incremento de la producción de solanum lycopersicuml. cv
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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLASFACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIASDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AGRÍCOLA
Tesis presentada en opción al título académico de
Máster en Ingeniería Agrícola
Santa Clara
2019
Incremento de la producción de Solanum lycopersicum L. cv.Aegean en cultivo protegido mediante alternativa de
manejo del riego
Autor: Ing. Rolando Mesa RodríguezTutores: Dr.C. Ricardo Dueñas García Dr.C. Amed Chacón Iznaga
Agradecimientos:
Al culminar este trabajo de tesis quisiera agradecer a todas las personas que contribuyeron
con su realización. En especial a:
- Ricardo Dueñas García, gracias por dedicar tus últimos esfuerzos al tema y desarrollo
de mi tesis.
- Víctor Moreno: sin tus ideas, conocimientos y acción no hubiera sido posible desarrollar
este tema.
- Pedro Giglio, Osmar Méndez de la Fe, Raúl Brito Cabrera y Julio César Hernández
Salgado y Juan Carlos Ansardo Avila, por su ejemplo, enseñanzas y críticas oportunas
en función de perfeccionar el trabajo y los resultados productivos.
- Amed Chacón Iznaga: por contribuir a la culminación exitosa de este trabajo de tesis.
- Yelenys Alvarado Capó, por todo el tiempo, esfuerzo, sacrificio y dedicación al tema
desarrollado aún en condiciones difíciles. Gracias por tu enseñanza diaria en función
de hacer las cosas bien.
- Consejo de Dirección de la Empresa Agropecuaria Valle del Yabú: por haber permitido
desarrollar el proceso investigativo en la UEB.
- Trabajadores y trabajadoras del módulo casas de cultivo: por apoyar y creer en nuestra
capacidad y nuestras ideas.
- Mi familia: por estar presente en todos mis actos
- La Revolución cubana: por permitirme investigar sin distinción de color o edad.
- Fidel: siempre presente cuando de investigación y ciencia se trata.
A todos,
Muchas gracias
RESUMEN
En el cultivo protegido de hortalizas, el riego es una de las actividades agrotécnicas
más importantes. Sin embargo, no se alcanzan rendimientos esperados en el cultivo
protegido de tomate (Solanum lycopersicum L.) con los programas de riego que
tradicionales que se aplican. El objetivo de este trabajo fue proponer una alternativa
de manejo del riego que permita el incremento de la producción de S. lycopersicum cv.
Aegean en cultivo protegido. Se diseñaron dos programas de riego para el cultivo
protegido de S. lycopersicum cv. Aegean, se determinó el efecto de dos programas de
riego sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento agrícola de S. lycopersicum cv.
Aegean y se realizó una valoración técnica y económica del impacto de la aplicación
de los programas de riego. Los resultados demostraron que la aplicación de un
programa de riego (programa 2) con estimación de la evapotranspiración, frecuencia
diaria, el tiempo de riego fraccionado en turnos de 10 minutos según la fase fenológica,
monitoreo de la conductividad eléctrica (en la solución nutritiva y la solución lixiviada)
y de la fracción de lavado para corregir posibles desviaciones produjo incrementos en
los rendimientos. Con este programa se alcanzaron 190,7t/ha, ingresos de 73 386,30
CUC, ganancias de 51 733,17 CUC, superiores en 11 211, 20 CUC a las obtenidas
con el programa tradicional. Atendiendo a los resultados se propone el manejo del
riego en el cultivar Aegean en cultivo protegido con el programa 2.
.
ABSTRACT
In the horticultural protected crop, irrigation is one of the most important agro-technical
activities. However, expected yields are not achieved in the protected tomato crop
(Solanum lycopersicum L.) with traditional irrigation programs that are applied. The
objective of this work was to propose an irrigation management alternative that allows
an increase in the production of S. lycopersicum cv. Aegean in protected culture. Two
irrigation programs were designed for the protected culture of S. lycopersicum cv.
Aegean, the effect of two irrigation programs on the growth, development and
agricultural yield was determined and a technical and economic assessment of the
impact of the application of the irrigation programs was analysed. The results showed
that the application of an irrigation program (program 2) with evapotranspiration
estimation, daily frequency, fractionated irrigation time in 10-minute shifts according to
the phenological stage, monitoring of electrical conductivity (in the nutrient solution and
in the leached solution) and the leaching fraction to correct possible deviations
produced increases in yields. With this program, 190.7t / ha was achieved, incomes of
73,386.30 CUC, profits of 51,733.17 CUC, higher in 11,291, 20 CUC than those
obtained with the traditional program. Attending to the results, the irrigation
management for the Aegean cultivar in protected culture with program 2 is proposed.
Tabla de contenidos Pág.
1 INTRODUCCIÓN 1
2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 6
2.1 Cultivo protegido de hortalizas 6
2.1.1 Cultivo protegido en Cuba 7
2.2 Riego y fertilización en cultivo protegido 7
2.2.1 Riego 8
2.2.1.1 Riego por goteo 8
2.2.2 Manejo del riego 10
2.2.2.1 Métodos de programación de riego 12
2.2.2.2 Monitoreo y control del riego 13
2.2.2.3 Salinidad del suelo 16
2.2.3 Fertirrigación 16
2.3 Cultivo protegido de tomate 19
2.3.1 Generalidades del cultivo 19
2.3.2 Riego y fertirriego en el cultivo de tomate 23
2.3.2.1 Riego 23
2.3.2.2 Fertirriego 23
2.3.3 Rendimientos 25
2.4 Cultivo protegido de tomate en Cuba 26
3 MATERIALES Y MÉTODOS 28
3.1 Diseño de dos programas de riego para el cultivo protegido de tomate cv.
Aegean
37
3.2 Efecto del programa riego sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento
agrícola en cultivo protegido de plantas de tomate cv. Aegean
42
3.3 Valoración técnico económica del impacto de dos programas de riego en
el cultivo protegido de tomate cv. Aegean
43
4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 44
4.1 Diseño de dos programas de riego para en el cultivo protegido de tomate
cv. Aegean
45
4.2 Efecto del programa riego sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento
agrícola de plantas de tomate cv. Aegean
56
4.3 Valoración técnico económica del impacto de dos programas de riego en
el cultivo protegido de tomate cv. Aegean
64
5 CONCLUSIONES 70
6 RECOMENDACIONES 71
7 REFERENCIAS
Índice de tablas Pág
Tabla 1. Características del suelo según análisis de Laboratorio provincial de
suelos de la Provincia de Villa Clara (agosto del 2016).
29
Tabla 2. Esquema de fertilización utilizado para el cultivo protegido de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean según lo recomendado por Moreno (2007).
30
Tabla 3. Valores de temperatura y humedad relativa medios mensuales de
agosto de 2016 a marzo de 2017.
44
Tabla 4. Conductividad eléctrica en la solución lixiviada, por fases fenológicas,
registradas en el cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con
dos programas de riego.
49
Tabla 5. Conductividad eléctrica en la solución lixiviada (CEslr) superiores al
umbral establecido para el cultivo (2,5 dS/m) obtenidos en el cultivo protegido de
Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego.
50
Tabla 6. Resultados del análisis mediante estadística descriptiva de los valores
de conductividad eléctrica en la solución nutritiva y en la solución lixiviada del
suelo en el cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos
programas de riego.
52
Tabla 7. Valores de fracción de lavado superiores al fijado (20%) obtenidos en el
cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de
riego.
55
Tabla 8. Efecto de dos programas de riego sobre la fase reproductiva de
Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido.
57
Tabla 9. Rendimiento y sus componentes, en el cultivo protegido de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego (P-1 y P-2).
60
Tabla 10. Componentes del rendimiento por día de cosecha de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean en módulo de tres casas de cultivo (modelo A-12)
con dos programas de riego (P-1 y P-2). (n=44)
63
Tabla 11. Análisis económico de la producción de Solanum lycopersicum L. cv.
Aegean en cultivo protegido con dos programas de riego.
65
Índice de figuras Pág.
Figura 1. Ciclo de cultivo de Solanum lycopersicum L. (Modificado de Shamshiri
et al., 2018).
21
Figura 2. Frutos de Solanum lycopersium L. cv. Aegean F1 de la empresa
productora Enza Zaden.
22
Figura 3. Casas de cultivo donde se desarrollaron los experimentos. 28
Figura 4. Sistema de riego empleado para el cultivo protegido de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean A: Estación de bombeo, B: Electrobomba, C:
Conductora de agua, D: Cabezal de fertirriego, E: Panel de electroválvulas, F:
Autómata programable, G: Tanques, H: Bombas dosificadoras de fertilizantes, I:
Flujómetro, J: Soplador, K: Filtro retrolavable, L: Sensores de humedad, M:
Sensores de Conductividad eléctrica y pH, N: Ramales.
34
Figura 5. Construcción de un lisímetro (Li) y su ubicación con respecto a un
riegómetro (Ri) en un cantero en una casa de cultivos protegidos.
35
Figura 6. Plantas de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean listas para el trasplante. 36
Figura 7. Fruto de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en grado 2 de madurez
apto para cosecha.
43
Figura 8. Valores medios diarios de temperatura (ºC) y humedad relativa (%) de
agosto de 2016 a marzo de 2017.
45
Figura 9. Evolución de la conductividad eléctrica en el cultivo de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido con el programa de riego 1. CER:
conductividad eléctrica en el riegómetro (CEsnr, conductividad eléctrica de la
solución nutritiva), CEL: conductividad eléctrica en el lisímetro (CEslr,
conductividad eléctrica real de la solución lixiviada). Las flechas indican inicio,
número y tiempo de riego.
46
Figura 10. Evolución de la conductividad eléctrica y la fracción de lavado en el
cultivo de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido con el
programa de riego 2. CER: conductividad eléctrica en el riegómetro (CEsn,
conductividad eléctrica de la solución nutritiva), CEL: conductividad eléctrica en el
48
lisímetro (CEslr, conductividad eléctrica real de la solución lixiviada). Las flechas
indican inicio, número y tiempo de riego.
Figura 11. Análisis de frecuencia de la conductividad eléctrica en riegómetro y
lisímetro durante un ciclo de cultivo de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con
dos programas de riego (P-1 y P-2). CER: conductividad eléctrica en el riegómetro
(CEsnr, conductividad eléctrica real de la solución nutritiva), CEL: conductividad
eléctrica en el lisímetro (CEslr, conductividad eléctrica real de la solución lixiviada).
51
Figura 12. Evolución de la fracción de lavado en un ciclo de cultivo protegido de
Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego (P-1 y P-2).
53
Figura 13. Plantas, flores y frutos de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en
cultivo protegido.
56
Figura 14. Diámetro del tallo de plantas de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean
en cultivo protegido, con dos programas de riego.
57
Figura 15. Rendimiento acumulado de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en
cultivo protegido con dos programas de riego (P-1 y P-2).n=44
61
Figura 16. Rendimiento comercial por categorías (calibres), de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido, con dos programas de riego (P-
1 y P-2).
62
Figura 17. Rendimiento por día de cosecha de Solanum lycopersicum L. cv.
Aegean en módulo de tres casas de cultivo (modelo A-12) con dos programas de
riego (P-1 y P-2).n=44.
63
________________________________Introducción
1
1. INTRODUCCIÓN
En el cultivo protegido de hortalizas, el riego es una de las actividades agrotécnicas
más importantes ya que es la única vía para satisfacer las necesidades hídricas de la
planta (León y Cun, 2001). En este sentido, el suministro de agua es esencial para
obtener un crecimiento vegetativo óptimo y una adecuada actividad biológica en el
suelo (Dorais et al., 2016).
En Cuba esta tecnología se ha adaptado con instalaciones apropiadas a las
condiciones climáticas del país, así como el desarrollo y perfeccionamiento de
prácticas agronómicas y de esta forma permite el cultivo de hortalizas durante todo el
año (Casanova et al., 2007).
Uno de los sistemas de riego que se emplea con mayor frecuencia en cultivo protegido
es el riego por goteo. Este se caracteriza por la aplicación de volúmenes pequeños
de agua en forma de gotas desde un emisor. Con este sistema, el movimiento de agua
en el suelo progresa tanto en dirección circular horizontal en la superficie del
suelo como en dirección vertical hacia abajo del perfil de suelo. Por otra parte, el
patrón de penetración de agua tiene influencia adicional en la distribución de
nutrientes y de sales en el volumen de suelo humedecido (Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
El riego por goteo ofrece ventajas para obtener elevadas producciones con gran
eficiencia en el uso del agua. En este sentido, se destacan: amplia y exacta distribución
uniforme del agua, se puede emplear la fertilización localizada junto al riego
(fertirriego), permite flexibilidad en los horarios de riego, los volúmenes de descarga
son bajos lo que se traduce en una economía del bombeo, se puede utilizar en
todos los cultivos en hilera, no es afectado por el viento, facilita la automatización, entre
otras (Mendoza, 2013; FAO, 2013).
Para un manejo adecuado del riego es esencial tener en cuenta la demanda hídrica
del cultivo en relación con las condiciones ambientales y la fase fenológica en que se
encuentre. Además, es importante la determinación correcta del volumen de agua que
________________________________Introducción
2
se requiere aplicar según el tipo de suelo que se dispone y el sistema radical de las
plantas para reducir las pérdidas de agua y no afectar los rendimientos (FAO, 2013).
La demanda de agua de los cultivos para cubrir las pérdidas por evapotranspiración
se determina por diferentes métodos (FAO, 2006; Feddes y Lenselink, 2006). El
balance de agua en el suelo y el uso de fórmulas empíricas o semi-empíricas con las
cuales se ajustan modelos se encuentran entre los más usados (Allen et al., 1998;
Antúnez y Felmer, 2017). En los cultivos protegidos se ha comprobado que la
evapotranspiración se reduce con respecto a los cultivos abiertos (León y Cun, 2001;
Fernández et al., 2010).
Adicionalmente, para contribuir a una mejor planificación del riego que cubra la
demanda de agua del cultivo, lave las sales que pueden acumularse en el suelo a
consecuencia de la salinidad del agua o el aporte de fertilizantes con la solución
nutritiva en el fertirriego y minimice el impacto negativo de las pérdidas por la eficiencia
del sistema, es necesario utilizar herramientas de monitoreo.
Se ha valorado que el monitoreo del agua de riego es muy importante ya que contiene
iones que le confieren un nivel de salinidad y variaciones en el pH. Estos tienen efecto
sobre los cultivos y deben considerarse en la preparación de la solución nutritiva De
igual forma, para comprobar el adecuado funcionamiento del sistema de riego es
factible monitorear el volumen de agua (o solución nutritiva) que entregan los emisores,
la conductividad eléctrica y el pH (Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
La humedad del suelo ha sido uno de los aspectos que más comúnmente utilizan los
agricultores en aras de definir cuándo aplicar el riego. Para ello, se emplean métodos
de observación directa, con calicatas o mediante instrumentos como los tensiómetros
y sensores (Lichtenberg et al., 2013; Dorais et al., 2016).
Cuando se emplea el fertirriego es importante el monitoreo de la conductividad
eléctrica de la solución nutritiva y de la solución lixiviada o de drenaje. Esto permite
comprobar si el suministro de nutrientes es adecuado, limita el riesgo de salinidad del
suelo que puede afectar la disponibilidad de agua y nutrientes para la planta y posibilita
________________________________Introducción
3
hacer las correcciones necesarias (Alarcón, 2000; Mollinedo y Tapia, 2008; Hernández
et al., 2014).
La hortaliza que más se cultiva a nivel mundial y en Cuba es Solanum lycopersicum
L.) (tomate) (FAOSTAT, 2018; ONE, 2018). Tiene gran importancia económica, se
consume fresco o se destina a producciones industriales (Antúnez y Felmer, 2017).
En el cultivo protegido de tomate, la disponibilidad de agua de forma permanente para
la planta, cercana a la capacidad de campo (Antúnez y Felmer, 2017), es indispensable
para que los nutrientes puedan ser asimilados y se puedan obtener altos rendimientos.
En Cuba los programas de riego recomendados para este cultivo son generales, con
valores de demanda hídrica en rangos según tipo de suelo (ligeros o pesados) y por
fases fenológicas (Moreno, 2007). Aunque la demanda orientativa ha sido de gran
utilidad para obtener resultados productivos con esta hortaliza, ajustar la planificación
del riego a las condiciones de producción de cada lugar podría contribuir a mejorar los
rendimientos.
La vía principal de nutrición que se emplea en cultivo protegido es el fertirriego, basado
en soluciones nutritivas estandarizadas y ajustadas a valores de conductividad
eléctrica (Moreno, 2007). Sin embargo, no es práctica habitual el monitoreo de esta
variable de forma sistemática para ajustar el programa de riego en el ciclo del cultivo.
De igual forma, la fracción de lavado se recomienda que se fije entre 15 y 20%
(Sonneved y Urrestarazu, 2010; Mendoza, 2013, FAO, 2013) para mantener bajos los
índices de salinidad del suelo y evitar pérdidas de nutrientes pero el monitoreo
sistemático de la CE en la solución lixiviada para ajustar la fracción de lavado no se ha
convertido en una herramienta de trabajo sistemática.
Numerosos trabajos científicos confieren mucha importancia al ajuste de los
requerimientos nutricionales del cultivo de tomate en casa de cultivo (Quesada-Roldán
y Bertsch-Hernández, 2012; Hernández et al., 2014). Contradictoriamente, el
incremento en la aplicación de fertilizantes por los agricultores no siempre tributa al
aumento de los rendimientos y no se alcanzan los potenciales de los cultivares que se
________________________________Introducción
4
emplean. En menor medida se le presta atención al diseño de programas de riego que
conlleven a los mismos propósitos con los esquemas de fertilización vigentes.
Adicionalmente, se conoce que el umbral de sensibilidad del tomate a la salinidad es
2,5 dS/m (Maas y Hoffman, 1977) y que por encima de este se reduce linealmente el
rendimiento. La contribución del manejo del riego con el monitoreo de la CE en la
solución nutritiva que entregan los emisores y en la solución lixiviada para mantener el
cultivo por debajo del umbral de conjunto con la fracción de lavado demanda nuevos
estudios.
Atendiendo a la problemática planteada anteriormente, se formuló el siguiente
problema científico, hipótesis y objetivos.
Problema científico: no se alcanzan rendimientos esperados en el cultivo protegido
de tomate (S. lycopersicum) con los programas de riego que tradicionales que se
aplican.
Hipótesis: el diseño de un programa de riego en cultivo protegido de S. lycopersicum
cv. Aegean, tomando como base la estimación de la evapotranspiración, el monitoreo
de la conductividad eléctrica y de la fracción de lavado, podría contribuir al incremento
en su producción con un impacto técnico y económico positivo.
Objetivo general: proponer una alternativa de manejo del riego que permita el
incremento de la producción de Solanum lycopersicum cv. Aegean en cultivo
protegido.
Objetivos específicos:
1. Diseñar dos programas de riego para el cultivo protegido de S. lycopersicum cv.
Aegean.
2. Determinar el efecto de dos programas de riego sobre el crecimiento, desarrollo
y rendimiento agrícola de S. lycopersicum cv. Aegean.
3. Valorar técnica y económicamente el impacto de la aplicación de los programas
de riego.
________________________________Introducción
5
El trabajo de tesis presentado se realizó en condiciones de producción en cultivo
protegido de tomate para la solución de una problemática real que demanda continuar
profundizando en estudios que generen alternativas para incrementar los
rendimientos.
Tiene como novedad científica el manejo del riego mediante el monitoreo de la
evolución de la conductividad eléctrica (en la solución nutritiva y en la solución
lixiviada) y la fracción de lavado en cultivo protegido de tomate cv. Aegean con el uso
de dos instrumentos sencillos y construidos en la propia entidad. A la vez, el monitoreo
se empleó como una herramienta de control del funcionamiento del sistema de riego
que permite hacer correcciones a tiempo de las desviaciones que se presenten.
El resultado de la aplicación de la alternativa de manejo del riego condujo a
incrementos en el rendimiento, mayores ingresos en el balance económico de la UEB
y contribuyó al cumplimiento de su objeto social de sustituir importaciones con
producciones nacionales con repercusión positiva en los ingresos de los trabajadores.
El diseño metodológico de la alternativa de manejo del riego propuesta puede ser
evaluado para su aplicación en otras entidades productivas.
___________________________________Revisión bibliográfica
6
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1 Cultivo protegido de hortalizas
La tecnología de cultivos protegidos ha demostrado que es posible cultivar todas las
especies hortícolas en cualquier región del mundo. El tipo de instalación que se adopte
dependerá de las condiciones climáticas de la región y de las características de los
cultivos (Castilla y Baeza, 2013).
La producción sostenible con esta tecnología requiere de la integración de información
sobre el cultivo, estrategias de manejo del riego y la fertilización así como el
entendimiento de la influencia de las variables climáticas (Shamshiri et al., 2018).
Además de las instalaciones que protegen a las plantas de factores climáticos
adversos, incluye un manejo agronómico que permite producir hortalizas frescas
durante todo el año o en una época de interés comercial (López–Gálvez y Zapata,
2000; Langlais, 2002; Salinas, 2003).
El propósito que se persigue en países de clima frío es lograr el efecto invernadero
para elevar las temperaturas mientras que en zonas desérticas se intenta reducir la
evapotranspiración y propiciar el ahorro de agua. En las regiones tropicales se
pretende un efecto sombrilla para proteger a las plantas de la radiación solar elevada,
las temperaturas altas y las lluvias intensas. A su vez, se logra incrementar la aireación
y con ello la salida del calor mediante mallas de sombreo y ventanas cenitales. A este
tipo de instalación cubierta que le proporciona a las plantas un ambiente determinado
se le denomina casas de cultivo (Langlais, 2002; Casanova, 2004).
En la agricultura protegida se destacan dos sistemas de cultivo: en suelo y sin suelo.
Este último surgió como una alternativa de manejo a enfermedades del suelo y como
variante de producción en zonas con alguna limitación agrícola (Fernández y Gómez,
1999; Parra y Florez, 2006).
Entre las especies que más se cultivan se encuentran Solanum lycopersicum L.
(tomate), Cucumis sativum L. (pepino), Capsicum annuun L. (pimiento), Cucumis melo
___________________________________Revisión bibliográfica
7
L. (melón), plantas ornamentales, entre otras. El cultivo protegido es una tecnología
que mejora la productividad de los cultivos y la eficiencia del uso del agua. La
productividad varía de un país a otro pero en todos los casos el tomate muestra los
mayores índices (Quesada, 2007; FAO, 2013).
2.1.1 Cultivo protegido en Cuba
En Cuba, el cultivo protegido de hortalizas se comenzó a tener auge en la década de
los años 90, del siglo XX, a partir de transferencias de tecnologías de España e Israel.
Posteriormente, estas se modificaron para adaptarlas a las condiciones del trópico
cubano, basado en el efecto sombrilla. Entre los objetivos figuraban: extender los
calendarios de producción, incrementar los rendimientos y asegurar un abastecimiento
estable de hortalizas frescas principalmente para el consumo fresco de la población y
el turismo (Casanova, 2004; Hernández et al., 2008).
Desde 1998 se generalizó la casa “rústica” o de madera que permitió corroborar los
beneficios del efecto sombrilla para el trópico cubano. Esta instalación sirvió de
prototipo para el diseño y montaje en 1999, de los modelos Tropical A–10 y Tropical
A–12, de estructura metálica, con ventana cenital abierta y malla sombreadora por los
laterales y el frente (MINAG, 2018).
En el país se han logrado rendimientos de 200 t/ha/año de tomate, 300 t/ha/año de
pepino, 130 t/ha/año de pimiento, 110 t/ha/año de melón y 130 t/ha/año de sandía
(Casanova et al., 2007; MINAG, 2009).
2.2 Riego y fertilización en cultivo protegido
El riego y la fertilización son los factores más importantes de manejo agrotécnico, por
medio de los cuales se puede controlar el desarrollo de las plantas, el rendimiento y la
calidad de los frutos. La introducción del sistema de riego por goteo y la fertirrigación
han abierto nuevas posibilidades para controlar el agua y el abastecimiento de
nutrientes a los cultivos, con lo cual se mantiene la concentración y distribución
deseada de iones y agua en el suelo (Mollinedo, 1998; Ortega y Flores, 1999; Moreno,
2004; Dorais et al., 2016).
___________________________________Revisión bibliográfica
8
2.2.1 Riego
El objetivo primario del riego es proveer al cultivo con una cantidad apropiada de agua
en el tiempo que evite pérdidas del rendimiento causadas por excesos de periodos de
estrés hídrico durante las fases de crecimiento del cultivo (Ayers y Westcot, 1994).
Se debe considerar la disponibilidad de agua, la especie y cultivar, la densidad de
plantación, la calidad química y biológica del agua, los períodos fenológicos críticos de
la especie y el instrumental que ayude a la programación y al control del riego (Antúnez
y Felmer, 2017).
Las características fundamentales de calidad del agua de riego son: su acidez o
alcalinidad (valorada por su pH), el contenido total de sales (medido por la
conductividad eléctrica CE), el contenido en sodio y cloruros, la presencia de metales
pesados y la concentración de microorganismos (Mendoza, 2013; FAO, 2013).
Aunque en cultivo protegido se han utilizado diferentes sistemas de riego, con mayor
frecuencia se emplea el riego por goteo que permite, además la fertirrigación.
2.2.1.1 Riego por goteo
La necesidad de suministrar cada vez más alimentos a una población creciente del
planeta ha estimulado el interés por aumentar la eficiencia del riego. El riego por goteo
fue creado antes de 1920, y luego, en los años treinta, se desarrollaron los aspersores
y tubos de acero liviano. La rápida implementación del riego por goteo comenzó en
los años setenta del siglo XX como resultado de la invención de tubos de plástico
baratos. Los sistemas de goteo o de microrriego incluyen los de goteo propiamente
dichos, los microjet y los emisores microaspersores (Keller y Bliesner, 1990). Se
caracterizan por intervalos más cortos, que duran horas o unos pocos días, que
expiden relativamente pequeñas cantidades de agua por unidad de tiempo desde cada
emisor. Normalmente se humedece una porción de la superficie en dimensión
horizontal y vertical del suelo (Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
___________________________________Revisión bibliográfica
9
El porcentaje de área humedecida comparada con el área total cultivada depende del
volumen y la dosificación de la descarga en cada punto de emisión, del espaciamiento
de los puntos de emisión y del tipo de suelo que se riega (Keller y Bliesner, 1990). El
riego por goteo se caracteriza por expedir cantidades relativamente pequeñas de agua
por unidad de tiempo desde cada emisor (Mendoza, 2013).
Para un tipo específico de suelo, la distancia vertical y horizontal del agua que se
mueve con el tiempo desde un punto de emisión es función de la velocidad de la
descarga. A una baja velocidad o volumen por unidad de tiempo (Ej. 2 L /h), el agua
penetra más profundamente en el suelo que la misma cantidad de agua descargada a
una tasa de 20 L/h (Bresler, 1977).
Por otra parte, la distribución de agua y nutrientes en suelos bajo riego por goteo
es vital para determinar el patrón de distribución de raíces. Factores como el
tiempo de riego, el tipo de cultivo, la humedad y la temperatura del suelo, el tipo
y la concentración de fertilizante nitrogenado tienen influencia. En la zona saturada
debajo de la descarga del gotero, las raíces mueren rápidamente debido a la falta de
oxígeno en el suelo (Huck y Hillel, 1983). Por tanto, aplicaciones frecuentes y
pequeñas de agua en el riego por goteo inducen sistemas radiculares superficiales y
compactos en comparación con sistemas radiculares más profundos y extendidos en
cultivos regados por aspersión o por inundación. En contraste, a causa de una mejor
aireación y nutrición en la zona de transición del volumen de suelo regado por
goteo, la densidad de las raíces finas es significativamente más alta que en los
sistemas radiculares que crecen bajo sistemas de riego por aspersión (Sne, 2006). Las
raíces vivas se encuentran solamente en el espacio de suelo que provee tanto
humedad como oxígeno (Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
En sistemas de riego por goteo, el humedecimiento más superficial implica que estas
áreas están expuestas a la evaporación directa de agua y a una gradual acumulación
de sales en la superficie del suelo. Los ciclos repetidos de riego y de evaporación crean
un área de lavado justo debajo del gotero, y la sal se acumula en los bordes del
volumen humedecido en la superficie del suelo. Para la aplicación de un volumen dado,
___________________________________Revisión bibliográfica
10
aumentar la velocidad de descarga de aplicación incrementa la distribución de agua
en dirección horizontal, mientras que su disminución permite que el agua se distribuya
mayormente en dirección vertical (Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
El riego por goteo puede ser una vía efectiva para mejorar el uso del agua por su
potencial para la distribución uniforme, la aplicación localizada de agua sin alcanzar a
las áreas no cultivadas, reducir la evaporación del suelo, facilitar la automatización, el
control del drenaje y la salinidad (Karlberg et al., 2007).
2.2.2 Manejo del riego
El manejo del riego definido como la cantidad, frecuencia y distribución del agua de
riego se determina principalmente en base a las características del suelo, el agua, las
condiciones ambientales y el sistema de cultivo. Para apoyar a los agricultores en sus
decisiones sobre la planificación del riego se han desarrollado varias herramientas
para su monitoreo y control (Dorais et al., 2016).
De esta forma, para efectuar el riego es necesario conocer varios factores como son
el tipo de suelo, el cultivo, la fase fenológica, etc. Su eficiencia es muy importante
cuando se combina con la fertilización para evitar el lavado de los nutrientes o el
aumento de la CE en la superficie del suelo. Un manejo adecuado del riego implica
aplicar suficiente agua para cubrir la demanda del cultivo, agua adicional para el lavado
de las sales (a partir de calcular el requerimiento de lavado) y para compensar la falta
de uniformidad en la aplicación de agua, sin derrochar este recurso (Ayers y Westcot,
1994; FAO, 2006).
La demanda de agua del cultivo es el volumen de agua que el cultivo necesita para
mantener la tasa máxima de evapotranspiración (Et) (FAO, 2006; Feddes y Lenselink,
2006). La Et causa el movimiento de agua, nutrientes y minerales desde las raíces
hasta el resto de los órganos de la planta y juega un papel importante en el crecimiento
y la productividad. Depende de las condiciones climáticas, el tipo de cultivo, la calidad
del agua, las características del suelo, el sistema de cultivo y las prácticas agrícolas
(Dorais et al., 2016; Antúnez y Felmer, 2017; Qiu et al., 2017). Debido a que las
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precipitaciones no afectan a los cultivos protegidos y las pérdidas de agua del suelo
por evaporación son despreciables (ya que por los riegos frecuentes se mantiene
cercano a la capacidad de campo), generalmente se asume que la demanda de agua
es equivalente a la Et (Fernández et al., 2005; Gallardo et al., 2013). Comparados con
los cultivos que crecen a campo abierto, la Et en los cultivos protegidos es
considerablemente menor (León y Cun, 2001; León et al., 2005; Fernández et al.,
2010).
La Et no es fácil de medir. Por ello se emplean generalmente métodos indirectos para
estimarla e implican análisis del balance de energía, transferencia de masas, balance
de agua en el suelo o a través de fórmulas empíricas o semi-empíricas (Allen et al.,
1998). Sin embargo, para análisis de rutina y debido a la dificultad de obtener
mediciones de campo precisas, la Et se calcula comúnmente con datos
meteorológicos. Como resultado de una Consulta de expertos llevada a cabo en mayo
de 1990, el método FAO Penman-Monteith se recomienda como el estándar para la
definición y el cálculo de la evapotranspiración de referencia (Eto). Este método
requiere datos de radiación, temperatura del aire, humedad atmosférica y velocidad
del viento. La Et del cultivo (Etc) bajo condiciones estándar se determina utilizando los
coeficientes de cultivo (Kc) que relacionan la Eto y la Et mediante la ecuación
propuesta por Doorenbos y Pruitt (1977) (Etc= Kc x Eto) (FAO, 2006). Con la Etc se
puede hacer el diseño y planificación del riego (FAO, 2006; Antúnez y Felmer, 2017).
El coeficiente único del cultivo (Kc) integra los efectos combinados de la transpiración
del cultivo y la evaporación del suelo ya que incorpora las características del cultivo y
los efectos promedios de la evaporación en el suelo. Para la planificación normal del
riego y propósitos de manejo, para la definición de calendarios básicos de riego y para
la mayoría de los estudios de balance hídrico, los coeficientes promedios del cultivo
son apropiados (FAO, 2006).
Otro de los métodos empleados para determinar la Et es a través del tanque
evaporímetro. La evaporación de una superficie libre de agua, proporciona un
índice del efecto integrado de la radiación, la temperatura del aire, la humedad del
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12
aire y del viento en la evapotranspiración. Sin embargo, diferencias entre la superficie
de agua y las superficies cultivadas producen diferencias significativas entre la pérdida
de agua de una superficie libre de agua y una superficie cultivada (FAO, 2006;
Mendoza, 2013).
2.2.2.1 Métodos de programación de riego
La programación del riego es un conjunto de procedimientos técnicos desarrollados
para predecir cuánto y cómo regar. Generalmente, se basa en la medición directa o en
cálculos de balance de agua, se tienen en cuenta la influencia y variabilidad de las
condiciones climáticas, especialmente la temperatura, humedad relativa y
luminosidad, asociados todos al desarrollo fenológico de las plantas. Un adecuado
esquema de riego requiere de herramientas de monitoreo que sean capaces de
detectar cambios en el contenido de agua del suelo y permitan hacer correcciones
(Mendoza, 2013; Dorais et al., 2016).
El establecimiento del momento y volumen de riego vendrá dado básicamente por la
evapotranspiración del cultivo, la tensión del agua en el suelo, tipo de suelo (capacidad
de campo, porcentaje de saturación), eficacia de riego (uniformidad de caudal de los
emisores) y calidad del agua de riego (a peor calidad, mayores son los volúmenes de
agua, ya que es necesario desplazar el frente de sales del bulbo de humedad)
(Mollinedo, 2005). El tiempo de riego y su duración en el ciclo se relacionan con la
especie cultivada, la fase fenológica y las condiciones ambientales (FAO, 2013).
Los métodos de planificación del riego basados en el balance de agua se encuentran
entre los más comúnmente utilizados. Para estimar la Etc se utiliza la información de
estaciones meteorológicas y/o sensores situados en el interior de las casas de cultivo
para medir las variables climáticas y con los valores obtenidos calcular la Eto
manualmente o a través de softwares (Mendoza, 2013; Dorais et al., 2016).
En el mercado y también disponibles libres de costo existen una serie de softwares
que permiten calcular la Eto principalmente a través del modelo FAO Penman-Monteith
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13
u otros modelos computacionales. Entre ellos se encuentran el USDA (Jensen, 1969),
CIMIS (Zinder, 1985), CROPWAT (Smith, 1992), PrHo v2.0 (Fernández et al., 2001).
En Cuba, Solano et al. (2003) basados en series de datos climatológicos de dos
décadas estimaron los valores de Eto por regiones geográficas del país. Estos autores
aportaron valores medios referenciales de Et decadales, mensuales y estacionales.
Además, confeccionaron mapas nacionales de la distribución espacial de la Eto.
Posteriormente, se han desarrollado otros estudios que incluyen la teledetección de
datos y redes neuronales artificiales para determinar la Eto (Méndez, 2011; Méndez-
Jocik y León-Lima, 2017) y la evapotranspiración de referencia pronosticada para
predicción agrometeorológica y su inserción en los programación de riego (Machado,
2016).
Los métodos de planificación del riego basados en el contenido de agua del suelo
requieren del uso de instrumentos de medición como los tensiómetros. También en
sistemas automatizados se emplean sensores (Lichtenberg et al., 2013). Estos últimos
miden el contenido de agua en el suelo y permiten conocer cómo el cultivo va
extrayendo el agua, de forma que el riego puede programarse para mantener el
contenido de agua entre dos niveles de humedad. El límite superior es fijado para evitar
drenajes, y la pérdida de fertilizantes, y el límite inferior representaría el punto a partir
del cual el cultivo sufre estrés hídrico (Voogt, 2011; Dorais et al., 2016; Lv et al., 2018).
Los métodos basados en el estado hídrico del cultivo incluyen mediciones directas de
las pérdidas de agua de una parte de la planta o de un grupo de plantas, o miden
características relevantes de las plantas, que facilitan la estimación de la transpiración.
La electrónica ha facilitado la implementación de la medición del estado hídrico del
cultivo y su adecuación a una programación del riego. Entre estos sensores se
encuentran los que miden la CE en el flujo de savia (Jeon et al., 2017).
2.2.2.2 Monitoreo y control del riego
El monitoreo de la humedad del suelo y del agua de riego son las vías más comunes
que se utilizan para el manejo del riego. Además, se considera el estado hídrico de las
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plantas, su fase fenológica y las variables climáticas integradas en modelos de Etc. En
general las herramientas principales que se usan para el monitoreo y control del riego
incluyen aquellas que determinan física, matemática o fisiológicamente la demanda de
agua del cultivo, las que determinan el contenido de agua del suelo y las que
determinan el balance de agua (FAO, 2006; Feddes y Lenselink, 2006; Dorais et al.,
2016).
Se pueden utilizar diferentes técnicas de monitoreo de la humedad del suelo para
manejo del riego. La más simple es la exploración del suelo mediante calicatas o
barreno, y verificar por medio del tacto el grado de humedad del suelo. También existe
una amplia disponibilidad de instrumentos y equipos que permiten controlar el
contenido de agua en el suelo entre los que se encuentran los tensiómetros. Estos son
instrumentos que miden la fuerza con que está siendo retenida el agua en la matriz del
suelo (Mendoza, 2013; Antúnez y Felmer, 2017).
Los objetivos de muestreo y análisis del agua de riego son: evaluar su adaptación a
la combinación específica de cultivo, suelo, método de riego, grado de filtrado y otros
tratamientos químicos necesarios, determinar el nivel de salinidad y concentración de
elementos tóxicos en el agua para estimar su efecto en los cultivos, determinar la
concentración de sodio y la relación de absorción de sodio para estimar el efecto
potencial de largo plazo en la estructura del suelo y la infiltración de agua así como
determinar el valor nutricional para considerar qué nutrientes deberán agregarse al
agua si se establece un programa de fertirrigación. En ese caso, se recomienda
además del monitoreo del agua de riego, muestrear el suelo o el sustrato de
crecimiento, la solución lixiviada o de drenaje y el cultivo (Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
Un método adicional de monitoreo es muestrear la solución de riego que fluye desde
los emisores de riego (goteros, microjets o aspersores). Esta solución representa la
calidad conjunta del agua y los fertilizantes agregados durante la fertirrigación. El
envase para recolectar la solución debe estar adaptado al emisor de descarga y al
período de riego. Si el agricultor conoce la CE del agua de riego y la contribución de
los fertilizantes agregados a la CE, la CE total del agua de riego recolectada en el
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emisor puede usarse para evaluar el funcionamiento del inyector de fertilizante y
para controlar la cantidad de fertilizante que se aplica en la línea de riego (Kafkafi y
Tarchitzky, 2012). Los riegómetros son los instrumentos que se utilizan para este
propósito.
En el monitoreo de la solución lixiviada se utilizan los lisímetros (Ritchie y Burnett,
1968). Es importante considerar que volúmenes lixiviados muy pequeños indican que
la planta absorbe casi toda el agua que se le proporciona, por lo tanto se deberá
incrementar la lámina de agua aplicada. Si las concentraciones de nitratos son muy
bajas en la solución lixiviada indican que la planta absorbe casi todo el nitrógeno que
se le proporciona, por lo tanto se deberá incrementar la concentración de fertilizante
en la solución nutritiva. Un valor de CE y/o de Cl- más alto en la solución lixiviada que
en la solución nutritiva aplicada puede indicar una acumulación de sales en la zona
radicular. La presencia de sales en el bulbo de suelo humedecido por el gotero es
dañino para las raíces, por eso se aplica siempre un exceso de agua para drenar las
sales (fracción de lavado). Este exceso varía de 10-50% (Rhoades y Loveday, 1990;
Zaidan y Avidan, 1997).
El monitoreo del pH del agua de riego, de la solución nutritiva que se emplea en el
fertirriego y de la solución lixiviada de suelo es también muy importante. El valor óptimo
del pH de la solución de riego es de 6,0- 6,5 y el pH de la solución de lixiviación no
debe ser más de 8,5. El pH del agua de riego se ajusta mediante la inyección de ácido.
Cuando el pH del agua de lixiviación es más alcalino que 8,5, esto indica que el pH en
la zona radicular alcanza valores que provocan la precipitación de fosfatos y menor
disponibilidad de micronutrientes. El ajuste es por medio de la relación NH4/NO3 de la
solución de riego: si el pH se hace demasiado alcalino, se debe aumentar la proporción
de NH4 con respecto al NO3 en la solución nutritiva y viceversa. El 34% de amonio no
debe superar el 20% del total del nitrógeno aportado (Zaidan y Avidan, 1997).
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2.2.2.3 Salinidad del suelo
Durante riegos repetidos las sales en el agua de riego pueden acumularse en el suelo
lo cual reduce la disponibilidad de agua para las plantas. El entendimiento de cómo
esto ocurre puede ayudar a revertir dicho efecto y evitar pérdidas de rendimiento
(Ayers y Westcot, 1994). Debido a la fuerte relación que existe entre la CE de los
extractos de suelo y la concentración de sales en él, comúnmente el contenido de sales
se expresa por la CE (van Hoorn y Alphen, 2006).
Se ha documentado que la salinidad del suelo es uno de los factores principales que
afecta la Et. Un aumento de la salinidad del agua de riego conlleva a un decrecimiento
de la transpiración y resulta en una reducción de la Et (Qiu et al., 2017).
Para prevenir la acumulación excesiva de sales en la zona radical es necesario aplicar
una cantidad extra de agua en el riego de manera que supere la necesaria para suplir
las pérdidas por evapotranspiración. Esta fracción de agua debe pasar a través de la
zona radical para desplazar el exceso de sales (Van Hoorn y Alphen, 2006). La
frecuencia y cantidad de lavado dependen de la calidad del agua, del clima, del suelo
y de la sensibilidad del cultivo a la salinidad. Para determinar la dosis de riego
necesaria para lavar las sales en el suelo a los niveles adecuados se utiliza el
requerimiento de lavado es que es la fracción de lavado mínima para mantener la
salinidad del suelo por debajo del umbral de sensibilidad del cultivo y que no se afecte
el rendimiento, el cual debe ser calculado (Ayers y Westcot, 1994; FAO, 2006; Letey
et al., 2011).
2.2.3 Fertirrigación
En el cultivo protegido se suministran los nutrientes a las plantas a través de la
fertilización de fondo, foliar o a través del sistema de riego como fertirriego.
La práctica de aplicar fertilizantes a los cultivos por vía del agua de riego se
llama fertirrigación o fertirriego lo cual permite una dosificación racional en función de
la demanda del cultivo, características de suelo y agua, y condiciones ambientales
específicas (Cadahia, 2005). La fertirrigación es una moderna técnica agrícola que
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provee la excelente oportunidad de maximizar los rendimientos y a la vez reducir
la contaminación ambiental, al incrementar la eficiencia de uso de los fertilizantes,
minimizar la aplicación de éstos y aumentar los beneficios económicos de la inversión
en fertilizantes. En la fertirrigación, el momento, las cantidades y la concentración
de los fertilizantes aplicados son fácilmente controlados (Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
En el manejo de la fertirrigación, la elección del fertilizante y la calidad del agua de
riego son los dos factores más importantes. Además, los estadios fisiológicos son
imprescindibles para la planificación de la fertirrigación de tal forma que el agua y los
nutrientes sean suministrados para satisfacer la demanda oportuna del cultivo (Kafkafi
y Tarchitzky, 2012).
Otro aspecto que incide en la formulación de la solución nutritiva es la calidad del agua
de riego, esta contiene Na+ y Cl–, elementos tóxicos para el cultivo, que influyen en la
disponibilidad de nutrientes esenciales para las plantas. Puede presentar, además,
contenidos altos de iones como K+, Ca++, Mg++, CO3--, HCO3
- y SO4-- que se deben
tener en cuenta al realizar los cálculos de los fertilizantes que se necesitan en cada
etapa del cultivo, así como para efectuar la corrección del pH a partir de la aplicación
de ácidos (Abab et al., 2005; Lozada, 2005; Villa et al., 2006).
El cultivo en suelo constituye un ambiente complejo pues cuando una determinada
dosis de nutriente se suministra al cultivo es muy difícil de estimar la proporción de ella
que pasa a la capacidad de intercambio catiónico del suelo. Es por esto, que el análisis
de la solución del suelo constituye el intermediario nutritivo entre el complejo
absorbente y la planta y permite conocer la interacción que se produce entre la solución
aplicada y el sustrato. Este análisis se logra con la colocación de las sondas de succión
(Alonso et al., 2006; Murillo et al., 2006; Voogt, 2006).
La determinación de la conductividad eléctrica (CE) brinda una información rápida de
lo que acontece con la solución nutritiva una vez que interactúa con el suelo. Al
respecto Alarcón (2002) e Imas (2002), plantearon como idóneo encontrar valores
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18
superiores de CE en las sondas de succión entre 0,20–1,50 mS/cm en relación con la
cuantificada en la muestra de agua del emisor.
Una herramienta importante en el diagnóstico de problemas nutricionales es el análisis
foliar. En el tomate se utiliza para el análisis foliar, la hoja recientemente madura, que
suele corresponder entre la tercera y quinta hoja a partir del ápice de la planta.
Posteriormente, se realiza la interpretación de los resultados analíticos tomando como
referencia las normas existentes (Lucena, 1997; Malavolta et al., 1997; Solórzano,
2006).
La fertilización a través de un sistema de riego por goteo permite la aplicación
adecuada y uniforme bajo diferentes circunstancias de los nutrientes, solo en la zona
humedecida, donde se encuentran concentradas las raíces más activas. Además,
brinda facilidades para adecuar las concentraciones de nutrientes según las
necesidades de cultivo por fase fenológica. Por otra parte, el follaje del cultivo se
mantiene seco lo cual limita en alguna medida el desarrollo de organismos patógenos
y se evitan quemaduras (Ortega y Flores, 1999; Kafkafi y Tarchitzky, 2012).
Una solución nutritiva (SN) para la fertirrigación consta de agua con oxígeno y
de todos los nutrientes esenciales en forma iónica y, eventualmente, de algunos
compuestos orgánicos tales como los quelatos de hierro y de algún otro
micronutriente que puede estar presente. Una SN verdadera es aquélla que
contiene las especies químicas indicadas en la solución, por lo que deben de
coincidir con las que se determinen mediante el análisis químico correspondiente
(Steiner, 1961).
La planta no absorbe nutrientes en la misma cantidad durante el ciclo, ya que lo
hace según la fase fenológica y las condiciones climáticas, por lo que el equilibrio
iónico de la SN se debe ajustar al ritmo de absorción de la planta (Rincón, 1997).
El conocimiento de cómo preparar y manejar la SN permite aprovecharla al
máximo, para así obtener un mayor rendimiento de los cultivos y una mejor
calidad de los frutos. Por lo tanto, es indispensable conocer los aspectos
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19
fundamentales para preparar una SN: el pH, la concentración iónica total (presión
osmótica), determinada mediante la conductividad eléctrica, la relación mutua
entre aniones, la relación mutua entre cationes, la concentración de amonio, la
temperatura y el oxígeno disuelto (Favela et al., 2006).
La conductividad eléctrica de la solución indica su potencial osmótico y está
determinado por la concentración de solutos o sustancias osmóticamente activas, y
forma parte del potencial hídrico. Una medida indirecta para determinar la presión
osmótica es la conductividad eléctrica (CE). La CE requerida para obtener una óptima
producción depende del tipo de cultivo, y de las condiciones ambientales (Hernández
et al., 2006; Sonneveld y Voogt, 2009).
Steiner (1984) elaboró una solución nutritiva universal que se distingue por sus
relaciones mutuas entre aniones y cationes que demanda únicamente que se
determine la presión osmótica requerida para el cultivo en particular en una cierta
época del año. Las relaciones mutuas entre los iones en la Solución Nutritiva Universal
de Steiner en porcentaje del total de mmol es de 60:5:35 para NO3:H2PO4:SO42- y
35:45:20 para K+:Ca2+: Mg2+.
2.3 Cultivo protegido de tomate
El tomate (Solanum lycopersicum L.) en el mundo es una de las hortalizas que más
se cultivan en condiciones protegidas. La alta demanda en los mercados y su valor
comercial, además de la posibilidad de sembrar en épocas con condiciones climáticas
desfavorables, justifican la importante inversión que supone el desarrollo de proyectos
de este tipo bajo ambiente protegido. La siembra de este cultivo es una de las más
globalizadas, avanzadas e innovadoras de la industria hortícola (Cook y Calvin 2005;
Costa y Heuvelink, 2006). Puede crecer bien en suelo, sustratos orgánicos, perlita,
arena o en hidroponía (Shamshiri et al., 2018).
2.3.1 Generalidades del cultivo
El tomate (Solanum lycopersicum L.) es uno de los vegetales más populares, nutritivos
y demandados en el mundo tanto para consumo fresco como para la industria (Martin,
___________________________________Revisión bibliográfica
20
2013; Sturm y An, 2014; Padayachee et al., 2017). Contribuye a suplir los
requerimientos de nutrientes para la alimentación y la salud humanas.
Además, el tomate es rico en licopenos los cuales pueden mejorar la función endotelial
en pacientes con enfermedades cardiovasculares, reducir el riego de cáncer de
próstata y otros tipos de cáncer (Zhang et al., 2015; Ilahy et al., 2016).
Estadísticas de la FAO indican que el tomate es la hortaliza más cultivada e importante
a nivel mundial. En el año 2017 se sembraron 4 848 382 ha y se obtuvieron 182 301
395 t (37,6 t/ha) de las cuales el 18,1% correspondió a Las Américas. China, Estados
Unidos de América e India son los principales productores (FAOSTAT, 2018).
En Cuba, también predomina el cultivo de tomate sobre otras hortalizas. En el año
2017 se sembraron 48 713 ha que representaron el 25,13% del total destinadas a
hortalizas. La producción alcanzó 584 072 t (12 t/ha) (ONE, 2018).
S. lycopersicum pertenece a la familia Solanaceae. Según el hábito de crecimiento,
los cultivares se clasifican en crecimiento determinado o indeterminado. En el primero,
los tallos terminan en un ramillete floral que marca el punto donde finaliza el
crecimiento. En el segundo, el ápice ubicado en la parte extrema del tallo, sigue
creciendo indefinidamente. Estos últimos son los más utilizados comercialmente en el
cultivo protegido (Antúnez y Felmer, 2017).
En el cultivo protegido de vegetales las fechas de plantación y la duración de los ciclos
de cultivo varía considerablemente en respuesta a los precios del mercado, las
condiciones ambientales y las estrategias de manejo de los productores (FAO, 2013).
En tomate, la duración del ciclo de cultivo de varía según las características del cultivar,
las condiciones climáticas y el manejo agronómico (Shamshiri et al., 2018). Algunos
autores lo sitúan en 130 días después del trasplante (ddt) (Antúnez y Felmer, 2017) y
otros en menos tiempo, por ejemplo entre 65 y 100 días (Shamshiri et al., 2018).
De forma general se describen cuatro o cinco fases fenológicas del cultivo que abarcan
desde el trasplante hasta la cosecha de los frutos maduros (Figura 1) (Shamshiri et al.,
___________________________________Revisión bibliográfica
21
2018). En el caso de los cultivares de crecimiento indeterminado las fases de floración
y fructificación ocurren simultáneamente en la planta.
Figura 1. Ciclo de cultivo de Solanum lycopersicum L. (Modificado de Shamshiri et al., 2018).
En este trabajo de tesis se emplearán las descripciones de las fases fenológicas
informadas por Moreno (2007) en el manual de “Procedimientos para el manejo de
nutrición y el control de las casas de cultivo”, en Cuba. Fase I: Trasplante a emisión
del 1er. racimo floral, Fase II: Emisión del 1er. racimo floral al cuaje del 3ro., Fase III:
Cuaje del 3er. racimo a inicio de cosecha, Fase IV: Inicio de cosecha a cosecha
completa del antepenúltimo racimo, Fase V: Antepenúltimo racimo cosechado hasta el
final.
La duración de cada fase puede variar de acuerdo con el método de cultivo, las
características propias de cada cultivar y las condiciones climáticas (Mollinedo, 1998).
Aunque se produce en una amplia gama de condiciones de clima y suelo, el tomate
prospera mejor en climas secos con temperaturas moderadas. Su rusticidad asociada
a nuevos cultivares permite su cultivo en condiciones adversas. No obstante, el tomate
es una especie de estación cálida, su temperatura óptima de desarrollo varía entre 18
y 30°C. Respecto a la humedad relativa, el desarrollo del tomate requiere que ésta
oscile entre 60 y 80%. Humedades relativas muy elevadas favorecen el desarrollo de
enfermedades (fúngicas y bacterianas) y dificultan la fecundación, debido a que el
polen se compacta y abortan parte de las flores. La luminosidad en el cultivo de tomate
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22
cumple un rol importante, más allá del crecimiento vegetativo de la planta, ya que el
tomate requiere al menos 6 horas diarias de luz directa para florecer. Atendiendo a
ello, se debe garantizar la limpieza de los techos de las casas de cultivo para una
buena iluminación (Moreno, 2007; Antúnez y Felmer, 2017).
El tomate presenta alta diversidad genética. Existen un elevado número de cultivares
con distinto aspecto, color y sabor que se utilizan según las condiciones locales
(Antúnez y Felmer, 2017). En la tecnología de cultivo protegido los resultados
dependen en gran medida del cultivar que se utilice. Se emplean principalmente
cultivares híbridos F1 de crecimiento indeterminado. Especialmente, se prefieren
aquellos que aporten mayor rendimiento en las categorías de venta de precios
superiores.
Aegean F-1, es un cultivar de ciclo largo, de más de 120 días, comercializado por la
empresa holandesa Enza Zaden. Los frutos son de color rojo, poseen un peso entre
200 y 250 g, su forma es redonda, ligeramente achatado, grande, carnoso (Figura 2)
y de buen gusto. Posee resistencia a enfermedades virales y fúngicas típicas del
cultivo.
Figura 2. Frutos de Solanum lycopersium L. cv. Aegean F1 de la empresa productora Enza
Zaden.
___________________________________Revisión bibliográfica
23
2.3.2 Riego y fertirriego en el cultivo de tomate
2.3.2.1 Riego
La cantidad de agua que necesita un cultivo de tomate dependerá de la capacidad del
suelo para retenerla, las precipitaciones y de la tasa de evapotranspiración del cultivo
(Antúnez y Felmer, 2017).
En términos generales, el cultivo de tomate requiere suficiente agua para reponer la
humedad perdida por evapotranspiración (Et). El riego también servirá para enfriar el
cultivo por medio de la transpiración, especialmente en días muy calurosos, además
de permitir la lixiviación de sales que se acumulan en la zona de raíces. La cantidad
de agua que requiere el tomate dependerá de las condiciones meteorológicas durante
el ciclo de cultivo, de las propiedades físicas de retención de agua en el suelo y de las
prácticas de riego (Antúnez y Felmer, 2017).
Para optimizar el manejo del riego en tomates, es conveniente realizar una
programación preliminar basada en la mejor estimación que se tenga disponible de la
Etc, obtenida de la Eto, calculada a partir de un evaporímetro de bandeja o de una
estación meteorológica y de un Kc adecuado a las condiciones agronómicas con que
se maneja el cultivo (Antúnez y Felmer, 2017).
En la literatura científica se informan coeficientes de cultivo por especies. La FAO para
tomate refiere 0,7 para la etapa inicial, 1,15 para la etapa media y 0,70 a 0,90 para la
final (Allen et al., 1998). En Cuba, Zamora et al. (2004) hicieron referencia a tres
cultivares de tomate con un promedio de 0,61 inicial, 1,17 medio y 0,77 final.
2.3.2.2 Fertirriego
El propósito de cualquier programa de nutrición mineral en tomate es suministrar los
elementos o compuestos minerales o iones nutrientes que son absorbidos por la planta
en la dosis, forma, lugar y momento oportunos para optimizar su utilización por el
cultivo. En las primeras etapas de crecimiento de la planta de tomate, las hojas y el
tallo son los órganos que más materia seca acumulan en la planta. En las etapas
___________________________________Revisión bibliográfica
24
finales del cultivo, los mayores aportes corresponden a las hojas y al fruto. La
estrategia recomendada para el cálculo de fertilización del tomate se basa
fundamentalmente en conocer la extracción de nutrientes por parte de la fruta y lo
requerido para el crecimiento de la biomasa vegetativa aérea. Un buen manejo de la
nutrición mineral es fundamental pues determina en gran medida la capacidad
productiva de la planta de tomate (Snyder, 2006).
Hernández et al. (2014) propusieron niveles referenciales de nutrientes en la solución
del suelo para el diagnóstico nutricional en el cultivo protegido del tomate en cultivo
protegido en Cuba con los cuales obtuvieron resultados productivos favorables.
Los cultivares de tomate de crecimiento indeterminado en cultivo protegido se podan
de forma tal de conducir, generalmente, un solo tallo por planta. El patrón de
crecimiento es de nueve hojas y un racimo en el primer estrato, y luego tres hojas y
un racimo, que teóricamente puede proceder indefinidamente mientras que la
dominancia del ápice se mantenga viva. Tal sistema se mantiene durante todo el
período de crecimiento de la planta. Una vez que se obtienen las nueve hojas y el
racimo inicial, se observa un patrón de absorción casi constante de N, P, K y Ca.
Teniendo en cuenta lo anterior se recomiendan aplicaciones de fertilizantes que cubran
la demanda de la planta (Kafkafi y Tarchitzky, 2012). Es una práctica común realizar
ajustes en la fertilización a través de las diferentes fases fenológicas del cultivo para
potenciar el desarrollo de la planta y/o corregir deficiencias nutricionales (Quesada-
Roldán y Bertsch-Hernández, 2012).
El fertirriego garantiza un suministro de nutrientes directamente en el bulbo de
humedecimiento, sitio donde se encuentra el mayor volumen de raíces absorbentes .
Esto favorece la eficiencia en el uso del agua y los fertilizantes, lo que mejora su
distribución y localización. Si se emplea este recurso en forma adecuada, con el aporte
de los nutrientes que la planta demanda en el tiempo y la cantidad precisa para
cada fase fenológica, la mejora en el rendimiento alcanzado y en parámetros de
calidad de la fruta (tamaño, firmeza, sanidad, sólidos solubles) es notable (Alcántar et
al., 1999).
___________________________________Revisión bibliográfica
25
Sin embargo, es necesario prestar atención a que el suministro constante de
fertilizantes puede incrementar la salinidad del suelo. De acuerdo con Maas y Hoffman
(1977), la máxima salinidad del suelo que tolera el cultivo del tomate es de 2,5 dS/m,
con una reducción de cerca del 10% en la producción por cada unidad de incremento
de la salinidad por encima de ese límite. Nuez (2001) informaron que plantas de
tomate que crecían en un medio salino, con más de 4,7 dS/m, sufrieron alteraciones
en su metabolismo y lo reflejaron con un sistema radical menor, hojas adultas
abarquilladas y hojas jóvenes de color verde más intenso y enrolladas sobre sí
mismas, racimos con menor número de flores y frutos de menor tamaño. En estos
casos, se necesitará aplicar una fracción de agua adicional a los requerimientos de
evapotranspiración (fracción de lixiviación o de lavado) que puede ascender a 30% o
más de la demanda evapotranspirativa (Antúnez y Felmer, 2017).
Un elemento adicional que mejora la eficiencia de la producción de tomate en cultivo
protegido con fertirrigación es la automatización del sistema de riego. En este sentido,
Urrestarazu et al. (2015) comprobaron que el uso de un sistema automático de
fetirrigación en tomate resultó en un incremento de la asimilación de nitratos y potasio
por las plantas y la consecuente reducción de las emisiones de nitratos al ambiente.
2.3.3 Rendimientos
El rendimiento en tomate depende principalmente de factores biológicos y de
condiciones ambientales (D’Esposito et al., 2017; Raza et al., 2017). Entre estas
últimas la disponibilidad de agua y nutrientes son fundamentales y tienen influencia en
las fases vegetativa y reproductiva. Por tanto, una planificación efectiva del riego con
tiempos específicos y estrategias de fertilización pueden incrementar
significativamente los rendimientos (Hernández et al., 2014, Wang et al., 2018).
Hace algunos años atrás, un rendimiento de 100 t/ha de tomate en cultivo protegido
se consideraba muy bueno, ya no inusual que se alcancen hasta 300 t/ha (FAO, 2013).
El incremento de los rendimientos ha sido de los objetivos priorizados del sector
agrícola en Cuba. Una de las ramas trabajada es la mejora genética (Gómez et al.,
___________________________________Revisión bibliográfica
26
2000; Florido et al., 2002), la introducción del cultivo protegido, la utilización de
métodos agrotécnicos (Llonin y Medina, 2002) y el uso de estimulantes biológicos
(Terry et al., 2002), métodos químicos (Pérez et al., 2000) y físicos (De Souza et al.,
2001) para aumentar la producción.
2.4 Cultivo protegido de tomate en Cuba
En el cultivo de tomate en la horticultura cubana los bajos rendimientos se encuentran
condicionados, entre otros factores, por la incidencia de organismos plaga como el
complejo begomovirus–mosca blanca y por las condiciones ambientales que prevalecen
en el trópico (Gómez et al., 2000).
Debido a esto, desde el punto de vista económico se prioriza en el sistema de cultivo
protegido las siembras de tomate en época de primavera–verano, con el objetivo de
satisfacer, principalmente, las necesidades de la industria turística, sector de la
economía cubana que demanda anualmente de 2 600 t de tomate, 60,37% del total de
las hortalizas frescas (MINTUR, 2008).
Del 100% del área sembrada en el cultivo protegido el tomate representa alrededor del
70% de la superficie instalada en la época de primavera–verano y el 30% en la época
óptima o de invierno, para las cuales se planifican rendimientos entre 50–60 y 80–100
t/ha, respectivamente. Para cumplir con estas metas de rendimiento se utilizan híbridos
F1 de crecimiento indeterminado para el cultivo vertical y que permiten la combinación
de características tales como la alta productividad, la calidad del fruto y la resistencia
simultánea a plagas, entre ellas el Virus del encrespamiento amarillo de la hoja de
tomate o TYLCV (Casanova et al., 2005; Hernández, 2007; Hernández et al., 2008).
La introducción de cultivares F1 cubanos, conjuntamente con el manejo agronómico,
constituyen los aspectos de la tecnología que más han evolucionado en estos años.
Los semilleros se establecen con la tecnología de producción de plántulas en
cepellones, se realizan modificaciones en el sistema de poda, decapitado y densidad
de plantación, se introducen los productos biológicos en el control fitosanitario y se
___________________________________Revisión bibliográfica
27
incrementan las áreas de cultivo sin suelo, con control automatizado para el fertirriego
(Gómez y Rodríguez, 2004; Casanova et al., 2005).
Aunque se ha progresado mucho en la producción de tomate en cultivo protegido, la
demanda creciente de frutos frescos requiere continuar profundizando en los estudios
que permitan incrementar los rendimientos.
_________________________________Materiales y Métodos
28
3. MATERIALES Y MÉTODOS
El presente trabajo se realizó en la Unidad Empresarial de Base (UEB) Cultivos
protegidos y semiprotegidos, de la Empresa Agropecuaria Valle del Yabú, en el
municipio Santa Clara, provincia Villa Clara. Está situada a una latitud de 22° 27' 02,4''
N, a una longitud de 80° 00' 44,7'' W y a una altitud de 22 m s.n.m. Los ensayos se
efectuaron de agosto de 2016 a marzo de 2017.
Material vegetal
Se emplearon semillas de tomate (Solanum lycopersicum L.) híbrido Aegean F1, de
crecimiento indeterminado, de la empresa de semilla holandesa Enza Zaden.
Condiciones de cultivo
La experiencia se llevó a cabo en condiciones de producción en instalaciones (casas
de cultivo) modelo Granma 1 de la empresa cubano española EMBA-MSC A-12,
diseñado por la empresa cubano-española CARISOMBRA, de 540 m2 (12 m de ancho
y 45 m de largo), con una altura a la cumbre de 4,4 m, cerramiento superior con rafia
plastificada (Ginegar, 140 µm, 80% luz difusa), ventana cenital abierta y malla
sombreadora (35%) por los laterales y el frente (Figura 3). Tres casas de cultivo
integran un módulo que es atendido por un trabajador. Se seleccionaron para el
estudio dos módulos (703 y 705).
Figura 3. Casas de cultivo donde se desarrollaron los experimentos.
_________________________________Materiales y Métodos
29
El cultivo se desarrolló en un suelo pardo mullido medianamente lavado (Hernández
et al., 2015), de textura arcillosa (Tabla 1), con pH ligeramente alcalino y materia
orgánica baja (1,4 – 2,5%). Por ello, las casas de cultivo se enriquecieron con 8,0 t de
abono orgánico en el momento de preparación de suelo.
En cada casa de cultivo se conformaron cuatro canteros planos de 1,20 m de ancho,
con un largo de 45 m de los cuales 43,0 m son para cultivo, 2,0 m para pasillos y 0,30
m de alto.
Tabla 1. Características del suelo según análisis de Laboratorio provincial de suelos de la
Provincia de Villa Clara (agosto del 2016).
Cationes Aniones
mg/L Meq/L mg/L Meq/L
Ca2+ 28,05 1,39 Cl- 14,20 0,40
Mg2+ 12,34 1,19 SO42- 36,01 0,74
Na+ 17,33 0,75 CO32- 36,00 1,22
K+ 1,81 0,04 HCO3- 54,90 0,90
Suma 59,53 3,37 Suma 141,11 3,26
Conductividad eléctrica (dS/m): 0,327 Sales solubles totales (ppm): 209,66 pH: 8,0
Además, se tomaron los registros de temperatura media, mínima y máxima, humedad
relativa media, mínima y máxima de todo el periodo de experimentación de la estación
Meteorológica 78343 del Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente (CITMA),
ubicada en Empresa Agropecuaria Valle del Yabú.
Sistema de riego y fertilización
Las necesidades hídricas y de nutrientes de la plantación se garantizaron con un
sistema de riego por goteo, controlado por un cabezal de riego automatizado. Cada
cantero poseía instalados tres ramales de goteros de 16 mm de diámetro, con goteros
_________________________________Materiales y Métodos
30
(emisores) espaciados a 0,40 cm, con un caudal de 2,0 L/h, una uniformidad de
96,90% y una eficiencia de 1,92 L/h (96,0%), la cual se considera adecuada (Igarza y
Pupo, 2005).
Para los ajustes de fertilizantes (Tabla 2) se aplicó el procedimiento descrito por
Moreno (2007). Se tuvieron en cuenta las condiciones de suelo y las características
del agua del Yabú, certificados por los Institutos de Suelos y Recursos Hidráulicos de
la Provincia de Villa Clara en agosto del año 2016. El agua de riego se considera dura
por su alto contenido de HCO-3, Ca2+ y Mg2+ (Pérez, 2015) y su conductividad eléctrica
era de 0,64 dS/m.
Tabla 2. Esquema de fertilización utilizado para el cultivo protegido de Solanum lycopersicum
L. cv. Aegean según lo recomendado por Moreno (2007).
FaseFertilizantes (g/m3) CE
(dS/m)
Concentración de Fertirriego (ppm)
H3PO4 HNO3 Ca(NO3)2 MgSO4 KNO3 K2SO4 N P2O5 K2O CaO MgO SO4
I 123 0,69 128 2 73 28 19
II 102 270 258 38 235 1,20 109 107 108 140 34 33
III 102 270 858 138 372 366 2,02 161 107 353 210 50 270
IV 102 270 969 306 124 861 3,02 204 107 489 325 77 603
Fases: I trasplante a emisión del primer racimo, II Emisión del primer racimo floral al cuaje del tercero,
Cuaje del tercer racimo a cosecha, IV inicio de cosecha a cosecha completa.
La fertirrigación se realizó a través de un cabezal automatizado diseñado por la
empresa CEDAI Villa Clara mediante un proyecto enfocado al ahorro de energía y de
fertilizantes. El sistema se basa en automática programable y está compuesto por:
1. Estación de bombeo: es una caseta de 4,0 m de ancho por 3,0 m de largo de
paredes de mampostería y techo de losas prefabricadas (Figura 4A). En ella se
encuentran los equipos de bombeo integrados por una electrobomba (Caprari,
Italia, Modelo PM 80/5Y), con un gasto de 15 L/s (54 m3/h), 1775 rpm, factor de
potencia de 0,82, consumo de 24 A y consumo de energía eléctrica de 15 kw/h
_________________________________Materiales y Métodos
31
(Figura 4B). Las revoluciones del electromotor se regulan por un variador de
frecuencia, mediante un circuito eléctrico cerrado. Este se encarga de mantener
las revoluciones del motor en correspondencia con la presión de trabajo
planificada para el sistema de bombeo, y con ello garantizar las presiones
necesarias en el fertirriego. De esta forma, se evitan roturas en el sistema de
riego por sobrepresión y se obtiene un ahorro relativo de agua y fertilizantes.
2. Conductora de agua: compuesta por una tubería de Polietileno de alta densidad
(PAD) producida en Cuba, de 90,0 mm de diámetro, 6,0 mm de grosor de
paredes y 450,0 m de longitud desde la estación de bombeo al cabezal del
fertirriego (Figura 4 C).
3. Cabezal de fertirriego: es una caseta de 7,0 m de largo y 4,57 m de ancho, con
paredes de bloques y techo de hormigón fundido (Figura 4 D).
4. Equipos de fertirriego:
- Autómata programable (Figura 4 F): construido por el CEDAI Villa Clara. En
este, el operador del fertirriego fija las dosis de fertilizantes, el tiempo y
frecuencia de riego para entregar a los sectores de riego plantados de
cultivos. Las operaciones de riego se ejecutan en el tiempo programado de
forma automática, mediante electroválvulas ubicadas en cada sector de
riego. Este guarda en su memoria toda la información de las operaciones
que se realizan en el día para cualquier decisión que se requiera tomar.
Tiene la posibilidad de ejecutar 12 programas de riego diario y cada
programa de riego tiene ocho posibilidades de programar el riego en
frecuencias diarias.
- Tanques de Polietileno de baja Densidad (PBD): tienen una capacidad de
1500 Litros (Figura 4 G). En ellos se mezclan los fertilizantes (g/m3) con
agua, en una alta concentración (solución madre). Luego se aplican en
_________________________________Materiales y Métodos
32
forma de soluciones nutritivas, extraídos por bombas dosificadoras ubicadas
en la parte superior de los tanques.
- Bombas dosificadoras de fertilizantes (Figura 4 H): se dispone de cinco
bombas con un gasto de 125 L/h. Estas se encargan de extraer la solución
madre del tanque e inyectarla a la conductora de agua para formar una
mezcla agua – fertilizante (solución nutritiva), que se aplica de forma
programada a los cultivos.
- Flujómetro: registra la cantidad de líquido (agua) que pasa por el sistema y
permite contabilizar el gasto de agua (Figura 4 I).
- Sopladores: dos sopladores entregan aire a los tanques de solución madre
y mantienen en agitación las mezclas para evitar que sedimenten (Figura
4J).
- Filtro retrolavable (Figura 4 K): se encarga de filtrar el agua de riego para
eliminar contaminantes orgánicos.
- Sensores de Conductividad eléctrica y pH: entregan al autómata los valores
de Conductividad eléctrica y pH de la solución nutritiva propuesta.
5. Ramales de goteo (Tiran): tienen 16,0 mm de diámetro y 2,5 mm de grosor de
paredes. Se colocan tres ramales (Figura 4L) de 43 m de largo y 0,20 m de
separación, sobre el cantero. Los goteros con un gasto de 2,0 L/h se separan a
0,40 m entre ellos.
6. Panel de Electroválvulas: está compuesto por cuatro electroválvulas (Figura
4E), en interacción con el autómata y la programación realizada por el operador.
Ejecuta la orden del autómata y deja pasar la solución nutritiva al sector
escogido.
_________________________________Materiales y Métodos
33
7. Sectores de riego: cada sector de riego está integrado por un módulo formado
por tres casas de cultivo que se disponen en hileras integradas por 12 para un
total de cuatro sectores de tres casas de cultivo por hilera.
8. Conductora secundaria de PAD: tiene 50,0 mm de diámetro y 3,0 mm de grosor
de paredes y se conecta desde la salida de las electroválvulas hasta cada sector
de riego.
9. Sensores (Figura 4 L-M): sensores de humedad registran la humedad del suelo
en el cantero plantado de cada cultivo, sensores de Conductividad eléctrica y
pH miden estas variables en la solución nutritiva. Están programados para
interactuar con el autómata.
10. Sistema de monitoreo: se utiliza un riegómetro y un lisímetro (Figura 5) que son
dos instrumentos sencillos y relativamente fáciles de construir. Tienen la función
de colectar la cantidad de agua que se aplica al módulo en un metro de riego y
la solución lixiviada, respectivamente.
El riegómetro está formado por una sección del ramal de goteros de 1,0 m de largo
que contiene tres goteros. Se conecta a los laterales de riego de la casa de cultivo, se
sella al final y se recubre con un tubo de polietileno de mayor diámetro sin orificios que
le sirve de funda o canal donde se colecta la solución nutritiva que se aplica en cada
fertirriego y a través del cual fluye hacia un recipiente de 10 L.
_________________________________Materiales y Métodos
34
Figura 4. Sistema de riego empleado para el cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv.
Aegean A: Estación de bombeo, B: Electrobomba, C: Conductora de agua, D: Cabezal de
fertirriego, E: Panel de electroválvulas, F: Autómata programable, G: Tanques, H: Bombas
dosificadoras de fertilizantes, I: Flujómetro, J: Soplador, K: Filtro retrolavable, L: Sensores de
humedad, M: Sensores de Conductividad eléctrica y pH, N: Ramales.
_________________________________Materiales y Métodos
35
Por su parte, el lisímetro (Figura 5) es un dispositivo que contiene un volumen conocido
de suelo circundante del que debe ser representativo (Ritchie y Burnett, 1968). Para
su construcción se realizó una excavación de 1,0 m de largo y 0,30 m de profundidad
en una sección del cantero. Se extrajo el suelo y se colocó una manta de polietileno
que se inclinó hacia fuera del cantero en una de sus esquinas. En este sitio se colocó
un fragmento de tubo de polietileno para facilitar que el líquido lixiviado corriera con
facilidad hacia un recipiente colector de 10 L de capacidad (Figura 5). Posteriormente,
la manta se recubrió con el suelo extraído previamente, se niveló el cantero y se
ubicaron los ramales con goteros.
.
Figura 5. Construcción de un lisímetro (Li) y su ubicación con respecto a un riegómetro (Ri)
en un cantero en una casa de cultivos protegidos.
_________________________________Materiales y Métodos
36
Producción de plántulas y manejo agronómico
Las plántulas con tecnología de cepellón, se obtuvieron en una instalación modelo A-
12, de dimensión reducida, 12 m x 15 m con una superficie de 180 m2 y cerramiento
total con malla anti–insectos, en bandejas cubanas de poliestireno expandido de 247
alvéolos con un volumen cada uno de 32,50 cm3 de volumen y una profundidad de
6,0 cm. Se utilizó como sustrato una mezcla (70:30) de abono orgánico (70%) (estiércol
vacuno descompuesto) y turba rubia (30%).
El riego se efectuó dos veces al día, a razón de 2,0 L por bandeja hasta la salida de
las primeras hojas verdaderas (Moreno, 2007), mediante una regadera de 16 L. La
fertirrigación se realizó cuando la planta emitió las dos primeras hojas verdaderas
hasta finalizar el ciclo, a base de sulfato de potasio solo una vez al día y con dosis de
2,0 g/L por bandeja.
A los 45 días después de la siembra de las semillas se realizó el trasplante a canteros
planos en las casas de cultivo. Se utilizaron plántulas con una altura entre 14–20 cm,
de 4–7 hojas verdaderas y con un diámetro del tallo de 2,0 – 5,0 mm (Figura 6).
Figura 6. Plantas de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean listas para el trasplante.
En la etapa de plantación el esquema empleado fue dos hileras a tres bolillos al centro
del cantero, con un área productiva por cantero de 51,6 m2 (43,0 m x 1,20 m). En cada
hilera las plantas estuvieron separadas a 0,50 m (marco de plantación: 0,50 m x 0,20
m x 0,50 m) para un total de 172 plantas por cantero, 688 plantas por casa de cultivo
_________________________________Materiales y Métodos
37
y 2 064 plantas por módulo de tres casas. Se alcanzó una densidad de población de
3,33 plantas/m2 (33 300 plantas/ha).
Las actividades agrotécnicas se le realizaron al cultivo según Casanova et al. (2007),
al igual que el control de los organismos plaga, lo cual se basó en prácticas de
saneamiento y la aplicación de productos químicos. La conducción de la planta se
realizó a un tallo.
Análisis estadísticos
Los datos de las variables evaluadas se registraron en formularios diseñados para ello.
Para determinar la normalidad se utilizó la Prueba de Kolgomorov – Smirnov y para la
homogeneidad de las varianzas la prueba de Bartlett. Se emplearon estadísticos
descriptivos y pruebas de comparación de medias para p<0,05 que se detallan en los
acápites correspondientes. Los datos se procesaron mediante el paquete estadístico
SPSS versión 23.
3.1 Diseño de dos programas de riego para el cultivo protegido de tomate cv.
Aegean
Para alcanzar el objetivo general propuesto se diseñaron dos programas de riego
teniendo en cuenta las características de las instalaciones de cultivo, el sistema de
fertirriego automatizado disponible y el cultivo. Cada programa de riego se aplicó en
un módulo (tres casas de cultivo con modelo A-12).
Tiempo de riego
El tiempo de riego se calculó mediante la ecuación referida por Moreno (2007):
=
60 (Ecuación 1)
Dónde:
- TR: tiempo de riego (min)
- Dt: dosis total de riego (L/planta/día) x (plantas/m2)
_________________________________Materiales y Métodos
38
- i: intervalo de riego (días)
- q: número de goteros/m2
- qe: caudal de los goteros (L/h)
- 60: factor para expresar el valor en minutos
Monitoreo de la conductividad eléctrica, el pH y la fracción de lavado
Para el monitoreo de la conductividad eléctrica (CE) y del pH de la solución de lixiviada
y de la solución nutritiva se emplearon un lisímetro y un riegómetro, respectivamente
(Figura 4 M). Las lecturas de pH y CE se realizaron con un pH-metro y un
Electroconductímetro (HANNA), calibrado con anterioridad con soluciones
recomendadas por el fabricante (Calibration Solution Conductivity, EUTECH
INSTRUMENTS, Holanda).
A partir de la CE de la solución nutritiva (CEsn) resultado del ajuste de iones aportados
por los fertilizantes (Moreno, 2007) y el agua de riego (Tabla 2) se estimó la CE de la
solución lixiviada del suelo (CEsle) máxima que podría alcanzarse para cada fase
fenológica del cultivo. Se consideró una fracción de lavado (FL) de 20% para evitar
riesgo de salinidad (Ayers y Westcot, 1994). En la ecuación propuesta por Rhoades y
Merrill (1976) y recomendada por Ayers y Westcot (1994), se sustituyó la conductividad
del agua de riego por la conductividad de la solución nutritiva (CEsn) que se aplica en
el fertirriego:
e = (Ecuación 2)
Donde:
- CEsle: conductividad eléctrica en la solución lixiviada del suelo (dS/m)
- FL: fracción de lavado (0,20)
- CEsn: conductividad eléctrica de la solución nutritiva (con ajuste de iones
aportados por los fertilizantes y por el agua de riego) (dS/m)
- 5: factor
_________________________________Materiales y Métodos
39
Cada tres días antes del riego se midió en el lisímetro la conductividad eléctrica real
de la solución lixiviada del suelo (CEslr). Si los valores de CEslr>CEsnr en 1,5 dS/m se
incrementó del volumen de agua de riego para disminuirlos. Posteriormente en el
riegómetro se midió la conductividad eléctrica real de la solución nutritiva (CEsnr)
entregada por los goteros. Además, se midió el pH. La FL real (FLr) se estimó mediante
la ecuación:
= ó ( ) ó ( )
100 (Ecuación 3)
Donde:
- Volumen de la solución lixiviada: volumen recogido en el lisímetro (L)
- Volumen de la solución nutritiva: volumen de solución nutritiva entregada por
los goteros (L)
- 100: valor para expresar la FL en porciento
Programa 1 (P-1)
El diseño del P-1 se basó en el programa tradicional de riego propuesto por Moreno
(2007) con una dosis orientativa de riego (L/planta/día) para el cultivo de tomate por
fases como se describe a continuación:
- Fase I: Trasplante a emisión 1er racimo floral: 0,5
- Fase II: Emisión 1er. racimo floral a cuaje del 3ro : 0,8
- Fase III: Cuaje tercer racimo a inicio de cosecha: 1,2
- Fase IV: Inicio de cosecha a cosecha completa del antepenúltimo racimo: 1,4
Previo al trasplante se efectuó un riego durante 15 minutos que garantizó el
humedecimiento total de la superficie. Al día siguiente del trasplante se aplicó un riego
(0,5 L/planta), con agua acidulada con H3PO4 al 85,0% a razón de 136,0 mL/m3 de
agua. Posteriormente, se sometió la plantación a un período de estrés hídrico durante
cinco días con la finalidad de favorecer el desarrollo radical de las plantas. Diariamente
se evaluó la humedad del suelo y al quinto día después del trasplante (ddt) se realizó
_________________________________Materiales y Métodos
40
otro riego con igual condición y se repitió el estrés por cinco días más; siguiendo el
procedimiento recomendado por Moreno (2007). El fertirriego se comenzó 17 ddt.
El intervalo de riegos fue cada tres días, en el horario de las 9:00 am para un riego,
9:00 am y 1:00 pm para dos riegos.
Programa 2 (P-2)
Para el programa de riego 2 el tiempo de riego se calculó a partir de la estimación de
la evotranspiración del cultivo (Etc) mediante la fórmula propuesta por Doorenbos y
Pruitt (1977):
= (Ecuación 3)
Dónde:
- Etc: Evotranspiración del cultivo (mm/día)
- Kc: Coeficiente del cultivo
- Eto: Evotranspiración de referencia (mm/ día)
Siguiendo lo referido por Zamora et al. (2004) para los coeficientes de cultivo (Kc) en
Cuba, se empleó un valor de 0,61 inicial, 1,17 medio y 0,77 final (promedios de los
valores referidos para tres cultivares de tomate). La Eto (mm/ día) para los meses del
desarrollo experimental se tomaron de los valores de Eto calculada por Solano et al.
(2003) para Cuba a partir de la ecuación FAO Penman–Monteith:
- agosto 140,8 mm, septiembre 121,3 mm, octubre 107,2 mm, noviembre 85,5
mm, diciembre 77,3 mm, enero 80,9 mm, febrero 89,8 mm y marzo 126,2 mm.
Considerando que la Etc en condiciones de cultivo protegido es significativamente
menor que en cultivos abiertos (León y Cun, 2001; Fernández et al., 2010) el valor
calculado se redujo arbitrariamente al 50%. Con este dato se estimó la demanda neta
y del cultivo mediante las fórmulas (Ayers y Westcot,1994; Antúnez y Fermer, 2017):
= (Ecuación 5)
_________________________________Materiales y Métodos
41
= 100 (Ecuación 6)
Dónde:
- DNc: demanda neta del cultivo (L/planta/día)
- Etc: evotranspiración del cultivo
- DR: demanda real (L/planta/día)
La eficiencia se consideró al 96%. El tiempo de riego calculado (Ecuación 1) se
aproximó al valor entero, múltiplo de diez, inferior y se fraccionó en riegos de 10 min.
Previo al trasplante se efectuó un riego durante 15 minutos que garantizó el
humedecimiento del suelo.
Después del trasplante la frecuencia de riego fue diaria, con fertirriego después de
2ddt con la solución nutritiva correspondiente a la fase II y posteriormente según
esquema de fertilización (Tabla 2) en el horario de las 9:00 am para un riego, 9:00 am
y 1:00 pm para dos riegos, 9:00 am, 1:00 pm y 3:00 pm para tres y para cuatro riegos
se adicionó uno más a las 6:00 pm.
En ambos programas de riego a partir de los resultados del registro de la conductividad
eléctrica (CE) y la fracción de lavado (FL), así como de la observación del desarrollo
fenológico y el estado hídrico de las plantas se establecieron los momentos de cambio
del tiempo y número de riegos por día durante el ciclo del cultivo. Las fases fenológicas
fueron establecidas según la descripción de Moreno (2007), la observación y la
experiencia técnica del personal de trabajo del módulo. Se registró la evolución de la
conductividad eléctrica medidas en el riegómetro y en el lisímetro.
Los valores de CE de la solución lixiviada reales (CEslr) mínimos y máximos se
compararon en cada fase con los valores estimados de CE (CEsle). Además, se
cuantificaron los valores que se encontraron por encima de 2,5 dS/m (valor umbral
reconocido para el cultivo) (Ayers y Westcot, 1994).
_________________________________Materiales y Métodos
42
Los datos de CE se analizaron mediante estadísticos descriptivos (media, error típico
de la media, mediana, moda, desviación típica, varianza, rango, mínimo y máximo), se
realizó un análisis de frecuencia y se determinó el mejor modelo de ajuste.
De igual forma, se registró la evolución de los valores de FLr, se analizaron mediante
estadísticos descriptivos y se compararon los valores de la FLr con la FL fijada (20%)
durante el periodo de cultivo.
3.2 Efecto del programa riego sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento
agrícola en cultivo protegido de plantas de tomate cv. Aegean
Con el objetivo de determinar el efecto de dos programas de riego sobre el crecimiento
y desarrollo de plantas de tomate se seleccionaron en cada módulo (tres casas de
cultivo) cuatro parcelas de 10 plantas (40 plantas en total) y se registraron las
variables: diámetro del tallo (mm), número de flores por racimo (u) y número de frutos
por planta (u).
- Diámetro del tallo (mm): se midió semanalmente en la base de la planta a una
altura de 25 cm del suelo con un pie de rey.
- Número de flores (u): se cuantificó el número de flores cada vez que fue emitido
un racimo floral y se expresó en número de flores por racimo.
- Número de frutos por planta (u): se cuantificaron los frutos una vez cuajado el
racimo floral y se expresó en unidades.
A partir de la fase inicio de cosecha hasta el final del ciclo se determinó el efecto de los
dos programas de riego sobre la respuesta agronómica de plantas de tomate en
condiciones de producción.
Cada tres días se cosecharon todos los frutos en grado 2 de madurez en cada módulo
(sazón avanzado: cambio de color rosado o amarillo hasta un máximo de 10%; Suslow
y Cantweel, 2001), sin daños mecánicos o por plagas (Figura 7). Estos se clasificaron
de acuerdo con las categorías establecidas por la Norma cubana NC-131:2001 que se
basan en el diámetro máximo de la sección ecuatorial: selecta (>75 mm), primera (65-
_________________________________Materiales y Métodos
43
74 mm), segunda (55-64 mm) y tercera (<55 mm). El rendimiento comercial se calculó
por categoría (kg).
Figura 7. Fruto de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en grado 2 de madurez apto para
cosecha.
Se registró el acumulado de producción por día de cosecha en cada módulo y se
calculó el rendimiento por planta (kg/planta), rendimiento por m2 (kg/m2) y el
rendimiento por planta en 1 m2 (kg/planta/m2).
Teniendo en cuenta la producción final se calculó el rendimiento por hectárea en cada
módulo al que se aplicó un programa de riego y se expresó en t/ha.
3.3 Valoración técnico económica del impacto de dos programas de riego en el
cultivo protegido de tomate cv. Aegean
Para hacer una valoración técnico económica del impacto de los programas de riego
aplicados se tuvieron en cuenta los resultados del rendimiento comercial obtenido con
cada uno, las implicaciones técnicas de su aplicación y el impacto económico.
Para el análisis económico se empleó como base de cálculo el listado de precios
dictado por el Ministerio de Finanzas y Precios y los precios de venta, en Moneda
Convertible (CUC), de la UEB Comercializadora perteneciente a la Empresa
Agropecuaria Valle del Yabú de la provincia Villa Clara. Además, se consideraron las
fichas de costo de la producción de tomate, los ingresos obtenidos por categorías
(CUC) y las ganancias (Ingresos-costos).
_________________________________Resultados y discusión
44
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En el ciclo de cultivo de S. lycopersicum cv. Aegean, evaluado en condiciones de
producción, hasta el inicio de la fructificación (agosto-octubre) la temperatura media
mensual se encontró entre 24,6 y 26,5 ºC y la humedad relativa fue superior al 84%.
Posteriormente, desde el desarrollo de los frutos hasta el final de la cosecha los valores
fueron más bajos (21,5 - 23,7 ºC; 77,4 - 83,4%) (Tabla 3). Aunque en días puntuales
(Figura 8) los valores medios de temperatura y humedad relativa fueron superiores, en
general se encontraron entre los referidos por varios autores como óptimos para el
cultivo (18,0 – 27,0 ºC; 60,0 – 80,0%) (Alarcón, 2000; Moreno, 2007; Hochmuth y
Hochmuth, 2012; Torres, 2017).
Tabla 3. Valores de temperatura y humedad relativa medios mensuales de agosto de 2016 a
marzo de 2017.
Mes-año Temp.
Máx.(ºC)
Temp.
Mín.(ºC)
Temp.
media(ºC)
HR
Máx.(%)
HR
Mín.(%)
HR
media(%)
ago-16 32,2 23,0 26,5 97,9 58,9 84,5
sep-16 32,3 22,7 26,3 98,0 57,4 84,8
oct-16 29,8 21,3 24,6 97,9 64,1 86,5
nov-16 27,4 17,4 21,5 97,0 56,4 82,5
dic-16 29,1 19,7 23,7 97,3 55,4 83,4
ene-17 27,9 17,3 21,9 96,5 46,1 77,8
feb-17 28,5 17,1 22,1 99,2 48,5 80,7
mar-17 26,1 18,1 22,4 98,2 47,1 77,4
_________________________________Resultados y discusión
45
Figura 8. Valores medios diarios de temperatura (ºC) y humedad relativa (%) de agosto de
2016 a marzo de 2017.
4.1 Diseño de dos programas de riego para en el cultivo protegido de tomate cv.
Aegean
Con los dos programas de riego diseñados y aplicados en condiciones de producción
de tomate cv. Aegean en cultivo protegido, se obtuvieron CE en la solución lixiviada
superiores a la CE de la solución nutritiva entregada mediante el fertirriego. En
correspondencia con lo planteado por Alarcón (2000) e Imas (2002) los nutrientes
suministrados pueden garantizar el crecimiento y desarrollo del cultivo ya que valores
inferiores serían indicativos de una mayor necesidad de aporte de nutrientes mediante
el fertirriego.
No obstante, aunque se empleó la misma solución nutritiva con el esquema de
fertilización propuesto por Moreno (2007), se constató que la evolución de la
conductividad eléctrica de la solución lixiviada (CEslr) y de la fracción de lavado (FLr),
fueron diferentes en el ciclo del cultivo con los dos programas de riego. El pH se
mantuvo entre 5,6 y 6,2 adecuado para el cultivo (Antúnez y Felmer, 2017).
20
30
40
50
60
70
80
90
100
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Hum
edad
rela
tiva
med
ia(%
)
Tem
pera
tura
med
ia(º
C)
Meses
Temperatura media ºC Humedad relativa media (%)
_________________________________Resultados y discusión
46
En el programa 1, basado en el programa tradicional de riego que considera la
demanda hídrica orientativa sugerida por Moreno (2007) en el manual de
“Procedimientos para el manejo de nutrición y el control de las casas de cultivo”, en
Cuba, el tiempo de riego tuvo aumentos progresivos hasta 70 minutos al final del ciclo.
A partir de los 120 ddt se dividió en dos turnos de riego (Figura 9). Se observó que con
un intervalo de riegos cada tres días la CE de la solución lixiviada del suelo (CEslr) que
se recoge en el lisímetro, también se incrementó con el tiempo con ajuste a una función
polinómica (R2=0,72). De forma similar, Hernández et al. (2014) también refirieron
aumentos en la CE de la solución de suelo con el avance de las fases fenológicas en
el cultivo protegido de tomate cv. HA 3019 de crecimiento determinado. Estos autores
emplearon un sistema de riego por goteo y un esquema de fertilización para época de
invierno muy similar al utilizado en este trabajo.
Figura 9. Evolución de la conductividad eléctrica en el cultivo de Solanum lycopersicum L. cv.
Aegean en cultivo protegido con el programa de riego 1. CER: conductividad eléctrica en el
riegómetro (CEsnr, conductividad eléctrica de la solución nutritiva), CEL: conductividad eléctrica
en el lisímetro (CEslr, conductividad eléctrica real de la solución lixiviada). Las flechas indican
inicio, número y tiempo de riego.
_________________________________Resultados y discusión
47
El programa de riego que se aplica en un cultivo determina el volumen y la frecuencia
de riego basado en criterios técnicos relacionados con la demanda de agua del cultivo
(Allen et al., 1998; FAO 2006; Dorais et al., 2016). En el programa de riego 2,
atendiendo a la estimación de la demanda de agua por la evapotranspiración (Etc)
calculada con la evapotranspiración de referencia (Eto) (Solano et al., 2003) y el
coeficiente de cultivo (Kc) (Zamora et al., 2004), los tiempos de riego no superaron los
40 minutos en total y los turnos de riego variaron de dos a cuatro con frecuencia diaria
estimada con una FL del 20% y una eficiencia del 96% (Figura 10). La Etc estimada
osciló entre 1,31 y 2,10 mm/día y la demanda de agua entre 1,7 y 2,7 L/planta/día. Con
este programa la CEslr se mantuvo en valores más bajos que en el programa 1, sin
tendencia al aumento (R2=0,36) y con una ligera disminución al final del ciclo. Además,
posibilitó una menor fluctuación de los valores de CE en la solución lixiviada.
Generalmente se asume que en las casas de cultivo la demanda neta de agua es
equivalente a la Etc ya que la influencia de las precipitaciones es despreciable y el
suelo se mantiene cercano a la capacidad de campo por la frecuencia de riego (FAO,
2013; Dorais et al., 2016). Por otra parte, diferentes autores han comprobado que la
Etc es entre 40 y 60% menos dentro de las casas de cultivo que en cultivos abiertos
debido a una menor incidencia de la radiación solar, menor influencia del viento y son
menores las pérdidas de agua por evaporación en el suelo (León y Cun, 2001; Moller
y Assuline, 2007; Fernández et al., 2010; FAO, 2013). En el programa 2 la Etc estimada
con valores de Eto y Kc tomados de la literatura científica (Solano et al., 2003; Zamora
et al., 2014) se redujo arbitrariamente al 50% y con ello se estimó la demanda neta y
real de agua. Aunque este programa de riego con tiempos menores, fraccionados en
turnos de 10 minutos y mayor frecuencia de aplicación posibilitó una evolución más
estable de la CE de la solución lixiviada, el acercamiento a valores reales de Etc con
variables medidas in situ permitiría incrementar más la eficiencia del uso de agua y los
fertilizantes mediante el manejo del riego. Para optimizar el manejo del riego en tomate,
es conveniente realizar una programación del riego basada en la mejor estimación que
se tenga disponible de la Etc (Antúnez y Felmer, 2017).
_________________________________Resultados y discusión
48
Figura 10. Evolución de la conductividad eléctrica y la fracción de lavado en el cultivo de
Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido con el programa de riego 2. CER:
conductividad eléctrica en el riegómetro (CEsn, conductividad eléctrica de la solución nutritiva),
CEL: conductividad eléctrica en el lisímetro (CEslr, conductividad eléctrica real de la solución
lixiviada). Las flechas indican inicio, número y tiempo de riego.
Un análisis por fase fenológica demostró que excepto en la fase final (inicio de cosecha
a cosecha completa) con los dos programas se obtuvieron CE máximas por encima de
la CE estimada de la solución lixiviada (CEsle) (Tabla 4). Incluso, en la fase inicial
(trasplante a emisión del primer racimo) los valores mínimos superaron a los estimados.
Estos resultados indicaron que aún quedan reservas para optimizar el fertirriego lo cual
dependerá del mejor conocimiento del contenido de nutrientes en el suelo, de la
demanda de asimilación de nutrientes por la planta en cada fase fenológica, de los
cultivares empleados y de las mediciones de las variables climáticas dentro de la casa
de cultivo que permitan estimar la Etc real (Allen et al., 1998; FAO, 2006; Dorais et al.,
2016).
_________________________________Resultados y discusión
49
Tabla 4. Conductividad eléctrica en la solución lixiviada, por fases fenológicas, registradas en
el cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego.
Fase CEsn CEsleCEslr mín-máx
Programa 1 Programa 2
Trasplante a emisión 1rer racimo (I) 0,69 0,83 1,18 - 1,40 1,91 - 2,11
Emisión 1rer racimo floral al cuaje del 3ro (II) 1,20 1,44 1,20 - 2,10 1,93 - 2,16
Cuaje 3rer racimo a inicio cosecha (III) 2,02 2,42 1,92 - 3,17 1,90 - 2,80
Inicio de cosecha a cosecha completa (IV) 3,02 3,62 2,12 - 3,12 1,87 - 2,90
CEsn: Conductividad eléctrica de la solución nutritiva (aporte de fertilizantes y agua de riego).
CEsle: Conductividad eléctrica de la solución lixiviada máxima estimada
(CEsle=(1+FL)/FL)(CEsn/5).CEslr mín-máx: valores de conductividad eléctrica reales mínimos
y máximos de la solución lixiviada obtenidos con la aplicación de cada programa de riego.
De igual forma, los programas de riego evaluados incidieron en que se observaran
diferencias en la CE de la solución lixiviada (CEslr) con respecto al valor umbral de CE
referido para el cultivo (2,5 dS/m) (Maas y Hoffman, 1977; Ayers y Westcot, 1994) en
las fases desde el desarrollo de los frutos hasta la cosecha. En el programa 1 el número
de evaluaciones en las cuales se superó el valor de 2,5 dS/m fue superior al programa
2 (Tabla 5).
Este resultado pudo estar influenciado por el intervalo de riego que en este programa
fue cada tres días y en el programa 2 el riego fue diario. Se ha descrito que cuando se
realizan riegos frecuentes la evaporación disminuye, contrario a lo que sucede con
intervalos de riego mayores donde la disminución del contenido hídrico del suelo lleva
consigo un aumento en la concentración de sales en la zona radical (Van Hoorn y
Alphan, 2006; FAO, 2013). Por estas razones y atendiendo a los resultados del
monitoreo de la conductividad eléctrica (CEslr) y la fracción de lavado real (FLr) fue
necesario en varias ocasiones aumentar el riego para disminuir la CE en el suelo que
alcanzó picos en diferentes momentos del ciclo (Figura 9). Mediante la modificación de
la cantidad de agua que drena debajo de la zona radical de la planta (FL) se puede
_________________________________Resultados y discusión
50
ajustar el balance iónico entre la solución nutritiva que se aplica y la solución de suelo
(Qiu et al., 2017).
Tabla 5. Conductividad eléctrica en la solución lixiviada (CEslr) superiores al umbral establecido
para el cultivo (2,5 dS/m) obtenidos en el cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv.
Aegean con dos programas de riego.
Fase del cultivo
Evaluaciones CEslr >2,5 dS/m
Programa 1 Programa 2
No. Mín - Máx No. Mín - Máx
Cuaje 3rer racimo a inicio cosecha (Fase III) 5 2,54 – 3,17 2 2,51 – 2,80
Inicio de cosecha a cosecha completa (Fase IV) 15 2,54 – 3,12 4 2,52 – 2,90
Total 20 6
Los resultados anteriores se corroboraron en el análisis de frecuencia de los valores
de CE con cada programa de riego (Figura 11).
Tanto en el riegómetro como en el lisímetro la CE en el programa 1 varió desde valores
bajos con alta frecuencia hasta por encima del umbral (2,5 dS/m) (Maas y Hoffman,
1977; Ayers y Westcot, 1994) con frecuencias que duplicaron las obtenidas en el
programa 2. En este último se concentraron los valores entre 2,0 y 2,5 dS/m, óptimos
para el cultivo de tomate (Lara-Herrera, 1999; Casanova et al., 2007). Por ello, no hubo
que recurrir a variaciones en el manejo del riego para corregir desviaciones como se
hizo en el programa 1.
Los resultados en la CE en el riegómetro indicaron la necesidad de profundizar en
futuras investigaciones en las posibles causas de las variaciones observadas en el
programa 1 con respecto al programa 2. Estas podrían esclarecer si están asociadas
al funcionamiento del sistema de riego bajo el programa establecido, definir los factores
que intervienen y su influencia en el resto de las variables evaluadas.
_________________________________Resultados y discusión
51
Figura 11. Análisis de frecuencia de la conductividad eléctrica en riegómetro y lisímetro durante
un ciclo de cultivo de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego (P-1 y
P-2). CER: conductividad eléctrica en el riegómetro (CEsnr, conductividad eléctrica real de la
solución nutritiva), CEL: conductividad eléctrica en el lisímetro (CEslr, conductividad eléctrica
real de la solución lixiviada).
El análisis de los datos con estadística descriptiva mostró menores valores de
desviación típica y varianza en el programa 2 que evidenciaron mayor estabilidad en el
suministro de nutrientes a las plantas mediante el fertirriego (Tabla 6). Al respecto, se
ha comprobado que la disponibilidad de agua y nutrientes en el suelo son los dos
factores más importantes que favorecen el crecimiento y desarrollo del tomate en casas
de cultivo (Wang et al., 2018).
_________________________________Resultados y discusión
52
Tabla 6. Resultados del análisis mediante estadística descriptiva de los valores de
conductividad eléctrica en la solución nutritiva y en la solución lixiviada del suelo en el cultivo
protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego.
EstadísticosPrograma 1 Programa 2
CER CEL CER CEL
Media 1,78 2,25 1,34 2,21
Error típ. de la media 0,09 0,08 0,03 0,03
Mediana 2,04 2,34 1,38 2,16
Moda 1,21a 1,20a 1,21a 2,21
Desviación típica 0,63 0,59 0,22 0,24
Varianza 0,40 0,35 0,05 0,06
Rango 2,14 1,99 1,03 1,03
Mínimo 0,40 1,18 0,87 1,87
Máximo 2,54 3,17 1,90 2,90
CER: conductividad eléctrica en el riegómetro (CEsn, conductividad eléctrica de la solución
nutritiva), CEL: conductividad eléctrica en el lisímetro (CEslr, conductividad eléctrica real de la
solución lixiviada). a Se presenta la moda de menor valor
Fracción de lavado
Con el programa de riego 1 se observaron variaciones de la fracción de lavado en todo
el ciclo de cultivo con picos extremos (Figura 12). Estos resultados estuvieron en
correspondencia con las variaciones de CE y el manejo del riego que fue necesario
hacer para disminuir los valores por encima del umbral de CE del cultivo (2,5 dS/m).
Sin embargo, los riegos diarios con el tiempo de riego fraccionado en varios turnos en
el programa 2 permitieron una estabilidad en la fracción de lavado (Figura 12). Se ha
considerado que esta es una variable que depende de diferentes factores que
intervienen en el balance de agua del cultivo (entre los que se mencionan el manejo
_________________________________Resultados y discusión
53
del riego, la calidad del agua, el clima, el suelo, la evapotranspiración) y de la
sensibilidad del cultivo a la salinidad (Letey et al., 2011).
Figura 12. Evolución de la fracción de lavado en un ciclo de cultivo protegido de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego (P-1 y P-2).
En esta variable también se encontró en el programa 1 mayor número de evaluaciones
con valores por encima del fijado (20,0%) (Tabla 7) hasta un máximo de 50% (Figura
12).
En este ensayo tanto los tiempos prolongados de riego en la fase reproductiva (60-70
min con mayor volumen de agua en dos turnos de riego) con intervalos de tres días en
el programa 1 como la modificación de la FL en base al monitoreo de la CE (se
alcanzaron máximos por encima de 3,0 dS/m) pudieron haber conducido a FL
superiores al 20% fijado y a un lixiviado excesivo de los nutrientes suministrados para
el crecimiento de las plantas en la solución nutritiva. Según Ayers y Westcot (1994), es
_________________________________Resultados y discusión
54
necesario tomar decisiones en el manejo del riego para ajustarlo y aumentar o disminuir
la FL en aras de estar cerca de la tolerancia del cultivo a la salinidad. Sin embargo,
cuando el riego es superior a la evapotranspiración se producen pérdidas de agua y
nutrientes (FAO, 2006; Dorais et al., 2016). Para evitar valores de CE de la solución
lixiviada por encima de 1,5 CE del agua de riego (dS/m) y en el caso del fertirriego
de la solución nutritiva que se suministra a las plantas, de forma general se recomienda
trabajar con una FL del 15-20% (Sonneved y Urrestarazu, 2010; Mendoza, 2013, FAO,
2013). No obstante, para aproximar mejor los valores de FL a las condiciones locales
de producción, cubrir la demanda de agua y prevenir una acumulación excesiva de
sales en el suelo que afectan el crecimiento de las plantas, sería necesario estimar los
requerimientos de lavado (Ayers y Westcot, 1994; Corwin et al., 2004; FAO, 2006; Van
Hoorn y Alphan, 2006; FAO, 2013) lo cual no es una práctica muy habitual. El
requerimiento de lavado es la fracción de lavado mínima que se debe alcanzar para
que se laven las sales del suelo y mantener la salinidad por debajo de un umbral que
no afecte el rendimiento del cultivo (Van Hoorn y Alphan, 2006). Se estima según la CE
del agua de riego y la tolerancia del cultivo. En este caso en lugar del agua de riego
debe incluirse la CE de la solución nutritiva que se aplica en el fertirriego. Debe tenerse
en cuanta que el requerimiento de lavado no considera la distribución de sales en la
zona radical. Ésta variará con la frecuencia del riego, la dosis aplicada y la
calidad del agua. La distribución espacial y temporal de sales será también
función de la disminución del contenido hídrico entre riegos (Letey et al., 2011). De
esta forma, se podrían precisar mejor las variables para el manejo del riego en el ciclo
del cultivo, cubrir su demanda de agua y nutrientes en cada fase fenológica, mantener
la productividad y las características físico-químicas del suelo.
_________________________________Resultados y discusión
55
Tabla 7. Valores de fracción de lavado superiores al fijado (20%) obtenidos en el cultivo
protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego.
Fase del cultivo
Evaluaciones FLr >20%
Programa 1 Programa 2
No. Mín - Máx No. Mín - Máx
Trasplante a emisión 1rer racimo (I) 0 - 1 21 - 21
Emisión 1rer racimo floral al cuaje del 3ro (II) 2 21 - 21 3 21 - 21
Cuaje 3rer racimo a inicio cosecha (III) 8 23 - 42 3 21 - 23
Inicio de cosecha a cosecha completa (IV) 15 21 - 50 2 21 - 21
Total 25 9
El monitoreo de los valores de CE y de la FL posibilitaron el manejo del riego por goteo
en dos programas de riego diseñados para el cultivo protegido de tomate. Esta práctica
agrícola permite no solo prevenir la posible salinidad del suelo que ha sido uno de sus
propósitos más difundidos y empleados (Van Hoorn y Alphan, 2006; FAO, 2013), sino
también manejar el riego y la nutrición de las plantas a través del fertirriego. El
monitoreo del volumen, pH, CE y concentración de nutrientes en la solución lixiviada
permite determinar si se están aplicando los fertilizantes y el agua en exceso o con
deficiencia (Mollinedo y Tapia, 2008; Hernández et al., 2014) y por lo tanto corregir el
fertirriego. En este sentido, con el programa 2 se logró mantener un suministro de
solución nutritiva con CE baja pero constante en la zona radical de las plantas, mientras
que el programa 1 ocasionó fluctuaciones frecuentes tanto de la CE como de la FL.
El objetivo del uso de lisímetros es determinar cuantitativamente el volumen de solución
lixiviada y usar esos datos como retroalimentación en el manejo del riego (Voogt et al.
2011). En este estudio aunque no se empleó un lisímetro clásico (Richie 1968, Stanhill
1986), la forma en que se construyó permitió monitorear tanto la FL como la CE. La
_________________________________Resultados y discusión
56
medición de la CE es sencilla y rápida con un equipo portátil. Puede ser realizada por
los propios operarios del fertirriego que tienen una herramienta de trabajo como vía de
control adicional del funcionamiento del sistema automatizado. Se reconoce que el
estrés osmótico necesita tiempo para que se observen las afectaciones en las plantas
(Qiu et al., 2017). Por ello, con los resultados se pueden definir acciones a tiempo para
corregir las desviaciones de los valores previstos, evitar daños a las plantas y
finalmente, su repercusión negativa en el rendimiento del cultivo. Combinada con otras
prácticas para determinar la humedad del suelo como por ejemplo el uso de sensores
o tensiómetros (Voogt, 2011; Hernández et al., 2014; Lv et al., 2018) y el registro de
las variables climáticas dentro de las casas de cultivo para estimar la
evapotranspiración de referencia, permitiría optimizar más el manejo del riego.
4.2 Efecto del programa riego sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento
agrícola de plantas de tomate cv. Aegean
S. lycopersicum cv. Aegean en cultivo protegido en condiciones de producción se
desarrolló en un ciclo productivo de 234 ddt durante el cual se observaron los
caracteres morfológicos descritos para el cultivar (Figura 13) y fue posible realizar 44
cosechas (cada tres días). Los resultados demostraron que la aplicación de los
programas de riego influyó sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Figura 13. Plantas, flores y frutos de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido.
El diámetro del tallo siguió una tendencia lineal en su crecimiento (R2=0,94) con los dos
programas de riego, sin diferencias significativas entre ellos para los tiempos de
evaluación (ddt) (Figura 14).
_________________________________Resultados y discusión
57
Figura 14. Diámetro del tallo de plantas de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo
protegido, con dos programas de riego.
En el programa 2, con el tiempo de riego calculado a partir de la estimación de la Etc,
fraccionado en turnos de 10 minutos y frecuencia diaria se obtuvieron valores
significativamente superiores para el número de frutos cuajados por racimo y la masa
fresca de los frutos por planta (kg). Sin embargo, el número de flores por racimo fue
similar en ambos tratamientos (Tabla 8).
Tabla 8. Efecto de dos programas de riego sobre la fase reproductiva de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido.
Tratamiento No. flores/racimoNo. frutos
cuajados/ racimo
Masa fresca frutos/
planta (kg)
Programa 1 5,00 a 3,87 b 1,47 b
Programa 2 5,56 a 5,18 a 2,18 a
Letras diferentes en valores medios de una misma columna para cada variable indican
diferencias significativas entre los rangos medios según la prueba de U de Mann Whitney para
p<0,05.
y = 0.5585x + 1.5219R² = 0.9444
y = 0.634x + 1.6656R² = 0.9474
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
0 8 15 18 28 35 42 165 171
Diá
met
rota
llo(m
m)
ddt
P-1 P-2 Lineal (P-1) Lineal (P-2)
_________________________________Resultados y discusión
58
Diferentes autores han informado a partir de los resultados de sus investigaciones que
la CE es uno de los factores que determina el crecimiento, desarrollo y rendimiento de
los cultivos (Bulgarín et al., 1998; FAO, 2013, Dorais et al., 2016). Los resultados del
acápite anterior mostraron oscilaciones de la CE y la FL en el programa 1 que se
hicieron marcadas durante la fase reproductiva del cultivo. La frecuencia de riegos cada
tres días pudo haber ocasionado incrementos progresivos de la CE en el suelo hacia
el final del intervalo de tiempo y previo al siguiente riego (cuando fue medida) asociados
a las pérdidas de agua por evaporación (FAO, 2006; Letey et al., 2011). Se ha
comprobado que cuando se eleva la CE se producen abortos florales en el cultivo del
tomate (Dorais et al., 2016) lo cual fue observado durante el desarrollo del ensayo y
pudo ser la causa de que a pesar de que el número de flores por racimo fuera similar,
el número de frutos que se desarrollaron fue significativamente menor y por ende la
masa fresca de frutos por planta. S. lycopersicum se considera moderadamente
tolerante a la salinidad (Maas y Hoffman, 1977) pero la respuesta ante variaciones de
la CE por encima del umbral dependen del cultivar (Ayers y Westcot, 1994; Dorais et
al., 2001; Marchese et al., 2008). Además, cambios bruscos de la CE en la zona radical
pueden tener un efecto negativo en las raíces y en consecuencia sobre el crecimiento
de las plantas y la calidad de los frutos (Dorais et al., 2001).
En el programa 2 se obtuvo un número de frutos por racimo en correspondencia con lo
referido por diferentes autores para el cultivo de tomate (entre 5 y 6) (Bugarín-Montoya
et al., 2002).
De igual forma, el rendimiento agrícola y sus componentes variaron de acuerdo con el
programa de riego empleado (Tabla 9). El programa 2 superó en aproximadamente 1,8
toneladas al programa 1 en el ciclo del cultivo y en 28,2 t/ha. Se destacó el incremento
de aproximadamente 1,0 kg de frutos con categoría selecta por planta.
Al respecto, se debe señalar que además de las oscilaciones de la CE en el suelo con
una tendencia a incrementarse con la fase fenológica del cultivo, los riegos prolongados
_________________________________Resultados y discusión
59
con tiempos que alcanzaron 70 minutos al final del ciclo y los incrementos de la FL por
encima del valor fijado (20%) (por el tiempo de riego y los ajustes de CE) pudieron ser
factores que conllevaron a que el rendimiento en el programa 1 fuera menor. Por una
parte, a medida que el suelo se deseca, el agua remanente no está igualmente
disponible para la planta (Antúnez y Felmer, 2017) y por otra, estas prácticas agrícolas
posiblemente condujeron a sobreriegos con la pérdida de nutrientes en la solución
lixiviada y en consecuencia que existiera una menor disponibilidad para las plantas. El
sobreriego provoca también saturación de agua en la zona radical del cultivo, reduce
la fotosíntesis y provoca desbalances nutricionales (Yescas-Coronado et al., 2011). En
adición, el incremento de la CE en la solución de suelo puede reducir la tasa de
crecimiento de los frutos y su tamaño final por un efecto osmótico (Dorais et al., 2001;
FAO, 2013).
Diferentes investigaciones coinciden en que a pesar de que los resultados del
rendimiento del tomate en presencia de déficit hídrico pueden variar con los factores
biológicos y ambientales que inciden en el ciclo del cultivo, un déficit hídrico moderado
durante la fase reproductiva, que no comprometa el estado hídrico de las plantas,
conduce a incrementos en el rendimiento (Dorais et al., 2001; Johnstone et al., 2005;
Zhen et al., 2013, Dorais et al., 2016). Esta pudiera ser una de las razones por las
cuales el rendimiento agrícola, y especialmente el rendimiento comercial, fue mayor
con el programa de riego 2 (tiempo de riego 30 min inferior al programa 1, de 3,0-4,5
m3 de agua menos por día de riego y se fraccionó en turnos de 10 minutos). En este
sentido, se ha demostrado que el incremento del número de aplicaciones de riego por
día mejora la respuesta del cultivo al déficit hídrico y tiene un impacto positivo en el uso
del agua por la planta y en la calidad de los frutos, especialmente cuando se emplea
un sistema de riego por goteo bien diseñado, manejado y automatizado (Sezen et al.,
2010; Zhen et al., 2013). Se ha valorado que un déficit de riego aplicado al cultivo de
tomate durante el desarrollo del fruto y la maduración es útil no solo para disminuir los
_________________________________Resultados y discusión
60
costos de producción y preservar el recurso agua, sino también para mejorar la firmeza
de los frutos y aumentar el contenido de sólidos totales solubles (Patané y Cosentino,
2010; Chen et al., 2013). Durante la floración y cuaje de los frutos se recomienda hacer
riegos frecuentes localizados (Antúnez y Felmer, 2017).
Tabla 9. Rendimiento y sus componentes, en el cultivo protegido de Solanum lycopersicum L.
cv. Aegean con dos programas de riego (P-1 y P-2).
VariablesPrograma de riego
P-1 P-2
Rendimiento (kg) por ciclo cultivo* 10 060,50 11 810,00
kg/planta 4,87 5,72
kg/m2 16,25 19,07
kg/planta categoría selecta 3,78 4,70
Rendimiento agrícola (t/ha) 162,5 190,7
*234 días después del transplante, 44 cosechas, marco de plantación de 0,50 x 0,20 x 0,50 m
El rendimiento acumulado siguió una tendencia lineal (R2=0,98) durante el ciclo del
cultivo bajo ambos programas de riego (Figura 15). Después de 234 ddt y 44 cosechas
esta variable no mostraba decrecimiento lo cual indica las potencialidades del híbrido
Aegean para la época de invierno en las condiciones de las casas de cultivo de la UEB
de Cultivos Protegidos y Semiprotegidos del Yabú. Este ciclo productivo se puede
considerar largo si se tiene en cuenta que en general se refiere que en tomate se
encuentra entre 100 y 130 días (Antúnez y Felmer, 2017).
_________________________________Resultados y discusión
61
Figura 15. Rendimiento acumulado de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo
protegido con dos programas de riego (P-1 y P-2).n=44
Con respecto al rendimiento comercial (Figura 16), se observó que en el programa de
riego 2, la categoría selecta representó el 82,1% de la producción y fue superior en
aproximadamente 1,9 t al programa 1. Este resultado es importante si se tiene en
cuenta que la demanda del mercado y el precio de venta favorecen a la categoría
superior.
y = 279.53x - 1182.3R² = 0.9839
y = 231.04x - 784.55R² = 0.9838
-2000.00
0.00
2000.00
4000.00
6000.00
8000.00
10000.00
12000.00
14000.00
0 10 20 30 40 50
Ren
dim
ient
o(k
g)
No. cosecha
Rendimiento acumulado
P-2 P-1 Lineal (P-2) Lineal (P-1)
_________________________________Resultados y discusión
62
Figura 16. Rendimiento comercial por categorías (calibres), de Solanum lycopersicum L. cv.
Aegean en cultivo protegido, con dos programas de riego (P-1 y P-2).
El rendimiento por cosecha mostró fluctuaciones ascendentes y descendentes
regulares con ambos programas de riego (Figura 17), posiblemente influenciado por la
práctica agrícola de realizar las cosechas cada tres días. Este es un aspecto que
merece continuar estudiándose para verificar su incidencia en el rendimiento comercial.
A pesar de lo anterior, los componentes del rendimiento por día de cosecha, excepto
para la categoría primera, con el programa 2 fueron significativamente superiores
(Tabla 10). Este resultado coincide con los informados por Raza et al. (2017) quienes
comprobaron que el manejo del riego con tiempos específicos y estrategias adecuadas
de fertilización puede conducir a incrementos en el rendimiento del cultivo.
_________________________________Resultados y discusión
63
Figura 17. Rendimiento por día de cosecha de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en módulo
de tres casas de cultivo (modelo A-12) con dos programas de riego (P-1 y P-2).n=44.
Tabla 10. Componentes del rendimiento por día de cosecha de Solanum lycopersicum L. cv.
Aegean en módulo de tres casas de cultivo (modelo A-12) con dos programas de riego (P-1 y
P-2). (n=44)
Variable P-1 P-2
Rendimiento comercial (kg)
Selecta 177,38 b 220,39 a
Primera 46,33 a 37,84 a
Segunda 4,94 b 15,68 a
kg/planta* 0,11 b 0,13 a
kg/m2** 0,37 b 0,43 a
kg/planta/m2 68,66 b 80,60 a
kg/planta cat.selecta 0,09 b 0,11 a
* total de plantas por módulo: 2064, ** área productiva por módulo: 619,2 m2. Letras diferentes
en valores medios de una fila para cada variable indican diferencias significativas entre los
rangos medios según prueba U de Mann Witney para p<0,05.
0.00100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
0 10 20 30 40 50
Ren
dim
ient
o(k
g)
No. cosecha
P-2 P-1
_________________________________Resultados y discusión
64
Los resultados de este acápite guardaron relación con los obtenidos a partir del
monitoreo de la CE y la FL mediante el uso del lisímetro y el riegómetro. Se comprobó
que los programas de riego tienen influencia en la evolución de estas variables durante
el ciclo del cultivo. A su vez, el análisis de los resultados del monitoreo permite manejar
el riego y realizar ajustes si son necesarios pero sobre todo detectar problemas en el
funcionamiento del sistema de fertirriego. Con tiempos de riego menores y fraccionados
en varios turnos durante el día se puede cubrir la demanda de agua de las plantas con
una estabilidad en la nutrición que conduce a incrementos en el rendimiento comercial,
especialmente en la categoría selecta. Las ventajas del riego por goteo y de la
fertirrigación en el cultivo del tomate cv. Aegean con un adecuado programa de manejo
del riego permiten alcanzar rendimientos cercanos a 200 t/ha en época de invierno en
las condiciones de la UEB de Cultivos protegidos y semiprotegidos del Yabú.
4.3 Valoración técnico económica del impacto de dos programas de riego en el
cultivo protegido de tomate cv. Aegean
Desde que se introdujo en Cuba la tecnología de cultivos protegidos, se viene
trabajando en el perfeccionamiento de la disciplina tecnológica, con el fin de aumentar
los rendimientos productivos. Sin embargo, aún los resultados están por debajo de las
potencialidades (León y Cun, 2001; Hernández et al., 2014).
Los resultados de este trabajo evidenciaron que lograr mayor precisión en el manejo
del riego es fundamental cuando se aplica la fertirrigación, que esto puede conducir a
incrementos en los rendimientos y tener un impacto económico (Tabla 11).
Con la aplicación de ambos programas se obtuvieron ingresos entre 60 000 y 70 000
CUC y ganancias hasta 51 000 CUC. Cabe destacar que los obtenidos solo con la
producción de la categoría selecta en el programa 2 (63 030,35 CUC) superaron a los
ingresos totales del programa 1 (62 175,10 CUC).
_________________________________Resultados y discusión
65
Tabla 11. Análisis económico de la producción de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en
cultivo protegido con dos programas de riego.
Ingresos (CUC)
Categoría Programa 1 Programa 2
Selecta 50 729, 25 63 030, 35
Primera 10 597, 60 8460, 40
Segunda 848, 25 1895, 40
Total 62 175,10 73 386,30
Gastos 21 653,13 21 653,13
Ganancias 40 521,97 51 733,17
Por el valor de la producción total se obtuvieron 11 211, 20 CUC más de ganancia por
la aplicación del programa de riego 2, con el mismo cultivar híbrido, similares
condiciones en los módulos y en la misma época de cultivo. El ajuste del tiempo y
frecuencia de riego a las demandas de agua del cultivo teniendo en cuenta la
evapotranspiración, el fraccionamiento del tiempo de riego en varias aplicaciones en
el día según la fase fenológica del cultivo y el monitoreo de la evolución de la CE y la
FL proporcionaron condiciones estables de suministro constante de agua y nutrientes
a las plantas y mejor calidad de frutos. Todo ello redundó en mayores rendimientos
por área cultivada con un mejor uso de agua y nutrientes.
El resultado productivo condujo a mayores ingresos en el balance económico de la
UEB y contribuyó al cumplimiento de su objeto social de sustituir importaciones con
producciones nacionales. Además, tuvo impacto social con una repercusión positiva
_________________________________Resultados y discusión
66
en los ingresos de los trabajadores por concepto de salario, considerando lo que
representa un aumento relativo de un 15% por este concepto, respecto a los anteriores
ingresos.
El manejo del riego afecta directamente la respuesta de los cultivos y puede conducir
a mejorías cualitativas y cuantitativas en la producción de hortalizas (Dukes et al.,
2010; Caparros et al., 2017) como se demostró en este trabajo con S. lycopersicum
cv. Aegean. La aplicación de estas estrategias contribuyen a incrementar la eficiencia
del uso del agua, a reducir el impacto ambiental y a promover el uso sostenible de los
recursos (Montesano et al., 2015).
En este sentido, la fertirrigación es una técnica agrícola que proporciona una
oportunidad para incrementar el rendimiento y minimizar la contaminación ambiental
por la disminución del volumen de fertilizantes a emplear, la eficiencia de su uso y el
incremento del retorno neto de las inversiones en fertilizantes (Yadav et al., 2017). Las
principales ventajas de esta técnica son el incremento de la flexibilidad de subdividir
las dosis de fertilizantes de acuerdo con el ritmo de asimilación de las plantas, una
mejor distribución de los fertilizantes en la zona radical de las plantas, la posibilidad de
mantener un nivel bajo pero constante en la solución de suelo y la automatización del
suministro de fertilizantes (Incrocci et al., 2017). No obstante, el programa de
fertirrigación requiere que los cálculos de las variables que están implicadas sean
precisos y luego disciplina en la aplicación para regar de forma adecuada. De lo
contrario se pueden perder nutrientes, agua y rendimiento.
Conocer cuando se está regando bien o en exceso o cuando es necesario aplicar un
déficit hídrico depende no solo de contar con equipos que midan y registren las
variables, sino de la experiencia del regador, de aplicar con disciplina los conceptos
principales del riego y el drenaje entre los que son muy importantes el tiempo de riego
y la fracción de lavado.
Se ha considerado que una vez aplicado cierto criterio de riego es conveniente apoyar
la programación con algún método o instrumental para decidir la aplicación, duración
_________________________________Resultados y discusión
67
y frecuencia de riego (Antúnez y Fermer, 2017). Al respecto, en el estudio realizado,
contar con un lisímetro y un riegómetro, más el conocimiento y la experiencia de cómo
manejar la información que suministran durante el riego tuvo un impacto en los
resultados esperados. Si se tiene en cuenta que son instrumentos sencillos, de bajo
costo y relativamente fáciles de construir e interpretar los resultados por un trabajador
sin un alto nivel escolar, se puede valorar la importancia de su implementación.
El conocimiento de la relación entre la evolución de la CE en la solución lixiviada y la
FL a través de su monitoreo por el trabajador de la casa de cultivo o el regador posibilita
que puedan proponer acciones o alertar a los técnicos de cómo replantear la aplicación
del próximo riego, con mucho tiempo de antelación a que se detecten las
consecuencias negativas en las plantas y pueda afectarse el rendimiento. Lo anterior
está en correspondencia con lo informado por Sonneveld y Voogt (2009) quienes
refirieron que el monitoreo sistemático de la CE de la solución del suelo es de gran
importancia para obtener rendimientos elevados y una calidad óptima.
Los resultados del trabajo demostraron que en el manejo del riego se debe tener en
cuenta no solo la evolución de la fracción de lavado sino analizarla de conjunto con el
resultado del monitoreo de la CE porque están estrechamente relacionadas. Esta
información es muy valiosa y suple en alguna medida las carencias de análisis
sistemáticos del contenido de nutrientes del suelo en un momento específico del ciclo
del cultivo que requieren de técnicas y procedimientos más complejos, tiempo,
personal y equipos especializados.
El monitoreo de la evolución de la CE en cultivo protegido con riego por goteo es una
vía para optimizar el uso del agua y mejorar la eficiencia en el empleo de los
fertilizantes ya que se aplican mediante fertirriego. Atendiendo a lo anterior se pueden
ajustar los programas generales de riego a las condiciones de producción propias de
cada lugar que tienen tipos de suelos, calidades de agua, variables medioambientales,
cultivares y personal diferentes.
_________________________________Resultados y discusión
68
En correspondencia con lo anterior, el desarrollo de investigaciones que validen la
aplicación de métodos para realizar el monitoreo y profundicen en la interpretación de
sus resultados redundará en programas de riego mejor ajustados a las necesidades
del cultivo. Además, contribuirán a que los productores puedan diseñar estrategias
oportunas para corregir cualquier anomalía a tiempo.
Desde el punto de vista general el haber realizado el experimento en condiciones de
producción da referencias de la magnitud del efecto de aplicar alternativas en los
programas de riego para incrementar los rendimientos en el cultivo de tomate.
Los resultados de este trabajo constituyen un punto de partida para próximas
investigaciones donde se debe considerar el manejo del riego con respecto a la
sanidad vegetal del cultivo, las estrategias de manejo agronómico y de cosecha los
cuales no se pueden ver de forma aislada y cuyo resultado complementa la salida final
que es el aumento de los rendimientos. Adicionalmente, con los conocimientos
adquiridos se dispone de una herramienta de trabajo para encaminar mejoras en los
programas de capacitación del personal técnico y los obreros para impulsar el
cumplimiento de más y mayores compromisos productivos.
Atendiendo a los resultados del trabajo se propone como alternativa para el manejo
del riego para el cultivo protegido de tomate cv. Aegean el programa 2 que incluye:
- Estimar la demanda de agua neta y real a partir de la evapotranspiración. Para
ello utilizar los valores de Eto y Kc disponibles en la literatura científica para
estimar Etc y reducirla al 50%.
- Fijar una FL del 20%.
- Estimar los valores máximos de CE de la solución lixiviada según el umbral de
CE del cultivo (2,5 dS/m) y la CE de la solución nutritiva en cada fase fenológica.
- Fraccionar el tiempo de riego calculado en turnos de 10 minutos.
- Monitorear la evolución de la CE de la solución lixiviada y corregir desviaciones
con el riego.
_________________________________Resultados y discusión
69
- Monitorear la evolución de la FL en el lisímetro y corregir desviaciones con el
riego.
- Manejar el riego en la fase reproductiva (desde la floración hasta la cosecha)
con un déficit hídrico moderado.
Por otra parte, para continuar perfeccionando este programa de riego se debe:
- Estimar los requerimientos de lavado desde el principio del ciclo para ajustar la
FL por fase fenológica.
- Registrar las variables climáticas dentro de la casa de cultivo para estimar con
mayor precisión la Eto.
- Calcular los coeficientes de cultivo para cada cultivar y época de siembra según
las condiciones locales de cultivo y las características específicas de cada uno.
- Estimar la Etc con los valores anteriores y la demanda de agua neta y real.
- Combinar el monitoreo de la CE y la FL con el monitoreo de la humedad del
suelo a través de tensiómetros o sensores para definir los momentos de
aplicación del riego en las fases fenológicas.
- Diseñar modelos del cultivo con las variables registradas que permitan predecir
y ajustar los programas de riego en base a las mediciones en tiempo real.
- Integrar estos resultados en el sistema automatizado.
_______________________________Conclusiones
70
5. CONCLUSIONES
1. El diseño de un programa de riego por goteo para cultivo protegido de Solanum
lycopersicum L. cv. Aegean basado en estimar la demanda hídrica por
evapotranspiración, frecuencia diaria y tiempo de riego fraccionado con turnos
de 10 minutos (programa 2), permite una estabilidad en los valores de
conductividad eléctrica de la solución nutritiva, de la solución lixiviada y de la
fracción de lavado fijada, a lo largo del ciclo de cultivo.
2. El manejo del riego en el cultivo protegido de S. lycopersicum L. cv. Aegean
influye en su crecimiento, desarrollo y rendimiento agrícola. Con el programa de
riego 2 (estimación de la evapotranspiración, fraccionamiento del tiempo de
riego en turnos de 10 minutos según la fase fenológica, monitoreo de la
conductividad eléctrica y de la fracción de lavado para realizar ajustes a
desviaciones) se incrementa el rendimiento agrícola y la calidad de los frutos
con predominio de la categoría selecta.
3. En el cultivo protegido de S. lycopersicum cv. Aegean el manejo del riego con
el programa 2 tiene impacto económico y social por incremento de los ingresos
y ganancias económicas a partir del incremento del rendimiento comercial en la
categoría selecta.
4. El ajuste del riego y la fertirrigación en el cultivo protegido de tomate en base a
los resultados del monitoreo de la conductividad eléctrica y la fracción de lavado
con el uso de lisímetros y riegómetros de construcción local es una herramienta
de trabajo de fácil implementación que contribuye al incremento de los
rendimientos y las ganancias económicas.
5. A partir de los resultados obtenidos se propone el programa 2 como alternativa
de manejo del riego en cultivo protegido de tomate S. lycopersicum cv. Aegean.
___________________________Recomendaciones
71
6. RECOMENDACIONES
1. Aplicar el programa de riego 2 como alternativa al programa tradicional en el
cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean.
2. Perfeccionar la estimación de la evapotranspiración dentro de las casas de
cultivo con la medición in situ de las variables que permitan calcular la
evapotranspiración de referencia (Eto) para esas condiciones específicas y el
coeficiente de cultivo (kc) para el cultivar híbrido en estudio.
3. Estudiar alternativas de manejo agronómico para la cosecha del cv. Aegean que
garanticen una estabilidad en el rendimiento por día.
4. Evaluar en otros cultivares de tomate la alternativa de programa de riego
diseñada con la estimación de la demanda hídrica por evapotranspiración y el
tiempo de riego fraccionado en turnos de 10 min según la fase fenológica.
_______________________________Referencias
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