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Universidad César Vallejo
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Agroindustrial
EFECTO DE LA VELOCIDAD DE AGITACIÓN DE LECHO MÓVIL, EN EL
RENDIMIENTO DE EXTRACCIÓN DE ESPORAS DE Paecilomyceslilacinus.
TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
Autor:
Zapata Cerna, BarbaraJanet
Asesor
Dr. Lezama Asencio, Pedro
Trujillo, Perú
2013
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Efecto de la velocidad de agitación de lecho móvil, en el
rendimiento de extracción de esporas de Paecilomyceslilacinus.
Zapata Cerna Barbara Janet
Presentada a la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad César
Vallejo para su aprobación.
Dr. José Gonzales Cabeza
Presidente
Trujillo – Perú
2013
Ing. Gabriela Barraza Jauregui
Secretario
Dr. Pedro Lezama Asencio
Vocal
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DEDICATORIA
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A mi Papá Lionel Zapata, que
juntos a pesar de las desdichas,
desánimos y trabas a lo largo de la
carrera, supimos superarlas con
paciencia y amor.
A mi Madre Teresa Moreno, que
con todo su cariño supo acogerme
en su regazo maternal, para darme
fortaleza y nunca sentirme sola.
A mi hermanito Juan Carlos Zapata,
que es el motor de mi lucha
constante en esta vida, a quien le
debo este triunfo profesional por
considerarlo el propósito principal de
mí día a día.
“Lo importante en la vida no es el triunfo sino la lucha. Lo esencial no es haber
vencido, sino haber luchado bien.”
(Barón Pierre de Coubertin)
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AGRADECIMIENTO
A Dios, por guiarme por el camino de la lucha, perseverancia y esfuerzo para
poder realizarme como profesional.
A mi hermanito Juan Carlos, por ser mi fuente de fortaleza y motivación para
sobresalir cada vez más y así poder brindarle un mejor futuro.
A mi Papá Lionel Zapata, por ser quien me enseñó a ser independiente,
responsable y me brindó la oportunidad de madurar junto con él a lo largo de
estos años.
A mi Mamá Tere, que ha sido como una madre para mí en todo este camino de
estudios, porque fueron sus muestras de sensibilidad y cariño las que me
mostraron que no estaba sola.
A todos mis tíos, primos y sobrinos, que de algún modo siempre estuvieron
presentes a lo largo de esta meta ya realizada.
A mis amigos, Edinson, Wagner, Alexis, Pedro y Karel que indirectamente aunque
no lo hayan notado fueron de mucho apoyo para mí.
A mis mejores amigas Kriss y Carmensita, que son mis confidentes, me
brindaron su ayuda y me dieron fortaleza ante las trabas que en el camino se
presentaron.
A mi enamorado y mejor amigo Elías, por la paciencia, las palabras de aliento y el
cariño.
A mi Padrino Pablo Guevara, que con mucho esfuerzo en esta última etapa me
ayudo sin interés alguno más que el de culminar mi camino universitario.
A Isabel Accinelli y a su mamá la Sra. Juana Cruzado, que en estos cinco años
fueron como una segunda familia para mí.
A la Empresa SOLAGRO S.A.C. por brindarme la oportunidad y confianza de
realizar este proyecto de investigación a favor de ambas y al personal que labora
en esta, como son la Sra. Janet, Sr. Jorge, Sr. Elio, Merly e Ivan, muchas gracias.
A la Universidad César Vallejo y en especial a los Ingenieros Jesús Sánchez,
Gabriela Barraza y María Elena León, así mismo a los Doctores Pedro Lezama y
José Gonzales que me empaparon de conocimiento y me hicieron capaz de
superar esta meta.
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PRESENTACIÓN
Señores Miembros del Jurado:
En cumplimiento con las disposiciones vigentes del reglamento
de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería de la
Universidad Cesar Vallejo de Trujillo, someto a su consideración
y elevado criterio el presente informe de Tesis intitulado:
EFECTO DE LA VELOCIDAD DE AGITACION DE LECHO
MOVIL, EN EL RENDIMIENTO DE EXTRACCIÓN DE
ESPORAS DE Paecilomyceslilacinus.
Es propicia esta oportunidad para manifestar nuestro sincero
reconocimiento a nuestra alma Mater y toda su plana docente,
que con su capacidad y buena voluntad contribuyeron a nuestra
formación profesional.
Trujillo, Julio del 2012
ZAPATA CERNA, BARBARA ZAPATA
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INDICE GENERAL DEDICATORIA ....................................................................................................... 3
AGRADECIMIENTO ............................................................................................... 4
PRESENTACIÓN ................................................................................................... 5
INDICE GENERAL ................................................................................................. 6
INDICE DE TABLAS .............................................................................................. 7
INDICE DE FIGURA ............................................................................................... 8
RESUMEN ............................................................................................................. 9
ABSTRACT .......................................................................................................... 10
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 11
1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ................................................................ 12
1.1.1. Realidad problemática ............................................................................... 12
1.1.2. Formulación del problema ......................................................................... 12
1.1.3. Justificación ................................................................................................. 13
1.1.4. Antecedentes ............................................................................................... 14
1.1.5. Objetivos ...................................................................................................... 16
1.2. MARCO REFERENCIAL .................................................................................. 16
1.2.1. Marco Teórico .............................................................................................. 16
1.2.2 Marco Conceptual ....................................................................................... 23
2. MARCO METODOLÓGICO ........................................................................... 25
2.1. Hipótesis .............................................................................................................. 25
2.2. Variables .............................................................................................................. 25
2.2.1. Definición conceptual ................................................................................. 25
2.3. Metodología ........................................................................................................ 25
2.3.1. Tipos de estudio .......................................................................................... 25
2.3.2. Diseño ........................................................................................................... 25
2.4. Población y muestra .......................................................................................... 26
2.5. Método de investigación ................................................................................... 27
2.5.1. Método de extracción por inyección de aire mediante compresión.... 27
2.5.2. Método de evaluación de % de viabilidad de esporas después de la
extracción .................................................................................................................... 27
3. RESULTADOS .............................................................................................. 29
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4. DISCUSIÓN ................................................................................................... 34
5. CONCLUSIONES .......................................................................................... 36
6. SUGERENCIAS ............................................................................................ 37
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ............................................................ 38
ANEXOS .............................................................................................................. 41
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INDICE DE TABLAS
Tabla1. Porcentaje de rendimiento de extracción, utilizando dos velocidades
(840 RPM y 1080 RPM) con tres repeticiones cada una. ...................... 28
Tabla 2.Descripción del % de rendimiento en cada velocidad de extracción ....... 29
Tabla 3. ANVA para rendimiento de esporas ...................................................... 29
Tabla 4. ANVA para porcentaje de viabilidad de esporas. ................................... 31
INDICE DE FIGURA
Figura 1. Diseño Experimental .............................. ¡Error! Marcador no definido.5
Figura 2. Variación del porcentaje de rendimientode extracción en función a
las velocidades de agitación en lecho móvil ........................................................ 30
Figura 3.Variación del porcentaje de viabilidad de la espora pura utilizando las
velocidades 840 y 1080 RPM.. ............................................................................. 32
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RESUMEN
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar elporcentaje
de rendimiento en la extracción de esporas del hongo Paecilomyces. lilacinus
empleando el método de extracción por agitación de lecho móvil, y a partir de
ello analizar el porcentaje de viabilidad estimando la cantidad de esporas vivas
después del tratamiento. Se obtuvo un peso promedio de 22,05 g y 36,79 g
con velocidades de 840 RPM y 1080 RPMrespectivamente, y un rendimiento
en peso de 1.5 % para el primero y 2.5 % para el segundo; y una viabilidad del
98% y 99% respectivamente.El análisis de los resultados nos indica que este
proceso permite reducir los costos de producción pero mejorandosu
comercialización como producto formulado, disminuyendo el alto índice de
perecibilidad de producto fresco, eliminando de esta manerasu alto riesgo de
susceptibilidad en campo frentea las condiciones ambientales desfavorables
Palabras claves: Paecilomyceslilacinus, extracción, porcentaje de
rendimiento, porcentaje de viabilidad,
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ABSTRACT
In order to evaluate the yielding percentage of Paecilomyceslilacinus spores
extraction, by shaking moving bedmethod, and after that to analyze the viability
percentage by alive remained spore´s amount. The average weight obtained were
22.05 g and 36.79 g with 840 rpm and 1080 respectively, and a yielding
performance of 1.5% and 2.5%each in weight; and a viability of 98% and 99%
each. The analyzes of result point out that this extraction method will reduce
production cost but increasing the trading of formulate product, reducing the high
rate of susceptibility of fresh product in field against unfavorable environmental
conditions.
Keywords: Paecilomyceslilacinus , extraction,yieldingpercentage, viability
percentage
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I. INTRODUCCIÓN
Debido a los ya comprobados efectos adversos derivados del uso indiscriminado
de plaguicidas los investigadores se han abocado a la búsqueda de alternativas
para el manejo de plagas agrícolas, siendo el control biológico una de las más
promisorias.
Actualmente, la producción de hongos entomopatógenos para el control biológico
de nematodos radiculares en las plantas es una de las soluciones más buscadas,
por lo cual se considera importante emplear sustratos viables ideales para la
comercialización de dichos hongos, entre ellos de manera semi- industrial las
esporas de Paecilomyceslilacinus, debido a su efectividad como controladora en
nematodos de los géneros Meloidogyne, Pratylenchus y Radophulus y en algunos
insectos como mosca blanca y chinches; actuando también como un buen
colonizador de raíz y competidor de rizósfera (Mont, 2002).
Frente a este problema, se ha visto la necesidad de emplear un equipo
especializado en el filtrado del hongo para una mayor obtención de producto
formulado, teniendo en cuenta que este equipo no cuenta aún con una
certificación y que no ha sido evaluado detalladamente, es por ello que en el
presente trabajo de investigación se busca obtener un adecuado rendimiento de
extracción empleando dicho equipo.
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1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
1.1.1. Realidad problemática
El control biológico constituye una estrategia utilizada dentro del programa de
Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades (MIPE) para el mejoramiento de
la producción agrícola y la búsqueda de producción natural de alimentos
inocuos y sanos (Herrera de la Hoz ,2012).
Actualmente existe una limitada tecnología para la extracción de esporas de
hongos benéficos utilizados para el control de plagas agrícolas, debido a la
escaza oferta de empresas proveedoras de equipos adecuados para la
extracción y formulación de esporas de hongos controladores de plagas y
enfermedades agrícolas, sumado también al personal poco capacitado en
estas actividades, además las limitadas investigaciones nacionales, incluyendo
un desarrollo incompleto del proceso de producción de hongos benéficos,
Paecilomyceslilacinus, el cual se define como hongo saprófito, que parasita
larvas de insectos de suelo y nematodos, por lo que se está utilizando como
controlador biológico, aunque para su aislamiento, su multiplicación y
aplicación, el operador puede desencadenar alteraciones en las vías
respiratoria (Roncal, 1993).
El problema en el Perú se acentúa por la falta de difusión y promoción de los
beneficios de los productos biológicos formulados, acentuándose con las
limitadas ofertas biológicas como alternativas frente a los pesticidas químicos
usados en la agricultura convencional (Riva, 2006).
1.1.2. Formulación del problema
¿Cuál será el rendimiento de extracción de esporas del hongo
Paecilomyceslilacinus, aplicando el método de extracción por inyección de
aire mediante compresión a diferentes velocidades?
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1.1.3. Justificación
Actualmente en el Perú es nula la oferta de productos biológicos formulados
para el control de plagas y enfermedades. A pesar de ello, se ha ido
incrementando cada año las áreas de cultivo aplicadas con controladores
biológicos que para el Departamento de La Libertad equivale el 25,5% del total
del área agrícola. Por lo tanto el mercado requiere de alternativas económicas,
efectivas y sostenibles con el fin de reducir el uso de agroquímicos y disminuir
los residuos tóxicos presentes en alimentos, proteger la salud del agricultor y
reducir la contaminación del medio ambiente (Riva, 2006).
En nuestro país no se producen controladores biológicos formulados a partir
de las esporas del hongoPaecilomyceslilacinus, refiriéndonos con ello a un
producto basado casi en su totalidad a unidades infectivas del hongo
(Esporas), por lo que solo se comercializa producto elaborado en fresco, lo
que conlleva a tener elevados costos que son inaccesibles a la economía de
los medianos y pequeños agricultores.
Las empresa nacional SOLAGRO S.A.C. vienen comercializando producto
fresco, es decir el crecimiento del hongo (incluyendo unidades efectivas) sobre
granos de cereal que representa el 99 % del peso total, los cuales son
elaborados de una manera artesanal, ocasionando una demora en atención a
la solicitud de los pedidos por los clientes y el riesgo de pérdida de peso
durante almacenamiento y de contaminación biológica hasta un 10 % , además
de un uso excesivo de espacio en el almacenamiento, dependencia a las
fluctuaciones de precio de la materia prima a lo largo del año e incluso de
condiciones ambientales desfavorables para la producción en algunos meses
del año cuando la temperatura es elevada y él % HR baja ( Riva, 2006).
Frente a este problema, se ha visto la necesidad de emplear un equipo
especializado en el filtrado del hongo para una mayor obtención de producto
formulado, teniendo en cuenta que este equipo no cuenta aún con una
certificación y que no ha sido evaluado detalladamente, analizaremos el
rendimiento de este aplicación dos diferentes frecuencias de movimiento de
las paletas extractoras, para verificar cuál de estas es la que proporciona
mayor rendimiento en la extracción de esporas del hongo
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Paecilomyceslilacinus. De la evaluación de resultados, se elegirá la mejor
frecuencia de extracción de esporas, lo cual permitirá reducir costos de
producción e incrementar la comercialización así como disminuir el alto índice
de perecibilidad de producto fresco y eliminar el alto riesgo de susceptibilidad
del producto fresco en campo a las condiciones ambientales desfavorables
(Riva, 2006).
1.1.4. Antecedentes
En Cuba se usa ampliamente TrichodermaharzianumRifai cepa A 34 como
hongo antagonista contra diferentes fitopatógenos fúngicos, desarrollando
formulaciones para lograr una vida en estante más prolongada, para lo cual las
esporas fueron separadas y concentradas y durante estos procesos el grado
de pureza del polvo extraído puede ser muy variable, pero siempre debe
cumplir con las exigencias del formulado. La colecta de esporas se hizo sobre
arroz y en mezcla con cáscara del mismo, empleando los métodos de
separación por lecho fluidizado y ciclón dual, y de separación por tamizaje
vibratorio. Con el primer método en 20 min se colectó el 2,2% de las esporas y
un concentrado final de 3,6 x esporas . Con el tamizaje vibratorio se
obtuvo el 29,7% de las esporas colectadas con un solo tamiz de 209 μm a una
concentración de 4,5 x esporas · g-1. Con los dos métodos la viabilidad de
las esporas y el nivel de contaminación estuvieron dentro del rango de calidad
permisible, así como el tamaño de partícula que se requiere para la aplicación
de bioproductos fúngicos para la agricultura (Elosegui y col. ,2009).
En la última década, en el mercado encontramos equipos recomendados para
la separación de esporas de hongos entomopatógenos y antagonistas a partir
de sustratos como arroz, trigo, u otros que con determinadas modificaciones
ingenieriles se pueden adaptar para estos fines. Estos cosechadores de
esporas permiten la eliminación de partículas grandes mayores que 100 μm
las que pueden bloquear los orificios de los aspersores y filtros en los equipos
de aplicación, una alta calidad de la separación de esporas, lo cual mejora la
estabilidad física de las formulaciones y una operación segura ya que la
generación de aerosoles es mínima. Por ejemplo, CABI- BioScience de Reino
Unido comercializa el cosechador de esporas Mycoharvester (MH) con el
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modelo industrial MH-3 logrando un procesamiento de media tonelada diaria
de sustrato lo que optimiza también espacio para el almacenamiento por el
nivel alto de concentración de esporas que se logra. Entre las desventajas de
equipos muy especializados en el mercado figuran el alto precio y la poca
eficiencia en la separación de las esporas para algunos aislados y especies
fúngicos. Habitualmente los conidios concentrados son secados con sílica gel
hasta valores menores de un 5% de humedad relativa (Elosegui, 2006).
En Nicaragua las esporas de hongos se obtienen manualmente utilizando
tamices y frotación, pero solo es práctico para la producción a pequeña escala.
La cosecha del hongo como parte del proceso de producción semi-industrial,
consiste en separar del sustrato (arroz) de las estructuras del hongo (conidias
y/o esporas) para su posterior formulación, obteniéndose un polvo que
contiene esporas y/o conidias y micelio más las partículas del sustrato de
arroz. En condiciones ambientales, las conidias cosechadas pueden ser
afectadas por la luz, humedad y altas temperaturas; por lo debe mantenerse
en refrigeración para preservar su viabilidad por más tiempo. Durante todo el
proceso de producción, el control de calidad constituye un factor clave porque
permite garantizar el proceso de producción (rendimiento), además que el
producto obtenido es de calidad y se evita la pérdida de materiales y reactivos
(Monzón, 2001).
Ensayos a nivel de invernadero, realizados con el objeto de probar la
efectividad del hongo Paecilomyceslilacinus revelaron que el hongo posee un
alto grado de eficacia sobre la reproducción de las especies del nemátodo del
nudo (Meloidogynejavanica. Meloidogyne arenaria y Meloidogyneincognita),
infestando principalmente a los huevos y ocasionalmente a las hembras
(Jimenez y Gallo, 1986).
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1.1.5. Objetivos
1.1.5.1. General
Evaluar el efecto dela velocidad de agitación en lecho móvil, para el
rendimiento de extracción de esporas de Paecilomyceslilacinus.
1.1.5.2. Especifico
• Determinar la cantidad de esporas de Paecilomyceslilacinus
obtenidas mediante el métodos de extracción por agitación en lecho
móvil utilizando diferentes velocidades de extracción.
• Comparar el rendimiento en la obtención de esporas por el método
de extracción por agitación en lecho móvil en 840 y 1080 rpm.
1.2. MARCO REFERENCIAL
1.2.1. Marco Teórico
1.2.1.1. Control Biológico
Control biológico es la reducción de la densidad de inoculo o más
organismos antagónicos, en forma natural o por manejo de
ambiente, hospedante o de los propios microorganismos. Los
principios que se debe tener en cuanta en el control biológico son:
Intercambio de patógenos, es el fenómeno en el cual un patógeno
dominante es controlado por tratamiento de suelos y un patógeno
secundario no controlado se vuelve el nuevo patógeno dominante y
efecto “boomerang” (Mont, 2002).
Benites y col (2004) definen a control biológico como la reducción
de la actividadinfecciosa de un patógeno manipulando el ambiente, o
introduciendo unantagonista del agente que se quiere controlar; y
surge en los últimos añoscomo una alternativa al uso de los
pesticidas, utilizando como agentes decontrol a microorganismos del
suelo, mediante una interacción directa entre elpatógeno y el agente
de biocontrol (BCA).
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1.2.1.2. Hongos Entomopatógenos
Allendes (2007) define a los hongos entomopatógenos como
parásitos de insectos con una alta capacidad de esporulación y
supervivencia, siendo sus mayores ventajas su fácil manipulación y
adaptación a diversos ambientes, especificidad y capacidad de
penetración directa a través del tegumento.
Ciertos hongos entomopatogenosposeen características muy
especiales que les permiten sobrevivir como parásitos sobre los
insectos y en forma saprofita sobre material vegetal en
descomposición. El crecimiento saprofito puede dar como resultado
la producción de conidióforos, conidias y desarrollo miceliano. Esta
característica permite que el hongo pueda ser cultivado en el
laboratorio utilizando técnicas de producción en masa de bajo costo.
Los hongos tienen un gran potencial para ser empleados como
biocontroladores. Entre los principales hongos que presentan estas
características están: Beauveria, Metarhizium y Paecilomyces.
Las principales ventajas de estos hongos son:
1. Presentan grados variables de especificidad, pueden ser
específicos a nivel de familia o especies muy relacionadas. En el
caso de las cepas, pueden ser específicas a nivel de especie, sin
afectar a los enemigos naturales.
2. Si el entomopatógeno encuentra las condiciones adecuadas para
introducirse y colonizar un ecosistema, se reproduce y renueva en
forma continua, es decir, se vuelve persistente, haciendo
innecesarias nuevas aplicaciones.
3. Se pueden aplicar mezclas de hongos entomopatógenos con
dosis sub letales de insecticidas para lograr efectos sinérgicos
superiores a los logrados con aplicaciones de cada producto por
separado.
4. No contaminan el medio ambiente ni afectan al hombre u otros
animales superiores.
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5. Cuando el hongo no llega a causar la muerte directamente, se
presentan efectos secundarios que alteran el normal desarrollo del
ciclo de vida del insecto.
Así mismo es posible encontrar algunas desventaja, tales como:
1. Sensibilidad a la variación de las condiciones climáticas como
temperaturas extremas, desecación y luz ultravioleta. Estas
limitantes están siendo contrarrestadas mediante el uso de aditivos
(protectores solares, aceites, antidesecantes).
2. Requieren de condiciones de almacenamiento más exigentes que
las moléculas inorgánicas, para evitar que pierdan su patogenicidad.
3. En general, los insecticidas biológicos no matan
instantáneamente.
Alcanzan buenos niveles de control entre una y tres semanas
después de la aplicación, dependiendo de la plaga y del ambiente.
Sin embargo, el insecto deja de ser plaga al ser parasitado por el
hongo, deja de alimentarse mucho antes de morir, disminuyendo el
daño (Cañedo y Ames, 2004).
1.2.1.3. Hongo Paecilomyceslilacinus
Según Samson (1975), la taxonomía y características generales del
género Paecilomyces es la siguiente:
Clase: Deuteromycetes
División: Eumycota
Orden: Moniliales
Familia: Moniliaceae
Subfamilia: Hyalosporae
Género: Paecilomyces
Paecilomyces presenta talo unicelular, micelio bien desarrollado (hifas
sifonadas o no sifonadas, septadas o no). Cuerpos polares presentes.
Flagelos y centríolos ausentes. Reproducción asexual por gemación,
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fragmentación (artrosporas), esporangiosporas o conidios.
Reproducción sexual, cuando se conoce, por zigosporas, ascosporas o
basidiosporas.
Los conidióforos del género Paecilomycesson ramificados, agrupados o
irregulares. Las conidias se encuentran agrupadas en forma de
cadena. Paecilomyces s lilacinus presenta un rápido crecimiento de
sus hifas. El Conidióforo presenta grupos de ramificaciones laterales,
cada una de las cuales presenta de 2 a 4 divisiones ovaladas antes de
las conidias. Estas últimas, tienen una longitud de 2,5-3,0 µm y de 2,0-
2,2 µm de ancho; presentan coloración lila (López, 1995).
En caso de vibración o movimientos de aire, estas conidias se liberan
en grandes cantidades, por esto el hongo se propaga efectivamente.
La facultad que posee para parasitar huevos de nematodos, también se
ve algunas veces o se expresa sobre nematodos en estados libres o
móviles, o sobre hembras sedentarias, pero es más agresivo sobre los
huevos. (Cabanillas y col. 1989).
1.2.1.4. Hongo Paecilomyceslilacinus como una alternativa de control Biológico
Entre los agentes biológicos existen algunos hongos que pueden limitar
el incremento poblacional de los nematodos. Se encuentran
comúnmente en el suelo y se clasifican como endoparásitos
depredadores y oportunistas, entre los oportunistas se encuentran los
que parasitan huevos de nematodos que son los más efectivos en
reducir las poblaciones de nematodos. Los hongos se dispersan
rápidamente por el suelo, son ubicuos y abundan en la rizosfera cerca
de las estructuras reproductivas de los fitonemátodos. Están bien
adaptados al ambiente, son excelentes competidores y pueden
sobrevivir periodos fuera del hospedero; además poseen cierto grado
de especialización y características que los capacitan para predominar
en su nicho ecológico único. Algunos hongos oportunistas con
capacidad de degradar quitina (quitinolisis) están asociados con el
parasitismo de huevos de nematodos, sin embargo la quitinolisis no es
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el único proceso utilizado por los hongos al parasitar los huevos de
nemátodos. (Lara y col., 1996).
Según Plabi (2003), el hongo Paecilomyceslilacinus da inicio a su
función de biocontrolador al parasitar los huevos del nematodos,
juveniles y adultos, durante ésta etapa inicial no hay producción de
toxinas. Cuando las esporas del hongo entran en contacto con los
nemátodos se inicia la infección porque encuentran las condiciones
ideales para iniciar el proceso de germinación, estas esporas producen
enzimas que diluyen la cutícula y penetran al interior del nematodo.
Cuando ingresa al hospedero, el hongoPaecilomyceslilacinus se
reproduce muy rápidamente emitiendo metabolitos tóxicos, tales como
enzimas líticas que ocasiona destrucción de ovarios y reducción de la
eclosión, producción de toxinas que afectan el sistema nervioso y
causan deformación en el estilete de los nematodos que sobreviven, lo
que permite reducir el daño y sus poblaciones, a valores de pH
ligeramente ácidos, se producen toxinas que afectan el sistema
nervioso de los nematodos, dicho metabolitos envenenan el nemátodo
(causándole deformaciones, vacuolizaciones y pérdida de movimiento)
hasta causarle la muerte, disminuyendo de esta manera su número en
los cultivos. Si se regulan los nemátodos con formulaciones a base
dePaecilomyceslilacinus, se necesitan menos aplicaciones, pues se
conservan y restablecen el balance natural del ecosistema, con la
ventaja que no afecta parásitos ni depredadores.
Pueden usarse en conjunto con algunos fertilizantes químicos y
técnicas de repoblamiento de flora microbiana del suelo sin afectar su
virulencia y patogenicidad. Lo anterior si sus esporas aun se
encuentran en latencia. Generalmente estos formulados a base de
esporas en latencia de Paecilomyceslilacinus han sido recuperadas del
campo, donde afectan a diferentes nemátodos, estos se llevan al
laboratorio, se aíslan y se reproducen técnicas para conservar su
viabilidad, patogenicidad y virulencia (Plabi, 2003)
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1.2.1.5. Métodos de Extracción de Esporas
- Maquinaria de extracción de esporas Semi-industrial (El
MycoHarvester)
Es un aparato diseñado para la recolección segura y eficiente de
esporas de hongos de un substrato sólido (ej. hongos esporulados
sobre granos como el arroz). Es apropiado para producción a pequeña
escala, preparaciones no continuas de muestras de micopesticidas o
productos similares, concentrando las conidias de una manera fácil de
desecar y embalar. El MycoHarvester no sólo es fácil de usar, sino que
los extractos del interior del ciclón también tienen una buena calidad en
cuanto las especificaciones en tamaño de partículas, sin contener
partículas grandes que podrían bloquear los orificios del aspersor o
sedimentarse en las formulaciones. Las principales ventajas del MH1
son: La eliminación de partículas grandes m(<100 μm), las cuales son
causantes del bloqueo de los orificios de los aspersores y filtros, alta
calidad de la separación de esporas, lo cual mejora la estabilidad física
de las formulaciones, Operación segura: el polvo de esporas es
absorbido dentro de la máquina, Rápido, procesamiento económico de
cantidades experimentales de micopesticidas: Normalmente 1 kg de
substrato procesado en <5 minutos, Facilita el mejor almacenamiento
por la concentración de esporas subsecuentemente a través del
secado(Bateman, 2002).
- Método de extracción de esporas por inyección de aire mediante
compresión
El método está basado en la creación de una maquina a utilizar para la
extracción de esporas, teniendo como base el modelo de un Tamizador
centrífugo Turbowest que es un equipo para tamizar en continuo
materiales secos o húmedos, incluso aquellos que se aglomeran
fácilmente, ya que dentro de la cámara hay unas paletas rotativas
helicoidales que propulsan continuamente el material contra la malla, y
la fuerza centrífuga resultante acelera las partículas y las hace pasar a
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través de la malla. Las paletas, que no están en contacto con la malla,
rompen los grumos que se hayan podido formar en el producto. Para
nuestro tamizador se tuvo que modificar o añadir un compresor que
ayudara a que las esporas no se fijen a las paredes de la criba y con
ayuda del aire inyectado puedan llegar a la salida inferior que se
encargara de recibirlas.
- Método de evaluación de la viabilidad de esporas después de la
extracción( Porcentaje viabilidad de esporas):
La viabilidad de los conidias se mantiene mayor tiempo en la
formulación líquida que en la sólida. Sin embargo, cuando en la
formulación líquida se utilizan aceites minerales o derivados de
petróleo, esta no es aceptada en producción orgánica debido al tipo de
aceite que contiene. Las conidias pierden su viabilidad a partir de los
10 - 15 días cuando se mantienen a temperatura ambiente, en cambio
la viabilidad se mantiene por más de 60 días en las mismas
condiciones, cuando las conidias son formuladas (Monzón, 2001).
• Germinación de esporas
La germinación de esporas de la gran mayoría de hongos
requiere al menos de alta humedad relativa, casi siempre por
encima del 90% (Lecuona, 1996).
• Factores que afectan la germinación:
- Efecto de la temperatura
Los requerimientos de temperatura para germinar varían
con las especies de hongos que se trate ya que los
Deuteromicetos germinan a temperaturas de 25°C. De
modo general, la temperatura óptima para los diferentes
hongos entomopatógenos varía de 10 a 30°C; la
temperatura favorable para P. lilacinus oscila entre 20-25°C
(Mata, 2008).
- Efecto de la Luz.
Todos los insecticidas microbianos son inactivados por
exposición a rayos solares. El efecto directo puede causar
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23
la reducción de la estabilidad de los microorganismos y un
tiempo limitado para su actividad. Las conidias de los
hongos entomopatógenos expuestas a dosis sub letales de
radiación UV experimentan cambios genéticos y/o
fisiológicos que puede afectar el índice de germinación y
crecimiento (Mata, 2008).
- Requerimiento de humedad.
Aunque las esporas pueden sobrevivir por largos períodos
en un medio extremadamente seco, una humedad relativa
de cerca del 90% es necesaria para su germinación y
rápido crecimiento (Nava, 2006).
1.2.2 Marco Conceptual
- Control biológico de plagas: Reducción de la densidad de inoculo o más
organismos antagónicos, en forma natural o por manejo de ambiente,
hospedante o de los propios microorganismos.
- Hongos: Son organismos unicelulares y pluricelulares heterótrofos, que no
forman auténticos tejidos. Las rígidas paredes de sus células están formadas
por fibras de quitina y su reserva energética es el glucógeno. Carecen de
cilios y flagelos en cualquier fase de su ciclo vital.
- Hongos Entomopatógenos: Hongos que actúan principalmente por contacto,
cuando el hongo es capaz de penetrar el insecto e invadirlo, provocándole la
muerte por micosis.
-Esporas o Conidias: Son estructuras del hongo que se encargan de realizar
el efecto sobre los nemátodos. Estas conidias o esporas al hacer contacto con
el cuerpo de los nemátodos, se fijan en la pared externa del cuerpo del
nematodo, luego germinan y producen unas estructuras especializadas, a
través de las cuales penetran en el cuerpo del nemátodos.
-Paecilomyceslilacinus: Hongo que controla fitonematodos, principalmente
especies del nemátodoagalladorMeloidogynespp. Este hongo parasita
huevos, adultos y quistes denemátodos. También puede afectar nemátodos
móviles que están fuera de las raíces.
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24
-Nemátodos: Son organismos microscópicos cilíndricos, lisos, no
segmentados y que tienen apariencia de gusanos. Son animales muy
pequeños que no se pueden ver a simple vista. La mayoría de ellos viven en
el suelo y se alimentan de las plantas a través de las raíces, causando graves
pérdidas en los cultivos, ya que el daño en las raíces no permite que las
plantas absorban el agua y los nutrientes del suelo.
- Extracción de Esporas: Consiste en separar del sustrato (arroz) de las
estructuras del hongo (conidias y/o esporas) para su posterior formulación.
- Extracción de esporas por inyección de aire mediante compresión: Consiste
en tamizar en continuo el sustrato de maíz fresco mas hongo, aplicando la
fuerza centrífuga que romperá los grumos durante el funcionamiento y se
inyectara aire mediante un compresor, para ayudar a que las esporas circulen
a la salida de la máquina.
- Extracción por MycoHarvester: Es un aparato diseñado para la recolección
segura y eficiente de esporas de hongos de un substrato sólido (ej. hongos
esporulados sobre granos como el arroz). Es apropiado para producción a
pequeña escala, preparaciones no continuas de muestras de micopesticidas o
productos similares, concentrando las conidias de una manera fácil de
desecar y embalar
- Evaluación del rendimiento: Se refiere a la cantidad de gramos de polvo
cosechado y él % de Viabilidad/ g de polvo cosechado. A partir de este
rendimiento se procede a estimar el rendimiento neto, para lo cual es
necesario conocer la viabilidad del hongo cosechado.
- Determinación del peso del polvo cosechado: Se pesa la cantidad de polvo
cosechado por bandeja o por kilo de maíz. Este rendimiento depende de la
especie de hongo, de la cepa y del método de producción.
-Viabilidad: La viabilidad de la espora (tiempo en que permanecen viables,
esto es, que son capaces de llevar a cabo una germinación exitosa), es un
factor básico para el establecimiento de los helechos en su hábitat natural
(Pérez y Reyes, 1993).
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II. MARCO METODOLÓGICO
2.1. Hipótesis
Con la velocidad 1080 RPM utilizada en el método por inyección de aire
mediante compresión, se obtendrá un mayor rendimiento en la extracción de
las esporas del hongo Paecilomyceslilacinus.
2.2. Variables
2.2.1. Definición conceptual
Variable dependiente: Porcentajeen rendimiento de extracción de
esporas
Variable Independiente: Velocidadde movimiento de las paletas
extractoras
2.3. Metodología
2.3.1. Tipos de estudio
De acuerdo al fin que se persigue: Investigación Aplicada
De acuerdo a la técnica de contrastación: Investigación Experimental
De acuerdo al régimen de investigación: Orientada.
2.3.2. Diseño Diseño experimental: Se realizó la extracción de esporas del hongo
Paecilomyceslilacinus del sustrato de maíz partido por el método de
inyección de aire mediante compresión, utilizando 2 velocidades (840 y 1080
RPM).
Se trabajará un diseño experimental factorial, con un total de 2 tratamientos
y 3 repeticiones, haciendo un total de 6 unidades experimentales analizadas
durante el periodo de estudio (1 día), como variable dependiente se
considera el porcentaje de rendimiento de extracción de esporas y como
variable independiente las velocidades de extracción.
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2.4. Población y muestra
- Población: 900 Kg de sustrato de maíz entero+ Espora de P.
lilacinus
- Muestra: 22.5 Kg de sustrato de maíz entero + Espora de P.
lilacinus
Extracción 840 RPM
Extracción 1080 RPM
Espora Pura
Tº Ambiente
25 ºC Aprox.
Porcentaje de
Rendimiento
Figura 1. Diseño Experimental
Maíz entero + espora
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27
2.5. Método de investigación
2.5.1. Método de extracción por agitación en lecho móvil:
– Materiales:
• Sustrato (Maíz + Espora del hongo Paecilomyceslilacinus)
• Extractor de esporas por lecho móvil
• Bolsas de Polipropileno 10x15x2.
• Alcohol
• Papel toalla
– Procedimiento:
El sustrato se vertió por la parte superior del Extractor (Ver ANEXO 3)
dirigiéndose a la cámara de tamizaje por medio de un tornillo sinfín.
Dentro de la cámara hubo unas paletas rotativas helicoidales que
propulsaron continuamente el material contra la malla, y la fuerza
centrífuga resultante aceleró las partículas y los hisos pasar a través de
la malla. Las paletas, que no estaban en contacto con la malla,
rompieron los grumos que se pudieron haber podido formar en el
sustrato. Los granos de mayor tamaño que los huequitos de la malla se
evacuaron por la salida y las esporas tamizadas se evacuaron por la
parte inferior, siendo totalmente empujadas por el aire a alta presión
adicionado (Ver ANEXO1).
2.5.2. Método de evaluación de Porcentaje de viabilidad de esporas después de
la extracción:
A partir de la dilución 10-4 con una pipeta estéril se procedió a tomar
aproximadamente 1 mL, el cual se depositó alrededor de una placa petri
que contenía Agar SabouraudSacarosado (SDA).
Las placas se incubaron a temperatura ambiente y se expusieron a luz
constante durante 18-24 horas. Una vez transcurrido este tiempo se
llevó al microscopio. La observación se hizo con el objetivo 40X y se
contó un mínimo de 100 esporas (entre germinadas y no germinadas).
Con los datos obtenidos se calculó porcentaje de germinación
(viabilidad), para lo cual se utilizó la ecuación 1.
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% G: Porcentaje de Germinación
Ng: Número de esporas germinadas
Nng: Número de esporas no germinadas
2.6. Métodos de análisis de datos
Para el procesamiento de los datos se utilizará el programa Statistica 7.0, se
efectuará el ANVA utilizando el diseño con medias repetidas en 2 momentos: Se
evaluará el rendimiento de extracción de esporas en relación a la interacción de
frecuencias.
(Ecuación1)
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III. RESULTADOS
Se realizaron tres repeticiones para evaluar los porcentajes de
rendimiento,utilizando las diferentes velocidades (840 RPM y 1080 RPM) de
extracción deesporas de P. lilacinus,cuyos datos se pueden evidenciar en la Tabla
1.
Tabla 1. Porcentaje de rendimiento de extracción, utilizando dos velocidades (840
RPM y 1080 RPM) con tres repeticiones cada una.
FECHA MUESTRA
SUSTRATO + ESPORA
ESPORA PURA
PESO (Kg)
% VIABILIDAD
PESO (g)
PROMEDIO (g)
% VIABILIDAD
% RDTO
16/11/2012
840 RPM R1
1.5
99
21.62
22.05 98
1.44%
840 RPM R2
1.5 21.87 1.46%
840 RPM R3
1.5 22.67 1.51%
1080 RPM R1
1.5
99
36.47
36.79 99
2.43%
1080 RPM R2
1.5 36.82 2.45%
1080 RPM R3
1.5 37.08 2.47%
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En la Tabla 2, se muestra la Media, Desviación Estándar y el Coeficiente de
variación, del porcentaje de rendimiento de extracción de esporas de
Paecilomycelilacinus, utilizando 840 RPM y 1080 RPM.
Tabla2. Descripción del % de rendimiento en cada velocidad de extracción.
% Rendimiento
840 RPM 1080 RPM
Media 1.47% 2.45%
DesviaciónEstándar 0.04% 0.02%
Coeficiente de Variación (%) 2.49% 0.83%
En la Tabla 3, se muestran los resultadosdel ANVA, utilizada para verificar si hubo
influencia significativa de variación entre los porcentajes de rendimientos en la
extracción utilizando dos velocidades 840 RPM y 1080 RPM.
Tabla 3. ANVA para rendimiento de esporas.
FV GL SC CM F p
VELOCIDAD 1 1.44780 1.44780 1651.34 0.000002
Error 4 0.00351 0.00088
Total 5 1.45130
Dónde:
FV: Fuente de Varianza
GL: Grados de Libertad
SC: Suma de Cuadrados
CM: Cuadrados Medios
F y p: Intervalos de confianza
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En la Figura 2, se observan los promedios del porcentaje de rendimiento de
extracción en función a las velocidades de agitación en lecho móvil, se obtuvo
como resultado en 840 RPM un porcentaje de 1.5 y con 1080 RPM un
porcentaje de 2.5, mostrando una variación de este después de realizado el
tratamiento de extracción.
Figura 2.Variación del porcentaje de rendimientode extracción en función
a las velocidades de agitación en lecho móvil.
VELOCIDAD (PRM) 840 1080
VELOCIDAD; Weighted Means
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En la Tabla 4, semuestra los resultados del ANVA utilizada en este caso para
determinar si hubo influencia significativa de variación en el porcentaje de
viabilidad de la espora pura del hongo P. lilacinus.
Tabla 4. ANVA para porcentaje de viabilidad de esporas.
FV GL SC CM F p
VELOCIDAD 1 1.50 1.50 2365.23 0.123
Error 4 0.00 0.00
Total 5 1.50
Dónde:
FV: Fuente de Varianza
GL: Grados de Libertad
SC: Suma de Cuadrados
CM: Cuadrados Medios
F y p: Intervalos de confianza
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En el Figura 3, no se observó variación estadística significativa en el porcentaje
de viabilidad de la espora pura del hongo P. lilacinus, después de haber sido
sometido a extracción, utilizando 840 RPM que obtuvo como viabilidad un 98% y
1080 RPM un 99 %, cabe mencionar que en ambas frecuencias el sustrato más la
espora ingreso con 99 % de Viabilidad.
Figura 3. Variación del porcentaje de viabilidad de la espora pura
utilizando las velocidades 840 y 1080 RPM.
VELOCIDAD (PRM) 840 1080
VELOCIDAD; Weighted Means
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IV. DISCUSIÓN
Para efectuar la extracción de esporas del hongo P. lilacinus se utilizaron las
velocidades 840 RPM y 1080 RPM, encargadas de generar el movimiento de
las paletas extractoras; al evaluar el rendimiento,con 840 RPM se obtuvo un
1.5% y con 1080 RPM fue 2.5%. Riva (2007) a través de .extracción manual
obtuvo un 2.5% en rendimiento, utilizando como peso inicial 1.5 Kg de sustrato
fresco (maíz partido estéril) más espora pura del hongo estudiado, pero para la
culminación de dicha extracción empleo 10 horas.
SegúnMonzón(2007), el rendimiento de extracción de esporas depende de la
especie del hongo, de la cepa y del método de producción. En el proceso semi-
industrial este rendimiento puede variar entre 200 y 300 g de polvo/kg de arroz,
aproximadamente utilizando el método de extracción manual. Por ejemplo, B.
bassianacepa Bb-64 produjo 270 - 280 g de polvo/kg arroz; la cepa Bb-114
aproximadamente 220 g/kg arroz y la cepa NB aproximadamente 310 g/kg
arroz, obteniendo unrendimiento promedio de 26 % deacuerdo a la cepa de
hongo empleada. Analizando estos rendimientos con los del actual tratamiento
empleado con el equipo extractor, observamos una significativa diferencia de
estos como se muestra en la Tabla 1. Cabe resaltar que el sustrato en fresco
empleado en este antecedente fue arroz estéril y en esta investigación maíz
partido estéril.
Según Elósegui (2009), la eficiencia de la separación por lecho fluidizado
yciclón dual fue muy baja, con solo el 2,2% del total de esporas del
biopreparado original recuperadas y con un 97% de Viabilidad.Su análisis se
basa en dos sistemas de extracción, que al compararse con los porcentajes de
rendimiento obtenidos con el extractor de lecho móvil, son muy similares
cuando se utilizó1080 RPM ya que con esta se obtuvo 2.5 % en rendimiento, a
su vez se observa una diferencia mínima en el porcentaje de viabilidad pues
este en su estudio obtiene 97% mientras que el resultado de la
experimentación actual fue de 99%.
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Elósegui(2009),también utilizó el tamizaje eléctrico, obteniendo una eficiencia
del 0.1%cuandose emplearon los dos tamices en el equipo(209 mm y 35 mm)
ycon una viabilidad del 91%.Si realizamos una comparación con sus
porcentajes de rendimiento se observa fácilmente una significativa variación,
pues el rendimientoobtenido con 840 PRM fue de 1.5% y con 1080 RPM fue
2.5%, mucho menor a los porcentajes referidos por el autor. A su vez se
evidencia una notable variación en el porcentaje de viabilidades, ya que el
autor obtuvo 92% como máximo en este método de extracción y por el método
de extracción por agitación de lecho móvil se obtuvo un 99%.
Según Riva (2007), además de mencionar el rendimiento en peso de la
extracción realizada manualmente por el autor, también describe un análisis del
porcentaje de viabilidad del sustrato en fresco más la espora del hongo P.
lilacinusy un mismo análisis al término de este tratamiento para la espora pura,
mostrando como resultados un 99% de viabilidad del sustrato antes de pasar
por extracción y el mismo porcentaje de viabilidad (99%) para la espora pura
obtenida. De este tema también hace referencia Elósegui (2009) la viabilidad
de la espora pura obtenida fue baja,que podría deberse en parte a daño
mecánico de las esporas. Al comparar estos datos con los porcentajes de
viabilidad con los que la espora pura es obtenida luego del tratamiento, la
velocidad 840 RPM, genera más daño mecánico en las esporas que la
velocidad 1080 RPM, aunque por ser tan solo un 1% de diferencia entre
ambas, no existe diferencia estadística significativa.
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V. CONCLUSIONES
La velocidad de agitación presentó influencia significativa en el rendimiento de
extracción por lecho móvil de Paecilomyces lilacinus, obeteniendose mayor
rendieminto utilizando la velocidad de 1080 RPM (2.5 %) que con la velocidad de
840 RPM (1.5 %).
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VI. SUGERENCIAS
Instalar un sensor de Tiempo, para determinar con más exactitud cuánto es el
trascurso de tiempo que toma cada frecuencia en concluir con la extracción.
Se sugiere que en las partes de cierre del extractor se utilice un material que
genere más hermeticidad en sus partes, para evitar la pérdida de esporas por las
hendiduras no cubiertas.
Se requiere que se incluya un sistema de aire por compresión fijo en el extractor,
para evitar pérdidas de tiempo al colocar y retirar el sistema de aire por
compresión movible que actualmente se aplica.
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38
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
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SAMSON, R. Paecilomyces and some allied hypomycetes. [s. n], vol 6
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Page 42
42
ANEXO 1. Flujograma de Proceso de extracción de espora pura a partir de
un sustrato
Fuente: Elaboración propia
Sustrato
Extracción de
esporas
Maíz fresco +
residuos de
esporas
Espora pura
Maíz fresco
+ Hongo
Tamizador
industrial con
inyección de aire
por compresión
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43
ANEXO 2. Paecilomyceslilacinus
Fuente: Taxonomía de hongos fitopatógenos comunes, 1999
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44
ANEXO 3. Fotografías del tratamiento de extracción de esporas de
Paecilomyceslilacinus
Figura 4. Descripción del equipo.
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45
Figura 5. Realización de la extracción del hongo a partir del sustrato en fresco
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46
Figura 6. Análisis del % Viabilidad de la espora pura de Paecilomyces lilacinus