INTRODUCCIÓN

La yuca (Manihot esculenta Crantz) es originaria de la cuenca Amazónica, pertenece a la familia Euphorbiaceae, siendo la única especie cultivada del género Manihot con relevancia económica (^{Aristizabal et al., 2007}). La yuca es el tercer cultivo alimenticio más importante en los trópicos, después del arroz y el maíz, cultivado principalmente por pequeños agricultores por su tolerancia a la sequía y los suelos infértiles, además por ser un cultivo intrínsecamente ecoeficiente, ofreciendo una fuente confiable de alimentos e ingresos (CIAT, 2019).

A nivel mundial, la producción de este cultivo está alrededor de 302 662 494 t en un área total de 28 243 258 ha, siendo África el mayor productor con una participación del 56.5 %, seguido de Asia (29.7 %) y América (13.7 %) (FAO, 2020). En Latinoamérica, Colombia es el tercer productor, siendo la yuca el quinto producto agrícola que más se cultiva (^{Parra, 2020}), principalmente en la región de la Costa Atlántica, los Llanos orientales y el departamento del Cauca (^{Canales y Trujillo, 2021}), con un promedio de producción total de 2 412 140.88 t en un área total de 205 034.88 ha con un rendimiento promedio de 11.76 t ha^-1 (^{AGRONET, 2020}).

En Colombia, la yuca es un cultivo ancestral y de tradición alimentaria, desempeñando un papel muy importante en la agricultura de subsistencia entre las comunidades campesinas e indígenas (Becerra et al., 2020). Este cultivo se caracteriza por su gran diversidad de usos, sin embargo, en Colombia se cultiva para el consumo en fresco de sus raíces y el procesamiento industrial a partir de su almidón (^{Ospina y Ceballos, 2002}).

En el departamento del Cauca, principalmente en los municipios del norte, dicho almidón se fermenta para la obtención de un almidón agrio, del cual cerca del 80 % de su producción es empleado para la elaboración de productos industriales (^{Hernández, 2019}; Becerra et al., 2020). Sin embargo, los cultivares regionales presentan bajos rendimientos y no se alcanza a satisfacer la demanda de este producto; por lo tanto, AGROSAVIA, con la cooperación del Centro Internacional de Agricultura Tropical - CIAT, desarrollaron a través de un programa de mejoramiento, dos nuevas variedades de yuca, denominadas Corpoica Cumbre 3 y Corpoica La Francesa, que se destacan por presentar mayor rendimiento y valor industrial, las cuales constituyen una gran oportunidad para la población rural del Cauca, mejorando la productividad y la calidad de sus productos (^{Rodríguez-Henao et al., 2016}).

La planta de yuca se propaga asexualmente a partir de estacas o esquejes del tallo, las cuales deben contar con atributos de calidad que garanticen una buena producción y sanidad del cultivo (^{Aguilar et al., 2017}; ^{Ospina y Ceballos, 2002}). El sistema productivo de yuca puede ser afectado por agentes sanitarios tales como virus, viroides, fitoplasmas, bacterias y hongos, que suelen transmitirse fácilmente al material de propagación(estacas),disminuyendo posteriormente el rendimiento y calidad de este (Ospina y Ceballos, 2002).

En Colombia, el Instituto Colombiano Agropecuario - ICA, reglamenta y controla la producción, importación y exportación de semillas producto del mejoramiento genético para la comercialización y siembra en el país por medio de la Resolución No. 003168 del 07 de septiembre de 2015 (ICA, 2015), para lo cual se debe iniciar la propagación de la semilla vegetativa a partir del material inicial de siembra indexado o saneado, posible a partir de plántulas in vitro que garantizan la calidad sanitaria, genética, física, y fisiológica. Por lo cual obtener semilla con estas características de calidad ha sido uno de los principales retos en este sistema productivo.

La micropropagación o propagación in vitro ha sido la técnica de producción de semilla asexual de yuca que permite producir masivamente material libre de plagas y enfermedades, además garantiza los atributos genéticos, físicos y fisiológicos de la misma (^{Aguilar et al., 2017}). Posterior a la producción de vitro plantas en laboratorio, la fase de aclimatación o endurecimiento suele ser la etapa más delicada del proceso de obtención de plantas a través de la propagación in vitro, ya que éstas se someten a una transición gradual del ambiente in vitro al ambiente ex vitro, experimentando estrés debido a los cambios en la humedad relativa, aumento de la intensidad lumínica, crecimiento autótrofo y ambiente séptico (^{Villanueva et al., 2022}), donde se pueden tener pérdidas hasta del 95 % de las vitro plántulas (Gómez- Bonilla et al., 2022).

De acuerdo con lo anterior, se requiere generar un sistema eficiente de la aclimatación, ya que es un factor importante en el proceso de producción de plantas de yuca a través de micropropagación. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar la eficiencia de diferentes contenedores que contribuyan a mejorar el proceso de endurecimiento o aclimatación en invernadero de plántulas de yuca propagadas in vitro.

MATERIALES Y MÉTODOS

Metodología

Material vegetal

Se seleccionaron vitro plántulas de las variedades Corpoica Cumbre 3 y Corpoica La Francesa de tres meses de edad, las cuales fueron micropropagadas en el Laboratorio de Producción Vegetal de Agrosavia- Centro de Investigación Palmira, de acuerdo con la metodología descrita por ^{Aguilera-Arango et al. (2021}). Los atributos que se tuvieron en cuenta para la selección de las plántulas correspondieron a desarrollo, vigor, color y longitud de raíces. Las vitro plántulas se ubicaron separadamente durante dos días en una superficie plana y fresca con entrada de luz indirecta del sol, con el fin de generar el proceso de aclimatación de las plántulas al nuevo sitio. Posteriormente, se realizó una segunda preselección de las vitro plántulas con la finalidad de escoger aquellas por homogeneidad en su desarrollo para el montaje del ensayo.

Tratamientos

Las vitro plántulas se trasplantaron en contenedores, seleccionados por su facilidad de consecución y su uso reconocido para el proceso de propagación de material de siembra en viveros. Se usaron tres tipos de contenedores: 1) bolsas para vivero de polietileno calibre 2 de color negro de 7 cm de ancho por 14 cm de alto con seis perforaciones laterales en el tercio final de la bolsa, con capacidad de 539 cm³; 2) vasos de poliestireno expandido de color blanco de 8.9 cm de diámetro por 12.3 cm de alto y capacidad de 355 cm³; 3) bandejas de germinación en polietileno de 12 cm de alto y 7 cm de ancho de forma cónica.

Condiciones del ensayo

Desinfección del área de trabajo: para garantizar un área libre de patógenos que pudieran afectar el proceso de endurecimiento de las vitro plántulas, se realizó la desinfección con hipoclorito de sodio (NaClO) al 5 % a todo el lugar de trabajo, recipientes, herramientas e instalaciones del invernadero.

Preparación de sustrato: para la preparación del sustrato, se utilizó suelo (tamizado, el cual se tomó de la capa arable o primer horizonte) y arena (gruesa, lavada y tamizada) con el fin de proveer a las plántulas buena aireación y drenaje. Se realizó el lavado de arena con agua a presión hasta eliminar las impurezas y se sometió a exposición solar por un día.

Desinfección del sustrato: al día siguiente, se realizó la esterilización del suelo y arena, cada uno por separado, en autoclave por 45 minutos a 121 °C y 18 psi, posteriormente, se extendieron en un plástico limpio previamente desinfectado y se dejaron 24 horas a temperatura ambiente para enfriarse y proceder con su uso. Se procedió a realizar la mezcla homogénea del sustrato compuesto por suelo y arena en una relación 3:2 (3 partes de suelo y 2 partes de arena) en carretillas desinfectadas, con el fin de realizar el llenado de los contenedores.

Preparación para siembra: para la siembra de las vitro plántulas, se incorporó el sustrato hasta llenar – del volumen de cada contenedor, comprimiendo fuertemente hasta obtener un sustrato compacto para estimular la producción y desarrollo de las raíces. Posteriormente, se aplicó 10 cm³ de solución desinfectante por medio de un aplicador tipo rocío a cada uno de los recipientes, compuesta por 1.5 g de un fungicida protectante multisitio para aplicación al suelo en semilleros y presiembra (p. ej. Orthocide®), y 1.5 g de un fertilizante soluble con un adecuado contenido de fósforo para la edad de las plántulas, utilizado principalmente para riego (p. ej., con fórmula 10-52-10 NPK) por cada litro de agua destilada, con el fin desinfectar y humedecer el sustrato.

Trasplante de vitro plántulas: la plántula se extrajo del recipiente de vidrio con cuidado de no dañar las raicillas y se depositó en una cubeta con agua destilada estéril previo a la siembra, para evitar su deshidratación. Con el objetivo de evitar la proliferación de patógenos en las raicillas, se retiró completamente el medio de cultivo con agua destilada. El trasplante se realizó a partir de las 16:00 horas, con el fin de evitar la deshidratación de las plántulas por las condiciones ambientales que presenta el invernadero. Posteriormente, se procedió a realizar la selección de plántulas que presentaron mayor homogeneidad en cuanto a vigor, color verde intenso y longitud de la plántula entre 5 y 7 cm. Cada plántula se introdujo con cuidado en el contenedor sin causar daño a las raicillas y sin hacer molde o hueco en el sustrato, posteriormente se adicionó un ¼ de sustrato en cada recipiente, de manera que las raicillas quedaran cubiertas hasta la base de la plántula. Una vez sembrada, se aplicó 10 cm³ de la solución fungicida con fertilizante, y finalmente se cubrió cada contenedor con una bolsa de polietileno con cierre hermético de primer uso, con el objetivo de generar una cámara húmeda que simula las condiciones de la cámara climática donde se desarrolló la vitro planta.

Verificación del proceso de aclimatación: desde la siembra hasta el momento de la apertura del cierre hermético no se realizó aplicación de solución ni se realizaron actividades que implicaran la apertura de la bolsa hermética, para facilitar esto, la bolsa hermética usada para el proceso de aclimatación no tenía color (transparente), con el objetivo de visualizar el desarrollo de la vitro plántula sin necesidad intervenir los tratamientos. A partir del décimo día de sembradas las vitro plantas en los contenedores, se inició el proceso de apertura del cierre hermético de las bolsas, esta apertura se realizó en horas de la mañana o la tarde, donde la temperatura es más baja en comparación con las horas de mayor exposición solar. La apertura se realizó el primer día cada dos horas, por periodos de media hora; a partir del segundo día, la apertura se extendió a periodos de una hora, verificando que, en cada apertura, las plántulas no presentaran síntomas de estrés por deshidratación (hojas entorchadas y tallos doblados). A las plántulas que, a partir del tercer día de apertura, y en periodos de tres horas continuas no expresaron síntomas de estrés al exponerse a las condiciones ambientales del invernadero, se les retiró la bolsa y se les realizó revisiones periódicas para garantizar su adaptabilidad al ambiente del lugar. Las plántulas que presentaron estrés se cubrieron nuevamente con la bolsa hermética y se repitió el proceso al día siguiente. Las plántulas que presentaron tolerancia a la exposición ambiental por un periodo de más de 24 horas se consideraron aclimatadas o endurecidas al medio ambiente del lugar y se dejaron a libre desarrollo hasta que alcanzaran un crecimiento adecuado para ser trasplantadas en campo, y dar continuidad al desarrollo del cultivo para el incremento de material de siembra con calidad.

Manejo agronómico de plantas aclimatadas: se realizó aplicación de 10 cm³ de agua destilada por medio de un atomizador (aplicador tipo rocío) cada 24 horas por la mañana a las plántulas aclimatadas y cada ocho días, en el mismo solvente, se les aplicó la dosis del fertilizante utilizado en el proceso de siembra. A las plántulas que presentaron síntomas de pudrición de tallos y hojas o presencia de micelio blanco en las mismas estructuras, se les realizó la aplicación cada 5 días en agua destilada de 1.5 cm³ de un fungicida sistémico con acción preventiva y curativa (p. ej. Mertect®), con el fin de reducir el crecimiento del micelio y el desarrollo de las esporas.

Diseño experimental

Para llevar a cabo el ensayo, se utilizó un diseño completamente al azar (DCA), con arreglo bifactorial de 3x2 (tres tipos de contenedores por dos variedades de yuca) para un total de seis tratamientos con cinco repeticiones cada uno y cinco plantas por repetición. La unidad experimental estuvo constituida de una vitro plántula por cada variedad de yuca y cada tipo de contenedor, de esta manera se utilizaron cinco vitro plántulas por tratamiento por repetición, para un total de 150 vitro plántulas distribuidas en los seis tratamientos (Tabla 1).

Tabla 1 Tipo de contendedores evaluados para el endurecimiento de vitro plántulas en cultivares de yuca de uso agroindustrial. 

Variable de respuesta

Se evaluó el endurecimiento de las vitro plantas de yuca en cada tratamiento, tomando en cuenta el porcentaje promedio de número de plántulas endurecidas por repetición por cada tratamiento.

Análisis estadístico

Para el análisis de la variable de respuesta se realizó el supuesto de normalidad y de homocedasticidad mediante la prueba de Shapiro Wilks (95 %), se realizó una corrección autorregresiva y el análisis de varianza (ANDEVA). Para los casos en los que se encontró diferencias estadísticas significativas (p < 0.05), se realizó una prueba de comparación de medias de Tukey (95 %). El análisis de la información se realizó con el programa estadístico ^{SAS ® (Statistical Analysis System versión 9.4) (SAS Institute, 2018}).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El análisis de normalidad y homogeneidad previo al análisis de varianza (ANDEVA) permitió identificar que los datos trabajados se ajustan a los supuestos de normalidad. Los resultados obtenidos a través del ANDEVA para determinar la respuesta del endurecimiento de plántulas de yuca propagadas in vitro, permitió identificar que, entre las dos variedades evaluadas no se presentaron diferencias estadísticas significativas al 95 % de confianza (p < 0.05), indicando que, para esta variable los valores promedio de endurecimiento no difieren estadísticamente, lo cual revela que para las condiciones de evaluación de estas dos variedades, el efecto genético no tiene un aporte importante que deba ser considerado para el proceso de obtención de plántulas endurecidas (Tabla 2).

Tabla 2 Análisis de varianza para el efecto del contenedor en el endurecimiento de vitro plántulas de dos variedades de yuca. 

Coeficiente de variación = 14.9 %; ns = no significativo; ** = altamente significativo (p<0.01).

En la Tabla 2, también se puede observar que, para el efecto del tipo de contenedor, el ANDEVA presentó diferencias estadísticas altamente significativas (p < 0.01), lo cual indica que al menos uno de los tipos de contenedores presentó un valor promedio de endurecimiento diferente a los demás. Igualmente, en la misma tabla se observa que hubo diferencias estadísticas entre tratamientos o combinaciones de la variedad y el tipo de contendor, mostrando que el efecto del tipo de contendor a usar en el endurecimiento tiene una influencia con la variedad que se propaga mediante la metodología propuesta en esta investigación, generandouna respuesta diferencial entre los contendores evaluados y las variedades de yuca procedentes de la propagación in vitro.

La prueba de comparación de promedios de Tukey no identificó diferencias en la respuesta promedio de endurecimiento de vitro plántulas entre las variedades de yuca evaluadas (Figura 1). La variedad Corpoica La Francesa presentó el mayor valor promedio de endurecimiento con un 70.00 % y la variedad Corpoica Cumbre 3 presentó el menor valor promedio con un 66.67%

Figura 1 Comparación de valores promedio de endurecimiento de vitro plántulas en dos variedades de yuca. 

Los resultados obtenidos en la presente investigación difieren con los descritos con otras investigaciones, como los reportados por ^{Hernández-Leal et al. (2016}), quienes afirman que los porcentajes de endurecimiento ex vitro de vainilla son diferenciales entre híbridos intraespecíficos, debido a la condición genética de cada uno de ellos y la investigación de ^{Luna-Vicente et al. (2022}) quienes sugieren que el genotipo no solamente es un factor determinante en la etapa de aclimatación ex vitro, sino también durante todo el proceso de micropropagación de plántulas en familias de diferentes variedades de Physalis ixocarpa.

De acuerdo con los resultados, el porcentaje promedio de endurecimiento de plántulas de yuca fue del 68.3 %, lo que indica que hubo un porcentaje promedio de pérdida de material vegetal del 31.7 %, un valor atribuido a la dificultad que tiene este proceso tan importante en la propagación de material de siembra, especialmente para garantizar la propagación de yuca con características de calidad genética y fitosanitaria.

Los resultados contrastan con lo reportado por ^{Gómez-Bonilla et al. (2022}), quienes indican que durante la fase de endurecimiento se pueden llegar a tener pérdidas que oscilan entre el 95 y el 98 % de las plántulas de yuca propagadas in vitro. La dificultad de endurecer vitro plántulas radica en el hecho de que estas tienen garantizadas las condiciones apropiadas para su desarrollo dentro de un contenedor de vidrio, aisladas de condiciones variables de temperatura, humedad relativa y luminosidad mientras se encuentran en el laboratorio, situación que cambia al llevarlas a condiciones ambientales semi controladas en invernadero, donde las plántulas sufren un cambio brusco en sus procesos fisiológicos, lo cual interfiere con su óptimo desarrollo (^{Montes-Cruz et al., 2016}).

Por otra parte, el efecto del tipo de contenedor en el endurecimiento de vitro plántulas de yuca presentó una respuesta variable entre 60 y 75 %, presentando diferencias en la prueba de comparación de promedios de Tukey, donde el contenedor tipo Bolsa presentó el mayor valor promedio en la respuesta de endurecimiento de vitro plántulas de yuca de ambas variedades con un 75 % de endurecimiento, seguido del vaso de poliestireno expandido donde se obtuvo un 70 % de endurecimiento de las plántulas de yuca, mientras que el resultado más bajo de endurecimiento fue obtenido en el contenedores tipo bandeja de germinación con un valor del 60 % (Figura 2).

Figura 2 Porcentaje promedio de endurecimiento presentado en vitro plántulas de dos variedades de yuca con tres tipos de contenedores. 

Resultados similares fueron obtenidos por Cordero- Sánchez (2019), quien evaluó dos tipos de contenedor (bolsas de polietileno y macetas) para la producción de semilla prebásica de dos variedades de papa, donde se destacó de manera superior la bolsa de polietileno. Lo anterior se debe posiblemente a que, la bolsa de polietileno es un contenedor no rígido, donde las raíces presentan una menor restricción en su crecimiento, lo que les permite explorar de una mejor manera en el sustrato tanto requerimientos nutricionales como hídricos, mejorando así su anclaje y desarrollo (^{Gil y Díaz, 2016}).

Al analizar los tratamientos de forma separada, se pudo observar que, hubo diferencias de promedios según la prueba de comparación de medias de Tukey, siendo el tratamiento T2 el de mayor porcentaje de endurecimiento, representado por la interacción del contenedor tipo bolsa con la variedad de yuca Corpoica La Francesa, donde se observa un 85 % de endurecimiento, seguido del tratamiento T4 con 76 %, T5 con 70 %, T1 y T3 con 65 %, y finalmente el menor valor promedio de endurecimiento con un 50 % para el tratamiento T6 (Figura 3). Como se observa en la gráfica, es posible que este resultado se vea influenciado principalmente por la variación que presentó la variedad de yuca Corpoica La Francesa entre los tres tipos de contendores con respecto a la variación que presentó la variedad de yuca Corpoica Cumbre 3.

Figura 3 Porcentaje promedio de endurecimiento presentado en vitro plántulas en seis tratamientos con la interacción de dos variedades de yuca y tres tipos de contenedores. 

Para asegurar el adecuado proceso del endurecimiento de las plántulas de yuca en la bolsa de polipropileno, esta última no debe manipularse demasiado, debido a que genera ruptura de raíces en comparación con el vaso de poliestireno o la bandeja germinadora, ya que estos al tener paredes rígidas no presentan esta dificultad. Se recomienda dejar las plántulas endurecidas en invernadero por un periodo superior a un mes antes de ser llevadas a campo, debido a que durante este tiempo las plántulas se fortalecen, presentan mejor crecimiento, desarrollo de hojas y grosor de tallo, ganando más vigor, lo que facilita su adaptación en campo (^{Bonilla-Morales et al., 2015}).

CONCLUSIONES

Bajo las condiciones experimentales evaluadas, el componente genético no es un factor determinante en la aclimatación de plántulas de yuca en invernadero, debido a que no hubo respuesta diferencial entre las variedades Corpoica Cumbre 3 y Corpoica La Francesa. La aclimatación ex vitro de plántulas de yuca propagada in vitro se ve favorecido al usar como contendores bolsas de polietileno con sustrato estéril en proporciones 3:2 de suelo:arena y el uso de bolsas de cierre hermético para simular las condiciones de una cámara húmeda. Se recomienda la evaluación de diferentes sustratos que favorezcan el proceso de endurecimiento.