar una buena rotación de cultivos, evitar rotación con gramíneas, preparar los suelos con anticipación poniéndolos a expensas del sol y las aves que se alimentan de insectos (Bonilla, 2009).

Gallina Ciega (Phylophaga sp.).- Es una plaga muy importante al alimentarse directamente de la raíz tuberosa, ésta plaga aparece cuando haya que hacer uso de suelos que han estado en estado de barbecho por varios años.

Control: Realizar aplicación de cebos de maíz envenenados, realizar buena preparación del terreno, trampas de luz para control y monitoreo del adulto, rotación con cultivos no tan atractivos por el insecto como leguminosas, evitar rotación con gramíneas (Bonilla, 2009).

Ratones (Scutigerella immaculata).- El daño por ratas puede ser significativo si no se logra controlar a tiempo, el control se vuelve más exigente cuando existen cultivos vecinos y matorrales que les sirven de hospederos y aparecen cuando el cultivo comienza a crecer ya que este puede atacar al cultivo desde la etapa vegetativa hasta la cosecha.

Control: Mantener un buen control de malezas en el cultivo, aplicar cebos envenenados, no dejar frutos de camote en las rondas para evitar la invasión de las ratas, mantener libre de rastrojos y basuras los campos (Bonilla, 2009).

2.1.6 Usos

Para alimentación, esta raíz tuberosa se lo puede consumir en fresco, cocido, al horno, también se lo utiliza para agroindustria como: enlatados, deshidratadas, mermelada. Para forraje, las hojas, tallos y raíz tuberosas sirven como forraje para diversos ganados (Valdivia, 2010).

2.2 CULTIVO DE FRÉJOL

2.2.1 Antecedentes

El cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) es nativo de América. Se desarrolla en climas cálidos y templados, bajo condiciones ecológicas muy variables, de las cuales ha resultado la selección y desarrollo de una gran cantidad de genotipos cultivados con características muy diferentes. Ésta especie es sensible a la humedad ambiental, pues le afecta el frío y los cambios bruscos de temperatura; no es muy exigente en cuanto al suelo (Mazón & Peralta, 2012).

El fréjol, por disponer aproximadamente un 22 % de proteína, es considerado importante componente básico en la alimentación, es relativamente económico si se lo compara con las proteínas de origen animal, especialmente la carne. Además, es una leguminosa que mejora los suelos debido a las bacterias nitrificantes que se adhirieren a las raíces (Bitocchi & Nanni, 2011).

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2.2.2 Superficie, producción y rendimiento de fréjol en Ecuador.

El fréjol es un alimento rico en proteína y fibra, por lo que cumple un papel importante en la dieta de la población latinoamericana, su consumo puede ser en grano tierno o seco. En Ecuador y en algunos países, especialmente Andinos, se lo cosecha en dos tipos de estados ya sea en tierno y en seco; siendo el 61 % de la producción nacional que se cosecha en grano fresco (SINAGAP, 2013).

La producción de fréjol en grano seco por regiones y provincias del Ecuador se muestra en el cuadro 3.

Cuadro 3. Superficie, producción y rendimiento de fréjol en grano seco en Ecuador en el año 2016.

Región y Provincia

Superficie sembrada

(ha)

Superficie cosechada

(ha)

Producción (t)

Rendimiento (t/ha)

Sierra 21 213 16 794 9 491 0,57

Azuay 5 673 4 676 2 337 0,50

Bolívar 4 244 3 942 2 588 0,66

Cañar 1 702 778 300 0,39

Carchi 1 799 1 486 1 065 0,72

Cotopaxi 1 323 1 258 786 0,62

Chimborazo 972 959 489 0,51

Imbabura 3 077 2 339 1 189 0,51

Loja 1 667 960 500 0,52

Pichincha 665 387 234 0,60

Costa 2 083 1 877 1 153 0,61

El Oro 10 10 3 0,30

Esmeraldas 279 279 285 1,02

Guayas 1 587 1 394 711 0,51

Manabí 206 193 154 0,80

Oriente 97 97 29 0,30

Morona Santiago 82 82 24 0,29

Sucumbíos 15 15 6 0,40

Total Nacional 23 392 18 767 10 672 0,57

Fuente: (INEC, 2016).

El cuadro 3 muestra que Bolívar es la provincia con mayor producción de fréjol en grano seco, cuenta con el mayor nivel de productividad del país (0,72 t/ha). Por otro lado, Morona Santiago es la provincia con menor rendimiento (0.29 t/ha), cuenta con 82 hectáreas de superficie cosechada. La baja productividad se debe a que se cultiva el fréjol asociado con el maíz suave choclo (SINAGAP, 2013).

2.2.3 Condiciones ambientales para el cultivo de fréjol

El fréjol se puede sembrar solo o asociado con otros cultivos como el maíz. Son muy apreciados en el mercado, por el tipo de grano, su forma y el tamaño.

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Cuadro 4. Condiciones ambientales para el cultivo de fréjol.

Temperatura Tiene una buena adaptación, pero se produce en sectores con temperaturas promedios de 16 °C a 28 °C.

Altitud Alturas que oscilan entre los 1 000 y 2 500 msnm en valles y entre los 800 y 1 200 msnm en las estribaciones.

Precipitación Con un mínimo de 300 a 700 mm de agua, repartidos durante el desarrollo de la planta.

Fuente: (Peralta et al., 1998).

2.2.4 Ciclo vegetativo del fréjol

Ciclo de cultivo para fréjol arbustivo: En grano tierno oscila entre 80 a 90 días en valles y estribaciones. Y en grano seco varía entre 110 a 115 días en valles y estribaciones, de 150 a 165 días en Bolívar (Peralta et al., 2010).

Ciclo de cultivo para fréjol trepador: En grano seca oscila entre 110 a 160 días. Y en grano seco varía entre 160 a 180 días, dependiendo de la altitud y temperatura (Peralta et al., 2010).

El desarrollo de la planta de fréjol se divide en 2 fases:vegetativa y reproductiva (CIAT,1986).

Fase Vegetativa V0 Germinación: Absorción de agua por la semilla; emergencia de la radícula y su transformación en raíz primaria.

V1 Emergencia: Se inicia cuando los cotiledones de la planta aparecen al nivel del suelo y se nota que el epicotilo ha empezado a desarrollarse, luego aparecen y comienza el despliegue de las hojas primarias.

V2 Hojas primarias: Hojas primarias totalmente abiertas.

V3 Primera hoja trifoliada: La primera hoja trifoliada completamente abierta y aparece la segunda hoja trifoliada.

V4 Tercera hoja trifoliada: La tercera hoja trifoliada completamente abierta y las yemas de los nudos inferiores producen ramas.

Fase Reproductiva R5 Prefloración: Aparece el primer botón floral o el primer racimo. Los botones florales de las variedades determinadas se forman en el último nudo del tallo o de la rama. En variedades indeterminadas los racimos aparecen primero en los nudos más bajos.

R6 Floración: Se abre la primera flor.

R7 Formación de vainas: Aparece la primera vaina que mide más de 2.5 cm de longitud.

R8 Llenado de las vainas: Comienza a llenarse la primera vaina (crecimiento de la semilla). Al final de la etapa, las semillas pierden su color verde y comienzan a mostrar las características de la variedad. Se inicia la defoliación.

R9 Madurez fisiológica: Las vainas pierden su pigmentación y comienzan a secarse. Las semillas desarrollan el color típico de la variedad (CIAT,1986).

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2.2.5 Plagas y enfermedades

2.2.5.1 Plagas

Gusanos cortadores o tierreros Agrotis ypsilon (Lepidoptera: Noctuidae).- Son gusanos o larvas de mariposas nocturnas de color gris obscuro, la hembra depositan sus huevos en el suelo cerca de la planta y a los pocos días nacen las larvas que son de color gris o café claro con o sin franjas longitudinales y durante el día pasan bajo la superficie del suelo y en las noche salen para alimentarse. Atacan de preferencia a las plantas tiernas, cortan los tallos sobre o bajo la superficie del suelo (Cardona et al., 2005).

Lorito verde Empoasca sp (Homoptera: Cicadellidae).- Son insectos de color verde claro, verde amarillentos, el cuerpo es alargado y bastante estrecho hacia atrás, se localizan en el envés de las hojas, saltan y vuelan rápidamente al menor movimiento de la plantas. Los daños causados son debido a las picaduras y extracción de la savia, las hojas se enrulan y se vuelven amarillentas, se secan y caen, las plantas detienen su desarrollo normal y se reduce la cosecha (Cardona et al., 2005).

Mosca Blanca Trialeurodes vaporariorum (Homoptera: Aleyrodidae).- Es un pequeño insecto chupador que puede causar grandes daños en los cultivos, al sacar alimento de la planta y transmitir enfermedades. Los adultos y ninfas de este insecto succionan la savia del floema, este es un daño directo que reduce los rendimientos (Cardona et al., 2005).

2.2.5.2 Enfermedades

Antracnosis

Agente causal: Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. y Magnus) Lams.-Scrib. Por su gravedad y amplia distribución es la enfermedad es la más importante del fréjol en el país, ataca todas las partes aéreas de la planta (el tallo, las hojas, los peciolos, los pedicelos, los sépalos las brácteas florales y las vainas).

Las lesiones en los tallos y en las vainas son generalmente ovaladas, alargadas, deprimidas y de coloración oscura. Las lesiones en las hojas presentan necrosis a lo largo de las nervaduras principales en el envés de la hoja. La antracnosis en vaina se reconoce con mayor facilidad y los síntomas son más definidos con chancros definidos, de forma redondeada con borde oscuro (Peralta, et al., 2016).

Roya

Agente causal: Uromyces appendiculatus (Pers:Pers) Unger var. La roya del fréjol, está ampliamente difundida en todas las regiones donde se cultiva ésta leguminosa. Los síntomas que se presentan en las hojas, vainas y muy raramente a los tallos, la infección se inicia en el haz o en el envés de las hojas y como indicio de la enfermedad aparecen pequeños puntos de color blanco, más o menos protuberantes o abultados, que al crecer forman pústulas de color café oscuro de tamaño variable.

Las pústulas liberan un polvillo herrumbroso que al madurar toman una coloración más oscura debido a la presencia de otro tipo de esporas que ya no germinan sobre las hojas (Peralta, et al., 2016).

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Mancha Angular

Agente causal: Pseudocercospora priseola (Sacc.) Este hongo puede diseminarse por los residuos de cosecha, mediante la acción del agua de lluvia o de riego, mediante la acción del viento que pueden arrastrar el hongo proveniente de las lesiones.

Los síntomas en las hojas como lesiones angulares delimitadas por las nervaduras, inicialmente aparecen en el envés de las hojas como pequeños puntos grises. Las lesiones angulares pueden unirse llegando a cubrir toda el área de la hoja.

En las hojas primarias, las lesiones generalmente forman anillos circulares parecidos a los síntomas de ascoquita, la diferencia es la presencia de sinemas. En las vainas, las lesiones se presentan en forma de manchas ovales de color rojo marrón (Peralta, et al., 2016).

Bacteriosis Común

Agente causal: Xanthomonas campestris pv. Phaseoli (Smith). Las bacterias Xanthomonas pueden sobrevivir por muchos años en semillas infectadas. Los residuos de cosecha infectados son muy importantes en la diseminación de la bacteriosis común. Ésta bacteria se dispersa fácilmente cuando hay condiciones de lluvia acompañado de viento, mediante agua de riego, personas, animales e insectos.

Los síntomas iniciales son puntos o manchas acuosas que se presentan generalmente en el envés e las hojas; al desarrollarse la enfermedad aparecen como tejido marchito rodeado de un halo amarillo. La necrosis se desarrolla y puede causar defoliación. En las vainas los síntomas aparecen como manchas acuosas pequeñas ligeramente hundidas que pueden incrementar de tamaño y volverse de color rojizo oscuro (Peralta, et al., 2016).

Añublo de halo o Tizón de halo

Agente causal: Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola La bacteria se disemina a través de semilla infectada y sobrevive de una siembra a otra en restos de cosechas. También puede diseminarse por movimientos de personas, animales, agua de riego y herramientas agrícolas.

Aparecen inicialmente en el haz a manera de lesiones húmedas semejantes a gotas de aceite, de color rojizo en el centro y rodeados de halo clorótico. En las vainas se observan manchas redondas acuosas, a veces es visible el exudado bacterial en el centro de la lesión (Peralta, et al., 2016).

Mustia hilachosa

Agente causal: Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk. Puede causar una defoliación rápida y drástica a las plantas afectadas provocando en la mayoría de los casos la pérdida total de la cosecha. El hongo puede permanecer viable en el suelo por varios años, así como en los residuos de cosecha.

La enfermedad puede ser diseminada por semilla infectada, el viento, la lluvia, personas, animales y equipos agrícolas dentro del cultivo. Los síntomas aparecen inicialmente en las hojas como pequeñas manchas acuosas de 1 a 3 mm de diámetro. A medida que las manchas van creciendo, estas se tornan de un color más claro que el del tejido sano hasta tomar una coloración café, delimitada por un borde más oscuro.

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Cuando los síntomas están avanzados en el envés de las hojas generalmente se observa micelio de color blanco. Las lesiones en las vainas son redondas, deprimidas y pequeñas de color café claro en si borde con el centro blanquecino (Peralta, et al., 2016).

Mildiú polvoso o cenicilla

Agente causal: Erysiphe polygoni DC Ésta enfermedad es muy frecuente en condiciones de sequía y de baja humedad relativa. Y se disemina a través de la semilla infectada. Los síntomas iniciales se observan tanto en el haz como en el envés de las hojas como manchas redondas ligeramente oscurecidas y moteadas, que después se llenan de un micelio color blanquecino que da una apariencia polvosa.

Los síntomas en los tallos son decoloraciones rojizas o purpuras; la planta completa puede cubrirse con micelio polvoso deformando tallos y vainas (Peralta, et al., 2016).

Ascoquita o Mancha anillada

Agente causal: Phoma exigua var. Diversispora Se puede transmitir por semilla y sobrevive en los residuos de cosecha del fréjol.

Los síntomas iniciales aparecen primero en las hojas; en el haz, las lesiones son negras, localizadas y concéntricas; en el envés de la hoja, en el lugar donde se localizan las lesiones, se observa las nervaduras necrosadas, lo cual puede confundir con síntomas de antracnosis, la diferencia es la presencia de anillos en el haz. Estas manchas también pueden aparecer en el pedúnculo, pecíolo y vainas (Peralta, et al., 2016).

Virus del mosaico común

Agente causal: Virus del mosaico común El virus se transmite facilmente a tarves de la semilla, tambien es transmitido mecanicamente a traves del polen y por insectosvectores como áfidos.

Los sintomas principales que presentan las plantas infectadas son el mosaico y la necrosis sistematica. Los sintomas tipo mosaico se caracterizan por la presencia de areas verde oscuras bien definidas sobre un fondo verde claro en la lamina foliar, distribuidas irregularmente a lo largo de las nervaduras.

Las hojas infectadas aparecen mas angostas y largas que las hojas sanas y las plantas infctadas tienen pocas muy pequeñas, tambien pueden presentar deformaciones foliares tales como enrolamiento de las hojas (Peralta, et al., 2016).

2.2.6 Control de Plagas y enfermedades

2.2.6.1 Control de plagas

La aplicación de pesticidas es recomendable cuando se haya comprobado la presencia de la plaga y en niveles que puedan causar daño económico, tomando en cuenta las precauciones para no intoxicarse (Peralta, et al., 2010).

Para trozadores (Agrotys sp.): Según el Manual del INIAP se recomienda KSI (orgánico a base de ácidos láurico, palmítico, estéarico) en dosis de 800 cc/ha o Deltametrina en dosis de 400 cc/ha.

Para lorito verde (Empoasca kraemeri): Según el Manual del INIAP se recomienda usar Dimetoato en dosis de 200 cc/ha o Cigarral, 500 cc/ha.

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2.2.6.2 Control de enfermedades:

Roya (Uromyces appendiculatus): Se recomienda el uso de variedades con resistencia genética como INIAP 412 TOA, INIAP 421 “Bolívar” e INIAP 426 “Siete Colinas”.

Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Benomil en dosis de 250 g/ha; Bitertanol en dosis de 250 a 300 cc/ha; Plantvax en dosis de 600 a 800 g/ha; Hexaconazol en dosis de 200 cc/ha.

Antracnosis (Colletotrichum lindemuthianum): Se recomienda el uso de variedades con resistencia genética como INIAP 412 TOA, INIAP 421 “Bolívar” e INIAP 426 “Siete Colinas”.

Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Benomil en dosis de 250 g/ha; Carbendazim en dosis de 120 a 240 cc/ha; Clorotalonil en dosis de 700 cc/ha; Difenoconazol en dosis de 1 000 cc/ha; Propineb en dosis de 600 g/ha.

Mancha angular (Phaeoisariopsis griseola)

Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Benomil en dosis de 250 g/ha; Clorotalonil en dosis de 700 cc/ha; Propineb en dosis de 600 g/ha.

Mustia hilachosa (Thanatephorus cucumeris)

Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Benomil en dosis de 250 g/ha; Carbendazim en dosis de 120 a 240 cc/ha; Clorotalonil en dosis de 700 – 1 000 cc/ha; Fentín Hidróxido de Estaño en dosis de 100 – 150 cc/ha.

Mildiú polvoso o cenicilla (Erysiphe polygoni)

Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Benomil en dosis de 250 g/ha; Azufre en dosis de 600 cc/ha.

Ascoquita o mancha anillada (Phoma exigua): Las variedades INIAP 421 Bolívar e INIAP 426 “Siete Colinas” presentan resistencia a la ascoquita.

Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Carbendazim en dosis de 120 a 240 cc/ha; Clorotalonil en dosis de 700 – 1 000 cc/ha; Hexaconazol en dosis de 200 cc/ha; Propineb en dosis de 600 g/ha.

Virus del mosaico común: Para el control del virus se recomienda el uso de semilla de buena calidad, libre de esta enfermedad o erradicar plantas enfermas y combatir insectos vectores.

2.2.7 Características de la variedad

La variedad INIAP 484 Centenario proviene de la cruza de líneas AMPR5 de color de grano rojo moteado resistente a roya (Uromyces appendiculatus Pers) y antracnosis (Colletotrichum lindemuthianum Sacc & Magnus) y CAL 143 resistente a mancha angular (Phaeoisariopsis griseola Sacc) realizada en el año 2006 en la Granja Experimental Tumbaco por el Programa Nacional de Leguminosas y Granos Andinos (PRONALEG-GA) del INIAP.

Esta variedad tiene características de alta resistencia genética a roya, antracnosis, mancha angular y pudrición de raíz y presenta resistencia intermedia a Lorito verde, además de que se adapta a los ambientes de los valles (Murillo, 2011).

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Cuadro 5. Características morfológicas, agronómicas y químicas de fréjol INIAP 484 Centenario.

Características Fréjol INIAP 484 Centenario

Hábito de crecimiento Arbustivo

Altura de planta (cm) 45 a 50

Color de flor Rosado pálido

Color de grano seco Rojo moteado con crema

Tamaño Grande

Forma del grano Arriñonado

Largo de vaina (cm) 12 a 14

Días a la cosecha en seco (dds) 90 a 110

Número de vainas por planta 8 a 23

Número de granos por vaina 4 a 7

Peso de 100 granos secos (g) 55 a 58

Rendimiento promedio en seco kg/ha 2 150

Proteína (%) 26,77

Carbohidratos (%) 63,67

Grasa (%) 1,06

Fibra (%) 4,79

Hierro (ppm) 52

Zinc (ppm) 30

Fuente: (INIAP, 2012).

2.3 CULTIVO DE ARVEJA

2.3.1 Antecedentes

La arveja (Pisum sativum L.) es una planta herbácea de la familia de las leguminosas, oriunda del viejo continente conocida y cultivada en Ecuador desde hace muchos años, sus granos tanto en tierno como en seco son utilizados en múltiples fines como: enlatado, congelado, grano seco entero o partido, etc. (Vaca, 2011).

2.3.2 Superficie, producción y rendimientos del fréjol en Ecuador.

La arveja en Ecuador se relaciona con el hecho de ser una importante fuente proteica de la dieta

nacional, además, se señala que la arveja es un cultivo realizado por pequeños y medianos

agricultores a nivel de subsistencia con mano de obra familiar, aspecto ligado profundamente a

las costumbres y tradiciones de la población rural. En las zonas urbanas del Ecuador, el consumo

per cápita es de 0,3 a 0,4 kg por mes (Guzmán , 2012).

La producción de arveja en grano seco por regiones y provincias del Ecuador se muestra en el cuadro 6.

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Cuadro 6. Superficie, producción y rendimiento de arveja en grano seco en Ecuador en el año 2016.

Región y Provincia

Superficie sembrada

(ha)

Superficie cosechada

(ha)

Producción (t)

Rendimiento (t/ha)

Sierra 2865 2333 1029 0,44

Azuay 127 109 42 0,39

Bolívar 271 247 80 0,33

Cañar 171 156 92 0,59

Carchi 848 628 300 0,48

Cotopaxi 93 81 12 0,15

Chimborazo 258 178 91 0,51

Imbabura 1014 863 382 0,44

Loja 13 13 2 0,18

Pichincha 70 58 25 0,44

Costa 14 13 7 0,55

El Oro 5 4 1 0,25

Manabí 9 9 6 0,67

Total Nacional 2879 2345 1036 0,44

Fuente: (INEC, 2016).

En el cuadro 6 se observa que la provincia con mayor producción para arveja en grano seco es Imbabura, ya que cuenta con un rendimiento de (0,44 t/ha) con una superficie cosechada 896 ha, por otro lado, Cotopaxi es la provincia con la más baja productividad (0,15 t/ha), y cuenta con una superficie cosechada de 81 ha.

2.3.3 Condiciones ambientales para el cultivo de arveja

La arveja se puede sembrar sola o asociada con otros cultivos como el maíz.

Cuadro 7. Condiciones ambientales para el cultivo de arveja.

Temperatura El desarrollo vegetativo tiene su óptimo de crecimiento con temperaturas comprendidas entre 12 y 18 °C

Altitud 2 400 a 3 200 msnm (zona central y norte) y 1 700 a 3 000 msnm (zona sur)

Precipitación De 300 a 400 mm de agua, repartidos durante el desarrollo de la planta.

Fuente: (Peralta et al., 1998).

2.3.4 Ciclo vegetativo de arveja

Ciclo de cultivo: En grano tierno varía entre 85 a 100 días (enanas), y para decumbentes de 105 a 115 días. Para grano seco oscila entre 115 a 120 días para variedades enanas, y para variedades decumbentes de 130 a 135 días (Peralta et al., 2010).

El desarrollo de la planta de arveja realiza las siguientes fases fenológicas:

Emergencia: Aparición de las primeras hojas sobre la superficie del suelo. Después de la fase de emergencia la planta se mantiene en crecimiento vegetativo hasta el inicio de la fase de botón floral.

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Botón floral: Se observan los primeros botones florales en la parte superior del tallo de la planta.

Floración: Momento en que se abren las primeras flores.

Fructificación: Las vainas alcanzan alrededor de 1 cm de largo, los pétalos se marchitan y caen.

Maduración: Las vainas están llenas y las semillas toman el color típico de la variedad. Las partes inferiores de la planta comienzan a marchitarse y cambian su color a amarillo, las partes superiores de la planta están todavía verde (Yzarra & López, 1998).

2.3.5 Plagas y Enfermedades

2.3.5.1 Plagas

Trozadores (Agrotis sp): Las larvas de estas especies cortan plantas tiernas a la altura del cuello de la raíz. Como consecuencia se produce fallas en el campo de cultivo que muchas veces obliga a efectuar resiembras, ocasiona retraso y desuniformidad en el desarrollo de las plantas (Bayer, 2012).

Pulgón (Macrosiphum pisi): Los Pulgones clavan su pico chupador y absorben la savia, deforman hojas y brotes que se enrollan (Bayer, 2012).


Antracnosis (Colletotrichum pisi): Ataca a toda la parte aérea de la planta; lesiones alargadas o circulares hundidas, café oscuras, necrosis; en vainas, color café, borde rojizo (Basantes, 2015).

Ceniza u oidio (Erysiphe pisi): Polvo blanco grisáceo se desarrolla en el haz de la hoja como lesiones discretas que gradualmente se difunde hasta que toda la hoja esta colonizada y se vuelve clorótica y necrótica (Basantes, 2015).

Ascoquita (Ascochyta pisi): Lesiones concéntricas, anillos, color gris oscuro: hojas, tallos. Las manchas que aparecen sobre las vainas se desarrollan en profundidad y pueden llegar a dañar las semillas (Basantes, 2015).

Alternaria (Alternaria alternata): Ésta enfermedad se manifiesta como manchas pequeñas irregulares de color marrón en la superficie de las hojas y al desarrollarse se tornan de color gris-marrón, las lesiones son redondas que contienen anillos concéntricos. El manchando tiende a ocurrir entre la principal nervadura de las hojas. Cuando las lesiones son grandes se vuelven más angulares y pueden unirse causando que grandes áreas de las hojas se muera (Biddle & Cattlin, 2007).

2.3.6 Control de plagas

2.3.6.1 Plagas

Es recomendable realizar aplicaciones de pesticidas una vez comprobada la presencia de la plaga y cuando esta se encuentre en niveles que pueda causar daño económico, tomando en cuenta las precauciones para no intoxicarse. (Peralta, et al., 2010).

Para trozadores (Agrotys sp.) Control químico: Según el Manual del INIAP, se recomienda KSI (orgánico a base de ácidos láurico, palmítico, esteárico) en dosis de 800 cc/ha o Decis en dosis de 40 g/ha.

Para pulgón o áfidos (Macrosiphum pisi) Control químico: Según el Manual del INIAP, se recomienda usar Clorpirifos, en dosis de 400 cc/ha.

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Antracnosis (Colletotrichum pisi) Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Benomil en dosis de 250 g/ha; Carbendazim en dosis de 120 a 240 cc/ha; Clorotalonil en dosis de 700 – 1 000 cc/ha; Difenoconazol en dosis de 1 000 cc/ha; Propineb en dosis de 600 g/ha.

Ceniza u oidio (Erysiphe pisi) Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Benomil en dosis de 250 g/ha; Azufre en dosis de 600 cc/ha.

Ascoquita (Ascochyta pisi) Control químico: Según en Manual del INIAP se recomienda usar: Carbendazim en dosis de 120 a 240 cc/ha; Clorotalonil en dosis de 700 – 1000 cc/ha; Hexaconazol en dosis de 200 cc/ha; Propineb en dosis de 600 g/ha.

Alternaria (Alternaria alternata) Control químico: Según el Manual del INIAP, se recomienda usar Clorotalonil en dosis de 700 a 1 000 cc/ha.

2.3.7 Características de la variedad

La variedad de arveja INIAP-436 Liliana, se origina en la línea E-060, proviene del ICA Colombia. Ingreso al Ecuador en 1978 como línea E-060 (Ecuadro-060). Esta Línea se encuentra registrada en el Departamento Nacional de Recursos Fitogenéticos (DENAREF) del INIAP con el código ECU-6476. Se evaluó en algunos ambientes de la Sierra y entre 12 líneas promisorias decumbentes presentó buena adaptabilidad y estabilidad en los ensayos ubicados en cuatro cantones de la provincia de Bolívar, desde 1999 al 2009. Se evaluó con el apoyo de la Unidad de validación, Transferencia de Tecnología y Capacitación (UVTT/C-B) y la colaboración de la Universidad Técnica de Bolívar (Peralta et al., 2010).

El mismo autor menciona que esta variedad posee buena sanidad en plantas, ciclo medianamente precoz, buen potencial de rendimiento en grano tierno y en grano seco, además de que tiene buena demanda en el mercado tanto del grano tierno como en seco y es considerada como una alternativa para mejorar el suelo y realizar rotación de cultivos.

Cuadro 8. Características morfológicas, agronómicas y químicas de Arveja INIAP 436 Liliana.

Características Arveja INIAP 436 Liliana

Hábito de crecimiento Decumbente

Altura de planta (cm) 113,7

Color de flor Blanca

Color de grano seco Crema

Tamaño del grano Grande

Forma del grano Esférico

Largo de vaina (cm) 7,62

Días a la cosecha en seco (dds) 121

Número de vainas por planta 16

Número de granos por vaina 5

Peso de 100 granos secos (g) 33,25

Rendimiento promedio en seco kg/ha 1 688

Proteína (%) 25,5

Grasa (%) 2

Fibra (%) 6,9 Fuente: (INIAP-Boletín divulgativo, 2010).

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2.4 FERTILIZACIÓN

Los fertilizantes son productos orgánicos o inorgánicos que contienen al menos uno o más nutrientes que las plantas necesitan para su desarrollo. La distribución del fertilizante se puede realizar manualmente, mediante máquinas (abonadoras) o a través del sistema de riego conocido como fertirrigación (Arévalo & Castellano, 2009).

2.4.1 Importancia

Los fertilizantes proveen nutrientes que los cultivos necesitan. Con los fertilizantes se pueden producir más alimentos y cultivos comerciales, y de mejor calidad. Con los fertilizantes se puede mejorar la baja fertilidad de los suelos que han sido sobreexplotados. Los nutrientes que necesitan las plantas se toman del aire y del suelo, si el suministro de nutrientes en el suelo es amplio, los cultivos probablemente crecerán mejor y producirán mayores rendimientos (FAO, 2002).

Desde el punto de vista económico de la producción agrícola, pecuaria o forestal, sin una adecuada disponibilidad de nutrientes, las plantas y animales no producen de acuerdo a su potencial genético. El logro de una producción rentable pasa por un manejo adecuado de la fertilidad del suelo, asegurando una adecuada disponibilidad de nutrientes para las plantas. En un mismo tipo de cultivo, las diferentes variedades también tendrán diferentes requerimientos de nutrientes y su respuesta a los fertilizantes (Arévalo & Castellano, 2009).

2.4.2 Clasificación de fertilizantes

Según su origen los fertilizantes se clasifican en:

2.4.2.1 Minerales o Químicos

Son productos inorgánicos obtenidos mediante procesos químicos, elaborados en laboratorios o fábricas.

Las materias primas para la producción de fertilizantes químicos provienen principalmente de yacimientos mineros, cuyas extensiones son relativamente pequeñas, su extracción no afecta directamente las áreas de producción agrícola, lo cual constituye una fortaleza. Su debilidad es que estas fuentes son irrenovables (Cubero & Vieira, 1999).

2.4.2.2 Orgánicos

Son los que se producen de la descomposición de restos de materiales vegetales y animales en proceso de descomposición. Todas las fuentes disponibles de los nutrientes deberían ser utilizadas, por ejemplo, excrementos de vaca, de cerdos, de pollos, desperdicios vegetales, paja, estiba de maíz y otros materiales orgánicos. Sin embargo, éstos deberían ser convertidos en abono y ser descompuestos antes de su aplicación en el suelo (FAO, 2002).

El uso de fertilizantes orgánicos nace por la necesidad de disminuir la dependencia de productos químicos artificiales en los distintos cultivos, está obligando a la búsqueda de alternativas sostenibles y confiables. En la agricultura ecológica, se le da gran importancia a este tipo de abonos, y cada vez más se están utilizando en cultivos intensivos. No podemos olvidar la importancia que tiene el mejorar algunas características físicas, químicas y biológicas del suelo y, en este sentido, este tipo de abonos juega un papel fundamental. Con estos abonos, aumentamos la capacidad que posee el suelo de proveer a las plantas los distintos nutrientes que éstas necesitan (Arévalo & Castellano, 2009).

Para el presente ensayo se utilizó el abono orgánico gallinaza el cual se detalla sus características a continuación.

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La gallinaza se utiliza tradicionalmente como abono, obtenida de explotaciones en piso, se compone de una mezcla de deyecciones y de un material absorbente que puede ser viruta, pasto seco, cascarillas, entre otros y este material se conoce con el nombre de cama; esta mezcla permanece en el galpón durante todo el ciclo productivo. La gallinaza obtenida de las explotaciones de jaula, resulta de las deyecciones, plumas, residuo de alimento y huevos rotos, que caen al piso y se mezclan (Estrada, 2005).

Es la principal fuente de nitrógeno en la elaboración de los abonos orgánicos fermentados. Su aporte básico consiste en mejorar las características vitales y la fertilidad de la tierra con algunos nutrientes, principalmente con fósforo, potasio, calcio, magnesio, hierro, manganeso, zinc, cobre y boro, entre otros elementos, los cuales mejorarán las condiciones biológicas, químicas y físicas del terreno donde se aplicarán los abonos (FAO, 2011).

Cuadro 9. Contenido nutrimental de gallinaza.

Nutriente Gallinaza

kg/t

Nitrógeno 34,7

Fósforo (P2O5) 30,8

Potasio (K2O) 20,9

Calcio 61,2

Magnesio 8,3

Sodio 5,6

Sales solubles 56

Materia orgánica 700 Fuente: (Castellano & Pratt, 1980).

La gallinaza aumenta la capacidad de retención de agua, así como por ser fuente muy rica en elementos nutritivos para las plantas. El uso de la gallinaza como abono es la opción más ventajosa para su empleo, tanto porque constituye una forma de reciclaje natural como por su bajo costo (Estrada, 2005).

2.5 TIPOS DE LABRANZA

2.5.1 Labranza convencional

Se refiere a una combinación de labranzas primaria y secundaria, usando: tractor (arado, rastra y surcadora), yunta (2 a 3 pases de arado de madera) y manual (azadón).

2.5.2 Labranza mínima

Es la mínima manipulación que se hace al suelo para la siembra de un cultivo, utilizando máquinas para siembra directa (sembradoras, fertilizadoras). Otra opción es la apertura de pequeños surcos de siembra con cincel, arado de madera o azadón.

2.5.3 Labranza cero o Siembra directa

Es la siembra directa en suelos sin preparar, es decir, que no se remueve el suelo antes de la siembra. Los implementos usados son: espeque, pala o azadón (Valverde, et al., 2003).

Según la FAO, la labranza convencional, con tractores y arado, es una de las principales causas de la grave pérdida de suelos en muchos países en desarrollo. "Con la difusión del uso del tractor, los campesinos comenzaron a creer que mientras más se labraran los suelos, mayores rendimientos se obtendrían sin embargo la verdad es que a mayor labranza, más erosión y degradación de los suelos.

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La forma más conveniente de labranza es dejar en la superficie una capa protectora de hojas, tallos y varas de la cosecha anterior. Los sistemas de labranza cero proporcionan cosechas más nutridas, economizan combustible y disminuyen el uso de tractores" (FAO, 2001).

El sistema de siembra directa necesita de los herbicidas para su existencia y entre éstos, el más frecuentemente utilizado es el glifosato (Suescun, 2009). El presente experimento se lo realizó utilizando una labranza cero o siembra directa.

2.5.3.1 Glifosato

El glifosato es un herbicida sistémico y no selectivo, lo cual significa que una vez que es absorbido por las hojas, se trasloca a toda la planta provocando su muerte. Es usado en pre-siembra al tratarse de siembra directa, controlando las poblaciones de malezas presentes. La Eficiencia de su acción está dada por factores inherentes a la planta, al ambiente y a la aplicación en sí misma (Dábala, 2009).

2.5.3.1.1 Forma de acción

Este producto es altamente sistémico; penetra a la planta a través de la cutícula cerosa de las hojas y otras partes fotosintéticamente activas, traspasa las paredes y membranas celulares para ponerse en circulación por el floema y va a los mismos sitios que los azucares sintetizados en las hojas, por esta razón, el glifosato no es selectivo; afecta a todos los vegetales cuando toca el follaje o las partes verdes de cualquier planta, en cualquier etapa de crecimiento (Hernández, 2004).

2.5.3.2 Ventajas y desventajas del sistema de siembra directa

A continuación, se presenta un cuadro resumen de las ventajas y desventajas del sistema.

Cuadro 10. Ventajas y desventajas del sistema siembra directa.

Ventajas Desventajas

* Drástica reducción de la erosión y degradación del suelo. * Retención de humedad en el suelo. * Posibilidad de utilizar suelos con alto riesgo de erosión. * Menor consumo de combustibles y energía.

* El control de malezas depende del uso de herbicidas. * Menor temperatura de suelo. * Mayor probabilidad de ocurrencia de fototoxicidad, enfermedades y plagas.

Fuente: (Agricultura, 2015)

2.6 ENERGÍA SOLAR

La Energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. La energía solar que llega a la biósfera es de aproximadamente 3,1024 J/año, es captada y convertida en biomasa por los ecosistemas terrestre y acuático, almacenándose en peso seco de material vegetal por año a expensas de la energía solar incidente (Carrillo, 2004).

Debido a la distancia que la separa del sol, sólo parte de la energía solar que llega a las altas capas de la atmósfera terrestre alcanza la biósfera, pues el resto es absorbido o se dispersa y refleja haciendo que el planeta aparezca brillante a los ojos de un observador exterior (Calvin, 1984).

La radiación solar es uno de los principales factores ambientales que afectan la vida en la tierra. Ésta radiación controla el funcionamiento de los ecosistemas terrestres y acuáticos tanto a través del control de procesos fotobiológicos (fotosíntesis, fotoperíodo, fototropismos, etc.) como por medio de su acción sobre otros factores ambientales (temperatura, humedad, etc.) y ciclos naturales (ciclos diarios, anuales, hídricos, etc.) que finalmente inciden en la distribución de los organismos (Carrasco, 2009).

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La distribución del espectro solar en la biosfera comprende un 51 % de radiación infrarroja, un 40 % visible y un 9 % ultravioleta. El 83 % de esa radiación solar cae dentro de los márgenes de la fotobiología, con un máximo hacia 575 nm (~200 kJ/mol) (Carrillo, 2004).

2.6.1 Fotosíntesis

La importancia fundamental de la fotosíntesis se debe al hecho de que el dióxido de carbono y el agua, que son energéticamente sin valor, se convierten en carbohidratos (azúcar), que son los materiales básicos para la síntesis de todas las otras sustancias orgánicas producidas por las plantas. Sin la fotosíntesis no habría vida en la tierra (FAO, 2002).

La fotosíntesis es un proceso de anabolismo autótrofo. Constituye no sólo la forma de nutrición del reino vegetal sino por la base de la alimentación de todas las cadenas tróficas. Consta de dos fases: una luminosa y otra oscura. En ellas se produce la transformación no sólo de materia inorgánica en orgánica, sino también de energía luminosa en energía química de enlace (Ocampo, 2014). La fórmula general de la fotosíntesis es la siguiente:

El mismo autor menciona que la fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, donde se encuentran los pigmentos capaces de captar y absorber la energía luminosa procedente del sol. Estos pigmentos son: clorofila (verde), xantofila (amarillo) y carotenoides (anaranjados). Se trata de uno de los procesos anabólicos más importantes de la naturaleza, ya que la materia orgánica sintetizada en su transcurso permite la realización del mismo.

La fotosíntesis es el único mecanismo de entrada de energía para la biosfera (con excepción de los procesos que realizan algunas bacterias quimio-sintéticas que obtienen energía de la oxidación de sustratos inorgánicos). La fotosíntesis incluye reacciones de óxido-reducción. Básicamente en el proceso de oxidación la molécula de agua libera electrones con producción de oxígeno y la reducción del dióxido de carbono para formar carbohidratos (Salisbury & Ross, 1994).

2.6.1.1 Plantas C3, C4 y Plantas CAM

Todas las plantas son fijadoras de carbono, gracias a que poseen un ciclo fotosintético, siendo este el proceso mediante el cual, la energía luminosa se transforma en energía química.

Plantas C3: Las plantas que utilizan sólo el ciclo de Calvin para la fijación del dióxido de carbono del aire. En el primer paso del ciclo el CO2 reacciona con la ribulosa bifosfato (RuBP) para producir dos moléculas del ácido de 3 carbonos, 3-fosfoglicérico (3-PGA). Las plantas C3 en su mayoría son arbóreas, tienen una marcada fotorespiración (incorporación de O2 en presencia de luz solar) en la que dedican parte del día y así pierden tiempo de fotosíntesis. Estas plantas son muy competitivas en climas templados y húmedos; mantiene las estomas abiertas durante el día. Aquí la fotosíntesis se lleva a cabo a través las hojas (Rengifo, 2015).

Plantas C4: En su mayoría son plantas tropicales. Las plantas C4 tienen foto respiración (incorporación de O2 en presencia de luz solar) mínima y aprovechan la mayor parte del proceso fotosintético. También se les llama C4 porque el CO2 primero es incorporado a un compuesto de carbono-4, la cual se lleva a cabo en las células internas y mantiene las estomas abiertas durante el día. Estas plantas son más competitivas en climas secos con largos periodos de aridez y con baja humedad relativa (Rengifo, 2015).

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Plantas CAM: A estas plantas se les conoce con el nombre de CAM, porque el CO2 es almacenado en forma de ácidos antes de ser usados en la fotosíntesis. Son las plantas adaptadas a condiciones de temperatura y sequedad extrema. El nombre de metabolismo ácido de las crasuláceas, vino del hecho de que esta estrategia fue descubierta en un miembro de la crassulaceae, que se observó que era muy ácida en la noche, y progresivamente más básica durante el día (Rengifo, 2015).

2.7 EFICIENCIA ENERGÉTICA

La Eficiencia Energética se usa para estudiar el efecto de la radiación incidente en los cultivos (De la Casa et al., 2011). La Eficiencia de la producción de cultivos se define en términos termodinámicos como la relación de producción de energía (hidratos de carbono) a la entrada de energía (radiación solar). La temperatura y el suministro de agua son las principales limitaciones climáticas en la Eficiencia (Monteith, El clima y la eficiencia de la producción agrícola en Gran Bretaña, 1977).

El cálculo de la energía de la biomasa no depende de los valores cuantificados de las características fotosintéticas de la especie, sino que depende de la cantidad de materia cosechada y el contenido energético de la misma. Para realizar el cálculo de la Eficiencia Energética en la producción de biomasa seca, se puede utilizar la siguiente ecuación (Díaz, 2016).

En donde, tanto la Energía de la Biomasa como la Energía Solar Fotosintéticamente Activa están medidas en kilocalorías (kcal).

2.7.1 Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA)

La radiación fotosintéticamente activa (RFA), es la energía de la región del espectro solar cuya longitud de onda está comprendida entre 0,40 y 0,70 µm, (Gráfico 1). Los valores del RFA son importantes como parámetro de entrada de energía en diversos procesos biológicos y su evaluación temporal tiene particular interés en el seguimiento del crecimiento de cultivos. Debido a que las plantas realizan fotosíntesis y que la RFA es su fuente de energía, conocer la distribución espacial y temporal del mismo es fundamental para el análisis de los procesos biológicos asociados (Grossi Gallegos, 2004).

Monteith (1973) sugirió que, para propósitos prácticos, el contenido energético de radiación solar fotosintéticamente útil puede ser considerado como el 50 % de la radiación global, de la siguiente manera:

La Radiación solar incidente recibida en la estación meteorológica se encuentra medida en Vatios por metro cuadrado por día (W m-2 día-1) y el tiempo de exposición del cultivo a la radiación solar viene medido en días.

21

Gráfico 1. El espectro electromagnético solar, en función de la longitud de onda. Fuente: (Horts , 2006)

2.7.2 Concepto de biomasa

Según (Fernández, 2012), el concepto de biomasa es muy amplio, pidiéndose extender a cualquier tipo de materia orgánica que haya tenido su origen como consecuencia de un proceso biológico. Se denomina biomasa primaria a la que procede directamente de la actividad fotosintética de los vegetales, es decir, a la materia orgánica vegetal, y biomasa secundaria a la que procede del consumo de la biomasa primaria.

2.8 ÍNDICE DE COSECHA (IC)

El índice de cosecha, se refiere a la energía de la porción de biomasa cosechada en relación con la energía total del cultivo. El uso de este índice con valores de masa dependerá del contenido energético del material cosechado (Zhu et al., 2010). Ejemplo:

En términos de masa, la cantidad de biomasa seca total de un cultivo se puede expresar como:

Si el grano o raíz tuberosa se destina para alimentación, la cantidad de biomasa seca útil (energéticamente hablando), para el caso de un cultivo no dedicado, se puede expresar como:

(Escalante & Kohashi, 1993), proponen que el índice de cosecha se calcula por medio de la siguiente fórmula:

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3 MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 Ubicación geográfica del sitio del experimento

La presente investigación se llevó a cabo en el Centro Académico Docente Experimental La Tola (CADET) en Tumbaco, el cual pertenece a la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador, que se encuentra ubicado en:

Provincia: Pichincha Cantón: Quito Parroquia: Tumbaco Barrio: La Tola Chica Altitud: 2468 msnm Latitud: 00° 13'26" S Longitud: 78° 22'19" O

3.2 Características agroclimáticas.

Cuadro 11. Características agroclimáticas del sitio del experimento.

CARACTERÍSTICAS AGROCLIMÁTICAS LOCALIDAD

Temperatura promedio anual (°C) 16,3

Precipitación promedio anual (mm) 870,3

Humedad relativa promedio anual (%) 71,75 Fuente: (INAMHI, 2016).Datos Boletín Anual

3.3 Materiales

3.3.1 Material Experimental

Semillas de fréjol, variedad Centenario

Semillas de arveja, variedad Liliana

Esquejes de camote, variedad criolla

Herbicida (Glifosato)

3.3.2 Equipos, herramientas y materiales de campo

Herramientas manuales (azada, machete, segueta, etc.)

Desbrozadora

Etiquetas

Pingos

Alambre

Fundas de papel

Libreta de campo

Cámara fotográfica

3.3.3 Equipos de laboratorio

Estufa

Balanza de precisión

Bomba Calorimétrica

3.3.4 Instalaciones

Laboratorio de Química Orgánica y Suelos de la Facultad de Ciencias Agrícolas – UCE.

Laboratorio de Química Ambiental – Oferta de Servicios y Productos.

23

3.4 Métodos

3.4.1 Fase de Campo

3.4.1.1 Preparación del suelo y delimitación del área total del experimento. La investigación correspondió a un modelo analítico con experimentación en campo, bajo un modelo de diseño experimental, con arreglo factorial de 3 x 3. Para la instalación del experimento en el campo, se inició delimitando el lugar donde se ubicó el experimento (la condición básica fue identificar un sito donde no exista interferencia alguna de la radiación solar incidente). El experimento se realizó bajo un sistema de siembra directa, (sin labranza), por lo que se procedió a pasar la desbrozadora sobre el estado actual del sitio (rastrojo de cosecha anterior, avena).

3.4.1.2 Análisis de suelo Antes de la siembra se realizó una toma de muestras de suelo para el análisis físico/químico respectivo, para determinar la fertilización que necesitaba el cultivo (Anexo 1). 3.4.1.3 Aplicación del herbicida Pasado el tiempo cuando las hierbas o malezas se encontraron en pleno crecimiento activo, se

aplicó el herbicida sistémico (Ranger 480, con el ingrediente activo glifosato, en una

concentración de 220 ml diluidos en 40 litros de agua, que alcanzó para el área total de

experimento que fue de 725 m2). La aplicación del herbicida se lo realizó con una bomba manual

de 20 litros de capacidad. Los cálculos correspondientes para la dosis de aplicación, se encuentran

en el Anexo 2.

3.4.1.4 Fertilización Antes de la siembra se realizó la fertilización orgánica y durante la siembra una fertilización química por cada tratamiento, para suplir las necesidades del cultivo, de acuerdo a las recomendaciones del Manual agrícola de fréjol y otras leguminosas (INIAP) y el Manual de producción de camote. A continuación, en el Cuadro 12, se muestra un resumen de los productos aplicados y las dosis. Los cálculos de las dosis de fertilización química se encuentran en el Anexo 3 y de fertilización orgánica en el Anexo 4.

Cuadro 12. Fertilización química y orgánica en la investigación.

Cultivo Fertilización Recomendación

(kg/ha)

Dosis usada (g/parcela) Fuente

Química

Arveja

Sulfomag (0-0-22-18-22)

45 50 Manual agrícola de

fréjol y otras leguminosas INIAP,

2010

Fosfato Diamónico (18-46-0)

90 110

Fréjol Fosfato Diamónico

(18-46-0) 200 240

Camote

Fosfato Diamónico (18-46-0)

96 N 150 P 340 K

200 Manual de

producción de camote

(Lardizábal, 2003)

Muriato de potasio (0-0-60)

340

Urea* (46-0-0)

170

Arveja, Fréjol y Camote

Orgánica

Gallinaza 13 000 15 000 (Santos, 2001;

Pupiales et al., 2008)

*La Urea fue fraccionada 50 % a la siembra y 50 % se aplicó 45 días después de la siembra.

24

3.4.1.5 Siembra

Se sembró a una distancia de 0,40 m entre surco y 0,30 m entre plantas en las parcelas de arveja y fréjol. Para el camote, previamente se realizó esquejes, se sembró a una distancia de 0,80 m entre surco y 0,40 m entre plantas, con la ayuda de un espeque.

3.4.1.6 Deshierbe

Se realizó un deshierbe manual de malezas a los 40 días después de la siembra, con una frecuencia de 15 días hasta que finalice el ciclo del cultivo.

3.4.1.7 Control de plagas

Al controlar plagas y enfermedades dentro de las parcelas experimentales se aplicó plaguicidas, como indica el siguiente cuadro. Los cálculos respectivos se encuentran en el Anexo 5.

Cuadro 13. Control de Plagas y Enfermedades.

Cultivo Plaga Producto utilizado

Dosis/ha

Camote Saltamontes (Orthoptera)

Neem 1,5 L

Fréjol Neem 1,5 L

Arveja Ascoquita (Phoma exigua) Carbendazim 300 cc

3.4.1.8 Cosecha

La labor de cosecha se realizó de forma manual al momento que los cultivos se encontraban en estado de madurez de cosecha.

3.4.2 Fase de Laboratorio

3.4.2.1 Secado de las muestras en estufa

Al término del ciclo de cultivo se procedió a cuantificar la biomasa seca total de la parte aérea de la planta, cortando el material vegetal de la parcela neta de cada tratamiento. A continuación, se pesó el material recogido. Se tomaron 2 muestras de peso conocido por cada parcela experimental y se llevó a la estufa a temperatura de 68 °C durante 48 horas.

3.4.2.2 Contenido Calórico

Para conocer la cantidad de calorías de la biomasa seca total y útil se envió una muestra al laboratorio de Química Ambiental de la Universidad Central del Ecuador, que, mediante una bomba calorimétrica, permitió conocer el contenido calórico de la biomasa. El resultado se obtiene en kJ/kg.

3.4.3 Radiación registrada en la Estación Meteorológica INHAMI

La radiación solar total recibida por los cultivos en experimentación, procede de la registrada en Estación Meteorológica INHAMI, en el CADET, en donde se dispone de datos de radiación tomados en forma continua y acumulados diariamente. Estos datos se tomaron desde el día de siembra hasta la cosecha. El 50 % de la radiación solar total recibida, corresponde a la fracción de radiación fotosintéticamente activa (Sinclar & Muchow, 1999).

Para calcular de Eficiencia Energética, se utilizó el modelo de Monteith (1973).

25

Dónde: EE: Eficiencia Energética ABM: Energía contenida en el Acumulado de biomasa de cada cultivo a madurez de cosecha, en calorías. RFA: Radiación Fotosintéticamente Activa, en calorías.

3.4.4 Factores en estudio

Para alcanzar los objetivos de la investigación se evaluaron dos factores: tres especies alimenticias y tres sistemas de fertilización así: 3.4.4.1 Especies

C1 = Camote C2 = Fréjol C3 = Arveja

3.4.4.2 Fertilización

F1 = Química (Recomendada del análisis de suelo) F2 = Orgánica (En función a la riqueza de nutrientes del abono orgánico) F3 = Testigo (Sin fertilización, ni abono orgánico)

3.4.5 Tratamientos

De la combinación de los factores en estudio, surgen 9 tratamientos, Cuadro N 14.

Cuadro 14. Tratamientos formulados para la determinación de Eficiencia Energética de especies alimenticias bajo sistemas de fertilización.

Tratamiento Código Interpretación

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9

C1F1 C1F2 C1F3 C2F1 C2F2 C2F3 C3F1 C3F2 C3F3

Cultivo de camote con fertilización química Cultivo de camote con fertilización orgánica Cultivo de camote sin fertilización Cultivo de fréjol con fertilización química Cultivo de fréjol con fertilización orgánica Cultivo de fréjol sin fertilización Cultivo de arveja con fertilización química Cultivo de arveja con fertilización orgánica Cultivo de arveja sin fertilización

3.4.6 Diseño Experimental

El experimento fue manejado como un Diseño de Bloques Completamente al Azar (DBCA), con un arreglo factorial de 3 x 3, con nueve tratamientos y con cuatro bloques. El bloqueo en el campo se hizo por diferencial de la pendiente del suelo.

3.4.6.1 Tamaño de parcela (Unidad experimental).

Para camote:

Parcela Total: Tres surcos de 5 m de largo por 0,80 m de distancia entre surco.

Distancia entre plantas: 0,40 m.

Área: 12 m2.

5m

2,40 m

26

Parcela Neta: Un surco de 3 m de largo por 0,80 m de ancho.

Área: 2,4 m2.

Para Arveja y Fréjol

Parcela total: Seis surcos de 5 m de largo por 0,40 m de distancia entre surcos.

Distancia entre plantas: 0,30 m.

Área: 12 m2

Parcela Neta: Dos surcos de 3 m de largo con 0,40 m de ancho entre surcos.

Área: 2.4 m2

Gráfico 2. Tamaño de parcela experimental (parcela total y parcela neta).

3.4.7 Análisis de varianza (ADEVA)

Cuadro 15. Esquema del ADEVA para la evaluación de las variables medidas en el experimento.

Fuentes de variabilidad Grados de libertad

Total Bloques Cultivos

Camote Vs otros Fréjol vs arveja

Fertilización Testigo vs otros

Química vs orgánica C x F Error

35 3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

3.4.8 Análisis funcional

Para el presente ensayo se realizaron contrastes ortogonales entre cultivos y entre sistemas de fertilización, los mismos que se aprecian en el Cuadro 15.

3.4.9 Definición de variables

1. Radiación Solar incidente Anual. La radiación solar incidente se registró mediante el radiómetro automático de la Estación Meteorológica INAMHI “La Tola”.

5m

2,40 m

3m

0,8 m

3m

0,4 m

27

2. Radiación fotosintéticamente Activa. La Radiación fotosintéticamente actica se calculó tomando en cuenta el 50 % de la Radiación Global (Radiación Solar incidente).

3. Días a la cosecha. Se registró cuando el 75 % de las plantas presentaron órganos cosechables (granos y raíz tuberosa). Es decir, cuando la parte inferior de arveja comenzó a marchitarse y cambió su color a amarillo, en fréjol cuando inició el cambio de color y secado de las primeras vainas y en camote cuando inicio la senescencia del follaje y las raíces tuberosas empezaron a romper el suelo.

4. Presencia de plagas y enfermedades. Se identificó plagas y enfermedades en las diferentes etapas de los cultivos, y se anotó el tipo de daño causado, el porcentaje de incidencia y la parte de la planta afectada.

5. Rendimiento de biomasa seca útil por tratamiento en Kg/ha. Se colectó dos muestras de peso conocido (raíz tuberosa o grano) y se llevó a la estufa a temperatura de 68 °C durante 48 horas. Se aplicó el método de (Batteman, 1970)

. Para la obtención del rendimiento de materia seca por

hectárea se aplicó la siguiente fórmula (Calistro, 2012):

6. Rendimiento de biomasa seca total (grano en fréjol, grano en arveja y raíz tuberosa en camote + rastrojo) por tratamiento en Kg/ha. Para el cálculo de esta variable, se procedió de igual que para el caso de biomasa seca útil.

7. Índice de cosecha. A partir de datos de biomasa seca útil y total se aplicó la fórmula propuesta por (Escalante & Kohashi, 1993), para calcular el índice de cosecha.

8. Rendimiento Calórico de biomasa seca útil. A partir del análisis de contenido calórico permite el cálculo de esta variable, mediante la

siguiente multiplicación:

9. Rendimiento Calórico de biomasa seca total. Para el cálculo de esta variable se procedió de manera similar a la de biomasa seca útil, utilizando la siguiente multiplicación:

10. Eficiencia Energética sobre biomasa seca útil. Se utilizará los datos de Rendimiento Calórico de biomasa (raíz tuberosa o grano) y la radiación solar se registró diariamente desde el día de la siembra hasta la cosecha medidas por el radiómetro. Para calcular la Eficiencia Energética, se calculó mediante el modelo de Monteith (1973).

(

)

28

Dónde:

EE= Eficiencia Energética EB= Energía de biomasa seca total EFA= Energía fotosintéticamente activa

11. Eficiencia Energética sobre biomasa seca total. Se utilizó los datos de rendimiento calórico de biomasa total (raíz tuberosa o grano + rastrojo) y la radiación solar se registró diariamente desde el día de la siembra hasta la cosecha medidas por el radiómetro. Para el cálculo de esta variable, se procedió de igual que para el caso de biomasa seca útil.

29

4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para probar si los residuos las variables tienen una distribución normal, se realizó la prueba de Shapiro-Wilks, en cuyo p-valor para todas las variables deben ser mayor a 0,05; resultando que todas las variables cumplían con este supuesto (Cuadro 16).

Cuadro 16. Prueba de Normalidad de Shapiro-Wilks para los residuos de las variables en estudio.

Variables p-valor

Días a la cosecha Rend. de biomasa seca total por tratamiento en kg/ha Rend. de biomasa seca útil por tratamiento en kg/ha Índice de cosecha Rendimiento Calórico de biomasa seca total Rendimiento Calórico de biomasa seca útil Eficiencia Energética sobre biomasa seca total Eficiencia Energética sobre biomasa seca útil

0,2832 0,8640 0,5133 0,6718 0,8291 0,2714 0,8363 0,2528

p-valor > 0,05 indican normalidad de datos

4.1 Radiación solar incidente anual La radiación es la cantidad de energía solar que llega a una superficie medida en W/m2/h, estos datos fueron registrados con ayuda de un radiómetro automático que se encuentra en la Estación Meteorológica INAMHI “La Tola” (Anexo 8).

El Gráfico 3 indica que la radiación neta es la diferencia entre la radiación solar global y la radiación reflejada, esta última es de alrededor del 20 % de la radiación global. Estudios realizados por CIE & CONELEC (2008), indican que la radiación reflejada es aquella retenida en la atmósfera como consecuencia de la dispersión de parte de la radiación del sol en la misma. Esta radiación podría suponer aproximadamente un 15 % de la radiación total incidente. Se encontró que la mayor radiación incidente fue en los meses de agosto y septiembre con 189 710,7 W/m2 y 180 571,5 W/m2 por mes respectivamente. La menor radiación global presentó el mes de abril con apenas 128 382,9 W/m2.

La radiación fotosintéticamente activa más alta se presentó en los mismos meses agosto y septiembre con 75 919,6 W/m2 y 72 901,6 W/m2 respectivamente mientras que la menor radiación para el mes de mayo con apenas 54 918,73 W/m2 (Gráfico 3).

Gráfico 3. Radiación Solar Incidente Anual (2015 y 2016) en Tumbaco - CADET

0

50000

100000

150000

200000

W/m

2

Radiación Solar Incidene Anual

Radiación Global Radiación Neta RFA

30

4.2. Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA) La Radiación fotosintéticamente activa se encuentra expresada en términos de Mcal/m2, para lo cual se procedió a transformar esta radiación neta que se encontraba en W/m2 a RFA en Mcal/m2, mediante una tabla de conversión de unidades donde 1 W equivale a 0,859845 kcal y a la vez 1 000 kcal equivale a 1 Mcal (Howell & Buckius, 1998), este proceso se encuentra detallado en el Anexo 9.

El Gráfico 4, muestra que el camote recibió mayor cantidad de radiación fotosintéticamente activa con 234,4 Mcal/m2, seguido del fréjol con 215,2 Mcal/m2 y finalmente la arveja con 200,7 Mcal/m2. La RFA recibida se encuentra relacionada con el ciclo de cultivo de cada especie, por lo tanto, arveja recibió la menor cantidad de radiación por ser la especie más precoz de los tres cultivos en estudio.

Gráfico 4. Radiación fotosintéticamente activa recibida por cada cultivo

4.2 Días a la madurez de cosecha En el Cuadro 17 se presenta los resultados del ADEVA aplicado a la variable días a la madurez de cosecha, donde se observa que existe diferencia altamente significativa para el efecto de cultivos, debido a que cada especie se comporta diferente. Por otro lado, el sistema de fertilización y la interacción de estos factores no presentaron significancia estadística. Este comportamiento de los cultivos tiene relación directa con la cantidad de energía recibida por el cultivo y por ende en los resultados de la eficiencia energética.

Cuadro 17. ADEVA para los días a la madurez de cosecha en la “Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.

F de V Gl SC CM F P valor

Bloque Cultivos Camote vs otros Fréjol vs arveja Fertilización Testigo vs otros Química vs orgánica Cultivo*Fertilización Error

3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

66,78 2999,39 2369,01 630,38 13,56 9,39 4,17 6,11

90,72

22,26 1499,69 2369,01 630,38

6,78 9,39 4,17 1,53 3,78

5,89 396,73 626,71 166,76

1,79 10,22 6,33 0,40

0,0037 ** <0,0001** <0,0001** <0,0001** 0, 1880 ns

0,1281 ns 0,3042 ns 0,8037 ns

Total 35 3176,56 ** =significativo al 1 %; * = significativo al 5 %; ns = no significativo

234,4

215,2

200,7

100,0

105,0

110,0

115,0

120,0

125,0

130,0

135,0

140,0

180,0

190,0

200,0

210,0

220,0

230,0

240,0

Camote Fréjol Arveja

Día

s d

esp

ués

de

la s

iem

bra

(D

DS)

(Mca

l/m

2)

RFA DDS

31

En el Gráfico 5 se observan las comparaciones ortogonales para el factor cultivo, donde se encontró que camote vs leguminosas presentaron diferencias altamente significativas debido a que el cultivo de camote fue el más tardío con 134 días a la cosecha, en contraste con fréjol y arveja. Escalante (1992), menciona que, a mayor período de captación de radiación solar, se traduce a mayor crecimiento. De igual manera del resultado de la comparación entre fréjol y arveja presentaron diferencias significativas para fréjol con 122 días y arveja con apenas 111 días a la cosecha. Con respecto a comparaciones ortogonales para fertilización se puede observar que no existen diferencias estadísticas.

Estos datos son diferentes a los encontrados por el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), presentados en el boletín informativo de la variedad, en donde informan que los días a la cosecha en grano seco para fréjol fue de 110 días para localidades como valles del Mira y Chota y para arveja en grano seco fue de 121 días a la cosecha para la provincia de Bolívar. Estos cambios extremos son debidos a la localidad en donde se realizó la obtención de cada variedad. Así mismo Folquer (1998), menciona que los días a la cosecha para camote fue alrededor de 150 días.

Gráfico 5. Comparaciones ortogonales para los días a la cosecha

4.3 Presencia de plagas y enfermedades En el Cuadro 18, se presenta un resumen con el porcentaje de incidencia de plagas en cada cultivo. En general no se observaron problemas con plagas en los cultivos durante el ciclo, con excepción de la presencia de ascochyta en arveja (Ascochyta pisi), que se presentó con un grado de incidencia significativo; sin embargo, dado que la presencia de la enfermedad apareció en una etapa tardía, ésta no afectó el rendimiento de biomasa ni de grano. Según Guerrero (1987), el ataque de esta enfermedad se da por las condiciones ambientales favorables especialmente lluvias intensas y frecuentes que se presenten durante el ciclo de cultivo, además de la alta humedad relativa, estos hongos pueden ser trasmitidos por la semilla y permanecer en el suelo durante varios años. Por lo tanto la presencia de plagas no fue un factor que pudo tener efectos en la principal variable de análisis del experimento, cual es la eficiencia energética, porque la producción de biomasa no fue afectada.

Cuadro 18. Porcentaje de severidad de infección e infestación de plagas y enfermedades.

Cultivo Plaga Etapa de ataque Incidencia (%)

Camote Saltamontes (Orden: Orthoptera)

Desarrollo vegetativo 5,6

Fréjol Llenado de grano 12,6

Arveja Ascoquita

(Ascochyta pisi) Llenado de grano 29,2

a

a a a b

b

a a

75

85

95

105

115

125

135

145

camote vs otros fréjol vs arveja testigo vs otros química vs orgánica

CULTIVO FERTILIZACIÓN

Día

s a

mad

ure

z d

e co

sech

a

32

4.4 Rendimiento de biomasa seca útil (kg/ha) En el Cuadro 19, se presenta los resultados del ADEVA aplicado a la variable rendimiento de biomasa seca útil, y muestra que existe diferencia altamente significativa para el efecto de cultivos, debido a que cada especie se comporta diferente. Así mismo el efecto del sistema de fertilización y la interacción entre estos factores presentó diferencias altamente significativas. Cuadro 19. ADEVA para el rendimiento de la biomasa seca útil en la “Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.



3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

50137,52 14105272,86 2321516,88

11783755,99 1427888,26 986724,50 441163,76 572280,00 762542,04

16712,51 7052636,43 2321516,88

11783755,99 713944,13 986724,50 441163,76 143070,00 31772,59

0,53 221,97 73,07

370,88 22,47 31,06 13,89 4,50

0,6686 ns

<0,0001** <0,0001** <0,0001** <0,0001** <0,0001** 0,0010 ** 0,0074**

Total 35 16918120,68 ** =significativo al 1 %; * = significativo al 5 %; ns = no significativo

En el Gráfico 6, se observan los contrastes ortogonales para el factor cultivo, donde se encontró que la comparación entre camote vs leguminosas fue altamente significativa, es decir, camote obtuvo los mejores rendimientos debido a que la radiación recibida por este cultivo se traslocó al tubérculo comestible, también se encontró alta significación para la comparación entre las 2 especies de leguminosas, estos rangos se pudieron presentarse debido a los bajos rendimientos de biomasa seca útil en arveja en contraste con la variedad de fréjol. De la misma manera las comparaciones de fertilización del testigo (sin fertilización) vs otros fue significativa, esta diferencia pudo deberse a que los rendimientos inferiores se presentaron en cultivos sin fertilización. Así mismo el contraste de la fertilización química vs la orgánica fue significativa, dado que los rendimientos superiores se obtuvieron con fertilización química.

Gráfico 6. Comparaciones ortogonales para el rendimiento de biomasa seca útil

a a

a

a

b

b

b b

0

500

1000

1500

2000

2500

3000



Re

nd

. de

bio

mas

a se

ca ú

til (

kg/h

a)

33

En el Gráfico 7, se observa que el mayor rendimiento de biomasa seca útil se obtuvo con fertilización química y corresponde al cultivo de fréjol con 2 947,6 kg/ha debido a que la variedad Centenario, presenta características de alto rendimiento en grano seco y el cultivo de camote con 2 770,5 kg/ha sin embargo, para el cultivo de arveja el mayor rendimiento presentó con aplicación de fertilización orgánica con 1 230,8 kg/ha, debido posiblemente a que este fertilizante orgánico influyó en el desarrollo de la planta, interactuando de mejor manera con esta variedad respecto a la floración y llenado de frutos. Estos rendimientos están un tanto disminuidos en comparación con los obtenidos por el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), presentados en el boletín informativo de la variedad, en donde se informa un promedio de rendimiento en grano seco de 1 688 kg/ha para arveja y un rendimiento promedio en grano seco de 2 550 kg/ha para fréjol; pero es obvio que los rendimientos sean inferiores, porque seguramente las condiciones ambientales y de manejo del cultivo en el CADET (Tumbaco) no fueron similares a aquellas en las cuales se encontraron los rendimientos potenciales por parte de los obtentores de las variedades.

Estudios realizados en México por Morales et al. (2006) en cultivo de fréjol, mencionan que las variedades de fréjol Michoacán obtuvieron un rendimiento de biomasa útil de 2 890 kg/ha, este rendimiento es similar al de fréjol Centenario, por el contrario, el rendimiento de biomasa útil para la variedad Canario 107 fue de 420 kg/ha.

Gráfico 7. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre el rendimiento de la biomasa seca útil producida en el ciclo

4.5 Rendimiento de biomasa seca total (kg/ha) El análisis de varianza realizado a la variable rendimiento de biomasa seca total, muestra diferencia altamente significativa en el factor A (cultivo) tanto como el factor B (sistema de fertilización), además no se encontró interacción entre los factores A x B (cultivos x fertilización), tal como se muestra en el Cuadro 20. Lo cual indica que el sistema de fertilización influye en el crecimiento y producción de biomasa de cada cultivo.

34

Cuadro 20. ADEVA para el rendimiento de la biomasa seca total en la “Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.



3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

3900154,59 89460662,10 44295052,47 45165609,63 6758246,73 4173487,93 2584758,81 4441484,99 9804292,27

1300051,53 44730331,05 44295052,47 45165609,63 3379123,37 4173487,93 2584758,81 1110371,25 408512,18

3,18 109,50 108,43 110,56

8,27 10,22 6,33 2,72

0,0421 * <0,0001** <0,0001** <0,0001** 0,0019 ** 0,0039** 0,0190*

0,0535 ns

Total 35 114364840,69 ** =significativo al 1 % * = significativo al 5 % ns = no significativo

En el Gráfico 8, se observan los contrastes ortogonales para el factor cultivo, donde se encontró que la comparación entre camote vs leguminosas fue altamente significativa debido a la elevada producción de follaje lo cual induce a mayor captación de radiación.

De igual manera, se encontró alta significancia estadística para la comparación entre las 2 especies de leguminosas. Esta diferencia pudo deberse a que el rendimiento de la arveja que no consigue alcanzar los rendimientos de fréjol. De la misma manera las comparaciones de fertilización del testigo (sin fertilización) vs otros fue significativa, esta diferencia pudo deberse a que los rendimientos sin fertilización no favorecieron al cultivo. Así mismo el contraste de la fertilización química vs la orgánica fue significativa, dando mejores resultados los tratamientos con fertilización química.

Gráfico 8. Comparaciones ortogonales para el rendimiento de biomasa seca total

En el Gráfico 9, se observa que se obtuvo mayor rendimiento de biomasa total con fertilización química en camote y fréjol con 7 220,8 y 5 990,1 kg/ha respectivamente, en comparación con los tratamientos con fertilización orgánica y testigo, sin embargo, el cultivo de arveja con fertilización orgánica presentó un rendimiento total de biomasa de 2 609 kg/ha, resultando un incremento de 183 kg/ha frente al testigo y un incremento de 95 kg/ha respecto a la fertilización química; pero en general la tendencia del comportamiento del cultivo de arveja muestra que no hubo respuesta significativa frente a la aplicación de fertilización.

a

a

a

a

b

b

b

b

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000



Ren

d. d

e b

iom

asa

seca

to

tal (

kg/h

a)

35

Estudios realizados en México por Morales et al. (2006) en cultivo de fréjol, mencionan que las variedades de fréjol Michoacán obtuvieron un rendimiento de biomasa total de 11 336 kg/ha, y fréjol Canario 107 con 2 770 kg/ha, esta variación en el rendimiento se supone que es debido a que fréjol Canario 107 es de crecimiento determinado mientras que fréjol Michoacán es de crecimiento indeterminado por lo que produjo mayor cantidad de biomasa de rastrojo por ende mayor rendimiento de biomasa total.

Gráfico 9. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre el rendimiento de la biomasa seca total producida en el ciclo

4.6 Índice de Cosecha El análisis de varianza realizado para la variable de índice de cosecha, se detectó diferencia altamente significativa en el factor A (cultivo), mientras que el factor B (sistemas de fertilización) no presentó diferencia significativa, además, no existió interacción alguna entre estos dos factores, como se indica en el Cuadro 21.

Cuadro 21. ADEVA para el índice de cosecha en la “Determinación de la Eficiencia Energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.


Bloque Cultivos

Camote vs otros Fréjol vs arveja

Fertilización Testigo vs otros

Química vs orgánica Cultivo*Fertilización

Error

3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

0,05 0,09 0,08

3,0E-03 4,7E-04 4,5E-04 1,7E-05 3,3E-04

0,09

0,02 0,04

23,09 0,86

2,3E-04 4,5E-04 1,7E-05 8,3E-05 3,6E-03

4,64 11,97 23,09 0,86 0,07 0,13

4,7E-03 0,02

0,0107** 0,0002** 0,0001** 0,3643 ns

0,9366 ns

0,7250 ns

0,9460 ns

0,9989 ns

Total 35 0,22 ** =significativo al 1 %; * = significativo al 5 %; ns= no significativo

En el Gráfico 10, se observa que para el factor cultivos se encontró que la comparación entre camote vs leguminosas presenta dos rangos, esta diferencia pudo deberse a que el camote produjo mayor cantidad de follaje que de parte comestible en contraste con las leguminosas en estudio, por el contrario, la comparación entre fréjol y arveja resultó no significativo, es decir, que ambas leguminosas son eficientes produciendo biomasa útil.

De igual manera las comparaciones ortogonales para el factor fertilización ninguna presentó diferencias estadísticas.

36

Gráfico 10. Comparaciones ortogonales para el índice de cosecha

Hay que rescatar la relación directa entre la producción de biomasa, en términos de cobertura vegetal y la recepción de energía solar por el cultivo. A mayor cobertura vegetal mayor es la cantidad de radiación interceptada, incrementando la producción de foto asimilados, los cuales, al ser traslocados a los órganos de interés económico, contribuyen a incrementar el índice de cosecha (Sarandón & Chamorro, 2003). El Gráfico 11, indica el mayor índice de cosecha corresponde al fréjol con fertilización química, con un índice de cosecha del 50 % de producción de biomasa seca útil con respecto a la biomasa del rastrojo. La arveja produjo alta cantidad de follaje similar a la cantidad de biomasa seca útil (grano). El índice de cosecha en camote es de 0,39, lo que indica que el camote produjo mayor cantidad de follaje (61 %), mientras que de biomasa seca útil produjo (39 %) independientemente del sistema de fertilización.

Estudios realizados en México por Morales et al. (2006) en cultivo de fréjol, contrastan con los obtenidos en esta investigación debido a que el índice de cosecha para fréjol Michoacán fue de 22 %, mientras que el índice de cosecha para la variedad Canario 107 fue de 15 %.

Gráfico 11. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre el índice de cosecha producida durante el ciclo de cultivo

a

a

a a b a

a a

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6



Índ

ice

de

co

sech

a

37

4.7 Rendimiento calórico de biomasa seca útil El análisis de varianza para la variable rendimiento calórico de biomasa seca útil, detectó que existió diferencia altamente significativa para los efectos de los factores A (cultivo) y B (sistema de fertilización), además, existió interacción entre estos dos factores, tal como se muestra en el Cuadro 22.

Cuadro 22. ADEVA para el rendimiento calórico de biomasa seca útil en la “Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.



3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

585963,64 492324029,13 302068249,56 190255779,57 20491026,33 14456476,74 6034549,59

12056455,32 11172604,44

195321,21 246162014,57 302068249,56 190255779,57 10245513,17 14456476,74 6034549,59 3014113,83 465525,19

0,42 528,78 648,88 408,69 22,01 31,05 12,96 6,47

0,7406 ns <0,0001** <0,0001** <0,0001** <0,0001** <0,0001** 0,0014** 0,0011**

Total 35 536630078,87

** =significativo al 1 %; * = significativo al 5 %; ns= no significativo

En el Gráfico 12 se observan los contrastes ortogonales para el factor cultivo, donde se encontró que la comparación entre camote vs leguminosas fue altamente significativa, ya que la raíz tuberosa de camote absorbió mayor cantidad de energía que los granos, también se encontró alta significación para contraste entre arveja y fréjol, debido a que arveja no fue eficiente al traslocar la energía al órgano de interés.

De igual manera las comparaciones ortogonales para el factor fertilización, muestra que el contraste testigo vs otros presenta rangos de significancia, por lo que el testigo es aquel que presenta menores rendimientos. Así mismo el contraste de la fertilización química vs la orgánica fue significativa, dando mejores rendimientos aquellos que fueron tratados con fertilización química.

Gráfico 12. Comparaciones ortogonales para el rendimiento calórico de biomasa seca útil

Los resultados del análisis de laboratorio indican que el mayor contenido calórico de biomasa seca útil presentó el camote con 4 661,24 kcal/kg, fréjol con 3 078,16 kcal/kg y arveja con 1 960,48 kcal/kg, en ese orden (Anexo 10).

a

a

a

a

b

b

b

b

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

camote vs otros fréjol vs arveja testigo vs otros química vsorgánica


Re

nd

. cal

óri

co d

e b

iom

asa

seca

úti

l (M

cal/

ha/

cicl

o)

38

El Gráfico 13, indica que el mayor rendimiento calórico de biomasa seca útil presentó el sistema con fertilización química el cultivo de camote con 12 913,9 Mcal/ha y el cultivo de fréjol con 9 073,1 Mcal/ha frente al sistema de fertilización orgánico. El camote al ser una planta con abundante follaje, interceptó mayor cantidad de radiación solar, por lo que presentó mayor cantidad de nutrientes translocados, sin embargo, el cultivo de arveja presentó mayor rendimiento calórico de biomasa seca útil con fertilización orgánica con 2 412,9 Mcal/ha frente al sistema de fertilización químico. El valor del contenido calórico en los cultivos es influyente para el cálculo del rendimiento calórico.

Estudios realizados en varios cultivos por Faraldo et al. (2011), mostraron que girasol posee rendimiento calórico de 15 090 Mcal/ha, Maíz 12 150 Mcal/ha y para soja 7 550 Mcal/ha.

Gráfico 13. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre el rendimiento calórico de biomasa seca útil

4.8 Rendimiento calórico de biomasa seca total En el Cuadro 23, el ADEVA realizado para el rendimiento calórico de biomasa seca total, muestra que existe diferencia altamente significativa para el efecto del factor A (cultivo) y para el efecto del factor B (sistema de fertilización), pero no existe interacción entre estos factores, sin embargo, al graficar esta interacción se observó un cambio de tendencias que pueden insinuarse significación.

Cuadro 23. ADEVA para el rendimiento calórico de biomasa seca total en la “Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.



3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

88969826,73 1873398530,54

86277576,40 1787120954,14

73651754,88 39039126,86 34612628,02 48548759,50

174613992,08

29656608,91 936699265,27 86277576,40

1787120954,14 36825877,44 39039126,86 34612628,02 12137189,88 7275583,00

4,08 128,75 11,86

245,63 5,06 5,37 4,76 1,67

0,0179*

<0,0001** 0,0021**

<0,0001** 0,0147* 0,0294* 0,0392* 0,1901 ns

Total 35 2259182863,73 ** =significativo al 1 %; * = significativo al 5 %; ns= no significativo

39

Las comparaciones ortogonales del contenido calórico de biomasa seca total para los sistemas de

fertilización fueron significativas estadísticamente. En el Gráfico 14 se observan los contrastes

ortogonales para el factor cultivo, donde se encontró que la comparación entre camote vs otros

fue significativa, ya que la raíz tuberosa y follaje del camote absorbieron mayor cantidad de

energía que los granos y rastrojo de las leguminosas, también se encontró alta significación para

contraste entre arveja y fréjol, la diferencia se dio a favor del fréjol, debido a que arveja no fue

eficiente absorbiendo radiación solar.

De igual manera las comparaciones ortogonales para el factor fertilización, muestra que la

comparación entre testigo vs otros presenta rangos de significancia, donde, el testigo es aquel

que presenta bajos rendimientos. Así mismo el contraste de la fertilización química vs la orgánica

fue significativa, dando como resultado que, con fertilización química se obtuvieron los mejores

rendimientos.

Gráfico 14. Comparaciones ortogonales para el rendimiento calórico de biomasa seca total

El Gráfico 15, muestra el mayor rendimiento calórico de biomasa seca total presenta el sistema de

fertilización química en el cultivo de fréjol con 25 980,1 Mcal/ha, seguido del cultivo de camote

con 22 800,4 Mcal/ha frente al sistema de fertilización orgánica, sin embargo, el cultivo de arveja

presenta mayor Rendimiento Calórico de biomasa seca total en el sistema fertilización orgánica

con 5 844,3 Mcal/ha en contraste con el sistema de fertilización química.

Los resultados del análisis de laboratorio indican que el mayor contenido calórico de biomasa seca

total presentó en cultivo de fréjol con 4 337,21 kcal/kg, camote con 3 157,59 kcal/kg y arveja con

2 240,01 kcal/kg, en ese orden (Anexo 10). Estudios anteriormente realizados por (Jarrìn & Avila,

1998) contrastan con los obtenidos en laboratorio donde el contenido calórico de biomasa seca

total para camote es 2 280 kcal/kg, se puede suponer que estas variantes son debidas a la

localidad de donde se realizó el estudio.

a

a

a

a

b

b

b b

0

5000

10000

15000

20000

25000

camote vs otros fréjol vs arveja testigo vs otros química vsorgánica


Re

nd

. cal

óri

co d

e b

iom

asa

seca

to

tal

(Mca

l/h

a/ci

clo

)

40

Gráfico 15. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre el rendimiento calórico de biomasa seca total producida durante el ciclo de cultivo

4.9 Eficiencia Energética en biomasa seca útil El ADEVA para la eficiencia energética en biomasa seca útil (Cuadro 24), muestra que los dos factores principales, cultivo y fertilización son estadísticamente significativos, así como la interacción entre ellos.

Cuadro 24. ADEVA para la Eficiencia Energética en biomasa seca útil en la “Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.



3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

2,1E-03 0,84 0,46 0,39 0,04 0,03 0,01 0,02 0,02

7,0E-04 0,42 0,46 0,39 0,02 0,03 0,01 0,01

8,8E-04

0,79 481,06 521,34 440,78 24,09 35,48 12,70 6,74

0,5091ns

<0,0001** <0,0001** <0,0001** <0,0001** <0,0001** 0,0016** 0,0009**

Total 35 0,93 ** =significativo al 1 % * = significativo al 5 % ns= no significativo

En el Gráfico 16, se observa que para el factor cultivo, las comparaciones ortogonales entre camote vs leguminosas fue altamente significativa, ya que la raíz tuberosa de camote absorbió mayor cantidad de energía que las leguminosas arveja y fréjol, también se encontró alta significancia para el contraste entre arveja y fréjol, debido a que fréjol superó absorbió mayor radiación solar que arveja.

De igual manera las comparaciones ortogonales para el factor fertilización, muestra que el contraste testigo vs otros presenta rangos de significancia, donde, el testigo (sin fertilización) presenta menores rendimientos que los otros sistemas de fertilización. Así mismo el contraste de fertilización química vs orgánica fue significativa.

41

Gráfico 16. Comparaciones ortogonales para la eficiencia energética de biomasa seca útil

El mejor aprovechamiento de los recursos agua y luz solar dan como resultado mayor eficiencia

energética (Kruk & Satorre, 2003). En el Gráfico 17, se observa que, el mayor porcentaje de

eficiencia energética se obtuvo con fertilización química en contraste con la fertilización orgánica

y la testigo. El cultivo con mayor porcentaje de eficiencia energética fue el camote con 0,5 %,

seguido del fréjol con 0,4 %, mientras que el menor porcentaje de eficiencia energética presentó

la arveja con 0,1 %, esta diferencia pudo deberse a que debido a que la variedad Liliana presenta

características de ciclo medianamente precoz. La fertilización influye en la producción de

biomasa, la cual, está directamente relacionada con la producción de órganos cosechables.

Morales et al., (2006) reportó tendencias diferentes de eficiencia energética en cultivo de fréjol,

con 0,062 % en la variedad Michocán y 0,012 % para fréjol Canario 107. Otros estudios realizados

por Díaz et al., (2013) demuestran que las variedades de maíz con diferentes niveles de fósforo

presentan eficiencia de 0,013 % y 0,011 %. Estos porcentajes de eficiencia son diferentes debido a

que las condiciones de cada cultivo varían y la exposición a radiación solar también fue diferente.

Gráfico 17. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre la eficiencia energética en biomasa seca útil

a

a

a

a

b

b

b b

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6



Efic

ien

cia

Ene

rgé

tica

bio

mas

a se

ca ù

til

(%)

42

4.10 Eficiencia Energética en biomasa seca total

El ADEVA para la variable eficiencia energética en biomasa seca total, muestra la diferencia altamente significativa para el efecto del factor A (cultivo) y el factor B (sistema de fertilización), sin embargo, no se presenta interacción entre estos dos factores, como se muestra en el Cuadro 25.

Cuadro 25. ADEVA para la eficiencia energética en biomasa seca total en la “Determinación de la eficiencia energética en tres especies de cultivos bajo tres sistemas de fertilización”.



3 2

(1) (1) 2

(1) (1) 4

24

0,23 3,73 0,05 3,68 0,15 0,09 0,07 0,10 0,38

0,08 1,86 0,05 3,68 0,08 0,09 0,07 0,03 0,02

4,95 119,12

2,89 235,34

4,86 5,47 4,26 1,62

0,0082** <0,0001** 0,0018**

<0,0001** 0,0169** 0,0280*

0,0501 ns

0,2011ns

Total 35 4,59 ** =significativo al 1 % * = significativo al 5 % ns= no significativo

En el Gráfico 18, se observa que para el factor cultivo, las comparaciones ortogonales entre camote vs leguminosas fue significativa, ya que la raíz tuberosa y el follaje del camote absorbió mayor cantidad de energía que las leguminosas, también se encontró alta significación para contraste entre arveja y fréjol, debido a que fréjol superó a arveja tanto follaje como en parte útil al momento de absorber radiación solar.

De igual manera las comparaciones ortogonales para el factor fertilización, muestra que el contraste testigo vs otros presenta rangos de significancia, donde, el testigo (sin fertilización) presenta menores rendimientos. Sin embargo, el contraste de la fertilización química vs la orgánica no fue significativa.

Gráfico 18. Comparaciones ortogonales para la eficiencia energética de biomasa seca total

a

a

a

a

b

b

b a

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2



Efic

ien

cia

Ene

rgé

tica

bio

mas

a se

ca

tota

l (%

)

43

La mayor eficiencia energética está relacionada con una temprana cobertura del dosel vegetal por el cultivo (Escalante, 1995). En el Gráfico 19, se muestra que el mayor porcentaje de eficiencia energética en biomasa seca total presenta el sistema de fertilización química en el cultivo de fréjol con 1,2 % y el cultivo de camote con 0,9 % frente a los otros sistemas, sin embargo, el cultivo de arveja presenta menor porcentaje de eficiencia energética con 0,2 %, estos valores contrastan con datos publicados anteriormente. Por ejemplo, (Monteith, 1977) citó un valor de 0,12 % para cultivos sin estrés mientras que (Joel et al., 1997) reportaron valores en girasoles entre 0,07 % a 0,08 % en óptimas condiciones de crecimiento. (Kiniry et al., 2007) han encontrado valores de eficiencia del uso de la radiación entre 0,04 % a 0,08 % en Cynodon dactylon.

Gráfico 19. Efecto de la interacción del sistema de fertilización x cultivo sobre la eficiencia energética en biomasa seca total

44

5 CONCLUSIONES

Al cuantificar la radiación solar incidente anual y la radiación fotosintéticamente activa anual en Tumbaco se obtuvo 1502414,6 W/m2 y 751207,3 W/m2 respectivamente. Estas cantidades altas de radiación favorecen al proceso de fotosíntesis y al no ser aprovechadas de manera eficiente, se pretendió aprovecharlas mediante el uso de cultivos alimenticios.

Los análisis de contenido calórico en biomasa seca útil muestran que el camote fue más eficiente al absorber energía solar con 4 461,2 kcal/kg, mientras que la arveja presentó el menor contenido calórico con 1 960,4 kcal/kg, debido a que la arveja estuvo expuesta menor de tiempo a la radiación.

Los análisis de Contenido Calórico en biomasa seca total revelan que el fréjol fue más eficiente al absorber energía solar y convertirla en biomasa con 4 337,2 kcal/kg, mientras que la arveja presentó el menor contenido calórico con 2 240 kcal/kg.

En Tumbaco (CADET) la fertilización en términos de eficiencia energética influyó mayormente en el rendimiento de biomasa seca útil de camote, debido a que al producir mayor cantidad de follaje y cubrir de forma rápida la parcela recibió mayor cantidad de radiación y por ende dio lugar al proceso de fotosíntesis, dando como resultado mejor producción de camote. Y el menor porcentaje de eficiencia energética fue la arveja, debido a que se utilizó una variedad medianamente precoz.

El cultivo fréjol mostró mayor porcentaje de eficiencia energética de biomasa seca total con 1,07 %, seguido del camote y arveja con 0,75 % y 0,28 % respectivamente, estos porcentajes se presentaron independientemente del sistema de fertilización utilizado.

La aplicación de fertilización química contribuyó a la eficiencia energética en el cultivo de camote y esto contrasta en arveja debido a que la fertilización orgánica fue la que interactuó de mejor manera con el cultivo.

45

6 RECOMENDACIONES

a) Con la siembra combinada se podría lograr una Eficiencia energética mayor, por consecuencia, mayor producción de biomasa seca total y biomasa seca útil, que con la siembra de unicultivos, por lo que se recomienda dar continuidad a la investigación con cultivos asociados. De igual manera se sugiere realizar la investigación en plantas C3, C4 y CAM.

b) De acuerdo a los resultados obtenidos del experimento realizado en Tumbaco se sugiere realizar la investigación en otra localidad que presente altas cantidades de radiación incidente, en donde existan espacios abiertos, sin interferencia de árboles o barreras que hagan sombra al cultivo.

c) Implementar el experimento lo más cercano a la estación meteorológica, no más de 1 000 metros para disminuir el rango de error de radiación global interceptada en los cultivos.

d) Para obtener datos in situ de la Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA) recibida durante el ciclo de cultivo se recomienda usar aparatos exactos como: sensores o medidores de RFA digitales.

46

7 RESUMEN

Las plantas son las únicas en el planeta capaces de aprovechar la radiación solar para realizar la fotosíntesis por lo que este estudio consistió en determinar la Eficiencia Energética de tres cultivos alimenticios: arveja (Pisum sativum Linneo), fréjol (Phaseolus vulgaris Linneo) y camote (Ipomoea batatas Linneo), bajo tres sistemas de fertilización química y orgánica. La eficiencia energética de un cultivo es la relación entre la materia seca producida y la radiación fotosintéticamente activa interceptada durante su ciclo.

Los ensayos se realizaron en Centro Académico Docente Experimental La Tola (CADET) en Tumbaco, Pichincha. La siembra se realizó el 10 de noviembre del 2016 bajo un sistema de siembra directa, la distancia de siembra de fréjol y arveja fue de 0,3 m entre plantas x 0,4 m entre surco; y para camote fue 0,4 m entre plantas y 0,8 m entre surcos

El diseño experimental fue bloques al azar (con arreglo factorial) con cuatro repeticiones, los 9 tratamientos resultaron de la combinación de los tres cultivares con los tres sistemas de fertilización. Los datos se analizaron con un ADEVA y comparaciones ortogonales.

Los resultados del análisis manifestaron que la madurez de cosecha en los tres cultivares del experimento no se encuentran influenciados por el sistema de fertilización.

El mayor rendimiento de biomasa seca total presentó el camote con fertilización química con 7 220 kg/ha, mientras que el menor rendimiento lo obtuvo la arveja sin fertilización con 2 426 kg/ha. Los rendimientos de biomasa seca útil fueron mayores en los cultivos de fréjol y camote con fertilización química, estos rendimientos contrastan con arveja, debido a que los mejores rendimientos en este cultivo se obtuvieron con fertilización orgánica.

El mayor índice de cosecha lo presento el fréjol con 0,5 seguido de la arveja con 0,48 y finalmente camote con 0,39 lo que indica que camote 39 % es raíz tuberosa comestible y 61 % es follaje.

El rendimiento calórico se encuentra directamente relacionado al rendimiento de biomasa seca producida y el contenido calórico del cultivo. Así tenemos que el mayor rendimiento calórico de biomasa seca total muestra el fréjol con 26 099 Mcal/ha, mientras que el menor rendimiento fue para arveja con 5 505 Mcal/ha.

El mayor rendimiento calórico de biomasa seca útil presentó el camote con 11 271 Mcal/ha, seguido del fréjol con 7 941 Mcal/ha y finalmente el cultivo de arveja con 2 310 Mcal/ha.

La eficiencia energética al ser la relación entre el rendimiento calórico con la radiación fotosintéticamente activa muestra los siguientes resultados:

La mayor eficiencia energética en biomasa seca total mostró el cultivo de fréjol con 1,07 % siendo el más eficiente en el uso de radiación solar, en consecuencia, generó mayor producción de biomasa de rastrojo y rendimiento, seguida del cultivo de camote con 0,75 % y finalmente arveja con 0,28 %.

Desde el punto de vista energético en biomasa seca útil, el camote fue el que mayor cantidad de fotoasimilados produjo para logar los mayores porcentajes de eficiencia energética con 0,48 %, mientras que el menor porcentaje de eficiencia energética lo tuvo la arveja con 0,12 %.

47

SUMMARY

Plants are the only ones on the planet able to take advantage of solar radiation to perform photosynthesis, so this study consisted in determining the Energy Efficiency of three food crops: peas (Pisum sativum Linnaeus), beans (Phaseolus vulgaris Linnaeus) and sweet potatoes (Ipomoea batatas Linnaeus), under three systems of chemical and organic fertilization. The energy efficiency of a crop is the ratio between the dry matter produced and the photosynthetically active radiation intercepted during its cycle.

The tests were carried out at the Experimental Teaching Academic Center “La Tola” (CADET) in Tumbaco, Pichincha. The sowing was carried out on November 10, 2016 under a direct sowing system, the planting distance of beans and peas was 0.3 m between plants x 0.4 m between rows; and for sweet potato was 0.4 m between plants and 0.8 m between rows

The experimental design was randomized blocks (with factorial arrangement) with four repetitions, the 9 treatments resulted from the combination of the three cultivars with the three fertilization systems. The data were analyzed with an ADEVA and orthogonal comparisons.

The results of the analysis showed that the maturity of harvest in the three cultivars of the experiment are not influenced by the fertilization system.

The highest yield of total dry biomass showed the sweet potato with chemical fertilization with 7 220 kg / ha, while the lowest yield was obtained by the pea without fertilization with 2 426 kg / ha. The yields of useful dry biomass were greater in the crops of beans and sweet potatoes with chemical fertilization, these yields contrast with peas, because the best yields in this crop were obtained with organic fertilization.

The highest harvest index was presented by beans with 0.5 followed by peas with 0.48 and finally sweet potatoes with 0.39, indicating that sweet potato 39% is edible tuberose root and 61% is foliage.

The caloric performance is directly related to the yield of dry biomass produced and the caloric content of the crop. Thus we have that the highest caloric yield of total dry biomass shows the beans with 26 099 Mcal / ha, while the lowest yield was for peas with 5 505 Mcal / ha.

The highest caloric yield of useful dry biomass showed the sweet potato with 11 271 Mcal / ha, followed by beans with 7,941 Mcal / ha and finally the cultivation of pea with 2 310 Mcal / ha.

The energetic efficiency to the being the relation between the caloric performance with the photosynthetically active radiation shows the following results:

The highest energy efficiency in total dry biomass showed bean cultivation with 1.07% being the most efficient in the use of solar radiation; consequently, it generated higher biomass production of stubble and yield, followed by the cultivation of sweet potato with 0, 75% and finally pea with 0.28%.

From the point of view of energy in dry useful biomass, the sweet potato was the one that greater amount of photoassimilates produced to achieve the highest percentages of energy efficiency with 0.48%, while the lowest percentage of energy efficiency was the pea with 0, 12%

48

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Valdivia, R. (2010). Manejo Agronómico del cultivo de Camote en Nicaragua. disponible en URL: http://www.a4n.alianzacacao.org/uploaded/mod_documentos/MANEJO%20AGRONOMICO%20DEL%20CULTIVO%20DE%20CAMOTE.pdf [consulta 03 de julio de 2017]

Valverde, F., Ramos, M., & Vinueza, V. (2003). Sistemas de Labranza de Conservación de Suelos. INIAP - PROMSA. disponible en URL: http://www.iniap.gob.ec/nsite/images/documentos/ SISTEMAS_DE_LABRANZA_maiz.pdf [consulta 12 de febrero de 2017]

Yzarra, W., & López, F. (1998). Manual de observaciones fenológicas. Perú: Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI, Ministerio del Ambiente. disponible en URL: http://www.senamhi.gob.pe/pdf/estudios/manual_fenologico.pdf [consulta 12 de octubre de 2017]

Zambrano, G. (2013). Estudio Técnico - Económico para la btención de alcohol a partir del camote (Ipomoea Batatas). Tesis De Grado para la Obtención del Título De Ingeniera Química. Ecuador: Universidad Central del Ecuador

Zhu, X., Long, S., & Ort, D. (2010). Mejora de la eficiencia fotosintética de mayor rendimiento. Annual Review of Plant Biology

53

9 ANEXOS

Anexo 1. Reporte del análisis de suelos del sitio de investigación.

54

Anexo 2. Cálculo de dosis de aplicación del herbicida Ranger

Cálculos para la aplicación de Herbicida Ranger 480

Glifosato: 3000 cc/ha Agua: 300Lt

3 000cc/ha 300 L X 20 L

X = 200cc/bomba de fumigar

10 000 m2 300L

725 m2 X

X = 22 L

Anexo 3. Cálculo de las Dosis de Fertilización Química por cultivo.

Dosis de fertilización química

CAMOTE

Recomendación para el cultivo: Cantidad de Fertilizante a aplicar:

96 N 96 N

150 P 75 P

340 K 170 K

Fósforo: Fosfato Diamónico (18-46-0)

100 kg 46 kg P

X 75 kg P

X = 163 kg/ha

163 kg 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,2 kg

X= 200 g de Fosfato Diamónico

Dosis = 200cc de Glifosato en 22 L de agua para una superficie de 725 m2

55

Nitrógeno: Fosfato Diamónico

100 kg 18 kg N

163 kg X

X = 29,3 kg N

96 kg N – 29, 3 kg N = 63,7 kg N

Nitrógeno: Urea

100 kg 45 kg N

X 63,7 kg N

X = 141,5 kg/ha de Urea

141,5 kg 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,17 kg

X= 170 g de Urea

Potasio: Muriato de potasio

100 kg 60 kg K

X 170 kg K

X = 283,3 kg/ha de Muriato

283,3 kg 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,34 kg

X= 340 g de Muriato de Potasio

FRÉJOL

Recomendación del INIAP para el cultivo: 200 kg de Fosfato Diamónico (18 – 46 – 0).

10 000 m2 200 g

12 m2 X

X = 0,24 kg

X = 240 g

Dosis: 200 g de Fosfato Diamónico; 170 g de Urea y 340 g de Muriato de Potasio.

Dosis: 240 g de Fosfato Diamónico

56

ARVEJA

Recomendación del INIAP para el cultivo: 90 kg de Fosfato Diamónico (18 – 46 – 0)

45 kg de Sulfomag

Fosfato Diamónico (18 – 46 – 0) Sulfomag

90 kg 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,11 kg/ha

X= 110 g de Fosfato Diamónico

45 kg 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,05 kg

X= 50 g de Sulfomag

Anexo 4. Cálculo de las Dosis de Fertilización Orgánica por cultivo.

Dosis de fertilización orgánica

CAMOTE, FRÉJOL Y ARVEJA

Recomendación: Gallinaza 13 t/ha

10 000 m2 10 000 kg

12 m2 X

X = 12 kg de gallinaza

Dosis: 15 kg de gallinaza por parcela.

Dosis: 110 g de Fosfato Biamónico; 50 g de Sulfomag.

57

Anexo 5. Cálculo de las Dosis de productos para control de plagas y enfermedades.

CAMOTE Y FRÉJOL

Recomendación: 1,5 L/ha de extracto de Neem en 400L/ha de Agua.

Nim ( Azadirachta indica )

1 500 ml 10 000 m2

X 12 m2

X = 1,8 ml/parcela

400 L 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,48 L/parcela

X= 480 ml de agua

ARVEJA

Recomendación de acuerdo al Manual del INIAP: 300 cc/ha de Carbendazim en 200L/ha

de Agua.

Carbendazim

300 cc 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,36 cc/parcela

X = 0,4 cc/parcela

200 L 10 000 m2

X 12 m2

X = 0,24 L/parcela

X= 240 ml de agua

Dosis: 1,8 ml de Neem en 480 ml de agua

Dosis: 0,4 cc de Carbendazim en 240 ml de agua

58

Anexo 6. Esquema del experimento, disposición de los tratamientos en campo.

27m

5m 0.5m 5m 0.5m 5m 0.5m 5m 0.5m 5m

v

I, II, III, IV = Bloques

T1 T7 T3 T8 T5

T9 T2 T6 T4

Vacío

T5

T1 T8 T3 T7

T4

T6 T2 T9 Vacío

T9 T6 T1

T8 T4

T7 T3 T5

T2 Vacío

T4

T9 T8 T1 T2

T6

T7 T3 T5 Vacío

2.4m

0.5m

2.4m

1m

I

24.2m

2.4m

2.4m

2.4m

2.4m

2.4m

2.4m

0.5m

0.5m

0.5m

1m

1m

II

III

IV

59

Anexo 7. Radiación Solar incidente y Radiación Fotosintéticamente Activa Anual.

Meses Radiación

Global

Radiación

Neta

Radiación

Fotosintéticamente

Activa

Enero 137586,42 119203,06 59601,53

Febrero 142056,605 115950,255 57975,12

Marzo 138335,355 114756,935 57378,46

Abril 128382,92 109939,835 54969,91

Mayo 137213,355 109837,46 54918,73

Junio 152003,61 119333,42 59666,71

Julio 155554,315 124927,525 62463,76

Agosto 189710,69 151839,295 75919,64

Septiembre 180571,47 145803,2 72901,6

Octubre 171065,195 141235,6 70617,8

Noviembre 166174,04 135249,04 67624,52

Diciembre 145524,68 114339,07 57169,53

Fuente: (Estación Meteorológica INAMHI “La Tola”)

60

Anexo 8. Radiación Solar Global y Reflejada obtenidos de la Estación Meteorológica

INAMHI “La Tola”.

FECHA Radiación

Solar Global W/m²/día

Radiación Solar

Reflejada W/m²/día

Radiación Neta

W/m²/día

Radiación Neta

Kcal/m²/día

Radiación Neta Kcal/ha/día

10/11/2016 4720,3 936,1 3784,2 3253,88 32538822,12

11/11/2016 2794 522,1 2271,9 1953,52 19535159,34

12/11/2016 4800 898,3 3901,7 3354,92 33549157,62

13/11/2016 7298,2 1322 5976,2 5138,70 51386953,32

14/11/2016 3056,1 591,8 2464,3 2118,95 21189529,98

15/11/2016 7187,9 1399,4 5788,5 4977,30 49772996,1

16/11/2016 6257,4 1234,2 5023,2 4319,25 43192487,52

17/11/2016 7719 1555,5 6163,5 5299,75 52997471,1

18/11/2016 5962,7 1182,6 4780,1 4110,22 41102167,86

19/11/2016 4668,3 923,9 3744,4 3219,66 32196597,84

20/11/2016 7216,1 1441,4 5774,7 4965,43 49654335,42

21/11/2016 7790,3 1606,3 6184 5317,37 53173742,4

22/11/2016 7756,2 1634,5 6121,7 5263,80 52638049,62

23/11/2016 6032 1298,3 4733,7 4070,32 40703192,82

24/11/2016 4985,1 1072,9 3912,2 3363,94 33639442,92

25/11/2016 4216,4 889,2 3327,2 2860,93 28609261,92

26/11/2016 5233,7 1092,6 4141,1 3560,77 35607662,46

27/11/2016 6096,2 1254 4842,2 4163,61 41636140,92

28/11/2016 5982,2 1224,3 4757,9 4091,13 40911278,94

29/11/2016 4632,9 909,4 3723,5 3201,69 32016887,1

30/11/2016 6579,9 1309,6 5270,3 4531,72 45317201,58

01/12/2016 4692,74 950,45 3742,29 3217,85 32178454,79

02/12/2016 3777,55 741,18 3036,37 2610,85 26108531,08

03/12/2016 4244,56 747,67 3496,89 3006,84 30068358,35

04/12/2016 4665,17 818,05 3847,12 3307,98 33079846,03

05/12/2016 6960,19 1281,39 5678,8 4882,97 48829729,68

06/12/2016 6102,86 1167,32 4935,54 4243,87 42438734,24

07/12/2016 4974,69 942,08 4032,61 3467,48 34674800,35

08/12/2016 4912,19 868,82 4043,37 3476,73 34767321,28

09/12/2016 5956,97 1024,88 4932,09 4240,91 42409069,07

10/12/2016 6694 1237,72 5456,28 4691,64 46916369,21

11/12/2016 7746,85 1477,41 6269,44 5390,84 53908406,78

12/12/2016 3588,51 682,74 2905,77 2498,56 24985553,92

13/12/2016 4765,57 880,44 3885,13 3340,67 33406678,82

14/12/2016 5974,15 1078,97 4895,18 4209,17 42091694,75

Fuente: (Estación Meteorológica INAMHI “La Tola”)

61

Radiación Solar Global y Reflejada obtenidos de la Estación Meteorológica INAMHI “La Tola” (Continuación…).

FECHA Radiación


Radiación Solar Reflejada

W/m²/día

Radiación Neta

W/m²/día

Radiación Neta

Kcal/m²/día


15/12/2016 5518,12 1012,44 4505,68 3874,25 38742540,05

16/12/2016 2098,66 360,84 1737,82 1494,28 14942819,05

17/12/2016 5831,3 1039,17 4792,13 4120,56 41205609,02

18/12/2016 6540,54 1080,07 5460,47 4695,24 46952397,34

19/12/2016 6384,41 1054,57 5329,84 4582,92 45829162,22

20/12/2016 5653,28 957,49 4695,79 4037,72 40377219,89

21/12/2016 6931 1222,77 5708,23 4908,28 49082786,48

22/12/2016 6880,81 1270,68 5610,13 4823,93 48239263,82

23/12/2016 7603,36 1400,85 6202,51 5333,29 53332902,49

24/12/2016 3318,04 618,24 2699,8 2321,45 23214500,28

25/12/2016 4455,22 825,97 3629,25 3120,65 31206469,05

26/12/2016 5112,36 936,82 4175,54 3590,38 35903798,24

27/12/2016 4722,4 876,68 3845,72 3306,78 33067807,99

28/12/2016 5755,61 1037,42 4718,19 4056,98 40569828,53

29/12/2016 5806,34 1155,41 4650,93 3999,15 39991486,7

30/12/2016 4364,63 889,72 3474,91 2987,94 29879361,13

31/12/2016 4541,46 944,86 3596,6 3092,57 30925724,76

01/01/2017 3734,97 740,03 2994,94 2575,23 25752291,08

02/01/2017 5026,3 997,3 4029 3464,38 34643759,4

03/01/2017 5281,5 1071,9 4209,6 3619,67 36196666,56

04/01/2017 6268,7 1254,4 5014,3 4311,60 43115959,98

05/01/2017 3924,2 699,3 3224,9 2772,96 27729625,14

06/01/2017 2927,5 486,5 2441 2098,92 20989182,6

07/01/2017 6473,2 1160 5313,2 4568,61 45686081,52

08/01/2017 5529,8 976,4 4553,4 3915,29 39152865,24

09/01/2017 5276 901,3 4374,7 3761,63 37616295,42

10/01/2017 4797,1 827,7 3969,4 3413,13 34131282,84

11/01/2017 4145,2 710,4 3434,8 2953,45 29534471,28

12/01/2017 5195,1 881 4314,1 3709,52 37095220,26

13/01/2017 5403,9 917 4486,9 3858,11 38581058,34

14/01/2017 5549 945,6 4603,4 3958,28 39582795,24

15/01/2017 3629,2 634 2995,2 2575,45 25754526,72

16/01/2017 7372,8 3344,6 4028,2 3463,69 34636880,52

17/01/2017 6566,7 6507,8 58,9 50,65 506457,54

18/01/2017 6630,7 6554,8 75,9 65,26 652633,74

19/01/2017 6135,2 3685,2 2450 2106,66 21066570

Fuente: Estación Meteorológica INAMHI “La Tola”

62


FECHA Radiación


Radiación Solar Reflejada W/m²/día

Radiación Neta

W/m²/día

Radiación Neta

Kcal/m²/día


20/01/2017 2013,1 331,5 1681,6 1445,94 14459405,76

21/01/2017 2752,2 463,8 2288,4 1967,70 19677036,24

22/01/2017 8263,6 1505,2 6758,4 5811,28 58112778,24

23/01/2017 7115,9 1312,7 5803,2 4989,94 49899395,52

24/01/2017 7895,1 1472,3 6422,8 5522,71 55227088,08

25/01/2017 4116,8 780,3 3336,5 2868,92 28689228,9

26/01/2017 3877,3 705,6 3171,7 2727,22 27272179,62

27/01/2017 4672,7 857,7 3815 3280,37 32803659

28/01/2017 6198,6 1155,7 5042,9 4336,19 43361879,94

29/01/2017 5484 1037,2 4446,8 3823,63 38236254,48

30/01/2017 4802,1 901,3 3900,8 3354,14 33541418,88

31/01/2017 3807 700,4 3106,6 2671,24 26712410,76

01/02/2017 3755,5 694,2 3061,3 2632,29 26322894,18

02/02/2017 4172,7 765,2 3407,5 2929,97 29299729,5

03/02/2017 4795,5 888,2 3907,3 3359,73 33597309,78

04/02/2017 6092 1148 4944 4251,15 42511478,4

05/02/2017 5089,3 966,6 4122,7 3544,94 35449448,22

06/02/2017 5455,1 1044,7 4410,4 3792,33 37923265,44

07/02/2017 6415,1 1240,9 5174,2 4449,09 44490876,12

08/02/2017 6223,8 1194 5029,8 4324,92 43249238,28

09/02/2017 3666,6 720,8 2945,8 2532,98 25329755,88

10/02/2017 7065,8 1357,6 5708,2 4908,25 49082528,52

11/02/2017 5857,8 1101 4756,8 4090,18 40901820,48

12/02/2017 4800,6 900,8 3899,8 3353,28 33532820,28

13/02/2017 4484,9 821,3 3663,6 3150,18 31501830,96

14/02/2017 3880,1 727,2 3152,9 2711,05 27110525,94

15/02/2017 3464,3 633,5 2830,8 2434,09 24340916,88

16/02/2017 3526,2 637,5 2888,7 2483,88 24838775,82

17/02/2017 4212,6 764,5 3448,1 2964,88 29648832,66

18/02/2017 5832,6 1042,8 4789,8 4118,56 41185574,28

19/02/2017 7071,3 1302,7 5768,6 4960,19 49601883,96

20/02/2017 4022,7 759,1 3263,6 2806,24 28062390,96

21/02/2017 5823,5 1064,8 4758,7 4091,82 40918157,82

22/02/2017 2606,3 467,1 2139,2 1839,41 18394125,12

23/02/2017 4848,5 873,7 3974,8 3417,77 34177715,28

24/02/2017 5560,9 979,8 4581,1 3939,10 39391046,46


63


FECHA Radiación


Radiación Solar Reflejada W/m²/día

Radiación Neta

W/m²/día

Radiación Neta

Kcal/m²/día


25/02/2017 4043,3 700,5 3342,8 2874,34 28743400,08

26/02/2017 3026,6 542,6 2484 2135,89 21358922,4

27/02/2017 5492,6 967,6 4525 3890,87 38908665

28/02/2017 3473,8 623,4 2850,4 2450,94 24509449,44

01/03/2017 4730,9 827 3903,9 3356,81 33568074,54

02/03/2017 5264,5 916,3 4348,2 3738,84 37388432,52

03/03/2017 5001,1 895,2 4105,9 3530,50 35304991,74

04/03/2017 5314,9 960,8 4354,1 3743,92 37439164,26

05/03/2017 3921,5 731,1 3190,4 2743,30 27432973,44

06/03/2017 4747,2 871,1 3876,1 3332,90 33329033,46

07/03/2017 4526,5 828,2 3698,3 3180,02 31800202,38

08/03/2017 3456,2 608,8 2847,4 2448,37 24483653,64

09/03/2017 3235,9 586 2649,9 2278,54 22785430,14

10/03/2017 3697,9 652,7 3045,2 2618,45 26184456,72

11/03/2017 2698,1 476,2 2221,9 1910,52 19105229,34

12/03/2017 3922,5 713,7 3208,8 2759,12 27591187,68

13/03/2017 3763,5 668,5 3095 2661,27 26612667

14/03/2017 3798,9 673,1 3125,8 2687,75 26877503,88

15/03/2017 3179,4 579,1 2600,3 2235,89 22358939,58

16/03/2017 4473,4 841,8 3631,6 3122,67 31226675,76

17/03/2017 5228,8 961,5 4267,3 3669,28 36692805,78

18/03/2017 4651,5 868,8 3782,7 3252,59 32525924,22

19/03/2017 4429 807,4 3621,6 3114,07 31140689,76

20/03/2017 5162,1 961,4 4200,7 3612,01 36120139,02

21/03/2017 6865,9 1264,2 5601,7 4816,68 48166777,62

22/03/2017 3324,7 598,5 2726,2 2344,15 23441503,32

23/03/2017 5478,4 1021,1 4457,3 3832,65 38326539,78

24/03/2017 4265,3 767 3498,3 3008,05 30080482,38

25/03/2017 5915,1 1111,3 4803,8 4130,60 41305954,68

26/03/2017 3717,5 687,7 3029,8 2605,20 26052038,28

27/03/2017 4797,9 890,4 3907,5 3359,90 33599029,5

28/03/2017 6000,5 1134,8 4865,7 4183,82 41838208,02

29/03/2017 2738,1 518,7 2219,4 1908,37 19083732,84


64

Anexo 9. Transformación de unidades de W/m2 a Mcal/m2 para la Radiación

Fotosintéticamente Activa (RFA).

Para la conversión de unidades se debe tener en cuenta lo siguiente:

1 W equivale a 0,859845 kcal

1 000 kcal equivalen a 1 mcal Por lo tanto

Se multiplicó la radiación neta por 0,5. Debido a que la radiación fotosintéticamente activa es el 50% de la radiación neta.

Luego se multiplicó por 0,859845 para transformar de W a kcal.

Finalmente se multiplico este valor por 1000 para transformar kcal a Mcal.

CULTIVO Rad. Neta W/m2

RFA W/M2 RFA

Kcal/M2 RFA

(Mcal/m2) DDS

Camote 545204,775 272602,388 234395,8 234,3958 134,1

Fréjol 500575,801 250287,901 215208,8 215,2088 122,0

Arveja 466758,078 233379,039 200669,8 200,6698 111,8

Anexo 10. Contenido Calórico de biomasa seca total y biomasa seca útil

CULTIVO

Contenido

calórico en

rastrojo (kcal/kg)

Contenido

calórico biomasa

seca útil (kcal/kg)

Contenido calórico

biomasa seca total

(kcal/kg)

Camote 1653,94 4661,24 3157,59

Fréjol 5596,26 3078,16 4337,21

Arveja 2519,55 1960,48 2240,01

Fuente: Laboratorio de Química-UCE

65

Anexo 11. Radiación Fotosintéticamente Activa acumulada durante el ciclo de cultivo por tratamiento y repetición.

Tratamientos CULTIVO Duración del ciclo

(Días) RFA (Mcal/ha)

T1B1 Camote 132 2308536,48

T1B2 Camote 134 2342739,99

T1B3 Camote 132 2308536,48

T1B4 Camote 137 2393218,50

T2B1 Camote 132 2308536,48

T2B2 Camote 132 2308536,48

T2B3 Camote 134 2342739,99

T2B4 Camote 134 2342739,99

T3B1 Camote 134 2342739,99

T3B2 Camote 134 2342739,99

T3B3 Camote 137 2393218,50

T3B4 Camote 137 2393218,50

T4B1 Fréjol 120 2127606,46

T4B2 Fréjol 120 2127606,46

T4B3 Fréjol 123 2164261,00

T4B4 Fréjol 125 2188879,22

T5B1 Fréjol 120 2127606,46

T5B2 Fréjol 120 2127606,46

T5B3 Fréjol 125 2188879,22

T5B4 Fréjol 120 2127606,46

T6B1 Fréjol 123 2164261,00

T6B2 Fréjol 123 2164261,00

T6B3 Fréjol 120 2127606,46

T6B4 Fréjol 125 2188879,22

T7B1 Arveja 111 1989532,29

T7B2 Arveja 111 1989532,29

T7B3 Arveja 116 2074979,59

T7B4 Arveja 111 1989532,29

T8B1 Arveja 109 1972748,25

T8B2 Arveja 109 1972748,25

T8B3 Arveja 111 1989532,29

T8B4 Arveja 116 2074979,59

T9B1 Arveja 111 1989532,29

T9B2 Arveja 109 1972748,25

T9B3 Arveja 111 1989532,29

T9B4 Arveja 116 2074979,59

66

Anexo 12. Resultados de los Análisis de Poder Calórico en el Laboratorio de Química de la Universidad Central del Ecuador.

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS OFERTA DE SERVICIOS Y PRODUCTOS

LABORATORIO DE QUÍMICA AMBIENTAL SUPLEMENTO DE INFORME DE RESULTADOS

INF. LAB. AMB 43958 ORDEN DE TRABAJO N° 55459

SOLICITADO POR: FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

DIRECCIÓN DEL CLIENTE: AVENIDA UNIVERSITARIA S/N

FECHA DE RECEPCIÓN: 05/04/2017 HORA DE RECEPCIÓN: 11H10

FECHA DE ANÁLISIS: DEL 05/04/2017 AL 08/06/2017

FECHA DE ENTREGA DE RESULTADOS A LA SECRETARIA: 08/06/2017

CARACTERÍSTICA: ESTADO SÓLIDO CONTENIDO 100g

PARÁMETROS PODER CALÓRICO

MÉTODOS: APE INDICE 3 METODO ASTM D240

MUESTRA DE: DESCRIPCIÓN: RESULTADOS UNIDADES

CAMOTE RAÍZ TUBEROSA T1B1 (BU) 19 749 KJ/Kg



FRÉJOL GRANO T4B1 (BU) 12 635 KJ/Kg



ARVEJA GRANO T7B1 (BU) 5 855 KJ/Kg



CAMOTE PLANTA T1B1 6 303 KJ/Kg



FRÉJOL PLANTA T4B1 32 672 KJ/Kg



ARVEJA PLANTA T7B1 9 744 KJ/Kg



67

Anexo 13. Datos tomados del ensayo de cada variable y tratamiento.

Trata-

miento Bloque

Días a la

madurez de

cosecha

Incidencia

de plagas

Rend. de

biomasa

seca total

(kg/ha)

Rend. de

biomasa

seca útil

(kg/ha)

Índice de

Cosecha

Rend. calórico

biomasa seca

Útil

(Mcal/ha/ciclo)

Rend. calórico

biomasa seca

Total

(Mcal/ha/ciclo)

Eficiencia

Energetica

Total %

Eficiencia

Energetica

Útil %

T1B1 1 132 12,92 7108,39 2680,21 0,38 12493,09 19817,03 0,8584 0,5412

T1B2 2 134 12,92 6545,97 2729,28 0,42 12721,80 19034,39 0,8125 0,5430

T1B3 3 132 15,34 6884,29 2776,09 0,40 12940,03 19734,74 0,8549 0,5605

T1B4 4 137 12,92 8344,69 2896,38 0,35 13500,72 22511,89 0,9407 0,5641

T2B1 1 132 12,92 6441,65 2372,87 0,37 11060,53 17790,04 0,7706 0,4791

T2B2 2 132 12,92 6368,45 2936,05 0,46 13685,63 19362,61 0,8387 0,5928

T2B3 3 134 16,43 5921,94 2274,99 0,38 10604,25 16636,09 0,7101 0,4526

T2B4 4 134 11,54 6359,18 2262,97 0,36 10548,25 17323,13 0,7394 0,4503

T3B1 1 134 12,92 4764,22 1765,04 0,37 8227,28 13187,75 0,5629 0,3512

T3B2 2 134 12,92 4789,16 2062,64 0,43 9614,45 14123,96 0,6029 0,4104

T3B3 3 137 15,34 5761,07 2139,05 0,37 9970,61 15961,22 0,6669 0,4166

T3B4 4 137 14,18 5606,12 2120,86 0,38 9885,83 15650,24 0,6539 0,4131

T4B1 1 120 21,53 6792,57 2868,21 0,42 8828,78 30790,56 1,4472 0,4150

T4B2 2 120 23,945 6890,07 2880,97 0,42 8868,06 31304,01 1,4713 0,4168

T4B3 3 123 18,35 5290,59 3118,45 0,59 9599,08 21754,89 1,0052 0,4435

T4B4 4 125 19,355 4987,02 2922,67 0,59 8996,44 20549,08 0,9388 0,4110

T5B1 1 120 19,355 5562,03 2582,35 0,46 7948,87 24623,95 1,1574 0,3736

68

Datos tomados del experimento de cada variable y tratamiento (Continuación…).

Trata-miento

Bloque Días a la

madurez de cosecha

Incidencia de plagas

Rend. de biomasa

seca total (kg/ha)

Rend. de biomasa seca útil (kg/ha)

Índice de Cosecha

Rend. calórico biomasa seca

Útil (Mcal/ha/ciclo)

Rend. calórico biomasa seca

Total (Mcal/ha/ciclo)

Eficiencia Energetica

Total %

Eficiencia Energetica

Útil %

T5B2 2 120 21,53 5480,59 2591,64 0,47 7977,47 24144,78 1,1348 0,3750

T5B3 3 125 21,13 4431,26 2265,86 0,51 6974,68 19092,79 0,8723 0,3186

T5B4 4 120 16,43 4020,45 2275,00 0,57 7002,80 16770,81 0,7882 0,3291

T6B1 1 123 20,615 5893,00 2518,90 0,43 7753,56 26635,90 1,2307 0,3583

T6B2 2 123 19,785 5283,56 2323,56 0,44 7152,27 23717,18 1,0959 0,3305

T6B3 3 120 24,725 4878,82 2224,81 0,46 6848,30 21700,86 1,0200 0,3219

T6B4 4 125 20,615 3610,36 2388,18 0,66 7351,20 14190,80 0,6483 0,3358

T7B1 1 111 33,21 3260,58 1479,33 0,45 2900,19 7388,14 0,3714 0,1458

T7B2 2 111 33,21 2462,92 1226,63 0,50 2404,78 5519,67 0,2774 0,1209

T7B3 3 116 30 2081,07 1054,17 0,51 2066,67 4654,01 0,2243 0,0996

T7B4 4 111 30 2249,71 1106,25 0,49 2168,78 5049,78 0,2538 0,1090

T8B1 1 109 39,23 3210,67 1356,25 0,42 2658,90 7331,21 0,3716 0,1348

T8B2 2 109 33,21 2613,15 1074,00 0,41 2105,56 5983,51 0,3033 0,1067

T8B3 3 111 33,21 2616,40 1289,56 0,49 2528,15 5871,20 0,2951 0,1271

T8B4 4 116 33,21 1995,92 1203,19 0,60 2358,83 4356,15 0,2099 0,1137

T9B1 1 111 33,21 3537,74 1280,31 0,36 2510,03 8197,73 0,4120 0,1262

T9B2 2 109 39,23 2353,88 1001,03 0,43 1962,50 5371,07 0,2723 0,0995

T9B3 3 111 33,21 1982,96 1033,39 0,52 2025,93 4418,43 0,2221 0,1018

T9B4 4 116 33,21 1831,55 1039,53 0,57 2037,98 4033,52 0,1944 0,0982

69

Anexo 14. Fotografías del desarrollo del experimento.

Lote Asignado para el experimento

Siembra

Crecimiento Vegetativo


70

Fotografías del experimento (Continuación…)

Desarrollo del Cultivo


Camote Fréjol

Arveja

71


Floración


Riego durante el ciclo

72


Ataque de Plagas y Enfermedades

Fructificación


73


Cosecha

Camote

Fréjol

Arveja

74

Anexo 15. Proceso de secado en estufa

Peso fresco Estufa

Peso seco de rastrojo Peso seco de parte útil

75

Anexo 16. Bomba calorimétrica

universidad central del ecuador facultad de …mayor eficiencia energética se encontró con el...

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