protocolo rastrojo
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Proyecto Reduciendo el Escurrimiento
de Plaguicidas al Mar Caribe
Protocolo de Investigación
Evaluación del impacto ambiental generado por la eliminación del rastrojo
de piña a través de su incorporación al suelo
Participantes del proyecto
MINAET
MAG
PROAGROIN
2009
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Evaluación del impacto ambiental de la eliminación del rastrojo de piña incorporándolo al suelo
INTRODUCCIÓN
Antecedentes
La piña (Ananas comosus) ha sido seleccionada, desarrollada y domesticada
desde tiempo prehistóricos. En la actualidad los frutos de piña y sus derivados
tienen gran importancia económica en las regiones tropicales y subtropicales del
mundo (Cortés, 1994).
En Costa Rica, esta fruta se ha identificado como un producto novedoso, no
tradicional, con alto potencial para su expansión. Este cultivo es una de las
principales actividades agrícolas que se llevan a cabo en forma tecnificada
comercialmente (Cortés, 1994). Según Aguirre y Arboleda (2008) para el año 2008
se registraron más de 45.000 hectáreas de piña en el país, principalmente en las
regiones Huetar Norte y Huetar Atlántica, mientras que en el año 2000 se
reportaron alrededor de 13.000 hectáreas sembradas.
La tendencia expansionista de la piña ocurre por la creciente demanda de Estados
Unidos y Europa. Según el Consejo Nacional de Producción y Procomer, la
actividad generó cerca de $485 millones (Arguedas, 2008), dando trabajo a
alrededor de 20.000 personas. La actividad genera entre 50.000 y 90.000 empleos
indirectos.
La piña es una bromeliaceae muy voluminosa y su ciclo de producción a nivel
comercial (dos cosechas) es de 27 meses, una vez transcurrido este período
debe eliminarse la biomasa y preparar el suelo para iniciar un nuevo ciclo de
producción. Esta biomasa una vez vista como desecho recibe el nombre de
rastrojo.
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El manejo convencional para la eliminación del rastrojo incluye la aplicación de
herbicida como desecante de la planta (quema en algunos casos) y después la
corta e incorporación. Esta práctica no resulta muy conveniente desde el punto de
vista ambiental, puesto que la aplicación de plaguicidas tarde o temprano se verá
reflejada en la afectación al ambiente.
Los datos respecto a la generación de desechos en la producción de piña son
alarmantes y preocupan a las autoridades nacionales y otros organismos que
buscan evitar el deterioro ambiental nacional e internacional. A raíz de esta
situación se hace necesario buscar soluciones y uso a tanta biomasa y
agroquímicos, que si no se trata adecuadamente eventualmente llegarán a
contaminar suelos, ríos y ambiente en general (Alpízar, 2007).
El uso de materiales agrícolas como materia prima es especialmente importante
cuando se trata desechos que se generan en grandes cantidades y que
regularmente son fuente de contaminación. En Costa Rica, la industrialización de
los productos agrícolas genera un 86% del total de desechos de diferentes
sectores industriales. La utilización de estos residuos resultaría muy ventajosa
desde el punto de vista económico y ambiental, pues sería una fuente renovable
de materiales, lo que evitaría su eliminación de manera inadecuada (Quesada,
2003).
La incorporación al suelo del rastrojo de piña es una alternativa a las prácticas de
eliminación de estos desechos. La presente investigación busca evaluar y
comparar el impacto generado al ambiente mediante la técnica convencional de
eliminación de rastrojo y de la práctica de incorporación del rastrojo sin uso de
herbicidas. Esta investigación se considera importante debido a que se espera
validar la técnica de incorporación de rastrojo como un mecanismo de manejo
agronómico integrado el cual puede brindar muchos beneficios al productor como
al ambiente.
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Objetivo general
Validar la técnica de eliminación del rastrojo de piña por incorporación al suelo en
verde comparada con la práctica de aplicación de herbicida como desecante en la
zona de San Carlos.
Objetivos específicos
• Evaluar el impacto ambiental de la técnica de eliminación de rastrojo de
piña por incorporación en verde al suelo y su aporte a la calidad del suelo.
• Evaluar el impacto ambiental de la técnica de eliminación de rastrojo de
piña con aplicación de herbicida como desecante
• Comparar el efecto de la incorporación del rastrojo al suelo en verde sobre
el desarrollo de la mosca del establo (Stomoxys calcitrans) contra la
práctica de aplicación de herbicida como desecante
• Determinar la relación beneficio/costo de la eliminación del rastrojo de piña
por incorporación al suelo en verde versus práctica de aplicación de
herbicida como desecante
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MARCO TEÓRICO
La producción agroindustrial de Costa Rica ha representado para el desarrollo
social y económico una actividad generadora de divisas, fuentes de empleo y
riqueza. En más de 70 cantones del país el trabajo agroindustrial significa la
principal actividad económica (Víquez, 2008).
El cultivo de la piña es uno de los que más años tiene de cultivarse en el país. Es
una actividad con más de tres décadas de desarrollo. La alta rentabilidad de la
actividad, la amplitud del mercado de exportación, las condiciones agroecológicas
y fisio-edáficas de Costa Rica y la demanda nacional del producto para la industria
y consumo fresco son factores que han influido en su expansión y desarrollo
(Monge, 1993).
Según Salazar (2008) Costa Rica el mayor exportador de piña del mundo. Las
principales zonas de producción de piña en el país son la región Huetar Norte y
Huetar Atlántica (Aguirre y Arboleda, 2008). De acuerdo con Salazar (2001) en
zonas siempre calientes y húmedas como San Carlos, el desarrollo foliar es
exuberante, los frutos voluminosos, jugosos y poco ácidos. Los mismos autores
reportan que según el Consejo Nacional de Producción (CNP) hay cerca de 1200
pequeños productores de piña en el país, los cuales representan el cuatro por
ciento de la producción nacional que oscila entre siete y diez millones de
toneladas métricas de piña por año. El resto es producido por las grandes
compañías. Según Brenes (2008) noventa y dos mil costarricenses se benefician
de la producción de piña, la cual genera veintitrés mil empleos.
Taxonómicamente se clasifica dentro de la familia Bromeliaceae, es una fruta
compuesta, formada por 100 a 200 frutículos unidos a un eje central o corazón, su
corona de hojas es una continuación del meristemo original que se extiende a
través de la fruta, forma semillas capaces de germinar. Se produce principalmente
en zonas tropicales y sub tropicales por lo que se puede afirmar que dentro de
Costa Rica se encuentra en su hábitat natural (Montero y Cerdas, 2005).
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La piña es un cultivo que aunque se le puede considerar perenne en el sentido
que puede producir por muchos años, no es conveniente desde el punto de vista
comercial (con fines de exportación) hacerlo más allá de la segunda cosecha. Esto
debido principalmente a menores rendimientos y a las condiciones de los frutos en
cuanto a tamaño y calidad, que reducen considerablemente el porcentaje de fruta
exportable (Alpízar y Arguedas, 1990).
El ciclo comercial de la piña es de 27 meses, durante el cual se cosechan dos
piñas. La primera se cosecha a los 15 meses y la segunda, 12 meses después
(Quesada, 2003). Una vez transcurrido este período debe eliminarse la biomasa
para iniciar un nuevo ciclo de producción. Esta biomasa una vez vista como
desecho recibe el nombre de rastrojo.
Los desechos de la industrialización de la piña constituyen entre un 50% y un 65%
de la fruta, de los cuales el 12% es la corona (parte superior del fruto), 9% tallo de
la piña (corazón) y 32% de cáscara. Un desecho importante que se genera a partir
del cultivo de piña es el rastrojo, el cual tiene impacto ecológico y ambiental
(Quesada, 2003).
El rastrojo corresponde a las hojas de la planta de la piña, estas son
extremadamente fibrosas, tenaces y abrasivas debido a su alto contenido de
silicio. Contienen también cordones de fibras, específicos de la piña que le
confieren gran resistencia a la torsión (Víquez, 2008).
Debido a la morfología de las hojas las plantas de piña se secan muy lentamente,
y los renuevos producidos por los tallos de las plantas vivas incorporados al suelo
pueden proliferar en los campos. Por ello es común cortarlas para acelerar su
desecación y descomposición (Víquez, 2008).
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Conforme aumenta el número de hectáreas de piña sembradas y por ende la
producción, el volumen de desechos generados en la plantación y en los procesos
incrementa también (Alpízar, 2007). Esta condición no es beneficiosa para los
productores ni para el ambiente.
El cultivo de piña es el que más desechos agroindustriales genera. Alrededor de
1,5 millones de toneladas métricas de rastrojo anualmente se transforma en
desecho y representan más de la mitad de la biomasa implicada, llegando a
duplicar el valor del producto mismo (Alpízar, 2007).
El manejo para la eliminación del rastrojo de la piña en ocasiones representa un
problema debido a su gran volumen y a la característica de lenta degradación.
Esta situación hace que el productor recurra al uso de herbicidas para desecar y
posteriormente quemar en algunos casos (Quesada, 2003).
El Dicloruro de dimetil-4,4′-bipiridilo por su nombre químico o Paraquat más
comúnmente conocido por su nombre comercial es un herbicida tóxico utilizado
para la eliminación del rastrojo de la piña (Víquez, 2008). El uso del paraquat
afecta el medio ambiente, y su toxicidad es acumulativa, contamina enormemente
los suelos, amenazando su uso futuro (Quesada, 2003).
El cultivo de la piña resulta bastante afectado con la competencia de las plantas
invasoras. La piña es una planta de crecimiento relativamente lento, de bajo porte
y de sistema radical reducido en relación con su parte aérea. Este cultivo proyecta
poca sombra (abierto) y puede ser rápidamente ahogado por las malas hierbas
(Aguirre y Arboleda, 2008).
La finalidad del control de las malezas es de evitar la competencia entre estas y la
piña principalmente por agua y nutrientes. El control de malezas se puede hacer
en forma química y manual. Por lo general la maleza de raíz profunda o agresiva
que ha sobrepasado el crecimiento o floración de la piña, debe eliminarse
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manualmente sacándola de la plantación (http://countrygateway.
enbolivia.com/nuevo/documentos/pina.pdf).
Los herbicidas utilizados en campo para el control de malezas en piña son los
siguientes: Ametrina, Paraquat, Bromacil y Quizalofop-p-ethyl. El uso intensivo de
herbicidas (agroquímicos) afecta al ambiente principalmente por contaminación de
mantos acuíferos. El Instituto Regional de Estudios en Toxicología (IRET) de la
Universidad Nacional detectó presencia de agroquímicos principalmente Bromacil
en las nacientes de agua que abastecen los acueductos rurales de las
comunidades de Cairo, la Francia y Luisiana (Aguirre y Arboleda, 2008).
La cantidad de insumos químicos utilizados en la producción de piña en
comparación con la producción bananera es superada por mucho. Esto debido a
la particularidad de la fruta y su ciclo productivo, el cual se debe acelerar en
función de la demanda mundial (Salazar, 2008).
Las malas prácticas agrícolas como la siembra a favor de pendiente, los suelos
descubiertos, el uso de agroquímicos y las quemas de rastrojo, provocan un fuerte
desbalance en la zona de cultivo y en los ecosistemas circundantes, que se
evidencia con la presencia de plagas y disminución de la fertilidad de los suelos
(Acosta, 2008). Según el mismo autor, la flora microbiológica presente en el suelo,
para efectos agrícolas, cumple diversas funciones como crecimiento de la planta,
reciclaje de nutrientes y mejora de la estructura del suelo. Su presencia en el suelo
se encuentra en relación con su capacidad productiva y su calidad en términos de
fertilidad. Una alta variedad entre estos organismos del suelo es una forma de
inhibir el crecimiento descontrolado de microorganismos patógenos, reduciendo
así la incidencia de plagas y eliminando la dependencia de agroquímicos.
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Montero y Cerdas (2005) señalaron que las plantas de piña requieren programas
de fertilización intensiva porque extraen gran cantidad de nutrientes,
principalmente nitrógeno (N) y potasio (K) y otros como calcio (Ca), magnesio
(Mg), hierro (Fe) y zinc (Zn). El nitrógeno es esencial para aumentar el tamaño de
la fruta y el rendimiento por hectárea y el potasio para el desarrollo de la fruta en
peso, tamaño, concentración de azúcares y acidez del jugo.
Otro de los efectos sobre el ambiente de la producción de piña es la proliferación
de la mosca de los establos (Stomoxys calcitrans). El problema se presenta por el
manejo inadecuado de los desechos y rastrojos del cultivo, el proceso de
descomposición de la materia orgánica favorece la mosca porque le sirve de
medio para completar su ciclo biológico (Rojas et al, 2006). De acuerdo con los
mismos autores, esta mosca afecta directamente al ganado bajando su producción
de leche y carne, estresando al animal. Las heridas representan un medio ideal
para el ingreso de virus, ecto y endoparásitos, bacterias, etc. La situación de
contagio de enfermedades es la misma para cualquier mamífero incluyendo
personas.
Las exportaciones de piña experimentaron un crecimiento considerable en los
últimos años, está colocada entre los diez principales productos de exportación
del país. No obstante, existe preocupación debido a malas prácticas agrícolas
destructoras de los suelos, bosques, ríos y especies animales de los ambientes
aledaños (Acuña, 2005).
Debido al crecimiento acelerado en la producción piñera del país y su impacto en
el ambiente, es preciso realizar una planificación integral de la actividad donde se
respeten las regulaciones tales como no invadir nacientes ni áreas de recarga
acuífera, protección de tomas de agua para abastecimiento de la población, así
como realización de los respectivos estudios hidrogeológicos y de suelos
(Cuadrado, 2008). Según Jiménez (1999) la práctica de quema de rastrojo se
realiza donde se desea hacer una rápida preparación entre ciclos, ya que seis
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semanas después del derribo se continúa preparando y se siembra de inmediato
Sin embargo, puede haber problemas por daños o contaminación. La
incorporación de materia en verde regresa el material orgánico al suelo para
mejorar la condición mecánica de este, la fertilidad y la capacidad de retención de
humedad del suelo.
METODOLOGÍA
El experimento se realizará en la finca Pilo Produce, S.A., Propiedad de Fernando
Rodríguez Solís, ubicada en Cerro Cortés de Aguas Zarcas de San Carlos,
Alajuela, 500 m noreste de la Planta Industrial Tico Fruit. Se trabajará con dos
parcelas cada cual corresponderá a un tratamiento que son: incorporación de
rastrojo en verde e incorporación de rastrojo desecado previamente con herbicida.
Cada parcela para cada tratamiento tendrá un área de 1000 m2
aproximadamente.
Para cada tratamiento se llevaran a cabo muestreos de suelo, foliar y
microorganismos. La toma de muestras se hará por un recorrido en zigzag. Para
suelo los parámetros a determinar serán físicos (textura) y químicos (Ca, P, K, Mg,
Cu, Fe, Zn, Mn, Al, N, materia orgánica), para la biomasa los parámetros a medir
serán físico (peso seco / peso fresco), químicos (Ca, Mg, K, P, Zn, Cu, Mn, Fe, N).
Para microorganismos se determinará únicamente bacterias, actinos y hongos.)
Para cada parámetro a medir se tomarán 10 muestras que serán analizadas de
forma independiente (repeticiones), a excepción del análisis de textura de suelo
que será una única muestra compuesta seleccionada por el método de cuarteo.
Cada muestra del mismo parámetro debe ser tomada a la misma profundidad,
considerando un mismo volumen y bajo condiciones lo más similares posibles
según cada tratamiento. Una vez tomadas las muestras se deben identificar con
un código que a su vez deberá ser apuntado en la libreta de campo (Henríquez et
al. 1998). El laboratorio en el cual se hará el análisis de las muestras es el Instituto
Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología Agropecuaria INTA, a
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excepción del análisis de microorganismos que se hará en el Centro Investigación
Agronómica (CIA). Se detalla a continuación cada tipo de análisis:
Determinación en suelo de Ca, K, Cu, Fe, Mn, P, Mg, Zn, Al, al inicio y al final de
la investigación. Cada muestra debe ser de 500 g aproximadamente tomada de 0-
30 cm de profundidad, se coloca en bolsa plástica y se rotula. Una vez en el
laboratorio la extracción se realizará por medio de la solución Olsen modificado
(MAG, 1980).
Determinación de materia orgánica: al inicio y al final de la investigación. Toma de
muestras de suelo, extraídas a una profundidad de 0-15cm y transportadas en
refrigeración (a 4°C) al laboratorio el mismo día (a efecto de evitar pérdidas), el
análisis se realizará en el laboratorio, utilizando el método de digestión húmeda
del carbono, según la metodología para análisis de suelos, plantas y aguas del
MAG, basado en el método Walkey y Black modificado (MAG, 1980).
Determinación de N orgánico: al inicio y al final de la investigación, a partir de
muestras de suelo, extraídas a una profundidad de 0-15cm y transportadas en
refrigeración (a 4°C) al laboratorio el mismo día (a efecto de evitar pérdidas) en el
laboratorio del Centro de Investigaciones Agronómicas (CIA) de la Universidad de
Costa Rica, se usará la metodología en la que el amonio intercambiable adherido
a los espacios activos de las arcillas del suelo, es extraído mediante una solución
de KCl 2M. Siguiendo así la metodología para la determinación de N orgánico en
muestras de suelo, Laboratorio de Suelos del CIA-UCR.
Determinación de microbiología de suelo: se realizarán de 0 – 15 cm de
profundidad, 500 g, y transportadas en refrigeración (a 4°C) al laboratorio, el
mismo día (a efecto de evitar pérdidas). En el CIA, se realizará el registro de
bacterias, hongos y actinos, presentes en el suelo superficial, el método a utilizar
para los conteos es el de Wollum, 1982 y Uribe y Castro, 2007). Al inicio y al final
de la investigación.
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Análisis nutricional de la biomasa (Ca, Mg, K, Fe, P, Zn, Cu, Mn, N) y
determinación de peso seco/peso fresco, se coloca la planta de piña en bolsa
plástica y se transporta al laboratorio el mismo día. Una vez en el laboratorio se
sigue el procedimiento detallado en la metodología para análisis de suelos, plantas
y aguas del MAG (MAG, 1980). Al inicio de la investigación y después de la
aplicación del herbicida.
La estimación de biomasa como materia fresca se realizará pesando individuos al
azar, se determina un peso promedio y se extrapola al número total de plantas por
parcela en los tres tratamientos. Para el tratamiento con herbicida se realizará esta
práctica al inicio de la investigación y después de la aplicación del herbicida.
El muestreo de mosca paletera se realizará mediante un muestreo de larvas y
pupas de Stomoxys calcitrans, en áreas de 1 m2 cada uno, en 10 sitios por
parcela, después de cada pase de rastra.
Cuadro 1.INSTRUMENTOS DE MUESTREO Y REQUERIMIENTOS
Muestras de suelo, foliar y microbiológico
Muestreo de Stomoxys calcitrans
Barreno Pinzas
Palín Lupa
GPS Hilo
Romana Guantes
Etiquetas Libreta de campo
Bolsas plásticas Frascos
Hielera c/ hielo Alcohol
Marcadores indeleble/ lápiz
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Se trabajará con el modelo estadístico apareado, para cada parámetro a
analizar respectivos a cada tratamientos se determinarán las medias, y se
hará una comparación entre ellas para lo cual se utilizará la t-Student, esto
con el fin de determinar si existe diferencia significativa o no. El análisis
estadístico se basará en el supuesto que no existe diferencia alguna entre
ambos tratamientos de eliminación de rastrojo de piña.
Para los dos tratamientos se deberán reportar todos los costos involucrados,
con el fin de elaborar un análisis beneficio/costo. A su vez, se cuantificará el
aporte de nutrientes al suelo a través de la biomasa incorporada, con lo cual
se calculará el beneficio que puede recibir el agricultor al aplicar una
fertilización diferenciada, gracias al aporte de nutrimentos con el rastrojo.
Se realizará un análisis financiero de los gastos directos que afectan al
productor, así como un análisis económico ambiental el cual incluya las
externalidades positivas y negativas (que afecten los recursos naturales, las
actividades productivas circundantes y el aspecto social) e identifique los
móviles de generación es estas externalidades. En cronograma de actividades
se muestra en el cuadro 2.
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Cuadro 2. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Actividad Mes
1 2 3 4 5
1 Toma de muestras de suelo y foliares
en testigo y tratamiento antes de la
eliminación de la segunda cosecha
2 Toma de muestras en testigo de suelo
y foliares una vez aplicado el herbicida
3 Muestreo de adultos de Stomoxys
calcitrans
4 Toma de muestras de suelo en testigo y
tratamiento una vez finalizada la
incorporación del rastrojo
5 Análisis de beneficio/costo de la técnica
de incorporación en ambos tratamientos
6 Análisis integral de resultados y
conclusión de la investigación
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Literatura Citada
Acosta, E. 2008. Impacto ecológico del monocultivo piñero. Revista Ambientico.
Universidad Nacional. 6 (177): 7-8
Acuña, G. 2005. Diagnóstico Situación y condiciones de la agroindustria piñera en
Costa Rica. Asociación Servicios de promoción laboral. Costa Rica. Pág. 49- 52
Aguirre, D y Arboleda, E. 2008. Impacto ambiental del cultivo de piña y
características de éste (caso Siquirres). Revista Ambientico. Universidad Nacional.
6 (177):3-6
Alpízar, J. 2007. Utilización de la biomasa residual del cultivo de piña (Ananas
comosus) para la desproteinización enzimática de los desechos de la actividad
camaronera. Tesis, Universidad Nacional. Costa Rica. Págs.15-20.
Alpízar, M. y C. Arguedas. 1990. la exportación costarricense de piña fresca al
mercado de los Estados Unidos: un análisis de competitividad. Universidad
Nacional. Costa Rica. Págs 48-72
Arguedas, C. 2008. Falacias y ocultamientos de los piñeros. Revista Ambientico.
Universidad Nacional. 6 (177):13
Brenes, L. 2008. Dulce piña, dulces ganancias. Revista Ambientico. Universidad
Nacional. 6 (177): 15
Cortés, G. 1994. Atlas Agropecuario de Costa Rica. EUNED. Florica Instituto,
Universidad Estatal a Distancia. Costa Rica. 513 p
Cuadrado, G. 2008. Legalización de la contaminación de aguas para consumo
humano (caso de Diurón y Bromacil). Revista Ambientico. Universidad Nacional. 6
(177): 9-10
Jiménez, J. 1999. Manual práctico para: El cultivo de piña de exportación. 1
edición. Editorial Tecnológica de Costa Rica. Pág. 35-46
16
Monge, H.1993. Caracterización de las empresas agrícolas de productos no
tradicionales (el caso de los cultivos de la piña, el melón, las plantas ornamentales
y la yuca). Tesis, Universidad Nacional. Costa Rica. Págs. 33-37.
Montero, M y Cerdas, M. 2005. Guías técnicas del manejo poscosecha para el
mercado fresco Piña (Ananas comosus). Ministerio de Agricultura y Ganadería.
Costa Rica. Pág. 5- 15.
Quesada, K. 2003. Utilización Del rastrojo de piña (Ananás comosus) como
refuerzo de una resina poliéster comercial. Tesis, Universidad Nacional. Costa
Rica. Págs. 1-4.
Salazar, O. 2008. Plantaciones de piña en Costa Rica contra la sostenibilidad
ecológica y social. Revista Ambientico. Universidad Nacional. 6 (177):11-12
Salazar, V. 2001. Influencia de algunos factores socio culturales en la adopción de
cultivares mejorados de piña (Ananas comosus) en tres organizaciones de
productores y productoras del distrito de Pital, cantón de San Carlos. Universidad
Estatal a Distancia. Costa Rica Pág. 7-20
Tomás, R; Porras, S; Jiménez, L; Bolaños, A y Van der Lucht, A. 2006. Plan de
acción conjunto SFE/SENASA para el combate de la mosca del establo (Stomoxys
calcitrans) (L.). Comisión Técnica Fitosanitaria / Dirección General SENASA. CR-
SFE-SENASA-PA-06-06. 18 p
Víquez, M. 2008. Tesis Obtención de madera plástica reforzada con rastrojo de
piña (Ananas comosus) del desecho agroindustrial y poliolefinas postconsumo.
Tesis, Universidad Nacional. Costa Rica. Págs. 6-15