4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.2 Efecto del programa riego sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento agrícola de plantas de tomate cv Aegean
S. lycopersicum cv. Aegean en cultivo protegido en condiciones de producción se desarrolló en un ciclo productivo de 234 ddt durante el cual se observaron los caracteres morfológicos descritos para el cultivar (Figura 13) y fue posible realizar 44 cosechas (cada tres días). Los resultados demostraron que la aplicación de los programas de riego influyó sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Figura 13. Plantas, flores y frutos deSolanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido.
El diámetro del tallo siguió una tendencia lineal en su crecimiento (R2=0,94) con los dos
programas de riego, sin diferencias significativas entre ellos para los tiempos de evaluación (ddt) (Figura 14).
Figura 14. Diámetro del tallo de plantas de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido, con dos programas de riego.
En el programa 2, con el tiempo de riego calculado a partir de la estimación de la Etc, fraccionado en turnos de 10 minutos y frecuencia diaria se obtuvieron valores significativamente superiores para el número de frutos cuajados por racimo y la masa fresca de los frutos por planta (kg). Sin embargo, el número de flores por racimo fue similar en ambos tratamientos (Tabla 8).
Tabla 8. Efecto de dos programas de riego sobre la fase reproductiva de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido.
Tratamiento No. flores/racimo No. frutos cuajados/ racimo
Masa fresca frutos/ planta (kg)
Programa 1 5,00 a 3,87 b 1,47 b
Programa 2 5,56 a 5,18 a 2,18 a
Letras diferentes en valores medios de una misma columna para cada variable indican diferencias significativas entre los rangos medios según la prueba de U de Mann Whitney para p<0,05. y = 0.5585x + 1.5219 R² = 0.9444 y = 0.634x + 1.6656 R² = 0.9474 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 0 8 15 18 28 35 42 165 171 D iá m et ro ta llo (m m ) ddt P-1 P-2 Lineal (P-1) Lineal (P-2)
Diferentes autores han informado a partir de los resultados de sus investigaciones que la CE es uno de los factores que determina el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos (Bulgarín et al., 1998; FAO, 2013, Dorais et al., 2016). Los resultados del acápite anterior mostraron oscilaciones de la CE y la FL en el programa 1 que se hicieron marcadas durante la fase reproductiva del cultivo. La frecuencia de riegos cada tres días pudo haber ocasionado incrementos progresivos de la CE en el suelo hacia el final del intervalo de tiempo y previo al siguiente riego (cuando fue medida) asociados
a las pérdidas de agua por evaporación (FAO, 2006; Letey et al., 2011). Se ha
comprobado que cuando se eleva la CE se producen abortos florales en el cultivo del tomate (Dorais et al., 2016) lo cual fue observado durante el desarrollo del ensayo y pudo ser la causa de que a pesar de que el número de flores por racimo fuera similar, el número de frutos que se desarrollaron fue significativamente menor y por ende la
masa fresca de frutos por planta. S. lycopersicum se considera moderadamente
tolerante a la salinidad (Maas y Hoffman, 1977) pero la respuesta ante variaciones de
la CE por encima del umbral dependen del cultivar (Ayers y Westcot, 1994; Dorais et
al., 2001; Marcheseet al., 2008). Además, cambios bruscos de la CE en la zona radical pueden tener un efecto negativo en las raíces y en consecuencia sobre el crecimiento de las plantas y la calidad de los frutos (Dorais et al., 2001).
En el programa 2 se obtuvo un número de frutos por racimo en correspondencia con lo referido por diferentes autores para el cultivo de tomate (entre 5 y 6) (Bugarín-Montoya
et al., 2002).
De igual forma, el rendimiento agrícola y sus componentes variaron de acuerdo con el programa de riego empleado (Tabla 9). El programa 2 superó en aproximadamente 1,8 toneladas al programa 1 en el ciclo del cultivo y en 28,2 t/ha. Se destacó el incremento de aproximadamente 1,0 kg de frutos con categoría selecta por planta.
Al respecto, se debe señalar que además de las oscilaciones de la CE en el suelo con una tendencia a incrementarse con la fase fenológica del cultivo, los riegos prolongados
con tiempos que alcanzaron 70 minutos al final del ciclo y los incrementos de la FL por encima del valor fijado (20%) (por el tiempo de riego y los ajustes de CE) pudieron ser factores que conllevaron a que el rendimiento en el programa 1 fuera menor. Por una parte, a medida que el suelo se deseca, el agua remanente no está igualmente disponible para la planta (Antúnez y Felmer, 2017) y por otra, estas prácticas agrícolas posiblemente condujeron a sobreriegos con la pérdida de nutrientes en la solución lixiviada y en consecuencia que existiera una menor disponibilidad para las plantas. El sobreriego provoca también saturación de agua en la zona radical del cultivo, reduce la fotosíntesis y provoca desbalances nutricionales (Yescas-Coronado et al., 2011). En adición, el incremento de la CE en la solución de suelo puede reducir la tasa de crecimiento de los frutos y su tamaño final por un efecto osmótico (Dorais et al., 2001; FAO, 2013).
Diferentes investigaciones coinciden en que a pesar de que los resultados del rendimiento del tomate en presencia de déficit hídrico pueden variar con los factores biológicos y ambientales que inciden en el ciclo del cultivo, un déficit hídrico moderado durante la fase reproductiva, que no comprometa el estado hídrico de las plantas, conduce a incrementos en el rendimiento (Dorais et al., 2001; Johnstoneet al., 2005; Zhen et al., 2013, Dorais et al., 2016). Esta pudiera ser una de las razones por las cuales el rendimiento agrícola, y especialmente el rendimiento comercial, fue mayor con el programa de riego 2 (tiempo de riego 30 min inferior al programa 1, de 3,0-4,5
m3de agua menos por día de riego y se fraccionó en turnos de 10 minutos). En este
sentido, se ha demostrado que el incremento del número de aplicaciones de riego por día mejora la respuesta del cultivo al déficit hídrico y tiene un impacto positivo en el uso del agua por la planta y en la calidad de los frutos, especialmente cuando se emplea
un sistema de riego por goteo bien diseñado, manejado y automatizado (Sezen et al.,
2010; Zhen et al., 2013). Se ha valorado que un déficit de riego aplicado al cultivo de tomate durante el desarrollo del fruto y la maduración es útil no solo para disminuir los
costos de producción y preservar el recurso agua, sino también para mejorar la firmeza de los frutos y aumentar el contenido de sólidos totales solubles (Patané y Cosentino, 2010; Chenet al., 2013). Durante la floración y cuaje de los frutos se recomienda hacer riegos frecuentes localizados (Antúnez y Felmer, 2017).
Tabla 9. Rendimiento y sus componentes, en el cultivo protegido deSolanum lycopersicum L. cv. Aegean con dos programas de riego (P-1 y P-2).
Variables
Programa de riego
P-1 P-2
Rendimiento (kg) por ciclo cultivo* 10 060,50 11 810,00
kg/planta 4,87 5,72
kg/m2 16,25 19,07
kg/planta categoría selecta 3,78 4,70
Rendimiento agrícola (t/ha) 162,5 190,7
*234 días después del transplante, 44 cosechas, marco de plantación de 0,50 x 0,20 x 0,50 m
El rendimiento acumulado siguió una tendencia lineal (R2=0,98) durante el ciclo del
cultivo bajo ambos programas de riego (Figura 15). Después de 234 ddt y 44 cosechas esta variable no mostraba decrecimiento lo cual indica las potencialidades del híbrido Aegean para la época de invierno en las condiciones de las casas de cultivo de la UEB de Cultivos Protegidos y Semiprotegidos del Yabú. Este ciclo productivo se puede considerar largo si se tiene en cuenta que en general se refiere que en tomate se encuentra entre 100 y 130 días (Antúnez y Felmer, 2017).
Figura 15. Rendimiento acumulado de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido con dos programas de riego (P-1 y P-2).n=44
Con respecto al rendimiento comercial (Figura 16), se observó que en el programa de riego 2, la categoría selecta representó el 82,1% de la producción y fue superior en aproximadamente 1,9 t al programa 1. Este resultado es importante si se tiene en cuenta que la demanda del mercado y el precio de venta favorecen a la categoría superior. y = 279.53x - 1182.3 R² = 0.9839 y = 231.04x - 784.55 R² = 0.9838 -2000.00 0.00 2000.00 4000.00 6000.00 8000.00 10000.00 12000.00 14000.00 0 10 20 30 40 50 R en di m ie nt o (k g) No. cosecha Rendimiento acumulado P-2 P-1 Lineal (P-2) Lineal (P-1)
Figura 16. Rendimiento comercial por categorías (calibres), de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido, con dos programas de riego (P-1 y P-2).
El rendimiento por cosecha mostró fluctuaciones ascendentes y descendentes regulares con ambos programas de riego (Figura 17), posiblemente influenciado por la práctica agrícola de realizar las cosechas cada tres días. Este es un aspecto que merece continuar estudiándose para verificar su incidencia en el rendimiento comercial. A pesar de lo anterior, los componentes del rendimiento por día de cosecha, excepto para la categoría primera, con el programa 2 fueron significativamente superiores
(Tabla 10). Este resultado coincide con los informados por Raza et al.(2017) quienes
comprobaron que el manejo del riego con tiempos específicos y estrategias adecuadas de fertilización puede conducir a incrementos en el rendimiento del cultivo.
Figura 17.Rendimiento por día de cosecha deSolanum lycopersicum L. cv. Aegean en módulo de tres casas de cultivo (modelo A-12) con dos programas de riego (P-1 y P-2).n=44.
Tabla 10. Componentes del rendimiento por día de cosecha deSolanum lycopersicum L. cv. Aegean en módulo de tres casas de cultivo (modelo A-12) con dos programas de riego (P-1 y P-2). (n=44) Variable P-1 P-2 Rendimiento comercial (kg) Selecta 177,38 b 220,39 a Primera 46,33 a 37,84 a Segunda 4,94 b 15,68 a kg/planta* 0,11 b 0,13 a kg/m2** 0,37 b 0,43 a kg/planta/m2 68,66 b 80,60 a kg/planta cat.selecta 0,09 b 0,11 a
* total de plantas por módulo: 2064, ** área productiva por módulo: 619,2 m2. Letras diferentes
en valores medios de una fila para cada variable indican diferencias significativas entre los rangos medios según prueba U de Mann Witney para p<0,05.
0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00 0 10 20 30 40 50 R en di m ie nt o (k g) No. cosecha P-2 P-1
Los resultados de este acápite guardaron relación con los obtenidos a partir del monitoreo de la CE y la FL mediante el uso del lisímetro y el riegómetro. Se comprobó que los programas de riego tienen influencia en la evolución de estas variables durante el ciclo del cultivo. A su vez, el análisis de los resultados del monitoreo permite manejar el riego y realizar ajustes si son necesarios pero sobre todo detectar problemas en el funcionamiento del sistema de fertirriego. Con tiempos de riego menores y fraccionados en varios turnos durante el día se puede cubrir la demanda de agua de las plantas con una estabilidad en la nutrición que conduce a incrementos en el rendimiento comercial, especialmente en la categoría selecta. Las ventajas del riego por goteo y de la fertirrigación en el cultivo del tomate cv. Aegean con un adecuado programa de manejo del riego permiten alcanzar rendimientos cercanos a 200 t/ha en época de invierno en las condiciones de la UEB de Cultivos protegidos y semiprotegidos del Yabú.
4.3 Valoración técnico económica del impacto de dos programas de riego en el cultivo protegido de tomate cv. Aegean
Desde que se introdujo en Cuba la tecnología de cultivos protegidos, se viene trabajando en el perfeccionamiento de la disciplina tecnológica, con el fin de aumentar los rendimientos productivos. Sin embargo, aún los resultados están por debajo de las potencialidades (León y Cun, 2001; Hernández et al., 2014).
Los resultados de este trabajo evidenciaron que lograr mayor precisión en el manejo del riego es fundamental cuando se aplica la fertirrigación, que esto puede conducir a incrementos en los rendimientos y tener un impacto económico (Tabla 11).
Con la aplicación de ambos programas se obtuvieron ingresos entre 60 000 y 70 000 CUC y ganancias hasta 51 000 CUC. Cabe destacar que los obtenidos solo con la producción de la categoría selecta en el programa 2 (63 030,35 CUC) superaron a los ingresos totales del programa 1 (62 175,10 CUC).
Tabla 11. Análisis económico de la producción de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean en cultivo protegido con dos programas de riego.
Ingresos (CUC)
Categoría Programa 1 Programa 2
Selecta 50 729, 25 63 030, 35 Primera 10 597, 60 8460, 40 Segunda 848, 25 1895, 40 Total 62 175,10 73 386,30 Gastos 21 653,13 21 653,13 Ganancias 40 521,97 51 733,17
Por el valor de la producción total se obtuvieron 11 211, 20 CUC más de ganancia por la aplicación del programa de riego 2, con el mismo cultivar híbrido, similares condiciones en los módulos y en la misma época de cultivo. El ajuste del tiempo y frecuencia de riego a las demandas de agua del cultivo teniendo en cuenta la evapotranspiración, el fraccionamiento del tiempo de riego en varias aplicaciones en el día según la fase fenológica del cultivo y el monitoreo de la evolución de la CE y la FL proporcionaron condiciones estables de suministro constante de agua y nutrientes a las plantas y mejor calidad de frutos. Todo ello redundó en mayores rendimientos por área cultivada con un mejor uso de agua y nutrientes.
El resultado productivo condujo a mayores ingresos en el balance económico de la UEB y contribuyó al cumplimiento de su objeto social de sustituir importaciones con producciones nacionales. Además, tuvo impacto social con una repercusión positiva
en los ingresos de los trabajadores por concepto de salario, considerando lo que representa un aumento relativo de un 15% por este concepto, respecto a los anteriores ingresos.
El manejo del riego afecta directamente la respuesta de los cultivos y puede conducir a mejorías cualitativas y cuantitativas en la producción de hortalizas (Dukes et al.,
2010; Caparros et al., 2017) como se demostró en este trabajo con S. lycopersicum
cv. Aegean. La aplicación de estas estrategias contribuyen a incrementar la eficiencia del uso del agua, a reducir el impacto ambiental y a promover el uso sostenible de los recursos (Montesano et al., 2015).
En este sentido, la fertirrigación es una técnica agrícola que proporciona una oportunidad para incrementar el rendimiento y minimizar la contaminación ambiental por la disminución del volumen de fertilizantes a emplear, la eficiencia de su uso y el incremento del retorno neto de las inversiones en fertilizantes (Yadavet al., 2017). Las principales ventajas de esta técnica son el incremento de la flexibilidad de subdividir las dosis de fertilizantes de acuerdo con el ritmo de asimilación de las plantas, una mejor distribución de los fertilizantes en la zona radical de las plantas, la posibilidad de mantener un nivel bajo pero constante en la solución de suelo y la automatización del suministro de fertilizantes (Incrocci et al., 2017). No obstante, el programa de fertirrigación requiere que los cálculos de las variables que están implicadas sean precisos y luego disciplina en la aplicación para regar de forma adecuada. De lo contrario se pueden perder nutrientes, agua y rendimiento.
Conocer cuando se está regando bien o en exceso o cuando es necesario aplicar un déficit hídrico depende no solo de contar con equipos que midan y registren las variables, sino de la experiencia del regador, de aplicar con disciplina los conceptos principales del riego y el drenaje entre los que son muy importantes el tiempo de riego y la fracción de lavado.
Se ha considerado que una vez aplicado cierto criterio de riego es conveniente apoyar la programación con algún método o instrumental para decidir la aplicación, duración
y frecuencia de riego (Antúnez y Fermer, 2017). Al respecto, en el estudio realizado, contar con un lisímetro y un riegómetro, más el conocimiento y la experiencia de cómo manejar la información que suministran durante el riego tuvo un impacto en los resultados esperados. Si se tiene en cuenta que son instrumentos sencillos, de bajo costo y relativamente fáciles de construir e interpretar los resultados por un trabajador sin un alto nivel escolar, se puede valorar la importancia de su implementación. El conocimiento de la relación entre la evolución de la CE en la solución lixiviada y la FL a través de su monitoreo por el trabajador de la casa de cultivo o el regador posibilita que puedan proponer acciones o alertar a los técnicos de cómo replantear la aplicación del próximo riego, con mucho tiempo de antelación a que se detecten las consecuencias negativas en las plantas y pueda afectarse el rendimiento. Lo anterior está en correspondencia con lo informado por Sonneveld y Voogt (2009) quienes refirieron que el monitoreo sistemático de la CE de la solución del suelo es de gran importancia para obtener rendimientos elevados y una calidad óptima.
Los resultados del trabajo demostraron que en el manejo del riego se debe tener en cuenta no solo la evolución de la fracción de lavado sino analizarla de conjunto con el resultado del monitoreo de la CE porque están estrechamente relacionadas. Esta información es muy valiosa y suple en alguna medida las carencias de análisis sistemáticos del contenido de nutrientes del suelo en un momento específico del ciclo del cultivo que requieren de técnicas y procedimientos más complejos, tiempo, personal y equipos especializados.
El monitoreo de la evolución de la CE en cultivo protegido con riego por goteo es una vía para optimizar el uso del agua y mejorar la eficiencia en el empleo de los fertilizantes ya que se aplican mediante fertirriego. Atendiendo a lo anterior se pueden ajustar los programas generales de riego a las condiciones de producción propias de cada lugar que tienen tipos de suelos, calidades de agua, variables medioambientales, cultivares y personal diferentes.
En correspondencia con lo anterior, el desarrollo de investigaciones que validen la aplicación de métodos para realizar el monitoreo y profundicen en la interpretación de sus resultados redundará en programas de riego mejor ajustados a las necesidades del cultivo. Además, contribuirán a que los productores puedan diseñar estrategias oportunas para corregir cualquier anomalía a tiempo.
Desde el punto de vista general el haber realizado el experimento en condiciones de producción da referencias de la magnitud del efecto de aplicar alternativas en los programas de riego para incrementar los rendimientos en el cultivo de tomate.
Los resultados de este trabajo constituyen un punto de partida para próximas investigaciones donde se debe considerar el manejo del riego con respecto a la sanidad vegetal del cultivo, las estrategias de manejo agronómico y de cosecha los cuales no se pueden ver de forma aislada y cuyo resultado complementa la salida final que es el aumento de los rendimientos. Adicionalmente, con los conocimientos adquiridos se dispone de una herramienta de trabajo para encaminar mejoras en los programas de capacitación del personal técnico y los obreros para impulsar el cumplimiento de más y mayores compromisos productivos.
Atendiendo a los resultados del trabajo se propone como alternativa para el manejo del riego para el cultivo protegido de tomate cv. Aegean el programa 2 que incluye:
- Estimar la demanda de agua neta y real a partir de la evapotranspiración. Para ello utilizar los valores de Eto y Kc disponibles en la literatura científica para estimar Etc y reducirla al 50%.
- Fijar una FL del 20%.
- Estimar los valores máximos de CE de la solución lixiviada según el umbral de CE del cultivo (2,5 dS/m) y la CE de la solución nutritiva en cada fase fenológica. - Fraccionar el tiempo de riego calculado en turnos de 10 minutos.
- Monitorear la evolución de la CE de la solución lixiviada y corregir desviaciones con el riego.
- Monitorear la evolución de la FL en el lisímetro y corregir desviaciones con el riego.
- Manejar el riego en la fase reproductiva (desde la floración hasta la cosecha) con un déficit hídrico moderado.
Por otra parte, para continuar perfeccionando este programa de riego se debe:
- Estimar los requerimientos de lavado desde el principio del ciclo para ajustar la FL por fase fenológica.
- Registrar las variables climáticas dentro de la casa de cultivo para estimar con mayor precisión la Eto.
- Calcular los coeficientes de cultivo para cada cultivar y época de siembra según las condiciones locales de cultivo y las características específicas de cada uno. - Estimar la Etc con los valores anteriores y la demanda de agua neta y real. - Combinar el monitoreo de la CE y la FL con el monitoreo de la humedad del
suelo a través de tensiómetros o sensores para definir los momentos de aplicación del riego en las fases fenológicas.
- Diseñar modelos del cultivo con las variables registradas que permitan predecir y ajustar los programas de riego en base a las mediciones en tiempo real. - Integrar estos resultados en el sistema automatizado.
5. CONCLUSIONES
1. El diseño de un programa de riego por goteo para cultivo protegido de Solanum lycopersicum L. cv. Aegean basado en estimar la demanda hídrica por evapotranspiración, frecuencia diaria y tiempo de riego fraccionado con turnos de 10 minutos (programa 2), permite una estabilidad en los valores de conductividad eléctrica de la solución nutritiva, de la solución lixiviada y de la fracción de lavado fijada, a lo largo del ciclo de cultivo.
2. El manejo del riego en el cultivo protegido de S. lycopersicum L. cv. Aegean