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CERTIFICA

Que la tesis doctoral realizada por Don Luis Felipe Ramírez Santoyo, cuyo título es “Efecto de la concentración de potasio en la solución nutritiva y su relación con la calidad de jitomate en cultivo sin suelo, bajo invernadero.” ha sido publicada en edición electrónica por la empresa ProQuest en la base de datos:

ProQuest Dissertations & Thesis: http://www.proquest.co.uk/products_pq/descriptions/pqdt.shtml

A este trabajo le ha sido asignado el número ISBN 978-0-549-99636-1 y aparece publicado en dicha base de datos con el número 3343854.

Y para que conste y surta los efectos oportunos allí donde proceda, expido el presente certificado en Madrid, a 16 de Marzo de 2009.

Fdo. I. Robledillo Izquierdo ProQuest Information and Learning España

DDOCTORADO EN TTECNOLOGÍA DE IINVERNADEROS

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA

Departamento de Mecanización y Tecnología Agraria

LUIS FELIPE RAMIREZ SANTOYO

Programa de Doctorado Conjunto Doctorado en Tecnología de

Invernaderos

DDOCTORADO EN TTECNOLOGÍA DE IINVERNADEROS

Programa de Doctorado Conjunto

Doctorado en Tecnología de Invernaderos

Departamento de Mecanización y Tecnología Agraria

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE POTASIO EN LA SOLUCIÓN NUTRITIVA Y SU RELACIÓN CON LA CALIDAD DE JITOMATE EN CULTIVO SIN SUELO, BAJO INVERNADERO.

Memoria presentada por:

Luis Felipe Ramírez Santoyo:

Para optar por el Título de Doctor Ingeniero Agrónomo

Por la Universidad Politécnica de Valencia En el Programa de Tecnología de Invernaderos

Directores: Dr. Prometeo Sánchez García

Colegio de Postgraduados, México

Dr. Julio Muro Erreguerena Universidad Pública de Navarra

Valencia, Marzo

2007

Agradecimientos A La Universidad Politécnica de Valencia. Por la oportunidad y apoyo recibido para esta etapa de la formación. A La Universidad de Guanajuato Por las facilidades otorgadas para la realización de esta meta. Al Doctor Prometeo Sánchez García. Por el apoyo de su dirección y sus valiosos comentarios. Al Doctor Julio Muro Erreguerena. Por las valiosas contribuciones, comentarios y consejos en la dirección del presente trabajo. Al Dr. Carlos Gracia López. Por su gran contribución al desarrollo del presente trabajo. Al Dr. Manuel Enrique Romero Valdéz. y Al Dr. Fidel Rene Díaz Serrano. Por el apoyo durante la realización de los experimentos. Al Dr. Pedro Florián García. Por su contribución al presente trabajo, durante la etapa de suficiencia académica. A todas aquellas personas que contribuyeron directa e indirectamente para el logro de esta meta.

DEDICATORIA A Dios: Por la vida y la salud. A mis Padres: Maria Cruz Santoyo Zavala y Joaquín Ramírez Álvarez. Por enseñarme a trabajar y salir adelante Aún en contra de las circunstancias. A mi Esposa Rocío Pérez Páez y A mi hijo Mateo Ramírez Pérez Por ser la razón y la alegría de mi vida. A mis Hermanos: Joaquín, Maria Dolores, Rita y Agustín Por acompañarme, comprenderme y apoyarme siempre. A mis Maestros: Por la paciencia y conocimientos impartidos. A mis Amigos: Que están conmigo, siempre que los necesito a pesar del tiempo y la distancia.

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Proverbio Chino

I

INDICE Índice de Tablas............................................................................................. Índice de Figuras........................................................................................... Índice de Anexos........................................................................................... Resumen......................................................................................................... Resum............................................................................................................. Summary.........................................................................................................

Capitulo 1. Antecedentes

1. Introducción………………………………………………………………… 1.1. El jitomate: aspectos generales……......….………………………….. 1.2. Propiedades del fruto de jitomate……......….…………………………

1.2.1. Licopeno y carotenoides en jitomate……......….………………... 1.3. El cultivo de jitomate en el mundo y en México……......….………… 1.4. El cultivo en invernadero en México…………………………………... 1.5. El cultivo fuera de suelo…………………………………………………

1.5.1. Antecedentes prehispánicos del cultivo sin suelo………………. 1.5.2. La solución nutritiva en los sistemas de cultivo sin suelo……... 1.5.3. Criterios de formulación de las soluciones…………………………

1.5.3.1 Metodología de formulación universal de Steiner………….. 1.5.4. Criterios de adecuación de las soluciones nutritivas al desarrollo

del cultivo……………………………………………………………... 1.5.5. Influencia del pH en las soluciones………………………………. 1.5.6. NH4 vs NO3 en las soluciones nutritivas………………………... 1.5.7. Compatibilidad de fertilizantes……………………………………. 1.5.8. Capacidad tampón………………………………………………….

1.5.8.1. Carbonatos y bicarbonatos…………………………………... 1.6. Importancia socioeconómica de los resultados de la presente

Tesis………………………………………………………………………

Capitulo 2. Objetivos Objetivo principal de la Tesis….............….………………………………… Objetivos específicos……...………………………………………………….

Capítulo 3. Materiales y Métodos 3.1. Plan general de los ensayos…….…………....................................

I. Ensayo en el ciclo otoño invierno 2002-2003…….......................… II. Ensayo en el ciclo otoño invierno 2004-2005….............................

3.2 Ensayo en el ciclo otoño invierno 2002-2003……......................... 3.2.1. Aspectos generales…………………...………...……………….... 3.2.2. Sistema hidropónico y soluciones nutritivas……………............. 3.2.3. Manejo del cultivo…….…………………………………………..... 3.2.4. Determinaciones de producción y analíticas…………..……..….

3.3. Ensayo en el ciclo otoño invierno 2004-2005………..…………… 3.3.1. Diseño del ensayo………………………………………………..… 3.3.2. Preparación del sistema hidropónico y soluciones nutritivas..… 3.3.3. Manejo del cultivo…………………….……...…………………..… 3.3.4. Determinaciones de producción y analíticas…..………………... 3.3.5. Parámetros analíticos relacionados con la calidad…………..… 3.3.6. Evaluación sensorial….……………………………………………. 3.3.7. Estudio de evaluación económica de producción de jitomate....

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II

Capítulo 4 Resultados y Discusión 4.1. Experimento I: ciclo otoño invierno 2002 – 2003…..………….....

4.1.1. Producción total y componentes de cosecha………………...…. 4.1.2. Clasificación por calibre….……………..……….......................... 4.1.3. Producción en recolecciones sucesivas a lo largo del ciclo…... 4.1.4. Composición química de la biomasa……………………….…….

4.2. Experimento II Ciclo otoño-invierno 2004 – 2005......................... 4.2.1. Producción total y componentes de cosecha……...................... 4.2.2. Producción por racimos……………………......…....................... 4.2.3. Composición química de la biomasa..............…........................ 4.2.4. Composición y calidad de fruto…………………………………... 4.2.5. Evaluación sensorial.................................................................. 4.2.6. Análisis de componentes principales……………………………. 4.2.7. Análisis económico de los dos experimentos..………………….

Capítulo 5 Conclusiones…………………………………………………………

Capítulo 6 Bibliografía y Anexos

Bibliografía................................................................................................ Anexos…………………………………………………..……………………..

48 48 49 50 52 58 58 58 61 64 66 68 70 73 74 83

III

Índice de Tablas

Tabla 1. Composición química promedio del jitomate……………...…………....... Tabla 2. Clasificación de carotenoides Gross (1987)……………………….……….. Tabla 3. Contenido de Carotenoides (mg kg-1 pf) de fruto de jitomate fresco

respecto a niveles de K en la solución nutritiva (Trudel y Ozbun, 1970)…………………………………………………………………………..

Tabla 4. Contenidos de los principales carotenoides según estadio de madurez (Gross, 1987)………………………………………….…….…….

Tabla 5. Superficie de invernaderos por estado, en México, en 2004……..……. Tabla 6. Importancia relativa de las hortalizas en invernadero en México……... Tabla 7. Tipos de cubiertas en cultivos intensivos utilizadas en México……....... Tabla 8. Valores límites porcentuales de cada ion en soluciones nutritivas……. Tabla 9. Compatibilidad de mezclas de fertilizantes (Krauss et al., 2006)……… Tabla 10. Valores mínimos, óptimos y máximos de los elementos minerales

contenidos en las soluciones nutritivas hidropónicas señaladas por Winsor (1979)……………………………………………………………….

Tabla 11. Valores mínimos, óptimos y máximos de los elementos minerales contenidos en las soluciones nutritivas hidropónicas señaladas por Sholto (1976)…………………………………………………………….….

Tabla 12. Caracterización del tezontle empleado (en %)...……………………….. Tabla 13. Descripción de los tratamientos empleados en el experimento 2002-

2003……………………..………………………………….……................ Tabla 14. Solución original de Steiner, de referencia, y soluciones modificadas

empleadas en el experimento del período 2002-2003…………………. Tabla 15. Formulación de soluciones nutritivas (g1000 L-1)…………………...…. Tabla 16. Características del agua de riego………………………………………... Tabla 17. Datos agro meteorológicos para el periodo del experimento 2002-

2003…………………………………………………………………………. Tabla 18. Clasificación de calibres comerciales utilizada para jitomates

esféricos o cuasi esféricos………………………………………………... Tabla 19. Solución original de Steiner (referencia) y soluciones modificadas

empleadas en el experimento 2004-2005……………………………….. Tabla 20. Formulación de soluciones nutritivas (g1000 L-1) en el experimento

2004-2005………………………………………………………..……….... Tabla 21. Datos agro meteorológicos para el periodo del experimento 2004-

2005……………………………………………………………………….… Tabla 22. Cuestionario de evaluación sensorial…………………………………… Tabla 23. Producción total y componentes de cosecha....................................... Tabla 24. Distribución porcentual de calibres en la producción………………….. Tabla 25 Producción total y componentes de cosecha: ciclo otoño invierno de

2004-2005..……………………………………………………………….... Tabla 26. Componentes de cosecha por racimos muestreados y total…………. Tabla 27. Características de calidad de fruto (2004-2005)……………………….. Tabla 28. Puntuación de características de la evaluación sensorial .…………… Tabla 29. Costos y beneficios del cultivo de jitomate para una superficie de de

240 m2, con los datos de la producción del ensayo 2002-2003 (en pesos mexicanos) ………………...……………………………...………..

Tabla 30. Costos y beneficios del cultivo de jitomate para una superficie de de 240 m2, con los datos de la producción del ensayo 2004-2005 (en pesos mexicanos)………..…………………………………...………...….

Tabla 31. Propuesta de cronograma de manejo para el sistema de producción.

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IV

Índice de Figuras Figura 1. Ruta metabólica propuesta para la síntesis de carotenoides…….... Figura 2. Diagrama conceptual de distintas modalidades de cultivos fuera

del suelo……………..…………………………………………...……… Figura 3. Regiones factibles donde deben encontrarse las proporciones de

los iones para una solución equilibrada, definidas por Steiner……. Figura 4. Curva de crecimiento típica (Fuente: Inden y Kubota, 1995)………. Figura 5. Disponibilidad de nutrientes a distintos valores de pH……………… Figura 6. Relación del pH y la proporción de cationes para mantener las

formas iónicas del fosfato en equilibrio para regular el pH mediante el sistema de fosfatos (Steiner, 1973, 1984)……………..

Figura 7. Esquema de la distribución del experimento en el invernadero en el ensayo 2002-2003……………………………………………………

Figura 8. Esquema de la distribución del experimento en el invernadero en el ensayo 2004-2005..…………………………………………………..

Figura 9. Diagrama general del plan de trabajo………………………………… Figura 10. Localización del sitio del experimento dentro del estado de

Guanajuato…………………………………………………………….… Figura 11. Panorámicas, exterior e interior del invernadero utilizado………… Figura 12. Distribución de la proporción iónica (meq L-1) en las soluciones.… Figura 13. Proporciones de los iones en las soluciones empleadas en el

ciclo 2002-2003 ………………………………………………………… Figura 14 Dispositivos para el monitoreo del agua empleada en el riego……. Figura 15. Curva de coeficiente de ajuste por desarrollo del cultivo de

jitomate en condiciones de invernadero…………………………….. Figura 16. Esquema de la distribución del experimento en el invernadero en

el ensayo 2004-2005..…………………………..…….……………….. Figura 17. Distribución de la proporción iónica (meq L-1) en la solución……... Figura 18. Proporciones de los iones en las soluciones empleadas en el

experimento 2004-2005………………………………………………. Figura 19. Preparación de las muestras de jitomate y Refractómetro

utilizado…………………………………………………………………. Figura 20. Espectrofotómetro UV-Visible utilizado para la determinación de

licopeno y β-caroteno………..……..………………………………… Figura 21. Preparación del panel de evaluación sensorial…………….………. Figura 22. Rendimiento de jitomate variedad Gabriela, para los cuatro

tratamientos a lo largo del ciclo de cultivo (2002-2003)….……….. Figura 23. Rendimiento acumulado de jitomate, variedad Gabriela para los

cuatro tratamientos a lo largo del ciclo de cultivo 2002-2003…..… Figura 24. Contenido de elementos en biomasa, N, P, K, Ca y Mg, para los

distintos muestreos y tratamientos………..…………..…………….. Figura 25. Distribución de microelementos en biomasa según momento de

muestreo y tratamiento……………………………………………….. Figura 26. Producción por cortes durante el experimento 2004-2005………... Figura 27. Producción acumulada de cortes durante el experimento 2004-

2005…………………………………………………………………….. Figura 28. Distribución de macroelementos en biomasa………….…………… Figura 29. Distribución de microelementos en biomasa en los diferentes

estadios de crecimiento….………………………………….………... Figura 30. Aspecto general de los jitomates cosechados……………………… Figura 31. Análisis componentes principales para los racimos muestreados..

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V

Índice de Anexos Anexo A-1.Caracterización del tezontle empleado……………....……….…….. Anexo A-2. Estadios de madurez del Jitomate……………..…………………… Anexo A-3. Valores de elementos nutritivos y oligoelementos propuestos por

Jones, (1998) para jitomate (Lycopersicon esculentum Mill.)...….. Anexo A-4. Efectos del jitomate en la salud humana..……………………...….. Anexo A-5. Anexo de tratamiento estadístico de los datos del experimento

2004-2005 utilizando la tecnica de componentes principales..........

Página

A-1 A-2 A-3 A-4 A-5

VI

Resumen: EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE POTASIO EN LA SOLUCIÓN NUTRITIVA Y SU RELACIÓN CON LA CALIDAD DE JITOMATE EN CULTIVO SIN SUELO, BAJO INVERNADERO. El objetivo principal de la presente Tesis fue determinar la influencia que tiene el contenido de potasio de la solución nutritiva sobre la calidad de frutos de jitomate producidos en invernadero. Por otro lado, se propuso generar un paquete tecnológico, económicamente accesible, para la producción de jitomate en invernadero en el “Bajío Guanajuatense”. Para ello se planteó producir jitomate, en un sistema sin suelo, dentro de un invernadero de tecnología media, con el empleo de distintas soluciones nutritivas (una solución en la etapa vegetativa y otras en la etapa reproductora), proponiendo el cambio en la formulación de acuerdo al cambio de etapa fenológica. El sistema de producción sin suelo consistió en bolsas plásticas llenas de tezontle, utilizado como sustrato, con un sistema de riego por goteo, donde se administraron las soluciones nutritivas. Se pretende encontrar aquella solución, o combinación de soluciones, que se adapte mejor a la dinámica de crecimiento de jitomate, durante el ciclo otoño invierno. Se realizaron dos experimentos con jitomate del híbrido Gabriela, para determinar la influencia en el rendimiento total, peso, calibre y distribución de elementos químicos en la biomasa vegetal. En el primer experimento (otoño-invierno 2002-03), con cuatro tratamientos y ocho repeticiones cada uno, se aplicó la misma solución nutritiva durante la etapa vegetativa, y posteriormente, en la etapa reproductora, se aplicaron soluciones distintas a cada tratamiento, donde se modificó la concentración de potasio. Los resultados mostraron datos de rendimiento total similares entre si, sin embargo existió un tratamiento que se distinguió por la homogeneidad en el peso y tamaño de los tomates obtenidos, aunque tuvo un rendimiento ligeramente menor. En el segundo experimento (otoño-invierno 2004-05), con 2 tratamientos y 16 repeticiones cada uno, se utilizó el esquema de manejo de soluciones que mejor se comportaron en el primer experimento. Además, se exploró un valor superior y próximo de concentración de potasio, observándose diferencias en el rendimiento y en la calidad, basada en propiedades sensoriales. Finalmente se ha generado un plan de manejo adecuado de las soluciones nutritivas, con la formulación adaptada al grado de desarrollo del cultivo de jitomate en invernaderos de pequeñas dimensiones, con un grado tecnológico medio. Palabras clave: potasio, solución nutritiva, calidad, jitomate, cultivo sin suelo,

invernadero, Guanajuato.

VII

Resum: EFECTE DE LA CONCENTRACIÓ DE POTASSI EN LA SOLUCIÓ NUTRITIVA I LA SEUA RELACIÓ AMB LA QUALITAT DE TOMACA EN CULTIU SENSE SÒL, BAIX HIVERNACLE. L'objectiu principal de la present Tesi va ser determinar la influència que té el contingut de potassi de la solució nutritiva, sobre la qualitat de fruits de tomaca produïts en hivernacle. D'altra banda, es proposa generar un paquet tecnològic, econòmicament accessible, per a la producció de tomaca en hivernacle en el “Bajío Guanajuatense”. Per a això es va plantejar produir tomaca, en un sistema sense sòl, dins d'un hivernacle de tecnologia mitjana, amb l'ús de distintes solucions nutritives (una solució en l'etapa vegetativa i altres en l'etapa reproductora), proposant el canvi en la formulació d'acord al canvi d'etapa fenològica. El sistema de producció sense sòl va consistir en bosses plàstiques plenes de “tezontle”, utilitzat com a substrat, amb un sistema de reg per goteig, on es van administrar les solucions nutritives. Es pretén trobar aquella solució, o combinació de solucions, que s'adapte millor a la dinàmica de creixement de tomaca, durant el cicle tardor hivern. Es van realitzar dos experiments amb tomaca de l'híbrid Gabriela, per a determinar la influència en el rendiment total, pes, calibre i distribució d'elements químics en la biomassa vegetal. En el primer experiment (tardor-hivern 2002-03), amb quatre tractaments i huit repeticions cada u, es va aplicar la mateixa solució nutritiva durant l'etapa vegetativa, i posteriorment, en l'etapa reproductora, es van aplicar solucions diferents de cada tractament, on es va modificar la concentració de potassi. Els resultats van mostrar dades de rendiment total semblants entre si, no obstant això va existir un tractament que es va distingir per l'homogeneïtat en el pes i grandària de les tomaques obtingudes, encara que va tindre un rendiment lleugerament menor. En el segon experiment (tardor-hivern 2004-05), amb 2 tractaments i 16 repeticions cada u, es va utilitzar l'esquema de maneig de solucions que millor es van comportar en el primer experiment. A més, es va explorar un valor superior i pròxim de concentració de potassi, observant-se diferències en el rendiment i en la qualitat, basada en propietats sensorials. Finalment s'ha generat un pla de maneig adequat de les solucions nutritives, amb la formulació adaptada al grau de desenvolupament del cultiu de tomaca en hivernacles de xicotetes dimensions, amb un grau tecnològic mitjà. Paraules clau: potassi, solució nutritiva, qualitat, tomaca, cultiu sense sòl, hivernacle,

Guanajuato.

VIII

Summary: EFFECT OF THE POTASSIUM CONCENTRATION IN THE NUTRITIVE SOLUTION AND ITS RELATION WITH THE TOMATO QUALITY IN SOILLESS CULTURE, UNDER GREEENHOUSE. The central objetive for the present Thesis was to determine the influence of potassium content in the nutritive solution has on the quality of greenhouse produced tomato fruits. On the other hand, for a generation of technological package, economically accessible, for the greenhouse tomato production in the “Bajío Guanajuatense” was proposed. The experiments comprised produce tomato, in a soilless system, within a middle technology greenhouse, different nutritive solutions (a solution in the vegetative stage and others in the reproductive stage) was used, the change in the formulation according to the change of phenological stage was proposed. The soilless production system consisted of plastic bags filled of substrate (tezontle) with a drip irrigation system by mean of the nutritive solutions were applied. Solution, or combination of these ones, whereas the better adapts to growth dynamics of tomato, at the autumn-winter cycle was tried to found. Two experiments with Gabriela hybrid tomato were carried out, in order to determine the influence in the total yield, weight, caliber and distribution of chemical elements in the vegetal biomass. In the first experiment (autumn-winter cycle 2002-03), with four treatments and eight replications each one, the same nutritive solution was applied during the vegetative stage, and later, in the reproductive stage, solutions different from each treatment were applied, where the potassium concentration was modified. The results showed similarity in total yield, nevertheless a treatment existed that although had a slightly smaller yield, was distinguished by the greater homogeneity in the weight and size of the obtained tomatoes. In the second one experiment (autumn-winter cycle 2004-05), with 2 treatments and 16 replications each one, the scheme of handling of solutions that better behaved in the first experiment was used. In addition, the potassium concentration in near-superior value was explored, being observed differences in the yield and quality based in sensorial properties. Finally an adapted plan for handling nutritive solutions has been generated, with the formulation adapted to the degree of development of tomato crop in small dimensions greenhouses, with a middle technological degree. Keywords: potassium, nutritive solution, tomato quality, soilless culture, greenhouse, Guanajuato

CAPÍTULO 1

ANTECEDENTES

Antecedentes

1

1. Introducción

1.1. El jitomate: aspectos generales Jitomate nombre náhuatl que designa a la especie botánica Lycopersicon

esculentum Mill. Literalmente significa tomate con ombligo. Xictli, ombligo y tómatl, tomate (xictómatl). El término jitomate fue utilizado desde 1695 por los viajeros botánicos, que lo llevaron a Europa, junto con otros legados que América brindó al mundo entre los que destacan, el cacao (Theobroma cacao), la vainilla (Vanilla planifolia), el chile (Capsicum annum), el maíz (Zea mays), la patata (Solanun tuberosum) o el tabaco (Nicotiana tabacum). El centro de origen del jitomate es el genocentro sudamericano, en las regiones situadas a lo largo de la cordillera de los Andes. La forma primitiva de L. esculentum es la variedad botánica cerasiforme ("tomate cereza") originaria de la región de Perú-Ecuador. En la zona mexicana de Veracruz-Puebla existe una gran diversidad varietal, por lo que se considera a México como el centro de domesticación del jitomate cultivado (Nuez, 1995). El jitomate fue llevado a Europa, donde se le rebautizó como Áurea poma (manzana de oro) y Poma amoris (manzana del amor), los italianos le llamaron pomodoro (manzana de oro), tal vez porque las primeras plantas llevadas a Venecia producían frutos amarillo dorado (Nuez, 1995). Este fruto, dilató su uso alimenticio, por corresponder a la familia de las Solanáceas a la que pertenecen una serie de plantas utilizadas en Europa para la producción de fármacos y drogas. Paradójicamente, casi a mediados del siglo XVIII, enriqueció las cocinas del viejo continente, en especial las mesas italianas, y españolas, en las que simplemente especialidades tales como las salsas para pastas y el gazpacho, que respectivamente les caracterizan en la actualidad, no existirían sin la presencia del precolombino jitomate (Flores, 2004).

Antecedentes

2

1.2. Propiedades del fruto de jitomate El descubrimiento de su notable riqueza vitamínica (ver Tabla 1), junto con su agradable sabor y color, popularizó rápidamente su consumo, hasta que llegó a ocupar el lugar de importancia mundial que tienen en la actualidad. Pagliarini y Ratti (1999) señalan que las múltiples facetas de la calidad obligan a hacerlas cuantificables, a relacionarlas con las técnicas de cultivo y a considerarlas tanto por los productores como por los consumidores. Una de las principales variables a controlar es aquella que considera el contenido de minerales y vitaminas, resultado directo de la adecuada aplicación de técnicas en tiempo y forma. La calidad gustativa, o ensayos de evaluación sensorial, son uno de los parámetros a considerar pues algunas de las variables solo se pueden cuantificar después de evaluar la calidad gustativa de los productos obtenidos en un sistema de producción sin suelo. Lavelli et al. (2001) comentan que las apreciaciones sensoriales son unas de esas múltiples facetas de la calidad con un fuerte componente subjetivo que deben trasformarse mediante la correlación con los parámetros analíticos, en parámetros cuantitativos, para realizar una evaluación imparcial. Así, la dulzura relativa, se correlaciona con un parámetro evaluable como son los grados Brix determinados con un refractómetro. La acidez percibida en una prueba de evaluación sensorial deberá correlacionarse con la determinación de acidez. De un adecuado equilibrio entre los parámetros de acidez y azúcares se logrará una aceptación gustativa amplia. Tabla 1. Composición química promedio del jitomate.

Agua 94 % Hidratos de carbono 4,0 % Grasas 0,0 % Proteínas 1,0 % Cenizas 0,3 % Otros (ácidos, vitaminas, etc.) 0,7 % El contenido vitamínico normal de los jitomates para mercado es: Vitamina A (alfa y beta caroteno) 1700 UI Vitamina B1 (tiamina) 0,10 mg / 100 g Vitamina B2 (riboflavina) 0,02 mg / 100 g Vitamina B5 (niacina) 0,60 mg / 100 g Vitamina C (ácido ascórbico) 21,00 mg / 100 g El pH del jugo oscila entre 4,0 y 4,5.

Adaptado de Nuez, 1995 y Heuvelink 2006 1.2.1. Licopeno y carotenoides en jitomate Los carotenoides se encuentran fundamentalmente en las hortalizas, verduras y frutas amarillas, rojas o anaranjadas y su contenido y calidad son afectados por los distintos tipos de fertilizantes empleados (Valencia, 2003; Tüzel et al., 2001).

Antecedentes

3

En la Tabla 2, se esquematiza una clasificación de los carotenoides.

Tabla 2.Clasificación de carotenoides Gross, (1987).

1-β-caroteno. Es el más abundante. Posee una gran acción antioxidante. Una vez absorbido en el organismo se divide en dos moléculas de vitamina A. 2-α-caroteno: tiene actividad pro vitamínica A más débil que el β-caroteno. 3-β-criptoxantina: posee actividad pro vitamínica A. 4- Luteína: potente antioxidante. No posee actividad pro vitamínica A. 5-Licopeno: es el quencher (capturador) más potente. Posee una gran actividad antioxidante, pero no pro vitamínica. En la actualidad, la presencia de un carotenoide, el licopeno, ha convertido al jitomate en uno de los alimentos mejor estudiados de estos últimos años. Su capacidad antioxidante le confiere propiedades anticancerígenas demostradas (Olson, 1989; Djuric y Powell, 2001; Meléndez-Martínez et al., 2004). El concepto de alimentos funcionales, o nutracéuticos, es el de aquellos alimentos que realizan un doble papel como elementos nutricionales y como elementos que contribuyen a disminuir la posibilidad de padecimientos incluso tan graves como algunos tipos de cáncer. Generan el fundamento de proponer y desarrollar metodologías por las cuales las características benéficas que poseen los alimentos sean consideradas y propiciadas (Guiovanelli et al., 2001a, b y c). En el anexo A-4 se esquematizan los efectos del jitomate en la salud humana. Arab y Steck (2000) han demostrado que la concentración de licopeno en tejido adiposo se correlaciona inversamente con el riesgo de infarto al miocardio, confieren al licopeno un papel cardioprotector, disminuyendo el riesgo de padecimientos cardiovasculares. Se han descrito propiedades anticancerígenas particularmente en próstata y seno específicas para el licopeno, como lo señalan Giovannucci (1999 y 2002), Giovannucci et al., (1995 y 2002). Además Franceschi et al. (1994), señalan una acción anticancerígena específica del tracto digestivo. Khachik, et al. (2002) señalan que existe acción antioxidante del licopeno que actúa de manera preventiva en el cuidado de la salud humana.

α_Caroteno Pro vitamínicos β_Caroteno

γ_Caroteno Carotenoides

Licopeno No pro vitamínicos Fitoeno Fitoflueno Pro vitamínicos Criptoxantina Xantofilas No pro vitamínicos Luteína Zeaxantina Cantaxantina Equinenona

Antecedentes

4

En la Figura 1 se presenta la ruta metabólica, para la síntesis de carotenoides, en la cual se relaciona al licopeno como precursor del beta caroteno. La comprensión y entendimiento de la biosíntesis de los carotenoides ha recibido un impulso considerable en los últimos años, pero aun existe un gran potencial por descubrir.

Figura 1. Ruta metabólica propuesta para la síntesis de carotenoides.

Raymundo et al. (1970 y 1976), señalan a la licopeno ciclasa como la responsable de transformar al licopeno en β-Caroteno; esta síntesis es inhibida por aminas terciarias especialmente 2-(4clorofeniltio)-trietilamina que se ha usado por varios años como un inhibidor de la ciclización in vivo o in vitro. Estas se afectan en demasía cuando la relación de K/N es igual o mayor a 1,0 y además tiene influencia del calcio (Fanasca, 2005). Fleisher et al. (2003) y Thompson et al. (2000) señalan que las temperaturas entre 20 y 25 ºC, dentro del invernadero están correlacionadas con la promoción de la síntesis del licopeno en los frutos de jitomate. Hansen y Chiu (2005) describen que los carotenoides de diversas partes del fruto son diferentes. Esta situación se ha descrito en particular para jitomate, donde los cromoplastos de la parte gelatinosa contienen glóbulos ricos en β-caroteno mientras los de la parte externa del pericarpio son ricos en licopeno. La síntesis y variación temporal y gradual de los carotenoides del fruto fue descrito por Meredith y Purcell (1966), Nguyen y Schwartz (1998 y 1999) y Nguyen et al. (2001).

γ caroteno

β caroteno

Acido mevalonico

Farmesilpirofosfato Esteroles

Fitoeno

Ciclasa

Ciclasa

Licopeno

Antecedentes

5

En la Tabla 3 se recogen los resultados de algunos estudios, dentro de los cuales, se han observado una respuesta positiva de las plantas a la aplicación de potasio en la solución nutritiva, en términos de azúcares, materia seca y calidad sensorial en el tomate.

Tabla 3. Contenido de Carotenoides (mg kg-1 pf) de fruto de jitomate fresco respecto a niveles de K en la solución nutritiva (Trudel y Ozbun, 1970).

Nivel de K (meq L-1)

Β-caroteno Licopeno

0,0 3,5 36,8 1,0 3,6 41,9 2,0 3,1 53,6 4,0 2,8 52,7 6,0 2,8 59,3 8,0 2,6 61,5 10,0 2,4 52,4

Un comportamiento significativo en la regulación de la biosíntesis de carotenoides en las plantas se aprecia en la Tabla 4, acorde a los estadios de maduración en los frutos. Tabla 4. Contenidos de los principales carotenoides según estadio de madurez (Gross, 1987).

Carotenoides totales (μg g peso fresco-1)

Fitoeno Fitoflueno βCaroteno ζCaroteno γCaroteno Neurosporeno Licopeno

VERDE - - 100 - - 1-2 -

RALLADO INICIAL

- - 75 - 8,5 2-4 16,7

RALLADO 20 2,5 5,5 2,5 10 4 10

ROSADO 10,7 2,1 17 1,4 4,3 14 64,3

ROJO

CLARO 10,8 2,6 9,8 1,6 2,3 30,6 72,9

ROJO 9,0 2,4 2,6 0,6 0,7 97,7 84,7

Arias et al. (2000) mencionan que existe correlación entre una intensidad luminosa mayor con un alto contenido de vitamina C y azúcares, por lo que la densidad de plantas, así como la cobertura de invernadero, afectan el contenido vitamínico. Una baja intensidad de la luz reduce también la síntesis de pigmentos. La industria de los alimentos funcionales, o nutracéuticos, son la intersección entre los alimentos propiamente dichos y los farmacéuticos, y tienen un gran potencial al explorar la posibilidad de los suplementos alimenticios y vitamínicos así como el efecto antioxidante protector contra los radicales libres y la influencia de los mismos en la salud humana son puntos de particular interés e importancia que en la actualidad tienen un gran potencial de aplicación (Rodríguez-Amaya, 2001; Sahlin et al., 2004; Strange et al., 2000). Ver anexo A-4.

Antecedentes

6

1.3. El cultivo de jitomate en el mundo y en México El jitomate es la hortaliza de mayor importancia al considerar el volumen de producción y el consumo en todo el mundo. Además el jitomate fue uno de los primeros cultivos a nivel comercial producidos por el método hidropónico. En nuestros días subsiste el interés por esta hortaliza en un gran número de investigadores (Papadopoulos, 1991; Nuez, 1995). Calvin y Cook (2005) señalan que en el año 2002 se registró una superficie plantada de 3.988.589 ha de jitomate, a nivel mundial. Cabe destacar la participación de China con 974.438 ha, India con 520.000 ha y Turquía con 225.000 ha, que representaron el 24,3 13,0 y 5,6 % de la superficie mundial, respectivamente. México participó con 69.533 ha, con un porcentaje de 1,7% del total mundial. El consumo del jitomate, en México, es principalmente en fresco. En el año 2001, se registró un consumo nacional aparente de 1.220.342 t y un consumo per cápita de 13,1 kilogramos. La producción de jitomate en México se destina en gran parte a la exportación. La mayor superficie establecida corresponde a los estados de Sinaloa, San Luís Potosí y Michoacán, con el 31,5, 10,6 y 9,0%, respectivamente. Este cultivo generó importantes divisas por las exportaciones, estas supusieron unos ingresos de 597,6 millones de dólares en 2002. La exportación se destina principalmente a Estados Unidos y Canadá. La mayoría de las hortalizas de exportación en el TLCAN (Tratado de Libre Comercio con de América del Norte) quedaron gravadas con un arancel-cuota estacional. Esta restricción condujo a que las exportaciones se concentraran en el periodo de invierno, periodo en el cual Estados Unidos tiene menor producción y aprovecha para importar hortalizas de México (Stange et al., 2000). Las restricciones arancelarias que imponía el TLCAN, desaparecieron a partir del 1° de enero de 2003. La producción y exportación todo el año con preferencias arancelarias y la diversificación de los destinos, se debe ampliar para otros cultivos hortícolas. En México existe el denominado “efecto Sinaloa” que se manifiesta debido a que la producción de jitomate de este estado es capaz de alterar de manera significativa el mercado nacional. Si el estado de Sinaloa exporta su producción al extranjero, existe déficit en el mercado nacional, lo que genera un aumento en el precio, mientras que si la producción de Sinaloa se introduce al sistema del mercado nacional, el precio se desploma (Calvin y Cook, 2005).

Antecedentes

7

1.4. El cultivo en invernadero en México México es el noveno país productor de hortalizas y el sexto exportador a nivel mundial, pero no existe una relación directa con el consumo de las mismas. Esto a pesar de que es el centro de origen genético, o de domesticación, de muchas hortalizas (jitomates, calabazas, chiles, nopales etc.) y tiene una gran diversidad en su producción. En nuestros días, afortunadamente la plasticultura, el riego localizado y el uso de pequeños invernaderos, incluso autofabricados en distintos puntos del país, proporcionan indicios que poco a poco se adaptarán y manejarán los avances de la producción en invernadero con una tecnología intermedia. En la Tabla 5 se puede observar la distribución de invernaderos en distintos estados de México. Asimismo en la Tabla 6 puede verse la importancia del jitomate en la ocupación de los invernaderos mexicanos. Los tipos de cubierta más utilizados vienen reflejados en la Tabla 7.

Tabla 5. Superficie de invernaderos por estado, en México, en 2004.

Estado En uso

(ha) En construcción

(ha) BAJA CALIFORNIA NORTE 365 55 BAJA CALIFORNIA SUR 360 70 CHIHUAHUA 20 60 COAHUILA 30 -- COLIMA 56 10 DURANGO 3 25 GUANAJUATO (EL BAJIO) 44 17 JALISCO 388 93 EDO. MÉXICO 90 78 MICHOACÁN 13 4 MORELOS 16 -- OAXACA 8 16 QUERETARO 26 -- QUINTANA ROO 20 -- SAN LUIS POTOSÍ 45 7 SINALOA 682 172 SONORA 320 28 VERACRUZ 22 10 YUCATÁN 35 -- ZACATECAS./ AGS 9,5 40

Fuente: AMPHI 2004 (Asociación Mexicana de Productores de Hortalizas en invernadero). En algunos estados de la República mexicana el impulso de la tecnología de invernaderos (cultivo sin suelo, fertirrigación, acolchados plásticos, sistemas de riego localizado, etc.) ha sido auspiciado por los gobiernos estatales correspondientes.

Antecedentes

8

La mayor superficie dedicada al cultivo en invernadero, se ubica en los estados de la Republica cercanos o fronterizos con Estados Unidos, debido a la facilidad para la exportación de la producción.

Tabla 6. Importancia relativa de las hortalizas en invernadero en México.CULTIVO 1999/2001 2003/2004 jitomate bola 27% jitomate cherry 30% jitomate en racimo 9% jitomate otros 6% total jitomate 72% pepino 11% pimiento colores 11% melón 1% otras hortalizas 5%

49% 18% 5% 1%

73%

12% 11%

-- 4%

total 100% 100%

Fuente: AMPHI, 2005.

Tabla 7. Tipos de cubiertas en cultivos intensivos utilizadas en México. Cubierta 2001 2004 Plástico Vidrio Otros Malla-Sombra

59% 3% 4% 34%

52% 2% 1% 44%

Fuente: AMPHI, 2004.

Las tecnologías disponibles en México, provienen de países tales como: Holanda, Israel, Estados Unidos, Francia y España. Si se le asigna el nº 100 al nivel tecnológico más avanzado (incluye, ventilación automatizada, calefacción, utilización de sustratos, fertirrigación, hidroponía y recirculación, empleo de computadoras sensores y automatismos), por propia apreciación, puede decirse que el nivel global tecnológico México se situaría alrededor del 40%.

Antecedentes

9

1.5. El cultivo fuera de suelo La terminología “cultivo sin suelo” es empleada literalmente en otros idiomas, “colture senza suolo”, o “colture fuori suolo” en italiano, “soilless culture” en inglés y su correspondencias del francés “culture sans sol” o “Culture hors sol” y señalan que la técnica prescinde del suelo o se realiza fuera del mismo. Por cultivo fuera del suelo se entiende cualquier sistema que no emplea al suelo natural como medio para desarrollo de la planta, pudiéndose cultivar bien sobre un sustrato artificial, bien en una solución nutritiva o incluso prescindiendo de ambos medios. Se definen pues tres casos esquematizados en la Figura 2, que son: Cultivo en sustrato: se realizan en agregados bien de materiales inertes, o bien orgánicos. Existen autores que prefieren no incluir el cultivo en sacos de turba como sistemas de cultivo sin suelo. Cultivo hidropónico: Fue el Dr. W.F. Gericke el que acuñó el término “hidropónico”, procede de las palabras de origen griego hydro (agua) y ponos (trabajo) que, literalmente significan “trabajo en agua”, para designar el cultivo de plantas dentro de un contenedor con solución nutritiva, debidamente oxigenada. Cultivo aeropónico: sistema de producción, en el cual no existe sustrato y se sostiene mecánicamente a las plantas de manera artificial. Se suministra a las plantas el agua y los nutrimentos con el empleo de soluciones asperjadas periódicamente al sistema radical de la planta. Figura 2. Diagrama conceptual de distintas modalidades de cultivos fuera del suelo.

Cultivo en sustrato

Cultivo aeropónico

Cultivo en solución

Cultivo fuera del suelo

Cultivo protegido

Antecedentes

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1.5.1. Antecedentes prehispánicos del cultivo sin suelo Antiguas civilizaciones de Mesopotamia, Egipto y China, generaron agricultura junto a las planicies, deltas y estuarios de caudalosos ríos. También se señala a los jardines colgantes de Babilonia como la expresión más sublime del origen del cultivo fuera del suelo. En el Nuevo Mundo existieron también civilizaciones que se desarrollaron basados en esos sistemas agrícolas, confirmando así que el cultivo fuera del suelo es en realidad más antiguo de lo que se piensa. Por ejemplo, en la fundación del imperio de México (Tenochtitlan), en lo que hoy es la ciudad de México, las condiciones naturales del sitio obligaron a aquellos pueblos a crear una serie de islotes y canales, llamados chinampas (Ezcurra, 1999). Sluyter (1994) y Soustelle (1996) describen a las chinampas, tecalis y atlazomplas como sistemas agrícolas para la producción y protección de los cultivos, en los valles altos del centro del país, que amortiguaban la bajada de temperatura nocturna por la absorción de calor solar durante el día en el agua contenida en los canales circundantes, y con ello ingeniosamente evitaban el efecto de las heladas y las bajas temperaturas nocturnas. 1.5.2. La solución nutritiva en los sistemas de cultivo sin suelo. La multiplicidad de factores que condicionan la absorción de nutrientes minerales, hace que la obtención de una formulación para cada especie o variedad requiera ajustes a las condiciones ambientales y de cultivo. La adecuación, reformulación y cualquier modificación de la solución nutritiva tiene repercusión, al afectar de manera directa a la producción, sobre todo en el aspecto de la calidad (Urrestarazu et al., 1999; Salas et al., 2000). El origen de la solución nutritiva, desde el punto de vista científico y metodológico tiene sus antecedentes en los primeros cultivos en agua realizados en el año de 1666 por el científico Robert Boyle, que publicó el primer experimento de cultivo en agua. En 1860 Sacks, y Knop en Alemania, de manera independiente, desarrollaron estudios científicos que aportaron avances significativos. En los Estados Unidos también se desarrollaron algunas experiencias científicas en las estaciones experimentales de New Jersey y California entre 1920 y 1930. En 1944 Gericke describió una metodología para trabajar con soluciones nutritivas en cultivos bajo invernadero y acuña el término hidroponía al publicar una guía de producción de cultivos con la técnica hidropónica. Durante la II Guerra Mundial el ejercito estadounidense llevo a cabo la producción, en las islas del Pacifico para proveer a sus tropas, de hortalizas frescas, como lo señala Sholto (1959, 1976 y 1997).

Antecedentes

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En 1948 Withrow, de la Universidad de Purdue, describió una técnica llamada nurtricultura, en donde se empleaba una serie de soluciones químicas nutritivas para el cultivo de plantas sobre sólidos inertes. Hewitt, en 1966, publicó un articulo titulado “Sand and water culture methods in the study of plant nutrition” como una guía técnica para desarrollar propiamente ensayos de tipo científico en materia de nutrición vegetal (Sholto, 1997). Los seres vivos a lo largo de su ciclo biológico sufren una serie de cambios, tanto en su morfología como en su metabolismo. Las plantas como entes biológicos, o seres vivos, no están excluidos. En sistemas de producción tan fuera de lo convencional como el sistema de producción sin suelo, se realiza este tipo de cambios y por ello Gent (2004) y Kläring et al. (1997 y 1999) sugieren realizar cambios en la solución nutritiva, conservando las proporciones y los ajustes necesarios, entre el nitrógeno y el potasio, para promover una mejora significativa en la calidad final de los productos. Trudel y Ozbun (1970 y 1971) y Adams (1992) señalan que la solución nutritiva debe contener una adecuada cantidad de potasio en la etapa de llenado de fruto, el cual contribuye al aumento significativo de carotenoides en el fruto. Abushita et al. (1997 y 2000) y Hartz et al. (2001) señalan también el efecto de aumento relativo de vitaminas y antioxidantes con el adecuado aporte de potasio y, consecuentemente, la mejora en el rendimiento y calidad final de los productos. Por su parte Steiner (1961 y 1966) es el primero en definir una metodología sistemática y ordenada para la formulación de una solución nutritiva completa y balanceada. La flexibilidad del método de generación de soluciones nutritivas de Steiner permite explorar sistemáticamente un sin número de dichas soluciones, variando puntualmente la proporción de aniones, cationes, o ambos inclusive, o realizando ajustes y adecuaciones debidas al desarrollo de los cultivos. Su sencillez y practicidad no han perdido vigencia aún en nuestros días. Incluso, muchas de las metodologías que se utilizan en la actualidad, parten de los fundamentos y de los trabajos realizados por Steiner (Sonneveld et al., 1999). El algoritmo principal radica en mantener el equilibrio entre la suma de aniones totales y cationes totales presentes en la solución nutritiva, la cual debe ser siempre igual, es decir, cuantitativamente deberá existir la misma cantidad de cationes que de aniones (Glass et al.,1987). 1.5.3. Criterios de formulación de las soluciones

Algunos autores (De Rijck y Schrevens, 1998), señalan que las soluciones nutritivas tienen las propiedades de los sistemas mezclados y están determinadas por las proporciones de sus componentes.

Las soluciones nutritivas en general, consideran en su formulación aniones y cationes en sus formas asimilables por la planta que son nitrógeno como nitrato (NO3

-) y como amonio (NH4+), fósforo como fosfato diácido (H2PO4

-), azufre como

Antecedentes

12

sulfato, (SO42-), potasio como catión (K+), calcio como catión (Ca2+) y magnesio

como catión (Mg2+) entre otros. Por otra parte, para la absorción de nutrientes, debe existir una relación proporcional entre los iones de la solución nutritiva. Este último aspecto es muy delicado debido a que la abundancia de un determinado catión, o anión, puede constituir competencia y producir la deficiencia de otro. El primer paso, incluso antes de establecer el sistema de producción de cultivo sin suelo, es la caracterización del agua que se empleará para la formulación de la solución nutritiva para determinar así las limitaciones que pudiesen presentarse. (Marfá, 2000; Urrestarazu, 2004). Posteriormente, deberá hacerse una serie de consideraciones acordes a la especie vegetal, etapa fenológica, región y clima donde se desarrolla el cultivo. Así mismo, dichas consideraciones y ajustes deberán estar en total armonía con el desarrollo y labores de cultivo, para que se vean reflejadas en un mayor y mejor rendimiento, donde además de aumentar la cantidad, se incremente sustancialmente la calidad organoléptica (Anza et al., 2006). 1.5.3.1 Metodología de la formulación universal de Steiner Steiner en sus diferentes publicaciones (1961, 1966, 1968, 1973, 1976, 1980 y 1984), analiza las relaciones entre el pH y la composición de soluciones nutritivas, así como los diferentes equilibrios iónicos que se presentan en ésta. Establece que la manera adecuada de formular una solución nutritiva es considerar que tanto los aniones como los cationes correspondientes a los macronutrientes, deben cumplir determinadas relaciones, que se pueden representar en diagramas ternarios; la proporción de cada componente varía entre 0 y 1 (ó 100 si se emplean porcentajes). La suma de las proporciones de toda la mezcla es igual a 100. El método establece que los porcentajes de los aniones nitrato (NO3

-), fosfato diácido (H2PO4

–) y sulfato (SO42–) deben encontrarse dentro de una zona roja de la

Figura 3. Del mismo modo, para los macronutrientes catiónicos, potasio (K+), calcio (Ca2+) y magnesio (Mg 2+) se define la zona azul de la Figura 3, ambas en el diagrama ternario. La restricción por balance iónico establece que la suma de cationes es igual a la suma de aniones, expresada en meq L-1 y define la composición de las soluciones nutritivas (Maldonado, 1994). Si se simplifica la solución nutritiva a los seis macro nutrientes y se desprecia a los iones H y OH y una posible disociación de formas de H2PO4

–, queda entonces:

[NH4

+]+[K+] + [Ca2+] + [Mg2+] = [NO3-] + [H2PO4-] + [SO42-] = CTE

Antecedentes

13

Donde: K+, Ca2+, Mg2+, NO3-, H2PO4- y SO42- expresados en eq o meq por litro y CTE es la concentración total equivalente. El ion amonio se puede considerar solo durante el desarrollo vegetativo, pero debe tenerse especial cuidado. Dividiendo la concentración de cada cation por la concentración total de cationes se obtiene la proporción de cada uno, realizándose lo mismo para el caso de los aniones. Además, deben cumplirse los valores de proporción de cada ion, con las restricciones químicas y fisiológicas señaladas por Steiner (1984) en su metodología de formulación de soluciones nutritivas, que se presentan en la Tabla 8.

Tabla 8. Valores limites porcentuales de cada ion en soluciones nutritivas.

cationes aniones 10 ≤ K+ ≤65 18,5≤ Ca2+ ≤62,5 0,5 ≤ Mg2+ ≤40

20 ≤ NO3- ≤80

1,25 ≤ H2PO4- ≤10 10 ≤ SO4

2-≤ 70 Fuente: Steiner (1984).

Estas restricciones son las que marcan los límites superior e inferior de las zonas azul y roja de la Figura 3.

Figura 3. Regiones factibles donde deben encontrarse las proporciones de los iones para una solución equilibrada, definidas por Steiner (cationes en azul, aniones en rojo).

El pH se puede predefinir, y conservar, empleando los sistemas tampón formados por algunos de los iones contenidos en la propia solución. Por ejemplo los fosfatos y una adición proporcional de cationes para mantener las formas asimilables de fosfatos presentes en la solución, mantienen el sistema en equilibrio (Lea-Cox et al., 1999).

K+ NO3-

Ca2+ H2PO4- Mg2+ SO4

2-

Antecedentes

14

El argumento que justificó la elección, de la metodología para la formulación de soluciones es el hecho de que con esta metodología se puede optar y diseñar una solución nutritiva, controlando la presión osmótica señalado por Sánchez (1984), como la principal variable cuyo efecto se ve reflejado en la fisiología de la planta. 1.5.4. Criterios de adecuación de las soluciones nutritivas al desarrollo del

cultivo Dumas (1990) y Dumas et al. (2003) argumentan que los requerimientos nutricionales de las plantas varían día a día y que el hecho de suministrar de manera exacta los minerales requeridos, puede lograr que las plantas se desarrollen satisfactoriamente si cada elemento se encuentra en rango de concentración adecuado para la etapa en que se encuentre el vegetal. Los requerimientos de una planta como el jitomate, en la etapa de crecimiento vegetativo, se debe al crecimiento acelerado y continúo de las células del organismo vegetal, es decir, aumentan rápidamente de tamaño y volumen por lo que requieren de un suministro de elementos adecuado que permita dichas acciones (Adams, 1994; Guardiola y García, 1990). Oke et al. (2005) mencionan que durante la floración se debe disminuir el aporte de nitrógeno y aumentar el suministro de potasio para promover el adecuado desarrollo vegetal, aunado a ello se debe aportar una adecuada cantidad de fósforo, debido a que las estructuras reproductoras de las plantas lo requieren para la efectividad de los granos de polen y los óvulos del ovario. La fructificación es una etapa en la que los azúcares deben ser transportados y acumulados, por lo que debe suplementarse una cantidad adecuada de potasio y fósforo, así como disminuir la cantidad de nitrógeno (Marschner, 1995). En la Figura 4 se sintetizan estos cambios de las necesidades nutricionales de los cultivos en función de su desarrollo. La mayoría de las soluciones presentan al menos dos formulaciones llamadas de crecimiento y de floración. La principal diferencia entre las fórmulas de crecimiento y de floración la marca la relación de NPK, esto es, las cantidades relativas de nitrógeno, fósforo y potasio en una solución nutritiva (Tabatabaie et al., 2004). Quizá más importante que las tasas de NPK es la relación K/N. El resultado de este cociente generalmente se encuentra entre 1 y 2. Por ejemplo, una solución nutritiva con niveles de nitrógeno de 200 ppm y de potasio de 300 ppm tiene una relación K/N 300/200 = 1,5 (Reuter y Robinson, 1998).

Antecedentes

15

Figura 4. Curva de crecimiento típica (Fuente: Inden y Kubota, 1995).

Oswiecimskii (1984) señala que la importancia de la relación K/N determina si una solución es para crecimiento o para floración y cuán fuerte es la misma. La regla general es que las soluciones nutritivas con una relación K/N menor a 1,0 son adecuadas como fórmula de crecimiento, y si la relación K/N resulta mayor a 1,0 se trata de una fórmula para floración. La relación K/N de una solución nutritiva la determina la misma planta, esto es, si a una planta en floración se proporciona una solución con una relación K/N más baja de lo que requiere, no producirá floración adecuada. En muchas especies de plantas, en la etapa de floración, influyen las condiciones medioambientales, en particular la duración del día y concentración de sales (Sonneveld y De Kreij, 1999). Walker et al. (2000), proponen el cambio de la solución nutritiva de crecimiento a floración esta determinado por el estado de la planta, cuando aparecen las primeras flores. Los cambios abruptos de temperatura influyen evidentemente en el ritmo de absorción del agua y nutrimentos (Traka-Mavrona, 1995). De acuerdo con esas condiciones, la planta regula su tasa de transpiración y evita así una perdida excesiva de agua. Por ejemplo, Adamowicz y Le Bot (1999) señalan que la absorción de nitratos en plantas de jitomate se realiza de modo óptimo a una temperatura de 25ºC y, a partir de este valor, un aumento o disminución de temperatura afecta de manera negativa la absorción de los mismos. Lo anterior puede explicarse debido a que la funcionalidad de las membranas celulares se ve afectada cuando la temperatura se aleja sensiblemente de su nivel óptimo. Además, la absorción del nitrato depende de la energía suministrada por la respiración de las raíces y al aumentar la temperatura de la solución nutritiva,

Etapa vegetativa

N PK

Etapa

reproductora

N PK

Antecedentes

16

aumentan las necesidades energéticas del componente de mantenimiento de la respiración radical; esto es vital para la planta, como lo señala Cadahia (1998). La temperatura es importante porque, además de los efectos directos sobre el sistema radical, determina la cantidad de oxígeno disuelto dentro de la solución. La temperatura de la solución puede estar determinada por los aumentos de temperatura dentro del invernadero (Lessain, 1983). Las raíces, como cualquier órgano vivo, necesitan oxígeno para trabajar apropiadamente. Es posible “ahogar” las raíces si no hay suficiente oxígeno disuelto en la solución. Otra razón por la cual la solución debe estar bien oxigenada es para prevenir la presencia de patógenos. La absorción relativa de los diversos elementos minerales por las plantas esta afectada por condiciones ambientales: temperatura, humedad, intensidad lumínica, pH, la naturaleza del cultivo y estado de desarrollo de la planta. Como resultado de las diferencias de absorción de los diversos elementos, la composición de la solución de nutrientes cambiará continua y rápidamente siendo necesario ejercer un control sobre ella (Kawabata y Criley, 1993). La parte aprovechable que se obtiene de cada vegetal determina la solución nutritiva a utilizar. Los vegetales cuyo producto son las hojas, por ejemplo lechugas o acelgas, se cosechan en la etapa vegetativa; los primordios florales, tales como coliflor y brócoli, se cosechan poco después de la transición entre la etapa vegetativa y la de floración temprana; los cultivos en los que se cosechan los frutos, como el jitomate, se cosechan después de la etapa del transporte de azucares por lo que deberá tenerse especial cuidado (Gundersen et al., 1999). Así pues, de acuerdo con el producto vegetal que se obtiene, se generará la solución nutritiva o las adecuaciones para satisfacer las necesidades en cada fase fenológica (Inden y Kubota, 1995; Inden et al., 1995). 1.5.5. Influencia del pH en las soluciones El pH de la solución nutritiva es una medida del grado de acidez o alcalinidad de la solución. Las plantas pueden tomar los elementos en un rango óptimo de pH comprendido entre 5,0 y 7,0 (Figura 5), eso significa que soluciones nutritivas deberán mantener un valor cercano a 5,5 para satisfacer las necesidades de las plantas. Sonneveld y Welles (1998) e Inden y Torres (2004) mencionan que las características propias del sustrato deberán considerarse en el momento de la formulación y aplicación de la solución nutritiva, pues la capacidad de modificación de pH por el sustrato es de particular importancia en el desarrollo adecuado de un cultivo. Es por ello, que en el cultivo sin suelo utiliza sustratos inertes, o casi inertes, ya que la interacción en algunos de los casos puede llegar a provocar modificaciones que impidan satisfacer las necesidades de las plantas.

Antecedentes

17

Figura 5. Disponibilidad de nutrientes a distintos valores de pH.

1.5.6. NH4 vs NO3 en las soluciones nutritivas Las plantas pueden absorber tanto el ión catiónico del amonio NH4

+ como el anión nitrato NO3

- El amonio, una vez absorbido, puede servir inmediatamente para la síntesis, bien sea de aminoácidos o de otros compuestos que contengan nitrógeno reducido. La absorción de amonio puede causar un crecimiento vegetativo excesivo, particularmente en condiciones de luminosidad baja, como lo señalan De Pascale et al. (2001) y Guan y Janes (1991). El nitrógeno nítrico debe ser reducido antes de ser asimilado, disminuyéndose de esta forma el crecimiento vegetativo. Las sales de amonio pueden ser utilizadas bajo condiciones de sol en verano cuando la fotosíntesis es alta, o bien, si aparece una deficiencia de nitrógeno y hace falta una fuente de rápida absorción; en cualquier otro caso solo deberán ser utilizadas las sales que contienen nitrato (Schwarz, 1995). En general, una solución nutritiva para cultivo hidropónico podría aportar hasta el 90% del nitrógeno en forma nítrica y el 10% restante en forma amoniacal. Cuando se sobrepasa un valor máximo del nitrógeno en la forma amoniacal, puede producirse toxicidad y muerte de las raíces. Una proporción de nitrógeno superior al 40% en forma amoniacal puede no ser tóxica para las plantas cultivadas en cultivo en el suelo, mientras que sí lo es para las plantas en hidroponía o en sustratos inertes (Grattan y Grieve, 1999). En la mayoría de los sustratos usados en cultivo sin suelo no existe la suficiente capacidad de intercambio catiónico comparada con la del suelo, esto hace que el nitrógeno amoniacal aplicado este disponible, causando toxicidad. Plantas

Antecedentes

18

desarrolladas en sustratos, que poseen alguna capacidad de intercambio catiónico, como la cascarilla de arroz envejecida, toleran una mayor proporción de nitrógeno amoniacal; en este aspecto se parecen más al suelo (Kläring y Schwarz, 1999; Schwarz y Kuchenbuch, 1997). 1.5.7. Compatibilidad de fertilizantes Antes de realizar una mezcla entre distintas sales fertilizantes se debe saber si entre éstas no existirán problemas por precipitación o formación de compuestos tóxicos. Para tal efecto se puede auxiliar con la Tabla 9 donde se ilustran algunas interacciones de sales fertilizantes.

Tabla 9. Compatibilidad de mezclas de fertilizantes (Krauss et al., 2006).

Fuente: Instituto Internacional del fósforo y la potasa.

Pueden realizarse mezclas sin problemas Se pueden mezclar justo antes de la aplicación Se Forman líquidos físicamente incompatibles para mezclas sólidas Incompatibles para mezclar, se forman compuestos insolubles

Antecedentes

19

1.5.8. Capacidad tampón

Las soluciones nutritivas difieren de la solución del suelo en el mayor contenido de NO3

–, H2PO4– y K+. La presencia de ácidos débiles con sus correspondientes bases

conjugadas, genera un sistema tampón, en el que participan los carbonatos, bicarbonatos, ácido carbónico, fosfatos y ácido fosfórico, así como el ion amonio. Por ello los contenidos de HCO3

– y NH4+ son útiles, si se les maneja para amortiguar

el sistema raíz-sustrato-solución. La mayoría de soluciones nutritivas se ajustan a valores de pH entre 5.5 y 6.5. En la Figura 6 se expone la capacidad amortiguadora del sistema de iones fosfato, dependiente de la adición de un porcentaje de cationes para mantener el equilibrio del sistema.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

5 5,5 5,75 6 6,25 6,5 7 7,25 7,5 7,5

pH

%

A (80:20)B (70:30)C (60:40)D (50:50)E (40:60)F (30:70)G (20:80)

Relación Ca:K

Figura 6. Relación del pH y la proporción de cationes para mantener las formas iónicas del

fosfato en equilibrio para regular el pH mediante el sistema de fosfatos (Steiner, 1973, 1984).

Antecedentes

20

La coexistencia de distintos iones fosfato dentro de la solución (H2PO4

-, HPO42-)

varia de acuerdo al valor de pH de la solución. HPO4

2-+ H+ <===> H2PO4-; pKa=7,2

Esto significa que la proporción iónica en el sistema tampón a un valor de pH 7,2 es de (1:1) de iones H2PO4

– y HPO42– mientras que si se modifica a un valor de pH de

6,2 la proporción es 10:1, a favor de H2PO4– . Esta es una de las razones de que la

gran mayoría de soluciones nutritivas, se elaboran predominantemente con la forma de fosfatos H2PO4

– encontrada en las fuentes KH2PO4 o NH4H2PO4. Debe considerarse además que el ion amonio contribuye a la amortiguación de pH de la solución nutritiva. La capacidad amortiguadora en una solución nutritiva es una de las principales características que se buscan en la mayoría de sistemas hidropónicos pues en el suelo esta función se realiza por la materia orgánica y las arcillas, las cuales permiten cierta inercia en el sistema, al no estar presentes debe tenerse especial cuidado con el mantenimiento de esta capacidad en la solución. 1.5.8.1. Carbonatos y bicarbonatos La presencia de carbonatos o bicarbonatos ocasionada por las características calcáreas del agua, puede ocasionar en algunos casos deficiencias de microelementos, tales como Fe, Mn Cu, y Zn, debido a la posibilidad de formar los carbonatos o bicarbonatos respectivos. Al inmovilizar de esta manera a los microelementos, aunque están presentes, no se encuentran disponibles para las plantas. La presencia de carbonatos, tiende a elevar el valor del pH y puede ocasionar una interferencias en la absorción de fósforo, sin embargo, los bicarbonatos pueden emplearse como tampón en el momento de formular una solución nutritiva, debido a que poseen capacidad tampón. Si se conocen las características del agua con la que se formulará la solución nutritiva, puede manejarse la capacidad amortiguadora, con la adición de cantidades pequeñas de ácidos diluidos que impedirán cambios abruptos de pH, al mantener este parámetro en un valor preestablecido para la correcta absorción de los demás iones. El sistema amortiguador de los bicarbonatos, opera debido a que el valor de pKa del sistema ácido carbónico-bicarbonato tiene un valor de 6,34 a 25 °C. Explicitado, en las siguientes reacciones el poder amortiguador del sistema. CO3

2-+H3O+↔ HCO3–+H2O

HCO3–+H3O+↔ H2CO3+H2O

HCO3–+ H3O+↔ CO3

2-+H2O

El pKa del sistema ácido carbónico-carbonato

H2CO3+H2O ↔ HCO3–+H3O+

quedaría de la siguiente manera

Antecedentes

21

Ka=[ HCO3– ][ H3O+ ]/ [H2CO3 ]=4,6x10–7

pKa =–[log Ka]=6,34

Cuando el cultivo está en su clímax, la solución nutritiva sufre continuas modificaciones en su composición, en su concentración y en el pH, a causa de la rápida absorción de los elementos minerales, de la emisión de sustancias de desecho por parte de las plantas, del aporte de sales contenidas en el agua añadida para compensar la eliminada por la evaporación o transpiración y la empleada por la síntesis de sustancias orgánicas. Las mismas sales en forma soluble, dan lugar a reacciones químicas con los elementos nutritivos haciéndolos inutilizables (Kläring et al., 1997 y 1999). Todos los procesos que se observan en el suelo tienen lugar de modo más rápido y evidente en el medio líquido de las soluciones nutritivas hidropónicas, sin ligarse al material del sustrato. Estos tienen un menor poder tampón (Inden y Torres, 2004). Si además el valor de concentración (osmótico) aumenta hasta impedir la absorción de la solución por el aparato radical. Las plantas pueden secarse, pese a estar las raíces en un ambiente húmedo, y se pudren (Molyneux 1988). Experimentalmente se han determinado los valores mínimos, óptimos y máximos de los distintos elementos nutritivos (ver Tablas 10 y 11), fuera de los cuales se producen alteraciones en los vegetales. Los datos tienen valor puramente indicativo, ya que están sujetos a variaciones en relación con numerosos factores, de ahí que en las Tablas 10 y 11 se den valores no coincidentes.

Tabla 10. Valores mínimos, óptimos y máximos de los elementos minerales contenidos en las soluciones nutritivas hidropónicas señaladas por Winsor (1979).

Concentración en la solución nutritiva (en mg L-1) Elemento Mínima Óptima Máxima N(NO3) 50 150-200 300 P 20 50 200 K 50 300-500 600 Ca 125 150-300 400 Mg 25 50 150 Fe 1,5 3 6 Mn 0,25 1 5 Cu 0,01 0,1 1 Zn 0,05 0,1 5 B 0,1 0,2 2 Mo 0,01 0,05 0,1

Antecedentes

22

Tabla 11. Valores mínimos, óptimos y máximos de los elementos minerales contenidos

en las soluciones nutritivas hidropónicas señaladas por Sholto (1976). Concentración en la solución nutritiva (en mg L-1) Elemento Mínima Óptima Máxima N(NO3) 150 300 1000 P 50 80 100 K 100 250 400 Ca 300 400 500 Mg 50 75 100 S 200 400 1000 Fe 2 5 10 Mn 0,5 2 5 Cu 0,1 0,5 5 Zn 0,5 0,5 1 B 0,5 2 5 Mo 0,001 0,001 0,002

Antecedentes

23

1.6. Importancia socioeconómica de los resultados de la presente Tesis

El interés de los objetivos que se persiguen en esta Tesis debe contemplarse en el contexto de las limitaciones, y potencialidades, propias de los países en desarrollo. Los objetivos de la Tesis están alineados coherentemente con las siguientes recomendaciones y consideraciones de futuro para estos países:

• La exploración de nuevas tecnologías forman parte de la agenda prioritaria, por la responsabilidad de producción de alimentos sanos y el consecuente ahorro de recursos, entre ellos uno vital como es el agua (Lorenzo, 2004; Medrano, 2004, comunicación personal).

• Deben proponerse esquemas de recirculación y / o automatización de

acuerdo a los alcances, adecuaciones para países en desarrollo y tecnologías intermedias, susceptibles de escalarse. Todo ello dentro de un respeto absoluto al medio ambiente (Urrestarazu, 2004; Martínez, 2004, comunicación personal).

• La tecnología de producción de jitomate en invernadero no es un eslabón

independiente y aislado, excluyente de las relaciones entre organizaciones y mercados. Debe desarrollarse un enfoque de cadena integral, donde se considere producción, poscosecha, comercialización, así como organización, capacitación y logística, para consolidar al sector (Gázquez, 2004; Sánchez, 2004, comunicación personal).

• En el futuro cercano se llegará a producir una cantidad considerable de

vegetales, para propósitos de consumo humano, pero con un enfoque distinto. En el futuro se exigirá, por ejemplo, que los jitomates tengan un certificado de contenido mínimo garantizado de licopeno, o β-caroteno, para propósitos nutricionales y de salud.

• En los países de América latina deberá producirse un incremento en la

producción por el aumento en la productividad de los cultivos, debida a la intensidad y diversificación de tecnología de agricultura protegida en invernaderos y técnicas de cultivo especiales, como la producción de hortalizas fuera del suelo.

• Los resultados del presente trabajo contribuirán, debido a la versatilidad y

flexibilidad de las herramientas del cultivo sin suelo, a generar alternativas de tecnología propia, con los fundamentos o principios básicos escalables y aplicables para todo tipo de productores.

• La producción de cultivos en invernadero. Ofrece posibilidades a las

microempresas, lo cual puede hacer disminuir el fenómeno de la emigración ilegal de mano de obra mexicana a los Estados Unidos.

CAPÍTULO 2

OBJETIVOS

Objetivos

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Objetivo principal de la Tesis Conocer el efecto de la proporción de potasio, en rendimiento y calidad, del jitomate actuando sobre las soluciones nutritivas suministradas en cultivos fuera de suelo y bajo invernadero.

Objetivos específicos

• Determinar la influencia de la concentración de potasio en la solución nutritiva y su relación con los parámetros de calidad del fruto de jitomate.

• Estudiar los parámetros de calidad en el fruto de jitomate y relacionarlos con

parámetros de evaluación sensorial.

• Determinar la influencia de la concentración de potasio en el contenido de carotenoides del fruto de jitomate.

• Proponer un paquete tecnológico accesible económicamente, para la

producción de jitomate en el bajío Guanajuatense.

CAPÍTULO 3

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales y métodos

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3.1. Plan general de los ensayos Se realizaron dos experimentos en el ciclo otoño-invierno, uno en 2002-2003 y otro en 2004-2005. En ambos experimentos se cultivó jitomate del híbrido Gabriela, de hábito de crecimiento indeterminado, en un sistema de cultivo sin suelo, bajo invernadero.

I. Ensayo en el ciclo otoño-invierno 2002-2003

El primer experimento, consistió en comparar cuatro soluciones nutritivas, T1, para la etapa vegetativa, en conjunto con T2, T3 y T4 en la etapa reproductiva, con valores crecientes en la proporción de potasio para determinar el efecto de estos tratamientos en el rendimiento total, calibre y peso fresco de fruto, así como, la distribución de elementos en la biomasa vegetal. Los tratamientos, en este primer experimento, consistieron en cuatro soluciones nutritivas, con ocho repeticiones, en un diseño en bloques al azar. Parcela elemental de 8 plantas (Figura 7). Durante la etapa vegetativa todas las plantas del ensayo fueron regadas con la misma solución (T1). Al inicio de la etapa reproductora, a la aparición de los primordios florales del primer racimo, solo uno de los tratamientos, se mantuvo con la solución T1 hasta el final del ensayo, mientras que a los otros tres se les realizó el cambio en la formulación de la solución nutritiva aplicándoles las soluciones T2, T3 y T4 según los tratamientos. El criterio empleado para la formulación de las soluciones fue el balance iónico propuesto por Steiner (1984).

II. Ensayo en el ciclo otoño invierno 2004-2005 Del primer ensayo se eligió el tratamiento T3 (40% K) por ser el tratamiento que produjo mayores calibres, para ser incorporado como tratamiento de referencia en el segundo ensayo. A partir de la solución T3, se realizaron ajustes respecto a la proporción de de potasio, obteniéndose una solución modificada T5. En el segundo experimento, durante el ciclo otoño-invierno de 2004-2005, se empleo el diseño de ensayo descrito en la Figura 8. Con los resultados obtenidos en, pre-ensayos y en el primer experimento, se definieron nuevos tratamientos que consistieron en aplicar dos soluciones nutritivas T3 y T5, correspondiendo T3 al tratamiento del ensayo anterior y T5 a un nuevo tratamiento con valores más ajustados de K en la solución nutritiva. Se generaron dieciséis repeticiones, en un diseño en bloques al azar, en donde se tomaron 8 plantas como unidad experimental (Figura 8). Durante la etapa vegetativa los dos tratamientos T3 y T5 fueron regados con la misma solución T1 (formulación de la etapa vegetativa, del primer experimento) y a partir de la aparición de los primordios florales en el primer racimo (al menos 50% de las plantas con primordios florales) se regó con las dos soluciones a comparar. En las Figuras 7 y 8 se aprecian los sistemas de distribución de cada una de las soluciones en los dos ensayos.

Materiales y métodos

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Figura 7. Esquema de la distribución del experimento en el invernadero en el ensayo 2002-2003

Figura 8. Esquema de la distribución del experimento en el invernadero en el ensayo 2004-2005.

Materiales y métodos

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Los sistemas para la aplicación de cada solución nutritiva, fueron independientes, constituidos por depósito, motobomba, filtro, y cinta de goteo, con sus respectivas válvulas de control distribuidos de acuerdo a los tratamientos. La diferencia entre los dos ensayos, fue debida a que se disminuyó el número de tratamientos, y se aumentó el número de repeticiones, en el mismo espacio físico del invernadero. En la Figura 9, se muestra el plan de trabajo de los dos ensayos, diferenciándose el caso del segundo porque, además de la medición del calibre, peso de frutos y determinación analítica de los elementos contenidos en el material vegetal, se realizaron complementariamente pruebas para evaluar la calidad del jitomate obtenido, entre ellas la determinación de licopeno y β-caroteno, grados Brix, pH, CE, entre otras, contrastándose con una serie de evaluaciones sensoriales. Con la finalidad de evaluar la rentabilidad del sistema se realizó también una evaluación económica.

Materiales y métodos

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Figura 9. Diagrama general del plan de trabajo; los cuadrados sombreados representan

actividades realizadas adicionalmente para el segundo experimento (2004-2005) respecto del primero.

Muestra de tomates

Medición de calibre

Determinación de peso

Determinación de grados Brix

Determinación de carotenoides

Muestra para

determinación de parámetros analíticos de

calidad

Muestra de tomates para evaluación sensorial

Medición de rendimientos por corte y totales

Paneles de evaluación sensorial y registro de calificaciones de tomates

Muestreos de material vegetal

Determinación analítica

Análisis estadísticos

Establecimiento del experimento

Determinación analítica

Desarrollo del cultivo

Cambio de solución por etapa fenológica

Muestras de plantas de tomate

Análisis estadísticos

Preparación del invernadero

Desinfección del invernadero

Datos

Materiales y métodos

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3.2. Ensayo en el ciclo otoño invierno 2002-2003 3.2.1. Aspectos generales Lugar del ensayo Se llevo a cabo en uno de los invernaderos del ICA-UG, (Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad de Guanajuato) ubicado en la ex Hacienda “El Copal” (20° 44’ 39,8” N, 101° 19’ 39,4” W) en Irapuato, (Guanajuato), cuya ubicación puede apreciarse en la Figura 10.

Figura 10. Localización del sitio del experimento dentro del estado de Guanajuato.

Materiales y métodos

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Invernadero El invernadero (Figura 11) es un túnel alto, de forma semicircular, mide 8 m de ancho x 30 m largo y 4,5 m de altura. Orientado Norte-Sur, cuenta con cubierta plástica, lechosa, para obtener luz difusa, y con una malla sombra del 60% colocada en la parte superior externa, con la finalidad de atenuar la radiación. Posee un extractor para el exceso de aire caliente en verano y calefacción, por medio de un quemador de gas, durante el invierno. Es un invernadero de tecnología media.

Figura 11. Panorámicas, exterior e interior, del invernadero utilizado. Preparación del invernadero El invernadero se desinfectó mediante la aplicación de una solución de metam sodio, al 5%, para evitar la presencia de patógenos. La aplicación se realizó de madrugada con la finalidad de evitar la gasificación para proceder luego a cerrar el invernadero lo más herméticamente posible para que, con la acción de la temperatura ambiente del día, se activara el proceso desinfección. Almácigo Para la producción de la plántula de jitomate, se procedió de la siguiente manera. En la última semana de junio de 2002 se estableció un almácigo en bandejas de poliestireno expandido, con 200 alvéolos. Dichas bandejas fueron llenadas con turba, sembrándose 1 semilla por alveolo, cubriéndolas con una capa de vermiculita. Durante el mes de julio se dejó desarrollar, aportando los riegos y cuidados necesarios, para trasplantar el día 10 de agosto de 2002. 3.2.2. Sistema hidropónico y soluciones nutritivas Preparación del sustrato En la Tabla 12 se muestran algunas de las propiedades del tezontle (roca volcánica), ampliamente disponible en bancos de materiales de la región que se tamizó para obtener partículas de diámetro entre 0,8 cm, para emplearlo como sustrato en el sistema hidropónico.

Materiales y métodos

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Tabla 12. Caracterización física del tezontle empleado (en %). Tamaño

partícula espacio

sólido (ES) porosidad total(PT)

porosidad de aire (PA)

porosidad de agua (PAA)

empleado 0,8 cm 38,00 62,00 50,00 12,00 optimo >85 20-30 AFD 20-30 AR 4-10

En el Anexo A-1, se recogen características de otros tipos de tezontle existentes en el mercado. Como contenedores, se utilizaron bolsas plásticas de color negro de 20 litros de capacidad (estas bolsas se utilizan en viveros forestales). Se llenaron dichas bolsas con el sustrato tamizado. Una vez llenas, fueron colocadas y alineadas. La cinta de riego fue colocada sobre sus correspondientes líneas de bolsas a la distancia de los goteros de la cintilla (40 cm). El espaciamiento entre hileras, fue de 1,0 m dentro del invernadero en donde se tomaron 8 plantas como unidad experimental. Instalación del sistema de riego Para cada solución se instaló un depósito equipado con una motobomba, filtro y válvulas para la regulación de la presión así como manómetros para dar seguimiento a la misma. Se hicieron derivaciones mediante conexiones, para distribuir las soluciones a través de la cintilla de goteo de acuerdo a los tratamientos. Como se describió con anterioridad en el plan general de los ensayos. Se tuvieron cuatro sistemas independientes con cuatro depósitos de plástico de 750 litros de capacidad y una motobomba de 0,3 kW de potencia cada una, cada bolsa se ubicó bajo un emisor, el espaciamiento entre emisores en este caso fue de 40 cm. Las características de la cinta de goteo, son las siguientes: media pulgada de diámetro, con emisores de laberinto continuo integrados, con un gasto de 1 litro por hora por metro lineal a una presión de 0,68 atm. Formulación de soluciones nutritivas Cada solución se formuló en su respectivo equilibrio y se inyectó por separado. Para la formulación se consideraron los trabajos de Steiner (1961, 1966, 1976, 1980 y 1984) con su método universal de la formulación de soluciones nutritivas y en base al contenido de total de cationes, cuya sumatoria porcentual deberá ser siempre igual a 100, se establecieron los tratamientos. En la Tabla 13 puede verse el esquema de los cuatro tratamientos.

Tabla 13. Descripción de los tratamientos empleados en el experimento 2002- 2003. Tratamientos

T1= solución etapa vegetativa durante todo el ciclo T2= solución etapa vegetativa + solución etapa reproductora 20% K T3=solución etapa vegetativa + solución etapa reproductora 40% K T4= solución etapa vegetativa + solución etapa reproductora 60% K

Materiales y métodos

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Durante la etapa vegetativa los cuatro tratamientos fueron regados con la misma solución T1. En la etapa reproductora, a partir de la aparición de los primordios florales del primer racimo (al menos 50% de las plantas con primordios florales en el primer racimo), el tratamiento T1 se mantuvo hasta el final del experimento mientras que T2, T3 y T4 fueron regados con diferentes soluciones nutritivas. En la Tabla 14 pueden verse los equilibrios iónicos de las soluciones T1, T2, T3 y T4 junto con la solución de referencia de Steiner. Como puede apreciarse, en la solución de Steiner el potasio (7 me L-1) representa el 35% de los cationes (7/20). El tratamiento T1, el K representa el 33,3 % de los cationes (6/18) mientras que los tratamientos T2, T3 y T4 el K representa el 20, 40 y 60% de los mismos (4,4/22; 8,2/20,5 y 11,56/19,21 respectivamente) Tabla 14. Solución original de Steiner, de referencia, y soluciones modificadas empleadas en

el experimento del período 2002-2003. Solución NH4

+ K+ Ca2+ Mg2+ H+ Σ cationes NO3

- H2PO4- SO4

2- HO- Σ Aniones

(me L-1). Steiner

(referencia) 0,0 7,00 9,00 4,00 0,00 20 12,00 1,00 7,00 0,00 20

T1 etapa Vegetativa 1,0 6,00 6,00 2,00 3,00 18 14,00 1,00 3,00 0,00 18

T2 etapa reproductora 0,0 4,40 8,80 8,80 0,00 22 10,84 1,08 9,74 0,34 22

T3 etapa reproductora 0,0 8,20 8,20 4,10 0,00 20,5 10,07 1,00 9,07 0,36 20,5

T4 etapa reproductora 0,0 11,56 3,86 3,86 0,00 19,28 9,41 0,94 8,46 0,47 19,28

El criterio empleado en la formulación de las soluciones, fue el balance iónico propuesto por Steiner, con un valor creciente en la proporción de K+ para la fase reproductora, manteniendo casi constante la relación de aniones y utilizando valores de CE lo mas cercano posible entre los tratamientos. Para la obtención de estos equilibrios iónicos se utilizaron las sales expresadas en la Tabla 15 y se tuvo en cuenta la composición del agua de riego utilizada (Tabla 16).

Tabla 15. Formulación de soluciones nutritivas (g1000 L-1). Etapa reproductora Sales Etapa vegetativa

T1 T2 (20%K) T3 (40%K) T4 (60%K) KH2PO4 147,4 137,2 127,9 MgSO4 . 2H2O 246 688,5 321,0 263,8 Ca(NO3)2 . 2H2O 708 880,9 821,5 433,9 KNO3 606 205,0 189,2 512,2 K2SO4 82,3 433,0 443,6 KOH 19,4 20,3 26,3 HNO3 126(mL) H3PO4 98(mL) (NH4)2SO4 66g pH 6,5 6,5 6,5 6,5 Conductividad dSm-1 2,854 3,162 3,003 2,825. Como fuente de micro elementos se utilizó un producto a base de quelatos (Librel bmx) solución al 0,5% y aplicando a razón de 1ml por litro de solución final.

Materiales y métodos

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a b

c d

e

Figura 12. Distribución de la proporción iónica (me L-1) en las soluciones de: a) Steiner

(referencia), b) etapa vegetativa (T1), c) etapa reproductora 20% K (T2), d) etapa reproductora 40% K (T3) y e) etapa reproductora 60% K (T4).

La similitud entre las formulaciones las soluciones nutritivas de los tratamientos se aprecia en las Figuras 12 (a-d) de proporción iónica, basadas en de la solución de Steiner. También se trato de conservar en la medida de lo posible el equilibrio entre las relaciones de los cationes en los diagramas ternarios respectivos (Figura 13 a-d).

Materiales y métodos

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Para obtener una transición gradual, entre la etapa vegetativa y la reproductora, en la formulación de las soluciones se trató de conservar la proporción entre los iones, se variaron los porcentajes relativos de K, Ca y Mg, (manteniendo constante la sumatoria total en 100) como se aprecia en el diagrama ternario de la Figura 13, y se mantuvo a los aniones constantes, (con la sumatoria igual a 100) de ahí surgen las soluciones empleadas en los tratamientos.

a b

c d

Figura 13. Proporciones de los iones en las soluciones empleadas en el ciclo 2002-2003

a) etapa vegetativa (T1), b) etapa reproductora con 20% K(T2), c) etapa reproductora con 40% K (T3), d) etapa reproductora con 60% K (T4).

K+ N03-

Ca2+ H2P04- Mg2+ S04

2-

Materiales y métodos

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3.2.3. Manejo del cultivo Material vegetal La variedad empleada fue Gabriela, hibrido F1, es una variedad de fruto de larga vida (long shelf life), por lo que la recolección de los frutos puede hacerse cuando el fruto esta rojo. El fruto es redondo ligeramente achatado, con peso entre 130 y 170 gramos (calibres M y G) destaca por la uniformidad de los frutos y valores bajos de producción no comercial. Trasplante Con las bolsas plásticas, una vez llenas de tezontle, colocadas dentro del invernadero, y con el sistema de riego montado (cintilla de goteo), se procedió a realizar un riego muy ligero de 1 litro por bolsa solamente de agua para proceder al trasplante de las plántulas que contaban con 10 a 15 cm de altura. Esto se realizó en las primeras horas (5 a.m.) del día 10 de agosto de 2002. Riegos En la Tabla 16 se muestran las características del agua de riego que se empleo para la formulación de las soluciones nutritivas.

Tabla 16. Características del agua de riego. C.E. pH Ca2+ Mg2+ K+ CO3

2- HCO3- SO4

2- Cl-

dS m-1 (me L-1) 0,55 7,93 2,22 1,16 0,25 0,00 4,09 0,227 0,05

Se contó con dos básculas, equipadas con un contenedor plástico donde se desarrollaron plantas a manera de microlisímetros, (ver Figura 14) para determinar la cantidad de agua (o solución) a aplicar en cada riego. La utilización de estos microlisismetros, fue para obtener mayor precisión en los riegos aplicados, así como una mejor aproximación en la determinación de biomasa vegetal para generar la curva (Kc) para el desarrollo de cultivo que se muestra en la Figura 15.

Figura 14. Dispositivos para el monitoreo del agua empleada en el riego.

Materiales y métodos

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Figura 15. Curva de coeficiente de ajuste por desarrollo del cultivo de jitomate en condiciones de invernadero.

Con los datos obtenidos en los dispositivos tipo microlisímetro y de un tanque evaporador dentro del invernadero, se dio seguimiento al desarrollo del cultivo y a la administración eficiente del riego. Battilani et al. (1999) y Battilani (2003) sugieren que se proporcionen riegos auxiliares ocasionales únicamente con agua, en etapas críticas del desarrollo, sobre todo en días muy soleados y de altas temperaturas. Tutorado Debido a que el híbrido utilizado es de hábito indeterminado, requiere de un soporte mecánico. Cuando las plantas alcanzaron una altura de 30 cm se procedió a tutorarlas mediante el empleo de una rafia especial tratada contra UV, que le permite una mayor duración y resistencia. Se empleó un gancho especial, elaborado en alambre, con el cual periódicamente se reajustó, enredando a la planta para que obtuviera el apoyo necesario, para el desarrollo adecuado de la producción. Se contó con un armazón metálico con cables donde se colocaban los ganchos que sostenían a la planta para lograr con ello un adecuado soporte, hasta el final del experimento cuando las plantas llegaron al 7º racimo con una longitud aproximada de 2,90-3,00 m. Poda Conjuntamente con el reacomodo y tutorado de las plantas, periódicamente se retiraron las yemas axilares (conocidas comúnmente como chupones) de todos los tratamientos, con la finalidad de conducir la planta con un solo tallo principal y direccionar los fotosintatos hacia los racimos.

Materiales y métodos

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Condiciones ambientales En la Tabla 17 se muestran los datos agro meteorológicos para el periodo del ensayo en ella se puede observar la necesidad de suplementar calor, en algunas ocasiones puntuales en el periodo frío, debido a la disminución de la temperatura exterior del invernadero.

Tabla 17. Datos agro meteorológicos para el periodo del experimento 2002-2003. Temperatura media

°C HumedadRelativa. Radiación Eto Precipitación MES

Aire Suelo % kW/m2 mm mm julio 20,1 22,8 84,2 4,2 63,4 101,8

agosto 20,8 23,1 80,1 9,0 137,7 150,9 septiembre 20,1 22,4 86,0 7,1 104,2 104,1

octubre 19,8 21,1 81,6 7,3 108,5 40,9 noviembre 15,6 18,9 74,7 6,0 84,6 39,6 diciembre 14,3 16,2 67,6 5,8 80,3 0,3

enero 14,3 15,7 66,6 5,8 80,7 21,3 febrero 17,2 17,2 54,5 7,4 115,9 - marzo 18,7 20,8 39,2 8,9 152,6 - abril 22,7 21,3 37,9 8,7 156,2 - mayo 25,9 23,2 34,8 4,8 88,5 - junio 24,3 21,5 37,8 8,9 161,3 -

Control de plagas y enfermedades El control de estos, se realizó principalmente con metodologías de lucha biológica. Se aplicaron trampas amarillas de atracción física con adherente y hongos entomopatógenos, (Beauveria bassiana, Phaecilomyces sp) principalmente para el control de la mosquita blanca. Para el control de hongos (tizón) se utilizaron fungicidas tales como el captan, ridomil y oxicloruro de cobre, empleados en dosis preventiva (lo mínimo posible). Cosecha Esta se realizó cuando los frutos llegaron a su madurez. Los frutos se cortaron completamente rojos (ver etapa RED en anexo A-2) cada tratamiento se cosechó por separado, y se realizaron las determinaciones correspondientes. Este ensayo se termino cuando el cultivo llego al 7º racimo.

Materiales y métodos

38

3.2.4. Determinaciones de producción y analíticas Muestreo de material vegetal foliar Se realizaron cinco muestreos de material vegetal a lo largo del ciclo. Para la determinación analítica del contenido de elementos y correlacionarlo cronológica y fisiológicamente con las etapas vegetativa, reproductora y de fructificación. En estos muestreos, tres se realizaron en la etapa vegetativa, a las 3, 5 y 7 semanas tras el trasplante respectivamente, muestreando la parte aérea de planta, y dos en la etapa reproductora, en estas ultimas el material empleado para el análisis lo constituyeron pecíolo y foliolos de la hoja opuesta al racimo formado más recientemente, cortándolos con una navaja limpia y colocándolos cuidadosamente en bolsas de papel debidamente identificadas, tal y como indica Jones (1998) como tejido de referencia más representativo de acumulación. El propósito del muestreo del material vegetal, así como la determinación analítica de los elementos, fue para realizar un seguimiento de la composición de hojas y la relación que guardaban la composición de las plantas con los distintos tratamientos y de este modo encontrar la solución, o combinación de soluciones, que generen un mejor desempeño en la producción tanto en cantidad como en calidad. Peso fresco de fruto La determinación del peso fresco del fruto, se realizó con el empleo de una balanza automática recolectando todos los frutos de las plantas de cada repetición.

Diámetro ecuatorial y polar El diámetro ecuatorial y polar de los frutos obtenidos se midió con un vernier graduado en milímetros. Con los valores obtenidos se realizó un análisis de varianza, con ayuda del programa Stat Graphics. Se procedió a determinar el diámetro ecuatorial, con la finalidad de clasificarlo de acuerdo a los parámetros comerciales descritos en la Tabla 18. La información comercial existente señala que el material vegetal empleado (híbrido Gabriela) produce, frutos que oscilan entre los calibres comerciales G y GG, de manera predominante, aunque también produce una cantidad considerable de calibre M.

Tabla 18. Clasificación de calibres comerciales utilizada para jitomates esféricos o cuasi esféricos.

Categoría Calibre en milímetros GG superior a 82 G igual o superior a 67 e inferior a 82 M igual o superior a 57 e inferior a 66 MM igual o superior a 47 e inferior a 56 MMM igual o superior a 37 e inferior a 46 (no comercial)

Materiales y métodos

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Concentración de elementos minerales en biomasa vegetal A lo largo del ciclo de cultivo, como estaba establecido en el plan de trabajo, se realizaron cinco muestreos de material vegetal (hojas compuestas alternas al racimo mas recientemente formado) para el análisis. Las muestras frescas se lavaron con abundante agua destilada, dejándose secar al aire. Posteriormente se tomaron aproximadamente 120 g de cada muestra y se procedió al secado en estufa. Las muestras se colocaron dentro de bolsas de papel debidamente identificadas, las cuales se colocaron dentro un horno eléctrico con extracción de ventilación para deshidratarlas a una temperatura menor a 60° C. Una vez que las muestras se secaron se molieron, se utilizó una criba de 2 mm y se procesaron como se señala a continuación: De la muestra seca y molida, se pesaron 0,5 g y se depositaron dentro de un matraz de digestión, se sometió a la acción de una digestión húmeda para liberar los elementos minerales de la matriz orgánica, para ello se le agregó 2,5 ml de la mezcla oxidante (HNO3 concentrado del 65% y HClO4 concentrado al 70% en relación 2,5: 1; 250 ml de HNO3 + 100ml HClO4) para digestarlo con ayuda de una plancha caliente. Se obtuvieron los digestados (aproximadamente 0,5 ml), que se utilizaron para la determinación analítica. Se tomó como punto final de la digestión, el momento en el que el contenido del matraz se torna totalmente transparente y comienzan a aparecer humos blancos, los matraces que contenían las muestras se dejaron enfriar; a cada matraz se le agregaron 24,5 ml de agua destilada y desionizada que sumados al 0,5 ml resultado de la digestión suman 25 ml, se filtró a través de papel Whatman 40. En este filtrado se encuentran listos para determinación analítica los elementos metálicos tales como: K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu y Zn. Mediante espectroscopia de absorción atómica se construyeron las respectivas curvas de calibración con un espectrofotómetro Perkin Elemer 3100. Para la determinación del contenido de fósforo, se empleó la técnica basada en espectrofotometría UV-Visible. Donde se utilizó, una fracción del digestado con ayuda de un espectrofotómetro UV-Visible termospectronic Helios γ. El nitrógeno se determinó por medio del procedimiento micro Kjeldalhl. Se pesaron 0,25 g de muestra seca y molida, se colocaron dentro de un tubo Kjeldahl. Se agregaron 2,5 g de catalizador, además de 8 ml de H2SO4 concentrado se colocó en el digestor de placa caliente hasta que tomó un color azul verdoso. Se dejó enfriar. Se agregaron 25 ml de agua destilada y desionizada. Se agitó con cuidado y se procedió a la destilación por arrastre de vapor. Se emplearon 65 ml de hidróxido de sodio al 40% y 25 ml de agua, para recibir el destilado en un recipiente con 50 ml de ácido bórico al 4% con indicador, al cambio de coloración y cuando el recipiente recolectó un volumen de 100 ml de destilado, se valoró con H2SO4.

Materiales y métodos

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3.3. Ensayo en el ciclo otoño invierno 2004-2005 3.3.1. Diseño del ensayo El presente experimento se llevó a cabo en el ciclo otoño invierno de 2004-2005 en las mismas instalaciones del ensayo 2002-2003 en el Instituto de Ciencias Agrícolas, de la Universidad de Guanajuato. Los tratamientos consistieron en dos soluciones nutritivas, con 16 repeticiones. Ver Figura 16 donde se aprecia la distribución de los tratamientos dentro del invernadero. Durante la etapa vegetativa los dos tratamientos fueron regados con la misma solución T1(solución vegetativa), a partir de la aparición de los primordios florales, al inicio de la etapa reproductora, se les realizó la sustitución de la solución del estado vegetativo por las complementarias para la etapa reproductora en este caso T3 (40% K) y T5 (45% K). El criterio empleado para la formulación de las soluciones, fue el balance iónico propuesto por Steiner (1980 y 1984) respecto del total de cationes, que siempre es igual a 100. Se eligió el tratamiento T3 (40% K) por ser el tratamiento que produjo mayores calibres, para ser incorporado como tratamiento de referencia en el segundo ensayo.

Figura 16. Esquema de la distribución del experimento en el invernadero en el ensayo 2004-2005.

3.3.2. Preparación del sistema hidropónico y soluciones nutritivas

Todas las operaciones y labores fueron realizadas en la misma forma que para el ensayo 2002-2003 en lo referente a la preparación del sustrato, instalación del sistema de riego, formulación de soluciones nutritivas. En la Tabla 19 se muestran las relaciones empleadas en este experimento las soluciones T1 y T3 son las mismas utilizadas en el ensayo anterior. En este segundo ensayo se incluyó una nueva solución (T5) que ajustó al contenido de K, este elemento representó el 45% de los cationes (9,35/20,62).

Materiales y métodos

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En la Figura 17 se aprecia la proporción entre los iones de las soluciones, se conservó en la medida de lo posible al reducir los nitratos y aumentar la proporción de potasio, en la solución. Tabla 19. Solución original de Steiner (referencia) y soluciones modificadas empleadas en el

experimento 2004-2005. Solución NH4

+ K+ Ca2+ Mg2+ H+ Σ cationes NO3

- H2PO4- SO4

2- HO- Σ aniones

(me L-1) Steiner (referencia) 0,0 7,00 9,00 4,00 0,0 20,00 12,00 1,0 7,00 0,00 20,00

T1 Etapa vegetativa 1,0 6,00 6,00 2,00 3,0 18,00 14,00 1,0 3,00 0,00 18,00

T3 (40%) Etapa reproductora 0,0 8,20 8,20 4,10 0,0 20,50 10,07 1,0 9,07 0,36 20,50

T5 (45%) Etapa reproductora 0,0 9,35 9,22 2,05 0,0 20,62 9,22 1,0 10,1 0,30 20,62

Para establecer los equilibrios iónicos anteriores se tuvo en cuenta la composición del agua de riego y se añadieron las sales que se expresan en la tabla 20.

Tabla 20. Formulación de soluciones nutritivas (g1000 L-1) en el experimento 2004-2005. Solución

etapa reproductora Sales (T1)etapa vegetativa (*) T3(40% K) T5(45% K)

KH2PO4 137,2 137,4 MgSO4 . 2H2O 246 321,0 160,2

Ca(NO3)2 . 2H2O 708 821,6 922,6 KNO3 606 189,2 K2SO4 433,0 701,1 K(OH) 20,3 16,9 HNO3 126(ml) H3PO4 98(ml)

(NH4)2SO4 66 pH 6,5 6,5 6,5

Conductividad dS m-1 2,854 3,003 3,007

Como fuente de micro elementos se utilizó un producto a base de quelatos (Librel bmx) preparando una solución al 0,5% y aplicando a razón de 1ml por litro de solución final.

(*) Se utilizó solo durante la etapa vegetativa del experimento. Tratamientos

T3= solución etapa vegetativa + solución etapa reproductora 40% K T5= solución etapa vegetativa + solución etapa reproductora 45% K

Materiales y métodos

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a b

c d

Figura 17. Distribución de la proporción iónica (me L-1) en la solución. a) Steiner (referencia), b) etapa vegetativa (T1), c) etapa reproductora 40% K (T3) y d) etapa reproductora 45% K (T5).

T1= solución etapa vegetativa T3= solución etapa reproductora 40% K T5= solución etapa reproductora 45% K Figura 18. Proporciones de los iones en las soluciones empleadas en el experimento 2004-2005.

Materiales y métodos

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3.3.3. Manejo del cultivo Las actividades y labores de manejo del cultivo, se realizaron de manera similar al primer ensayo, entre ellas trasplante, riegos, tutoreo, poda y cosecha. Almácigo Para la producción de la plántula de jitomate, se estableció un almacigo, la primera semana del mes de septiembre de 2004, y se trasplantó en los primeros días del mes de octubre (11 de octubre de 2004). Riegos Del primer experimento se obtuvieron los datos para la determinación del Kc. Dichos datos fueron obtenidos con el dispositivo tipo microlisimetro y de un tanque evaporador dentro del invernadero, para dar seguimiento del desarrollo del cultivo y administración eficiente del riego con solución nutritiva, aunque en algunas ocasiones debido a las condiciones ambientales se proporcionaron riegos auxiliares con solución diluida a la mitad sobre todo en días posteriores al trasplante. Se contó con datos agrometeorológicos diarios (ver Tabla 21).

Tabla 21. Datos agro meteorológicos para el periodo del experimento 2004-2005.

Temperatura media °C

HumedadRelativa. Radiación Eto PrecipitaciónMES

Aire Suelo % kW/m2 mm mm julio 20,5 22,5 82,8 4,9 73,8 110,7

agosto 20,8 23,5 84,5 8,8 133,0 176,0 septiembre 20,1 22,6 87,1 6,9 104,6 192,0

octubre 20,1 21,4 81,4 7,2 107,9 36,1 noviembre 16,9 18,0 65,6 6,6 101,1 0,3 diciembre 14,5 15,7 67,4 5,9 84,6 5,6

enero 14,9 15,1 69,4 6,5 92,9 8,4 febrero 16,4 16,7 68,8 6,1 89,3 13,7 marzo 17,5 17,2 53,9 8,9 141,1 17,3 abril 21,9 20,5 46,7 9,2 156,9 3,1 mayo 22,3 21,0 41,2 4,5 80,5 1,8 junio 20,7 20,6 45,9 9,2 159,2 3,1

3.3.4. Determinaciones de producción y analíticas El muestreo de material vegetal, determinaciones de peso y diámetro así como la concentración de elementos en la biomasa y el procesamiento del material vegetal se realizo en estricto apego a los protocolos establecidos, y utilizados en el ensayo 2002-2003, al igual que el análisis de varianza de los datos obtenidos, practicándose este con el programa computacional Stat Graphics.

Materiales y métodos

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Preparación de muestras de frutos Se muestrearon tres frutos de jitomate de cada racimo impar (1º, 3º, 5º, 7º y 9º). Se lavaron, enjuagaron y seccionaron, situándolos en una bandeja de aluminio previamente identificada, y se aplicó el mismo procedimiento para el procesamiento de material vegetal foliar descrito en el ensayo anterior. 3.3.5. Parámetros analíticos relacionados con la calidad. En cada corte se seleccionaron 16 muestras de frutos sobre los cuales se determinaron los valores de peso de fruto, diámetro polar y ecuatorial, grados Brix, pH, CE, licopeno, y β-Caroteno (ver Figura 19).

En cada muestra, debidamente lavada con agua desionizada, se colocó dentro de un recipiente, cubierto adecuadamente con papel aluminio. Se homogenizó, con un procesador de alimentos y se procedió a la determinación de las siguientes variables: ºBrix. Determinación de Grados Brix, en el extracto homogenizado. Se utilizó un refractómetro portátil ATAGO. Determinación de pH. En la muestra homogenizada se determinó el pH, por triplicado, Se utilizó un potenciómetro HANNA previamente calibrado. Determinación de la conductividad eléctrica. En la muestra homogenizada se determinó la conductividad eléctrica, por triplicado. Se utilizó un conductímetro HANNA previamente calibrado.

Figura 19. Preparación de las muestras de jitomate y refractómetro utilizado.

Materiales y métodos

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Sólidos totales disueltos (STD). En la muestra homogenizada se determinó la cantidad de sólidos totales disueltos. Se utilizó un medidor HANNA previamente calibrado. Determinación de licopeno. En cada uno de los racimos seleccionados (1º, 3º, 5º, 7º y 9º racimos), se tomaron muestras representativas para la determinación de licopeno extraído de frutos recién cosechados en estado rojo y se procedió a la homogenización con un procesador de alimentos. Se tomaron 5 gramos de cada una de las muestras, depositándose por triplicado dentro de un matraz de 125 ml cubierto adecuadamente con papel aluminio para impedir la degradación de los pigmentos. Se siguió la metodología descrita por Rodríguez Amaya (2001). Se agregó a cada matraz 50 ml de una mezcla de n-hexano: acetona: etanol (2:1:1, v/v/v) para solubilizar los carotenoides; las muestras se agitaron durante 30 minutos, luego de los cuales se les agregaron 10 ml de agua, desionizada y bidestilada. Se dejó que la solución reposara y se separara debido a la diferencia de polaridades. Se utilizó la fase no polar, sobrenadante en cada matraz, y el contenido total de licopeno se obtuvo al realizar la lectura de absorbancia a una longitud de onda de 472 nm, en un espectrofotómetro UV-Visible (Termospectronic Helios γ). Para transformar la lectura de absorbancia en concentración de licopeno, se consideró el coeficiente especifico de extinción (ε1%

1cm) igual a 3,450 en n-hexano de acuerdo con Rodríguez-Amaya (2001) y las ecuaciones propuestas por Carvalho et al. (2005).

Determinación de β-Caroteno. En la fase no polar donde se realizó la determinación de licopeno, se realizó la determinación del contenido total de β-Caroteno. Se utilizó para ello, un espectrofotómetro UV-Visible (Termospectronic Helios γ) y se realizó la lectura de absorbancia a una longitud de onda de 444 nm (ver Figura 20). Para convertir la lectura de absorbancia en concentración de β-caroteno, se consideró el coeficiente específico de extinción (ε 1%

1cm) igual a 2,710 en n-hexano. Además se realizaron barridos, para detectar desplazamientos de los puntos de máxima absorbancia tanto para el licopeno como para el β-Caroteno, de acuerdo con la metodología descrita por Rodríguez-Amaya (2001) y Carvalho et al. (2005).

Materiales y métodos

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Figura 20. Espectrofotómetro UV-Visible utilizado para la determinación de licopeno y

β-caroteno. 3.3.6. Evaluación sensorial

En cada uno de los racimos muestreados (1º, 3º, 5º, 7º y 9º) se realizó una evaluación sensorial en donde a los participantes del panel se les adiestró previamente, atendiendo las recomendaciones de Bourn y Prescott (2002) respecto a emplear evaluadores adiestrados. Para ello se solicitó la colaboración a un grupo de 20 alumnos de carreras de tipo agroalimentario (agronomía, alimentos e ingeniería agroindustrial) para que, ayuda de un palillo, degustaran las muestras rebanadas contenidas en los platos, enjuagando con agua entre muestra y muestra, y registrando en la papeleta respectiva las evaluaciones realizadas. Se montó un panel, con muestras de jitomate de los dos tratamientos identificados con un número consecutivo, empleando platos, vasos con agua, palillos y servilletas, en donde se ubicaron varios platos en orden aleatorio (ver Figura 21). Los participantes en el panel de evaluación sensorial desconocían la procedencia los productos evaluados.

Figura 21. Preparación del panel de evaluación sensorial.

Materiales y métodos

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A los participantes se les proporcionó una papeleta para cada muestra (ver Tabla 22) para que expresaran su valoración. Junto a cada plato de muestra con jitomate rebanado se instaló una muestra de jitomates enteros para que los evaluadores emitieran su juicio, sobre apariencia general y otras características Todo ello según el modelo de cata recomendado por Pagliarini (1999). Adaptando los parámetros utilizados por Auerswald et al., (1999), Leibovitz, (2003) y Znidarcic et al. (2003).

Tabla 22. Cuestionario de evaluación sensorial.

atributo Descripción valoración Sabor1 Intensidad sabor

0=baja intensidad, 10=alta intensidad

Dulzura1 Intensidad de la dulzura 0=baja, 10=alta intensidad

Acidez1 Intensidad de la acidez 0= baja intensidad, 10=alta intensidad

Consistencia1 La fuerza necesaria para masticar la muestra 10 veces 0=baja intensidad, 10=alta intensidad

Firmeza2 Resistencia a la presión con la punta del dedo índice sin causar daños 0=baja 10=alta

Color2 Color de los frutos 0=falto de color, 10=color rojo intenso

Aspecto1,2 Presencia de defectos, grietas en la superficie, cicatrices o áreas amarillas o verdosas en los lóculos 0=muchos defectos, 10=ausencia total de defectos

Calificación general1,2

Calificación global 0=deficiente, 10=excelente

1 determinada en piezas fraccionadas para la cata 2 determinada en frutos completos Los datos obtenidos de esta forma se procesaron y se realizó un análisis estadístico, empleando el programa el programa Statgraphics. Para determinar el grado de asociación de las variables medidas, y la tendencia de estas. Se utilizó la técnica del análisis de componentes principales. Debido a que esta técnica estadística se permite visualizar gráficamente la distribución de los componentes principales dentro de un conjunto de datos. (ver anexo A-5 de tratamiento estadístico). El análisis de componentes principales entre las variables determinadas en los frutos tanto analíticamente como en la evaluación sensorial, se realizó los racimos 1º, 3º, 5º, 7º y 9º. 3.3.7. Estudio de evaluación económica de producción de jitomate Con la finalidad de conocer la rentabilidad del sistema de producción se realizó un ejercicio de evaluación económica de la producción y se contrasto con los costos de los ciclos estudiados. Sí la relación ingresos/costos obtenido es mayor a la unidad entonces se puede señalar que existe rentabilidad, en el caso contrario, cuando este cociente no llega a la unidad, entonces se deduce que los costos exceden a los beneficios y se puede describir al sistema como no rentable.

CAPÍTULO 4

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Resultados y discusión

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4.1. Experimento I: ciclo otoño invierno 2002 – 2003 4.1.1. Producción total y componentes de cosecha En lo sucesivo, para la discusión de los resultados del ensayo, se emplearan las siglas T1, T2, T3 y T4 entendiéndose que, respectivamente, representan: T1: solución de etapa vegetativa aplicada durante todo el ciclo; T2: solución etapa vegetativa (T1), mas solución 20% K en la etapa reproductora; T3: solución etapa vegetativa (T1) y solución 40% K en la etapa reproductora y T4: solución etapa vegetativa (T1) y solución 60% K en la etapa reproductora, como se describió en el capítulo de Materiales y Métodos. En la Tabla 23 se recogen los resultados referentes a producción total y de los componentes de cosecha. Se pudo apreciar de manera general que la producción total de los tratamientos tendió a ser similar entre T1 y T2 ya que produjeron un rendimiento semejante mientras que T4 y T3 se ubicaron por debajo con una cantidad ligeramente menor, separándose T3, como el tratamiento en el que la producción total fue la menor Se observó de manera general que existieron diferencias entre los tratamientos para la producción total y comercial en particular fueron estadísticamente significativas. Estos resultados mostraron, concordancia con los obtenidos en otras investigaciones (De Rijck y Schevens, 1998; Chapagain y Wiesman 2004) donde se ensayaron soluciones de distinta composición y se evaluó el efecto en rendimiento jitomate. Tabla 23. Producción total y componentes de cosecha.

Producción total kg/parcela

Producción comercial kg/parcela

Producción no comercial kg/parcela

Producción total kg /m2

frutos nº/m2

Peso medio de fruto (g)

Calibre medio en mm

T1 51,87 b(*) 50,84 b 1,36 b 6,92 b 50,0 b 122,56 a 62,50 a T2 51,83 b 50,79 b 1,03 b 6,96 b 48,0 ab 125,93 a 63,87 a T3 45,96 a 45,49 a 0,47 a 6,01 a 46,0 a 137,45 b 69,12 b T4 49,97 b 48,83 b 0,99 b 6,66 b 47,0 a 124,43 a 63.25 a

(*)Medias seguidas por letras diferentes, en columnas, son significativamente diferentes (p<0,05) según el test de comparación múltiple de medias HSD (Tukey).

En general, puede señalarse que el comportamiento respecto a producción fue aceptable, pues la producción de valor comercial entre los tratamientos, presentó diferencias, con significación estadística. Se destaca a nivel general que la producción no comercial (por pudrición apical y otros defectos) fue muy pequeña en todos los tratamientos, en particular se distinguió T3 con la menor cifra de producción con defectos, que no alcanzó valor comercial. Este comportamiento de rendimientos, podría explicarse, debido a que se le realizó el mismo manejo a todas las plantas, a excepción de la solución nutritiva empleada, sin embargo los valores de CE empleados pudieron contribuir a la diferenciación entre los tratamientos como lo señalan Adams, (1991 a y b) y Thybo al., (2005), Krauss et al., (2006).

Resultados y discusión

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Concerniente a los resultados de calibre medio del fruto, cuyo valor máximo se encontró en T3, que aventajo a todos los tratamientos, mientras que para T2 y T4 se observó una tendencia de similitud separándose, de T1 con la menor magnitud de calibre. T2 y T4 resultaron similares entre si, sólo se diferenciaron de T1 en que el peso medio del fruto y el calibre medio fueron ligeramente mayores. Los datos para T3 mostraron una tendencia en la que la producción total menor pero diferenciada por un mayor peso y diámetro de fruto, estos comportamientos pueden ser explicados, por la existencia de diferencias en los valores de CE utilizados para las soluciones, pese a que se trato que fuesen semejantes, estas diferencias pudieron generar influencias en el rendimiento y calidad como lo señalan Adams (1991a) y Auerswald et al. (1999). Al observar la tendencia respecto al número de frutos por metro cuadrado, T1 contó con el valor más alto, T2 y T4 prácticamente similares y T3 fue el tratamiento donde se presentó la menor magnitud.

En referencia al parámetro de peso medio del fruto, se observó una tendencia al contrario pues en este parámetro T3 contó con el valor mayor, seguido por T2, T4 y T1, donde se presentó el valor menor. En resumen, los tratamientos aplicados afectaron a los componentes de la cosecha, manifestándose para T1, T2 y T4 como un aumento de número de frutos, aunque de diámetro y peso ligeramente menor. En el caso de T3 tuvo un comportamiento diferente, la producción total fue menor pero los componentes de peso y diámetro fueron mayores. Este último comportamiento puede ser explicado porque al existir un número menor de frutos los nutrimentos son aprovechados de manera distinta, como mencionan De la Torre et al. (2001) en sus ensayos referentes al incremento del peso y el diámetro de fruto de jitomate, 4.1.2. Clasificación por calibre Para tener una mejor apreciación, en la Tabla 24 se presentó la distribución porcentual de los calibres de los frutos obtenidos por tratamiento. Destaca de manera global, la dominacia de calibres grandes, GG (superior a 82 mm.) y G (igual o superior a 67 e inferior a 82 mm.) los tratamientos, sin embargo, al analizarlos con más detenimiento, se presentaron diferencias significativas, por la tendencia generalizada de frutos con diámetro, G, seguidos de GG, M (igual o superior a 57 e inferior a 66) y MM (igual o superior a 47 e inferior a 56) respectivamente. Este comportamiento podría ser explicado, por la interacción de un hibrido de características muy regulares y homogéneas, con un sistema en el que todas las plantas se manejaron de manera similar con excepción del empleo de distintas soluciones. La mayor presencia de frutos con diámetro M y MM dentro del tratamiento T1 pudiese ser explicado por la presencia del ion amonio dentro de la formulación de la solución nutritiva administrada, lo cual provoca un menor desarrollo de los frutos.

Resultados y discusión

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Según Gómez et al. (1992) y Casas (1993) las relaciones iónicas afectan directamente la calidad de los jitomates, lo cual queda en evidencia en T2 y T4 que tuvieron un efecto similar, con una notoria producción de calibres G y GG, mientras que en T3 tuvo los porcentajes correspondientes a jitomates con calibres más grandes, de mayor peso y diámetro, que pudiese ser explicada por la influencia de la CE como lo señalan Adams (1991a), Auerswald et al. 1999, Urrestarazu et al. (1999).

Tabla 24. Distribución porcentual de calibres en la producción. Tratamiento calibre GG G M MM % de frutos T1 31,57 a (*) 41,32 a 18,37 d 8,72 c T2 36,57 b 42,12 a 13,46 c 7,84 bc T3 40,69 c 48,33 b 7,71 a 3,20 a T4 36,84 b 46,77 b 12,31 b 4,00 ab

(*)Medias seguidas por letras diferentes, en columnas, son significativamente diferentes (p<0,05) según el test de comparación múltiple de medias HSD (Tukey).

Estos resultados plantean que los tratamientos se diferenciaran entre sí, demostrándose los argumentos de Kläring et al. (1999) y Kläring y Schwarz (1999), que señalan el efecto de la calidad del fruto que depende en gran medida de la aplicación de una solución con una concentración equilibrada y el manejo de la misma respecto a CE y remarcando que la relación K/N por arriba de 1 es de vital importancia. A la vista de estos resultados en los que T3 produjo los tomates de mayor calibre en las categorías GG y G, pese a no ser el tratamiento mas productivo, por tal motivo este tratamiento se eligió para ser incorporado como referencia en el ensayo 2004-2005 ya que se busca la producción de jitomate de calidad. 4.1.3. Producción parcial en recolecciones sucesivas a lo largo del ciclo En la Figura 22 puede apreciarse el rendimiento por corte referido a cada tratamiento, con las respectivas fechas de corte. Debe especificarse que en este experimento se llegó hasta el séptimo racimo. Los datos de la producción mostraron una tendencia bastante similar entre los tratamientos. De manera global, no se aprecian diferencias entre el comportamiento general de los tratamientos ya que todos manifestaron una marcha similar, diferenciada ligeramente solo por la magnitud a lo largo del ciclo de cultivo. La producción tuvo un máximo histórico dentro de la campaña en el corte correspondiente al día 29 de diciembre de 2002. Como se puede apreciar el comportamiento general del rendimiento tuvo una distribución de tipo diente de sierra, con tendencia a la baja, pues a medida que la edad de la planta avanzaba la producción fue disminuyendo indistintamente de los tratamientos.

Resultados y discusión

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Figura 22. Rendimiento de jitomate, variedad Gabriela, para los cuatro tratamientos a

lo largo del ciclo de cultivo (2002-2003). En la Figura 23, se aprecia el rendimiento acumulativo por tratamiento, referido a las correspondientes fechas de corte. Se aprecia que T1 y T2 tienen un rendimiento prácticamente similar, seguido de T4 con un rendimiento ligeramente menor a los anteriores tratamientos y T3, tuvo el rendimiento acumulado menor de todos. En este punto cabe destacar que aunque los tratamientos, T1, T2 y T4 tuvieron un rendimiento total numéricamente mayor respecto a T3, al considerar las componentes de cosecha de calibre y peso de fruto, se encontraron diferencias estadísticamente significativas, al menos para uno de los tratamientos, lo cual coincide con los resultados encontrados por Müller y David (1987) y Field y Nichols (2004) que respectivamente señalan la importancia del control de la nutrición mineral en la calidad y tamaño de jitomate.

Figura 23. Rendimiento acumulado de jitomate, variedad Gabriela, para los cuatro

tratamientos a lo largo del ciclo de cultivo (2002-2003).

Resultados y discusión

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En el tratamiento T1 existió una ligera incidencia de pudrición apical la cual pudo deberse, como lo señala Besford (1978), a la sustitución del ion amonio por el ion potasio y a la posibilidad del bloqueo del calcio en la relación entre los cationes presentes en la solución. Algunos autores (Adams, 1992 y Barret, 2001), argumentan que la presencia del ion amonio dentro de la solución promueve un desarrollo vegetativo adecuado pero, en la fase reproductora, la producción se afecta con frutos de calibres pequeños. Por consiguiente la proporción de amonio y nitrato es determinante en el desarrollo de los vegetales pues concentraciones mayores al 10% de amonio suelen ser fitotóxicas, máxime en condiciones hidropónicas. La mayor disponibilidad de nitrógeno promueve el desarrollo de biomasa vegetativa (hojas y tallos) aumentando la suculencia de las plantas, y propiciando el desarrollo vegetativo sobre el de los frutos, que puede reducir el tamaño de los mismos. Esto puede explicar el comportamiento de T1 donde se empleó, durante todo el ciclo, una solución que contenía amonio, de esta manera pudo haberse favorecido la producción de calibres pequeños, como lo proponen Field y Nichols (2004) y Gent (2004). Por otra parte, algunos autores como Adams (1991a, b y 1994) y Papadoupolus (1991) señalan que la CE de la solución nutritiva debe ser incrementada en el periodo reproductivo con la finalidad de mejorar la calidad de los frutos, cosa que en particular, por la naturaleza del tratamiento, para T1 no se realizó. 4.1.4. Composición química de la biomasa En las Figuras 24 y 25, se presentan los datos de composición química de biomasa, en los distintos muestreos, en la fase vegetativa, a las 3, 5 y 7 semanas después del trasplante, así como en la etapa reproductora, durante el primer y tercer racimo. Se analizó la parte aérea completa de la planta en los muestreos de la etapa vegetativa y, en los muestreos de la etapa reproductora, los foliolos y pecíolos de la hoja más recientemente formada opuesta al racimo en cuestión. En las Figuras 24 y 25 se recoge la distribución de macro y microelementos en la biomasa. A nivel general, T1, donde no se realizó cambio en la formulación de la solución a lo largo del ciclo de cultivo, tuvo un comportamiento algo similar, a los demás tratamientos T2, T3 y T4, sin embargo, existieron diferencias, que no llegaron a tener significancia estadística. Debe señalarse de manera global que los valores, registrados por los elementos estudiados, estuvieron acordes a los publicados como óptimos, por Jones (1998) Reuter y Robinson (1988), para el jitomate en las fases de muestreo utilizadas, recogidas en el anexo A-3, con lo cual se asegura que las plantas tuvieron una adecuada de nutrición. A continuación se analizan las tendencias de los elementos a lo largo del ciclo.

Resultados y discusión

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El nitrógeno, dentro de los muestreos realizados en la etapa vegetativa, tuvo una tendencia creciente que disminuyo en la etapa reproductora, en el primer racimo, en T1, T3 y T4 y presentó una tendencia a aumentar en el tercer racimo, excepto en T2 donde esta tendencia fue mínima. Algunos autores (Fanasca et al., 2005 y 2006) responsabilizan de este hecho a las relaciones iónicas en la solución nutritiva y a las formas específicas de los elementos presentes, en este caso amonio y nitrato, dado que el nitrógeno es uno de los elementos mas demandado por los vegetales dentro de su ciclo.

Figura 24. Contenido de N, P, K, Ca y Mg, en biomasa para los distintos muestreos y tratamientos.

Resultados y discusión

54

La distribución del nitrógeno, tuvo un comportamiento similar en todos los tratamientos, los valores obtenidos se encontraron dentro del intervalo, de valores señalados como óptimos. Es notorio cuando se paso al primer y tercer racimo, pues se percibió el cambio de la fase fenológica, influido por las fuentes de nitrógeno, como apuntan Albu-Yaron et al. (1993) respecto al uso de nitrato en jitomate. El fósforo, presentó un comportamiento similar, independientemente del tratamiento. Inicialmente se tuvo un efecto creciente hasta llegar a un máximo, en el último muestreo dentro de la etapa vegetativa, para posteriormente disminuir en la etapa reproductiva. Este comportamiento se podría explicar, bien por el tipo de tejido vegetal muestreado, parte aérea de la planta completa, o bien, como lo señala Ho (2004), el fósforo se incorpora a una serie de enzimas responsables de la síntesis y desarrollo de las estructuras florales y del fruto por lo que la concentración de este elemento tendió a disminuir de manera perceptible en los tejidos muestreados. Sobre el contenido de potasio, dentro de la biomasa, puede señalarse que fue el elemento que presentó los valores más altos de acumulación en los tejidos muestreados, excediendo en algunos casos los valores publicados por Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988), hasta en casi un 40%, en los muestreos de la etapa reproductora, a excepción de T4. Se detectó en la etapa vegetativa un comportamiento con tendencia creciente, que se continúa en la etapa reproductora, siendo de manera muy similar para T2 y T3, un poco menor en T1 y una tendencia mas baja, incluso decreciente, que se presentó en T4. Suelter (1985) menciona que este elemento tiene implicaciones fisiológicas en procesos tales como cierre estomático, transporte de azúcares, y activación enzimática, actividades relacionadas directamente con la calidad de los frutos. Debido, a la mayor disponibilidad de este elemento en algunos de los tratamientos por el cambio de la solución practicado, el K tendió a ser acumulado en la biomasa vegetal sin embargo, esta acumulación no responde al incremento del K en la solución nutritiva. Se debe recordar que los tratamientos T2, T3 y T4 tienen sucesivamente una mayor concentración de K y ello no se reflejo en los análisis foliares. Posiblemente debido a interacciones como a la relación K/Mg de T4 en combinación con el valor de CE pudieron limitar la absorción de K como lo mencionan Fanasca et al. (2005), y. Chapagain y Wiesman (2004). Hartz et al. (2001) por su parte, señalan que el desequilibrio entre elementos, puede causar problemas que dificultan absorción mineral. Especialmente importantes son K/Mg, K/Ca, Ca/Mg, estas relaciones deben guardar una correcta proporción, para que ninguno de los cationes ocasione desbalances. Tedesse et al. (1999) por su parte, en ensayos realizados con pimiento, remarcan la importancia del potasio en la mejora del rendimiento y calidad final de los frutos. El potasio, como mencionan Chapagain y Wiesman (2004), es un elemento muy móvil, lo que podría explicar su distribución generalizada en la biomasa vegetal. Uno de los papeles principales del potasio es la participación activa en el transporte de asimilados hacia los frutos; en los tejidos de los vegetales tiene un efecto

Resultados y discusión

55

acumulativo, participando en el aumento de actividad fisiológica durante el periodo de llenado de los frutos y la activación enzimática. Para el calcio, se obtuvo un comportamiento similar, indistintamente de los tratamientos. Existió una consistente tendencia al alza teniendo como máximo el tercer muestreo, dentro de la etapa vegetativa, luego disminuye y se incrementa en el último muestreo. Los valores obtenidos son acordes a los que se describen por Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988) como óptimos, sin embargo deben considerarse las posibles alteraciones ocasionadas por el acelerado desarrollo de los frutos, que pudieron coincidir, y generar, un efecto de deficiencia temporal de calcio cuando el requerimiento del elemento superó a la tasa de absorción, pudiendo existir un ligero desfase y retardo de la producción. Los valores obtenidos para el elemento magnesio, se encontraron en los intervalos, señalados como óptimos por Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988); este elemento mostró un comportamiento similar al calcio y, como señalan Fanasca et al. (2005 y 2006), existió una interacción muy cercana entre los cationes proporcionados en la solución y su tasa de acumulación en los tejidos vegetales, por lo que el manejo adecuado de las proporciones iónicas determinará el rendimiento y calidad de los cultivos. En la Figura 25 se presentan los comportamientos de microelementos presentes en la biomasa vegetal los cuales, en términos generales, se encontraron dentro de los intervalos considerados como adecuados para las fases muestreadas.

Resultados y discusión

56

Figura 25. Distribución de microelementos en biomasa según momento de muestreo y tratamiento.

En algunos casos se presentaron valores de microelementos que, según los límites señalados, podrían considerarse altos, sin embargo, no se presentaron síntomas visuales de toxicidad en las plantas del experimento. Debe señalarse que en la mayoría de los casos los microelementos actúan como activadores enzimáticos, o coenzimas responsables de la activación metabólica de los vegetales, sin embargo Ruiz (2003) señala, para jitomate de la variedad Gabriela, que al estar muy disponibles, las plantas tienden a acumularlos como reserva en tallos, hojas y raíces, lo que al parecer fue el caso para algunos de los elementos evaluados. Debido a que se utilizo un complejo con quelatos (EDDHA), para el aporte de microelementos, para asegurar la disponibilidad en un intervalo amplio de pH, aunado a que las soluciones se mantuvieron en un valor de pH (6.5), dichas condiciones pudieron favorecen la acumulación de estos elementos químicos.

Resultados y discusión

57

Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988) indican que las deficiencias de microelementos son causadas con mayor frecuencia por las interacciones debidas al exceso de otros elementos, más que por la escasez. Respecto al comportamiento del contenido de hierro, se puede señalar que los valores estuvieron dentro de los intervalos señalados como óptimos (300 ppm, Jones, 1998), a excepción de T4 que a medida que el ciclo de cultivo avanzó la tendencia fue a decrecer, aunque nunca por debajo del valor señalado como optimo. Para el cobre, la tendencia general en todos los tratamientos fue a manifestar valores que se consideran como óptimos. Se dio un comportamiento de especial acumulación en el segundo y tercer muestreos, que pueden ser explicados por la disponibilidad del cobre en forma quelatada, así como por una posible absorción del elemento procedente de la aplicación de fungicidas preventivos. Respecto al comportamiento del zinc, este elemento expresó valores descritos como óptimos. En T1 presentó alternancia entre valores de un muestreo a otro, en T2 en la etapa vegetativa presentó valores alternados entre bajos y altos, y en la etapa reproductora, una tendencia al incremento, en T3 presentó este patrón de alternancia entre valores de muestreos sucesivos y en T4 tiene un comportamiento distinto, con valores relativamente altos en la etapa reproductora. Los contenidos de manganeso obtuvieron valores, descritos como óptimos, con una tendencia creciente generalizada, independiente de los tratamientos, durante el periodo vegetativo, decreciendo en el periodo de los muestreos correspondientes a la etapa reproductora.

Resultados y discusión

58

4.2. Experimento II ciclo otoño-invierno 2004 - 2005 En este segundo ensayo se diseño utilizando los resultados y las experiencias del primero, es decir, utilizando el tratamiento T3 qué produjo los jitomates con un calibre mayor. Sobre la base de este tratamiento se modificó ligeramente la proporción iónica, disminuyendo los nitratos y aumentando el potasio con la finalidad de obtener un tratamiento, T5 con 45 % K con una relación K/N cercana a 1,0 como recomiendan Fanasca et al. (2005), además se estudiaron aspectos relativos a la calidad de los jitomates realizando una serie de evaluaciones a las características de calidad a través determinaciones analíticas y de carácter sensorial. 4.2.1. Producción total y componentes de cosecha En la Tabla 25 se presentan los resultados de producción y componentes de cosecha del ensayo realizado el ciclo otoño invierno de 2004-2005. Se detectan diferencias significativas, entre los tratamientos empleados, T5 presentó un rendimiento significativamente mayor a T3 en la producción de kilogramos por metro cuadrado, peso medio de fruto y calibre de fruto. El número de frutos-m2 fue significativamente mayor en T3 que en T5 y consecuentemente el peso medio de fruto y el calibre fueron significativamente superiores en T5.

Tabla 25. Producción total y componentes de cosecha: ciclo otoño invierno de 2004-2005.

Producción total kg -m2

nº de frutos nº/m2

Peso medio de fruto (g)

Calibre medio (mm)

T3 11,32 a(*) 82,3 b 142,26 a 67,83 a T5 12,54 b 78,6 a 162,29 b 79,49 b

(*)Medias seguidas por letras diferentes, en columnas, son significativamente diferentes (p<0,05) según el test de comparación múltiple de medias HSD (Tukey).

4.2.2. Producción por racimos En este ensayo el cultivo se llevo hasta el 10º racimo, se analizaron, los racimos impares (1º, 3º, 5º, 7º y 9º). Además de mejorar el rendimiento global la producción tuvo una significativa mejoría de la calidad en los frutos (ver Tabla 26). En todos los racimos estudiados, los tratamientos T3 y T5 presentaron un comportamiento con diferencias significativas. Al ser comparado número de frutos por racimo T3 superó a T5. Respecto a peso y diámetros de fruto, las magnitudes mayores se presentaron en T5. En referencia al peso individual de fruto, en el tratamiento T3 fue siempre de magnitud menor al de T5, repitiéndose este comportamiento a lo largo del desarrollo del ciclo del cultivo. Respecto al diámetro ecuatorial (calibre) T3 es menor que T5 y las diferencias son estadísticamente significativas.

Resultados y discusión

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Tabla 26. Componentes de cosecha por racimos muestreados y total. Tratamiento Numero

de frutos

por racimo

Peso de fruto (g)

Diámetro ecuatorial

(mm)

Diámetro polar (mm)

Frutos primer racimo T3 7,38 b (*) 139,80 a 69,18 a 54,76 a T5 6,50 a 158,07 b 81,41 b 57,54 b

Frutos tercer racimo T3 7,69 b 143,85 a 68,40 a 54,94 a T5 6,81 a 165,16 b 80,74 b 57,24 b

Frutos quinto racimo T3 8,00 b 140,60 a 66,84 a 54,01 a T5 6,44 a 160,78 b 79,50 b 56,80 b

Frutos séptimo racimo T3 7,94 b 145,29 a 67,74 a 54,88 a T5 6,31 a 164,98 b 78,35 b 57,18 b

Frutos noveno racimo T3 7,56 b 141,80 a 67,02 a 53,53 a T5 6,88 a 162,50 b 77,48 b 56,04 b

Valores medios T3 7,71 b 142,26 a 67,83 a 54,42 a T5 6,59 a 162,29 b 79,49 b 56,96 b

(*) Medias seguidas por letras diferentes, en columnas, son significativamente diferentes (p<0,05) según el test de comparación múltiple de medias HSD (Tukey).

En la Figura 26, se registran los datos de los cortes sucesivos del ensayo; la distribución global de los cortes presentó una tendencia de campana con el máximo en el corte del día 17 de marzo de 2005, para ambos tratamientos, diferenciándose T5 con una producción ligeramente mayor. Este comportamiento tiene un mejor ajuste a la ventana de oportunidad de precios del mercado que el del primer ensayo, además de un rendimiento más consistente, debido a que se retomaron las experiencias de manejo del cultivo de ensayos previos.

Resultados y discusión

60

0

2

4

6

8

10

12

14

23/I/

05

28/I/

05

29/I/

05

05/II

/05

13/II

/05

22/II

/05

28/II

/05

06/II

I/05

11/II

I/05

17/II

I/05

24/II

I/05

30/II

I/05

10/IV

/05

20/IV

/05

03/V

/05

12/V

/05

20/V

/05

Fecha de corte

Ren

dim

ient

o to

tal p

or tr

atam

ient

o kg

/ par

cela

T5 (45%)T3 (40%)

Figura 26. Producción por cortes durante el experimento 2004-2005. En la Figura 27 se presentan los datos del rendimiento acumulado para cada tratamiento, la tendencia que se presentó en ambos tratamientos es una curva sigmoide, en la que T5 presentó un rendimiento ligeramente mayor, a T3.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

23/I/

05

28/I/

05

29/I/

05

05/II

/05

13/II

/05

22/II

/05

28/II

/05

06/II

I/05

11/II

I/05

17/II

I/05

24/II

I/05

30/II

I/05

10/IV

/05

20/IV

/05

03/V

/05

12/V

/05

20/V

/05

Fecha de corte

Ren

dim

ient

o ac

umul

ado

kg/ p

arce

la

T3 (40%)T5 (45%)

Figura 27. Producción acumulada de cortes durante el experimento 2004-2005.

Resultados y discusión

61

4.2.3. Composición química de la biomasa En las Figura 28 y 29 se muestran la composición en macro y microelementos respectivamente en las muestras de biomasa vegetal. Se puede señalar a nivel general que aunque existieron ligeras diferencias, entre los tratamientos, estas no llegaron a ser significativas estadísticamente; ello evidencia que las plantas estuvieron dentro de los niveles adecuados de nutrición porque los valores obtenidos estuvieron acordes a los publicados como óptimos, para el cultivo de jitomate, en las fases de muestreo descritas por Gertsson (1995) y Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988).

Figura 28. Distribución de macroelementos en biomasa.

Resultados y discusión

62

Para el nitrógeno, los valores obtenidos se encuentran dentro del intervalo de valores señalados como óptimos por Jones (1998) y durante los muestreos realizados en la etapa vegetativa, tuvo una tendencia creciente, que cae en la etapa reproductora. Presentó una tendencia a aumentar en el tercer racimo, en T3 esta tendencia es mínima y en T5 es ligeramente mayor. Con el fósforo, inicialmente existió acumulación que presentó un máximo en el muestreo correspondiente al ultimo de la etapa vegetativa, posteriormente tiende a disminuir, en la etapa reproductora. Al igual que en el ensayo precedente, tal vez el tipo de tejido vegetal muestreado fue el responsable de los valores obtenidos; en este caso, para la primera etapa, se muestreo la parte aérea completa de la planta, mientras que, para la etapa reproductora, la muestra la constituyeron solamente foliolos y pecíolos. Su papel dentro del desarrollo de las estructuras florales y del fruto podría explicar la disminución en los tejidos muestreados, como lo indica Oke et al. (2005). Respecto del contenido de potasio, durante la etapa vegetativa, se observó un comportamiento de tendencia creciente, que continua en la etapa reproductora en ambos tratamientos. Puede señalarse que este elemento presentó valores más altos en referencia a los publicados como óptimos por Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988), observándose la acumulación dentro de los tejidos muestreados debido a la mayor disponibilidad de este elemento por el cambio de la solución practicado en la etapa reproductora y debido a que uno de los papeles principales del potasio es el transporte de azucares hacia los frutos. En este ensayo si se obtuvo una correlación entre el K absorbido y el K presente en los tratamientos T3 y T5. El comportamiento que se observó para el calcio fue similar en ambos tratamientos, expresándose como una consistente tendencia al alza dentro de la etapa vegetativa, teniendo como máximo el tercer muestreo, posteriormente disminuye y se incrementa en el siguiente muestreo, variando muy ligeramente al comparar los tratamientos. Debe destacarse que los valores obtenidos son acordes a los que proponen Jones (1998) y Reuter y Robinson (1998). El magnesio tuvo prácticamente un comportamiento igual en ambos tratamientos, tendió a presentar un máximo en el tercer muestreo de la etapa vegetativa, para luego descender en el primer muestreo de la etapa reproductora tendiendo a variaciones posteriores muy pequeñas, coincidiendo parcialmente con Chapagain y Wiesman (2004). En la Figura 29 se presentan los comportamientos de microelementos en la biomasa vegetal, los cuales se encuentran dentro de los intervalos adecuados para las fases muestreadas.

Resultados y discusión

63

Figura 29. Distribución de microelementos en biomasa en los diferentes estadios de

crecimiento. Ruiz (2003), en su trabajo específico sobre jitomate de la variedad Gabriela, sugiere que si existe la disponibilidad de micro elementos en la solución nutritiva, las plantas tienden a acumularlos como reserva en los tallos, hojas y raíces. Gundersen et al. (2001) y Helyes et al. (2006). señalan la importancia de los microelementos en la calidad final del fruto de jitomate, por esta razón, se manejo la solución nutritiva, con valores de pH de 6,5 se empleo una fuente de microelementos cuya base son los quelatos con EDDHA. El contenido de hierro, presentó valores enmarcados como óptimos por Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988), sin embargo, existieron ligeras diferencias entre los tratamientos, pues en T3 tendió a disminuir mientras que T5 se conservó constante durante el desarrollo de la etapa reproductora. Los dos tratamientos, manifestaron comportamientos casi idénticos referentes a la acumulación de cobre, con valores que se consideran como óptimos. El zinc por su parte, expresó un comportamiento cuya tendencia principal en T3 es a la baja, con un máximo en el primer muestreo de la etapa reproductora. Ambos tratamientos se situaron en valores considerados como óptimos, sin embargo T5 presento valores constantes para la etapa reproductora. Los contenidos de manganeso obtuvieron valores descritos como óptimos. Y presentaron una tendencia creciente durante el periodo vegetativo decreciendo

Resultados y discusión

64

posteriormente en el periodo correspondiente a la etapa reproductora para T3. sin embargo, se detectan diferencias, pues T5 en la etapa reproductora conservo sus valores. Por último se puede argumentar que el contenido y distribución de elementos en la biomasa vegetal de jitomate mostrados en las Figuras 28 y 29, se corresponden aproximadamente a los encontrados por Sonneveld y Voogt (1990) en jitomates desarrollados en solución nutritiva. Snir y Neuman (1997), señalan que el suministro iónico, CE y potencial osmótico son determinantes del crecimiento de los vegetales en un cultivo sin suelo y que las plantas reaccionan a las condiciones de la zona radicar, produciendo un adecuado crecimiento de órganos aéreos, en particular en los racimos. Los frutos relativamente más grandes, acumulan una mayor cantidad de iones potasio debido a que en un fruto mas grande, con mayor masa requiere mas potasio para el correcto transporte de azucares durante la etapa de llenado del fruto, si las condiciones de la zona radical son propicias, y reducen su tamaño si estas no están en el óptimo. 4.2.4. Composición y calidad de fruto Se analizaron características relacionadas con la calidad del fruto. En la Tabla 27 se muestran los resultados de diferentes parámetros de fruto en función del racimo y total. Se realizaron las determinaciones de parámetros enfocados a la calidad (Tabla 27), resalta una diferenciación, significativa en el incremento de grados Brix y contenido de carotenoides, en los que se obtuvieron resultados similares a los de Prieto et al. (1991), Barrett (2001), Tabatabaie et al. (2004), en ensayos de mejora de la calidad de jitomate con empleo de soluciones nutritivas. Como se aprecia en la Tabla 27, existieron diferencias significativas entre los tratamientos sobre todas las variables determinadas entre ellas, pH, CE, ºBrix, sólidos totales disueltos y los carotenoides, licopeno y β-caroteno, lo cual coincide con autores tales como Carvalho et al. (2005), Prieto et al. (1991), Barrett (2001), Sadler (1990) y Tabatabaie et al. (2004). Los alimentos contienen sustancias potencialmente carcino-protectoras (carotenoides, vitaminas etc.). En la Tabla 27, se observan los contenidos de carotenoides en los tratamientos, que coinciden con valores publicados por Rao et al., (1998); Rao y Agarwal, (1999); Agarwal y Rao, (1998 y 2000). Los carotenoides se encontraron en cantidades similares también a las señaladas por Groos (1987) y por Trudel y Ozbun (1970) en ensayos realizados para determinar la influencia del potasio en el contenido de carotenoides. Resalta entre las variables el contenido de carotenoides, pues independientemente del racimo considerado en el tratamiento T5, se presentó un mayor contenido de licopeno que de β-caroteno, invirtiéndose la relación para el caso del tratamiento T3.

Resultados y discusión

65

Esto se vio reflejado en la coloración de los frutos de cada tratamiento y en su calificación de color en la evaluación sensorial. Los jitomates del tratamiento T5 tuvieron una coloración relativamente más roja, por la predominancia de licopeno, mientras que los jitomates del tratamiento T3 tuvieron un color más naranja debido a una cantidad mayor de β-caroteno, debido posiblemente a la reconversión de licopeno en β-caroteno señalada por Raymundo et al. (1970 y 1976). Numerosas investigaciones, entre las que destacan la realizadas por Trudel y Ozbun (1970 y 1971) sobre la influencia de la concentración de potasio en el contenido de licopeno en jitomate, y las de Dumas (1990) y Dumas et al. (2003) referentes al manejo de la solución nutritiva y su relación con la calidad en jitomate, han demostrado como el crecimiento de la planta, así como el rendimiento y las características de calidad del fruto de jitomate, son afectadas por la formulación de la solución nutritiva. Tabla 27. Características de calidad de fruto (2004-2005). Tratamiento °Brix CE

(μS/cm) pH sólidos

totales disueltos

(ppm)

Licopeno (μg/g de materia fresca)

β_Caroteno (μg/g de materia fresca)

Contenido de K en

fruto %

1er Racimo T3 4,81 a (*) 3146 a 4,08 b 1529 a 40,69 a 5,20 b 2,83 a T5 5,29 b 3318 b 3,79 a 1672 b 52,55 b 4,65 a 5,04 b

3er Racimo T3 4,84 a 3140 a 3,95 b 1519 a 39,69 a 5,19 b 3,58 a T5 5,26 b 3316 b 3,82 a 1662 b 51,59 b 4,79 a 5,68 b

5º Racimo T3 4,78 a 3143 a 4,04 b 1513 a 34,76 a 5,17 b 4,22 a T5 5,23 b 3320 b 3,86 a 1671 b 49,19 b 4,70 a 6,55 b

7o Racimo T3 4,86 a 3138 a 3,94 b 1523 a 32,14 a 5,15 b 3,61 a T5 5,34 b 3317 b 3,81 a 1656 b 45,05 b 4,77 a 5,49 b

9o Racimo T3 4,85 a 3145 a 3,75 b 1520 a 31,96 a 5,14 b 3,90 a T5 5,35 b 3315 b 3,85 a 1660 b 44,67 b 4,71 a 5,61 b

Valores medios T3 4,83 a 3142 a 3,95 b 1521a 35,85 a 5,17 b 3,62 a T5 5,29 b 3317 b 3,83 a 1664 b 48,61 b 4,72 a 5,67 b

(*)Medias seguidas por letras diferentes, en columnas, son significativamente diferentes (p<0,05) según el test de comparación múltiple de medias HSD (Tukey).

Anteriormente se ha analizado la distribución del peso y calibre de acuerdo a los tratamientos, estos resultados concuerdan con los argumentos de Field, y Nichols (2004) que señalan como lógico que un menor número de frutos por racimo presente un peso individual mayor, sin embargo, el tratamiento con un número menor de frutos presentó valores más altos de licopeno. Esto puede explicarse por una mejor exposición a la luz, que tiene efecto en una mejor distribución de los fotosintatos y asimilados promueve una maduración uniforme en los frutos que se encuentran mas expuestos a la luz que en aquellos donde existió bloqueo de la luz por un mayor numero de frutos vecinos.

Resultados y discusión

66

Los datos de los análisis de K en fruto, mostraron significación estadística, además, se puede señalar que se encontraron dentro de los valores de referencia señalados por Jones (1998) y Reuter y Robinson (1988). La explicación que hacen de esta mayor acumulación algunos autores (Coltman y Riede, 1992 y Furlani 2003) se basa en señalar que el potasio favorece el almacenamiento de los azucares formados mientras que el nitrógeno promueve su utilización para la construcción de células nuevas, esto hace que la relación N/K sea de vital importancia, como encontraron Macia et al. (1997) en pimiento, para controlar procesos de desarrollo vegetativo, floración, llenado de frutos y maduración de los mismos. Con estos datos puede sugerirse que existió influencia de la formulación de la solución nutritiva, propiamente el ion potasio, en la calidad de los jitomates obtenidos; en este sentido Gertsson (1995) señala que la absorción de elementos se ve directamente afectada por la composición de la solución nutritiva en el desarrollo satisfactorio de jitomate (ver figura 30).

T3

T5

Figura 30. Aspecto general de los jitomates cosechados

4.2.5. Evaluación sensorial En la Tabla 28 se muestran las variables registradas en las evaluaciones sensoriales practicadas. Resalta, la obtención de valores altos en ambos tratamientos, sin embargo existió una clara diferenciación entre los valores de calificación de parámetros, pues a pesar de ser muy similares, independientemente del racimo seleccionado, pudo apreciarse una tendencia generalizada favorable en todos los casos al tratamiento T5. Pagliarini y Ratti (1999) y Lavelli et al. (2001) mencionan en sus estudios realizados con jitomate que la relación entre la acidez y dulzura, además del aspecto general, son los componentes determinantes en una evaluación sensorial y Stommel (2005) además, recalca que se ven reforzados por el aporte de potasio al cultivo. Si bien las características cualitativas (gusto, color, dureza), están determinadas por las propias características varietales, se puede actuar sobre algunas de ellas incidiendo directamente en la concentración de sales que se aportan. Los resultados coinciden, en los principales aspectos de la evaluación sensorial de jitomate, con los resultados de Petersen et al. (1998) y Rodríguez et al. (2001) sin embargo esta coincidencia no es total.

Resultados y discusión

67

Al contrastar evaluación sensorial con los datos experimentales obtenidos, se puede sugerir que existió un comportamiento similar al descrito por Trudel y Ozbun (1970 y 1971) respecto a parámetros como dulzura y sabor, esto es debido a las funciones fisiológicas que realizan los iones de la solución nutritiva en conjunto (potencial osmótico, CE) y en lo individual el potasio como transportador de iones y azúcares, como mejorador del aspecto, al aumentar los grados Brix, licopeno etc. Los datos fueron procesados obteniendo una alta asociación entre las variables de la evaluación sensorial y las mediciones determinadas en el laboratorio, similar a las encontradas por Pagliarini y Ratti (1999); Sonneveld y Welles (1998), Thybo et al. (2005) y Krauss et al (2006) en cultivo de jitomate bajo distintas soluciones nutritivas. Además de los aspectos estudiados y comentados, no solo se produce un aumento en el nivel de azúcares determinados en fruto (ºBrix) sino en algunos otros parámetros de la evaluación sensorial que se muestran en la Tabla 28. A la luz de los resultados de la presente Tesis, puede argumentarse que existió asociación entre el contenido de potasio aplicado (tratamiento T3 y T5), y los parámetros determinados, tanto en los paneles de evaluación sensorial como los resultados analíticos, coincidiendo de manera parcial con lo encontrado por Auerswald et al. (1999) y Lavelli et al. (2001) y Leibovitz (2003) para jitomate producido hidroponicamente en invernadero. Tabla 28. Puntuación de características de la evaluación sensorial (escala 1a10).

Tratamiento firmeza color dulzura acidez consistencia sabor aspecto

calificación general

Frutos primer racimo T3 8,94 a 8,43 a 8,88 a 8,50 a 9,56 ns 9,31 a 9,88ns 9,34aT5 9,62 b 9,75 b 9,75 b 9,25 b 9,69 ns 10,00 b 10,00ns 9,59b

Frutos tercer racimo T3 8,75 a 8,25 a 8,81 a 8,25 a 9,43 ns 9,31 a 9,81 ns 9,34aT5 9,69 b 9,81 b 9,81 b 9,37 b 9,12 ns 10,00 b 10,00ns 9,59b

Frutos quinto racimo T3 8,81 a 8,43 a 8,87 a 8,37 a 9,31 a 9,25 a 9,75 a 9,43 aT5 9,75 b 9,87 b 9,93 b 9,5 b 9,68 b 9,93 b 10,00 b 9,62 b

Frutos séptimo racimo T3 9,00 a 8,37 a 8,75 a 8,62 a 9,50 ns 9,34 a 9,56 a 9,31 aT5 9,93 b 9,96 b 9,71 b 9,18 b 9,81 ns 9,78 b 9,93 b 9,56 b

Frutos noveno racimo T3 8,50 a 8,34 a 8,93 a 8,31 a 9,37 a 9,12 a 9,62 ns 9,46 aT5 9,81 b 9,93 b 9,50 b 9,43 b 9.71 b 9,84 b 9,87 ns 9,71 b

Valores medios T3 8,80 a 8,36 a 8,84 a 8,41 a 9,43 ns 9,26 a 9,72ns 9,38 aT5 9,76 b 9,86 b 9,74 b 9,34 b 9,66 ns 9,91 b 9,96ns 9,61 b

Medias seguidas por letras diferentes, en columnas, son significativamente diferentes (p<0,05) según el test de comparación múltiple de medias HSD (Tukey).

Resultados y discusión

68

4.2.6. Análisis de componentes principales Esta técnica estadística permite encontrar los componentes principales de un conjunto de datos y visualizar dichas componentes para evidenciar, el grado de asociación entre las variables de dicho conjunto de datos. Se procedió a realizar análisis de componentes principales entre las variables determinadas en los frutos tanto analíticamente como en la evaluación sensorial para relacionarlas con el contenido de K, todo ello para los racimos 1º, 3º, 5º, 7º y 9º. Para determinar el grado de asociación de las variables medidas, y la tendencia de estas. Los resultados se muestran en la Figura 31 (a, b, c, d, e). (ver anexo de tratamiento estadístico, A-5). Las Figuras de componentes principales de los racimos analizados, evidenciaron la separación de las nubes de datos, correspondientes a cada uno de los tratamientos, lo que expresa un efecto significativo. Además, existió una tendencia general, de diferenciación entre los tratamientos. Se destacó el aspecto más compacto de la nube de datos de T5, cuando se comparó con T3. Otra tendencia que se presentó es que a mayor edad de la planta, la dispersión de las nubes de puntos se hizo mayor. Coincidiendo parcialmente con lo encontrado por Lavelli et al. (2001), Auerswald et al., (1999), Leibovitz, (2003) y Znidarcic et al. (2003). al realizar este tipo de análisis para jitomate hidropónico.

Resultados y discusión

69

a

b

c

d

e

Figura 31. Análisis componentes principales para los racimos

muestreados a) primer racimo, b) 3º c)5º d)7º y e) 9º.

T3

T5

Resultados y discusión

70

4.2.7. Análisis económico de los dos experimentos En las Tablas 29 y 30 se encuentran expresados los datos correspondientes a la exploración de rentabilidad del sistema. Los ingresos brutos están compuestos por la totalidad de los ingresos generados por la producción con valor comercial, a su vez los gastos están integrados por los gastos fijos y los gastos variables. Como puede observarse, los costos fijos incluyeron conceptos que se amortizan a lo largo de varios años, por lo que solo se considera una fracción del costo. En los costos variables, el concepto que tiene mayor peso específico, es la mano de obra, debido a que el cultivo bajo invernadero, es ampliamente demandante de ella. Se calculó el cociente entre beneficios y costos y se obtuvo un valor de 1,4, mayor a la unidad. Ello demuestra la rentabilidad económica del sistema, confirmando con ello los beneficios que se pueden alcanzar con una adecuada programación del calendario de cultivo. Si el cociente entre los beneficios y los costos, es mayor a la unidad, se considera como un modelo viable económicamente, con lo cual es indicativo de rentabilidad (comunicación personal, Sánchez, 2004), sobre todo si los precios alcanzados dentro de la ventana de oportunidad, son los más altos. Los resultados obtenidos, en la presente Tesis proporcionan la pauta para establecer una propuesta de cronograma, de actividades en el manejo del cultivo, al obtener la producción dentro del periodo que permite aprovechar la ventana de oportunidad de mayores beneficios en el mercado. Tabla 29. Costos y beneficios del cultivo de jitomate para una superficie de invernadero de

240 m2, con los datos de la producción del ensayo 2002-2003 (en pesos mexicanos). Producción Costos

Producción total kg producción comercial kg

producción no comercial kg

Costos fijos

1591,06 1560,83 30,23 Infraestructura pesos Tinacos

(depósitos) 4 x 750/ 5 años 600

cintilla de goteo 240m x 0,5 120 motobombas 4 x 500/ 5 años 400 invernadero 250 x mes 1000 total costos fijos 2120 Costos variables

a un precio de 15 pesos 23412,5 Insumos semilla 500 semillas x 0,5 c/u 250

ingresos totales 23412,5 fertilizante 35 kg x 30 1050 beneficio / costo 23412,5/

16170 bolsa plástica 15 kg de bolsa x30 450

gas 500 litros durante 4 meses

2000

energía eléctrica 4 meses x 200 800 tezontle 6 m3 500 mano de obra 150 jornales a 60 c/u 9000 total costos variables 14050

beneficio / costo 1,4 Costos totales (cf+cv) 16170

Resultados y discusión

71

Tabla 30. Costos y beneficios del cultivo de jitomate para una superficie de invernadero de

240 m2, con los datos de la producción del ensayo 2004-2005(en pesos mexicanos). Producción Costos

Producción total kg producción comercial kg

producción no comercial

kg

costos fijos

3606,87 3534,54 45,42 infraestructura pesos Tinacos

(depósitos) 2 x750 / 5 años 300

cintilla de goteo

240 m x 0,75 180

motobombas 2 x 500 /5 años 200 invernadero 250 pesos x mes 1250 total costos fijos 1930

a un precio de 10 pesos kg

35345,4 Costos variables

ingresos totales 35345,4 insumos beneficio / costo 35345,4/23680 semilla 500 semillas x 0,65 c/u 325

fertilizante 30 kg x 30 pesos 900 bolsa plástica 15 kg de bolsa x 30 450 gas 500 l durante 4 meses 6000 energía

eléctrica 4 meses x200 800

tezontle 12 m3 1600 mano de obra 150 jornales a 80 c/u 12000 total costos variables 21750

beneficio / costo 1,4 Costos totales (cf+cv) 23680 En la Tabla 31 se encuentra, expresado de manera sintética, el cronograma de actividades o plan de manejo que puede ser empleado para la producción de jitomate en el Bajío Guanajuatense, para aprovechar la ventana de oportunidad, cuando la producción se puede vender a mayor precio. Con el empleo el cronograma expresado en la Tabla 31 para la programación de actividades, se puede mejorar el rendimiento global, así como la calidad obtenida. La producción concentra su máximo justo dentro de la ventana de oportunidad económica, coincidiendo con los argumentos de Strange et al. (2000) y Calvin y Cook (2005) que señalan la necesidad de producción para abastecer en este periodo de tiempo. Dicho cronograma tiene la utilidad de proporcionar los elementos mínimos de programación manejo y planeación, es flexible pues puede tener dos opciones. La primera, prolongar el ciclo y hacer un cultivo de ciclo completo (todo el año) si el mercado favorece con los precios obtenidos, o bien, como segunda opción, después de la ventana de oportunidad, si el precio no es satisfactorio, se puede interrumpir el ciclo y cambiar por otro cultivo.

Resultados y discusión

72

Tabla 31. Propuesta de cronograma de manejo para el sistema de producción.

Actividad mes

Ju

lio

Ago

sto

Sept

iem

bre

Oct

ubre

Nov

iem

bre

Dic

iem

bre

Ener

o

Febr

ero

Mar

zo

Abr

il

May

o

Juni

o

Julio

Almácigo xx xxxx xxx

Limpieza y Desinfección

xx xxxx xxx

Preparación de sustrato

xx

Instalación de sistemas de riego

xx

Trasplante xx x Riegos xx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx

Tutoreo xx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx Cambio de Solución

x xxxx

Poda x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx Control de plagas y

enfermedades x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx

Cosecha x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx Comercialización x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx

Cabe destacar que se trata de una primera aproximación y que se requerirán de sucesivos ajustes para una mejora del sistema.

Ventana de oportunidad de precios

CAPÍTULO 5

CONCLUSIONES

Conclusiones

73

A la vista de los resultados obtenidos en esta Tesis doctoral, se presentan las siguientes conclusiones:

1. Un esquema de manejo, para el cultivo de jitomate sin suelo, que incluyó al

potasio dentro de la formulación y el cambio en su proporción dentro de la solución nutritiva de acuerdo al cambio de fases fenológicas, produjo frutos de calibres grandes y extragrandes, por lo que derivado del primer experimento se eligió el tratamiento T3 (40% K) que genero los mayores calibres, para ser incorporado como tratamiento de referencia en el segundo ensayo.

2. En el segundo ensayo T5 (45% K) supero significativamente a T3 (40% K) en todas las variables de producción y, excepto en β-Caroteno, en todas las de calidad. Esto lleva a proponer esta solución como la optima para el cultivo del jitomate en las condiciones del ensayo, tanto por la proporción de potasio como por la CE, que contribuyeron al aumento de la calidad global de los frutos de jitomate.

3. Los contenidos de licopeno y β-caroteno, son parámetros útiles que refuerzan a los parámetros examinados en la evaluación sensorial y pueden utilizarse en conjunto, como indicadores de la calidad de los frutos de jitomate.

4. Respecto a la propuesta de un paquete tecnológico económicamente accesible para la producción de jitomate de calidad en “El Bajío Guanajuatense” se concluye que es factible y alcanzable, con el empleo de tecnología intermedia, que no sacrifica la calidad final del producto sin embargo, deberán considerarse los ajustes pertinentes.

Como resultado de la presente Tesis Doctoral, puede plantearse el desarrollo de soluciones acordes a cada etapa de desarrollo del jitomate. Así mismo, deberán plantearse futuros ensayos que consideren otras variables y especies vegetales, para diversificar la producción en condiciones de invernadero.

CAPÍTULO 6

BIBLIOGRAFÍA Y ANEXOS

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82

Entrevistas, visitas y comunicaciones personales: Dr. Pedro Florián Martínez García 2004. Comunicación personal, visita a instalaciones del IVIA, Valencia, España. Dra. Pilar Lorenzo Minguéz. 2004. Comunicación personal, visita a instalaciones del CIFA, Almería, España. Dra. Evangelina Medrano. 2004. Comunicación personal, visita a instalaciones del CIFA, Almería, España. Dr. Juan Carlos Gázquez. 2004. Comunicación personal, visita a la estación experimental las Palmerillas, Almería, España. Dr. Miguel Urrestarazu Gavilán. 2004 Comunicación personal, visita a la Universidad de Almería, Almería, España. Dr. Manuel Sánchez Pérez 2004. Comunicación personal, visita a la Universidad de Almería, Almería, España.

83

Anexos

Anexo 1

A-1. Caracterización del tezontle empleado y existente en el mercado mexicano.

Tamaño partícula

espacio sólido (ES)

porosidad total(PT)

porosidad de aire(PA)

porosidad de agua(PAA)

2-3,5mm 37.30 62,70 50,00 12,70

2-3mm 39,00 61,00 47,50 23,50

2cm 50,00 50,00 36,00 14,00

0,8 cm* 38,00 62,00 50,00 12,00 menor 5/16" 41,60 58,40 44,00 14,40

Tezontle mezcla 42,40 57,60 43,00 14,60

Tezontle empleado en el invernadero del Dr Velásquez

46,00 54,00 42,00 12,00

Ensayos previos 42,00 58,70 44,00 14,70

Tezontle empleado en el invernadero del

Dr Rene

43,00 57,00 44,00 13,00

Promedio 42,14 57,93 44,50 14,54

(*) En negrita los empleados en ensayos

Anexo 2

A-2. Estadios de madurez del Jitomate (Heuvelink, 2005). Fruit State / Estadio del fruto

Description Descripción

GREEN— The tomato surface is completely green. The shade of green may vary from light to dark.

VERDE La superficie del fruto es completamente verde. Varia del verde claro al verde obscuro

BREAKERS— There is a definite break of color from green to tannish-yellow, pink or red on 10% or less of the tomato surface.

RALLADO INICIAL—hay un definido cambio del color verde pálido amarillento al, rosa o rojo en 10% o menos de la superficie del jitomate.

TURNING— Tannish-yellow, pink or red color shows on over 10% but not more than 30% of the tomato surface.

RALLADO—las muestras de color amarillento, rosas o rojas en más de 10% pero no más de 30% de la superficie del jitomate.

PINK— Pink or red color shows on over 30% but not more than 60% of the tomato surface.

ROSADO—las muestras de color rosa o rojas en más de 30% pero no más de 60% de la superficie del jitomate.

LIGHT RED— Pinkish-red or red color shows on over 60% but red color covers not more than 90% of the tomato surface.

ROJO CLARO—las muestras de color Rosado-rojas o rojas en más del 60% pero más de 90% de la superficie del jitomate.

RED— red color shows on over 90% of the tomato surface.

ROJO—las muestras de color rojas por encima del 90% de la superficie del jitomate.

Anexo 3

A-3. Valores propuestos por Jones (1998) de los contenidos en macro y

microelementos para jitomate (Lycopersicon esculentum Mill.).

En campo entutorado entutorado entutorado entutorado entutorado Entutorado

Etapa A mediados

de la

floración

1er racimo 2º racimo 3er racimo 4º racimo 5º racimo 6º racimo

Parte de

la planta

Hojas

compuestas

Pecíolos

de hojas

opuestas

o bajo al

racimo

Pecíolos

de hojas

opuestas

o bajo al

racimo

Pecíolos

de hojas

opuestas

o bajo al

racimo

Pecíolos

de hojas

opuestas

o bajo al

racimo

Pecíolos

de hojas

opuestas

o bajo al

racimo

Pecíolos

de hojas

opuestas o

bajo al

racimo

Elemento % % % % % % %

N 4,0-6,0 3,5-5,0 3,2-4,5 3,0-4,0 2,3-3,5 2,0-3,0 1,8-2,5

P 0,25-0,75 0,7-1,3 0,5-1,2 0,4-1,0 0,25-1,0 0,2-0,8 0,18-0,6

K 2,9-5,0 6,0-10 5,0-10 5,0-9,0 4,0-8,0 3,8-7,0 3,5-6,0

Ca 1,0-3,0 1,4-2,2 1,5-2,4 1,5-2,4 1,5-2,5 1,5-2,5 1,5-2,5

Mg 0,4-0,6 0,3-0,7 0,32-0,8 0,32-0,8 0,32-0,8 0,33-0,9 0,33-0,9

S 0,4-1,2

ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm

B 25-60 25-75 25-75 25-75 25-75 25-75 25-75

Cu 5-20 5-50 5-50 5-50 5-50 5-50 5-50

Fe 40-200 60-300 60-300 60-300 60-300 60-300 60-300

Mn 40-250 50-250 50-250 50-250 50-250 50-250 50-250

Zn 20-50 20-250 20-250 20-250 20-250 20-250 20-250

Anexo 4

A-4. Efectos del jitomate en la salud humana.

Licopeno en la dieta

Otros mecanismos

Modulación de

hormonas e inmunidad

Regulación y funcionamiento de información

genética Vías metabólicas

Comunicación celular efectiva

Metabolismo de carcinógenos

Estrés oxidativo

Potencial antioxidante

Niveles de licopeno en

sangre y tejidos

Enfermedades crónicas

Daño oxidativo Especies de radicales libres

Riesgo de Cáncer

Riesgo de enfermedad

cardiovascular

Anexo 5-(1)

A-5 Anexo de tratamiento estadístico de los datos del experimento 2004-2005 utilizando la técnica de componentes principales

Primer racimo Número de componentes extraídas: 4 Análisis de componentes principales Componentes Porcentaje de Acumulativo No Eigenvalue Varianza Porcentaje 1 12,1658 57,932 57,932 2 1,65114 7,863 65,795 3 1,33579 6,361 72,156 4 1,10878 5,280 77,436 5 0,91989 4,380 81,816 6 0,673387 3,207 85,023 7 0,604335 2,878 87,900 8 0,48428 2,306 90,207 9 0,463496 2,207 92,414 10 0,371728 1,770 94,184 11 0,317872 1,514 95,697 12 0,271161 1,291 96,989 13 0,188622 0,898 97,887 14 0,133399 0,635 98,522 15 0,115806 0,551 99,074 16 0,0727705 0,347 99,420 17 0,0607352 0,289 99,709 18 0,0499152 0,238 99,947 19 0,0100572 0,048 99,995 20 0,00106481 0,005 100,000 21 7,19592E-8 0,000 100,000 Tabla de pesos relativos de los componentes Componente 1 Componente 2 Componente 3 Componente 4 TRAT 0,28355 -0,0020892 0,0104946 0,00879368 REP -0,00209621 0,545896 -0,0853032 -0,354989 BRIX -0,265541 -0,121031 -0,0360473 -0,0572309 CE -0,283397 0,00124131 -0,0148366 -0,010737 PH 0,230765 -0,00845036 0,208147 0,0443854 TDS -0,27633 0,0195408 0,00386238 -0,0082203 LICOPENO -0,258433 -0,113057 -0,087077 -0,0549196 B CARO 0,251446 0,0944281 0,111469 -0,00780146 #frutos 0,198648 -0,270172 0,329537 0,0815499 peso_ind_ -0,27302 0,0444079 0,0266814 0,00237707 _ecuatorial -0,240259 -0,010145 -0,107641 -0,0822693 _polar -0,249446 0,0780802 -0,0648034 0,000118831 firmeza -0,147671 -0,136975 0,466874 0,431251 color -0,230553 -0,177335 0,040005 0,152865 dulzura -0,198593 0,154945 0,0577947 0,204192 acidez -0,18791 -0,163013 0,252215 -0,24666 consistencia -0,029324 0,429663 0,422326 -0,145114 sabor -0,190498 -0,0685893 -0,138887 0,242096 aspecto -0,0799253 -0,243142 0,478608 -0,503154 calificación general -0,128064 0,482318 0,292451 0,384317 K -0,256025 0,0466118 0,0623492 -0,244054 Componente 1=0,28355TRAT - 0,00209621*REP - 0,265541*BRIX - 0,283397*CE +0,230765*PH - 0,27633*TDS - 0,258433*LICOPENO + 0,251446*B CARO +0,198648*#frutos - 0,27302*peso_ind_ - 0,240259*_ecuatorial -0,249446*_polar - 0,147671*firmeza - 0,230553*color - 0,198593*dulzura- 0,18791*acidez - 0,029324*consistencia - 0,190498*sabor -0,0799253*aspecto - 0,128064*calificación general - 0,256025*K Donde los valores de las variables en la ecuación han sido estandarizadas substrayendo las medias y divididas por sus desviaciones estándar

Anexo 5-(2)

Tabla de componentes Componente 1 Componente 2 Componente 3 Componente 4 1 2 -3,78821 0,348541 0,690969 1,42437 2 2 -3,95682 -1,17829 0,409664 0,875157 3 2 -2,6873 -2,35602 -0,59584 0,465576 4 2 -2,51785 0,309553 1,43607 1,46067 5 2 -4,18456 -1,11639 -0,475466 0,0780015 6 2 -3,41881 0,0497489 -0,641868 -0,568419 7 2 -2,7372 0,728129 -0,299242 -0,437394 8 2 -4,02184 -0,637379 -1,67313 -0,176692 9 2 -3,32491 -0,054885 0,583122 -,0198424 10 2 -3,38839 0,904888 -0,606095 -0,467515 11 2 -4,25245 -1,16739 -0,894508 -0,537363 12 2 -3,08563 1,18159 -0,627362 -1,00933 13 2 -3,18724 1,12082 1,64402 0,350954 14 2 -3,31432 0,40093 0,208765 -0,877128 15 2 -2,70659 0,051655 -0,838998 -0,46528 16 2 -3,75225 1,46883 1,45913 -,0933082 17 1 3,73232 -1,20728 0,23861 -1,1884 18 1 3,48449 -2,4519 0,450872 -0,248474 19 1 3,34382 -1,88348 1,49666 0,219786 20 1 2,90841 -1,00996 0,709544 1,80916 21 1 3,72838 -0,24751 1,59953 -,0344825 22 1 4,0467 -2,15985 0,107446 -0,532663 23 1 3,77196 -1,25185 -1,91318 -0,551884 24 1 3,0128 -0,384879 0,206203 1,14887 25 1 3,84003 1,75242 -1,37027 2,23109 26 1 3,57316 1,30832 -3,50389 2,02223 27 1 2,84761 0,669604 1,12146 -0,726252 28 1 2,89164 1,8601 1,42432 1,19942 29 1 2,85893 1,47999 0,0152344 -1,74002 30 1 2,49491 0,358216 -0,181026 -0,402096 31 1 3,84684 1,13847 -0,625362 -1,99768 32 1 3,94238 1,97527 0,444617 -1,05507

Anexo 5-(3)

Tercer racimo (2004-2005) Número de componentes extraídas: 3 Componente Porcentaje de Acumulativo No Eigenvalue Varianza Porcentaje 1 13,1053 62,406 62,406 2 1,59451 7,593 69,999 3 1,29017 6,144 76,143 4 0,953012 4,538 80,681 5 0,895391 4,264 84,945 6 0,667056 3,176 88,121 7 0,619832 2,952 91,073 8 0,415306 1,978 93,050 9 0,378101 1,800 94,851 10 0,255755 1,218 96,069 11 0,226463 1,078 97,147 12 0,206098 0,981 98,128 13 0,113322 0,540 98,668 14 0,100929 0,481 99,149 15 0,071044 0,338 99,487 16 0,0460469 0,219 99,706 17 0,038305 0,182 99,889 18 0,0183627 0,087 99,976 19 0,00392018 0,019 99,995 20 0,00108911 0,005 100,000 21 0,0000114363 0,000 100,000 Tabla de pesos relativos de los componentes Componente 1 Componente 2 Componente 3 TRAT 0,272539 -0,0471635 0,0279581 REP 0,0070945 0,615701 -0,122117 BRIX -0,266022 -0,0248792 -0,0576215 CE -0,272617 0,0462221 -0,0271952 PH 0,20745 0,0895481 0,346359 TDS -0,269014 0,059189 0,00192883 LICOPENO -0,25666 -0,0149032 -0,119404 B CARO 0,262293 -0,0546303 -0,0419028 #frutos 0,22356 -0,191143 -0,0365346 peso_ind_ -0,272731 0,0381574 -0,0505955 _ecuatorial -0,245812 0,0732627 -0,155481 _polar -0,258155 0,0846833 -0,0616607 firmeza -0,181093 -0,270706 0,142882 color -0,227778 -0,103288 0,152544 dulzura -0,203567 0,0635545 0,0750203 acidez -0,187688 -0,182953 -0,122904 consistencia 0,0271204 0,220442 0,729863 sabor -0,183538 -0,0375044 0,205481 aspecto -0,111164 -0,408857 0,301993 calificación general -0,115432 0,455828 0,145352 K -0,240068 -0,0653236 0,246428 Componente 1=0,272539*TRAT + 0,0070945*REP - 0,266022*BRIX - 0,272617*CE + 0,20745*PH - 0,269014*TDS - 0,25666*LICOPENO + 0,262293*B CARO + 0,22356*#frutos - 0,272731*peso_ind_ - 0,245812*_ecuatorial - 0,258155*_polar - 0,181093*firmeza - 0,227778*color - 0,203567*dulzura- 0,187688*acidez + 0,0271204*consistencia - 0,183538*sabor -0,111164*aspecto - 0,115432*calificación general - 0,240068*K Donde los valores de las variables en la ecuación han sido estandarizadas substrayendo las medias y divididas por sus desviaciones estándar

Anexo 5-(4)

Tabla de Componentes principales Componente 1 Componente 2 Componente 3 1 2 -3,68149 -0,261634 1,05018 2 2 -3,85598 -1,09591 0,370103 3 2 -3,38818 -1,61876 0,0652143 4 2 -2,9617 0,0390785 0,965321 5 2 -3,81211 -1,97013 -4,46023 6 2 -3,30278 0,0324104 0,131967 7 2 -3,02417 0,447212 0,498515 8 2 -4,04532 0,337147 -0,613023 9 2 -2,94882 -0,150197 0,68219 10 2 -3,48159 0,768409 0,465074 11 2 -4,32945 -0,112365 -0,699507 12 2 -3,30892 1,14205 0,208236 13 2 -3,40917 0,958249 0,458472 14 2 -3,19754 0,580674 -0,307905 15 2 -3,50039 0,661033 0,20005 16 2 -3,99948 1,42703 0,417301 17 1 3,67763 -1,67352 -0,0183674 18 1 2,97948 -2,186 -0,148458 19 1 3,28303 -2,29849 1,71759 20 1 2,57773 -0,999668 0,60712 21 1 3,43419 -0,731551 0,456088 22 1 3,8268 -1,60254 -0,578909 23 1 4,24315 -0,949907 -0,232639 24 1 2,89051 -0,608901 0,597505 25 1 4,11569 1,55879 0,400707 26 1 4,00228 1,88735 -1,25407 27 1 2,47353 0,135181 0,297063 28 1 3,72755 1,91877 1,41307 29 1 2,98532 0,967055 0,04839 30 1 2,69512 0,394787 0,084664 31 1 4,0786 0,465507 -0,098135 32 1 5,25647 2,53884 -2,72357

Anexo 5-(5)

Quinto racimo No de Componentes extraídas: 3 Componente Porcentaje de Acumulativo No Eigenvalue Varianza Porcentaje 1 13,4638 64,114 64,114 2 1,5245 7,260 71,373 3 1,30525 6,215 77,589 4 0,921639 4,389 81,977 5 0,781087 3,719 85,697 6 0,665969 3,171 88,868 7 0,591866 2,818 91,686 8 0,466202 2,220 93,906 9 0,293844 1,399 95,306 10 0,238629 1,136 96,442 11 0,193007 0,919 97,361 12 0,159376 0,759 98,120 13 0,145147 0,691 98,811 14 0,0899178 0,428 99,239 15 0,0778873 0,371 99,610 16 0,0501271 0,239 99,849 17 0,022902 0,109 99,958 18 0,00412069 0,020 99,978 19 0,00362919 0,017 99,995 20 0,00104492 0,005 100,000 21 0,000 100,000 Tabla de pesos relativos de los componentes Componente 1 Componente 2 Componente 3 TRAT 0,270337 -0,00331128 0,043009 REP 0,00239192 0,716105 0,0999948 BRIX -0,250943 -0,0453722 -0,0501267 CE -0,270361 0,00415473 -0,0423218 PH 0,206257 0,0100383 0,112057 TDS -0,268493 0,0115407 -0,0545387 LICOPENO -0,268676 0,014678 -0,0590276 B CARO 0,259772 0,00518473 0,104369 #frutos 0,222018 -0,182817 -0,0181274 peso_ind_ -0,270054 0,00150839 -0,041016 _ecuatorial -0,24697 0,026614 -0,0386691 _polar -0,255067 0,088573 -0,0837795 firmeza -0,178676 -0,218419 0,0637534 color -0,23445 -0,202467 -0,102319 dulzura -0,207007 0,0800933 0,139755 acidez -0,20205 -0,230823 0,143645 consistencia -0,0854749 -0,207346 0,538159 sabor -0,162846 -0,0917511 -0,402817 aspecto -0,116634 -0,100908 0,626188 calificación general -0,116865 0,440412 0,111467 K -0,237946 0,196732 0,17973 Componente 1=0,270337*TRAT + 0,00239192*REP - 0,250943*BRIX - 0,270361*CE +0,206257*PH - 0,268493*TDS -0,268676*LICOPENO + 0,259772*B CARO +0,222018*#frutos - 0,270054*peso_ind_ - 0,24697*_ecuatorial -0,255067*_polar - 0,178676*firmeza - 0,23445*color - 0,207007*dulzura- 0,20205*acidez - 0,0854749*consistencia - 0,162846*sabor - 0,116634*aspecto - 0,116865*calificación general - 0,237946*K Donde los valores de las variables en la ecuación han sido estandarizadas substrayendo las medias y divididas por sus desviaciones estándar.

Anexo 5-(6)

Tabla de Componentes principales Componente 1 Componente 2 Componente 3 1 2 -3,67865 -0,736877 0,130933 2 2 -3,7344 -1,33402 -0,0662666 3 2 -3,23809 -1,51547 -1,26618 4 2 -3,13838 -0,350498 0,319767 5 2 -4,18351 -1,2244 0,125533 6 2 -3,61281 -0,334557 -0,0345316 7 2 -3,46834 -0,495519 0,580881 8 2 -4,00494 -0,334162 -0,817868 9 2 -3,30966 -0,246615 0,0441431 10 2 -3,59418 0,527785 0,168769 11 2 -4,09527 0,298929 -0,898562 12 2 -3,43484 1,01958 0,285249 13 2 -3,57367 0,719559 0,699477 14 2 -3,51649 0,753832 0,239747 15 2 -2,97186 1,3827 -0,820018 16 2 -3,76423 1,94922 0,424873 17 1 3,74456 -2,00292 1,00748 18 1 3,14398 -1,76894 0,19523 19 1 3,53977 -2,76334 0,430451 20 1 2,50565 -0,491297 0,365523 21 1 3,46038 -0,745558 1,8319 22 1 4,19539 -1,51829 -0,0414831 23 1 4,36985 -0,622968 -3,07601 24 1 3,77607 0,45246 -1,26845 25 1 3,92782 0,937531 -1,37462 26 1 4,28345 0,835365 -2,79454 27 1 2,69372 0,0923877 1,45604 28 1 3,92888 1,81328 -0,0134582 29 1 3,14336 1,92192 0,408807 30 1 2,88762 1,62791 -0,063554 31 1 4,20759 0,704562 1,5206 32 1 3,51119 1,44839 2,30013

Anexo 5-(7)

Séptimo racimo No de Componentes extraídos: 3 Componente Porcentaje de Acumulativo No Eigenvalue Varianza Porcentaje 1 13,3986 63,803 63,803 2 1,55575 7,408 71,211 3 1,20365 5,732 76,943 4 0,919563 4,379 81,322 5 0,851201 4,053 85,375 6 0,645126 3,072 88,447 7 0,605239 2,882 91,329 8 0,48062 2,289 93,618 9 0,37138 1,768 95,386 10 0,280228 1,334 96,721 11 0,179635 0,855 97,576 12 0,139893 0,666 98,242 13 0,131495 0,626 98,868 14 0,0845343 0,403 99,271 15 0,0569329 0,271 99,542 16 0,0390343 0,186 99,728 17 0,0338038 0,161 99,889 18 0,0134048 0,064 99,953 19 0,00920195 0,044 99,997 20 0,000714016 0,003 100,000 21 0,000 100,000 Tabla de pesos relativos de los componentes Componente 1 Componente 2 Componente 3 TRAT 0,26984 0,00673449 0,033875 REP 0,00126565 0,697109 -0,0595766 BRIX -0,249398 -0,117138 -0,0623541 CE -0,269741 -0,00692872 -0,0341424 PH 0,247512 -0,037169 -0,0527972 TDS -0,267237 0,0071771 -0,0134424 LICOPENO -0,269019 -0,0260141 -0,00748828 B CARO 0,264131 0,0169497 0,0228348 #frutos 0,231061 -0,068081 0,140498 peso_ind_ -0,268198 -0,00629312 -0,0524668 _ecuatorial -0,243184 0,0119161 -0,116517 _polar -0,255672 0,0710572 -0,16082 firmeza -0,175568 -0,100334 0,18945 color -0,234058 -0,130399 0,00975246 dulzura -0,19979 0,0747943 0,216081 acidez -0,15248 0,0937288 -0,229202 consistencia -0,075469 0,229708 0,662872 sabor -0,179557 -0,0869964 -0,312589 aspecto -0,125895 -0,442835 0,441802 calificación general -0,12873 0,429322 0,197842 K -0,220122 0,0758771 0,134607 Componente 1=0,26984*TRAT + 0,00126565*REP - 0,249398*BRIX - 0,269741*CE +0,247512*PH - 0,267237*TDS - 0,269019*LICOPENO + 0,264131*B CARO +0,231061*#frutos - 0,268198*peso_ind_ - 0,243184*_ecuatorial -0,255672*_polar - 0,175568*firmeza - 0,234058*color - 0,19979*dulzura- 0,15248*acidez - 0,075469*consistencia - 0,179557*sabor -0,125895*aspecto - 0,12873*calificación general - 0,220122*K Donde los valores de las variables en la ecuación han sido estandarizadas substrayendo las medias y divididas por sus desviaciones estándar.

Anexo 5-(8)

Tabla de Componentes principales Componente Componente Componente Renglón Label 1 2 3 1 2 -4,37159 -0,748966 0,759448 2 2 -3,58566 -1,24239 0,663227 3 2 -3,35511 -1,77812 0,210095 4 2 -3,52442 -0,136459 1,11816 5 2 -3,31406 -0,861078 -1,3999 6 2 -3,43252 -0,496676 -0,24943 7 2 -2,83254 -0,0594993 0,367586 8 2 -3,64008 -0,875958 -1,04537 9 2 -3,39619 -0,308555 0,321548 10 2 -4,22285 0,155246 -0,100283 11 2 -3,53653 -0,454733 -1,53245 12 2 -3,46758 0,729547 0,00907673 13 2 -3,95224 1,38487 0,510882 14 2 -3,00635 0,702401 0,14573 15 2 -3,39717 0,961346 0,282042 16 2 -3,90175 2,86404 -0,702467 17 1 4,17121 -1,56847 0,659337 18 1 3,4944 -2,23025 -0,313847 19 1 2,78669 -1,79774 0,722211 20 1 2,40629 -1,15881 1,18835 21 1 3,706 -0,554687 1,14609 22 1 4,66091 -0,57055 -1,83449 23 1 4,87303 -0,722622 -2,22292 24 1 3,52968 -0,818088 -0,22866 25 1 3,26179 1,06579 0,270125 26 1 3,56039 0,998065 -2,03259 27 1 2,76543 0,402117 1,06847 28 1 3,22905 1,07144 1,52673 29 1 3,38224 1,95327 0,238784 30 1 2,72795 1,47689 -2,22602 31 1 3,94104 0,28765 1,42342 32 1 4,44056 2,33097 1,25713

Anexo 5-(9)

Noveno racimo No de Componentes extraídas: 3 Componente Porcentaje de Acumulativo No Eigenvalue Varianza Porcentaje 1 14,3874 68,511 68,511 2 1,85668 8,841 77,353 3 1,02354 4,874 82,227 4 0,767071 3,653 85,879 5 0,657736 3,132 89,011 6 0,514789 2,451 91,463 7 0,494426 2,354 93,817 8 0,309121 1,472 95,289 9 0,219285 1,044 96,333 10 0,197307 0,940 97,273 11 0,186195 0,887 98,160 12 0,127398 0,607 98,766 13 0,090196 0,430 99,196 14 0,0641406 0,305 99,501 15 0,046228 0,220 99,721 16 0,0414569 0,197 99,919 17 0,0148194 0,071 99,989 18 0,00179747 0,009 99,998 19 0,00033236 0,002 99,999 20 0,000108632 0,001 100,000 21 0,000005903 0,000 100,000 Tabla de pesos relativos de los componentes Componente 1 Componente 2 Componente 3 TRAT 0,262356 -0,00155444 -0,00988464 REP -0,000910596 0,57324 -0,322074 BRIX -0,245661 -0,0455461 -0,0236971 CE -0,262298 0,00174176 0,00849273 PH 0,24366 -0,0384798 0,000800302 TDS -0,259067 0,0114742 0,0167291 LICOPENO -0,262534 0,00183233 0,0100253 B CARO 0,262257 -0,00179678 -0,012568 #frutos 0,22618 -0,0960334 0,163021 peso_ind_ -0,26167 -0,00235525 0,00987325 _ecuatorial -0,239883 -0,011712 -0,0901628 _polar -0,246874 0,0793413 0,112089 firmeza -0,223641 -0,15613 -0,0727916 color -0,229507 -0,202475 0,116934 dulzura -0,210771 0,149075 0,0377122 acidez -0,191679 -0,135134 -0,11951 consistencia -0,16589 -0,0250781 -0,648604 sabor -0,178002 0,170711 0,563215 aspecto -0,0769925 -0,585148 0,0714385 calificación general -0,113117 0,415901 0,263645 K -0,194754 0,0321812 -0,0210831 0,262356*TRAT - 0,000910596*REP - 0,245661*BRIX - 0,262298*CE +0,24366*PH - 0,259067*TDS - 0,262534*LICOPENO + 0,262257*B CARO +0,22618*#frutos - 0,26167*peso_ind_ - 0,239883*_ecuatorial -0,246874*_polar - 0,223641*firmeza - 0,229507*color - 0,210771*dulzura- 0,191679*acidez - 0,16589*consistencia - 0,178002*sabor -0,0769925*aspecto - 0,113117*calificación general - 0,194754*K Donde los valores de las variables en la ecuación han sido estandarizadas substrayendo las medias y divididas por sus desviaciones estándar.

Anexo 5-(10)

Tabla de Componentes principales Componente 1 Componente 2 Componente 3 1 2 -3,75206 -0,473998 1,04441 2 2 -3,536 -1,07192 0,607222 3 2 -3,44644 -1,64051 -0,0390473 4 2 -3,46263 -0,109183 0,888594 5 2 -4,0609 -0,903225 0,142475 6 2 -4,35165 -0,769569 0,0374302 7 2 -3,69028 -0,585123 0,108545 8 2 -4,26134 -0,522636 -0,105358 9 2 -3,29166 -0,369348 0,0429975 10 2 -3,62635 0,281072 -0,198072 11 2 -4,05876 -0,280169 -0,634335 12 2 -3,25871 2,06056 -0,670096 13 2 -3,78935 2,136 -0,115476 14 2 -3,14661 0,36026 -0,571742 15 2 -3,34619 0,721283 -0,186254 16 2 -4,36372 1,21196 -0,191967 17 1 4,24607 -1,93913 -0,844431 18 1 3,67956 -2,13731 0,514941 19 1 3,36797 -2,2608 -1,06979 20 1 3,45564 -0,703721 1,11724 21 1 3,29646 -0,89444 -0,803917 22 1 3,91993 -1,85855 0,194467 23 1 4,34881 -1,07557 1,42658 24 1 3,72364 0,238547 1,67639 25 1 3,56223 0,857746 -0,926593 26 1 4,08646 1,83132 1,47158 27 1 3,48592 -0,358043 0,323788 28 1 4,07417 2,67984 1,66438 29 1 3,59275 1,66798 -1,3624 30 1 3,02397 2,04285 1,01168 31 1 3,81577 1,54068 -2,07031 32 1 3,76328 0,323147 -2,48294