Influencia de ADEPT Agro.Bio y humato de potasio en la salida del período de latencia de los tubérculos de papa en un sistema de doble cosecha

El problema de la producción de semillas de papa en la Estepa de Ucrania se resuelve con éxito mediante el método de cultivo de doble cosecha: la siembra en verano de tubérculos jóvenes recién cosechados después del cultivo. Sin embargo, el cultivo de papa de doble cosecha no encuentra una aplicación generalizada debido a la imperfección de los métodos existentes para interrumpir el período de latencia en los tubérculos recién cosechados. Al estudiar la influencia de los métodos mecánicos de interrupción del período de latencia en los tubérculos recién cosechados durante 4 años, hemos establecido que ninguno de estos métodos es lo suficientemente efectivo como para recomendarlo a la producción.

Científicos extranjeros y soviéticos señalan en sus trabajos el efecto estimulante de la giberelina en la interrupción del período de latencia en los tubérculos recién cosechados. Sin embargo, tanto en la literatura extranjera como en la nacional se informa sobre el efecto negativo de la giberelina en el crecimiento del sistema radicular. La giberelina, a diferencia de la heteroauxina y otras sustancias de crecimiento, estimula la formación y el crecimiento de los brotes, pero suprime la formación de raíces. En una mezcla, la giberelina y la heteroauxina actúan como antagonistas.

Sustancias que contienen grupos sulfhidrilo (SH) o que son capaces de formarlos durante la isomerización o la transformación química, como la tiourea y las sales de ácidos xantogénicos, muestran una actividad comparativamente alta en la interrupción del período de latencia de las plantas. Para interrumpir el período de latencia, la tiourea ha adquirido la mayor importancia de este grupo de sustancias, con una solución al 2% de la cual se tratan los tubérculos cortados en trozos durante dos horas, seguidos de su germinación en invernaderos en arena mezclada a la mitad con aserrín.

Este método, aunque más perfecto en comparación con los mecánicos, tiene una serie de desventajas. En primer lugar, las heridas de los tubérculos cortados tardan en cicatrizar, no se cubren bien con un tejido denso e impermeable de corcho, lo que contribuye a la penetración de bacterias putrefactas en los tubérculos y provoca su deterioro. Además, los tubérculos germinan con un pequeño número de brotes, de forma irregular, y la extracción de los mismos de los invernaderos para la siembra debe realizarse en dos etapas. El crecimiento del sistema radicular se estimula muy mal. Los tubérculos plantados en el suelo con brotes, pero sin raíces, producen brotes muy tardíos, y las plantas a menudo no producen cosecha. De esto se desprende que el éxito del cultivo de papa de doble cosecha depende principalmente de la perfección del método de interrupción del período de latencia.

El objetivo de nuestro trabajo fue encontrar una forma de intervenir activamente en los procesos bioquímicos que ocurren en los tubérculos recién cosechados, provocar una respiración tisular mejorada y hacer que los tubérculos germinen de manera uniforme, con muchos brotes y con la aparición simultánea del sistema radicular. Por lo tanto, en nuestras investigaciones para interrumpir el período de latencia de los tubérculos, utilizamos una serie de sustancias orgánicas fisiológicamente activas, como el ácido húmico, la heteroauxina, la sustancia de crecimiento del petróleo (NRV), la tiourea y sus mezclas.

La sustancia de crecimiento del petróleo (NRV), según los informes, estimula significativamente no solo el crecimiento de la parte aérea de las plantas, sino también el sistema radicular. Según los datos de la literatura, los ácidos húmicos tienen una gran influencia en el proceso de crecimiento y desarrollo de las plantas superiores. Se ha establecido que los tubérculos de papa respiran principalmente con la participación del sistema fenolasa. Según la enseñanza de A.N. Bach, para que ocurra la oxidación biológica, es necesaria la activación de la molécula de oxígeno, que se logra mediante la formación de peróxidos intermedios, las oxigenasas. Los polifenoles y sus derivados pueden funcionar como oxigenasas. Según L.A. Khristeva, el ácido húmico, estando en estado ionodisperso, entra en la planta, donde los grupos polifenólicos de los ácidos húmicos, con la participación de la polifenoloxidasa, son oxidados por el oxígeno del aire y producen peróxidos, es decir, se convierten en oxigenasas. Las oxigenasas, con la participación de la enzima peroxidasa, desprenden oxígeno atómico, que se transfiere catalíticamente al sustrato, y la forma peróxida del polifenol se convierte en quinonas, que poseen un potencial oxidativo muy alto, por lo que pueden quitar el hidrógeno "activado" de las sustancias orgánicas que han sufrido la catálisis enzimática correspondiente y volver a convertirse en polifenoles. Por lo tanto, L.A. Khristeva considera que la causa principal de la acción fisiológica del ácido húmico es la participación de cantidades adicionales de oxígeno molecular en las reacciones de oxidación y la participación directa de sus moléculas en los procesos de óxido-reducción.

Basándonos en todas estas premisas teóricas, emprendimos una serie de investigaciones sobre este tema.

Resultados de la investigación

Métodos para interrumpir el período de latencia en tubérculos recién cosechados

En el experimento para interrumpir el período de latencia, los tubérculos de papa recién cosechados se cortaron longitudinalmente en dos partes antes de la germinación y luego se trataron durante dos horas con agua, una solución al 2% de tiourea, heteroauxina al 0,001% y una solución al 0,02% de humato de potasio como fuente de ácido húmico. Los tubérculos se germinaron durante 20 días en arena con una humedad del 70-90% de la capacidad máxima de retención de agua y una temperatura de 25-28°C. Los resultados del experimento se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Influencia de los estimulantes del crecimiento en la interrupción del período de latencia en tubérculos recién cosechados
Variedad Control (tubérculos no tratados) Tratados con agua Tiourea al 2% Heteroauxina al 0,001% Humato de potasio al 0,02%
Tubérculos germinados, % Nº de brotes por tubérculo Tubérculos germinados, % Nº de brotes por tubérculo Tubérculos germinados, % Nº de brotes por tubérculo Tubérculos germinados, % Nº de brotes por tubérculo Tubérculos germinados, % Nº de brotes por tubérculo
Variedad Nº1 8,1 1,2 12,7 1,2 68,4 - - - - -
Variedad Nº2 9,8 1,2 17,9 1,4 65,7 - - - - -
Variedad Nº3 7,2 1,1 11,3 1,2 81,7 - - - - -
Variedad Nº4 9,0 1,2 14,2 1,3 77,4 - - - - -
Variedad Nº5 7,9 1,2 12,8 1,3 71,2 - - - - -
Variedad Nº6 5,2 1,1 8,4 1,3 48,9 - - - - -

Los resultados de estas investigaciones muestran una clara ventaja de la tiourea sobre la heteroauxina y el humato de potasio. El bajo porcentaje de tubérculos germinados bajo la acción de la heteroauxina se explica fácilmente por el hecho de que es principalmente un estimulante del crecimiento del sistema radicular y un inhibidor de la parte aérea. En cuanto al ácido húmico, la razón de su acción casi neutra sobre los tubérculos recién cosechados era completamente incierta.

Posteriormente, realizamos una serie de experimentos sobre la acción conjunta del humato de potasio, NRV y heteroauxina con tiourea. Además, se incluyó giberelina en el experimento sobre la interrupción del período de latencia de los tubérculos recién cosechados. Las condiciones de estos experimentos fueron análogas a las del experimento anterior. Los resultados de la investigación se presentan en la Tabla 2.

Tabla 2. Influencia de la combinación de estimulantes del crecimiento en la interrupción del período de latencia en tubérculos recién cosechados
Variedad Soluciones con las que se trataron los tubérculos Indicadores
Tubérculos germinados, % Nº medio de brotes por tubérculo Longitud media del brote, cm Tubérculos con raíces del número de germinados, %
Variedad Nº1 Tiourea al 2% 64,3 1,40 0,63 31,3
Humato de potasio al 0,02% 21,0 1,68 0,86 38,7
Tiourea + humato de potasio 96,2 2,18 2,04 74,6
NRV al 0,001% 23,4 1,52 0,82 33,8
Tiourea + NRV 93,4 1,86 2,00 73,5
Tiourea + heteroauxina al 0,001% 65,6 1,41 0,56 63,9
Giberelina al 0,001% 96,8 1,72 2,21 48,8
Variedad Nº2 Tiourea al 2% 65,8 1,37 0,90 36,8
Humato de potasio al 0,02% 24,2 1,56 1,72 11,9
Tiourea + humato de potasio 95,6 2,29 2,25 79,4
NRV al 0,001% 22,1 1,45 1,43 42,1
Tiourea + NRV 94,1 2,10 2,53 71,9
Tiourea + heteroauxina al 0,001% 68,4 1,39 0,72 68,2
Giberelina al 0,001% 95,5 2,15 2,49 49,9
Variedad Nº3 Tiourea al 2% 71,1 1,27 0,58 32,3
Humato de potasio al 0,02% 19,6 1,49 0,84 38,0
Tiourea + humato de potasio 95,8 1,92 2,16 75,4
NRV al 0,001% 20,7 1,31 1,18 38,1
Tiourea + NRV 95,2 1,87 2,10 74,8
Tiourea + heteroauxina al 0,001% 66,6 1,30 0,55 66,0
Giberelina al 0,001% 95,7 1,71 2,26 41,3
Variedad Nº4 Tiourea al 2% 93,4 2,10 1,30 54,2
Humato de potasio al 0,02% 87,2 2,34 1,46 61,8
Tiourea + humato de potasio 98,7 2,78 2,62 83,9
NRV al 0,001% 88,0 2,40 1,41 60,0
Tiourea + NRV 98,8 2,69 2,50 83,3
Tiourea + heteroauxina al 0,001% 90,2 2,07 1,27 82,0
Giberelina al 0,001% 99,3 2,88 2,80 70,7

La acción conjunta de la tiourea con el ácido húmico, así como la de la NRV con la tiourea, superó significativamente su acción por separado. La interacción favorable del ácido húmico con la tiourea y de la NRV con la tiourea en el despertar acelerado de los tubérculos recién cosechados, en nuestra opinión, se debe al fenómeno de sinergismo, es decir, la acción de estos dos componentes en una misma dirección. El ácido húmico intensifica significativamente los procesos redox iniciados por la tiourea, provoca una división celular mejorada en los puntos de crecimiento, acelerando significativamente el crecimiento de los brotes y las raíces.

El académico Pratt observó un fenómeno similar en sus trabajos, estimulando esquejes de diversas plantas con ácido húmico. Señala que en el período inicial bajo la acción del ácido húmico el crecimiento de las plantas no difiere del control, pero, tan pronto como aparecen los brotes, su crecimiento se acelera significativamente. La causa de tal acción del humato de potasio es, obviamente, la activación de la respiración y el metabolismo en general. La dinámica de la actividad de la peroxidasa es una confirmación de esto.

Para aclarar las causas de la mayor resistencia de los trozos de tubérculos recién cosechados, tratados con una mezcla de soluciones de tiourea y humato de potasio durante el período de germinación contra la infección por bacterias putrefactas, realizamos un estudio del grado de cicatrización de los cortes en los tubérculos recién cosechados. La aparición de tejido suberoso (suberina) en los cortes de los tubérculos se determinó mediante el método de Lamalier. Las investigaciones realizadas sobre la formación de tejido suberoso (suberina) en los cortes de los tubérculos de papa recién cosechados de la variedad Rosa Temprana mostraron que los tubérculos tratados con una mezcla de tiourea con humato de potasio, ya a las 6-8 horas, comenzaron a cubrirse con suberina en los bordes de los cortes, y a las 32-36 horas el corte estaba completamente cubierto por una fina capa de este tejido. En los tubérculos tratados solo con una solución de tiourea, los cortes comenzaron a cubrirse con suberina a las 10-12 horas y se cubrieron completamente con una fina capa a las 50-52 horas.

Cuando la tiourea y la heteroauxina actuaron conjuntamente para despertar los tubérculos recién cosechados, no se manifestó el fenómeno de sinergismo. La actividad de la giberelina en cuanto al número de brotes germinados en nuestro experimento fue igual a la actividad de la acción conjunta de la tiourea con NRV y humato de potasio, pero en cuanto al número de tubérculos con raíces fue significativamente menor.

Influencia de los estimulantes del crecimiento en la altura de la cosecha de papa

El estudio de la influencia de las sustancias estimulantes en el crecimiento de la masa vegetativa y el rendimiento de la papa se realizó con las concentraciones de estimulantes más prometedoras, que aseguraron el mayor porcentaje de despertar de los tubérculos recién cosechados. Para ello, los tubérculos de papa se trataron con una mezcla de tiourea con humato de potasio, tiourea con NRV y giberelina. El control fue la variante en la que los tubérculos se trataron solo con una solución de tiourea al 2%. La papa se sembró en julio en todos los años de los experimentos y se cosechó en octubre. Los resultados del registro del crecimiento de la masa vegetativa y el rendimiento de los tubérculos de papa se presentan en la Tabla 3.

Tabla 3. Influencia de los estimulantes del crecimiento en el crecimiento de la masa vegetativa y el rendimiento de la papa (promedio de 4 años)
Variedad Soluciones con las que se trataron los tubérculos Masa vegetativa en el período de floración Rendimiento de tubérculos
Altura de la planta, cm Nº de tallos principales
Variedad Nº1 Tiourea al 2% 30,0 1,26 -
Tiourea + humato de potasio al 0,02% 47,7 1,78 -
Tiourea + NRV al 0,001% 43,1 1,67 -
Giberelina al 0,001% 42,5 1,69 -
Variedad Nº2 Tiourea al 2% 41,9 1,26 -
Tiourea + humato de potasio al 0,02% 51,1 2,07 -
Tiourea + NRV al 0,001% 50,5 1,94 -
Giberelina al 0,001% 48,3 2,00 -
Variedad Nº3 Tiourea al 2% 40,3 1,15 -
Tiourea + humato de potasio al 0,02% 50,9 1,82 -
Tiourea + NRV al 0,001% 50,6 1,74 -
Giberelina al 0,001% 48,3 1,64 -
Variedad Nº4 Tiourea al 2% 28,6 1,63 -
Tiourea + humato de potasio al 0,02% 34,9 2,52 -
Tiourea + NRV al 0,001% 33,9 2,37 -
Giberelina al 0,001% 34,4 2,48 -

Estos datos muestran que la altura de las plantas durante el período de floración para todas las variedades estudiadas fue significativamente mayor en las variantes donde los tubérculos fueron tratados con giberelina, así como con una mezcla de tiourea con NRV y humato de potasio. El mismo fenómeno se observó en cuanto al número de tallos principales y laterales. Sin embargo, el grosor de los tallos laterales (diámetro a 5 centímetros de la superficie del suelo) alcanzó su mayor valor en las variantes donde los tubérculos fueron tratados con una mezcla de tiourea con humato de potasio o NRV.

Nuestras investigaciones mostraron que la aceleración del crecimiento del sistema radicular y la masa vegetativa de la papa, así como el aumento del rendimiento de los tubérculos bajo la acción del ácido húmico, se explica no solo por la intensificación de los procesos fisiológicos que ocurren en la planta, sino también por el cambio en la estructura anatómica de los tejidos de las raíces y las hojas. Las células de todos los elementos del tejido de la raíz joven (exodermis, parénquima cortical, endodermis, periciclo, floema y xilema) estaban significativamente estiradas y tenían una forma más alargada en comparación con los tejidos de la raíz que se trataron solo con tiourea. Bajo la acción del humato de potasio, las células del parénquima en empalizada de la hoja se alargaron significativamente, se formó una segunda capa de parénquima en empalizada, y los pelos protectores y glandulares estaban más desarrollados y consistían en un mayor número de células. Las hojas de las plantas de papa, cuyos tubérculos fueron estimulados solo con tiourea, tenían células del parénquima en empalizada dispuestas en una sola capa, eran más cortas y parcialmente expandidas, y los pelos protectores y glandulares estaban menos desarrollados y consistían en un menor número de células. Un fenómeno similar (alargamiento de las células de la raíz y cambio en el parénquima en empalizada de la hoja bajo la acción de los ácidos húmicos) se observó en el trigo, la remolacha azucarera y los tomates.

La mayor actividad fotosintética de las plantas de papa, cuyos tubérculos fueron tratados con humato de potasio, también se debe al mayor contenido de clorofila en sus hojas (Tabla 4).

Tabla 4. Influencia del humato de potasio en la dinámica de la clorofila en las hojas de papa
Variantes del experimento Contenido de clorofila, mg por 1 g de materia seca
Tratamiento de tubérculos con solución al 2% de tiourea 13,7
Tratamiento de tubérculos con mezcla de solución de tiourea y humato de potasio al 0,02% 15,8

También se observó un alto rendimiento de tubérculos de papa durante los años de experimentación en las variantes donde se interrumpió el período de latencia de los tubérculos con una mezcla de soluciones de tiourea con NRV. El rendimiento fue ligeramente inferior con giberelina y, en último lugar, en cuanto a rendimiento, se encontró la variante donde los tubérculos fueron tratados solo con tiourea.

Influencia de las sustancias fisiológicamente activas en el crecimiento del sistema radicular en tubérculos recién cosechados

Los datos presentados muestran que la mezcla de soluciones de tiourea con humato de potasio y NRV acelera significativamente el despertar de los tubérculos recién cosechados, promueve su germinación con muchos brotes, acelera la cicatrización de los cortes y reduce el número de tubérculos afectados por bacterias putrefactas, aumenta el número de tubérculos germinados con raíces y aumenta el rendimiento de la papa. Sin embargo, la formación del sistema radicular bajo la acción de estos estimulantes del crecimiento no se logró en todos los tubérculos germinados.

Posteriores búsquedas en esta dirección nos llevaron a la siguiente idea. Se sabe que las raíces de las plantas, aisladas de la parte aérea, en un medio artificial continúan su crecimiento y, como órgano heterótrofo, reaccionan más activamente a diversos compuestos orgánicos complejos que las hojas que los sintetizan. Cabe señalar que en el humus, el compost, el suelo con humus, en el estiércol suelto se acumulan en cantidades significativas antibióticos, activadores biológicos y ácidos húmicos formados por la microflora y los hongos. El humus contiene ácido nicotínico, derivados de la piridina, tiamina, biotina, riboflavina, ácido fólico, ácido pantoténico y alfa-aminobenzoico, auxinas, estreptomicina, penicilina, terramicina y otros compuestos biológicamente activos. Especialmente un papel positivo en la estimulación del crecimiento del sistema radicular lo juegan las auxinas, la tiamina (vitamina B1), el ácido húmico, así como los ácidos succínico, fumárico y otros. Basándonos en estas consideraciones, reemplazamos el medio de germinación de los tubérculos recién cosechados utilizado anteriormente (arena y aserrín) por humus.

Tabla 5. Influencia de los estimulantes del crecimiento y el medio de germinación en la interrupción del período de latencia en tubérculos recién cosechados
Variedad Medio de germinación Promedio durante los años de experimentación
Variedad Nº1 Arena 95,5
Variedad Nº1 Humus de invernadero 99,7
Variedad Nº2 Arena 96,0
Variedad Nº2 Humus de invernadero 99,9
Variedad Nº3 Arena 94,7
Variedad Nº3 Humus de invernadero 99,5
Variedad Nº4 Arena 96,4
Variedad Nº4 Humus de invernadero 99,8

Este enfoque dio buenos resultados. Todos los tubérculos al final de la germinación (al día 20) tenían varios brotes desarrollados y un sistema radicular bien desarrollado. Además, en cuanto al crecimiento y desarrollo, las plantas de los tubérculos germinados en humus superaron significativamente a las plantas de los tubérculos germinados en arena. Los datos presentados muestran que las plantas de los tubérculos germinados en humus tenían una masa vegetativa más desarrollada, especialmente la superficie foliar, y aseguraron un rendimiento de tubérculos en variedades individuales entre un 11,9% y un 12,7% más alto en comparación con las plantas de los tubérculos germinados en arena.

Eliminación de la deficiencia de oxígeno al romper el período de latencia en los tubérculos recién cosechados

Una de las condiciones principales para la germinación normal de los tubérculos recién cosechados es la mayor humedad del medio. La falta de humedad inhibe su germinación, y el exceso provoca la muerte por asfixia. La respiración de las plantas es un proceso aeróbico. Su intensidad está determinada por la cantidad de oxígeno que la célula puede asimilar. En la naturaleza, a menudo se crea una brecha entre la necesidad de oxígeno de la planta, su contenido en el medio y la asimilación biológica. Por lo tanto, el fenómeno de la deficiencia de oxígeno puede ser la causa de una u otra forma de sufrimiento de la planta. Según L.A. Khristeva, la eliminación de la deficiencia de oxígeno aumenta la capacidad de la planta para soportar condiciones desfavorables, y para este propósito se puede usar ácido húmico, así como grupos de vitaminas que participan directamente en la transferencia de hidrógeno.

El efecto estimulante de los ácidos húmicos es especialmente notable al comienzo del desarrollo de las plantas y cuando los procesos bioquímicos son muy intensos, por ejemplo, en el momento de la formación de los órganos reproductivos, así como en los casos en que las condiciones externas se desvían de la norma. Aprovechamos esta valiosa característica del ácido húmico al germinar tubérculos recién cosechados, lo que requiere riegos frecuentes. Para evitar la deficiencia de oxígeno, los tubérculos sembrados para la germinación se regaron tres veces con diferentes estimulantes del crecimiento de producción propia y extranjera con intervalos de 5 días entre cada riego. Como muestra la Tabla 7, el mejor efecto se logró al germinar trozos de tubérculos recién cosechados, tratados con una mezcla de soluciones de ácido húmico y tiourea en cajas de vernalización, intercaladas con humus de invernadero y regadas tres veces con una solución de ácido húmico al 0,01%. Con este método, se logró una germinación del 100% de todos los tubérculos con una gran cantidad de brotes y un sistema radicular bien desarrollado en 18-20 días. No se observó la muerte de tubérculos por asfixia ni por infección con bacterias putrefactas.

Tabla 7. Influencia del riego adicional con estimulantes del crecimiento durante el período de germinación de tubérculos recién cosechados en el crecimiento de la masa vegetativa y el rendimiento de tubérculos de papa
Tubérculos regados con Masa vegetativa Hojas Cosecha
Altura de las plantas, cm Nº de tallos Nº de hojas por planta Longitud de la hoja del estrato medio, cm Nº de foliolos de una hoja Rendimiento de tubérculos, q/ha Contenido de tubérculos comerciales, %
Agua (control) 48,6 2,2 60 93 25,4 363,62 4,4
Mind Extra, 60 g por 10 l de agua 51,0 2,3 67 127 26,5 446,92 5,5
Mind (0,01%) 46,3 1,4 63 112 21,5 359,17 5,4
Monometilamina (0,004%) 42,0 1,2 55 96 17,1 382,65 4,4
Humato de potasio Agro.Bio (0,01%) 44,0 1,3 61 100 18,7 362,25 4,9
Adept Agro.Bio (0,005%) 50,0 1,8 63 122 24,5 423,48 5,2
Adept Agro.Bio (0,01%) 57,0 2,5 66 132 27,8 464,28 5,5
Adept Agro.Bio (0,05%) 48,5 2,0 62 124 27,0 427,55 5,1
Adept Agro.Bio (0,1%) 45,5 1,7 56 118 25,4 358,15 5,1

El rendimiento más alto de tubérculos fue de 464,28 q/ha. En segundo lugar en desarrollo de masa vegetativa y rendimiento de tubérculos se encontró el preparado extranjero Mind Extra, que produjo un rendimiento promedio de tubérculos de 446,92 q/ha.

Así, combinando el tratamiento de los tubérculos de papa con una mezcla de estimulantes del crecimiento y su germinación en humus con el riego de sustancias fisiológicamente activas, aplicando un determinado sistema de agrotecnia, logramos durante varios años obtener cosechas estables de papa en siembras de relevo con tubérculos recién cosechados.

Conclusiones

El método más efectivo para interrumpir el período de latencia en los tubérculos recién cosechados es tratarlos con una mezcla de una solución al 2% de tiourea y una solución al 0,02% de humato de potasio, así como una solución al 2% de tiourea y una solución al 0,001% de sustancia de crecimiento del petróleo (NRV) con posterior germinación de los tubérculos en humus con riego periódico de estos con la mezcla de las soluciones indicadas. La acción conjunta de estos preparados sobre los tubérculos de papa recién cosechados se manifestó en forma de sinergismo, es decir, su acción mutua en la misma dirección. La acción a corto plazo de la tiourea se ve reforzada por la acción posterior del ácido húmico o NRV, gracias a lo cual la actividad de las enzimas oxidativas aumenta significativamente, y los tubérculos germinan de forma más uniforme, con un mayor número de brotes y raíces. Pero el líder absoluto en el rendimiento de papa sigue siendo el preparado Adept Agro.Bio.

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