MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS PARA EL CULTIVO DE Jatropha curcas L.

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1 MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS PARA EL CULTIVO DE Jatropha curcas L. COVECYT CONSEJO VERACRUZANO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS PARA EL CULTIVO DE Jatropha curcas L. Editores: Arturo Pérez Vázquez, Ofelia Andrea Valdés Rodríguez y Eliseo García Pérez Colegio de Postgraduados

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3 MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS PARA EL CULTIVO DE Jatropha curcas L. MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS PARA EL CULTIVO DE Jatropha curcas L. Editores: Arturo Pérez Vázquez, Ofelia Andrea Valdés Rodríguez y Eliseo García Pérez Colegio de Postgraduados

4 Título de la obra: MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS PARA EL CULTIVO DE Jatropha curcas L. Editores: Arturo Pérez Vázquez Ofelia Andrea Valdés Rodríguez Eliseo García Pérez Edición original publicada por: D.R. COLEGIO DE POSTGRADUADOS LPI 3: Energía Alterna y Biomateriales Km 86.5 carretera Xalapa- Veracruz, Manlio F. Altamirano, Veracruz Diseño Editorial: Mario Alberto Kuri Rodríguez / Miguel Ángel Carretero Domínguez Revisor: Cesáreo Landeros Sánchez Coordinación editorial y estilo: Ofelia Andrea Valdés Rodríguez Cita sugerida: In: Pérez-Vázquez A., Valdés Rodríguez O. A., García Pérez E. (Editores) Manual de Buenas Prácticas para el Cultivo de Jatropha curcas L. Colegio de Postgraduados, México 99 p. 1ª edición, 2014 ISBN: Impreso en México Colegio de Postgraduados Agradecimiento A la Línea Prioritaria de Investigación 3: Energía Alterna y Biomateriales y a la Dirección de Investigación del Colegio de Postgraduados; al Conacyt y Covecyt (Veracruz) a través del Proyecto FOMIX Reservados todos los derechos. Prohibida la reproducción total o parcial sin permiso por escrito.

5 Contenido Página Prólogo VI Introducción Propagación y manejo Introducción Propagación por semillas Consideraciones sobre la propagación sexual Selección de semillas Factores a considerar para la germinación Tratamientos pre-germinación Sustratos apropiados para germinación Camas germinadoras contra contenedores individuales Contenedores individuales Siembra directa Siembra en contenedor Condiciones climáticas y cuidados Propagación por estacas Consideraciones sobre la propagación vegetativa Selección de las estacas Cortes y manejo Sustratos y contenedores apropiados Consideraciones sobre el origen de semillas o esquejes Importancias sobre la documentación y registro de datos Manejo de plántulas Sustratos apropiados Cuidados en Vivero Fertilización Riegos Bibliografía Trasplante y manejo en campo Trasplante al sitio definitivo Tipos de suelos Análisis de suelos I

6 2. Trasplante y manejo en campo Ofelia Andrea Valdés Rodríguez y Arturo Pérez Vázquez Colegio de Postgraduados 2.1. Trasplante al sitio definitivo Seleccionar el sitio adecuado para la siembra y cultivo de Jatropha es esencial para facilitar el mantenimiento de la plantación y la productividad. Ya que se deben considerar los espacios entre plantas, el tipo de suelo adecuado, la disponibilidad de agua para riego, cuando éste sea requerido; una pendiente para evitar anegamientos, y la ubicación respecto a la altitud sobre el nivel del mar Tipos de suelos Para los sitios de cultivo los suelos francos o franco-arenosos con buen drenaje son los más adecuados para esta especie. Los suelos arcillosos con alto contenido de materia orgánica (suelos negros) pueden ser también muy buenos (Valdés et al., 2011a), siempre que no permanezcan inundados por periodos de tiempo superiores a una semana, ya que las raíces no toleran los estancamientos de agua durante largos periodos. La pendiente del suelo puede ser plana o ligeramente inclinada, preferentemente menor al 15% (Valdés et al., 2011b). La profundidad del suelo debe ser superior a 50 cm (FACT, 2006), ya que bajas profundidades y suelos con altas pendientes dificultan el enraizamiento y la productividad de las plantas (Wani et al., 2009) Análisis de suelos Es conveniente obtener muestras del suelo donde se va a sembrar con un mes de anticipación, para determinar el nivel de nutrimentos del sitio y así poder elaborar un programa de fertilización adecuado. El número de muestras dependerá de las condiciones de cada sitio, por lo que un técnico especialista en suelos debiera ser quien colecte y envíe los terrones a analizar, o bien se puede contactar con algún laboratorio de suelos para recibir indicaciones personalizadas. En climas tropicales hemos registrado buenas tasas de crecimiento en suelos que presentan las condiciones mínimas expuestas en el Cuadro 2.1. Cuadro 2.1. Tipos de suelo y contenidos mínimos de nutrimentos para obtener un buen crecimiento de Jatropha. Suelo Franco-Arenoso a Franco-arcilloso ph g-kg -1 de suelo Nitrógeno (N) g-kg -1 de suelo Fósforo (P) g-kg -1 de suelo Potasio (K) Épocas de siembra La mejor época para trasplante a suelo definitivo es el inicio de la temporada de lluvias. De esta manera se evitará tener que regar las plantas mientras se establecen en campo. Si el trasplante se realiza en época de secas se requerirá de un sistema de riego para evitar que las plántulas mueran. 13

7 Manual de buenas prácticas para el cultivo de Jatropha curcas L Distancias de siembra La distancia de siembra depende del tipo de plantación. Estudios en monocultivos, y comparando diversas densidades de siembra, recomiendan distancias de 3 m x 2 m (1667 plantas por hectárea) (Patolia et al., 2007). Se ha encontrado que distancias de 3 m x 4 m (833 plantas por hectárea) proporcionan mayores tasas de producción por planta, pero la producción neta a 3 m x 2 m sobre la misma superficie es similar (Ghosh, 2007), por lo que es preferible esta densidad de siembra Preparación del sitio definitivo y trasplante Antes de realizar la siembra de las plántulas se debe deshierbar el terreno y aflojar la tierra para facilitar la penetración de las raíces. Se miden las distancias de siembra y se marcan con nudos de hilos sujetos a estacas o con cal. En cada sitio de siembra se realiza un agujero dos veces el tamaño de la bolsa o contenedor. Se elimina la bolsa mediante un corte en la parte baja y a todo lo largo de la misma. Las raíces más delgadas serán cortadas junto con la parte baja de la bolsa para evitar dobleces que impacten sobre su buen desarrollo. Se coloca la planta dentro del hoyo, procurando que la base del tallo quede 10 cm por debajo del nivel de la superficie, para dejar un ligero hundimiento donde se encuentra la planta y así favorecer la contención del agua cuando se realicen los riegos. Se alinea la planta y se cubren los espacios sobrantes, presionando sobre la tierra para eliminar el exceso de aire (ver cuadro 2.2) (Alfonso, 2008). Cuadro 2.2. Secuencia de trasplante recomendada para plántulas de Jatropha. 1. Cavar un agujero ligeramente mayor que el diámetro de la bolsa. 2. Cortar el extremo inferior de la bolsa para eliminar las raíces más delgadas. 3. Retirar la bolsa cuidadosamente para evitar pérdida de sustrato y raíces. 4. Colocar la planta en el centro del agujero. 5. Rellenar con la tierra y apisonar alrededor. 6. Sembrar a las distancias recomendadas. 14

8 2. Trasplante y manejo en campo a) b) Figura 2.1. Plantas de Jatropha sembradas a dos posibles distancias. a) Distancia 3 m x 2 m. b) Distancia 2 m x 2 m Mantenimiento Fertilización Aunque la Jatropha es una planta que puede sobrevivir en suelos pobres, su productividad estará muy comprometida bajos esas condiciones, por lo que es importante proporcionarle los nutrimentos necesarios para obtener buenos rendimientos. La Jatropha responde bien a fertilizantes tanto orgánicos como inorgánicos. Después de sembradas las plántulas se puede iniciar la fertilización desde los 20 días y se debe realizar periódicamente durante los primeros cuatro años de vida de las plantas, para que éstas puedan desarrollarse mejor (FACT, 2010). Con la fertilización orgánica se ha encontrado que aplicar anualmente la pasta residual de la extracción del aceite de Jatropha a razón de 3 toneladas por hectárea (ha) puede incrementar la productividad en un 93% en plantaciones a 3 m x 2 m en suelos con baja fertilidad (Patolia et al., 2007). El contenido equivalente de este fertilizante orgánico es de: 3.2% N, 1.2% P 2 O 5 y 1.4% K 2 O. Para fertilizantes inorgánicos se ha encontrado que aplicar anualmente 60 kg de N y 30 kg de P 2 O 2 por ha registró los más altos rendimientos de productividad de semillas (163% sobre la no aplicación del fertilizante) en suelos arenosos (Patolia et al. 2007). El fertilizante se debe aplicar en círculo alrededor de la planta, haciendo un pequeño espacio bajo la tierra y cubriéndolo con la misma para evitar su pérdida por volatilización (FACT, 2010) Control de malezas Las malezas que crecen junto a la planta pueden tomar nutrimentos del suelo y obstruir la luz, si son más altas que las plántulas de Jatropha. La obstrucción de luz obliga a las plantas a elongarse más y a producir menos ramas; lo que afecta su productividad, por lo que se debe mantener el sitio libre de malezas, mientras los arbustos no alcancen un tamaño tal que su propia sombra impida el crecimiento de otras yerbas (AEA y Biocombustibles, 2008). Los restos de las plantas eliminadas se deben dejar sobre el suelo para que se aprovechen sus nutrientes al descomponerse Riegos Nuestras investigaciones sobre las condiciones climáticas en materiales locales de Jatropha determinaron que las plantas desarrollan bien y no requieren riegos adicionales cuando se tienen precipitaciones entre 800 a 1500 mm anuales (Valdés et al., 2011b). Precipitaciones menores afectarán su productividad. En sitios con menores precipitaciones, un suministro constante y bien distribuido de agua puede mantener dos cosechas anuales. En estos casos un sistema de riego por goteo es más eficiente. Para este tipo de riego se recomienda dejar abierta la llave durante la noche y cortar el suministro durante el día. La Figura 2.2 muestra un ejemplo de implementación de riego por goteo de bajo costo. 15

9 Manual de buenas prácticas para el cultivo de Jatropha curcas L. 1. Se corta la manguera en el sitio donde se encuentra la planta. 2. Se une con un trozo de manguera de diámetro ligeramente superior. 3. Se realiza el riego por las noches solamente. Figura 2.2. Implementación de un sistema de riego por goteo de mínimo costo Podas Las podas se realizan para provocar un mayor número de ramas, que son las que producen las inflorescencias y por consiguiente los frutos (Chang-wei, 2007); así como para mantener un tamaño de planta tal que facilite el alcance de los frutos. En Jatropha se aplican tres tipos de podas: formación, mantenimiento y sanitaria. La primera poda es de formación y se realiza sobre el eje apical de la planta. Se corta con una tijera podadora dejando la planta con una altura de cm. La segunda poda es de mantenimiento, para conservar una altura no mayor de 2 m y así facilitar las labores de cosecha. La poda sanitaria es para eliminar partes de la planta enfermas por malos cortes o desgajamientos de ramas. Se recomienda realizar las podas durante el periodo de secas, cuando la humedad ambiental es menor y por consiguiente, se pueden reducir las infecciones por bacterias y/o hongos (Alfonso, 2008). Los residuos de las podas se pueden partir en trozos pequeños y dejar en el suelo para que sean aprovechados por las mismas plantas. La Figura 2.3 muestra un ejemplo de secuencia de poda. Si se eliminan partes enfermas de la planta con las tijeras pase sobre las navajas un trapo húmedo con cloro antes de proceder a podar otras plantas. 1. Podar en época de secas, cuando la planta está defoliada. 2. Altura de poda entre 45 y 50 cm a partir de la base del tronco. Figura 2.3. Secuencia de poda de Jatropha. 3. Utilizar preferentemente tijeras o pinzas podadoras para no causar rasgaduras en las ramas. 16

10 2. Trasplante y manejo en campo 2.3. Producción y cosecha Floración y fructificación Para obtener una buena floración las plantas deben estar expuestas a pleno sol, de ahí la importancia de un espaciamiento adecuado entre plantas. Se piensa que los ciclos de floración están regulados por los cambios en los periodos de las horas de luz (FACT, 2010), aunque también estos autores han observado que los cambios en temperaturas (cuando se pasa de la estación fría a la estación cálida, por arriba de los 18 ºC en promedio) inducen la producción de flores. Durante este periodo, un aumento en las lluvias o en el riego contribuirá a favorecer una mayor floración; de ahí la importancia de contar con algún sistema de riego, si no se presentan lluvias en ese periodo. Para una mejor comprensión de la fenología de esta planta en la zona tropical sub-húmeda se recomienda consultar el Capítulo Cosecha La cosecha de los frutos de Jatropha tiene una duración de varios meses. El periodo en el trópico sub-húmedo puede iniciar hacia finales de primavera y hasta mediados del otoño. Los frutos no alcanzan su madurez de manera uniforme, por lo que la cosecha debe realizarse de forma manual, para seleccionar solo los frutos maduros, de colores amarillos a cafés, como en la Figura 2.4a, ya que los frutos verdes (Figura 2.4b) podrían contener semillas que aún no alcanzan la maduración completa y por tanto no poseen ni el peso ni el contenido de aceite de una semilla madura; mientras que las semillas de los frutos secos también tienen bajos contenidos de aceites (FACT, 2010). Como consecuencia de las labores manuales, el costo de la cosecha aumenta considerablemente y está directamente afectado por el costo de la mano de obra en la región donde se encuentre el cultivo. a) b) Figura 2.4. Frutos de Jatropha a) maduros, cosechables y b) verdes, aún no cosechables. Las ramas de esta planta, aunque hayan sido podadas, pueden alcanzar alturas de dos a tres metros durante su crecimiento, por lo que en algunos sitios se usan garrochas para doblarlas y acceder a los frutos. Esta labor debe realizarse con suma precaución porque las ramas de Jatropha son muy quebradizas y se perderían los frutos que aún no maduran. Utilice para la cosecha ropa de campo, ya que el látex de los frutos mancha la ropa y es imposible eliminar las manchas. La Figura 2.5 muestra un ejemplo del uso de este sistema. 17

11 Manual de buenas prácticas para el cultivo de Jatropha curcas L. a) b) Figura 2.5. La selección manual de los frutos. a) Frutos con diferente maduración en un solo racimo. b) Cosecha con garrocha y cesto para recoger frutos Despulpe y secado Después de cosechados los frutos se procede a la extracción de las semillas, para lo que se debe presionar y retirar la cáscara del fruto. Este proceso puede hacerse manualmente o en forma mecanizada. Dada la consistencia de la cáscara, los frutos amarillos son más fáciles de despulpar que los frutos muy maduros o muy secos, y permiten además una mayor pureza de las semillas. Al momento no se encontraron despulpadoras comerciales para Jatropha en México; aunque sí existen varios prototipos que se han probado en otros países y que se podrían consultar para mandar fabricar uno propio. Las páginas donde se puede acceder a algunos prototipos son: Una vez separadas de las semillas, las cáscaras del fruto sirven como abono para las plantas de Jatropha, por lo que se pueden esparcir sobre el suelo donde se encuentre la plantación. El secado de las semillas debe realizarse en un sitio sombreado, ya que el sol directo afecta de manera negativa a las almendras. El lugar debe estar bien ventilado y seco, porque las semillas son muy sensibles al exceso de humedad y fácilmente se ven atacadas por hongos. De acuerdo con experiencias de estos autores, el secado se realiza en un máximo de tres días, con un promedio de 10 horas diarias de exposición a temperaturas entre C Almacenamiento de las semillas Las semillas de Jatropha no deben almacenarse durante periodos superiores a los seis meses, especialmente en climas del trópico húmedo, por cuestiones de ataques de hongos y pérdida de calidad de los aceites. Lo más recomendable es disponer de ellas inmediatamente después de que son secadas. Sin embargo, si se requiere almacenarlas, se recomienda usar costales de manta, porque permiten una buena aireación, y colocar los costales en sitios frescos y secos, donde los porcentajes de humedad no excedan el 60% ni las temperaturas los 25 C para su mejor conservación. 18

12 2. Trasplante y manejo en campo Bibliografía Alfonso B. J. A Manual para el cultivo del Piñón (Jatropha curcas) en Honduras, Honduras. 30p. Alianza en Energía y Ambiente con Costa Rica (AEA) y Biocombustibles de Guatemala Creación de vivero para la producción de plantas de Jatropha curcas a nivel regional. Informe final. Guatemala. Chang-wei L., Li K., Chen Y., Sun Y Floral display and breeding system of Jatropha curcas L. Forestry Studies in China 9(2): FACT Fundation Jatropha Handbook, first draft. FACT Fundation. Consulta electrónica: Mayo 20, Disponible en: www. fact-fuels.org. FACT Fundation The Jatropha Handbook, from cultivation to application. FACT Fundation. Consulta electrónica: Mayo 20, Disponible en: www. fact-fuels.org. Ghosh A, Patolia J. S., Chaudhary D. R., Jitendra-Chikara S. N., Kumar R. D., Boricha G. N., Zala A Response of Jatropha curcas under different spacing to Jatropha de-oiled cake. Expert seminar on Jatropha curcas L. Agronomy and genetics. Wageningen, the Netherlands: March Patolia J. S., Ghosh A., Chikara J., Chaudharry D. R., Parmar D. R., Bhuva H. M Response of Jatropha curcas grown on wasted land to P and N. Expert seminar on Jatropha curcas L. Agronomy and genetics; Wagen*ingen, the Netherlands: March 26-28, p. Valdés R. O. A. Sánchez S. O. Pérez V. A., Ruiz B. R. 2011a. Soil texture effects on the development of Jatropha seedlings e Mexican variety piñon manso. Biomass & Bioenergy 35: Valdés R. O. A., Pérez V. A., García P. E., Ruiz R. O., Avila R. C., López R. G. 2011b. Condiciones edafoclimáticas de las variedades nativas de Jatropha curcas en el estado de Veracruz. Congreso Internacional sobre Biocombustibles, Boca del Río, México. Wani S., Sreedevi T.K., Marimuthu S., Kesava A.V.R., Vineela C Harnessing the potential of Jatropha and pongamia plantations for improving livelihooos and rehabilitating degraded lands. In: 6th International Biofuels Conference; Mar 4-5, 2009; New Delhi. India. p