CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN QUÍMICA APLICADA
PROGRAMA DE POSGRADO EN AGROPLASTICULTURA
“Evaluación de la Radiación Fotosintéticamente Activa Reflejada e Incidente en Acolchados Fotoselectivos y sus Efectos en el Desarrollo y Rendimiento del Cultivo de
Pimiento (Capsicum annuum L.) y Coliflor (Brassica oleracea)”
Presentada por:
DEYANIRA GAYOSSO TOLENTINO
TESIS
Para obtener el grado de:
MAESTRO EN CIENCIAS EN AGROPLASTICULTURA
Saltillo, Coahuila, México Noviembre, 2012.
Agradecimientos
Gracias a CONACYT por el apoyo brindado para hacer la maestría en el centro de investigación de química aplicada.
Gracias a CIQA por la oportunidad brindada para continuar con mis estudios de maestría y por el apoyo recibido.
Gracias a todos los maestros del departamento de agroplasticultura que me instruyeron durante este tiempo otorgándome los conocimientos necesarios para mi formación académica. Por su amistad y confianza.
Gracias a los trabajadores del campo por su apoyo, amistad y enseñanzas que me brindaron siempre.
Gracias al doctor Juan Munguía López por darme a oportunidad de trabajar con él en mi proyecto de tesis.
Dedicatorias
A Dios por permitirme estar aquí cumpliendo mis propósitos y brindarme los tesoros más grandes y hermosos que me has brindado siempre haciendo mi vida feliz y placentera.
A mis papás Primitivo Gayosso Martínez y María de Jesús Tolentino Trejo gracias por sus enseñanzas, consejos, apoyo y amor que me han brindado incondicionalmente permitiéndome
lograr cada una de mis metas e hicieron de mi una persona de bien “los amo”.
A mis hermanos Erika Itzel, Diana Laura y Abdrey gracias por su apoyo amistad y cariño brindado siempre “los amo”.
A mi Esposo Corne gracias por apoyarme durante todo este tiempo por ser paciente y compresible “te amo”.
A mi pequeño tesoro Arantza Samadhi que desde que llego a mi vida colmo de bendiciones y alegrías mi vida “te amo mucho”.
A mis abuelos por sus consejos, cariño y amor brindado siempre donde estén los amo, están en mi mente y corazón.
A mi suegra y cuñados su apoyo, amistad y comprensión brindada durante todo este tiempo y formar parte de mi familia “gracias”.
ÍNDICE DE CONTENIDO
Pág.
AGRADECIMIENTOS………. i
DEDICATORIA………. ii
ÍNDICE DE CONTENIDO………... iii
ÍNDICE DE CUADROS……… iv
ÍNDICE DE FIGURAS……….. vi
RESUMEN……….. xi
I. INTRODUCCIÓN………. 1
1.1 Producción de Hortalizas en México……….……… 1
1.2 Importancia de los Plásticos en la Agricultura………. 4
1.3 Acolchado Plástico………...…….. 5
1.4 Efectos del Uso de los Acolchados Plásticos……… 6
1.4.1 Temperatura……… 6
1.4.2 Humedad del Suelo……… 7
1.4.3 Control de Malezas……… 7
1.4.4 Estructura Física del Suelo……… 8
1.4.5 Fertilización……… 8
1.5 Colores de Acolchado………. 8
1.5.1 Acolchado Negro……… 10
1.5.2 Acolchado Blanco/Negro……… 11
1.5.3 Acolchado Plata/Negro………. 11
1.5.4 Acolchado Rojo………...………. 11
1.5.5 Acolchado Azul………...………. 11
1.6 La Luz………. 12
1.6.1 Efecto de la Radiación en las Plantas……….. 13
1.7 Radiación Fotosintéticamente Activa………. 13
1.8 Fotorreceptores………... 14
1.9 Morfología del Pimiento………. 14
1.10 Morfología de la Coliflor……….. 17
1.10.1 Variedades……… 17
II. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS………. 19
2.1 Hipótesis………. 19
2.2 Objetivos………. 19
III. MATERIALES Y EQUIPO………... 20
3.1Ubicación del Sitio de Estudio……… 20
3.2 Películas Plásticas de Acolchado……… 20
3.3 Material Vegetativo……… 20
3.4 Equipos para la Medición de Variables……….. 21
3.4.1 Medidor de Área Foliar……… 21
3.4.2 Medidor de Radiación Fotosintéticamente Activa………... 21
IV. METODOS……….. 22
4.1 Cultivo de Pimiento……… 22
4.1.1 Producción de Plántula………. 22
4.1.2 Prácticas Culturales……….. 22
4.1.3 Establecimiento del Cultivo………. 22
4.1.4 Manejo del Cultivo………... 23
4.2 Cultivo de Coliflor……….. 23
4.2.1 Producción de Plántula………. 23
4.2.2 Preparación del Terreno……… 24
4.2.3 Establecimiento del Cultivo……… 24
4.2.4 Manejo del Cultivo………... 24
4.3 Análisis de Crecimiento……… 25
4.4 Cobertura de Planta………. 25
4.5 Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA)……….. 25
4.6 Diseño Experimental………... 26
4.7 Análisis de Datos……… 26
V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……… 27
5.1 Evaluación de Acolchados Fotoselectivos en el Cultivo de Pimiento Establecido en el Ciclo Primavera-Verano………. 27 5.1.1 Variables Evaluadas………. 27
5.1.2 Radiación Fotosintéticamente Activa Reflejada Reflejada…………. 41
5.1.3 Rendimiento………. 53
5.2 Evaluación de Acolchados Fotoselectivos en el Cultivo de Coliflor Establecido en el Ciclo Otoño-Invierno……… 56 5.2.1 Variables Evaluadas………. 56
5.2.2 Rendimiento………. 63
VI. CONCLUSIONES……….. 66
VII. LITERATURA CITADA………... 67
ÍNDICE DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1. Comparación de medias de altura para los seis muestreos realizados en el cultivo de pimiento………..……….
28 Cuadro 2. Comparación de medias del diámetro de tallo para los seis muestreos
realizados en el cultivo de pimiento………...
30 Cuadro 3. Comparación de medias de índice área foliar para los cuatro
muestreos realizados en el cultivo de pimiento………
31 Cuadro 4. Comparación de medias del peso seco de la hoja para los cuatro
muestreos realizados en el cultivo de pimiento……….
32 Cuadro 5 Comparación de medias del peso seco del tallo para los cuatro
muestreos realizados en el cultivo de pimiento…….……… 34 Cuadro 6. Comparación de medias de número de flores para los dos muestreos
realizados en el cultivo de pimiento………... 36 Cuadro 7. Comparación de medias del número frutos para los dos muestreos
realizados en el cultivo de pimiento……….. 37 Cuadro 8. Comparación de medias peso seco de fruto para los cuatro muestreos
realizados en el cultivo de pimiento………... 39 Cuadro 9. Radiación fotosintéticamente activa reflejada e incidente total
integrada y acumulada durante los nueve días correspondientes a la etapa de desarrollo del cultivo de pimiento con acolchados
fotoselectivos………..………… 45
Cuadro 10. Radiación fotosintéticamente activa reflejada e incidente total integrada y acumulada durante 29 días correspondientes a la etapa de floración del cultivo de pimiento con acolchados fotoselectivos……. 48 Cuadro 11. Radiación fotosintéticamente activa reflejada e incidente total
integrada y acumulada durante 13 días correspondientes a la etapa de cosecha del cultivo de pimiento con acolchados
fotoselectivos.………... 51
Cuadro 12. Comparación de medias de rendimiento por corte y total del cultivo de pimiento bajo condiciones de acolchados fotoselectivos…………. 54 Cuadro 13. Comparación de medias de altura de planta de los cuatro muestreos
del cultivo de coliflor con acolchados fotoselectivos……… 56 Cuadro 14. Comparación de medias de diámetro de tallo en el cultivo de coliflor
con acolchados fotoselectivos……… 57
Cuadro 15. Comparación de medias de índice de área foliar de los cuatro muestreos del cultivo de coliflor con acolchados fotoselectivos…….. 59 Cuadro 16. Comparación de medias de peso seco de hojas de los cuatro
muestreos del cultivo de coliflor en acolchados fotoselectivos…….… 60 Cuadro 17. Comparación de medias de peso seco de tallo de los cuatro muestreos
del cultivo de coliflor en acolchados fotoselectivos………..………… 61 Cuadro 18. Comparación de medias de rendimiento por corte del cultivo de
coliflor con acolchados fotoselectivos………...……… 64
INDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Distribución del espectro electromagnético en función de la longitud de onda en nanómetros.………
12 Figura 2. Trasplante del cultivo de pimiento y distribución de tratamientos de
acolchados fotoselectivos en el ciclo agrícola primavera-verano
2011... 23 Figura 3. Trasplante del cultivo de coliflor y distribución de tratamientos de
acolchados fotoselectivos en el ciclo agrícola otoño-invierno 2011-
2012……….……… 24
Figura 4. Medias de altura de planta (H) en el cultivo de pimiento bajo condiciones de acolchados fotoselectivos………
29 Figura 5. Medias de diámetro de tallo (D) en el cultivo de pimiento bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos…….….……….
30 Figura 6. Medias de índice de área foliar (IAF) del cultivo de pimiento bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos………..
32 Figura 7. Medias de peso seco de hoja (PSH) en el cultivo de pimiento bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos………
33 Figura 8. Medias de peso seco de tallo (PST) en el cultivo de pimiento bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos………
35 Figura 9. Medias de número de flores en el cultivo de pimiento bajo condiciones
de acolchados fotoselectivos ………..
36 Figura 10. Medias de número de frutos en el cultivo de pimiento bajo condiciones
de acolchados fotoselectivos……… 38
Figura 11. Medias de peso seco de fruto (PSF) en el cultivo de pimiento bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos……… 39 Figura 12. Coeficiente de partición de biomasa de peso seco de a) hoja b) tallo y
c) frutos del cultivo de pimiento con acolchados fotoselectivos……….. 41
Figura 13. Radiación fotosintéticamente activa instantánea reflejada en la etapa de desarrollo del cultivo de pimiento con acolchados fotoselectivos: a)
APB/N, b) APM/N, c) APA y d) APR………..……… 43 Figura 14. Radiación fotosintéticamente activa instantánea reflejada en la
etapa de desarrollo del cultivo de pimiento con acolchados
fotoselectivos: e) APC, f) APN/M y g) TES.……….. 44 Figura 15 Radiación fotosintéticamente activa instantánea reflejada en la
etapa de floración del cultivo de pimiento con acolchados
fotoselectivos: a) APB/N, b) APM/N, c) APA y d) APR……..………... 46 Figura 16. Radiación fotosintéticamente activa instantánea reflejada en la
etapa de floración del cultivo de pimiento con acolchados
fotoselectivos: e) APC, f) APN/M y g) TES.……….. 47 Figura 17. Radiación fotosintéticamente activa instantánea reflejada en la
etapa de cosecha del cultivo de pimiento con acolchados
fotoselectivos: a) APB/N, b) APM/N, c) APA y d) APR………. 49 Figura 18. Radiación fotosintéticamente activa instantánea reflejada en la etapa de
cosecha del cultivo de pimiento con acolchados fotoselectivos: e) APC,
f) APN/M y g) TES…...………... 50
Figura 19. Radiación fotosintéticamente activa reflejada y altura de planta alcanzada en cada muestreo destructivo.... ………
52 Figura 20. Radiación fotosintéticamente activa reflejada acumulada y diámetro de
planta alcanzado en cada muestreo destructivo.... ………
52 Figura 21. Radiación fotosintéticamente activa reflejada acumulada y diámetro de
planta alcanzado en cada muestreo destructivo………
53 Figura 22. Medias de rendimiento por corte para el cultivo de pimiento bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos... ………
54 Figura 23. Radiación fotosintéticamente activa reflejada acumulada y rendimiento
total durante todo el ciclo del cultivo... ………
55 Figura 24. Medias de altura de planta (H) del cultivo de coliflor bajo condiciones
de acolchados fotoselectivos………
57
Figura 25. Medias de diámetro de tallo (D) del cultivo de coliflor bajo condiciones de acolchados fotoselectivos………
58 Figura 26. Medias de índice de área foliar (IAF) del cultivo de coliflor bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos.………..
59 Figura 27. Medias de peso seco de hoja (PSH) de los cuatro muestreos del cultivo
de coliflor en acolchados fotoselectivos………...………..
60 Figura 28. Medias de peso seco de tallo (PST) del cultivo de coliflor bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos………..
62 Figura 29. Coeficiente de partición de biomasa de peso seco de a) hoja y b) tallo
del cultivo de pimiento con acolchados fotoselectivos.………..
63 Figura 30. Medias de rendimiento por corte para el cultivo de coliflor bajo
condiciones de acolchados fotoselectivos………
64
RESUMEN
El trabajo se realizo en el campo experimental del Centro de Investigación de Química Aplicada (CIQA), con el objetivo de evaluar el efecto de los acolchados fotoselectivos, sobre la radiación fotosintéticamente activa y su relación con el desarrollo, rendimiento y calidad de fruto del cultivo de pimiento y coliflor. El estudio se dividió en dos etapas. La primera etapa fue con el pimiento hibrido Giacomo que se estableció en primavera-verano y en la segunda etapa otoño-invierno se estableció el cultivo de coliflor variedad Bola de nieve. Se utilizó un diseño de bloques al azar con siete tratamientos para la primera etapa: acolchado plástico rojo (APR), acolchado plástico azul (APA), acolchado plástico metalizado/negro (APM/N) e invertido como acolchado plástico negro/metalizado (APN/M), acolchado plástico café (APC), acolchado plástico blanco/negro (APB/N), y sin acolchar (TES), con cuatro repeticiones y dos camas como parcela experimental, para la segunda etapa solo se excluyó el testigo.
Se midió la radiación fotosintéticamente activa (RFA) reflejada e incidente en los diferentes acolchados y se evaluaron las siguientes variables: área foliar, altura de planta, diámetro de tallo, número de flores, acumulación de materia seca de tallo, hojas y frutos.
De acuerdo a los resultados obtenidos en la primera etapa con el cultivo de pimiento las plantas que alcanzaron mayor índice de área foliar fueron las establecidas en el APM/N que contribuyó a lograr el máximo contenido de materia seca de tallo y hoja, así mismo logró el mayor rendimiento comparado con los demás tratamientos. Estos resultados se atribuyen a que durante todo el ciclo del cultivo el APM/N reflejó mayor radiación fotosintéticamente activa que favoreció la producción de biomasa.
En los resultados obtenidos de RFA refleja instantánea el APM/N presentó un comportamiento diferente de los demás tratamientos, debido a que la curva de distribución de radiación durante los días representativos de cada etapa fenológica no coinciden con la del APM/N donde los valores de RFA reflejada alcanzados en iguales intervalos de tiempo fueron más altos mostrando una figura triangular y no en forma de campana de gauss.
En la segunda etapa el cultivo de coliflor el APN/M fue el que obtuvo mejores resultados durante todo el ciclo en comparación con los demás tratamientos pues obtuvo mayor altura de
planta e índice de área foliar que favoreció a un mayor contenido de materia seca de hoja. En el rendimiento total no se presentaron diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos con acolchado pero con el APN/M obtuvo mejor rendimiento.
I. INTRODUCCIÓN
1.1 Producción de Hortalizas en México
México se encuentra entre los principales productores y exportadores de hortalizas en el mundo, ocupando el segundo lugar en exportación de chiles de diferentes variedades y abastece el 80 % de las importaciones norteamericanas (Macías, 2010). Posee una riqueza de climas y ecosistemas que permiten la adecuada producción de hortalizas durante todo el año, lo cual constituye una de las principales ventajas ante otros competidores potenciales (FIRA, 2008).
El chile morrón (Capsicum annuum L.) es uno de los principales productos hortícolas en el país a campo abierto después del jalapeño y el serrano (SAGARPA, 2008), se adapta a diversas condiciones de clima, suelo y altitudes que van desde el nivel del mar hasta los 2500 m y se puede producir bajo diversos sistemas de tecnificación (Lesur, 2006).
La mayor parte de la producción de pimiento en México se destina a la exportación, tanto la que se genera a campo abierto como la de invernadero, pues se siembran aproximadamente 5,800 hectáreas en todo el país, con rendimientos en campo que pueden llegar hasta 50 t·ha-
1·año-1(Castellanos y Borbón, 2009). La producción en invernadero es importante porque nuestro país es el principal proveedor de este producto a los Estados Unidos de Norteamérica y a Canadá principalmente en épocas no favorables para la producción a campo abierto y no es suficiente la producción en superficie protegida (PMA, 2007; CBSA, 2010.
El cultivo de crucíferas en México es altamente rentable, pues se siembran alrededor de 50 mil ha de las cuales el 72.42% son de brócoli, 12.25% de col y el 7.0% de coliflor (Marín y Bujanos, 2001), destinados al consumo interno y a exportación, principalmente como producto congelado a EUA (Guerrero, 2010). El principal estado productor de brasicáceas en México es Guanajuato, aunque en el noroeste de la República existe un gran potencial de producción y se cultiva para consumos regionales y en ocasiones para exportación en fresco pues se afirma que
bajo las condiciones climáticas del noroeste de México los problemas fitosanitarios son mínimos (Guerrero, 2010).
En la actualidad la comercialización de los productos agrícolas como las hortalizas representa una actividad importante porque son productos de exportación que generan ingresos y fuentes de empleo. Entre los principales retos que enfrenta la actividad hortícola en nuestro país son la modernización e internacionalización debido a que el sector enfrenta problemas propios de un sistema tradicional que no aseguran la inocuidad de los alimentos y no tiene niveles de productividad altos, limitando el proceso de exportación. Por otro lado, es importante considerar que el agua necesaria para este tipo de producción será cada vez más escasa por lo que los productores deben cambiar los sistemas de producción hacia aquellos que permitan un uso más eficiente (FIRA, 2008).
Para producir los alimentos que se consumen en el mundo se requieren distintas cantidades de agua, de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas (ONU), la agricultura utiliza tres cuartas partes del agua que se consume a nivel mundial mientras que la industria utiliza un 15% y el uso en los hogares es únicamente de un 10%. Los cambios demográficos en el mundo están aumentando presión sobre el uso de los recursos hídricos pues se estima que en los próximos 20 años la población aumente aproximadamente en 2 mil millones de personas y como consecuencia se requerirá más de un 60% de agua en fines agrícolas para poder alimentar a toda la población (De la Madrid, 2009).
El cambio climático en el mundo es un efecto de gran importancia en este ámbito debido a que está modificando la productividad de los cultivos agrícolas, así como la calidad de los vegetales y hortalizas. La variabilidad natural de las lluvias, de la temperatura y de otras condiciones del clima es el principal factor que explica la variabilidad de la producción agrícola, lo que a su vez constituye uno de los factores principales de la falta de seguridad alimentaria.
La capacidad de los pueblos de producir suficientes alimentos para consumo propio y de su ganado depende en gran medida del clima: la temperatura, la luz y el agua. Las fluctuaciones a
corto y a largo plazo de las pautas del clima, variabilidad y cambio climático pueden tener repercusiones extremas en la producción agrícola, y hacer que se reduzca drásticamente el rendimiento de las cosechas, lo que obligaría a los agricultores a utilizar nuevas prácticas agrícolas en respuesta a las modificaciones de las condiciones (FAO, 1997).
Otro problema que enfrenta hoy en día la agricultura, que disminuye la productividad y rentabilidad de los cultivos son las plagas debido a que han elevado su nivel de incidencia y daño en la producción de hortalizas por malas prácticas culturales, que incrementan su capacidad de reproducción y distribución, como el monocultivo y la reducción de variabilidad genética (García y colaboradores, 2003). Este problema es exacerbado por el excesivo uso de insecticidas que generan la aparición de plagas resistentes difíciles de controlar (García y colaboradores, 2000; 2001; 2005). Los acolchados dependiendo del color ahuyentan a las plagas mediante la reflexión de luz, reduciendo la incidencia de insectos transmisores de enfermedades virales (Rojas y Fernández, 2010).
Por lo tanto es necesario buscar nuevas alternativas que permitan maximizar los rendimientos y calidad de fruta de las hortalizas haciendo un mejor aprovechamiento de los recursos.Una de las alternativas que se ha venido utilizando es el uso de acolchados plásticos para la producción de hortalizas, debido a que han mostrado beneficios como: mayores rendimientos, reducción de la pérdida de vapor de agua en la evaporación del suelo, incidencia de malezas, lixiviación de fertilizantes, mayor eficiencia en el uso del agua, menor compactación del suelo, control de ciertas plagas y cosecha de productos más limpios (Díaz-Pérez y colaboradores, 2008). Sin embargo es importante conocer el comportamiento de los diferentes colores de acolchado que existen ya que la respuesta de las plantas está en función de la interacción de la calidad de la luz reflejada por la superficie del acolchado y por la capacidad de cada color para permitir el paso de la radiación solar e incrementar las temperaturas del suelo (Ramírez, 1996).
Para el caso de estudio presentado se hizo la evaluación de la radiación fotosintéticamente activa reflejada en diferentes colores de acolchados fotoselectivos y su efecto en el desarrollo y rendimiento del cultivo, establecido el pimiento en el ciclo primavera- verano y en otoño-
invierno la coliflor, respectivamente, esto con la finalidad de obtener mayor información que permitiera ampliar nuestros resultados.
1.2 Importancia de los Plásticos en la Agricultura
La creciente demanda de alimentos ha creado la necesidad de desarrollar tecnologías agrícolas que permitan hacer un uso eficiente de los insumos agrícolas (Robledo y colaboradores, 2005). La implementación de nuevas tecnologías aplicables a la producción agrícola, como son el riego por goteo, el uso de acolchados plásticos y el fertirriego, hacen posible el incremento en la producción, principalmente, en las regiones donde el recurso agua es tan limitado (Molinar y Yang, 2000).
El campo de los cultivos hortícolas está experimentando una tendencia cada vez más marcada hacia la producción anticipada o fuera de estación y en condiciones naturales diferentes a aquellas en las que tradicionalmente se cultivan a campo abierto, sufriendo una evolución y cambio en toda su extensión, motivado principalmente por la incursión de los plásticos en la protección de los cultivos, permitiendo ejercer el control parcial de las condiciones climáticas y favoreciendo el desarrollo de los cultivos a lo largo del año (Lenscak, 2003).
Las modificaciones de las actividades fisiológicas de la planta son fuertemente influenciadas por la temperatura, radiación incidente y reflejada según el tipo de acolchado (Ibarra y Rodríguez, 1991). Los distintos colores, espesores y formulaciones de películas plásticas que se han desarrollado tienen diferentes efectos en la temperatura del suelo y en las propiedades espectrales de la radiación reflejada, que afecta el desarrollo y rendimiento de las plantas (Díaz-Pérez y Batal, 2002; Kasperbauer y colaboradores, 2001). Estudios anteriores han demostrado que es importante conocer el comportamiento de los diferentes colores de acolchados ya que su uso difiere de acuerdo a la época del año, región y al cultivo. Por lo que se recomienda elegir el color del plástico en función de los beneficios que deseen obtener, tales como incremento de la temperatura del suelo y radiación reflectante que podría acelerar el crecimiento y desarrollo de las plantas (Taber y Heard, 2010).
1.3 Acolchado Plástico
Las últimas décadas, la producción de hortalizas han aumentado significativamente en muchas áreas del mundo (Díaz-Pérez y colaboradores, 2008), el uso de acolchado es una técnica empleada en la agricultura para proteger los cultivos y el suelo de la acción de los agentes atmosféricos, que ha permitido convertir tierras aparentemente improductivas en modernísimas explotaciones agrícolas. En la horticultura ha tenido un gran desarrollo, ya que el acolchado proporciona un gran número de beneficios agronómicos y medioambientales, convirtiéndose en una técnica imprescindible debido a sus efectos positivos en los cultivos donde la demanda cada día es mayor conforme se adaptan mejores hábitos alimenticios de la humanidad (Macua y colaboradores, 2005 y Moreno y colaboradores, 2006).
La utilización de coberturas plásticas en combinación con el riego por goteo juega un papel importante en los sistemas intensivos de producción ya que al afectar el microclima de las plantas mediante la modificación del balance de energía del suelo y mediante la restricción de la evaporación de agua del suelo se influye en su crecimiento y rendimiento (Díaz-Pérez y colaboradores, 2008). Al colocar una película plástica entre el suelo y la atmósfera superior, actúa como una barrera amortiguadora disminuyendo las variaciones en los factores ambientales. Las características de la película como el color, grosor y transparencia a la radiación influyen sobre el intercambio energético en la superficie de la película y consecuentemente sobre el balance energético del suelo bajo la película (Tukey, 1963).
El balance de energía sobre una superficie determina en gran parte el microclima sobre la misma y controla procesos biológicos e hidrológicos en dicha superficie (Munguía y colaboradores, 2011). De acuerdo con Oke (1978); Twine y colaboradores (2000) los componentes principales de la ecuación del balance de energía se pueden representar como:
Rn = H + LE + G + S + PH Donde:
Rn es la radiación neta (W m-2) H es el flujo de calor sensible (W m-2)
LE es el flujo de calor latente (W m-2) G es el flujo de calor en el suelo (W m-2)
S es el almacenamiento o liberación de energía (calor) por cambios de temperatura (W m-2) PH es la energía usada en el proceso de fotosíntesis, o liberada en el de respiración (W m-2).
1.4 Efectos del Uso de los Acolchados
La utilización del acolchado ha sido una técnica practicada por los agricultores para proteger los cultivos y el suelo de la acción de los agentes atmosféricos, se usa por lo regular en asociación con el riego por goteo para aprovechar la baja disponibilidad de agua regiones áridas donde sus beneficios son extremadamente visibles (Ibarra y Rodríguez, 1991, Papaseit y colaboradores, 1997 y Printz, 1994). Su uso en la horticultura ha tenido últimamente un gran desarrollo ya que proporciona un gran número de beneficios agronómicos y medioambientales (Macua y colaboradores, 2005).
El acolchado de suelo trae como consecuencia mayor temperatura en la rizósfera y mayor conservación de la humedad permitiendo tener plantas menos estresadas, con menor aborto de flores y mayor absorción de elementos nutrimentales (Misle y Norero, 2001; Quezada y colaboradores, 1995, Robledo y colaboradores, 2004).
1.4.1 Temperatura
El acolchado permite la disminución en las fluctuaciones de temperatura del suelo, amortiguando los picos máximos y mínimos principalmente en los primeros 15 cm de profundidad (Leal, 2007). El acolchado se comporta como un filtro de doble efecto, que acumula calor en el suelo incrementando la temperatura durante el día y dificulta la salida de la radiación infrarroja de la superficie terrestre reteniendo el calor durante la noche mejorando las condiciones del sistema radicular de la planta y evita o disminuye el riesgo de heladas por bajas temperaturas del aire en zonas frías (Berardocco, 2006).
En un estudio realizado con cinco colores de acolchado: blanco, negro, café, azul y verde, donde se midió la temperatura del perfil superior del suelo, radiación fotosintéticamente activa (RFA) y su relación con el desarrollo, rendimiento y calidad de frutos del cultivo de melón. Se encontró que la RFA, obtenida durante los 27 días evaluados en el cultivo fue mayor en los acolchados azul y blanco con valores de 203.97 y 170.25 mol·m-2 y los acolchados café y negro tuvieron menor RFA con 106.59 y 125.85 mol·m-2, respectivamente. A 0.10 y 0.20 m de profundidad el acolchado azul presentó las temperaturas más altas con mejor rendimiento y calidad de fruto, mientras que el acolchado blanco obtuvo las menores temperaturas y por lo tanto menor rendimiento y calidad de fruto, lo que concluyó que al modificar la temperatura del suelo resultado de los diversos colores de acolchado se aumenta la calidad y rendimiento del melón (Zermeño 2009).
1.4.2 Humedad del Suelo
El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso del agua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje y existen diversos métodos para determinarla (Maderey y Jiménez, 2005). El acolchado es una técnica que previene la evaporación y conserva la humedad del suelo, mejorando la energía térmica y el estado de los nutrientes en el suelo y disminuye la acumulación de sales en la superficie del suelo (Bu y colaboradores, 2002). Al disminuir la evaporación permite hacer un mejor uso del agua y facilita para que las raíces encuentren agua a menor profundidad (Moreno y colaboradores, 2006). En un estudio se evaluó el consumo de agua y rendimiento del tomate en suelo acolchado concluyendo que al usar acolchado plástico como cubierta del suelo se ahorra un 21% de agua de riego comparado con suelo sin acolchar. El abatimiento de humedad aprovechable en el estrato 60 cm fue 37.3% mayor que en el suelo sin acolchar (Figueroa y colaboradores, 2007).
1.4.3 Control de Malezas
El crecimiento de malezas bajo el acolchado depende del color del plástico, es decir, de su transmitancia a la luz solar.El polietileno transparente posee una alta transmisión de radiación
solar fotosintéticamente activa, lo que favorece el crecimiento de malezas que compiten por agua y nutrientes con el cultivo y además le provocan daño mecánico por levantamiento del acolchado plástico. Sin embargo una película de color negro, coextruido blanco/negro y plata/negro bicolor que impida el paso de luz puede evitar totalmente el crecimiento de malezas (Alvarado y Castillo, 1999).
1.4.4 Estructura Física del Suelo
El efecto beneficioso del acolchado en la estructura del suelo es consecuencia principalmente de una amortiguación de la energía cinética de las gotas de lluvia que reduce la dispersión física del suelo y el sellado superficial, manteniendo la tasa de infiltración de agua en el suelo (Erenestein, 2002). El acolchado actúa como barrera a la acción del peso de la precipitación que puede causar la formación de costra en el suelo, aumentar la compactación y erosión. Un suelo menos compactado proporciona un mejor ambiente para la emergencia de la planta y el desarrollo de la raíz (Santos y Obregón, 2009).
1.4.5 Fertilización
El uso de acolchado reduce la lixiviación del fertilizantes puesto que la cama fertilizada es cubierta, por lo que el fertilizante está menos expuesto a la lixiviación por la precipitación (Santos y Obregón, 2009).
1.5 Colores de Acolchados
Los plásticos más utilizados han sido el color negro debido a las ventajas que ofrece, pero se han desarrollado nuevos beneficios con el desarrollo de plásticos fotoselectivos y coextruidos.
En la actualidad los polietilenos con propiedades fotoselectivas son los de mayor innovación para la cobertura del suelo, debido a que tienen la capacidad de absorber parte del espectro lumínico que estimula el proceso fotosintético, morfológico y permiten el paso del resto de la radiación (Tarara, 2000).El color de cada película modifica la cantidad de radiación reflejada, transmitida y absorbida por el material (Benavides y colaboradores, 1998).
Las propiedades ópticas de los acolchados plásticos dependen del tipo de polímero que se utiliza en su fabricación como el polietileno lineal de baja densidad, el polipropileno y el PVC, a estos materiales se les añaden aditivos para aumentan la resistencia al intemperismo, pigmentos para modificar el color, aditivos para cambiar la transmitancia (γ) o reflectancia (ρ) en longitudes de onda específicas (Arias y colaboradores, 1995; Benavides y colaboradores, 1998; Lozano y colaboradores, 1996;). La reflectancia (ρ), absorbancia (α) y transmitancia (γ) en longitudes de onda específicas cambian tanto la radiación transmitida directamente al suelo por el material como la absorbida por el propio plástico, radiación que posteriormente es irradiada como radiación térmica de mayor longitud de onda (Tarara, 2000). Estas propiedades cambian con la exposición en el campo, e incluso cuando una película es mantenida suficientemente intacta, una exposición muy larga en el campo puede afectar su capacidad para calentar el suelo y bloquear o transmitir la luz (Brandenberger y Wiedenfeld, 1997;
Brault y colaboradores, 2002).
Las películas fotoselectivas modifican la radiación fotosintéticamente activa, así como la temperatura del suelo de acuerdo a su color. En un estudio realizado en melón se evaluaron diferentes colores de acolchado se encontró que las películas que acumularon mayor cantidad de RFA promedio correspondieron al color azul y blanco con valores de 203.97 y 170.25 moles m2, mientras que los valores más bajos se encontraron en los colores negro y café durante todo el periodo de evaluación los acolchados blanco y azul obtuvieron los mayores incrementos en materia seca y área foliar de igual manera se obtuvo mayor rendimiento en acolchado azul (Zermeño, 2009).
En un experimento en pimiento morrón con diferentes colores de acolchado, el de color blanco mostro mayor reflectancia (ρ) de radiación incidente total (del 30%) al inicio del experimento, mientras que el acolchado café y negro reflejaron aproximadamente un 8%. Sin embargo para el periodo intermedio del cultivo el acolchado rojo y el transparente presentaron la mayor reflectancia (ρ) con un 8% y la menor se presentó en el acolchado plata y trasparente con solo un 2%. En el periodo final del cultivo el acolchado blanco presentó la menor reflectancia (ρ)
de 1% y el de mayor fue el transparente con un 6% respecto a la RFA incidente (Quezada y colaboradores, 2004).
En un estudio realizado en el cultivo de maíz se utilizó acolchado de polietileno de cuatro diferentes colores: verde oliva, transparente, rojo, azul y suelo sin acolchado. Se encontró que el plástico rojo y azul permitieron el paso de cerca del doble de radiación, comparados con el verde oliva el cual reflejó cerca del 50% menos que el suelo descubierto y el plástico transparente permitió el paso del 92% de luz solar directa. El plástico azul favoreció una germinación más temprana, y los plásticos transparente y verde oliva provocaron una germinación más baja, pero no se encontró diferencia significativa entre los tipos de plásticos individuales. En las temperaturas tomadas el plástico transparente elevó la temperatura unos 4.2 °C comparado con el suelo descubierto, el plástico azul elevó la temperatura 2.2 °C y 1.7
°C más que el plástico rojo, aun cuando el plástico rojo mostró valores de transparencia ligeramente mejores (Taber y Heard, 2010).
1.5.1 Acolchado Negro
Este acolchado reduce la temperatura de la superficie del suelo debido a que el color negro absorbe más del 80% de la radiación solar y el 20% restante es reflejada al dosel del cultivo o es transmitida Sin embargo una alta porción de energía absorbida por este plástico es remitida a la atmosfera en forma de calor sensible. (Berumen y colaboradores, 2005; García, 1997;
Ham y colaboradores, 1993).
1.5.2 Acolchado Blanco/Negro
Decoteau y colaboradores (1989) reportaron que el acolchado blanco refleja 62% del espectro total de la radiación visible que en radiación fotosintéticamente activa es seis veces mayor que la del acolchado negro; por tanto, el acolchado blanco contribuye menos al calentamiento del suelo y los procesos metabólicos de absorción y movilización de nutrientes son más lentos.Un suministro suficiente de nutrientes es importante para un funcionamiento correcto del proceso de la fotosíntesis. Esto se debe al hecho de que si uno de los nutrientes del suelo no está
presente, la fotosíntesis se retrasa o si el nutriente está presente, pero en cantidad insuficiente, la planta desarrolla signos de deficiencia limitando su rendimiento (FAO, 2002). Sin embargo Tarara en (2000), menciona que acolchado blanco absorbe el 51% de radiación de onda corta, refleja un 48% a la atmósfera, y transmite sólo el 1% al suelo.
1.5.3 Acolchado Plata/Negro
Es una película coextruida, donde el color plata refleja la luz reduciendo el calentamiento del suelo y permitiendo un mejor control de la temperatura. Hutton y Handley (2007) reportaron un mayor rendimiento de plantas de chile morrón con acolchado plástico plateado que con acolchado plástico negro. Otros estudios han mostrado una reducción de la incidencia de insectos patógenos en el cultivo de frijol con acochado plástico plateado (Smith y colaboradores, 2000).
1.5.4 Acolchado Rojo
En estudios de campo se determino la calidad de frutas de fresa en los cultivares Chandler y Sweet Charlie, en términos de concentraciones de compuestos aromáticos, fue superior cuando el suelo se cubrió con plástico rojo, en comparación con plástico de color negro. (Loughrin &
Kasperbauer, 2002) concluyeron que las bandas de luz en los rangos rojo y rojo lejano reflejadas desde el plástico rojo, posiblemente, actuaron a través de los sistemas de fitocromos, modificando la expresión de algunos genes. En consecuencia, aumentaron las concentraciones de compuestos aromáticos en frutos.
1.5.5 Acolchado Azul
La utilización de acolchado plástico azul representa mejores rendimientos comparado con el plástico negro de hasta un 35% más en la producción comercial (Lamont, 1993). Por su parte, Guzmán en 2003 reportó que obtuvo un incremento en el rendimiento del cultivo de melón de un 43.21 y 17.01% al utilizar un acolchado plástico azul a diferencia de cuando se utiliza un acolchado de color café y metalizado; así mismo se encontraron diferencias significativas en el
rendimiento de melón para diferente color de acolchado, encontrando un 82.09% al utilizar acolchado azul y 67.47 con acolchado café con rendimientos de 39.58 y 36.15 t ha-1 en comparación con el testigo sin acolchar (Torres, 2004). Se ha reportado que la radiación reflectante del color azul favorece la fotosíntesis y mejora la traslocación de carbohidratos (sacarosa) en el grano de maíz en desarrollo (Taber y Heard, 2010
1.6 La Luz
La luz es una forma de energía radiante en una porción del espectro electromagnético que es dividida en unidades de longitud de onda y frecuencia. Dentro de la fotobiología de la planta, la luz se categoriza en longitudes de onda cuyas unidades son nanómetros y la energía se mide en fotones o quantum. La distribución espectral de la luz o la calidad es la descomposición de energía radiante en sus componentes de longitud de onda (Figura 1), lo que permite una referencia específica a una sección del espectro electromagnético (Decoteau y Friend, 1991).
Figura 1.- Distribución del espectro electromagnético en función de la longitud de onda en nanómetros.
La intensidad de la radiación varía en función de la hora del día y época del año, ya que depende del ángulo de incidencia de los rayos del sol, y a su vez también dependen de la latitud del lugar y de la nubosidad presente (Velasco, 2001).
1.6.1 Efecto de la Radiación en las Plantas
La luz desempeña un papel fundamental en el crecimiento y desarrollo vegetativo de las plantas ya que estas dependen de la energía que les suministra la radiación solar para la fotosíntesis y muchas de las señales ambientales que regulan el desarrollo de las plantas, siendo un factor imprescindible para llevar a cabo una serie de procesos fisiológicos en las plantas, actúa sobre la asimilación de carbono, la temperatura de las hojas, en el balance hídrico, y en el crecimiento de órganos y tejidos, en el desarrollo de tallos, expansión de hojas y en la curvatura de tallos, interviene también, en la germinación de semillas y en la floración (Caldari, 2007). Controla los procesos de fotosíntesis, la morfogénesis y regula en mayor o menor medida otros procesos como la respiración, movimientos estomáticos, metabolismo del carbono, entre otros (Smith, 1982).
1.7 Radiación Fotosintéticamente Activa
La radiación que llega a la tierra abarca una amplia gama del espectro electromagnético y aproximadamente el 40% de ella es la que conocemos como luz o radiación visible. Esta comprende longitudes de onda que van de los 400 a los 700 nm, rango que abarca los colores violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo y que por ser usado por los vegetales en el proceso de la fotosíntesis, también se le denomina radiación fotosintéticamente activa o por sus siglas en ingles (PAR) (Carrasco, 2009) .
La radiación fotosintéticamente activa (PAR) es la cantidad de energía utilizada por las plantas para la fotosíntesis, donde se lleva a cabo la conversión de energía lumínica a energía química para el desarrollo de biomasa (Decoteau y Friend, 1991). Esta radiación activa el proceso fotosintético y tienen las siguientes definiciones de acuerdo a la Crop Science Society of America (Shibles, 1976):
• Densidad de flujo fotónico fotosintético. Se define como la integral de las densidades de flujo fotónico espectral (µmol m-2 s-1) en el rango 400-700 nm. En el inglés las siglas utilizadas para esta variable son PPFD utilizándose comúnmente las unidades de micro moles por metro cuadrado por segundo.
• Irradiancia fotosintética. Es la integral de la irradiancia espectral (W m-2) en el rango 400-700 nm. En idioma inglés las siglas utilizadas para esta variable son (Irradiance photosynthetic) PI, utilizándose las unidades de watts por metro cuadrado.
1.8 Fotorreceptores
La radiación solar consta de diferentes colores, acordes con las distintas longitudes de onda en que se transmite, para captarlos, las plantas poseen receptores especiales, los pigmentos fotosensibles o fotorreceptores (Martínez y colaboradores, 2002). Son pigmentos especializados, asociados a las membranas celulares que capturan la radiación de cierta longitud de onda y convierten parte de la energía acarreada por los fotones en información o energía útil para regular las actividades fisiológicas de la planta. Entre los cuales se encuentran las clorofilas y carotenoides receptores de radiación en la banda amplia de 400 a 700 nm y su papel se relaciona con la actividad fotosintética (Ballaré y colaboradores, 1995 y Smith, 1982), los fitocromos son receptores de las bandas rojo, rojo lejano y ultravioleta (Deng, 1994), su actividad se relaciona con la organogénesis, la fotomorfogénesis, la adaptación a la longitud del fotoperiodo, el ajuste frente a las condiciones cambiantes de irradiancia y principalmente en la regulación de las repuestas de crecimiento en presencia de vecinos y potenciales competidores bajo condiciones naturales o de monocultivo (Ballaré y colaboradores, 1995 y Smith, 1982).
La fotomorfogenesis es una de varias respuestas de la planta al ambiente lumínico que engloba el crecimiento, desarrollo y formación de la planta que son influidas por la calidad y/o intensidad de la radiación de manera independiente de la fotosíntesis (Kasperbauer, 1992).
1.9 Morfología del Pimiento
El pimiento es originario de América del sur (Bolivia y Perú). Pertenece a la familia de las Solanáceas, tiene gran diversidad genética y casi todas las variedades se engloban bajo el nombre de Capsicum. Existen muchos tipos de pimientos según los clasifiquemos por su forma, color, sabor, grosor, tamaño, aptitud, etc. pero se consideran dos de acuerdo a su forma
(Balcaza, 1999 y Del Castillo y colaboradores, 2004): Lamuyo de forma rectangular y bolcky de forma cuadrangular. Es una planta herbácea de tallo leñoso con porte erguido de tal forma que en condiciones normales el tallo es suficientemente fuerte para soportar la parte aérea. Sin embargo como cultivo protegido el desarrollo es más vigoroso y los frutos son mayores, se necesita el soporte de tutores para evitar que las ramas se quiebren.
Sistema radicular: pivotante y profundo con numerosas raíces adventicias que pueden alcanzar una longitud de 50 cm a 1 m. (Linares, 2004).
Tallo: es una planta de tallos erguidos, con altura y forma de desarrollo muy variable en función del cultivar y de acuerdo a las condiciones ambientales y del manejo. El tallo principal es de crecimiento limitado y erecto a partir de cierta altura emite 2 o 3 ramificaciones dependiendo de la variedad y continúa ramificándose de forma dicotómica hasta el final de su ciclo (Nuez y colaboradores, 1996).
Hojas: Las hojas enteras, con un largo pecíolo, el haz es liso y suave al tacto de color verde más o menos intenso dependiendo de la variedad y brillante. La inserción de las hojas en el tallo tiene lugar de forma alterna y su tamaño es variable en función de la variedad, (FAO, 2002; Nuez y colaboradores, 1996).
Flor:las flores del pimiento dulce son solitarias aparecen tanto en el ápice de las ramas como en las axilar de las hojas. Cada planta produce varios centenares de flores que pueden cuajar al 100% cuando son las primeras y van sobre el tallo principal, bajando este porcentaje hasta el 80% para las flores posteriores del mismo tallo y limitándose a un 20-30% e incluso a veces a un 10% para las flores de las ramas laterales (FAO, 2002).
Fruto:es una baya hueca que, dependiendo de la posición del pedúnculo, erecto o abatido y del peso del fruto, va a desarrollarse total o parcialmente erguido o péndulo.
Marcos de plantación: La densidad de plantación dependerá del porte de la planta y el tipo de poda. Se manejan de 2 plantas·m-2 para variedades de porte alto y 2,5 a 3 plantas·m-2 para variedades de porte medio o bajo (Del Castillo y colaboradores, 2004).
Poda y entutorado: Son técnicas útiles para optimizar las condiciones del cultivo, en la obtención de producciones con mayor calidad comercial (Urretarazu y colaboradores, 2002).
La poda de formación consiste en dejar dos o tres tallos principales, después cuando los tallos tienen desde la cruz una longitud de 20 cm aproximadamente, eliminar las hojas y los brotes hijos que salgan en el tallo principal por debajo de la cruz. A una altura de 25-30 cm se van podando los tallos laterales, dejando la flor y la hoja que salen junto a ella; sucesivamente, hasta el final del cultivo (Jurado, 1999).
Existen muchos tipos de entutorados pero se vienen haciendo principalmente dos. El entutorado español consiste en sujetar las plantas de cada línea con dos hilos de rafia paralelos, colocados horizontalmente abrazando a las plantas de la línea. Estos hilos se sujetan por otros hilos verticales situados cada dos o tres metros, que están anudados a un alambre superior y son los que van a soportar el peso del cultivo. La primera hilera se coloca a una altura de 15- 20 cm por encima de la bifurcación de los tallos, conforme la planta va creciendo se ponen nuevos hilos a mayor altura distanciándose de los anteriores a unos 25-30 cm. En los extremos de la línea de cultivo, las hileras paralelas se atan y fijan a soportes verticales sujetos al suelo (Urretarazuy colaboradores, 2002).
Temperatura: En la etapa de crecimiento la temperatura óptima es de 20 a 25º C la mínima de 14º C y la máxima de 35º C, en el cuajado la temperatura óptima es de 25º mientras que la mínima sube hasta 18-20º C y la máxima permanece en el límite de 35º C. Detiene su crecimiento por debajo de 10º C y por encima de 35º C (Del Castillo y colaboradores, 2004).
Luminosidad: Poco exigente en fotoperiodo siempre que la intensidad de la luz sea alta. Muy exigente en intensidad, sobre todo en periodo de floración. La temperatura sin luminosidad provoca ahilamiento, caída de flor y gran producción de follaje (Del Castillo y colaboradores, 2004).
1.10 Morfología de la Coliflor
La coliflor es una planta anual o bienal originaria de Europa y Asia Occidental que presenta formas muy variadas (Lobo y colaboradores, 1983). Es una planta, perteneciente a la familia Cruciferae y cuyo nombre botánico es Brassica oleracea. Esta pertenece al género Brassica, y son de la misma familia el brócoli, la col blanca o repollo, la col lombarda, la coliflor, el nabo y el rábano (SIECA, 2007).
Sistema radicular: el sistema radical de las Brassica es reducido, con una raíz pivotante de cerca de 50 cm de largo y raíces laterales relativamente pequeñas, provistas de numerosos pelos radicales (Krarup y Moreira 1998).
Tallo y hojas: el tallo es grueso de 4 a 8 cm de diámetro, en el que se insertan grandes hojas de 25 a 50 cm, cuyo número oscila de 7 a 20 hojas según la variedad, estas protegen a la inflorescencia del sol. La forma de las hojas puede ser lanceolada o redondeada en colores que van desde el azulado al verde (Cotrina, 1982).
La planta está compuesta por una cabeza blanca, denominada masa, que es la única parte comestible, rodeada de gruesas hojas verdes. Su tamaño puede alcanzar los 30 centímetros de diámetro y puede llegar a pesar más de 1.8 kg. El color de la masa puede ser blanco amarillento, verde o violeta según la variedad cultivada. Tiene un sabor suave y, en ocasiones, ligeramente dulce (SIECA, 2007).
1.10.1 Variedades
De ciclo corto: Tienen un ciclo inferior a los 90 días y pueden emplearse en trasplantes precoces de junio-julio formando la inflorescencia rápidamente. Son muy sensibles a cambios de temperatura.
De ciclo medio: Completan su ciclo entre 90 y 120 días y con ellas se pueden conseguir producciones de septiembre a noviembre.
De ciclo largo: Tienen ciclos superiores a los 120 días. Se adaptan bien a las recolecciones de invierno y con trasplantes de finales de agosto se pueden comercializar hasta marzo-abril.
Las coliflores son más sensibles al frío que el brócoli, ya que responden mal a las bajas temperaturas afectándole además las altas temperaturas (26ºC), la temperatura óptima para su ciclo de cultivo oscila entre 15.5 y 21.5ºC. Las variedades y su ciclo se cultivan en relación con las posibles heladas, por ello se utilizan variedades cuyas hojas arropen las coliflores cuando alcancen su tamaño de mercado, debiendo cosecharlas antes de que las hojas se abran y dejen de protegerla, ya que puede ser dañada entonces por las heladas (Fueyo, 2005).
II. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS
2.1 Hipótesis
Los acolchados plásticos de colores reflejan cantidades de radiación diferente que afectan el desarrollo del cultivo de pimiento y coliflor en sus diferentes etapas fenológicas.
2.2 Objetivos
Evaluar el efecto del acolchado plástico de diferente color sobre la radiación fotosintéticamente activa y su relación con desarrollo, rendimiento y calidad de fruto del cultivo de pimiento y coliflor.
• Evaluar los cambios de la reflectancia (ρ) de los acolchados fotoselectivos a través del ciclo de cultivo de pimiento.
• Evaluar los cambios en las variables fenológicas del cultivo como resultado de las modificaciones micro ambientales del entorno del cultivo de pimiento y coliflor.
III. MATERIALES Y EQUIPO
3.1 Ubicación del Sitio de Estudio
La presente investigación se realizo en dos etapas durante el ciclo agrícola primavera-verano y otoño-invierno del año 2011-2012, en el campo agrícola experimental del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), localizado al noreste de la ciudad de Saltillo, en las coordenadas geográficas: 25º 27” de latitud norte y 101º 02” de longitud oeste con una altura de 1610 m sobre el nivel del mar.
3.2 Películas Plásticas de Acolchado
Para el establecimiento de los dos cultivos se utilizaron películas de polietileno de baja densidad con un espesor 31.2 µ y un ancho 1.20 m en los colores blanco/negro, plata/negro, rojo, café y azul.
3.3 Material Vegetativo
Para la primera etapa del experimento de primavera-verano se realizó la evaluación en diferentes colores de acolchado utilizando el cultivo de pimiento morrón hibrido Giacomo de la casa comercial Hazera Genetics. Es un pimiento que tiene un elevado potencial de rendimiento y buena adaptabilidad a diversas condiciones ambientales.
• Características del fruto: Tamaño (A x L): 10 x 11 cm., peso promedio (g): 220-260, maduración: temprana y paredes del fruto: Gruesas.
• Altura y aspecto de la planta: Mediano-vertical
• Método de cultivo: Invernadero y bajo malla
• Estación recomendada: Sinaloa – Septiembre a Noviembre, Sonora – Septiembre a Octubre, Jalisco – Julio a Agosto, Irapuato – SLP – Marzo a Junio.
Para las orillas de cada surco se utilizó pimiento hibrido Aifos de la casa comercializadora Seminis.
En la segunda etapa del experimento otoño-invierno se realizó la evaluación de los diferentes colores de acolchado utilizando el cultivo de coliflor variedad Bola de nieve.
3.4 Equipos Para la Medición de Variables
3.4.1 Medidor de Área Foliar
Para medir el área foliar de las plantas se utilizó el quipo LI-3100 marca LI-COR Biosciences de lectura digital, resolución ajustable y alta repetitividad. El cual permite la medición en hojas de márgenes irregulares. Permite la medición de áreas individuales, área acumulada, largo, ancho máximo y ancho medio de las hojas con una resolución seleccionable de 0.1 o 1 mm2 yvelocidad de la cinta transportadora de 6.7 cm·s-1 a 50 Hz; 8.0 cm·s-1 a 60 Hz.
3.4.2 Medidor de Radiación Fotosintéticamente Activa
La radiación fotosintéticamente activa se midió con las barras de radiación marca Apogge Instruments, modelo LQS7010 de 0.70 m de longitud con 10 sensores Quantum los cuales estaban conectados a un Data Logger (modelo CR3000, Campbell Sci, Inc).
IV. MÉTODOS
4.1 Cultivo de Pimiento
4.1.1 Producción de Plántula
El 10 de febrero de 2011 se hizo la siembra del pimiento para la primera etapa del experimento, para ello se utilizó peat moss que fue puesto en charolas de poliestireno de 200 cavidades. Las charolas se estibaron y fueron cubiertas por una película negra para que germinara la semilla, posteriormente las plantas se mantuvieron en el invernadero hasta el día del trasplante que se realizo a los 60 días después de la siembra (DDS).
4.1.2 Prácticas Culturales
El día 18 de febrero se procedió a delimitar el espacio de trabajo con un área de 504 m2, posteriormente se barbecho y rastreo el terreno. El día 21 de febrero se hicieron los surcos de 5 m de longitud con una cama de 0.70 m de ancho y una distancia entre cama y cama de 1.8 m., al día siguiente se colocó el acolchado junto con la cinta de riego.
4.1.3 Establecimiento del Cultivo
En la primera etapa del experimento el pimiento Giacomo se trasplantó el día 7 de abril, se manejó el cultivo en doble hilera con una distancia entre plantas de 30 cm, distancia entre hileras 35 cm con una densidad de 3.7 plantas m-2. En el cual la parcela útil fue de 20 plantas por cama. Para el caso de los bordos se trasplantó el pimiento Aifos el día 10 de abril.
Figura 2.-Trasplante de cultivo de pimiento y distribución de tratamientos de acolchados fotoselectivos en el ciclo agrícola primavera-verano2011.
4.1.4 Manejo del Cultivo
Se eliminaron las hojas que salieron en el tallo principal por debajo de la cruz y se manejo la planta con tutoreo tipo español colocando rafia a los dos lados de la línea de cultivo sostenida de arcos en las orillas y en medio de la cama para mantener erguida la planta. La aplicación de los riego se hizo de acuerdo a las demandas hídricas y al monitoreo del contenido de humedad del suelo con tensiómetros.
4.2 Cultivo de Coliflor
4.2.1 Producción de Plántula
El día 19 de agosto de 2011 se hizo la siembra de la coliflor para la segunda etapa del experimento, para ello se utilizó peat moss que fue puesto en charolas de poliestireno de 200 cavidades. Las charolas se estibaron y fueron cubiertas por una película negra para que germinara la semilla, posteriormente las plantas se mantuvieron en el invernadero hasta el día del trasplante que se realizo a los 35 DDS.
4.2.2 Preparación del Terreno
Para el establecimiento de la coliflor se delimito el terreno en una área de 660 m2 para preparar el suelo que se barbechó y rastreó y el día 29 de agosto se hicieron los surcos de 6 m de longitud con una cama de 0.70 m de ancho y una distancia entre cama y cama de 1.8 m, el acolchado se colocó el día 9 de octubre junto con junto con la cinta de riego.
4.2.3 Establecimiento del Cultivo
En la segunda etapa del experimento la coliflor se trasplantó el día 23 de septiembre, manejando el cultivo a doble hilera con una distancia entre plantas de 30 cm, distancia entre hileras 40 cm con una densidad de 3.6 plantas m-2.
Figura 3.- Trasplante del cultivo de coliflor y distribución de tratamientos de acolchados fotoselectivos en el ciclo agrícola otoño-invierno 2011-2012.
4.2.4 Manejo del cultivo
Se realizó la inyección de fertilizantes y agroquímicos empleando un inyector venturi y para el manejo del riego se instalaron tensiómetros a profundidades del suelo 00-30 cm en cada uno de los tratamientos.
4.3 Análisis de Crecimiento
Para determinar el efecto de los diferentes colores de acolchado se hizo el análisis de crecimiento con cuatro muestreos destructivos y dos no destructivos periódicamente cada 15 días dos plantas por repetición. Se determinó diámetro de tallo y altura de planta, posteriormente fueron separadas en sus diferentes partes y se midió área foliar, ambos se colocaron en bolsas de papel colocándose en la estufa de secado a una temperatura de 75ºC por 72 horas, después se determinó el peso seco.
4.4 Cobertura de Planta
Para calcular el área de cobertura de planta se utilizó la fórmula del área del círculo. Donde el radio se determinó midiendo el diámetro de cobertura en norte-sur y este-oeste el cual se promedio y se obtuvo el diámetro.
=
Donde:
A=área π= constante r=radio
4.5 Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA)
Para medir la radiación fotosintéticamente activa se colocaron siete barras de luz de frente al acolchado a 30 cm de altura sobre los diferentes colores de acolchado y en la superficie sin acolchar en el centro de la cama. Todas se conectaron a un Data Logger CR3000 de Campbell Scientific Inc., el cual se programó para tomar las lecturas cada minuto y hacer promedios cada media hora durante toda la etapa del cultivo. El día 14 de junio se cambiaron las barras a los acolchados nuevos de prueba durante 15 días, posteriormente el día 30 se regresaron a los acolchado con el cultivo de pimiento donde se mantuvieron hasta el día 8 de agosto.
4.6 Diseño Experimental
Se usó un diseño experimental en bloques al azar con siete tratamientos para la primera etapa:
acolchado platico rojo (APR), acolchado plástico azul (APA), acolchado plástico metalizado/negro (APM/N) e invertido como negro/metalizado (APN/M), acolchado plástico café (APC), acolchado plástico blanco/negro (APB/N), y sin acolchar (TES), con cuatro repeticiones y dos camas por unidad experimental. Se muestrearon 2 plantas por repetición y se utilizó una cama con un área útil de 5.4 m2 para rendimiento y otra para los muestreos destructivos. Se realizaron cuatro muestreos destructivos y dos no destructivos, cada 15 días después del trasplante y hasta el final del cultivo. Las variables evaluadas para el método destructivo fueron; área foliar, altura de planta, diámetro de tallo, número de flores, acumulación de materia seca de tallo, hojas y frutos. Y para el método no destructivo las variables evaluadas fueron: diámetro de cobertura, diámetro de tallo y altura de planta.
Para la segunda etapa en el cultivo de coliflor solo se excluyó el tratamiento sin acolchar y se utilizaron las dos camas con un área útil de 10.8 m2 para determinar rendimiento y una para los muestreos destructivos donde se tomaron las siguientes variables: área foliar, altura de planta, diámetro de tallo, acumulación de materia seca de tallo, hojas y frutos.
4.7 Análisis de Datos
Los datos fueron analizados usando el programa de SAS (Inst., Cary, North Carolina, EU).
Las medias de los datos obtenidos se analizaron usando la prueba diferencia mínima significativa (DMS) (0.05).
V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En este capítulo se discutirán los resultados obtenidos en las dos etapas del experimento. La primera etapa se desarrollo en el ciclo primavera–verano 2011 con un cultivo de pimiento (Capsicum annuum L.) donde se evaluaron las siguientes variables: altura, diámetro de tallo, área foliar, peso seco de hoja, tallo y fruto, los muestreos destructivos se hicieron a los 15, 30, 60 y 90 DDT y los dos muestreos no destructivos a los 45 y 75 DDT donde se determinó altura, diámetro de tallo y área de cobertura, se midió la radiación fotosintéticamente activa (RFA) reflejada e incidente y rendimiento. Para el caso de la segunda etapa llevada a cabo en el ciclo agrícola otoño-invierno 2011-2012 con el cultivo de coliflor se hicieron cuatro muestreos destructivo a los 45, 60, 75 y 90 DDT donde se evaluaron las siguientes variables:
altura, diámetro de tallo, peso seco de hojas y tallo.
5.1 Evaluación de Acolchados Fotoselectivos en el Cultivo de Pimiento Establecido en el Ciclo Primavera-Verano
5.1.1 Variables Evaluadas
a. Altura de Planta (H)
La altura de plantas se determinó a los 15, 30, 45, 60, 75 y 90 DDT, observándose que en los primeros 15 DDT no se encontró diferencia estadística significativa entre los tratamientos (Cuadro1), para el segundo muestreo realizado a los 30 DDT se encontró diferencia estadística significativa siendo el mejor tratamiento el APB/N con 14.33 cm de altura de planta, seguido del APM/N con 13.45 cm, que son los que presentan una mayor capacidad para reflejar RFA con 28.64% de la incidente total como se muestra en la Figura 12 (inciso a).
Cuadro 1.- Comparación de medias de altura para los seis muestreos realizados en el cultivo de pimiento.
DDT
Tratamiento 15 30 45 60 75 90
---cm--- APN/M 9.48 a 13.45 a 25.25 ab 30.98 b 37.06 bcd 41.75 c APM/N 9.06 a 13.50 a 30.13 a 35.65 ab 45.69 a 52.96 a
APR 8.98 a 13.08 ab 27.13 ab 36.09 ab 43.44 abc 47.14 abc APC 8.43 a 12.68 ab 24.13 ab 35.41 ab 33.34 d 42.43 bc APB/N 10.06 a 14.33 a 29.50 a 37.95 a 44.36 ab 49.61 ab
APA 9.40 a 11.13 b 22.75 b 37.78 a 31.13 d 30.83 d TES 9.48 a 12.90 ab 22.38 b 34.39 ab 35.81 cd 48.45 abc
Medias seguida con la misma letra son estadísticamente iguales al 0.05 % DMS.
En la Figura 4 se puede observar que el APM/N obtuvo las alturas promedio más altas hasta el final del cultivo con 52.96 cm, esto se atribuye a que el acolchado reflejó mayor RFA (Figuras 12, 13 y 14 inciso b) que permitió a la planta hacer mayor fotosíntesis, aunque también por ser coextruido el color negro le ayudó a alcanzar una temperatura estable para un mejor desarrollo de raíz. Díaz-Pérez y Batal (2002) mencionan que la mayor radiación reflejada en las etapas iniciales de desarrollo puede permitir un mayor crecimiento en las plantas. En un estudio realizado en maíz se concluyó que a mayor penetración de la RFA hacia los estratos inferiores de las hojas del cultivo, se manifiesta en una mayor altura de planta, diámetro y peso de elote (Montemayor y colaboradores, 2006).
