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Crotalaria juncea

Crotalaria juncea , conocida como cáñamo marrón , cáñamo indio , cáñamo de Madrás o cáñamo sunn , [2] [3] es una planta asiática tropical de la familia de las leguminosas ( Fabaceae ). Generalmente se considera que se originó en la India. [2]

Actualmente se cultiva ampliamente en las zonas tropicales y subtropicales [2] como fuente de abono verde , forraje y fibra lignificada obtenida de su tallo. El cáñamo de Sunn también se está estudiando como posible biocombustible. [4] Puede ser una maleza invasora y ha sido catalogada como maleza nociva en algunas jurisdicciones. [3]

Tiene flores amarillas y hojas alargadas y alternas. [5]

Descripción

Anual, c. 100–1000 cm de altura.

Numerosas ramas ascendentes, pubescentes.

Hoja simple, de c. 2,5-10,5 cm de largo, c. 6-20 mm de ancho, linear u oblonga, obtusa o subaguda, apiculada, pubescente en ambos lados, pelos adpresos, sedosas.

Pecíolo de 1,2–2,5 mm de largo; estípulas casi ausentes.

Inflorescencia en racimo erecto, terminal y lateral, de hasta 30 cm de largo, con 12–20 flores. Pedicelo de 3–7 mm de largo. Bráctea diminuta; bractéolas 2, debajo del cáliz. Cáliz de 1,8–2,0 cm de largo, pubescente, dientes linear-lanceolados. Corola de color amarillo brillante. Vexilo ovado-oblongo, ligeramente sobreextendido.

Fruto de 2,5–3,2 cm de largo, sésil, pubescente, con 10–15 semillas. Floración: mayo–septiembre.

Aplicaciones modernas

Crotalaria juncea tiene muchas aplicaciones prácticas en el mundo moderno. En primer lugar, es una fuente de fibra natural. Se utiliza para cuerdas, redes de pesca, sogas y más. [6] Es particularmente beneficioso debido a su resistencia a los nematodos agalladores y también es un cultivo que mejora el suelo a través de la fijación de nitrógeno. La Estación de Investigación Sunnhemp de Uttar Pradesh investigó más a fondo el impacto genotípico de Crotalaria juncea en el rendimiento de fibra. Se observaron cuatro genotipos diferentes de Crotalaria juncea durante tres años para determinar qué genotipo produciría un alto rendimiento de fibra. Los datos importantes que se recopilaron sobre los genotipos de la planta incluyen altura (cm), diámetro basal (mm), peso de biomasa verde (q/ha), peso de fibra (q/ha) y peso de palo (q/ha). De los cuatro genotipos, a saber, SUIN-029, SUIN-080, SUIN-037 y SUIN-043, SUIN-029 fue superior en cuanto a producir un alto rendimiento de fibra. [6] Este genotipo puede incluso utilizarse como modelo para futuros cruces. [6]

Otra aplicación práctica de Crotalaria juncea incluye el uso de combustible. Crotalaria juncea tiene un valor de combustible relativamente alto. De hecho, se está investigando un método de optimización de procesos para la extracción de aceite de Crotalaria juncea con el fin de utilizar el valor de combustible en Crotalaria juncea . [7] El método actual de extracción de aceite se conoce como extracción basada en soxhlet, que tiene un rendimiento de aceite del 13 % en cuatro horas a 37 grados Celsius. Sin embargo, una nueva extracción basada en partición trifásica muestra un rendimiento de aceite del 37 % en dos horas a 37 grados Celsius. [7] Además, los factores de optimización que se identificaron incluyen sulfato de amonio y butanol, pH y temperatura, y estos factores afectan el rendimiento de aceite. [7]

Además, Crotalaria juncea tiene aplicaciones en el campo agrícola ya que impacta en la producción de alimentos comunes. Crotalaria juncea se identifica como una planta que es un importante cultivo de cobertura de verano en el sureste de los Estados Unidos. Los efectos alelopáticos de Crotalaria juncea en malezas, cultivos de hortalizas y cultivos de cobertura se observaron a través de experimentos de invernadero y cámara de crecimiento. [8] Crotalaria juncea redujo tanto la germinación como las plántulas de varias especies de cultivos (pimiento morrón, tomate, cebolla y otros). La actividad aleloquímica en Crotalaria juncea estaba en las hojas y permaneció activa durante 16 días después de la cosecha. [8] Además, el efecto aleloquímico de Crotalaria juncea puede tener aplicaciones prácticas para el manejo de malezas. [8]

De manera similar, Crotalaria juncea se puede utilizar para mejorar los patrones de nutrientes en las plantas agrícolas. Por ejemplo, la fertilidad del suelo en Paraiba, Brasil, es generalmente baja. Para rectificar esto, a menudo se utiliza estiércol animal para suministrar nutrientes a los cultivos agrícolas. [9] Sin embargo, los investigadores en Brasil plantearon la hipótesis de que la plantación e incorporación de Crotalaria juncea con estiércol animal podría mejorar el patrón de mineralización de nutrientes para los cultivos agrícolas. [9] Se utilizaron experimentos de campo e invernadero para probar esta hipótesis. Después de medir las cantidades de nitrógeno, fósforo y potasio en los suelos, se descubrió que Crotalaria juncea junto con solo la mitad de la dosis habitual de estiércol de cabra produjo los mejores resultados. [9] Esto se debe a que los suelos que consistían en esta composición evitaron la inmovilización de nitrógeno al tiempo que aumentaron los niveles de fósforo y potasio dentro del suelo. [9] En otras palabras, Crotalaria juncea pudo mejorar el patrón general de mineralización de nutrientes para los cultivos agrícolas.

Además, otras investigaciones también observaron el potencial de Crotalaria juncea para ser utilizada como abono orgánico. Los investigadores en Brasil buscaron la mejor composición de abono orgánico utilizando varias combinaciones de Crotalaria juncea y pasto Napier. [10] El objetivo era encontrar la mezcla entre Crotalaria juncea y pasto Napier que rindiera la mayor producción de plántulas de hortalizas. Más específicamente, se midió la producción de plántulas de hortalizas de lechuga, remolacha y tomates observando la altura de los brotes, la producción de masa fresca en brotes y materia seca, y el número de hojas. [10] Los diversos compuestos que se observaron incluyen, 100% Crotalaria juncea , 66% Crotalaria juncea con 33% Napier, 33% Crotalaria juncea con 66% Napier, 100% de Napier, 33% Crotalaria juncea con 66% Napier donde el 5% de la masa es estiércol de ganado, Crotalaria juncea 33% con 66% Napier que incluye 100 litros de Agrobio diluido al 5% (biofertilizante), y finalmente, 100% Napier que también incluye 100 litros de Abrobio diluido al 5%. [10] El compost con 66% Crotalaria juncea y 33% de pasto Napier fue superior a otras combinaciones ya que esta combinación en particular produjo la mayor producción de plántulas de lechuga, remolacha y tomate. [10]

Aunque se informa que contiene factores antinutricionales como alcaloides, el cáñamo sunn se cultiva como forraje para alimentar al ganado, principalmente en la India. [2]

Fitorremediación

Existen varios métodos que han demostrado ser efectivos en la descontaminación y remediación de suelos contaminados. [11] Un método de remediación de suelos altamente aplicable conocido como fitorremediación ha demostrado ser específicamente efectivo cuando se utiliza en suelos contaminados con metales pesados. Se ha demostrado que la fitorremediación es efectiva para corregir Crotalaria juncea encontrada en suelos contaminados con herbicidas. El método de fitorremediación funciona eficazmente en la descontaminación y remediación mediante el uso de microorganismos y plantas para eliminar, transferir, estabilizar o destruir elementos dañinos. [12] Crotalaria juncea encontrada en suelos contaminados con herbicidas reveló una alta capacidad de fitorremediación. Además, la fitorremediación es efectiva en la eliminación de cobre, que se ha identificado como un metal fuertemente presente en el suelo de Crotalaria juncea.

Efectos del cobre

El suelo cultivado con altos niveles de cobre ha demostrado ser eficaz para aumentar el crecimiento de Crotalaria juncea . Sin embargo, un exceso de cobre en los tejidos vegetales ha demostrado el potencial de afectar tanto los procesos fisiológicos como los bioquímicos, incluida la fotosíntesis. [13] La toxicidad resultante del exceso de cobre también ha dado lugar a efectos alterados que se ha descubierto que afectan a los niveles celulares y moleculares de la planta. [14] Los niveles excesivos de cobre pueden, en última instancia, provocar el agotamiento de los nutrientes necesarios. Esta deficiencia de nutrientes se produce cuando las interacciones del cobre con los grupos sulfhidrilo de las enzimas y las proteínas inhiben la actividad enzimática o dan lugar a cambios en la estructura o al reemplazo de elementos clave. [14] Las estructuras de los cloroplastos se han visto afectadas por el exceso de cobre, lo que en última instancia ha dado lugar a una disminución de los niveles de pigmentación de Crotalaria juncea . [15] Sin embargo, existen estudios que han indicado que Crotalaria juncea tiene una alta tolerancia a las concentraciones de cobre en el suelo y en los sistemas radiculares, lo que son rasgos beneficiosos para los programas de fitoestabilización. [16]

Fosfato yRhizophagus clarus

Los estudios también han demostrado que el fosfato y Rhizophagus clarus (un hongo micorrízico arbuscular) son capaces de alterar las respuestas fisiológicas de Crotalaria juncea que se encuentra en suelos con altos niveles de cobre. [17] Se ha demostrado que el fosfato es eficaz para reducir el nivel de toxicidad en Crotalaria juncea , lo que resulta en la promoción del crecimiento de la planta. Cuando la aplicación de fosfato se combina con la inoculación de Rhizophagus clarus, el resultado es un efecto sinérgico que permite reducir los niveles de toxicidad del cobre a través de varios mecanismos. [17] Esto, en última instancia, permite un mayor crecimiento de Crotalaria juncea a pesar de haber sido cultivada en altos niveles de cobre.

Se han utilizado otros métodos eficaces para reducir los niveles de cobre en Crotalaria juncea mediante el uso de hongos micorrízicos arbusculares (HMA). [17] La ​​absorción de fosfato mejora significativamente en presencia de HMA, lo que reduce eficazmente la cantidad de metales pesados ​​disponibles. [18] La simbiosis con HMA y la suplementación del suelo con fosfato permite promover el crecimiento de Crotalaria juncea. A pesar de los altos niveles de cobre en el suelo de Crotalaria juncea , se han determinado mecanismos que pueden revertir los efectos tóxicos del cobre y permitir el crecimiento de la planta.

Referencias

  1. ^ Crotalaria juncea L. Plantas del mundo en línea . Consultado el 2 de septiembre de 2023.
  2. ^ abcd Heuzé V., Thiollet H., Tran G., Lebas F., 2018. Cáñamo Sunn (Crotalaria juncea). Feedipedia, un programa del INRA, CIRAD, AFZ y FAO. https://www.feedipedia.org/node/313
  3. ^ ab Sheahan, CM (2012), Guía de plantas del USDA para cáñamo solar (Crotalaria juncea)
  4. ^ Perry, A. Sunn El cáñamo se muestra prometedor como fuente de biocombustible. USDA ARS News. 3 de enero de 2012.
  5. ^ Crotalaria juncea. Guía de plantas del USDA NRCS.
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  7. ^ abc Dutta, R., Sarkar, U., y Mukherjee, A. (2015). Optimización del proceso para la extracción de aceite de Crotalaria juncea mediante partición en tres fases. Cultivos y productos industriales, 71, 89-96.
  8. ^ abc Skinner, EM, Díaz-Pérez, JC, Phatak, SC, Schomberg, HH y Vencill, W. (2012). Efectos alelopáticos del cáñamo solar (Crotalaria juncea L.) sobre la germinación de hortalizas y malezas. HortScience, 47(1), 138-142.
  9. ^ abcd Silva, TOD, & Menezes, RSC (2007). Fertilización orgánica de papa con estiércol y/o Crotalaria juncea: disponibilidad de N, P y K en el suelo durante toda la temporada de crecimiento. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 31(1), 51-61.
  10. ^ abcd Leal, MADA, Guerra, JGM, Peixoto, RT y de Almeida, DL (2007). Utilización de compost orgánico como sustrato para la producción de plántulas de hortalizas. Horticultura Brasileira, 25(3), 392-395.
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