Análisis del contenido de nitrógeno y parámetros composicionales en relación con la productividad en líneas avanzadas de Solanum tuberosum Grupo Phureja

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Universidad Distrital Francisco José De Caldas

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Resumen

The creole potato (Solanum tuberosum Group Phureja) represents one of the most important native crops in Colombia, both for its nutritional value and for its high adaptability to Andean agroecological conditions and short vegetative cycle. In this context, genetic improvement through mutation induction, such as cobalt-60 irradiation, has enabled the selection of advanced lines (MV6) with agronomic and compositional potential. These lines allow the exploration of new dynamics in the efficient use of nutrients, such as nitrogen, a key macronutrient in the physiological processes of the crop and its impact on agronomic yield. This study evaluates the relationship between nitrogen content (organic and total), compositional parameters (moisture, ash, and protein), and agronomic parameters (productivity) in MV6 advanced lines of Solanum tuberosum Group Phureja, with the aim of establishing correlations between nitrogen accumulation and productive performance.The research was carried out at El Pino farm, located in Subachoque (Cundinamarca). Seven mutant clones (MV6-07, MV6-33, MV6-37, MV6-39, MV6-42, MV6-43, MV6-FB) were used, selected based on their productivity level (high, medium, and low), along with the Colombia variety as the non-irradiated control. Foliar samples were collected during the flowering stage, and tubers at harvest. Total and organic nitrogen content was determined using two methods: elemental CHN analysis and the Kjeldahl method. Moisture, ash content, and protein precipitation by isoelectric point were also evaluated. Data were analyzed using descriptive statistics, analysis of variance (ANOVA), and principal component analysis (PCA). Results showed that foliar tissue presented higher nitrogen concentrations (4.27–5.21% total and 0.34–0.96% organic) compared to tuber tissue (0.80–1.07% total and 0.10–0.16% organic), with statistically significant differences among genotypes (ANOVA, p<0.001). Proximal composition revealed characteristic values of moisture (85–88% in leaves vs. 72–81% in tubers) and ash content (12–17% in leaves vs. 3–4% in tubers), while protein precipitation exhibited marked variability between tissues (4–10% in leaves and 6–23% in tubers). In terms of productivity, clones MV6-37 (30.55 t/ha) and MV6-43 (28.66 t/ha) significantly outperformed the control COL (17.64 t/ha), although correlation analyses did not reveal strong relationships between nitrogen parameters and yield (R²<0.47). Exploratory PCA highlighted complex patterns in the interaction between chemical composition and agronomic performance, showing that MV6-07 was associated with high nitrogen and protein contents along with high productivity, whereas MV6-43 presented the highest productivity, reporting low nitrogen contents in leaves and moderate levels in tubers.These findings suggest that, beyond nitrogen content, other physiological and environmental factors influence yield, underscoring the need to adopt integrated approaches for the genetic improvement and agronomic management of creole potato in Colombia.

Descripción

La papa criolla (Solanum tuberosum Grupo Phureja) representa uno de los cultivos nativos de mayor importancia en Colombia, tanto por su valor nutricional, como también por su alta adaptabilidad a condiciones agroecológicas andina y su corto ciclo vegetativo. En este contexto la mejora genética mediante inducción de mutaciones, como lo es la irradiación con cobalto-60, ha permitido seleccionar líneas avanzadas (MV6) con potencial agronómico y composicional. Estas líneas permiten explorar nuevas dinámicas en el uso eficiente de nutrientes, como el nitrógeno, macronutriente clave en los procesos fisiológicos del cultivo y su incidencia en el rendimiento agronómico. El presente trabajo evalúa la relación entre el contenido de nitrógeno (orgánico y total) junto con parámetros composicionales (humedad, cenizas y proteína) y agronómicos (productividad), en líneas avanzadas MV6 de Solanum tuberosum Grupo Phureja, con el fin establecer correlaciones entre la acumulación de nitrógeno y el desempeño productivo. El estudio se desarrolló en la finca El Pino, ubicada en Subachoque (Cundinamarca). Se trabajó con siete clones mutantes (MV6-07, MV6-33, MV6-37, MV6-39, MV6-42, MV6-43, MV6-FB) seleccionadas con base en su nivel de productividad (alta, media y baja) y la variedad Colombia como testigo sin radiación. Las muestras foliares se recolectaron durante la etapa de floración y los tubérculos al momento de la cosecha, determinado el contenido de nitrógeno total y orgánico mediante dos métodos, análisis elemental CHN y el método de Kjeldahl. También se evaluaron los parámetros de humedad, cenizas, y precipitación proteica por punto isoeléctrico. Los datos fueron analizados mediante estadística descriptiva, análisis de varianza (ANOVA) y análisis de componentes principales (PCA). Los resultados mostraron que el tejido foliar presentó mayores concentraciones de nitrógeno (4.27-5.21% total y 0.34-0.96% orgánico) que el tejido de tubérculo (0.80-1.07% total y 0.10-0.16% orgánico), con diferencias estadísticamente significativas entre genotipos (ANOVA, p<0.001). La composición proximal reveló valores de humedad característicos (85-88% en hojas vs 72-81% en tubérculos) y contenido de cenizas (12-17% en hojas vs 3-4% en tubérculos), mientras que la precipitación proteica mostró una marcada variabilidad entre tejidos (4-10% en hoja y 6-23% en tubérculos). En cuanto a productividad, los clones MV6-37 (30.55 t/ha) y MV6-43 (28.66 t/ha) superaron significativamente al control COL (17.64 t/ha), aunque los análisis de correlación no mostraron relaciones fuertes entre los parámetros de nitrógeno y el rendimiento (R²<0.47). El análisis de componentes principales exploratorio evidenció patrones complejos en la interacción entre composición química y desempeño agronómico, destacando que MV6-7 se asoció con valores altos en nitrógeno y contenidos proteicos y una productividad alta mientras que MV6-43 es el clon que presenta una mayor productividad, reportando contenidos de nitrógeno orgánico y total, bajo en hoja y moderado en tubérculo. Estos hallazgos sugieren que, más allá del contenido de nitrógeno, otros factores fisiológicos y ambientales influyen en el rendimiento, lo que resalta la necesidad de adoptar enfoques integrales para el mejoramiento genético y manejo agronómico de la papa criolla en Colombia

Palabras clave

Solanum tuberosum Grupo Phureja, Nitrógeno total, Nitrógeno orgánico, Parámetros composicionales, Líneas mutantes MV6, Productividad agronómica, Análisis de componentes principales.

Materias

Licenciatura en Química -- Tesis y disertaciones académicas

Citación