Condiciones agroecológicas de procedencias nativas de Jatropha curcas L. en el estado de Veracruz

Condiciones agroecológicas de procedencias nativas de Jatropha curcas L. en el estado de Veracruz Ofelia Andrea Valdés Rodríguez1, Arturo Pérez Vázquez*2, Eliseo García Pérez2, Héctor Daniel Inurreta Aguirre2, Catarino Ávila Resendiz2, Octavio Ruíz Rosado2 1

Universidad Veracruzana, Centro de Investigaciones Tropicales. Xalapa, Veracruz, México. 2

Colegio de Postgraduados Campus Veracruz. Tepetates, Veracruz, México. *Autor responsable: [email protected]

Resumen Jatropha curcas L. es una especie mesoamericana con potencial de aprovechamiento energético, cuyas procedencias no tóxicas también tienen alto potencial alimenticio. Los objetivos del estudio fueron recolectar ma-

terial biológico de J. curcas en el estado de Veracruz, analizar su distribución geográfica y condiciones agroeco-

lógicas, y recopilar información sobre su asociación y manejo por los pobladores de las regiones visitadas. Para ello se realizaron recolectas de ejemplares de J. curcas durante los años 2009 y 2010, y se registró la ubicación

geográfica, pendiente del terreno, tipo de suelo, condiciones climatológicas, especies adyacentes, toxicidad, y métodos de propagación. Los datos fueron analizados empleando sistemas de información geográfica para determinar su distribución y relacionarla con las condiciones edafoclimáticas del estado de Veracruz. Se encontró que esta especie se distribuye ampliamente en el estado, predominando las procedencias no tóxicas

en las regiones Totonaca y Huasteca. El mayor potencial de desarrollo se determinó en llanuras y lomeríos con

pendiente menor a 15%, altitud menor a 700 msnm, suelo Vertisol, Regosol, Feozem y Renzina, temperatura

promedio mínima de 16 °C y máxima de 32 °C, y precipitación pluvial anual de 800 a 2500 mm. Los climas que comprenden estas regiones corresponden a cálido subhúmedo y cálido húmedo, localizados en más de 50% del

territorio estatal. En conclusión, las procedencias de J. curcas poseen adaptaciones propias a las llanuras costeras, lo que les confiere un alto potencial agroecológico y, dada su diversidad, pueden ser consideradas como

germoplasma base para el mejoramiento genético con fines energéticos y alimenticios; además, las procedencias no tóxicas cuentan con una tradición culinaria entre la cultura totonaca y la huasteca. Palabras clave: piñón, procedencias, alimento, biocombustibles, México. 143

144

Energía Alterna y Biocombustibles

Introducción

la Alimentación y la Agricultura (SINAREFI, 2011).

México es un país megadiverso y, aunque abarca

SINAREFI promueve la recolecta y caracterización

10% de la biodiversidad, con más de 26 200 espe-

recolectas han demostrado ser de gran importan-

invertebrados), de las cuales más de 77% son endé-

como in situ, al proporcionar una fuente de mate-

Ocegueda, 2008). A nivel nacional, el estado de Ve-

dios permiten localizar e identificar materiales ge-

más de 8000 especies nativas (Krömer et al., 2010);

de la planta, y reportar prácticas de manejo cultu-

et al., 2010). Entre las especies nativas se encuentra

establecimiento comercial. Por tanto, los objetivos

comúnmente como piñón, planta oleaginosa con

biológico de J. curcas, analizar la distribución geo-

de biocombustibles, control de erosión y usos me-

localizaron los ejemplares en el estado de Veracruz,

las procedencias no tóxicas de J. curcas, su poten-

manejo por los pobladores de las regiones donde se

Como parte de las estrategias de conservación, el

solamente 1.5% del territorio mundial, cuenta con

de los recursos fitogenéticos nativos de México. Las

cies vegetales y animales (sin considerar algas ni

cia para la conservación de especies tanto ex situ

micas (Espinosa et al., 2008; Llorente-Bousquets y

rial genético a propagar (Lazcano, 2010). Estos estu-

racruz ocupa el tercer lugar en biodiversidad, con

néticos con mayor potencial para los diversos usos

de éstas, 950 son especies arbóreas (Benítez-Badillo

rales que repercutan en mayor provecho para su

Jatropha curcas L. (Vázquez-Torres, 2007), conocida

de esta investigación fueron recolectar material

potencial de aprovechamiento para la elaboración

gráfica y las condiciones agroecológicas donde se

dicinales (Brittaine y Lutaladio, 2010). En el caso de

y cómo obtener información sobre su asociación y

cial alimenticio es variado (Martínez-Herrera et al.,

realizó el trabajo.

2006).

De acuerdo con lo reportado por Toral et al. (2008), J.

Materiales y Métodos

curcas tiene gran distribución en los trópicos y sub-

Duración, área y condiciones del estudio

principalmente por debajo de los 1200 msnm; su

Esta investigación se realizó entre agosto y noviem-

temperaturas altas, pero baja tolerancia a tempera-

frutos de J. curcas). El área de estudio incluyó al esta-

tra en intervalos de temperaturas de 18 a 28 °C, aun-

plares de J. curcas en caminos principales y vecinales,

tolera precipitaciones que van de los 300 a 1800 mm

das en los transectos siguientes:

suelos, incluyendo los de bajo contenido de nutrien-

1) Colegio de Postgraduados, Campus Veracruz

livianos y bien drenados, y también puede desarro-

96.91° O) - Misantla (19.93° N, 96.85° O) - Papant-

Dado su potencial y origen mesoamericano, J. cur-

2) Colpos - Manlio F. Altamirano (19.09° N, 96.33° O)

trópicos del mundo. A esta especie se le encuentra adaptación edafoclimática indica alta tolerancia a

bre de 2009 y 2010 (periodo de maduración de los

turas inferiores a 15 °C, y generalmente se le encuen-

do de Veracruz y consistió en la búsqueda de ejem-

que también crece a temperaturas de hasta 34 °C, y

así como en los huertos de las comunidades localiza-

anuales. El piñón se adapta a una gran variedad de

tes. En cuanto a la textura del suelo, prefiere suelos

(Colpos, 19.19° N, 96.33° O) - Xalapa (19.54° N,

llarse en suelos áridos y semiáridos.

la (20.45° N, 97.31° O) - Álamo (20.90° N, 97.64°

cas es una especie considerada prioritaria por el Sistema Nacional de Recursos Fitogenéticos para

O) - Tuxpan (20.96° N, 97.40° O).

- Amatlán (18.85° N, 96.91° O) - Córdoba (18.89° N, 96.93° O) - Orizaba (18.85° N, 97.10° O).

Manejo agronómico

3) Colpos - Alvarado (18.77° N, 95.76° O) - Santiago

de cinco semillas, las cuales fueron escarificadas, se

95.11° O) - Acayucan (17.94° N, 94.91° O) - Cosama-

gramo de la mezcla para determinar el contenido

Tuxtla (18.46° N, 95.29° O) - Catemaco (18.42° N, loapan (18.36° N, 95.79° O).

4) Colpos - Paso de Ovejas (19.28° N, 96.44° O) Huatusco (19.53°, 96.93° O).

mezclaron de manera homogénea, y se separó un

de ésteres de forbol, de acuerdo con el método de Makkar et al. (1997).

Choapas (17.90° N, 94.09° O) - Playa Vicente

Análisis geográfico por regiones administrativas

- Tres Valles (18.23° N, 96.13° O) - Tierra Blanca

El estado de Veracruz está dividido en 10 regiones

5) Colpos - Coatzacoalcos (18.15° N, 94.43° O) - Las

(17.82° N, 95.82° O) - Azueta (18.10°, 95.88° O) (18.44° N, 96.35° O).

Los sitios de recolección se ubicaron geográfica-

mente mediante coordenadas GPS y a cada sitio se le etiquetó como una procedencia única. En total se recolectaron datos de 100 sitios diferentes. Por cada

sitio se registró el número de individuos de J. curcas

encontrados y se tomaron muestras de frutos y hojas de un individuo al azar.

Datos agroecológicos En cada sitio de recolección se registró la altitud

(msnm) con un GPS Garmin eTrex® H, la pendien-

te del terreno (%), y la textura del suelo. Los datos

climáticos y de suelos de la región se determinaron

con base en mapas de cartografía digital (INEGI, 2011), considerando la clasificación de Köppen para el clima y el sistema WRB 2006 para el suelo (Me-

administrativas (Gobierno del estado de Veracruz, 2012), que corresponden con las regiones culturales actuales de mayor relevancia (Figura 1). Para determinar posibles relaciones entre la localización

de los ejemplares de J. curcas y su toxicidad con las

culturas del estado, los sitios donde se localizaron

plantas se agruparon con base en cada una de estas regiones.

N O

E S

Regiones Huasteca alta Huasteca baja Totonaca De Nautla Capital Sotavento De las Montañas Papaloapan De los Tuxtlas Olmeca

dina-Chena et al., 2010). Los datos de precipitación pluvial se obtuvieron de las bases de datos de la Comisión Nacional del Agua (Conagua, 2011).

Determinación de la toxicidad de las procedencias Para determinar la toxicidad de las recolectas de J. curcas se consideró la información de los propieta-

rios de los ejemplares localizados. Adicionalmente, en los individuos de J. curcas de los cuales se recolectaron semillas se tomó una muestra aleatoria

Figura 1. Localización de los sitios de recolección de Jatropha curcas en las regiones administrativas del estado de Veracruz, México. Fuente: adaptada del portal: www.veracruz.gob.mx

145

146

Energía Alterna y Biocombustibles

Análisis estadístico

Municipios y procedencias recolectadas

Se analizó un total de 100 procedencias. Los datos recolectados se agruparon por variables y se deter-

Las 100 procedencias recolectadas correspondieron

vieron porcentajes de cada intervalo y para com-

cedencias se encontró en los cercos vivos, seguido

a 41 municipios del estado. El mayor número de pro-

minaron sus frecuencias de distribución. Se obtu-

de los huertos familiares y las silvestres (se deno-

parar los métodos de propagación se realizaron

minaron silvestres a las procedencias encontradas

análisis de varianza no paramétricos, dado que las

dispersas en sitios con vegetación natural y sin uso

muestras no fueron normales. Para las pruebas de

aparente). La información sobre el tipo de J. curcas

correlación entre las variables se aplicó el método

tóxica y no tóxica indicó que el mayor porcentaje de

de Pearson.

las procedencias localizadas perteneció a las tóxicas,

Resultados

mientras que no se pudo determinar la toxicidad de

24% por falta de informantes o de semillas para su

Geo-referenciación de los sitios de recolección

análisis (Cuadro 1). Los nombres de los municipios y la información sobre el número de procedencias en-

contradas se muestran en la Figura 2. Las proceden-

La Figura 1 muestra la ubicación de los sitios en el

cias tóxicas y no tóxicas se hallaron en la mayoría de

estado de Veracruz donde se realizaron las reco-

los municipios y en algunos se encontraron ambos

lectas. Las plantas de J. curcas localizadas en los re-

tipos.

corridos estuvieron distribuidas en todos los transectos visitados. El mayor número de recolectas se

Método de propagación

Nautla y Sotavento, y en menor cantidad en las

La propagación de J. curcas mediante semillas

loapan (Figura 1). Además, se determinó que en las

(53%), con respecto a esquejes (47%). Los especí-

ubicó en regiones de la Huasteca Baja, Totonaca,

es la forma más reportada por los entrevistados

regiones de Los Tuxtlas, de Las Montañas y Papa-

menes no tóxicos se propagan en su mayor parte

regiones Huasteca y Totonaca se encontró la mayor

(75%) por semillas y los tóxicos (89%) por esque-

cantidad de sitios donde se localizaron ejemplares

jes. El análisis de varianza para los métodos de

de J. curcas no tóxicas (más del 50%), destacando

propagación mostró diferencias significativas en-

el municipio de Papantla, con el mayor número de

tre los especímenes tóxicos y no tóxicos, con res-

ejemplares, situación que se relaciona con la tradi-

pecto al método de propagación (Kruskal-Wallis,

ción del consumo de las semillas de esta planta en

P0.001).

diversos platillos locales (Sánchez-Sánchez, 2009).

Cuadro 1. Número de procedencias de Jatropha curcas por tipo de sitio y toxicidad. Procedencia

Cercos vivos

Huertos

Silvestres

Tóxicas

No tóxicas

Sin dato de toxicidad

Cantidad

46

31

26

54

23

24

Figura 2. Número de procedencias de Jatropha curcas recolectadas por municipio en el estado de Veracruz.

Manejo agronómico

147

148

Energía Alterna y Biocombustibles

Cultivos asociados

contró en altitudes menores a 200 msnm, aunque

Se registraron 49 especies nativas e introducidas

ba de 1000 msnm (Cuadro 2). La localización de las

creciendo contiguas a las plantas recolectadas de J. curcas (tóxicas y no tóxicas), entre las que se encuentran gramíneas, como Panicum maximum Jacq, maderables, como Cedrela odorata L., y frutales, como Anona squamosa L., entre otros.

también se encontraron tres procedencias por arri-

procedencias de J. curcas estuvo correlacionada ne-

gativamente con la altitud (msnm), con un valor de 0.567. El análisis de regresión determinó que el número de procedencias encontradas decreció a razón

de: No. de procedencias26.791(0.0300*altitud), con R20.321(P0.069).

Datos agroecológicos

Pendientes del terreno

Las plantas de J. curcas de las que se obtuvo el dato

Tipo de suelo

La composición textural de los suelos donde se lo-

de la pendiente se localizaron en sitios con muy baja

texturas gruesas (pedregosas) hasta finas (arcillo-

por arriba de 16%, aunque más de 80% de los indi-

calizaron las procedencias de J. curcas incluye desde

pendiente (0 a 2%), mientras que otras estuvieron

sas). El mayor número de procedencias e individuos

viduos se encontraron en suelos planos (Cuadro 3).

(33.8%), seguidos por arcillosos (29.6%) y francos

Distribución por condiciones agroecológicas

encontrados se localizaron en suelos arenosos (12.7%) (Cuadro 2).

Con base en mapas climatológicos del periodo 1976-2005 (Ruíz-Barradas et al., 2010), y de suelos

(Medina-Chena et al., 2010) del estado de Veracruz,

Altitud

Un alto porcentaje (71%) de las procedencias se en-

y con base en la cantidad de ejemplares de J. curcas

Cuadro 2.Procedencias de Jatropha curcas localizadas por tipos de suelo y altitud. Tipo de suelo

Número de procedencias y % por tipo de suelo*

Altitud (msnm)

Número de procedencias y % por altitud*

Arenoso

24

Arcilloso

21

100-199

12

Franco

9

200-299

1

Arcilloso-arenoso

6

300-399

3

Arcilloso-pedregoso

3

400-499

4

Arenoso-arcilloso

2

500-599

3

Franco-arcilloso

2

600-699

7

Pedregoso

2

700-799

2

Arenoso–pedregoso

1

800-899

3

Franco-arenoso

1

900-999

3

1000

3

Sin dato

29

0-99

* Por ser 100 procedencias, porcentajes y número de procedencias son valores idénticos.

59

Manejo agronómico Cuadro 3. Distribución de procedencias de Jatropha curcas de acuerdo con la pendiente del terreno donde fueron localizadas en el estado de Veracruz, México. Porcentaje de Pendiente

Número de procedencias (%)

Número de individuos (%)

0a2

46 (65.7)

275 (82.5)

3 a 15

9 (12.8)

9 (2.7)

>16

15 (21.4)

49 (14.7)

recolectados por procedencia, se determinaron

sitios donde se localizaron las procedencias de J.

abundancia. Los resultados coincidieron con las

(Am(f) -Díaz, 2006) y cálido subhúmedo (Aw0, Aw1

los climas y los tipos de suelo relacionados con su

texturas de suelo franco y arcilloso, en su mayo-

ría, documentadas para el estado como Vertisoles,

curcas, cuyos climas corresponden a cálido húmedo y Aw2, de acuerdo con Soto et al., 2001).

Feozems, Regosoles y Rendzinas. Los intervalos de

Discusión

mas no fueron menores a 12 °C ni mayores a 32 °C.

Aspectos culturales

600 mm a 4000 mm, aunque rangos menores de

La localización del mayor número de procedencias

no se desarrolle por debajo de ellos, sólo que no se

ca Baja y Totonaca coincide con otros autores (Sch-

temperaturas promedio anuales mínimas y máxi-

La precipitación pluvial anual de las regiones fue de

600 mm no indican necesariamente que la planta

encontraron ejemplares en sitios con esas precipitaciones. Para la altitud no se encontraron ejemplares por arriba de 1200 msnm, por lo que se determinó este valor como indicativo de bajo desarrollo

de las procedencias locales, que en su mayoría se localizaron en altitudes por abajo de 700 msnm. El

Cuadro 4 resume los rangos de distribución asociados con la abundancia de las procedencias locales

de J. curcas para el estado de Veracruz. La Figura 3 muestra las condiciones agroecológicas de los

no tóxicas de J. curcas en las regiones de la Huastemook y Sánchez-Sánchez, 2000; Martínez-Herrera et

al., 2006), quienes documentan el uso de semillas no

tóxicas con fines alimenticios por habitantes Toto-

nacas, lo que evidencia una estrecha vinculación cultural con la variante no tóxica. La planta tóxica, por

su parte, está mayormente asociada con la función de cerco vivo, dado que los animales forrajeros no la

consumen (Heller, 1996). El hecho de que tanto plan-

tas tóxicas como no tóxicas se encontraron crecien-

do junto con otras especies herbáceas y arbóreas,

Cuadro 4. Rangos de distribución de las procedencias de Jatropha curcas en Veracruz, México. Factor

Bajo

Medio

Alto

Temperatura

12 °C

12 a 22 °C

16 a 32°C

Precipitación

700 mm

700-800 mm

800-2500 mm

Altitud

1300 msnm

850-1300 msnm

0-849 msnm

Clima

Árido y semiárido, templado y frío

Semicálido

Cálido húmedo, Cálido Subhúmedo

Suelos (WRB, 2006)

Gleysoles

Arenosotes, Andosoles, Cambisoles

Regosoles-feozems, Vertisoles

149

150

Energía Alterna y Biocombustibles

N O

N E

S

Intervalos de precipitación 400 a 600 mm 600 a 800 mm 800 a 1200 mm 1200 a 1500 mm 1500 a 2000 mm 2000 a 2500 mm 2500 a 4000 mm más de 4000 mm

O

E S

Climas Árido y semiárido Cálido húmedo Cálido subhúmedo Semicálido Templado y frío

N O

E S

Suelos Ácidos Arcillosos Arenosos Delgados Francos Urbano e inundable

Figura 3. Mapas de condiciones agroecológicas para las procedencias de Jatropha curcas en el estado de Veracruz, México.

Manejo agronómico

indica que la asociación de J. curcas con otras espe-

por los productores locales, tanto por semilla como

estado.

cedencias son principalmente cálido húmedo y sub-

cies es ampliamente usada por los productores del

Datos agroecológicos Jatropha curcas fue localizada en suelos con texturas

tanto finas como gruesas. Estos resultados ilustran

la capacidad de la especie de sobrevivir en cualquier tipo de suelo, tal como lo reportan Heller (1996) y Valdés-Rodríguez et al. (2011). Por su parte, la predo-

minancia en altitudes bajas se debe a que esta especie tiene preferencia por los climas cálidos sobre los

templados o fríos que imperan en alturas superiores a 1000 msnm, similar a lo mencionado por Heller

(1996), Pavón-Garcés (2000) y Brittaine y Lutaladio

por esquejes. Los climas donde se ubicaron las pro-

húmedo, a baja altitud, en llanuras y lomeríos poco

pronunciados, con suelos arcillosos, francos y arenosos, que son característicos de la mayor parte del

territorio del estado. Por lo tanto, existe un potencial extenso para el desarrollo de estas procedencias de J. curcas, ya que se han adaptado a las condiciones

climáticas locales, que en general son más cálidas

y húmedas que las reportadas en la literatura para esta especie. Por lo tanto, se considera que su po-

tencial adaptativo agroecológico es muy amplio en cuestión de tipos de suelo, climas, altitud y sistemas de producción.

(2010). Además, las regiones donde se encontraron

Agradecimientos

medio superiores, ligeramente más altos que los re-

Al proyecto Fomix 095753 de CONACyT y a la LPI3:

los ejemplares poseen rangos de temperaturas proportados por la literatura (28 °C) como óptimos para

el desarrollo de esta especie en México (Zamarripa y Díaz, 2008), lo cual indica que estas procedencias están adaptadas a los ambientes naturales donde se les encontró.

Al parecer, la toxicidad es mayormente condicionada por la genética y no por el ambiente. Es decir, se

podría deber al proceso de selección (aparentemen-

te selección masal) que Totonacos y Huastecos han

hecho del piñón en Veracruz y Puebla desde tiempos prehispánicos (Sánchez-Sánchez, 2009), similar al

del maíz y otras especies domesticadas en Mesoamérica. Este proceso de domesticación y selección

probablemente condujo a la propagación de los ecotipos no tóxicos en el estado de Veracruz, sin importar el tipo de condición agroecológica.

Conclusiones En el estado de Veracruz existen las variantes tóxica y no tóxica de J. curcas. Ambas han sido propagadas

Energía Alterna y Biomateriales del Colegio de Postgraduados.

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