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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR SISTEMA DE POSTGRADO UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR PROGRAMA DE MAESTRÍA EN RIEGO Y DRENAJE PROYECTO DE TITULACIÓN COMO REQUISITO PREVIO PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE MAGISTER EN RIEGO Y DRENAJE EFECTO DE CUATRO LÁMINAS DE RIEGO EN EL CULTIVO DE LA FRESA (Fragaria sp) VAR. ALBIÓN CALIFORNIANA, MEDIANTE RIEGO POR GOTEO, EN EL CANTÓN GUANO, PROVINCIA DEL CHIMBORAZO. ING. DAVID SANTIAGO LEÓN ARMIJO GUAYAQUIL – ECUADOR 2021 ii SISTEMA DE POSTGRADO UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR CERTIFICACIÓN Yo, el Ing. Agro. Pedro José Andrade Alvarado. MSc., Docente de la Universidad Agraria del Ecuador, en mi calidad de Director CERTIFICO QUE: He revisado la Tesis de Investigación Titulada: EFECTO DE CUATRO LÁMINAS DE RIEGO EN EL CULTIVO DE LA FRESA (Fragaria sp) VAR. ALBIÓN CALIFORNIANA, MEDIANTE RIEGO POR GOTEO, EN EL CANTÓN GUANO, PROVINCIA DEL CHIMBORAZO, el mismo que ha sido elaborado y presentado por el maestrante, Ing. David Santiago León Armijo; quien cumple con los requisitos técnicos y legales exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador para este tipo de estudios. Atentamente …………………………………………………. Ing. Agro. Pedro Andrade Alvarado. MSc. DIRECTOR DE TESIS Guayaquil, 16 de diciembre del 2020 iii UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR SISTEMA DE POSTGRADO UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR TEMA EFECTO DE CUATRO LÁMINAS DE RIEGO EN EL CULTIVO DE LA FRESA (Fragaria sp) VAR. ALBIÓN CALIFORNIANA, MEDIANTE RIEGO POR GOTEO, EN EL CANTÓN GUANO, PROVINCIA DEL CHIMBORAZO. AUTOR ING. DAVID SANTIAGO LEÓN ARMIJO TRABAJO DE TITULACIÓN APROBADA Y PRESENTADA AL CONSEJO DE POSTGRADO COMO REQUISITO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE MAGISTER EN RIEGO Y DRENAJE TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN Dr. Javier Del Cioppo. PhD. PRESIDENTE Ing. Víctor Ileer Santos. MSc. Ing. Alberto Garcés Candell. MSc. EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPAL Ing. Agro. Pedro Andrade Alvarado. MSc. EXAMINADOR SUPLENTE iv AGRADECIMIENTO Expreso en primer lugar mi agradecimiento a Dios por la vida y las oportunidades recibidas. Al Sistema de Postgrado de la Universidad Agraria del Ecuador, responsable por proporcionarme una formación científica y humana, los mismos que constituyen elementos importantes para continuar con el desempeño de mi profesión. Mis más sinceros agradecimientos al Ing. Agro. Pedro Andrade Alvarado. Msc, por su asesoramiento y ayuda oportuna para el desarrollo del presente trabajo investigativo. Mi gratitud al Sr. Hugo Vinueza por permitirme realizar la investigación en su propiedad y brindarme toda su colaboración y apoyo. v DEDICATORIA El presente trabajo está dedicado a mi madre Lucinda María por su apoyo incondicional en cada paso de mi vida, siempre con su amor, trabajo y sabios consejos. A mi familia y amigos por estar siempre a mi lado, en mis aciertos y desaciertos. vi RESPONSABILIDAD La responsabilidad, derecho de la investigación, resultados, conclusiones y recomendaciones que aparecen en el presente Trabajo de Titulación corresponden exclusivamente al Ing. David Santiago León Armijo y los derechos académicos otorgados a la Universidad Agraria del Ecuador. ………………………………………… Ing. David Santiago León Armijo C. I. 0602943342 vii RESUMEN La fresa es un cultivo que ha sido introducido hace poco tiempo en la provincia de Chimborazo, pero ante el desconocimiento de los productores sobre el manejo del riego en la fresa, se desarrolló la investigación en el sector Pungal El Quinche, perteneciente al cantón Guano, en un suelo de textura franco arenosa que tenía como objetivo evaluar el efecto de cuatro láminas de riego en el cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana, mediante un sistema de riego por goteo. Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro tratamientos y cinco repeticiones. Los tratamientos estaban conformados por cuatro láminas de riego correspondientes a un porcentaje (80%, 90%, 100% y 110%) de la evapotranspiración de cultivo (ETc). La lámina de riego del 110% de la ETc, presentó el mayor rendimiento con 7530.54 kg/ha y 8264.22 kg/ha a los 172 y 179 días después del trasplante y una relación beneficio/costo de 1.41 USD; lo que confirma la relación proporcional existente entre la aplicación de una lámina alta de riego y la elevada productividad obtenida. Palabras claves: Variedad, evapotranspiración de cultivo, lámina de riego, rendimiento, beneficio neto viii SUMMARY Strawberry is a crop that has been introduced recently in the province of Chimborazo, but due to the ignorance of the producers about the management of irrigation in strawberries, the investigation was carried out in the Pungal El Quinche sector, belonging to the Guano canton in a soil with a sandy loam texture whose objective was to evaluate the effect of four irrigation sheets in the cultivation of strawberry (Fragaria sp) Var. Californian Albion, using a drip irrigation system. A randomized complete block experimental design with four treatments and five replications was used. The treatments consisted of four irrigation sheets corresponding to a percentage (80%, 90%, 100% and 110%) of the crop evapotranspiration (ETc). The irrigation sheet of 110% of the ETc, presented the highest yield with 7530.54 kg / ha and 8264.22 kg / ha at 172 and 179 days after transplantation and a benefit / cost ratio of 1.41 USD; which confirms the proportional relationship between the application of a high irrigation sheet and the high productivity obtained. Keywords: Variety, crop evapotranspiration, irrigation sheet, yield, net benefit ix ÍNDICE DE CONTENIDOS INTRODUCCION ................................................................................................. 18 Caracterización del Tema. ................................................................................... 19 Planteamiento de la Situación Problemática. ....................................................... 19 Justificación e Importancia del Estudio. ............................................................... 19 Delimitación del Problema.................................................................................... 20 Formulación del problema. ................................................................................... 20 Objetivos. ............................................................................................................. 21 Objetivo General. ................................................................................................. 21 Objetivos Específicos. .......................................................................................... 21 Hipótesis o Idea a Defender. ................................................................................ 21 Aporte Teórico o Conceptual. ............................................................................... 21 Aplicación Práctica. .............................................................................................. 21 CAPITULO 1........................................................................................................ 23 MARCO TEORICO .............................................................................................. 23 1.1. Estado del Arte ........................................................................................... 23 1.2. Bases Científicas y Teóricas de la Temática. ............................................. 37 1.3. Fundamentación Legal. ..............................................................................60 CAPITULO 2........................................................................................................ 62 ASPECTOS METODOLÓGICOS ........................................................................ 62 2.1. Métodos ..................................................................................................... 62 2.2. Variables .................................................................................................... 64 2.3. Población y Muestra ................................................................................... 67 2.4. Técnicas de Recolección de datos .............................................................. 67 2.5. Estadística Descriptiva e Inferencial ........................................................... 67 2.6. Diseño Experimental .................................................................................. 68 x 2.7. Manejo del ensayo ...................................................................................... 71 RESULTADOS .................................................................................................... 76 DISCUSIONES .................................................................................................... 96 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................... 98 BIBLIOGRAFIA CITADA ................................................................................... 100 ANEXOS ............................................................................................................ 106 APÉNDICE ........................................................................................................ 141 xi ÍNDICE DE TABLAS Tabla No 1. Ubicación geográfica del ensayo. ...................................................... 63 Tabla No 2. Características del lugar experimental. .............................................. 63 Tabla No 3. Matriz de la operacionalización de las variables. ............................... 66 Tabla No 4. Esquema del análisis de varianza (ADEVA). ..................................... 68 Tabla No 5. Tratamientos en estudio. ................................................................... 68 Tabla No 6. Estaciones meteorológicas empleadas para la estimación de la ETo. ............................................................................................................................. 73 Tabla No 7. ADEVA Altura de la planta (cm) a la floración. ................................... 76 Tabla No 8. Prueba de Tukey al 5% para la altura de la planta (cm) a la floración. ............................................................................................................................. 76 Tabla No 9. ADEVA Número de frutos cosechados por planta a los 158 días después del trasplante ....................................................................................................... 77 Tabla No 10. ADEVA Número de frutos cosechados por planta a los 165 días después del trasplante ......................................................................................... 78 Tabla No 11. ADEVA Número de frutos cosechados por planta a los 172 días después del trasplante ......................................................................................... 78 Tabla No 12. ADEVA Número de frutos cosechados por planta a los 179 días después del trasplante ......................................................................................... 79 Tabla No 13. ADEVA Peso de los frutos por planta (g/planta) a los 158 días después del trasplante ....................................................................................................... 79 Tabla No 14. ADEVA Peso de los frutos por planta (g/planta) a los 165 días después del trasplante ....................................................................................................... 80 Tabla No 15. ADEVA Peso de los frutos por planta (g/planta) a los 172 días después del trasplante ....................................................................................................... 80 Tabla No 16. Prueba de Tukey al 5% para el peso de los frutos por planta (g/planta) a los 172 días después del trasplante .................................................................. 80 Tabla No 17. ADEVA Peso de los frutos por planta (g/planta) a los 179 días después del trasplante ....................................................................................................... 81 Tabla No 18. Prueba de Tukey al 5% para el peso de los frutos por planta (g/planta) a los 179 días después del trasplante .................................................................. 82 xii Tabla No 19. ADEVA Longitud del fruto (cm) a los 158 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 83 Tabla No 20. ADEVA Longitud del fruto (cm) a los 165 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 83 Tabla No 21. ADEVA Longitud del fruto (cm) a los 172 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 84 Tabla No 22. Prueba de Tukey al 5% para la longitud del fruto (cm) a los 172 días después del trasplante ......................................................................................... 84 Tabla No 23. ADEVA Longitud del fruto (cm) a los 179 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 85 Tabla No 24. Prueba de Tukey al 5% para la longitud del fruto (cm) a los 179 días después del trasplante ......................................................................................... 86 Tabla No 25. ADEVA Peso del fruto (g/fruto) a los 158 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 86 Tabla No 26. ADEVA Peso del fruto (g/fruto) a los 165 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 87 Tabla No 27. ADEVA Peso del fruto (g/fruto) a los 172 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 87 Tabla No 28. Prueba de Tukey al 5% para el peso del fruto (g/fruto) a los 172 días después del trasplante ......................................................................................... 88 Tabla No 29. ADEVA Peso del fruto (g/fruto) a los 179 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 89 Tabla No 30. Prueba de Tukey al 5% para el peso del fruto (g/fruto) a los 179 días después del trasplante ......................................................................................... 89 Tabla No 31. ADEVA Rendimiento (kg/ha) a los 158 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 90 Tabla No 32. ADEVA Rendimiento (kg/ha) a los 165 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 90 Tabla No 33. ADEVA Rendimiento (kg/ha) a los 172 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 91 Tabla No 34. Prueba de Tukey al 5% parael rendimiento (kg/ha) a los 172 días después del trasplante ......................................................................................... 91 Tabla No 35. ADEVA Rendimiento (kg/ha) a los 179 días después del trasplante. ............................................................................................................................. 92 xiii Tabla No 36. Prueba de Tukey al 5% para el rendimiento (kg/ha) a los 179 días después del trasplante ......................................................................................... 92 Tabla No 37. Análisis económico de los diferentes tratamientos (láminas de riego) aplicados al cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana. ................. 94 xiv ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico No 1. Promedio de la altura de la planta (cm) a la floración. ..................... 77 Gráfico No 2. Promedio del peso de los frutos por planta (g/planta) a los 172 días después del trasplante ......................................................................................... 81 Gráfico No 3. Promedio del peso de los frutos por planta (g/planta) a los 179 días después del trasplante ......................................................................................... 82 Gráfico No 4. Promedio de la longitud del fruto (cm) a los 172 días después del trasplante ............................................................................................................ 85 Gráfico No 5. Promedio de la longitud del fruto (cm) a los 179 días después del trasplante. ............................................................................................................ 86 Gráfico No 6. Promedio del peso del fruto (g/fruto) a los 172 días después del trasplante ............................................................................................................. 88 Gráfico No 7. Promedio del peso del fruto (g/fruto) a los 179 días después del trasplante ............................................................................................................. 89 Gráfico No 8. Promedio del rendimiento (kg/ha) a los 172 días después del trasplante ............................................................................................................. 91 Gráfico No 9. Promedio del rendimiento (kg/ha) a los 179 días después del trasplante ............................................................................................................. 93 Gráfico No 10. Curva del Beneficio Neto (USD) de los diferentes tratamientos (láminas de riego) aplicados al cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana. ......................................................................................................... 94 Gráfico No 11. Curva de la relación Costo/Beneficio (USD) de los diferentes tratamientos (láminas de riego) aplicados al cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana. .............................................................................................. 95 xv ÍNDICE DE ANEXOS Anexo No 1. Etapas fenológicas del cultivo de la fresa. ...................................... 106 Anexo No 2. Fruto de la fresa (Fragaria Sp), variedad ........................................ 106 Anexo No 3. Función de producción que muestra el efecto del riego sobre el rendimiento de la frutilla. .................................................................................... 107 Anexo No 4. Suministro de riego aplicado al cultivo de la fresa por etapa fenológica. ......................................................................................................... 107 Anexo No 5. Clasificación del contenido de humedad del suelo con el método del tacto. .................................................................................................................. 108 Anexo No 6. Valores de kc para cada etapa del cultivo de la fresa. .................... 108 Anexo No 7. Valores de kc para la fresa bajo mulch (plástico) y un clima semiárido. ........................................................................................................................... 108 Anexo No 8. Factor de evapotranspiración potencial (MF) en mm por mes. ....... 109 Anexo No 9. Sistema radicular y corona ............................................................. 110 Anexo No 10. Estolones en la planta de fresa. ................................................... 110 Anexo No 11. Valores de profundidad efectiva para diferentes cultivos. ............. 111 Anexo No 12. Grado de tolerancia de los cultivos (en % de reducción de su rendimiento) en función de la conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo. ........................................................................................................... 111 Anexo No 13. Humedad del bulbo según el tipo de suelo. .................................. 112 Anexo No 14. Uniformidad de distribución .......................................................... 113 Anexo No 15. Calificación de una instalación de ................................................ 113 Anexo No 16. Tarifas por los usos y aprovechamientos del agua cruda. ............ 113 Anexo No 17. Mapa de ubicación del ensayo. .................................................... 114 Anexo No 18. Resultado de la prueba de infiltración de la parcela experimental. ........................................................................................................................... 114 Anexo No 19. Informe del análisis físico químico del suelo. ................................ 115 Anexo No 20. Informe del análisis químico del agua. .......................................... 117 Anexo No 21. Distribución de los tratamientos en el campo experimental. ......... 119 Anexo No 22. Dimensiones de las camas. .......................................................... 119 Anexo No 23. Temperatura y humedad relativa promedio de la estación Matus. 120 xvi Anexo No 24. Temperatura y humedad relativa promedio de la estación Quimiag. ........................................................................................................................... 120 Anexo No 25. Temperatura y humedad relativa promedio de la estación Riobamba Politécnica. ....................................................................................... 121 Anexo No 26. Mapa de isotermas del mes de abril, considerando la gradiente altitudinal. ........................................................................................................... 121 Anexo No 27. Mapa de isotermas del mes de agosto, considerando la gradiente altitudinal. ........................................................................................................... 122 Anexo No 28. Evapotranspiración de la zona de implementación del ensayo. .... 123 Anexo No 29. Gráfico de la evapotranspiración potencial (mm/día). ................... 124 Anexo No 30. Coeficiente de cultivo y duración de las ........................................ 124 Anexo No 31. Curva del coeficiente de cultivo para cada etapa fenológica ........ 124 Anexo No 32. Coeficiente de uniformidad del ensayo. ........................................ 125 Anexo No 33. Programación del riego para el cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana. ............................................................................................ 126 Anexo No 34. Costos de producción para el establecimiento y manejo de una hectárea de fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana. ................................... 139 xvii ÍNDICE DE APÉNDICES APÉNDICE 1. CERTIFICADO DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL ENSAYO. ....... 141 APENDICE 2. DATOS DE LA INVESTIGACIÓN PARACADA VARIABLE EN ESTUDIO. .......................................................................................................... 142 APENDICE 3. RESULTADOS DEL ANÁLISIS ESTADÍSTICO CON EL SOFTWARE INFOSTAT PARA CADA UNA DE LAS VARIABLES EN ESTUDIO. ........................................................................................................................... 160 APENDICE 4. FOTOGRAFÍAS .......................................................................... 169 18 INTRODUCCION La fresa es un cultivo que cuenta con más de 20 especies conocidas, su fruta se consume actualmente en varios países a nivel mundial ya sea en estado fresco o procesado, debido al elevado contenido nutricional que presenta sobre todo en vitamina C y anticancerígenos. A pesar del incremento significativo del rendimiento en la provincia de Chimborazo, aun es menor si se compara con la provincia del Tungurahua que obtiene una media de 10 toneladas por año y una excelente calidad de la fruta, llegando a clasificar la mayor parte de la producción en las categorías comerciales 1 y 2 de las cinco que actualmente existen. Hace varios años se viene promoviendo el cultivo de la fresa, atraídos principalmente por su rentabilidad, resistencia y recuperación a las bajas temperaturas (heladas); sin embargo, al enfrentarse el agricultor a la producción de un nuevo rubro agrícola, se presentan una serie de interrogantes referentes a las necesidades de agua, la nutrición, el control de plagas y enfermedades entre otras. Frente a las necesidades del productor y a la interrogante de si se podrá cultivar esta fruta en zonas con escasa disponibilidad hídrica, surge la idea para el establecimiento de ensayos que permitan determinar las diferencias en cuanto al rendimiento basado en las cantidades de agua que se aplican a la planta y es ahí donde nace la necesidad de saber con datos científicos si la aplicación de una mayor lámina de agua permite obtener un gran rendimiento. Es conocido que el rendimiento de la fresa está en función del aporte de agua al suelo ya que una mayor humedad en la zona radicular facilita la disponibilidad de los nutrientes, lo que permite que la planta se desarrolle adecuadamente y los frutos alcancen el tamaño y la calidad requerida para su comercialización. El desarrollo de la investigación permitió evaluar la relación directamente proporcional existente entre las diferentes características fisiológicas y el rendimiento, con la aplicación de una lámina de riego, la información generada guiará al productor de la fresa ubicado en las diferentes zonas con poca disponibilidad de agua en la provincia de Chimborazo. 19 Caracterización del Tema. Actualmente en la provincia de Chimborazo, la fresa constituye uno de los rubros agrícolas con un crecimiento significativo en cuanto a la superficie cultivada, debido principalmente a la rentabilidad en pequeñas áreas de producción. A pesar de la importancia que ha ganado el cultivo de la fresa en la provincia de Chimborazo y ante el marcado déficit hídrico en donde la demanda de agua para riego supera ampliamente a la oferta existente y ligado al uso irracional de este recurso por parte de los agricultores, que aún realizan la programación del riego de forma empírica, debido principalmente al desconocimiento de los reales requerimientos hídricos del cultivo en función de la zona en la que se ubican, conlleva a la aplicación de cantidades excesivas de agua que favorecen el ataque y la proliferación de enfermedades y la baja productividad reportada. Ante el requerimiento del productor y la respuesta a la interrogante sobre la existencia de mecanismos que permitan el cultivo de la fresa en zonas con una escasa disponibilidad de agua, surgió la necesidad para realizar la investigación que evaluó el efecto de cuatro láminas de riego sobre el cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana por medio de un sistema de riego por goteo con resultados analizados estadísticamente en base a indicadores fisiológicos y el rendimiento alcanzado. Planteamiento de la Situación Problemática. La zona de estudio correspondiente al sector Pungal el Quinche, utiliza el agua para riego proveniente del río Guano, la misma que es conducida por el canal Chingazo – Pungales, en donde por efecto del cambio climático el caudal registra en los últimos años una marcada disminución especialmente en épocas de sequía y ante el incremento de la producción del cultivo de la fresa destinado a los mercados internos y externos, el planteamiento de este tipo de trabajos investigativos generó metodologías para una aplicación optima de la lámina de riego y de esta forma obtener excelentes rendimientos y una buena calidad de la fruta. Justificación e Importancia del Estudio. La producción del cultivo de la fresa en el Ecuador se ha incrementado en un 20% en los últimos años, concentrándose en las provincias de Pichincha con 20 400 hectáreas cultivadas, a continuación, se ubica Tungurahua con 240 hectáreas y las provincias de Chimborazo, Cotopaxi y Azuay que apenas superan las 40 hectáreas cultivadas (Honorable Gobierno Provincial de Tungurahua, 2015). Es así que ante la creciente demanda del recurso hídrico en la provincia de Chimborazo especialmente en el cantón Guano y a la variación climática existente producto del cambio climático ligado a la utilización de agua para riego de manera indiscriminada a través de métodos y técnicas poco eficientes por parte de los agricultores, provocan la disminución significativa en los rendimientos al generar condiciones óptimas para la proliferación de enfermedades y la acumulación a mediano plazo de sales en la zona radicular producto del empleo de agua de mala calidad para uso agrícola. Es por ello que resulta importante desarrollar trabajos de investigación sobre las láminas de riego a ser aplicadas en el cultivo de la fresa en la zona del cantón Guano y así obtener buenos rendimientos, a la vez que se optimiza el recurso hídrico escasamente existente. Delimitación del Problema. La presente investigación se desarrolló en la Provincia de Chimborazo, cantón Guano, parroquia La Providencia, en el sector Pungal El Quinche, que se caracteriza por presentar un suelo de textura franco arenosa en la mayor parte de su superficie. El agua para riego es captada del río Guano y conducida por medio del canal Chingazo - Pungales, el mismo que en épocas de estiaje evidencia una disminución considerable de su caudal y ante el creciente cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana en la zona, es necesario la investigación de la aplicación de las láminas de riego optimas durante un periodo de seis meses a partir del trasplante. Formulación del problema. ¿Cuál es el requerimiento hídrico del cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana, bajo las condiciones edafoclimáticas, del cantón Guano, provincia de Chimborazo? 21 Objetivos. Objetivo General. Evaluar el efecto de cuatro láminas de riego en el cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana, mediante riego por goteo, en el cantón Guano, provincia de Chimborazo. Objetivos Específicos. • Evaluar el efecto de la aplicación de varias láminas de riego correspondientes al 80%, 90%, 100% y 110% de la evapotranspiración de cultivo (ETc), a través del comportamiento fenológico y fisiológico del cultivo. • Determinar los mejores rendimientos en función de la aplicación de las láminas de riego a través del análisis de los datos estadísticos. • Establecer la rentabilidad de la aplicación de las láminas en función de la relación beneficio - costo. Hipótesis o Idea a Defender. La aplicación del 110% de la lámina de riego genera un incremento significativo sobre el rendimientodel cultivo de la fresa (Fragaria sp) Var. Albión Californiana en el área de influencia de la parroquia La Providencia del cantón Guano, provincia de Chimborazo. Aporte Teórico o Conceptual. Los efectos de la aplicación eficiente de la lámina de riego sobre el rendimiento de la fresa, constituyen un proceso poco analizado y valorado a profundidad por los pequeños productores. El presente trabajo pretende esclarecer el efecto existente entre la cantidad de agua aplicada en cada riego sobre el crecimiento y desarrollo de la planta y el rendimiento obtenido a la cosecha. Aplicación Práctica. El presente trabajo investigativo generará estrategias y técnicas dirigidas hacia una adecuada programación del riego en función del tipo de suelo, las condiciones climáticas y las demandas de agua por parte del cultivo; lo que contribuirá en el uso eficiente del recurso hídrico y en la formulación de adecuadas 22 y eficientes soluciones nutritivas encaminadas a una utilización racional de las fuentes fertilizantes. De esta forma los productores del cantón Guano en la provincia de Chimborazo, podrán incluir la nueva información generada al manejo agronómico que vienen desarrollando en el cultivo de la fresa, lo que les garantizará rendimientos significativos durante varios ciclos consecutivos de producción y una reducción gradual de los costos de producción. 23 CAPITULO 1 MARCO TEORICO 1.1. Estado del Arte 1.1.1. Generalidades La fresa es una planta bi anual con una producción de brotes nuevos cada año. Se conocen más de 20 especies de Fragraria que se diferencian por el número de cromosomas, en donde se ha señalado que las especies que cuentan con un mayor número de cromosómico presentan plantas más robustas y frutos con mayor tamaño. Los valles inter andinos con una altitud comprendida entre los 1000 y 3000 msnm son ideales para el cultivo de la fresa. Varios países de la región Sudamericana, Europa y Asia consumen la fruta en fresco o procesada por su alto contenido de antioxidantes y vitamina C superior al contenido en los cítricos, así mismo presenta el ácido elágico un anticancerígeno natural (Honorable Gobierno Provincial de Tungurahua, 2015, p. 13). 1.1.2. Botánica A la fresa se la ubica en la siguiente clasificación Taxonómica (Álvarez Romero, 2017, p. 5). Orden: Rosales • Familia: Rosaceae. • Subfamilia: Rosídeas. • Tribu: Potentilea. • Género: Fragaria • Especie: spp. 1.1.3. Fenología del cultivo de la fresa El cultivo de la fresa presenta tres etapas bien definidas en su desarrollo, siendo estas la etapa vegetativa, reproductiva y productiva (Instituto Tecnológico Superior de Coalcomán, 2018). 1.1.3.1. Etapa vegetativa • Brotación: Letargo, las yemas principales comienzan a crecer. • Desarrollo de las hojas: De las primeras hojas emergentes, primeras hojas desplegadas hasta nueve o más hojas desplegadas. 24 • Desarrollo de las partes vegetativas aprovechables: Inicio de la formación de estolones (de 2 cm de longitud), brotes de hijos de la planta para ser trasplantado (Instituto Tecnológico Superior de Coalcomán, 2018). 1.1.3.2. Etapa reproductiva • Aparición de órganos florales: Primeras yemas florales salidas. • Floración: Primeras flores abiertas, plena floración y caída de pétalos (Instituto Tecnológico Superior de Coalcomán, 2018). 1.1.3.3. Etapa productiva • Formación del fruto. • Maduración del fruto. • Senescencia y comienzo del reposo vegetativo (Instituto Tecnológico Superior de Coalcomán, 2018). En el Anexo No 1 se ilustra de una forma detallada las atapas fenológicas del cultivo de la fresa. 1.1.4. Variedades Las variedades de la fresa se clasifican en función del número de horas luz requeridas por la planta para un óptimo desarrollo y producción; clasificándose en variedades de día corto que requieren exclusivamente periodos menores a 14 horas de luz al día y por lo general presentan dos ciclos de cosecha por año y las variedades de día neutro que presentan una nula respuesta a la cantidad de horas luz del día, únicamente necesitan una temperatura del suelo superior a los 12 oC para la floración y la producción es homogénea a lo largo del ciclo de cultivo (Morales et al., 2017). 1.1.5. Características de la variedad Albión Californiana A continuación, se describen las características más importantes que presenta la fresa (Fragaria sp) variedad Albión Californiana (Anexo No 2): • Origen: Universidad de California, EE. UU, • Variedad moderadamente neutra con producción estable, no presenta picos de producción marcados. • Variedad con potencial para cultivo tanto en suelo como en hidroponía. 25 • Mercado: Muy buena aptitud para el mercado fresco ya que acumula una mayor cantidad de azúcar, muy demandada también para agroindustria (congelado). • Planta: De tamaño intermedio, de lento crecimiento inicial con temperaturas bajas en primavera. • Manejo: Mayor requerimiento de nitrógeno en la etapa inicial del cultivo. • Fruto color rojo externo, presenta hombros más claros en períodos de baja temperatura. Pulpa de color moderado, con gran acumulación de azúcar (10-14º Brix). • Fruto firme, con calibre muy uniforme, y excelente vida de post-cosecha. • Enfermedades y plagas: Mayor tolerancia a lluvias (menor presión de Botrytis), sensible a ácaros. • Densidad de plantación: 65.000 plantas/ha (25 cm. entre plantas). • Potencial de rendimiento: 75 t/ha. (Temporada Agrícola, período 9 meses) (Agrícola Llahuen, 2016). 1.1.6. Requerimientos de clima y suelo La fresa constituye una planta que presenta como característica fundamental una gran aclimatación a diversos ambientes, pero alcanza su mayor potencial productivo en zonas cálidas, libres de heladas, sin vientos y precipitaciones excesivas. El número de horas luz (duración del día) con el que cuenta una región es un factor a tomar en cuenta especialmente en la formación de las yemas florales, crecimiento vegetativo, desarrollo de los estolones y la calidad del fruto (Morales et al., 2017). Para una producción a nivel comercial se recomienda cultivar la fresa en un rango altitudinal comprendido entre los 1200 y los 2600 msnm, con una humedad relativa entre los 60 y 75%. La temperatura diurna óptima para el crecimiento y desarrollo debe estar entre los 15 - 18 oC y la nocturna de 8 a 10 oC; el fruto madura a una temperatura en el día de 18 – 25 oC y en la noche 10 – 13 oC. La fresa es una planta que resiste bien las bajas temperaturas, pero estas no deben ser extremas y llegar hasta el punto de congelamiento (heladas) especialmente durante la brotación para proteger la corona que es el lugar en donde se une la raíz con el tallo (Cámara de Comercio de Bogotá, 2015). 26 Morales et al., (2017), afirma que el sistema radicular de la fresa para un buen desarrollo requiere una temperatura del suelo superior a los 12 oC, lo que se consigue con la utilización del mulch o una cubierta de polietileno; si la temperatura es inferior se reduce la producción de raíces absorbentes. Bolda et al., (2015), menciona que la fresa necesita para su desarrollo suelos bien drenados con una textura arcillo arenosa preferentemente ya que es más fácil la ejecución de las labores agrícolas para su implementación, la acumulación de sales es menos probable y es el tipo de suelo más idóneo para el riego de alta frecuencia. Se debe evitar los suelos mal drenados que por el exceso de humedad se genera un clima propicio para la proliferación de la pudrición de la corona (Phytophthora sp). Asociación del Oriente de Asturias, (2020), afirma que la fresa se desarrolla en suelos que presenten una textura equilibrada en su granulometría con un 50% de arena, 20% de arcilla, 15% de limo y 5% de materia orgánica; catalogadoscomo arenoso o franco arenoso y que cuenten con una profundidad mayor a 0.80 cm. En lo referente a las características químicas, el suelo debe presentar las siguientes: • pH: Entre 6 y 7, siendo el óptimo 6.5 o menor. • Materia orgánica: Se requiere un contenido de 2 a 3%. • Relación Carbono/nitrógeno (C/N): 10 • Conductividad eléctrica (CE): Evitar los suelos salinos, la fresa se desarrolla bien con una conductividad eléctrica menor a 1 dS/m. • Carbonatos: La fresa es muy susceptible a la presencia de carbonatos de calcio con valores superiores al 5% que provocan el bloqueo del hierro. 1.1.7. Requerimientos hídricos Según Undurraga (2013), el riego en el cultivo de la fresa tiene como función principal dotar la cantidad de agua requerida para un buen desarrollo vegetativo y productivo, el exceso conduce al crecimiento lento de las raíces y a una pérdida de nutrientes de la solución del suelo por lixiviación; al contrario, si el aporte de agua es deficiente especialmente durante la formación del fruto, el estrés hídrico producido en la planta tiene un efecto directo en la disminución del tamaño y el 27 rendimiento, así como en la calidad de los mismos. En la gráfica del Anexo No 3 se aprecia el efecto del nivel de agua aplicado sobre el rendimiento del cultivo de la fresa, evidenciándose un umbral óptimo de riego en donde el rendimiento es mayor y a medida que se aleja de este punto con un déficit o exceso de agua la producción igualmente disminuye. El aporte de agua a la fresa debe realizarse tomando en cuenta la etapa fisiológica en la que se encuentra la planta y el clima actual, por lo general el riego debe efectuarse en la mañana o al atardecer. El requerimiento hídrico de la fresa esta entre los 700 a 900 mm distribuidos durante todo el año, aporte que se consigue empleando un sistema de riego por goteo con un elevado coeficiente de uniformidad (Honorable Gobierno Provincial de Tungurahua, 2015, p. 38). El agua constituye un elemento importante para la producción de la fresa, la misma que se considera un cultivo exigente en este recurso. La fresa por hectárea requiere 400 a 600 mm (4000 a 6000 m3) dependiendo del clima de la zona en la que se encuentre la plantación. Así mismo la falta de agua tiene como consecuencia la reducción en la productividad especialmente si se produce en una etapa crítica correspondiente a la floración y formación del fruto (Álvarez Romero, 2017, p. 9). Cámara de Comercio de Bogotá (2015), afirma que la realización del riego en el cultivo de la fresa debe tomar en cuenta el momento en el que la planta y el suelo lo requieren ya que generalmente la perdida en la producción se produce por las malas decisiones en la cantidad y época de aplicación del agua (Anexo No 4). Para un manejo adecuado del riego es necesario monitorear constantemente la humedad del suelo en varios puntos de la propiedad a una profundidad de 20 cm mediante la utilización de tensiómetros o verificando con la mano el contenido de humedad (Anexo No 5). Proain (2020), menciona que la a fresa requiere un buen contenido de humedad en el suelo en cada una de sus etapas de crecimiento, especialmente durante el desarrollo hacia la madurez para la formación de los frutos, así mismo cuando las plantas han sido trasplantadas es necesario que cuenten con una adecuada humedad que garantice un buen desarrollo vegetativo inicial. Las nuevas raicillas presentan una gran susceptibilidad a la falta de agua y a la acumulación de 28 sales, por lo que se debe tener cuidado con la aplicación de los fertilizantes y el agua para evitar problemas en el crecimiento y el rendimiento. El riego por goteo es el más adecuado para el cultivo de la fresa ya que mantiene la humedad en el suelo y evita que este alcance al fruto evitando pudriciones. Undurraga (2013), señala que la fresa en la época de producción necesita una buena disponibilidad de humedad, en donde es indispensable realizar riegos diarios que pueden variar según el clima y el suelo. Se ha estimado que en una hora de riego se utilizan 40 m3 de agua aportados mediante la utilización de cintas con goteros incorporados a 20 cm; el agua como característica principal debe estar libre de sales con una conductividad eléctrica (CE) menor a 0.8 dS/m, para que no sea un impedimento en la producción y evitar problemas con el sodio, calcio, boro o cloruros que pueden producir graves daños en el desarrollo del cultivo. Según Proain (2020), los requerimientos de la fresa pueden ser cubiertos con la aplicación de 40 riegos durante el ciclo vegetativo que comprende aproximadamente 227 días, con una frecuencia de 6.9 días que pueden ser más distanciados en el invierno y llegar a 4 días en el verano, con esta frecuencia de riego se determina un consumo hidráulico requerido de 20,806 m3/ha que corresponde a una lámina de 2080.6 mm. Solís (2012), citando a Alsina (1984), manifiesta que el riego en el cultivo de la fresa debe realizarse solamente cuando la planta verdaderamente lo requiera, recomendándose regar con mayor frecuencia en la época previa a la floración y reducirse cuando el fruto comienza a desarrollarse ya que el exceso de agua en esta etapa produce frutos poco fragantes e insípidos; la aplicación del agua en cantidad y frecuencia está en función directa con el clima, el tipo de suelo, la variedad y la edad de la plantación, en donde se debe tener como prioridad mantener un buen nivel de la humedad a una profundidad del suelo de 10 a 15 cm ya que el déficit hídrico reduce la absorción por parte de la planta del fosforo y potasio. La fresa se caracteriza por ser un cultivo demandante en agua en más del 80% de la capacidad de campo y altamente sensible a la presencia de sales en el agua que, con un contenido de cloruro de sodio superior a 100 ppm, se produce una reducción en el rendimiento; así mismo se indica que en 29 periodos de alta temperatura se debe regar cada 4 a 5 días y en periodos húmedos cada 7 a 10 días. 1.1.8. Necesidades de agua de los cultivos por goteo y/o cinta Las necesidades de agua de los cultivos comprenden básicamente el agua requerida para mantener la humead deseada en el suelo y los niveles de salinidad aceptables durante el ciclo de cultivo, las mismas que se expresan como una profundidad del agua para cierto periodo (lámina de riego). La cantidad de agua perdida obedece a dos procesos combinados conocidos como la evaporación y transpiración (evapotranspiración), en donde la transpiración puede estar influenciada por la evaporación del suelo y la evaporación del suelo es influenciada por el grado de cobertura del cultivo y la humedad que se encuentre disponible cerca de la superficie del suelo. En definitiva, las necesidades hídricas de las plantas comprenden el agua total utilizada en la evapotranspiración y el agua adicional requerida para el lavado de las sales acumuladas; esta cantidad de agua necesaria para el lavado de las sales es directamente proporcional a la evapotranspiración y a la concentración de las sales presentes en el agua usada para el riego, e inversamente proporcional a la tolerancia del cultivo a la salinidad. Así en resumen la evapotranspiración constituye el factor elemental para determinar las necesidades de agua de los cultivos (García Casillas, 2015, p. 28- 29). 1.1.9. Kc (Factor de cultivo) Denominado también coeficiente de cultivo, comprende un factor que indica el grado de desarrollo o cobertura del suelo por el cultivo del cual se pretende determinar su requerimiento hídrico. Existen varios factores que afectan a los valores del kc y corresponden a las características del cultivo como tal, la fecha de siembra, ritmo de desarrollo del cultivo, duración del periodo vegetativo, condiciones climáticas y la frecuencia de lluvia o riego durante la primera fase decrecimiento (Vásquez, 2017, p. 210). García Morillo (2015), citando a la FAO (2006) en donde el kc se divide en cuatro etapas, la Etapa Inicial que comprende desde el trasplante hasta cuando el cultivo cubre aproximadamente un 10% de la superficie del suelo y su duración depende del tipo de cultivo, variedad del mismo, clima y fecha de trasplante; a 30 continuación, se tiene la Etapa de Desarrollo que inicia desde el 10% de cobertura hasta cuando el cultivo presenta una cobertura completa que para la fresa corresponde cuando las hojas se solapan y la planta alcanza su tamaño máximo, la Etapa de Mediados de Temporada comprende desde el máximo tamaño alcanzado por el cultivo hasta el inicio de la madurez que se caracteriza por el amarillamiento, vejez o senescencia de las hojas y es aquí en donde el coeficiente de cultivo (kc) alcanza el más alto valor y la cuarta etapa que corresponde a la Final de Temporada, periodo comprendido desde la madurez hasta el inicio de la cosecha, aquí el coeficiente de cultivo (kc) refleja las actividades agrícolas desarrolladas y el manejo del riego, alcanzando un valor alto si el cultivo es regado constantemente hasta la cosecha en fresco como es el caso de la fresa. FAO (2006), en el estudio titulado “Evapotranspiración del cultivo, guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos” se presentan tablas con el kc para una gran variedad de cultivos y que han sido utilizadas para el cálculo de sus requerimientos hídricos cuando no se cuenta con información específica en la zona de estudio. En el Anexo No 6 se detallan los valores del coeficiente de cultivo de la fresa. Martín (2011), menciona que la fresa presenta un ciclo de cultivo con una duración aproximado de 165 días desde el trasplante hasta el comienzo de la producción, el mismo que se divide en cuatro etapas en donde la etapa inicial cuenta con una duración de 15 días a partir del trasplante, la etapa de desarrollo con una duración de 70 días en donde se produce el desarrollo vegetativo y la formación de los estolones; la etapa media con 20 días que va desde el inicio de la floración hasta el desarrollo de los frutos y la formación de nuevas flores para concluir con la etapa de la producción con un periodo de 60 días. Antúnez (2009), presenta una tabla con los valores del coeficiente de cultivo para la fresa producida bajo mulch (polietileno) y para un clima semiárido, requeridos para el cálculo de las necesidades de riego (Anexo No 7). 1.1.10. Evapotranspiración Se conoce como evapotranspiración al proceso por el cual el agua se pierde en forma de vapor hacia la atmósfera desde la superficie del suelo y por la transpiración de las plantas. Es un proceso complejo que depende no solo del clima 31 sino también de la fisiología del cultivo, del suelo y la humedad que este contenga (Vásquez, 2017, p. 177). 1.1.10.1. Evapotranspiración potencial (ETo) Se define como el volumen de agua que ha sido consumida en un periodo de tiempo determinado, en un suelo cubierto totalmente por vegetación densa de crecimiento homogéneo generalmente pasto (8 a 15 cm de altitud), que se encuentra en plena actividad vegetativa y con un constante suministro de agua (CONGOPE, 2016, p. 64). 1.1.11. Cálculo de la evapotranspiración potencial (ETo) Existen varios métodos indirectos para estimar la evapotranspiración potencial a través de una serie de ecuaciones simples y otras complejas que requieren el conocimiento de cierta información meteorológica que en la mayoría de los casos no se encuentra disponible o en su defecto no son aplicables para las condiciones de la zona de estudio (CONGOPE, 2016, p. 66). 1.1.11.1. Método de Hargreaves en base a la temperatura Aguilera (2018), menciona que la FAO recomienda el uso de este método para la estimación de la evapotranspiración potencial en zonas que no cuentan con la suficiente información meteorológica en cantidad y calidad para la aplicación de la metodología o ecuación de Penman – Monteith. La fórmula de Hargreaves en base a la temperatura requiere para su aplicación datos referentes a la temperatura media mensual, humedad relativa promedio mensual, factor mensual de latitud, altitud o elevación del lugar, factor de corrección para la humedad relativa y el factor de corrección para la altura o elevación del lugar. A continuación, se describe la fórmula utilizada para su cálculo (Vásquez, 2017, p. 192-193). ETP = MF * TMF * CH * CE (1) Donde: ETP = Evapotranspiración potencial (mm/mes). MF = Factor mensual de latitud obtenida de tablas (Anexo No 8). TMF = Temperatura media mensual (oF). CH = Factor de corrección para la humedad relativa. 32 CE = Factor de corrección para la altura o elevación del lugar. Para el cálculo del factor de corrección para la humedad relativa se emplea la siguiente fórmula: CH = 0.166√(100-HR) (2) Donde: HR = Humedad relativa media mensual (%), si la HR > 64%, se emplea la fórmula anterior, en caso de que la HR < 64%, CH = 1. El cálculo del factor de corrección para la altura o elevación del lugar se utiliza la siguiente ecuación: CE = 1.0+0.04 E 2000 (3) Donde: E = Altitud o elevación del lugar (msnm). 1.1.12. Evapotranspiración de cultivo (ETc) Según Vásquez (2017), es la que se produce en cualquier condición en la que se encuentren las plantas y el suelo, comprende la tasa real de consumo de agua de un cultivo. Los factores que afectan a la evapotranspiración de cultivo son los mismos que influyen en la evaporación del agua desde el suelo y la transpiración de las plantas y son: • Condiciones climáticas • El cultivo y sus características genéticas • Niveles de humedad del suelo • Características físicas y químicas del suelo • Sanidad y vigor del cultivo • La fase vegetativa del cultivo La evapotranspiración de cultivo (ETc) se calcula con base en el coeficiente de cultivo (kc) y la evapotranspiración potencial, para lo cual se utiliza la siguiente ecuación (Nieto et al., 2018): ETc = Kc * ETo (4) 33 Donde: ETc = Evapotranspiración de cultivo (mm/día). Kc = Coeficiente de cultivo, está en función del cultivo y su estado fisiológico. ETo = Evapotranspiración potencial. Varía según los factores climáticos (mm/día). 1.1.13. El riego en el cultivo de la fresa Proain (2020), cita que el riego tiene como función principal reemplazar el agua que se ha perdido en el suelo a nivel de la zona radicular producto de la utilización por parte de las plantas y la evaporación. El cultivo a través de las raíces extrae diariamente la humedad almacenada en el suelo y la utiliza para llevar a cabo cada uno de sus procesos fisiológicos. Otro factor que determina la pérdida del agua es la radiación solar que evapora la humedad de la superficie del suelo. El requerimiento hídrico del cultivo de la fresa aumenta con el incremento de la temperatura, así mismo interviene el viento, la humedad relativa y la etapa fenológica en la que se encuentra la fresa. 1.1.14. Efectos de la carencia y exceso de riego Proain (2020), afirma que la dotación del agua al cultivo de la fresa debe ser la requerida para el normal desarrollo y producción de la planta ya que el exceso como su carencia presentan efectos negativos que se describen a continuación: 1.1.14.1. Carencia del riego • Se reduce la producción de las flores. • Perdidas en el rendimiento y calidad de la fruta. • Florescencia acelerada, caída de la fruta y muerte de la planta. • Reducción de la disponibilidad de los nutrientes del suelo e incremento en la susceptibilidad a plagas y enfermedades. • Reducción de la fructificación. 1.1.14.2. Exceso de riego • Perdidas en el rendimiento y calidad de la fruta. • Reducción de la producción de flores. • Formación de ambientes favorables paralas plagas y enfermedades. • Perdida de nutrientes de la zona radicular. 34 • Reducción de la fructificación. 1.1.15. Rendimiento del Cultivo de la fresa Agrícola Llahuen (2016), afirma que el potencial rendimiento del cultivo de la fresa es de 75 t/ha para un periodo de máxima producción correspondiente a nueve meses. Deaquiz et al., (2014), en una investigación desarrollada bajo invernadero en la ciudad de Tunja (Boyacá) - Colombia, a una altitud de 2690 msnm, “Evaluaron el efecto de diferentes láminas de riego sobre la producción y calidad de la fresa variedad Ventana”, las láminas de riego fueron determinadas por cinco coeficientes multiplicadores de la evaporación (0.8, 1.0, 1.2, 1.4 y 1.6) respectivamente; en donde concluyeron que el coeficiente multiplicador 1.4 presentó el mayor contenido de masa fresca en los frutos debido a la aplicación de mayores cantidades de agua que favorecen la disponibilidad de nutrientes y los procesos de asimilación y translocación de nutrientes hacia los frutos se realizan de una forma más eficiente lo que incrementa su peso. Así mismo se evidencia que las plantas que fueron sometidas a elevadas aplicaciones de agua presentaron un mayor desarrollo y superficie foliar; en cambio el riego con láminas menores generó un déficit hídrico que tiene como consecuencia la reducción de la apertura estomática afectando la fotosíntesis, lo que limita el crecimiento de las hojas y el tallo. La utilización de láminas pequeñas optimiza el recurso hídrico, pero se obtuvieron como resultado frutos pequeños con los rendimientos más bajos; lo que indica que una mayor eficiencia del agua no siempre se traduce en un mayor tamaño y rendimiento. Chávez et al., (2013), desarrollaron una investigación en la Granja Experimental Botana de la Universidad de Nariño - Colombia, ubicada en una zona de vida correspondiente a bosque seco montano bajo (Bs-mb), a una altitud de 2820 msnm., con una temperatura promedio de 13 oC y una precipitación media anual de 910,30 mm; en donde evaluaron el efecto de tres coberturas plásticas, con la aplicación de tres láminas de riego, baja (LB), media (LM) y alta (LA) sobre el cultivo de la fresa variedad Camino Real; determinaron que las láminas altas (LA) presentaron los valores más elevados referentes al peso del fruto por planta con un promedio de 29.86 g, la longitud del fruto con 44.90 mm y un rendimiento de 22.12 35 t. ha-1 (22120 kg. ha-1) con un mayor ingreso neto; diferenciándose de las láminas medias y bajas. Estos valores obedecen a que una disminución del agua aportada a las plantas produce una reducción en el crecimiento del fruto lo que evidencia que al estar sometidas las plantas a un estrés hídrico se activa un mecanismo de protección contra la deshidratación y cuando el estrés hídrico desaparece el crecimiento del fruto se reanuda de forma normal, así mismo una mayor cantidad de agua entregada al cultivo produce un aumento en el contenido de agua en el fruto incrementando su peso. Al existir una mayor cantidad de agua en el suelo se produce un incremento en la producción de materia seca lo que se traduce en una mayor extracción de nutrientes y un elevado rendimiento del fruto fresco. García et al., (2018), desarrollaron un ensayo en la provincia de Tungurahua, en una localidad perteneciente a la zona de vida estepa espinosa Montano Bajo (ee-Mb) y ubicada a una altitud de 2700 msnm, con una temperatura promedio de 12.5 oC, una humedad relativa de 75%, 582 mm de precipitación y 1157 mm de evaporación anual; en donde evaluaron la aplicación de tres láminas calculadas en base a parámetros del suelo (75%, 100% y 125% de la lámina bruta) y dos frecuencias de riego aplicadas por el método de goteo localizado en un suelo de textura franco arenosa al cultivo de la fresa (Fragaria vesca) Var. Diamante, en donde determinaron que la mayor lámina correspondiente a 4.9 mm produjo el rendimiento más alto con un promedio semanal de 819 kg. ha-1de fruta, confirmando la relación directamente proporcional existente entre el estado hídrico del cultivo y la tasa de crecimiento del fruto y el rendimiento relativo. 1.1.16. Análisis económico Chávez et al., (2013), afirman que, al evaluar el efecto de tres coberturas plásticas con la aplicación de tres láminas de riego, baja (LB), media (LM) y alta (LA) sobre el cultivo de la fresa variedad Camino Real, determinaron que el tratamiento con la lámina alta (LA) presentó el mayor rendimiento e ingreso neto con 78339410.10 COL$ y una relación costo/beneficio de 2.47 COL$. Solís (2012), afirma que, en una investigación desarrollada en la provincia de Tungurahua sobre la aplicación de tres láminas con dos frecuencias de riego en 36 el cultivo de la fresa (Fragaria vesca) Var. Diamante, a través de un sistema de riego por goteo, determinó que las frecuencias de los tratamientos con las láminas más altas presentaron los mayores ingresos por hectárea de 29590.32 USD y 25086.72 USD, con una relación costo/beneficio de 1.88 USD y 1.52 USD respectivamente. Las frecuencias de los tratamientos con las láminas de riego bajas reportaron los ingresos por hectárea más bajos de 15512.40 USD y 22551.36 USD, así como una relación costo/beneficio de 1.52 USD y 1.37 USD respectivamente. 37 1.2. Bases Científicas y Teóricas de la Temática. 1.1.1. Cultivo de la fresa 1.1.1.1. Origen Existen numerosas especies de fresa en Europa en estado silvestre entre ellas Fragaria vesca (fresa común) y Fragaria viridis pero las variedades más difundidas y que se cultivan actualmente derivan de los cruces de dos especies Fragaria virginiana y la Fragaria chiloensis que fueron importadas desde el continente americano en los siglos XVII y XVIII (Bianchi, 2018, p. 7-14). Bañados et al., (2015), citan que el cruce de las especies Fragaria virginiana y Fragaria chiloensis propias del continente americano del tipo octoploide (8 juegos de cromosomas), originan el híbrido Fragaria xananassa (L) Duch que se caracteriza por ser de habito muy vigoroso y presentar frutos de gran tamaño, buen color y aroma. 1.1.1.2. Morfología de la planta de Fresa 1.1.1.2.1. Raíces Gobierno Regional La Libertad (2017), cita que el sistema radicular de la fresa es fasciculado conformado por raíces y raicillas, las primeras cuentan con un cambium vascular y suberoso, mientras que las segundas carecen de este, las raicillas sufren procesos de renovación fisiológico influenciados por factores ambientales y por patógenos del suelo. La profundidad del sistema radicular alcanza en promedio los 40 cm, encontrándose el 90% en los primeros 25 cm. Bañados et al., (2015), mencionan que el sistema radicular de la fresa a más de cumplir con la función de la absorción del agua y los nutrientes del suelo y proveerle soporte a la planta, constituye un órgano de almacenamiento de sustancias nutritivas; factor importante a considerar para el establecimiento del cultivo en campo en donde el suficiente contenido de sustancias de reserva presentes en la raíz y la corona permiten sostener la primera floración y producción de la fruta. Por este motivo se recomienda el uso de plantas con un sistema radicular vigoroso y bien desarrollado con un diámetro de la corono de 8 mm. 38 1.1.1.2.2. Corona Samperio (2005), afirma que a la corona se la identifica como la parte superior de la raíz, es decir la continuación de esta, convertida en una formación verdosa que sobresale de la superficie del suelo. Sobre la corona se forman brotes secundarios y la planta puede alcanzar los 50 a 60 cm de altitud (p. 240). Iglesias et al., (2012), menciona que la fresa parece una planta herbácea perenne sin tallo (acaulescente), pero no lo es ya que posee un tallo correspondiente a la coronade unos 2 a 3 cm de largo que con el tiempo se vuelve leñoso y exteriormente está cubierto por estípulas; de él se desarrollan las hojas, flores, estolones y raíces. En una plantación es recomendable que cada planta desarrolle un número aceptable de coronas laterales, que se consiguen con una buena fertilización, riego adecuado y eliminando todos los estolones que aparecen (p. 19-20). (Anexo No 9). 1.1.1.2.3. Hojas Ministerio del Medio Ambiente de Chile (2015), dice que las flores aparecen en forma de roseta insertándose en la corona. Son largamente pecioladas y provistas de dos estípulas rojizas. Su limbo está dividido en tres foliolos pediculados, de bordes aserrados con un gran número de estomas (300 – 400/mm2), por lo que es más susceptible al estrés por déficit hídrico debido a la perdida de una gran cantidad de agua por transpiración (p. 117). Bañados et al., (2015), mencionan que se ha reportado que una planta con diez hojas puede llegar a transpirar hasta medio litro de agua al día en época de verano. Las hojas son de pecíolo largo dependiendo dela variedad. 1.1.1.2.4. Estolones o Guías Solís (2012), menciona que el estolón constituye un brote delgado, largo rastrero formado a partir de las yemas axilares de las hojas ubicadas en la base de la corona, se desarrollan en mayor cantidad cuando la temperatura se incrementa. Generalmente el primer nudo es latente, pero puede formar un pequeño estolón. Al final del estolón se forma una roseta de hojas que al ponerse en contacto con el suelo emiten raíces, dando origen a una nueva planta idéntica a la planta madre, los estolones constituyen el método más fácil de propagación de plantas. 39 Iglesias et al., (2012), mencionan que en una plantación comercial se recomienda eliminar todos los estolones, actividad que permite incrementar la superficie foliar y mejorar el proceso fotosintético, lo que evita un desgaste de energía de la planta y una reducción en la producción de la fruta (p. 26). (Anexo No 10). 1.1.1.2.5. Flores Olivera (2012), señala que las flores son perfectas o hermafroditas, pero también presentan flores unisexuales y díclinas formando inflorescencias cimosas de tipo bíparo o solitarios que sobresalen sobre las hojas quedando protegidas por ella. Las inflorescencias pueden desarrollarse a partir de una yema terminal de la corona o yemas axilares de las hojas, en ramificaciones que pueden ser basales o distales, en el primer caso las flores poseen un tamaño uniforme mientras que en el segundo hay una flor terminal o primaria y otras secundarias más pequeñas. La flor se compone por 5 a 6 pétalos, de 20 a 35 estambres y cientos de pistilos sobre un receptáculo carnoso, en donde cada ovulo fecundado origina un fruto de tipo aquenio; el desarrollo de los aquenios distribuidos por la superficie del receptáculo carnoso, estimula el crecimiento y la coloración de este, dando lugar al fruto de la fresa como tal (p. 10). Palomino (2008), afirma que las flores son hermafroditas, la polinización es de forma cruzada y es realizada por el viento y los insectos. Los frutos deformados se producen cuando la polinización no se realiza en todos los pistilos que en frutos normales pueden tener de 150 a 200 (p. 62). 1.1.1.2.6. Fruto Dávalos et al., (2011), citando a Strand (1994), menciona que el fruto se origina en el racimo floral que depende del tallo. Generalmente el racimo floral está compuesto por cuatro flores denominadas primarias, segundarias, terciarias y cuaternarias; la flor primaria produce el fruto con el mayor tamaño, el mismo que disminuye en las flores secundarias y terciarias, las flores cuaternarias son estériles, si llegan a producir frutos, estos son pequeños sin valor comercial. 40 La maduración del fruto se produce alrededor de los 25 a 35 días después de la fecundación y está en función de la variedad y el clima. En localidades con temperaturas relativamente altas el fruto madura rápidamente. Dependiendo de la variedad y el ambiente en donde se ubica la plantación, el fruto adquiere diferentes formas: ovalado, esférico, arriñonado, cónica corta, cónica larga, cuña corta, cuña larga y cilíndrico. A excepción de la fruta primaria, el resto mantiene la forma característica de una determinada variedad. Por lo general en algunas variedades, la forma de la fruta se mantiene sin presentar cambios significativos bajo distintos ambientes, pero en otras la forma se modifica en función del ambiente y la época el año (p. 25-26). Iglesias et al., (2012), afirma que la fresa es un fruto agregado en donde los aquenios presentes en la superficie constituyen el fruto y la parte comestible es el receptáculo, alargado por efecto de los estímulos hormonales debido a los aquenios. Al existir problemas en la fecundación de las flores, los frutos presentan deformaciones y hendiduras que impiden su madurez completa, este problema es muy común cuando se producen bajas temperaturas durante el periodo de cuajado. Otra deformación muy común que ocurre en la fecundación, pero por causas fisiológicas es la fasciación. Por lo general, en todas las variedades, los primeros frutos son los más grandes, pero con un mayor porcentaje de deformaciones. Entre las causas para una deficiente polinización se tiene: • Ausencia o insuficiencia de agentes polinizadores (vientos e insectos), las temperaturas inferiores a 12 oC y mayores a 30 oC o las heladas a 0 oC que provocan la quemazón de los estambres. • Esterilidad femenina, parcial, genética o accidental, que ocurre en ocasiones en las últimas flores de una inflorescencia. • Polen insuficiente o la falta de polen viable, que puede producirse por una alteración en los estambres ya sea varietal en las primeras flores o por problemas sanitarios (Oidium, Botrytis). • Daños provocados por insectos. 41 • La polinización y fecundación depende de varios factores como los niveles hormonales en la planta más el abastecimiento de agua y nutrientes. Al fruto se lo puede clasificar como no climatérico debido a que su palatabilidad no mejora después de la cosecha, el contenido de azúcar no se incrementa y la acidez se mantiene constante, únicamente aumenta el color y disminuye su firmeza. Un solo fruto puede pesar en promedio de 20 a 50 gramos, con un contenido de sólidos solubles entre los 7º y 13º Brix, según la variedad y la temperatura (p. 25-26). 1.1.1.3. Factores climáticos que influyen en las necesidades de agua de un cultivo. 1.1.1.3.1. Radiación solar Cely (2010), menciona que la radiación solar es la cantidad de energía que el sol provee a la tierra en forma de radiación electromagnética, la misma que es utilizada en la fotosíntesis, el calentamiento del suelo y aire, la evaporación y transpiración. La radiación solar determina el clima de una región y a su vez condiciona la temperatura del aire, del suelo, el movimiento del viento, la evapotranspiración y la fotosíntesis; de modo que el grado de intensidad e interceptación y el uso eficiente de la energía radiante constituyen factores que determinan el crecimiento vegetativo. Las plantas transforman la energía del sol por medio de la fotosíntesis y la utilizan en todos sus procesos vitales, la radiación solar por su influencia en la evaporación afecta el balance hídrico del suelo que define el suministro de agua en las plantas. Así mismo es la fuente de energía en el ciclo hidrológico y determina la actitud agrícola de cada región. 1.1.1.3.2. Temperatura FAO (2006), cita que la temperatura del aire se eleva por la influencia de la radiación solar que es absorbida por la atmósfera y el calor emitido por la tierra. El calor del ambiente transfiere energía al cultivo y ejerce cierto control en la tasa de evapotranspiración. El agua perdida por evapotranspiración será mayor en un día cálidoy soleado que en un día nublado y fresco. Torres et al., (2018), menciona que en la planta la temperatura influye en el mecanismo para el cierre y apertura de los estomas, valores altos o muy bajos 42 inducen al cierre de los estomas. La apertura y cierre estomático se debe al efecto de la temperatura sobre la transpiración y la respiración, procesos que se elevan al incrementarse la temperatura; la respiración aumenta el contenido del CO2 en la cámara subestomática mientras que la transpiración origina un alto déficit hídrico. Es normal que, en días de verano muy calientes, los estomas permanezcan cerrados parcial o totalmente debido a un déficit hídrico generado en el suelo o cuando la pérdida del agua por transpiración supera la provisión que el proceso de absorción radical debe lograr (p. 104-106). 1.1.1.3.3. Humedad Relativa Hernández (2020), menciona que la humedad relativa (HR) es la cantidad de vapor de agua contenida en el aire en comparación con la cantidad que el aire podría retener a una temperatura determinada. Los espacios intercelulares de las hojas bien hidratadas podrían contener aire con una humedad relativa cercana al 100% que es similar a la que tendría la atmósfera en un día lluvioso. Una reducción del agua presente en la atmósfera crea un gradiente para que el agua se mueva de las hojas hacia la atmósfera; es decir una menor HR representa un menor contenido de humedad en la atmósfera y por lo tanto una mayor transpiración. Al contario cuando la HR es alta, existe un mayor contenido de humedad en la atmósfera, lo que reduce la transpiración. 1.1.1.3.4. Precipitación Gámez (2010), afirma que la precipitación comprende la caída del agua en estado líquido o sólido (granizo) hacia la superficie terrestre. Es un componente principal en el ciclo hidrológico y es responsable del aporte de agua fresca en el planeta. El agua es vital para las plantas en donde desempeña en su fisiología varias funciones: • Es el constituyente principal de protoplasma vivo. • Es el reactivo de la fotosíntesis y de diversos procesos metabólicos. • Es un solvente sobre el cual ocurren todos los movimientos de nutrientes en el interior de la planta. • Cumple un papel importante en el mantenimiento de la forma y la estructura de la planta. 43 • Una de sus funciones comprende el mantenimiento del equilibrio térmico de la planta. • Interviene en el proceso para la apertura y cierre de los estomas (p. 56-57-59). López (2016), manifiesta que la precipitación afecta a la evapotranspiración de cultivo (ETc), desde una forma práctica, debido a que las plantas absorben el agua que se encuentra almacenada en el suelo y que es proporcionada por la lluvia, lo que modifica en parte la programación del riego (Frecuencia y tiempos de riego) (p. 117). 1.1.1.3.5. Viento López (2016), afirma que la velocidad del viento tiene un gran efecto sobre la transpiración ya que afecta el gradiente de presión de vapor existente entre la cavidad ubicada bajo los estomas de la hoja y una pequeña capa de aire inmóvil adherida a la superficie de la hoja. En función de la velocidad e intensidad del viento, está pequeña capa de aire puede disminuir su espesor, lo que conlleva a una mayor o menor velocidad de transpiración o pérdida de agua por parte de la planta, especialmente, en climas secos y calientes (p. 117). 1.1.1.4. Propiedades Físicas del suelo Calvache (2013), menciona que el suelo constituye el almacén del agua y nutrientes para los cultivos, a la vez que provee soporte y anclaje a las plantas. La cantidad de agua que el suelo puede almacenar depende de sus características físico químicas y de la profundidad efectiva o profundidad radicular. La capacidad de almacenamiento de agua del suelo es un factor muy importante a tomar en cuenta ya que determina la frecuencia de riego, parámetro fundamental para el desarrollo de los cultivos. Un correcto manejo del riego requiere un conocimiento del suelo sobre el cual se trabaja ya que sus propiedades varían, dentro de una misma propiedad (p. 13). 1.1.1.4.1. Profundidad efectiva Calvache (2013), afirma que la profundidad es un factor importante para determinar la cantidad de agua que un suelo puede retener y es así que un suelo profundo cuenta con una mayor capacidad para almacenar y retener agua a la vez que ofrece un mayor espacio para la exploración de las raíces, las mismas que dispondrán de concentraciones más adecuadas de humedad, aire, nutrientes y una 44 buena temperatura (Anexo No 11). Esta característica permite definir el tipo de cultivo a establecerse en un determinado suelo (p. 14). 1.1.1.4.2. Textura Suquilanda (2017), menciona que la textura hace referencia a la distribución del tamaño de cada una de las partículas que componen el suelo. Considerando el contenido de arcilla, un suelo puede clasificarse de una manera general en: • Arenoso: < 10% • Franco: 10% - 30% • Arcilloso: > 30% La textura influye de forma directa sobre el comportamiento del suelo en la capacidad de retención de agua y nutrientes y en su permeabilidad (encharcamiento, riesgo de lixiviación de agua y nitrógeno, etc.). Los suelos arenosos son sueltos con poca cantidad de poros y más grandes; están bien aireados, son permeables y almacenan poca cantidad de agua y nutrientes a diferencia de los suelos arcillosos que son fuertes, con una mayor cantidad de poros más pequeños, son más compactos y pueden retener grandes cantidades de agua y nutrimentos (p. 29-30). 1.1.1.4.3. Estructura Monge (2018), cita que la estructura comprende el tamaño y la forma que tienen las partículas del suelo. Es el modo como las partículas del suelo se unen para formar composiciones más grandes o agregados y dejando ente si poros; la estructura afecta directamente a la permeabilidad, la aireación y compactación del suelo. A más de la textura, en la formación de la estructura también interviene el contenido de materia orgánica y las labores agrícolas realizadas (p. 19-20). CONGOPE (2016), afirma que la estructura del suelo influye sobre el crecimiento de las plantas ya que la cantidad y dimensiones de los poros afectan al movimiento, la retención y el drenaje del agua, el movimiento del aire y con la erosión del suelo. Entre las causas que degradan la estructura están las labores excesivas o inadecuadas, contenidos inferiores de materia orgánica, la compactación por el uso excesivo de maquinaria agrícola, el impacto de la lluvia, etc. Aplicaciones de calcio favorecen a la estabilidad estructural del suelo, en cambio niveles elevados de sodio la deterioran (p. 22-23). 45 1.1.1.4.4. Densidad real o peso específico real Calvache (2013), afirma que es el peso de una unidad de volumen del suelo sin considerar el espacio poroso, varía entre 2.6 y 2.7 g/cm3, tomándose como promedio en la mayoría de los casos 2.65 g/cm3 (p. 17). 1.1.1.4.5. Densidad aparente CONGOPE (2016), menciona que es la relación existente entre el peso seco y el volumen total del suelo, en donde se incluyen las partículas sólidas y al espacio poroso. La diferencia de este valor entre un tipo de suelo y otro depende de la composición mineral de las partículas y sobre todo del tamaño de los poros de acuerdo a la textura, en donde en los suelos de textura fina se encuentran más espacios porosos que en los suelos arenosos a pesar que aquí son más grandes. Calvache (2013), cita que la densidad aparente es un concepto importante a tomar en cuenta sobre el manejo del suelo ya que refleja el grado de compactación y la facilidad de circulación del agua y el aire, los valores varían entre 1.1 y 1.3 g/cm3 en suelos arcillosos o pesados, valores de 1.3 g/cm3 a 1.5 g/cm3 en suelos francos y 1.5 g/cm3 a 1.7 g/cm3 en suelos arenosos o ligeros y de 0.8 a 1.2 g/cm3 para suelos andinos y orgánicos (p. 18). 1.1.1.4.6.
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