Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Trabajo final de aplicación para acceder al título de: INGENIERA AGRÓNOMA “Evaluación del comportamiento del cultivo de frutilla sin suelo bajo dos sistemas de conducción” Autor: María Celeste Dadet Consejero: Ing. Agr. (M.Sc.) José Luis Castañares Co-Consejero: Dr. Ezequiel E. Larraburu Comisión evaluadora: Ing. Agr. Lunazzi Elio Gabriel Ing. Agr. M Sc. Puerta Analía M Sc. Zaballa Stella Maris Luján, Buenos Aires, Argentina 2 Índice Resumen.……………………………………………………………………………………………………………………..3 1. Introducción…………………………………………………………………………………………………………….5 1.1 Taxonomía y origen…………………………………………………………………………………………………………5 1.2 Descripción de la especie…………………………………………………………………………………………………5 1.3 Calidad del fruto………………………………………………………………………………………………………………7 1.4 Producción Mundial…………………………………………………………………………………………………………9 1.5 Producción en Argentina……………………………………………………………………………..…………….......9 1.6 Cultivo de Frutilla en el sistema tradicional……………………………………………………………………10 1.7 Cultivo de Frutilla en sustrato………………………………………………………………………………………..11 1.7.1 Sistema en conducción horizontal…….……………………………………..……………………….……13 1.8 Sistema en conducción vertical……………………………………………………………………..…………………14 2.1 Hipótesis……..……………………………………………………………………………………………………….16 2.2 Objetivos generales……………………………………………………………………………………...........16 2.2.1 Objetivos específico...……………………………………………………………..………………………16 3 Materiales y métodos……………………………………………………………………………………………..17 3.1 Diseño experimental y análisis de datos……………………………………………………………..20 3.2 Determinaciones realizadas………………………………………………………………………………..22 4 Resultado y discusión………………………………………………………………………………….…………..23 4.1 Potencial hídrico del xilema………………………………………………………………………………..23 4.2 Rendimiento………………………………………………………………………………………………………25 4.3 Número de hojas y flores……………………………………………………………………………………27 3 4.4 Calidad de fruto………………………………………………………………………………………………….29 5 Conclusión………………………………………………………………………………………………………………32 6 Consideraciones finales……………………………………………………………………………….………….33 7 Bibliografía……………………………………………………………………………………………………….……..34 8 Anexo………………………………………………………………………………………………………………………38 4 Resumen En Argentina la frutilla (Fragaria x ananassa Duch) es una de los principales cultivos en la producción de frutas finas. Se caracteriza por la capacidad de las plantas de generar un fruto de buena calidad a los pocos meses de ser implantadas. El objetivo del trabajo es comparar el desempeño del cultivo en un sistema de conducción vertical respecto de un sistema de conducción horizontal. El ensayo se realizó entre los meses de junio y noviembre de 2018 en el invernáculo de la asignatura Riego y Drenaje (UNLu). Para el sistema de conducción vertical se utilizaron mangas de polietileno de 14 cm de diámetro y 1,2 m de longitud, con un marco de plantación en tresbolillo con 25 cm entre plantas y 25 cm entre líneas. El sistema de conducción horizontal consistió en macetas de 5 L separadas a la misma distancia que el sistema anterior. El sustrato consistió en una mezcla de 50 % perlita, 40 % de compost y 10 % de turba. Los parámetros evaluados fueron número de hojas y flores por planta, rendimiento total por planta (g pl-1), rendimiento de cada sistema por unidad de superficie (Kg m-2), potencial hídrico del xilema de los sistemas de conducción, sólidos totales (°Brix) y diámetro de fruto (cm). El sistema de conducción vertical permitió incrementar la producción por unidad de superficie (3797,15 g m-2) en comparación con el cultivo en macetas (874,70 g m-2) sin comprometer la calidad de fruto. Palabras clave: Fragaria x ananassa Duch; cultivo vertical; sustrato; cultivo sin suelo 5 1. Introducción 1.1 Taxonomía y origen La frutilla (Fragaria x ananassa Duch) consumida actualmente pertenece a la familia de las Rosáceas. Proviene del cruzamiento entre Fragaria chiloensis L. y Fragaria virginiana Duch (Tonelli, 2010). Se considera el centro de origen a Chile, donde se cita a Fragaria chiloensis. 1.2 Descripción de la especie La frutilla es una planta perenne de bajo porte, considerada como herbácea, aunque el tallo y las raíces de más de un año lignifiquen parcialmente. La planta consiste en un tallo corto, cilíndrico y engrosado comprimido llamado “corona”, tallos epigeos conocidos como estolones, hojas trifoliadas de bordes aserrados insertas mediante un pecíolo a la corona y flores hermafroditas dispuestas en racimos en corimbo. El sistema radical es fibroso y de desarrollo superficial, pudiendo alcanzar en sentido lateral hasta 30cm y una profundidad de 30 a 50 cm. Está formado por raíces principales engrosadas de color oscuro y por un sistema de raicillas (secundarias) más finas de color claro, agrupadas en ramificaciones laterales que poseen un período de vida muy corto. Las raíces principales son las de anclaje de la planta y del almacenamiento de reservas. Las raicillas son responsables de la absorción de agua y nutrientes. Bajo condiciones favorables, nuevas raíces emergen de la corona en la base de cada nueva hoja (Fagherazzi et al., 2016). Desde la corona emergen tallos epigeos de entrenudos muy cortos, rastreros denominados “estolones”, que se desarrollan a partir de yemas axilares. Normalmente el estolón tiene dos entrenudos muy largos y un meristema apical con capacidad de emitir raíces y hojas dando así origen a una nueva planta, que a su vez dará origen a estolones secundarios y terciarios (Scaglia, 1995). Las hojas son normalmente compuestas, trifoliadas de color verde oscuro y brillante, de bordes aserrados, haz pubescente y presentan una alta densidad estomática con pecíolos generalmente largos y pubescentes (Kirschbaum, 2007). 6 Las flores son hermafroditas (Fig. 1). En el centro del receptáculo se encuentran un gineceo dialicarpelar con un número variable de carpelos uniovulados rodeados numerosos estambres dispuestos en verticilos (Tonelli, 2010). Figura 1. Vista general de planta de frutilla con flor. La polinización es predominantemente cruzada y realizada por insectos (entomófila), y en menor medida por la gravedad y por el viento (anemófila) (De Oliveira et al., 1983). La fecundación de los óvulos es indispensable para inducir el desarrollo del receptáculo, que es la parte comestible y sostiene a los frutos parciales que son los aquenios. El fruto presenta cáliz persistente (Fig. 2) (Kirschbaum, 2017). 7 Figura 2. Fruto agregado de frutilla La temperatura letal para la planta está entre -10 y -12 °C. La óptima para su crecimiento se encuentra entre 20 y 25 °C. En cuanto a la corona, su crecimiento y desarrollo ocurre cuando la temperatura es superior a 10 °C, se daña a -5 °C y muere a -12 °C. Las flores son dañadas parcialmente por temperaturas de -2 a -3 °C, siendo las condiciones óptimas para la polinización de 20 °C y 60% de humedad relativa. Para las hojas la temperatura se encuentra entre los 20 y 26 °C. Las temperaturas inferiores a 5 °C provocan aborto del embrión y reducción de la viabilidad del polen, por lo que son causales de la deformación de los frutos. A medida que la temperatura aumenta por encima de 24 °C se reduce la formación de flores y a temperaturas mayores a 30 °C las plantas no logran formar botones florales (Kirschbaum, 2017). 1.3 Calidad del fruto Fisiológicamente, la frutilla va cambiando de color a medida que madura, del verde al rojo. Un cambio observable en el desarrollo de la fruta es el agrandamiento del receptáculo y la consecuente separación, entre sí, de los aquenios. Así mismo se tiene que la relación de sólidos solubles a insolubles se acentúa y los azúcares aumentan notablementerespecto a los ácidos presentes en el fruto (Mitchell, 1996). La calidad del fruto está determinada fundamentalmente por el tamaño y atributos sensoriales como el color, la textura, el olor y el equilibrio entre el contenido de 8 azúcares y acidez. El índice de madurez comercial se basa en el color del fruto por ser uno de los parámetros que más información proporciona sobre la evolución de la maduración de este (Almenar, 2005). Esta madurez se asocia a una cierta cantidad de sólidos solubles totales (SST), consistente en un 75% de azúcares, determinantes del sabor. A medida que la madurez del fruto avanza, tanto el color como el contenido de SST va evolucionando, pero, sin embargo, están expuestos a factores ambientales (principalmente temperatura, radiación solar, lluvia, sombreado y niveles de nitrógeno del suelo), que pueden alterar el proceso madurativo del fruto, afectando la calidad del producto final (Solórzano et al., 2015). El protocolo de calidad de SENASA (Resolución N° 85/98) establece que las frutillas para ser comercializadas deberán tener un estado de madurez determinado por el color y el contenido de azúcares. El color debe ser el rojo característico de la variedad y cubrir como mínimo el 75% de la superficie del fruto, sin presencia de punta verde, determinado visualmente (Fig. 3). Por otro lado, el contenido de SST, expresado en grados Brix (°Bx), debe ser ≥7 °Bx. Para frutilla no existe información suficiente sobre la correlación entre color y contenido de azúcares. Autores como Agüero et al. (2015), Yommi et al. (2002), Ngo et al. (2007) y Wszelaki y Mitcham (2000), investigaron estas variables separadamente y no su interdependencia. Figura 3. Estado de madurez de la frutilla (Reyes, 2009) 9 1.4 Producción mundial La frutilla se ha convertido en un potencial producto de creciente mercado, ocupando un lugar de alto valor en el mismo, donde se los vende a precios cada vez más convenientes, principalmente en periodos fuera de temporada. Dentro de estos frutos, la frutilla es la más importante de las frutas finas a nivel global, con unos 6,75 millones de toneladas, superando incluso al arándano. Los principales productores mundiales son Estados Unidos, China, España, Polonia, México, Japón, Italia, Egipto y Marruecos, entre otros. En el hemisferio sur, Brasil es el mayor productor, con 3.910 hectáreas cultivadas. Chile, Australia, Perú y Argentina son los otros países productores y exportadores del hemisferio sur, con una mínima participación en el mercado global de las frutillas. Con un volumen comercializado superior a las 600.000 Tn, a nivel mundial, de las cuales el 50% es solo como fruta fresca, el principal importador comprende a los países de la Unión Europea. La tendencia en los países productores es cada vez mayor, debido a la alta demanda del fruto fresco y sus productos derivados (Caminiti, 2015). Actualmente, a nivel mundial, la frutilla tiene una producción de 8,34 millones de toneladas, con un área cosechada de 372.361 ha y alcanzando una producción total de 834.000 Tn (Faostat, 2020). 1.5 Producción en Argentina Argentina actualmente cuenta con unas 1.400 ha de frutilla, con una producción de 50.000 Tn anuales y la particularidad de disponer de esta fruta durante todo el año, debido a la diversidad de climas que el país posee (Kirschbaum et al., 2019). Los polos frutilleros importantes se localizan en la zona de Coronda (provincia de Santa Fe), Lules (provincia de Tucumán), área metropolitana de Buenos Aires (AMBA) y Mar del Plata (provincia de Buenos Aires) respectivamente. En menor medida, se destacan en los valles templados de Jujuy y Salta, especialmente en Perico (provincia de Jujuy), el Litoral (con preponderancia de la provincia de Corrientes), la Patagonia (principalmente Neuquén), Cuyo (Mendoza) y producciones aisladas en el resto del país. El cultivo de frutilla en la provincia de Buenos Aires se desarrolla 10 fundamentalmente en dos regiones agroecológicamente muy distintas: el Área Metropolitana (AMBA) y el sudeste bonaerense (o costa atlántica), con unas 400 y 150 ha respectivamente (Kirschbaum et al., 2019). En el AMBA, donde las cosechas se concentran en primavera (fruta de estación), pueden distinguirse dos zonas productoras importantes: norte y sur. En AMBA Norte se destacan Pilar, Exaltación de la Cruz y Zárate, con unas 240 ha de frutilla; mientras que en AMBA Sur, que incluye al cordón hortícola de La Plata, Florencio Varela y Berazategui, la superficie con frutilla alcanza los 160 ha, con aproximadamente el 90% en el partido de Florencio Varela (Kirschbaum et al., 2019). Aunque la zona no posee los mejores suelos ni los mejores recursos hídricos para este cultivo, las ventajas de su localización y la tecnología de producción incorporada han impulsado notoriamente la expansión del cultivo de frutilla (Kirschbaum et al., 2017). 1.6 Cultivo de frutilla en el sistema tradicional La frutilla comercial se propaga en forma agámica, y generalmente producidas por viveros especializados. Se utilizan plantines que estuvieron conservados en cámara durante dos meses para que tengan buen vigor vegetativo y buena emisión de estolones. Cada planta puede dar entre 50 y 1000 plantines, siendo los valores normales entre 100-200 plantines (Gariglio et al., 1998). La plantación de frutilla se puede realizar durante todo el año con plantines refrigerados (frigo) o plantines recién cosechados (frescos), siendo el otoño la época más elegida. Los plantines refrigerados (20 días a 0 °C) garantizan una mayor producción (Sepúlveda et al., 2015). La mejor calidad de la planta se logra en suelos profundos, franco-arenoso, con un óptimo nivel de materia orgánica, drenaje y retención de humedad adecuados y pH entre 5 y 7. La aplicación de enmiendas es recomendable en casos donde el pH está fuera del rango mencionado. La provisión adecuada de nutrientes favorece los rendimientos y la calidad del fruto (Sangiacomo y Garbi, 2017). La producción tradicional se realiza con plantaciones en llano o en camellones a campo o de manera protegida (invernáculos, microtúneles) (Sepúlveda et al., 2015). Sin 11 embargo, cada vez es más difícil llevar a cabo la producción tradicional, debido al incremento en la aparición de plagas y enfermedades, que ha demandado la aplicación de productos fitosanitarios que en muchos casos impactan sobre el medio ambiente y la salud de las personas. Algunas dificultades adicionales en este sistema de manejo incluyen el hecho de que productos ampliamente utilizados tales como el Bromuro de Metilo han sido prohibido para la Argentina a partir del 2015, y sólo se autorizan para “usos críticos” en zonas y cultivos restringidos. A ello se suma los efectos negativos de un mal manejo como el aumento de sales en los suelos, etc. (Puerta et al., 2020). Argentina adhiere al Protocolo de Montreal y al Convenio de Viena, donde se compromete a reducir el uso de las sustancias que agotan la capa de ozono, como el Bromuro de Metilo. El INTA impulsa alternativas como la solarización, el vapor de agua y la biofumigación para sustituir el bromuro de metilo en los cultivos de frutilla, flores de corte y hortalizas (Puerta et al., 2020). 1.7 Cultivo de frutilla en sustrato Se denomina cultivo sin suelo a cualquier sistema que no emplea el suelo para su desarrollo, pudiéndose cultivar en una solución nutritiva, o sobre cualquier sustrato con la adición de solución nutritiva (Baixauli Soria y Aguilar Olivert, 2002). Si bien muchas veces se confunde la terminología ´cultivo sin suelo´ con ´hidroponia´, la diferencia radica en que en esta última el sustrato, sólido o líquido, es inerte (Fig. 4) (Baudoin et al., 1990). Figura 4. Clasificación del cultivo sin suelo (modificado de Baudoin etal. ,1990) 12 Los sistemas de cultivos sin suelo se pueden clasificar en tres grandes grupos: 1) cultivos en sustratos; 2) cultivos en agua (hidroponia); y 3) cultivos en aire (aeroponia). Los cultivos realizados en sustrato, según el manejo al que se ven sometidos, pueden funcionar por inundación periódica del sustrato, ya sea por sub-irrigación, con recogida del retorno de la misma balsa donde se guarda la solución nutritiva o distribuyendo la solución nutritiva mediante sistemas de goteo. Los sustratos que se caracterizan por su capacidad de retener agua y los nutrientes requieren un aporte de agua y soluciones nutritivas casi continuo (Caldevilla, 2000). En Argentina, el cultivo sin suelo tiene relevancia a partir del uso de sustratos en el viverismo , principalmente en la producción de plantas ornamentales de interior y en las plantineras hortícolas y forestales, con una demanda cada vez más creciente por el uso de materiales que reemplacen la tierra en el enmacetado de plantas de viveros ornamentales (Valenzuela, 2013). Los cultivos en sustrato permiten un control de riego, ahorro del agua (del 30% al 50%), menor adquisición de insumos y fertilizantes y la reutilización de la solución drenada. El uso de los lixiviados no debería ser exces ivo por el aumento de la conductividad eléctrica derivada de la acumulación iónica. La conductividad alta, dependiendo el cultivo, puede afectar la absorción de nutrientes (Alvarado et al., 2016). Si bien los cultivos en sustrato representan una alternativa sustentable, es necesario considerar el equipamiento y tecnología necesaria para su manejo; así como, los contenedores o unidades de cultivo básicas a utilizar y el sustrato que permita un adecuado desarrollo radical. El sustrato para seleccionar debe garantizar un buen drenaje, para desechar el exceso de agua de riego, permitir un intercambio gaseoso adecuado, renovar el oxígeno y evitar la hipoxia radical (Alvarado et al., 2016). Una forma de determinar el estado hídrico del cultivo es el potencial agua para controlar que los sustratos garanticen expresar la productividad de los cultivos debido a que el estrés hídrico constante limita el crecimiento vegetativo e inhibe funciones 13 propias de las plantas, generando disminución del tamaño celular, poco desarrollo de la hoja, reducción del área foliar, transpiración foliar y conductancia estomática (Alvarado et al., 2016). Las características de interés para elaborar un buen sustrato se basan en las propiedades físicas y químicas. Las propiedades físicas tienen mayor consideración debido a que si la estructura física de un sustrato es inadecuada, difícilmente podrá ser mejorada una vez que se ha establecido el cultivo. En cambio, las propiedades químicas pueden ser modificadas luego del establecimiento del cultivo. En general, los parámetros a tener cuenta son: porosidad total, definiéndose como el volumen total del sustrato de cultivo que no está ocupado por partículas orgánicas o minerales, el valor óptimo es cuando alcanza niveles superiores al 85 %; agua fácilmente disponible (AFD), se refiere a la cantidad de agua (% en vol.) que se libera al aplicar una tensión al sustrato de entre 10 y 50 cm de columna de agua, sus valores oscilan entre un 20-30 %; agua difícilmente disponible (ADD), se trata del agua (% en vol.) que queda retenida en el sustrato después de aplicar una tensión de 100 cm de columna de agua y la capacidad de aireación (CA) hace referencia a la proporción del volumen del sustrato que contiene aire después que dicho sustrato ha sido llevado a saturación y dejado drenar, el valor óptimo es de un 10-30 % (Cabrera, R. 2000). Las combinaciones más utilizadas consisten en una mezcla de componentes orgánicos e inorgánicos. Algunos de los materiales inorgánicos comunes incluyen arena, vermiculita, perlita, arcilla calcinada, etc. Por otro lado, los componentes orgánicos más usados son: turba, corteza de pino, aserrín, virutas, composta de materia orgánica, etc (Cabrera, R. 2000). 1.7.1 Sistema en conducción horizontal Existen diversos contenedores que se pueden utilizar para el establecimiento del cultivo. Se han encontrado autores como Nieto (2013) que ha realizado ensayos de frutilla en distintitos sistemas, los cuales eran acolchado plástico en suelo, NFT, Sistema Aeropónico y en macetas. Este último, consistió en el llenado de macetas con turba de polietileno blanco/negro, conectado a goteros y subdivisiones con piquetas para que cada planta recibiera 2 L h-1, conectadas a un tanque con solución nutritiva con 14 capacidad de 700 L de solución nutritiva. El sistema en sustrato en maceta fue el tratamiento con mayor eficiencia en el uso de agua y por ende, el sistema que menor cantidad de agua utilizó, maximizando el consumo de fertilizantes (Nieto, 2013). Por otro lado, Puerta et al., 2020 desarrollaron el cultivo de frutilla en sustrato en sacos de cultivo, compuestos por una mezcla de turba, compost de corteza y perlita. Éstos fueron colocados en diferentes estructuras de sostén, elevadas y cercanas al suelo, construidas con distintos materiales, dependiendo de la localización. Se evaluaron diferentes densidades de plantación (6, 7, 8, y 10 plantas saco-1), registrándose rendimiento y calidad. Los resultados obtenidos fueron una exitosa implantación y cosecha del cultivo. Según la zona de ensayo (Parcela experimental Tucumán, Coronda, Mar del Plata -La Polola y Camet- y Luján), se obtuvieron diferencias en los rendimientos y calidad de fruta, siendo aceptables comercialmente. En general se observó que el periodo de cosecha se extendió en todas las regiones, situación favorable al mantener la oferta a lo largo del año. Además, se evitó el uso de fumigantes de suelos y se mejoró la ergonomía para los trabajadores (Puerta et al., 2020). 1.8 Sistema en conducción vertical El sistema de conducción vertical es el más complejo por el cuidado que se le debe dar al manejo de la densidad para evitar el sombreado. Estos sistemas pueden ser a bas e de PVC o contenedores de sustratos (Resh, 2012). La eficiencia en el uso del agua se ve incrementada por la disposición de las plantas, lo que conlleva una reducción en el uso de fertilizantes y contaminación (Resh, 2012) . Por otro lado, el cultivo por encima del nivel del suelo facilita las labores, reduce los riesgos de ataques de plagas y enfermedades, con la consecuente reducción de aplicación de pesticidas (Miranda et al., 2014). Por otra parte, el sistema de conducción vertical permite aumentar la densidad por unidad de superficie en invernáculo, mayor uniformidad en el tamaño de los frutos, mejora la eficiencia al disminuir la infiltración, incrementar la cantidad de plantas, garantizar un marco de plantación de manera que favorezca el desarrollo de las 15 plantas, evitar problemas de compactación y posterior muerte de las plantas, evitar el contacto entre el suelo y el fruto, permitiendo reducir la presencia enfermedades fúngicas. Esto es relevante en período de cosecha, debido a que puede obtenerse un fruto libre de contaminación, teniendo mayor duración en el almacenamiento. La relativamente poca información sobre estos sistemas de conducción en frutilla, en Argentina, ha motivado la realización del presente trabajo de investigación. El interés en la temática se fundamenta en que muchos suelos hortícolas de la zona están deteriorados, la necesidad de reducir la aplicación de agroquímicos y la importancia económica que representa para la zona el cultivo de frutilla. 16 2.1 Hipótesis El sistema de conducción vertical (mangas) en frutilla cultivada en sustrato permite incrementar el rendimiento y calidad respecto de la conducción horizontal (macetas) 2.2 Objetivo general Evaluarla respuesta al sistema de conducción del cultivo de frutilla 2.2.1 Objetivos específicos Estudiar la respuesta en el crecimiento y desarrollo de la planta frutilla, cultivada en dos sistemas de conducción Analizar el efecto del sistema de conducción en parámetros fisiológicos de la planta de frutilla Comparar el rendimiento y calidad del cultivo con relación al sistema de conducción 17 3. Materiales y métodos El ensayo fue llevado a cabo con plantines frescos de frutilla variedad Aroma, provistas por el vivero “Don Antonio” (originarios de Plottier, Neuquén), Pilar, Buenos Aires. La fecha de plantación fue el 18 de abril del año 2018, Este ensayo tuvo lugar en el invernáculo de la asignatura Riego y Drenaje de la UNLu (34°34′41″S; 59°05′14″O). El mismo presenta un diseño con estructura metálica, techo parabólico y superficie total de 800 m2. Para el sistema de conducción vertical se emplearon mangas de polietileno de 300 µ de espesor, 14 cm de diámetro y 1,2 m de longitud, colgadas de las vigas del invernadero, quedando su base a 70 cm del suelo, y rellenas con sustrato (Fig. 5). El sustrato consistió en una mezcla de 50% perlita, 40% de compost y 10% de turba. En la parte superior de cada manga se colocó una manguera de polietileno de ¾” a fin de poder realizar el riego. En la parte inferior se realizaron unos orificios, a los efectos de permitir el drenaje del exceso de solución nutritiva. En cada saco se plantaron 5 plantas de frutilla en tresbolillo, con un marco de plantación de 25 x 25 cm. 18 Figura 5. Mangas de cultivo vertical de frutilla Para el sistema de conducción horizontal, la plantación se realizó colocando una planta por maceta de polietileno de 5 L de volumen y con el mismo sustrato del sistema de conducción vertical (Fig. 6). Las macetas fueron dispuestas de manera tal de asegurar la misma distancia entre plantas que en el sistema de conducción vertical. 19 Figura 6. Planta de frutilla en maceta El riego se realizó diariamente con fertilizante Hakaphos Rojo® (Anexo 1) disuelto en agua de pozo, a razón de 1g L-1, según las indicaciones del fabricante para este cultivo y 0,1 g L-1 de Ca(NO3)2. Una vez por semana se regó únicamente con agua, a fin de eliminar posibles excesos de fertilizante acumulado en el sustrato. Diariamente se midió el pH y conductividad eléctrica (CE) del drenaje con el objetivo de monitorear el alejamiento o no de los valores óptimos de pH y conductividad eléctrica (CE) (pH = 6 y CE < 1,6 dS m-1) (Son et al., 2015). La corrección del pH se realizó con ácido fosfórico (H3PO4) 85% agregado en el tanque de fertilización y el descenso de la CE realizando riegos con agua únicamente. El pH del agua de riego se controló con un peachímetro digital portátil marca Milwakee y la conductividad eléctrica se determinó utilizando un conductímetro digital portátil marca Milwakee. Tanto al inicio como a mitad del ensayo se realizó un análisis del sustrato utilizado 50% perlita, 40% de compost y 10% de turba rubia. Se analizaron sus características físicoquímicas, provenientes de una mezcla homogeneizada de 500 gramos de sustrato de cada bloque (Tabla 1). Para la lección de los sustratos los criterios a considerar fue que para el caso de la perlita tiene baja densidad aparente, granulometrías muy diversas, baja CIC, pH alcalino e inerte; la turba rubia presenta pH ácido, alta CIC, elevada capacidad de 20 absorción de agua y buena porosidad. Por último, el compost nos aporta micro y macronutrientes, excelente fertilizante natural, y aumenta la capacidad de retención de agua (Valenzuela, 2013). Los protocolos empleados para la medición de los parámetros fueron: Walkey y Black (1934) para materia orgánica y carbono (Carreira, D. 2005); estufa a peso constante para materia seca; método de Kjeldahl para nitrógeno (Márquez Carranza, M. 2018); fósforo Bray y Kurtz (González, et al. 2007) y nitratos (Ramos, et al. 2017) Tabla 1. Resultados del análisis químico del sustrato al inicio. Parámetro Inicio pH 6,46 Conductividad (dS cm-1) 3,025 Materia seca (%) 40,24 Humedad (%) 59,76 Materia orgánica (%) 27,5 Nitratos (%) 0,0185 Nitrógeno (%) 0,522 Fósforo (%) 0,011 Carbono (%) 15,9 3.1 Diseño experimental y análisis de datos Se utilizó un diseño en bloques totalmente aleatorizado con una unidad experimental de 5 plantas (Fig. 7). El análisis de los resultados de cada tratamiento se realizó mediante ANOVA con el software estadístico InfoStat (Di Rienzo et al., 2016) p ≤ 0,05. 21 Unidad experimental Figura 7. Esquema del diseño de la unidad experimental del ensayo. Las estrellas indican la posición de las plantas. Izquierda sistema de conducción vertical, Derecha sistema de conducción horizontal. Se decidió utilizar este diseño estadístico ya que al trabajar en invernáculo tradicional, las condiciones de ventilación, temperatura y luz varían según la cercanía a los laterales (Fig. 8). Figura 8. Diseño experimental completo del ensayo 22 3.2 Determinaciones realizadas Cada dos meses se determinó el número de hojas y flores por planta. Las mediciones se realizaron por observación directa considerando las hojas totalmente expandidas y las flores abiertas. Los recuentos fueron agrupados por unidad experimental y por sistemas de conducción. A fin de evaluar diferencias en el estado hídrico de las plantas según la posición en la manga, se determinó el potencial hídrico del xilema en las plantas en tres niveles de la manga (alto, medio y bajo) y en las macetas, con una cámara de presión tipo Schölander (Bio Control HP 0-6 MPa). Scholander et al. (1965) desarrollaron una técnica que mide el potencial hídrico en unidades de presión. El método consiste en aplicar presión sobre una hoja cortada hasta que aparezca el agua en el extremo seccionado del tallo o el pecíolo. Se interpreta que la presión positiva aplicada a la hoja corresponde a la presión que equilibra la presión negativa o tensión con la cual el agua estaba retenida en el interior del tallo antes del corte. La cámara de presión mide el potencial matricial del apoplasto o pared celular. Una ventaja de la técnica es que además mide la relación presión-volumen del tejido vegetal. Se ha demostrado que, si se aplica presión adicional a una hoja o rama por encima de la presión de equilibrio inicial, se obtiene líquido xilemático que se puede recoger para determinar su volumen, dando márgenes sobre sus potenciales osmóticos, ajustes osmóticos y propiedades elásticas (Azcón-Bieto y Talón, 2013). Los parámetros de rendimiento a evaluar fueron: rendimiento total por planta (g pl-1 ), rendimiento de cada sistema por unidad de superficie (Kg m-2), sólidos totales (°Brix) y diámetro de fruto (cm). A medida que se realizó la cosecha de forma escalonada, los frutos fueron colocados en bolsas de papel para su conservación, y llevados al Laboratorio de Fisiología Vegetal de la Universidad Nacional de Luján, para obtener su peso (gr) mediante balanza Granataria Ohaus. Los sólidos totales fueron determinados a partir de porciones (2 mm de espesor) de la zona próxima al cáliz de los frutos cosechados utilizando refractómetro digital (HANNA HI 96801). El diámetro de fruto se determinó utilizando un calibre mecánico de rango 0-150 mm y precisión 0,02 mm. 23 4. Resultados y discusión La variedad utilizada se caracteriza por ser día neutro, por lo que la inducción se da con temperaturas entre 8 y 25 °C, independientemente de la longitud del día. La cosecha en este tipo de variedad ocurre durante el período primavero-estival y gran parte del otoño. Son las variedades predominantes en la zona centro-sur del país como las regiones de Mar del Platay Mendoza, entre otras (Kirschbaum et al., 2019). 4.1 Potencial hídrico del xilema La evaluación del potencial hídrico del xilema en ambos sistemas de conducción, permitió monitorear el grado de hidratación de la planta, previniendo el déficit hídrico de las plantas (Fig. 9). Figura 9. Medición potencial hídrico del xilema Los resultados promedio obtenidos para el sistema en conducción vertical fueron -1,20 MPa para el nivel superior, -1,25 Mpa para el nivel del medio y -0,90 MPa para el nivel inferior. En el sistema de conducción horizontal se observó una reducción significativa del potencial agua (-0,76 MPa) (Fig 10). 24 Figura 10. Potenciales hídricos del xilema (MPa) evaluados en el sistema de conducción vertical y horizontal. Contrariamente a lo que se podría suponer, la posición de la planta dentro del sistema de conducción vertical no influyó en su condición hídrica. Por otra parte, el sistema de conducción horizontal generó plantas con un mayor grado de hidratación, lo que se evidenció con el mayor potencial hídrico, respecto del otro sistema. Dentro de los componentes de potencial hídrico, las plantas cultivadas en sistema de conducción vertical deben enfrentar un mayor potencial gravitatorio (Ψg = ρa g h) (Salisbury y Ross, 1994) que corresponde aproximadamente a un 10% del total, mientras que las sometidas en el sistema de conducción horizontal dicho potencial es prácticamente nulo. En la mitad del ensayo se determinaron las características químicas del sustrato en los dos sistemas de conducción evaluados. Los parámetros con más variación fueron humedad con un aumento de 33,6 y 15,9 % para maceta y manga respectivamente; materia orgánica con aumento de 60,20 % para maceta; carbono con aumento de 168,6 y 55,7% para maceta y manga respectivamente; y materia seca con un aumento de 49,90% para maceta y una disminución de 23,75% para manga (Tabla 2). Como puede observarse, la materia seca es mayor para el sistema en conducción vertical, lo 25 que implica que el material tuvo menos retención de agua, relacionándose con menor porcentaje de materia orgánica y por consecuencia menor porcentaje de humedad. Tabla 2. Resultados del análisis químico del sustrato a mitad del ensayo. Parámetros Inicial Mitad del ensayo 1- Maceta 2- Manga pH 6,46 5,25 5,37 Conductividad (dS cm-1) 3,025 3,67 2,29 Materia seca (%) 40,24 20,13 30,68 Humedad (%) 59,76 79,87 69,32 Materia orgánica (%) 27,5 44,08 25,56 Nitratos (%) 0,0185 0,0177 0,0177 Nitrógeno (%) 0,522 0,8118 0,8497 Fósforo (%) 0,011 0,014 0,014 Carbono (%) 15,9 42,72 24,77 4.2 Rendimiento La cosecha se inició el 26 de junio (a los 68 días desde el trasplante) y fueron recolectándose todos los frutos que obtenidos desde ese momento. La máxima producción se alcanzó entre los meses de octubre y noviembre. Al comparar los rendimientos totales por planta no se observaron diferencias significativas entre sistemas (Tabla 3). Tabla 3. Rendimiento para plantas cultivadas en sistema vertical u horizontal de cultivo. Sistema de cultivo Rendimiento por planta Rendimiento por unidad de superficie (Kg m-2) (g pl-1) Vertical 68,35 5,47 Horizontal 78,72 1,26 *indican diferencias significativas (p > 0,05) No obstante, cuando se comparan los rendimientos de cada sistema por unidad de superficie (Kg m-2) resulta claro que la conducción vertical permitió incrementar la productividad 240%. Lo anterior resulta particularmente importante, sobre todo en cultivos realizados en invernadero, dado que permitiría optimizar la superficie y justificar la inversión que 26 representa esta estructura de protección de cultivos. De este modo, con el sistema vertical, sería posible obtener un alto rendimiento y en una época diferente de la producción tradicional de frutilla a campo (septiembre a diciembre) (Kirschbaum et al., 2019), con el consecuente mayor precio de venta. Esta es una de las principales razones por las que se realiza el cultivo protegido de hortalizas (Fernando y Rangel, 2021; Tortosa, 2018). Las ventajas del cultivo sin suelo han sido reportadas: se consigue mayor productividad y rentabilidad, mayor eficiencia en el aprovechamiento de la superficie y de los recursos naturales, reducción en el uso de agroquímicos, incremento en el bienestar de los trabajadores (que mejora la ergonomía de las operaciones, especialmente las de cosecha) y expansión de las fronteras productivas, posibilitando la producción en zonas no aptas para el cultivo, ya sea por problemas sanitarios o por el alto valor inmobiliario de la superficie (Jica et al., 2003) Los resultados del trabajo confirman, entonces, que el cultivo sin suelo y vertical de frutilla permitiría combinar las ventajas del cultivo protegido con el cultivo sin suelo, tal como fuera estudiado por diferentes investigadores (Di Lorenzo et al., 2013) Sordo (2012) indica que los rendimientos promedios son de 40 tn ha -1 en zonas productoras, aunque hay productores altamente tecnificados que, con buen manejo, logran rindes de 70 tn ha-1. La cosecha se inicia con las variedades más precoces a fines de mayo y culmina a fines de noviembre. La densidad depende de las variedades, y varía entre 45000 a 50000 plantas ha-1. Los plantines son comprados a viveros ubicados en el sur del país, alrededor del paralelo 42. Sin embargo, los rendimientos que se obtienen a campo rondan los 1490 Kg pl-1. Por otro lado, la variedad Aromas se caracteriza por alta producción de frutos y por su mayor producción primaveral (Adlercreutz, 2012). 27 4.3 Número de Hojas y Flores Al evaluar el número de hojas se observó que no hubo diferencias estadísticas significativas entre sistemas (Tabla 4). Analizando la tendencia global se pudo observar que durante los meses de mayo, julio y septiembre hubo una baja producción de hojas y en el mes de noviembre incrementó el número de hojas debido a una mayor producción de estolones (Fig. 11). Tabla 4: Número de hojas Mayo Julio Septiembre Noviembre GL F Sistema 1 0,37 0,25 0,49 2,37 Bloque 3 0,95 1,12 0,71 1,46 Figura 11. Comparación entre sistemas de conducción en lo que comprende número de hojas. 28 No se registraron diferencias significativas en el porcentaje de floración y la cantidad de numeros de flores por planta (Tabla 5 y 6). Tabla 5: Porcentaje (%) de floración en ambos sistemas % Floración Mayo Julio Septiembre Noviembre GL F Sistema 1 0,59 0,06 0,65 1,84 Bloque 3 1,19 3,38 0,63 0,53 Tabla 6: Número de flores por planta en ambos sistemas Número de flores por planta Mayo Julio Septiembre Noviembre GL F Sistema 1 0,07 0,17 0,17 3,89 Bloque 3 0,38 0,41 0,49 0,48 Figura 12. Comparación entre sistemas de conducción en lo que comprende porcentaje de floración y número de hojas por planta. 29 4.4 Calidad del fruto La cosecha de frutilla se realiza escalonadamente, cuando el fruto adquiere su madurez comercial, es decir cuando presenta un área coloreada adecuada, que podrá ser menor cuanto más largo sea el tiempo de transporte y más alta la temperatura ambiente que ha de soportar (Muñoz y Naranjo, 2012). Cuando la recolección se realiza en forma prematura, los frutos son astringentes sin aroma y muy ácidos, pero si están totalmente maduros no soportan el transporte. Por ello debe seleccionarse correctamente el momento de la cosecha (Muñoz y Naranjo, 2012). Para la determinación de SST, se cosechó durante las primeras horas de la mañana (Fig. 13), tomando el recaudo de no presionar, lastimar ni golpear la fruta. Luego las frutillas se llevaron al laboratorio refrigeradas y se extrajo su jugo para medir el valor de SST (Fig.14). Los resultados obtenidos indican un mayor valor en frutos provenientes de maceta,respectos de los cosechados en mangas. 30 Figura 13. Fruto maduro listo para la cosecha para el sistema horizontal (A) y vertical (B) Figura 14. Medición de sólidos totales con un refractómetro digital Los frutos colectados en el ensayo tuvieron valores de grados brix de entre 8,0 y 8,5 lo que indica un punto adecuado de maduración (Muñoz y Naranjo, 2012). No se registraron diferencias significativas en los niveles de SST, medidos como °Brix, entre ambos sistemas de conducción (Tabla 4). Esto puede deberse a que el desarrollo de las 31 plantas fue similar (Fig. 11 y 12) y que la fertilización fue la misma para ambos casos, sin verse afectada por el sistema de conducción. Asimismo, del análisis del diámetro de fruto en los sistemas de conducción, se concluye que no hay diferencias significativas estadísticas (Tabla 7). Tabla 7. Evaluación de calidad de frutos en dos sistemas de cultivo. Sistema N° Brix I Diámetro del fruto (cm) I Vertical 352 7,9±2,7 24,0±5,4 Horizontal 387 8,5±2,3 24,5±5,5 Media ± Desvío estándar. I No se observaron diferencias significativas entre sistemas (p<0,05) Existen numerosos factores que pueden influir en los valores °Brix de manera consistente e importante. Estos factores incluyen la variedad, la madurez o etapa de crecimiento, el agua y el manejo de la fertilización. La alta conductividad eléctrica, debido a niveles elevados de fertilizantes o salinidad en el agua de riego, aumentan los niveles de grados Brix. Asimismo, la fertilización mineral también puede influir en los compuestos volátiles y en el sabor de los frutos (Erandy Rizo, 2015). Además de la conductividad eléctrica, existe evidencia de que la nutrición nitrogenada puede afectar los niveles de grados Brix de manera indirecta y compleja. La disponibilidad del nitrógeno puede afectar la eficiencia de la fotosíntesis productora de azúcares, alterando por ende los niveles de sólidos solubles. No obstante, el exceso de N también puede ralentizar la maduración y reducir el contenido de azúcares y ácidos. (Erandy Rizo, 2015). 32 5. Conclusiones Los resultados obtenidos indican que el sistema de cultivo vertical permite lograr un mayor rendimiento por unidad de superficie (3797,15 g m-2) en comparación con el cultivo en macetas (874,70 g m-2), manteniendo una calidad de fruto similar. En cuanto al estado hídrico, las plantas cultivadas en el sistema vertical se encuentran sometidas a mayores tensiones, evidenciado con los valores de potencial hídrico (-1,20 MPa nivel superior, -1,25 MPa nivel del medio y de -0,90 MPa nivel inferior), lo que se relaciona con la posición característica del sistema y el efecto de la gravedad en comparación con el sistema en conducción horizontal (-0,76 MPa). Si embargo, si bien el sistema de conducción horizontal permite mayor hidratación de las plantas de frutilla, esto no compromete el rendimiento. 33 6. Consideraciones finales El manejo de cultivos de frutilla en la UNLu en sustrato, utilizando diferentes sistemas de conducción, permitirá al grupo de investigación mejorar el diseño de futuros ensayos y establecer pautas para el cultivo que permitan evaluar la productividad por periodos más prolongados. El sistema de conducción vertical permitió analizar el potencial en esta técnica del cultivo, dando una alternativa a los productores en la forma de producir. 34 7. Bibliografía Adlercreutz, E.G.A., 2012. Cultivos anuales y bianuales de frutilla en el Sudeste de la provincia de Buenos Aires: Modificaciones en los parámetros de crecimiento. Tesis de Maestría en Cultivos Intensivos. Universidad Nacional del Litoral. Alvarado, M, Aguilar, J, Pastrana Palma, A, 2016. Sistemas de cultivo sin suelo con sustrato y cerrados como estrategia sustentable para regiones áridas y semiáridas de México. Azcón, J., Talón, M. 2013.Fundamentos de Fisiología Vegetal 2° Edición. Baixauli Soria, C., Aguilar Olivert, J.M., 2002. Cultivo sin Suelo de Hortalizas. Aspectos Prácticos y Experiencias. Generalitat Valenciana, Valencia. Baudoin, W.O., Winsor, G.W., Schwarz, M., 1990. Soilless culture for horticultural crop production. FAO United Nations. Rome. Cabrera, R. 2000. Propiedades, uso y manejo de sustratos de cultivo para la producción de plantas en maceta. Caldevilla,E. 2000. La fertirrigación y su aplicación a los cultivos hidropónicos. Caminiti, A. 2015. Cultivo de frutilla en la provincia de Neuquén. Carreira, D. 2005. Carbono orgánico (Método de WALKLEY & BLACK). INTA Castelar. De Oliveira. 1983.Cultivos anuales y bianuales de frutilla en el sudeste en la provincia de Buenos Aires:Modificaciones en los parámetros de crecimiento. Di Lorenzo, R., Pisciotta, A., Santamaria, P., Scariot, V., 2013. From soil to soil-less in horticulture: quality and typicity. Ital. J. Agron. e30–e30. Di Rienzo,J. 2016."Infostat Software estadístico". Engindeniz, S., 2004. The economic analysis of growing greenhouse cucumber with soilless culture system: the case of Turkey. J. Sustain. Agric. 23, 5–19. 35 Erandy R.,2015.¿Qué afecta a los grados Briz? Recuperado 2020-12- 22.https://www.hortalizas.com/cultivos/que-afecta-a-los-valores-brix/. Fagherazzi, A.F., Grimaldi, F., Kretzschmar, A.A., Molina, A.R., Gonçalves, M.A., Antunes, L.E.C., Baruzzi, G., Rufato, L., 2016. Strawberry production progress in Brazil, in: VIII International Strawberry Symposium 1156. pp. 937–940. Fernando, F., Rangel, B., 2021. Análisis financiero de producción de hortalizas en sistemas de agricultura con alta tecnología en comparación con sistemas de producción convencionales en campo abierto en el Centro de Bio-Sistemas de la UJTL. Gariglio, N.F., Pilatti, R.A., Pernuzzi, C., Marano, R.P., 1998. Comportamiento de frutilla en cultivo vertical, bajo invernáculo, con diferentes sustratos. FAVE 12, 17–26. González,M ; López, M. V ; Moreno, G ; Comese, R; Madero, M. 2007. Comparación de los métodos de BRAY & KURTZ Nº I Y MEHLICH III en la determinación de la disponibilidad de fóforos en suelos con fertilizaciones continuas. Facultad Agronomía. Universidad de Buenos Aires. Jica et al., 2003. Factibilidad técnica y económica del cultivo de frutilla (Fragaria x ananassa) en sustrato en las principales regiones productoras de la Argentina.INTA. Kirschbaum, D., Adlercreutz, E., Pacheco, R., 2017. Panorama del cultivo de frutilla en junio de 2017. Boletín Frutas y Hortalizas del Conv. INTA-CMCBA 61, 1–11. Kirschbaum, D., Del Huerto Sordo M., Adlercreutz E., Delmazzo P., Cuellas M., Lochbaum., T, Caminiti, A.I., Miserendino, E., Escalier, C., Choque, L., Cabrera, R. 2000. Boletín de Frutas y Hortalizas Nº 99 Corporación del Mercado Central de Buenos Aires. Octubre 2019 Kirschbaum, D., Sordo, M. del H., Adlercreutz, E.G., Delmazzo, P., Cuellas, M., Lochbaum, T., Caminiti, A., Miserendino, E., Escalier, C., Choque, L., 2019. Panorama del cultivo de Frutilla en Argentina (2019). Boletín Frutas y Hortalizas del Conv. INTA- CMCBA 99, 3–14. Márquez Carranza, M. 2018 Determinación del Nitrógeno. Texto del artículo 3236-1- 10-20181024. https://www.hortalizas.com/cultivos/que-afecta-a-los-valores-brix/ 36 Mazuela, P., Trevizán, J., Urrestarazu, M., 2012. A comparison of two types of agrosystems for the protected soilless cultivation of tomato crops in arid zones. J. Food Agric. Env. 10, 338–341. Miranda, F.R. de, Silva, V.B. da, Santos, F.S.R. dos, Rossetti, A.G., Silva, C. de F.B. da, 2014. Production of strawberry cultivars in closed hydroponic systems and coconut fibre substrate. Rev. Ciência Agronômica 45, 833–841. Mitchell, F.G.; Mitcham, E.; Thompson, J. E.; Welch, N. 1996. Handling strawberries for freshmarket. Oakland, CA: Univ. Calif. Agr. Nat. Resources, Special Publ Edit Ag Info and Publications, University of California Davis Nº 2442, 14 pp. Muñoz,P; Naranjo C.,2012.Caracterización de las propiedades físico químicas y estudio de los atributos de calidad en el comportamiento pos-cosecha de dos variedades de frutilla (Fragaria chiloensis) en la provincia de Imbabura. Ecuador. Nieto, R. 2013. Evaluación de Técnicas Hidropónicas de Producción en el Cultivo de Fresa (Fragaria x ananasa) Bajo Invernadero. Centro de investigación en química aplicada. México. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. 2020. Link de acceso: http://www.fao.org/faostat/es/#home Puerta et al., 2020). “Factibilidad técnica y económica del cultivo de frutilla (Fragaria x ananassa) en sustrato en las principales regiones productoras de la Argentina” . INTA- Proyecto “Tierra Sana”. Alternativas sustentables para la desinfección de suelos y sustratos en los cultivos de hortalizas, frutilla y ornamentales. Ramos, C, Sepúlveda, J, Berbegall, F, Romero, P. 2017. Determinación rápida de nitrato en suelos agrícolas y en aguas. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias. Resh, H.M., 2012. Hydroponic food production: a definitive guidebook for the advanced home gardener and the commercial hydroponic grower. CRC Press. Sangiacomo M.A y Garbi M. 2017. Horticultura general. Guía de estudios. Producción vegetal III (Horticultura). Universidad Nacional de Lujan. Buenos Aires. Argentina. 37 Scaglia, G.,1995. Cultivos anuales y bianuales de frutilla en el sudeste de la provincia de Buenos Aires: modificaciones en los parámetros de crecimiento. Sepúlveda, P., Délano, G., Correa, A., de Estudios, O., Agrarias, P., 2015. Cultivo de frutilla, en una realidad sin Bromuro de Metilo en Chile. Solórzano, A; Martín, A; Salazar, M; Sandoval, M; Kirschbaum, D. 2015. Correlación entre la medida del color del fruto y la concentración de sólidos solubles totales en frutilla o fresa (Fragaria ananassa Duch.) Sordo,M. 2012. Recuperado 2021-01-04. Producción Agroindustrial del NDA.http://www.produccion.com.ar/ver_nota.php?edicion=May_Jun2012&numero=1 96&id=1102. Tonelli Betina., 2010. El Cultivo de Frutilla. Catedra Horticultura. Facultad de Ciencias Agropecuarias. UNER. Oro Verde. Entre Rios. Tortosa, A.F., 2018. Revisión de nuevas técnicas de producción para cultivos de hoja. Rev. Dr. UMH 4, p6–p6. Valenzuela, O., 2013. Las cinco llaves del mundo de los sustratos para plantas. INTA. 38 8. ANEXO 1: Hoja técnica del fertilizante Hakaphos Rojo® 39
Compartir