Diseño y síntesis de semiconductores orgánicos con capacidad de organización, alta movilidad de portadores de carga y bajo band gap

Desde hace ya algunos años la búsqueda de energías alternativas a los combustibles fósiles es uno de los grandes retos a nivel mundial. Según los datos de la Agencia Estadounidense de Información sobre la Energía (EIA), el consumo energético en el mundo fue de 18 TW en 2015 y se espera que este consumo se dispare hasta alcanzar los 25 TW en 2035 y los 30 TW en 2050. Parece, por tanto, necesario dar respuesta a esta demanda creciente, y no solo considerar de dónde va a proceder esta energía sino también cuáles van a ser las consecuencias derivadas de este aumento en el consumo energético. Ya en el año 2007 la Academia Sueca reconoció, con la concesión del Premio Nobel de la Paz al ex vicepresidente de Estados Unidos Al Gore y al Grupo Intergubernamental de expertos sobre Cambio Climático (IPCC) de Naciones Unidas, la necesidad de concienciación de que el modelo de desarrollo que tenemos es ecológicamente insostenible. En este contexto, las energías renovables en general y, la energía solar en particular, tienen mucho que ofrecer. Una de las mayores ventajas de la energía solar respecto a las otras fuentes de energía es su enorme potencial, que los investigadores que trabajan en este campo resumen con la siguiente afirmación: la cantidad de energía solar que la Tierra recibe en una hora es mayor que el consumo mundial en el planeta durante todo un año. Al hablar de energía solar se suele distinguir entre energía solar térmica y energía solar fotovoltaica; la primera consiste en aprovechar la energía del sol para convertirla en calor, mientras que la segunda pretende transformar la radiación solar en electricidad por medio de unos dispositivos llamados células fotovoltaicas. Y es precisamente en este campo donde se centra este proyecto. El fundamento científico en el que se basan las células fotovoltaicas es el efecto fotoeléctrico, descubierto por Becquerel en 1839. No obstante, tendrían que pasar más de cien años hasta que investigadores de los laboratorios Bell en 1954 desarrollaran una célula de silicio monocristalino con un rendimiento del 6%. Y en 1958, con el lanzamiento del satélite Vangard I equipado con paneles solares se pudo demostrar la viabilidad de esta tecnología. Desde entonces, la investigación en esta área ha permitido desarrollar dispositivos con eficiencias superiores al 20%. No obstante, la fotovoltaica tradicional basada en elementos semiconductores tipo silicio presenta algunos inconvenientes como el impacto visual de los parques solares, los costes elevados o los rendimientos no muy altos. El descubrimiento de materiales orgánicos semiconductores, reconocido con el Premio Nobel de Química a Heeger, MacDiarmid y Shirakawa en 1976, ha permitido ampliar el campo de la fotovoltaica, ofreciendo la posibilidad de desarrollar células solares orgánicas frente a las células tradicionales inorgánicas. Las células fotovoltaicas orgánicas resultan atractivas ya que, en principio, presentan ventajas como reducción de costes y facilidad de procesado: los materiales orgánicos se pueden elaborar mediante procesos de impresión y recubrimiento de alta velocidad, aerosoles o impresión por inyección y se podrían aplicar como una pintura sobre superficies, tejados o edificios. La transformación de la energía solar en corriente eléctrica es un proceso que transcurre en varias etapas: 1. Absorción del fotón por parte del material orgánico. 2. Formación de un excitón (par electrón-hueco), donde el electrón, al absorber el fotón, es promovido a un nivel energético superior dejando un hueco en el nivel energético en el que se encontraba inicialmente. 3. Difusión del excitón, siendo muy decisiva la morfología del dispositivo. 4. Disociación del excitón y transporte de cargas, lo que requiere movilidades altas de los portadores de cargas. 5. Recolección de cargas en los electrodos. En el diseño de las células solares orgánicas, análogamente a los semiconductores tipo p y tipo n inorgánicos, se suelen combinar dos tipos de materiales orgánicos: un material orgánico denominado dador, que absorbe el fotón y que a continuación deberá ceder el electrón a un segundo material orgánico, denominado aceptor. Para que la célula resulte eficaz es necesario que se cumplan simultáneamente varios requisitos: 1. La energía del fotón incidente debe ser superior a la diferencia de energía entre los orbitales frontera del material orgánico, el HOMO (orbital molecular ocupado de más alta energía) y el LUMO (orbital desocupado de menor energía). Para ello, se necesitan materiales orgánicos semiconductores que presenten una diferencia de energía entre los orbitales frontera (ELUMO-EHOMO= band gap) menor de 2 eV. Materiales orgánicos con estas características son los polímeros conjugados, donde alternan dobles enlaces carbono-carbono con enlaces sencillos carbono-carbono. Uno de los polímeros orgánicos más utilizados como material dador es el P3HT (poli-3-hexiltiofeno). 2. Tanto el material orgánico aceptor como el material orgánico dador deben presentar movilidades altas para los portadores de carga, ya sean electrones o huecos. Este es uno de los campos en los que los materiales orgánicos se encuentran en clara desventaja frente a los materiales inorgánicos: la movilidad de electrones en el silicio monocristalino es 1500 cm2V-1s-1 y en el politiofeno tan solo 10-5 cm2V-1s-1. La movilidad de los portadores de carga aparece muy relacionada con la estructura del material, cuanto más cristalino sea el material, es decir, cuanto mayor sea su grado de organización, mejor será la movilidad. Este proyecto se centra en la búsqueda de materiales orgánicos que puedan funcionar como dadores en el dispositivo fotovoltaico. Y en lugar de centrarse en materiales de tipo polimérico, se ha preferido explorar otra vía: materiales orgánicos semiconductores pero con estructura de moléculas pequeñas. Hay varias razones para intentar sustituir los materiales poliméricos por moléculas pequeñas como, por ejemplo, la difícil reproducibilidad de resultados que se encuentra con los materiales poliméricos y su baja cristalinidad, en general. Entre las moléculas orgánicas sencillas que pudieran ser utilizadas como el material dador en una célula fotovoltaica orgánica llama la atención el atractivo de las moléculas de epindolidiona y quinacridona. En los dos casos se trata de moléculas planas, con enlaces conjugados y que presentan anillos condensados, cuatro en el caso de la epindolidiona y cinco en el caso de la quinacridona. Además ambos compuestos aparecen doblemente funcionalizados con grupos dadores de enlace de hidrógeno (NH) y aceptores (grupos carbonilo C=O). Por su estructura, estas moléculas podrían organizarse tanto en el plano, mediante la formación de varios enlaces de hidrógeno intermoleculares, como en apilamientos verticales tipo columnar, por las interacciones entre las superficies de los anillos aromáticos que forman parte de su estructura (tres en el caso de la quinacridona) y dos (en el caso de la epindolidiona). Esta organización debería traducirse en una mayor movilidad de portadores de carga, cumpliendo así con uno de los requisitos de un material orgánico para su aplicación en fotovoltaica. De estas dos moléculas, en este trabajo se profundiza en las moléculas tipo quinacridona, ya que el desarrollo de las moléculas tipo epindolidiona se llevó a cabo en un proyecto de investigación financiado por una beca Repsol y concedida a Guillermo Menéndez, alumno del Grado en Tecnologías Industriales de esta escuela. La quinacridona es uno de los pigmentos más utilizados y se estima que la venta anual de los mismos alcanza las 4.000 toneladas por año. Son compuestos muy estables tanto desde el punto de vista térmico como fotoquímico y su síntesis no resulta excesivamente compleja. Son además compuestos no tóxicos y la legislación autoriza su empleo en cosméticos y juguetes para niños. El inconveniente principal de la quinacridona es su elevada insolubilidad (soluble en ácido sulfúrico concentrado), por lo que aunque resulta un material muy atractivo para su aplicación en fotovoltaica, resulta difícil su implementación. De hecho, solo es posible su incorporación en dispositivos fotovoltaicos funcionalizando la quinacridona con algún grupo lábil que le proporcione la suficiente solubilidad para poder ser aplicado y posteriormente eliminar dicho grupo lábil. La propuesta inicial de este proyecto es intentar desarrollar quinacridonas que sean solubles en los disolventes orgánicos más habituales tipo cloruro de metileno o cloroformo, para de este modo poder cumplir con una de las ventajas que, a priori, ofrecen las células fotovoltaicas orgánicas frente a las inorgánicas, como es la facilidad de su procesado. El objetivo se centra, por lo tanto, en la preparación de quinacridonas solubles pero sin renunciar a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno ni a su capacidad de apilamiento π-π, ya que se quiere mantener los valores de movilidad de portadores para la quinacridona (movilidad de huecos 0,2 cm2V-1s-1). En primer lugar se intenta la preparación de una quinacridona que presenta la ventaja de que los materiales de partida para su síntesis son comerciales: a partir del succinato de dimetilo y de 4-tetradecilanilina se podía acceder, en una síntesis de cuatro etapas, a la molécula deseada. La elección de la amina aromática con la sustitución en posición 4 presenta la ventaja de que en la etapa de doble ciclación necesaria en la síntesis, solo se forma uno de los regioisómeros posibles; este hecho es de gran relevancia para conseguir compuestos con altas movilidades, ya que la presencia de mezcla de regioisómeros, como se ha demostrado con otros compuestos como el P3HT, reduce considerablemente la movilidad de los portadores. Se obtiene así una quinacridona funcionalizada con dos cadenas lineales de 14 carbonos cada una en posiciones simétricas sobre los anillos aromáticos de los extremos. Se espera que la presencia de la superficie aromática plana y las dos cadenas lineales largas pueda conducir a una organización del material similar a la de un cristal líquido discótico. Sin embargo, el producto obtenido resulta ser tremendamente insoluble, no siendo suficiente las dos cadenas de 14 carbonos para aumentar su solubilidad respecto a la quinacridona sin funcionalizar. Se prepara entonces un derivado de esta quinacridona por alquilación de los nitrógenos. Este derivado, incapaz de formar enlaces de hidrógeno, resulta ser fácilmente soluble lo que proporciona una idea de la importancia de los enlaces de hidrógeno en la organización del compuesto. La idea inicial es conseguir, con una síntesis lo más sencilla posible, una quinacridona soluble, por lo que se decide utilizar la 4-t-butilanilina, también comercial, en lugar de la 4-tetradecilanilina. La cadena de t-butilo solo aporta cuatro átomos de carbono, pero su disposición (tres grupos metilo sobre un mismo átomo de carbono) suele conducir a resultados muy buenos en términos de solubilidad. Otra vez, la incorporación de los dos grupos t-butilo resulta insuficiente en términos de solubilidad del material. En estos momentos, y antes de explorar otro tipo de modificaciones sobre el esqueleto de quinacridona, en principio más complejos, se piensa en utilizar una amina aromática funcionalizada en la posición adyacente a la amina, de manera que el grupo funcional cumpliera una doble misión: por una parte, proporcionar solubilidad y por otra parte, perturbar ligeramente la formación de enlaces de hidrógeno, que han evidenciado ser una de las causas fundamentales para la insolubilidad del compuesto. Se realiza un análisis sobre cuáles podrían ser los grupos funcionales más idóneos en esta posición, valorando dos aspectos: el impedimento estérico que dificultaría la formación de enlaces de hidrógeno y la facilidad en su preparación. Ello conduce a optar por un grupo tioéter como candidato, ya que el 2-aminobencenotiol es un compuesto comercial y su adecuada funcionalización conduciría a una anilina con las propiedades deseadas. Se realiza simultáneamente la preparación de una quinacridona con una cadena de 18 átomos de carbono y otra quinacridona de cadena corta pero ramificada. Y finalmente, con estas quinacridonas se logra obtener compuestos solubles. Por último, se realiza el estudio de sus propiedades ópticas, mediante espectroscopia UV-Visible y fluorescencia, y se determinan experimentalmente los band gap, que se aproximan bastante a los resultados teóricos, en torno a 2,2 eV en disolución. No obstante, y aun cuando el band gap pueda parecer algo elevado, se sabe que en disolución las barreras energéticas son más elevadas que cuando el material se deposita en film. Por otra parte, todas las quinacridonas sintetizadas han demostrado una elevada estabilidad térmica. Como resumen final, el trabajo que aquí se presenta, ha permitido desarrollar una ruta sintética hacia derivados de quinacridona solubles con buenas perspectivas para su aplicación en dispositivos fotovoltaicos.

Nuevos materiales para nuevas tecnologías electrónicas

La Electrónica y la Química Orgánica, que han sido campos separados durante muchos años, se están acercando rápidamente en la actualidad. De un tiempo a esta parte han surgido bastantes áreas de interés común, en las que ambas ciencias aparecen como complementarias. Este trabajo se concentra en tres de estas áreas: la primera, adhesivos y compuestos afines, es un ejemplo clásico de los materiales que han sido desarrollados por la Química Orgánica para usos electrónicos; la segunda, cristales líquidos, es una reciente contribución a la Electrónica en la cual se sigue investigando intensamente; la tercera, semiconductores orgánicos, predice una relación aún más próxima de estos dos campos a corto y medio plazo.

Materials design for ambipolar devices: tuning orbital energetics in oligothiophene-naphthalimides semiconductors

Ambipolar organic field-effect transistors (OFETs), which can efficiently transport both holes and electrons, using a single type of electrode, are currently of great interest due to their possible applications in complementary metal oxide semiconductor (CMOS)-like circuits, sensors, and in light-emitting transistors. Several theoretical and experimental studies have argued that most organic semiconductors should be able to transport both types of carrier, although typically unipolar behavior is observed. One factor that can compromise ambipolar transport in organic semiconductors is poor solid state overlap between the HOMO (p-type) or LUMO (n-type) orbitals of neighboring molecules in the semiconductor thin film. In the search of low-bandgap ambipolar materials, where the absence of skeletal distortions allows closer intermolecular π-π stacking and enhanced intramolecular π-conjugation, a new family of oligothiophene-naphthalimide assemblies have been synthesized and characterized, in which both donor and acceptor moieties are directly conjugated through rigid linkers. In previous works we found that oligothiophene-napthalimide assemblies connected through amidine linkers (NDI derivates) exhibit skeletal distortions (50-60º) arising from steric hindrance between the carbonyl group of the arylene core and the sulphur atom of the neighbored thiophene ring (see Figure 1). In the present work we report novel oligo- and polythiophene–naphthalimide analogues NAI-3T, NAI-5T and poly-NAI-8C-3T, in which the connections of the amidine linkage have been inverted in order to prevent steric interactions. Thus, the nitrogen atoms are directly connected to the naphthalene moiety in NAI derivatives while they were attached directly to the thiophene moiety in the previously investigated NDI-3T and NDI-5T. In Figure 1 is depicted the calculated molecular structure of NAI-3T together with that of NDI-3T showing how the steric interactions are not present in the novel NAI derivative. The planar skeletons in these new family induce higher degree of crystallinity and the carrier charge transport can be switched from n-type to ambipolar behaviour. The highest FET performance is achieved for vapor-deposited films of NAI-3T with mobilities of 1.95x10-4cm2V-1s-1 and 2.00x10-4cm2V-1s-1 for electrons and holes, respectively. Finally, these planar semiconductors are compared with their NDI derivates analogues, which exhibit only n-type mobility, in order to understand the origin of the ambipolarity in this new series of molecular semiconductors.

Nuevos materiales orgánicos luminiscentes vía condensación aldólica

Tesis ( Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) U.A.N.L.

Evaluación del comportamiento productivo de tilapias (Oreochromis niloticus) utilizando cuatro tipos de fertilizantes orgánicos

El presente trabajo se desarrolló dentro del marco del proyecto UNA•IFS, financiado por la lntemational Foundation for Science. Este tuvo como objetivo general: Evaluar cuatro tipos de fertilizantes orgánicos provenientes de cerdos alimentados con concentrado y desperdicios de cocina en la producc1ón de Tilapia (Oreochromis niloticus). Contribuyendo a reducir la contaminación ambiental los siguientes objetivos específicos: l. Evaluar el comportamiento de la ganancia media diaria (G. M.D), peso vivo y talla de las Tilapias producidas en estanques fertilizados con cuatro tipos de fertilizante orgánico. 2. Determinar la relación entre las, variables talla y peso. de acuerdo a los cuatro tipos de fertilizante. 3. Evaluar los parámetros de calidad del agua (OD, pH, T°) en función de los cuatro tipos de fenili.zante orgánico. 4. Evaluar económicamente los cuatro tipos de fertilizantes utilizados en la producción de Tilapia. El experimento se llevó a cabo en la hacienda “ Las Mercedes" de la Universidad Nacional Agraria Se utilizaron cuatro estanques de cemento ya establecidos (4.75x3.55x0.90 m). En cada W10 se sembraron 25 tilapias macho (dos peces/m 1 representc.tdo 2 tilapias; una unidad experimental. El recambio de agua se dio de forma natural. Se midió diariamente –T°, pH, OD. Los muestreos se realizaron cada 14 días. Los tratamientos evaluados fueron: T1= Efluente de biodigestores que procesaron estiércol de cerdos alimentados con concentrado; T2= Estiércol fresco de cerdos alimentados con concentrado: T3= Efluente de biodigestores que procesaron estiércol de cerdos alimentados con desperdicios de cocina; T4= Estiércol fresco de cerdos alimentados con desperdicios de cocina. Las variables e.valuadas fueron: peso. talla G.M.D, Calidad del agua (OD, T°, pH). El ensayo se montó y se analizó como un D.C.A. en arreglo bifactorial donde: Factor A== Periodo o muestreo (cada 14 días;) y Factor B: Tipo de Fertilizante. Los cuatro tratamientos orgánicos evaluados constituyen potenciales fertilizantes para el cultivo de tilapia por su buen comportamiento productivo y económico. Para todas las variables analizadas (peso, talla, GMD) el tratamiento que mejor comportamiento presentó fue el T2.seguido del T4. Asimismo el peso y la talla fueron aumentando conforme el tiempo de muestreo. El peso de las tilapias utilizadas en el ensayo se \lo afectado en un 91 %por el comportamiento de la talla. Todos los parámetros de calidad del agua (0.D, pH y T°), estuvieron dentro de los parámetros recomendados para la producción de tilapias. Económicamente considerando el proceso de los tratamientos, tanto el que procedió de animales alimentados con concentrados como el que procedió de desperdicios de cocina. repor1ó mayores utilidades aplicar el estiércol fresco directamente a los estanques, que al procesarlo por biodigestión. Considerando el origen de los tratamientos, tanto utilizando los efluentes como estiércol fresco. El productor obtiene más utilidades cuando provienen de cerdos alimentados con desperdicios de cocina.

Evaluación de dos tipos de fertilizantes orgánicos (gallinaza y estiércol vacuno) y fertilizante mineral sobre el crecimiento y rendimiento del frijol común (Phaseolus vulgaris L.) establecido en postrera, 2001

El presente trabajo fue realizado en la Estación Experimental "La Compañía", San Marcos, Carazo, en época de postrera 2001, en suelos jóvenes de origen volcánicos. El suelo es franco-limoso con altos contenidos de potasio y deficiente en fósforo. De acuerdo a sus propiedades, este suelo puede ser considerado como adecuado para la mayoría de los cultivos. El propósito del experimento fue la evaluació de dos tipos de fertilizantes orgánicos (gallinaza,estiércol vacuno) y fertilizante mineral (fórmula completo 18-46-0), cada uno con dos niveles de aplicación (6363.6 kg/ha, 3181.8 kg/ha de gallinaza; 5227.2 kg/ha, 2613.6 kg/ha de estiércol vacuno y 136.36 kg/ Ha, 68.18 kg/ha de fertilizante mineral) en comparación con un tratamiento testigo sin aplicación de fertilizante. Las Parcelas experimentales tuvieron un tamaño de 20 m 2. La variedad evaluada fue DOR 364 De frijol común. Se utilizó un diseño unifactorial de bloques completos al azar (B.C.A.) con siete tratamientos y cuatro repeticiones. La variables evaluadas fueron: altura de planta, promedio de hojas por planta, área foliar, promedio de ramas por planta, altura de inserción de la primera vaina, promedio de vainas por planta, promedio de granos por vaina, peso de cien granos y rendimiento en kg/ha. Los datos se procesaron usando análisis de varianza (ANDEVA), y se utilizó la prueba de rangos múltiples de Tukey al 0.05% de margen de error, se realizó un análisis químico de suelo y análisis económico para evaluar la rentabilidad de los tratamientos y de esta forma ofrecer alternativas económicas a pequeños y medianos productores. Los resultados obtenidos indican que bajo la aplicación de fertilizante orgánico (gallinaza en dosis alta) y fertilizante mineral en dosis alta, se obtuvieron los mejores resultados para las diferentes variables evaluadas a excepción de promedio de ramas por planta, vainas por planta, granos por vaina y peso de cien granos. El mayor rendimiento se obtuvo en el tratamiento con aplicación de fertilizante mineral dosis alta con 2845.19 kg/ha, seguido por el tratamiento con fertilizante mineral en dosis media con 2606.06 kg/ha, lo cual indica que haciendo un buen manejo de la fertilización se obtienen buenos resultados o sea que si aumentamos las dosis de aplicación del fertilizante se produce un aumento de los costos de producción. El análisis económico indica que el tratamiento mineral en dosis media resulto ser el más rentable.

Evaluación de dos dosis de fertilizantes orgánicos (gallinaza, estiércol vacuno) y un mineral sobre la dinámica del crecimiento y rendimiento del maiz (Zea mays L.) variedad NB-6

El presente trabajo de investigación se estableció en la época de primera (mayo-septiembre), en la finca experimental La Compañía, localizada en la ciudad de San Marcos, departamento de Carazo; sobre un suelo franco limoso derivado de cenizas volcánicas y taxonómicamente clasificado como un Andisol sub grupo Tipic Durandepts. Pertenece a la serie Masatepe y presenta alto contenido de materia orgánica, nitrógeno y potasio, pero es deficiente en fósforo.Las precipitaciones en esta zona varían entre 1200-1500 mm por año. Este estudio se realizó con el objetivo de estimar el efecto de dos fertilizantes orgánicos y un mineral, así como su rentabilidad económica. Se evaluaron cuatro tratamientos de abono orgánico mediante dosis de aplicación de 10 000 y 5 000 kg ha-1 de gallinaza y estiércol vacuno; dos aplicaciones de fertilizante mineral a razón de 260 y 130 kg ha-1 de 12-30-10 y un testigo. Se utilizó maíz de la variedad NB-6, y fue establecido en un diseño de bloques completos al azar (BCA) con arreglo unifactorial. Los datos fueron analizados con el programa estadístico SAS, considerando la prueba de diferencias mínimas significativas (DMS). El análisis económico se efectuó usando la metodología del CIMMYT, y fue aplicado para estimar la viabilidad económica financiera de los tratamientos.Los resultados indican cambios en las variables (altura, promedio de hojas, área foliar, diámetro del tallo, diámetro de mazorca y rendimiento en kg ha-1) durante la etapa de crecimiento del cultivo. En el caso de los componentes del rendimiento (granos por hileras,longitud, hileras y granos por mazorca), no existió diferencia significativa. El rendimiento expresado en kg ha-1 bajo el tratamiento de fertilización orgánica gallinaza fue el mejor (10 000kg ha-1); el fertilizante mineral 12-30-10 más urea (260 kg ha-1) mostró similares resultados.El análisis económico, mostró diferencias entre los tratamientos, sin embargo, la dosis de 5 000 kg ha-1 de gallinaza obtuvo la mayor tasa de retorno marginal (14.11).El abonos orgánico gallinaza con dosis de 5 000 kg ha-1, es una alternativa para sustituir a la fertilización sintética

Efecto de la aplicación de una mezcla de abonos orgánicos y fertilización sintética en el crecimiento y rendimiento en el cultivo del pipian (Cucurbita argyrosperma, Huber), Finca El Plantel, Masaya, 2008

Se estableció un experimento en la finca El Plantel , Masaya el 29 de Noviembre del 2007, con el propósito de contribuir con la generación de información referente al uso de abonos orgánicos y su efecto sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de pipián (Cucurbita argyrosperma Huber). Se utilizó un diseño de parcelas apareadas con dos tratamientos: uno convencional aplicando fertilizantes sintéticos, urea y completo; y otro orgánico proporcionando al suelo compost, humus de lombriz y biofertilizante líquido. Las variables en estudio fueron número de hojas, longitud de la guía principal, longitud del fruto, diámetro del fruto, peso del fruto, número de frutos por hectárea, todas estas variables fueron sometidas al análisis de t de student. Se encontró diferencia significativa en la variable decrecimiento número de hojas. Por otro lado los abonos orgánicos presentaron un mismo patrón de cambio a través del tiempo. El rendimiento fue de 5,542 frutos para el tratamiento orgánico y 5,685 frutos para el tratamiento convencional. Por lo que se concluye que los abonos orgánicos no tienen efecto en un segundo año de producción.

Influencia de una mezcla de abonos orgánicos y fertilizantes sintéticos sobre el crecimiento y rendimiento del pipian (Cucurbita argyrosperma Huber), Finca El Plantel, Masaya, 2009

E n la finca El Plantel, propiedad de la Universidad Nacional Agraria se estableció en el m e s de mayo del 2009 un estudio en el que se compara el efecto de la fertilización sintética y una mezcla de abonos orgánicos sobre el crecimiento y rendimiento del cul tivo del pipián ( Cucurbita argyrosperma Huber) . El ob jetivo general es contribuir en la generación de información referente al uso de abonos orgánicos através de la comparación agronómica y económica de la influencia que ejerce la aplicación de la ferti lización orgánica y sintética sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de pipián . En el año 2008 el cultivo antecesor fue el maíz en ambos tratamientos. Se evaluaron las variables: Número de hojas verdaderas , lon gitud, diámetro y peso del fruto, nú mero de frutos por hectárea y rendimiento (kg.ha - 1 ) . Se cosechó a partir de los 45 días después de la siembra. La prueba de t student refleja que e stadísticamente el número de h ojas no mostró diferencias significativas ( p= 0.9564 ). La longitud, diámetro y p eso del fruto estadísticamente es igual en ambos tratamientos (p=0.0718, 0.0758 y 0.3624 respectivamente). El número de frutos y el rendimiento (kg.ha - 1 ), no presentó diferencias estadísticamente significativas (p=0.2894 y 0.270 70 respectivamente). Los re sultados del análisis económico indican que el tratamiento con fertilización sintética presento los mayores beneficios netos ( C$.ha - 1 26 , 998.2 ) , y la mejo r relación costo - beneficio (3.16 ) . En resumen no se encontró diferencias estadísticas en el conjunto d e variables estudiadas en el cultivo del pipián fertilizado con una mezcla de abonos org ánicos y fertilizantes sintéticos .

Efecto de fertilizantes orgánicos y sintéticos en el crecimiento y rendimiento del cultivo de soya (Glycine max (L) merrill), El Plantel, Masaya, 2009

El ensayo fue establecido en la finca El Plantel, propiedad de la Universidad Nacional Agraria, kilómetro 42 ½ de la carretera Masaya – Tipitapa. C on el objetivo de evaluar el efecto de los abonos orgánicos y sintéticos sobr e el crecimiento y rendimiento del cultivo de soya. El material vegetal utilizado fue la variedad CEA-CH-86. Se utilizó un diseño experimental de parcelas apareadas, el cual cons iste en el establecimiento de dos tratamientos con cuatro sub repeticiones po r tratamiento, con un área de 84m 2 por subrepetición. La fertilización orgánica se realizó con compost, hum us de lombriz y biofertilizante en dosis de 10,000 kg ha -1 , 4,488 kg ha -1 y 4,762 l ha -1 , respectivamente, el fertilizante sintético aplicado fue completo (12-30-10) y ureá 46% en dosis de 382 y 119.04 kg ha -1 , respectivamente. Las variables de crecimiento evaluada s fueron, días a emergencia (%), altura de la planta (cm) y diámetro del tallo (mm). Al momento de la cos echa; altura de inserción de la primera vaina (cm), número de vainas por planta, número de granos por vainas, peso de mil granos (g), rendimiento del grano en kg ha -1 . Las variables evaluadas fueron sometidas a un análisis de varianza (ANDEVA) y análisis de correlación entre el rendimient o y sus componentes a través del programa estadístico JMP 7 y se realizó un aná lisis económico para ev aluar la rentabilidad de los tratamientos y de esta forma ofrecer alternativas económicas a pequeños y medianos productores. En base a los resultados obtenid os, se concluye que no existe diferencia significativa en cuanto a la ap licación de los tratamientos con fertilizantes orgánicos y sintéticos, sobre las variables evaluadas. El mayor rendimiento lo presentó el tratamiento orgánico con 1,816.61 kg ha -1 , seguido del tratamiento sintético con 1,318.38kg ha -1 sin ser estadísticamente diferentes. El análisis económic o indica que el tratamiento con fertilizantes sintéticos presenta el menor costo variable (C$ 9,021.8) y el mayor beneficio neto con (C$ 2,843.6)

Evaluación de una mezcla de abonos orgánicos versus fertilización sintética sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de maiz (Zea mays L), El Plantel, Masaya, 2009

En el mes de mayo del año dos mil nueve se estableció el ensayo en la Finca El Plantel con el objetivo de evaluar el efecto de una mezcla de abonos orgánicos versus fertilización sintética sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea maysL.). El diseño de campo utilizado fue el de parcelas apareadas, utilizando como tratamientos una mezcla orgánica compuesta por compost, humus de lombriz y biofertilizante y fertilizante sintético (completo y urea 46%) con cuatro repeticiones. Las variables evaluadas fueron altura de planta, número de hojas por planta, longitud y ancho de la hoja, longitud de mazorcas, diámetro de mazorca, número de hileras por mazorca, número de granos por hilera, peso de mil granos y rendimiento. Los datos fueron sometidos a análisis de t Student. Los resultados muestran que no hubo diferencia significativa para las variables evaluadas de crecimiento y rendimiento; sin embargo, el manejo convencional presentó rendimiento con un valor ligeramente más alto de 4300 kg ha-1 contra 4280 kg ha-1 del manejo orgánico.

Efectos de la combinación de abonos orgánicos y fertilizante químico sobre la densidad aparente y el espacio poroso total de un suelo volcánico Nicaragüense

Se realizó un muestreo de suelos en parcelas experimentales de un ensayo de campo, con el fin de evaluar los efectos de la aplicación de tres dosis de Abonos Orgáníeos (AO), combinadas con fertilizante químico, sobre la densidad aparente (á) y el espacio poroso total (FPT) de un suelo volcánico nicaragüense. El ensayo se realizó durante la época de Postrera (Septiembre -Diciembre) de 1989, en la Finca Experimental La Compañía, Carazo, Nicaragua; sobre un suelo franco - arenoso derivado de cenizas volcánicas (Typic Durandepts). Se utilizó un experimento Bifactorial en diseño de parcelas divididas en Bloques completos al azar, con cuatro réplicas. Los AO empleados fueron Gallinaza, Compost y Pulpa de café, siendo las dosis ensayadas de 5, 10 y 15 ton.ha 1 de cada uno, combinadas con Fosfato Díamónico a razón de 64.8 kg.ba· 1• Se observó una disminoción de la d y un aumento del EPT con la aplícacion de los AO, siendo este efecto influido por las dosis incorporadas. Las parcelas que presentaron la menor d y el mayor EPT, fueron aquellas donde se incorporó el Compost.

Efecto de fuentes y dosis de abonos orgánicos en el cultivo de la habichuela (Phaseolus vulgaris L.), componentes químicos y la reacción del suelo

El objeto del presente estudio fue evaluar el efecto de diferentes fuentes y dosis de abonos orgánicos en el cultivo de la Habichuela Phaseolus Vulgaris l. S. v. Green Crop y los componentes químicos del suelo. Se realizaron dos ciclos de siembra: el primero se sembró el 19 de septiembre y se cosecho el 13 de noviembre, el segundo se sembró el 1 de Noviembre y se cosecho el 16 de Diciembre, El diseño que se uso fue el de Bloque completo al Azar, con 4 repeticiones, con unidades experimentales de 1.60 m2, con dos surcos de 0.80 cm de distancia y una distancia de 0.10 m entre planas. Los tratamientos estudiados fueron; cascarilla de Arroz, compost, Estiercol Bobvina y pulpa de café, cada uno de dosis de 15,30 y45 ton/ con dso testigos: un fertilizante químico fórmula completa 12-24-12 a razón de 129.52kg/ha y 64.76 kg/ha de urea 46 porciento aplicando al momento de la siembre como testigo relativo, y otro sin aplicaciones de fertilizante como testigo absoluto. Los análisis estadísticos revelaron para el primer ciclo una clara tendencia del cultivo a responder positivamente al estiércol bovino a dosis de 45 ton/ha. Sobre el rendimiento los datos no arrojaron resultados muy concluyentes por el severo déficit hídrico sufrido por el cultivo. Para el segundo ciclo el análisis estadístico de los resultados muestran clara tendencia de la habichuela a responder positivamente en su comportamiento agronómico a la fuente orgánica pulpa de café a nivel de 30 y 45 ton/ha: en cuanto a rendimiento, la fuente Cascarilla de3 Arroz 30 ton/ha influenciado por una marcada reducción foliar obtuvo el mayor rendimiento con 2545.31 kg/ha superado en 25 porciento la fertilización mineral y en 44 porciento al testigo absoluto. Al realizar el análisis económico, para el primer ciclo el tratamiento de mayor beneficio económico fue al Estiércol Bovino 45ton/ha para el segundo ciclo, ningún tratamiento supero económicamente a la fertilización mineral.

Efecto de diferentes dosis de tres tipos de abonos orgánicos en maíz como planta indicadora

Efecto de diferentes dosis de tres tipos de abonos orgánicos en maíz como planta indicadora. Nicaragua forma parte de los países tropicales donde las altas temperatura y precipitaciones pueden degradar la materia orgánica en forma exponencial bajo ciertas condiciones de la labranza intensiva. Una de las medidas para contrarrestar la disminución de la materia orgánica en suelos agrícolas, puede ser la aplicación de compost como una forma de humus estable, producto de descomposición microbiana en condiciones controladas. Su función estabilizador es ejercida sobre las propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo. En Nicaragua existen varias fuentes orgánicas útiles para la elaboración de compost. En el estudio siguiente se probaron tres tipos de desechos que presentan problemas de contaminación y por lo tanto un costo socio económicos: residuos vegetales mezclados con estiércol, desperdicios del mercado mayor y los desechos orgánicos de un barrio capitalismo. Los diferentes abonos de aplicaron en dos dosis de 15,30 y 45 ton/ha en un ensayo en parcelas ávidas con el cultivo de maíz, variedad NB 5 tomado como testigo una cero aplicación y una aplicación de fertilizante químico con 100 kg /ha de N, 60 kg/ha de p2 o5 y 20 kg de k2o. En el primer año se obtuvo un rendimiento mayor con la aplicación de 45 ton/ha. De compost del mercado mayor. La aplicación de 15 y 30 ton/ha de este mismo abono presentó un rendimiento estadístico igual al del obtenido con fertilización química de su dosis mencionada. En la prueba de residual de los abonos se comprobó que en el segundo año, el compost producido a partir de residuos vegetales y estiércoles posee un mayor efecto residual que los otros y que la aplicación de 30 y 45 ton /ha. Presentó un efecto sobre rendimiento del cultivo que era estadísticamente igual al producido con el fertilizante químico que se aplicó de nuevo en éste último ciclo. Como conclusión se puede afirmas que el compost del mercado mayor poseía una mayor velocidad de descomposición bajo las condiciones climática dadas y por ende se recomienda aplicarlo anualmente en una cantidad de 15 ton/ha se demostró también que el estiércol presenta propiedades más estables lo que permite una aplicación bianual con un nivel de 30 ton/ha. Sin embargo, el uso de desecho doméstico como fuente para la elaboración de compost todavía ha dado un resultado satisfactoria y necesita estudios posteriores antes de poder hacer cualquier recomendación de su uso.

Efecto de cuatro sistema agroforestales como café (Coffea arabica L.) y pleno sol con manejos convencionales y orgánicos, sobre la dimámica de las melazas en Masatepe, nicaragua 2001-2012

El estudio se realizó en Masatepe, Nicaragua en el tiempo comprendido de 2001-2012. El objetivo fue evaluar el comportamiento de las malezas en cuatro sistemas de café con árboles de sombra y uno a pleno sol con diferentes manejos químicos y orgánicos; su relación con la producción en Masatepe, Nicaragua. Las variables evaluadas fueron: Frecuencia en 2001, 2003, 2006, 2009 y 2011, se determinaron cinco grupos de malezas, una categoría de hojarasca y una de suelo desnudo: Zacates (ZAC), Hojas anchas anuales (HAA), Hojas anchas perennes (HAP), Malezas nobles (MN), Bejucos (BEJ), Hojarasca y suelo desnudo. La abundancia y diversidad fueron evaluadas en 2003, 2006 y 2009. La biomasa fresca de malezas fue evaluada en 2003 y 2012, la producción acumulada de café uva se evaluó en el tiempo comprendido de 2003 a 2012. Los datos de frecuencia, biomasa y abundancia de malezas se analizaron de manera descriptiva de acuerdo a los diferentes sistemas comparados. Diversidad biológica de malezas se usó el índice de Shannon - Weaber mediante el programa estadístico Infostat. Mediante la prueba de Pearson la producción acumulada de 2003 y 2012 se relacionó con la biomasa fresca de malezas. Dado que el ensayo presenta factores incompleto, los datos fueron comparados en tres sistemas para operativizar la información: Comparación 1. Pleno sol (PS) y SAF café con manejos Convencional Intensivo (CI) y Convencional Moderado (CM). Comparación 2. Cuatro SAF Samanea saman + Inga laurina (SSIL), Simarouba glauca y Tabebuia rosea (SGTR), Inga laurina+ Simarouba glauca (ILSG) y Samanea saman+ Tabebuia rosea (SSTR), con insumos Convencional Moderado (CM) y Orgánico Intensivo (OI). Comparación 3. Cuatro manejos: Convencional Intensivo (CI), Convencional Moderado (CM), Orgánico Intensivo (OI) y Orgánico Moderado (OM) bajo combinaciones de sombra. Los resultados obtenidos muestran que los sistemas a pleno sol Convencional Intensivo (CI) Convencional Moderado (CM) y Sombra Convencional Intensivo (CI) mostraron mayor porcentaje de suelo descubierto, mientras las malezas nobles en sombra Convencional Moderado (CM) alcanzaron niveles arriba de 50 % a partir de 2003. La prueba de Pearson mostró que la biomasa fresca de malezas del 2003 no está relacionada a la producción del ciclo 2002-2003, y la biomasa fresca de malezas de 2012 con la producción acumulada del ciclo productivo 2002 – 2012, sin embargo las malezas competitivas se redujeron y las malezas nobles se incrementaron.