INTRODUCCIÓN

La agricultura es una actividad económica destacada en Colombia, pero su participación en la producción nacional ha descendido durante las últimas décadas, que pasó de representar el 25 % del producto interno bruto (PIB), en 1965, a 6,3 %, en 2017 (^{Cárdenas et al. 2018}). La reducción de dicha participación se encuentra asociada con problemas estructurales y se caracteriza por una escasa utilización de tecnología, reducida investigación agrícola, ineficiencias en el uso del suelo e incorrecta asignación de los recursos públicos (^{Cano, 2013}; ^{Perfetti et al. 2013}; ^{Junguito et al. 2014}).

La producción de durazno Prunus persica (L.) Batsch es una de las actividades agrícolas más desarrolladas en el mundo en comparación con otras especies frutales de hoja caduca (^{Cancino et al. 2018}). Los países con mayor producción incluyen la República Popular China, Italia y Estados Unidos. En Latinoamérica, Chile se ubica en primer lugar, con 97.564 toneladas al año, seguido de México y Brasil. En el trópico alto colombiano también se produce, destacándose el departamento de Norte de Santander (^{Pinzón et al. 2014}), donde se cultiva, principalmente, el cultivar Jarillo (^{Campos, 2013}). Este departamento ha venido posicionándose como una zona apta para los frutales caducifolios, introduciendo nuevas áreas para el cultivo de durazno (^{Pinzón et al. 2014}). Los municipios de Cácota y Silos de la provincia de Pamplona, son importantes en la producción comercial de durazno (^{Quevedo-García et al. 2017}).

La capacidad de adaptarse de un organismo a diferentes entornos se denomina plasticidad fenotípica, lo cual, permite la aparición de diversos fenotipos en función del medio al que esté expuesto el organismo (^{Parejo-Farnés et al. 2019}). El conocimiento de la plasticidad fenotípica del durazno permite seleccionar plantas con baja demanda de horas frío, bajo la influencia de un factor de estrés externo, como la altitud, mediante la evaluación de cambios en los componentes primarios y la producción secundaria.

La defoliación es la eliminación de la lámina foliar de las plantas de forma manual o química, o por inducción, mediante prácticas culturales (^{Baldissera & Petri, 2020}). Los cambios que sufren las hojas de las plantas con los defoliantes son similares a los causados por la defoliación natural: cambios de pigmentación con o como resultado de la acumulación de clorofila, carotenoides y, a veces, antocianinas; deshidratación; hidrólisis de carbohidratos; aumento de fracciones de nitrógeno soluble; disminución del ácido sulfhídrico y aumento de la respiración (^{Gulfishan et al. 2019}).

La altitud representa un gradiente ambiental complejo, donde la temperatura, la radiación solar y las condiciones del suelo, como la humedad y los nutrientes, varían significativamente (^{Fischer et al. 2022}). La altitud tiene una influencia sustancial en la temperatura; a menor altitud la temperatura aumenta e impulsa el metabolismo, la proliferación celular, la tasa fotosintética y, por tanto, el crecimiento de la planta (^{Bhattacharya, 2022}). Las condiciones climáticas de la zona de producción igualmente influyen sobre la calidad de los frutos (^{Galindo et al. 2014}; ^{Reig et al. 2015}; ^{Romeu et al. 2015}) y varían de acuerdo con la temperatura (^{Lee et al. 2022}) y la altitud, como lo reportado para P. armeniaca (^{Naryal et al. 2020}) y otras especies perennes (^{Sarmiento-Soler et al. 2020}).

Con la ayuda de modelos de simulación de crecimiento y desarrollo es posible conocer la respuesta de producción de una especie frente a las fluctuaciones ambientales, como: valores diarios u horarios de radiación solar, temperatura, lluvia o riego; también son útiles, por ejemplo, para evaluar las características genéticas de adaptación a los factores del cambio climático (^{Hammer et al. 2020}).

En este contexto, el desarrollo de modelos matemáticos o estadísticos es fundamental en la agricultura, ya que es posible predecir el peso fresco de la fruta, los sólidos solubles totales y el rendimiento total del durazno, sin realizar muestreos destructivos, con la consiguiente pérdida de material de investigación y la adquisición de equipos de medición costosos (^{Quevedo García et al. 2017}).

El objetivo de este estudio fue determinar las mejores ecuaciones de regresión lineal múltiple para la predicción del peso fresco y los sólidos solubles totales del fruto en tres estadios secundarios (72, 75 y 87) y uno para la cosecha total (87), según la normativa internacional BBCH, de plantas de durazno cultivar Jarillo, en tres altitudes de la Provincia de Pamplona-Norte de Santander, Colombia.

MATERIALES Y MÉTODOS

Localización. La investigación se llevó a cabo dentro de la zona fisiográfica de la montaña santandereana, que comprendió las zonas medias de la cordillera oriental, en el departamento de Norte de Santander (Colombia), entre los 1.600 y 2.300 m s.n.m. Primera altitud, a 2.170 m s.n.m., en el municipio de Pamplona, vereda Chíchira (Cuenca del Catatumbo), 7°22’43,6” N, 72°37’41,1” O, temperatura media de 16 °C, precipitación con régimen bimodal de 933,9 mm y suelo Inceptisol. Segunda altitud, a 1.870 m s.n.m., en el municipio Chitagá, vereda Carrillo (Cuenca del Orinoco), 7°11’15” N, 72°39’7,3” O, con temperatura media de 18 ºC, precipitación de 879,5 mm de régimen unimodal y suelos del orden Inceptisol (^{IGAC, 2011}). La tercera altitud, a 1.670 m s.n.m., en el municipio Pamplonita, vereda Batagá (Cuenca del Catatumbo), 7°26’18,1” N, 72°38’9” O, temperatura media 20 °C, precipitaciones frecuentes y acumuladas anuales que superan los 1.200 mm en régimen bimodal y suelos pertenecientes al orden Inceptisol (^{IGAC, 2011}).

Material vegetal. El durazno Jarillo se caracteriza por ser un fruto de cáscara y pulpa amarilla, de pequeño tamaño, forma redondeada, de alta producción prolífica y susceptible a mancharse cuando se manipula en húmedo durante la postcosecha. El cultivar Jarillo no requiere de compensación de frío (^{Herrera et al. 2008}). Los principales cultivares de durazno presentes en Venezuela, se originaron de un número limitado de genotipos provenientes de Estado Unidos, en el siglo XX y presentan alto grado de autopolinización natural; de allí, que la base genética del durazno Jarillo es estrecha (^{Sangronis et al. 2017}).

Muestreo. Para el muestreo de árboles en cada altitud, se utilizó un muestreo hipercubo latino condicional, ya que es un método eficiente para muestrear, usando una covariable morfofisiológica (^{Minasny et al. 2012}). Se identificaron 48 árboles (6 filas y 8 columnas), con una red rígida, donde se involucró, como variable auxiliar o covariable, el área del involucro foliar del árbol de forma, aproximadamente, elíptica.

El muestreo se fijó para cada altitud y con la ayuda de la librería clhs del software R, se generó una muestra de 13 árboles por altitud, de los cuales, se tomaron 3 hojas y 10 frutos del tercio medio del árbol, de apariencia similar en color en diámetro ecuatorial y longitudinal, que también formaron parte de las variables auxiliares del muestreo condicional. Estas muestras conformaron una matriz de 660 observaciones, discriminadas en 220 datos por altitud.

Los muestreos se realizaron entre los siguientes estadios fenológicos de desarrollo: etapa secundaria 72: ovario verde rodeado de corona de pétalos que mueren; 75: fruto de aproximadamente la mitad del tamaño final y 87: fruto maduro para la cosecha, de la etapa principal 7: formación del fruto y 8: maduración del fruto, de la escala no extendida BBCH (Biologische Bundesanstalt Bundessortenamt Chemise) (^{Enz & Dachler, 1998}; ^{Mounzer et al. 2008}; ^{Fadón et al. 2015}; ^{Lisandru et al. 2017}).

Durante cada una de las fases productivas, se efectuaron observaciones semanales a tres ramas productivas de la misma edad e identificadas en cada uno de los individuos, con el fin de determinar la cantidad de días en que se presentaron los efectos agrupados, según los estadios de desarrollo evaluados.

Variables regresoras. En el trabajo de investigación se involucró una matriz de datos, construida con la información obtenida de los estadios secundarios de desarrollo de los árboles, dependiendo de la función de regresión (^{Fadón et al. 2015}), para lo cual, se definieron diversas variables determinadas en los órganos.

El comportamiento diferencial de las variables morfológicas, fisiológicas histológicas y agronómicas del cultivo de durazno Jarillo fueron determinadas por las condiciones particulares de los factores edafoclimáticos del gradiente altitudinal 1.670, 1.870 y 2.170 m s.n.m., de los días después de la defoliación (ddf) del cultivo, que comprenden estados fenológicos entre los estadios secundarios 72 al 87 y de sus respectivas interacciones.

Variables morfológicas. Se escogieron tres ramas mixtas de la misma edad por árbol, ubicadas en el tercio medio; posteriormente, se marcaron con cintas azules (ramas y hojas), rojas (frutos) y números consecutivos, teniendo también en cuenta tres frutos en crecimiento activo por 13 árboles, que presentaban un desarrollo secundario 72.

Se determinó el largo (cm) y ancho (cm) de la hoja, el diámetro ecuatorial (cm) y longitudinal (cm) del fruto. Las medidas de los diámetros se determinaron con un pie de rey electrónico marca Ubermann (Fa, Sodimac, Santiago, Chile). Los datos se registraron durante dos años, sin efecto del fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) y cada 15 ddf, durante 22 muestreos y tres estados fenológicos secundarios, usando la escala BBCH (estadios secundarios 72, 75 y 87) (^{Fadón et al. 2015}; ^{Lisandru et al. 2017}). Los resultados de la determinación de las variables morfológicas del fruto y de crecimiento vegetativo se analizaron descriptivamente, a través de modelos de regresión, para explicar el crecimiento vegetal.

Variables fisiológicas. Se midió la temperatura de la hoja (°C) y el peso fresco del fruto durante un año y cada 15 ddf, usando la escala BBCH no extendida (estadios secundarios 72, 75 y 87).

La temperatura de la hoja en °C se determinó durante 22 muestreos, realizados en el periodo de dos años, cada 15 ddf y durante tres estados fenológicos secundarios específicos, mediante la escala BBCH no extendida (^{Enz & Dachler, 1998}).

En lo que respecta al peso fresco del fruto (g), se obtuvo en ochenta frutos seleccionados al azar por altitud, mediante el uso de una balanza electrónica (Lexus®, China), con rango de medida 3.600 g y precisión 0,01 g (^{Quevedo-García et al. 2017}; ^{Quevedo García et al. 2017b}).

Variables histológicas. Se recolectaron tres hojas por árbol en el estrato medio de la planta de durazno. Las hojas se cortaron a nivel central en dos regiones (^{Voltan et al. 1992}). Las muestras de tejido de las hojas fueron colectadas de la parte media de cada hoja (evitando la nervadura central) y se fijaron en FAA (10 ml de formol, 35 ml de agua destilada, 5 ml de ácido acético glacial y 50 ml de etanol al 95 %). Se midió el grosor de la hoja (GH) (µm) durante dos ciclos productivos, cada 15 ddf hasta los 185 ddf. La información generada se organizó en una base de datos, siguiendo el orden de una matriz para su análisis.

Respuesta productiva del durazno Jarillo. Además, se realizaron dos cosechas, con sus respectivos pases, de los frutos en el estadio secundario 87, que corresponde a que el 70 % de los frutos muestran el color típico de madurez, para 39 árboles, ubicados en las tres altitudes, en el primer y segundo ciclo productivo. Se utilizó una balanza H-110 digital con una capacidad de 50 kg, resolución de 20 g y tolerancia de 40 g de fabricación China y bolsas de papel, para identificar la producción por árbol y parcela. Se midieron las siguientes variables: número de frutos, cosecha total por árbol (kg/árbol) y peso fresco del fruto.

Determinación de la calidad del fruto. Se seleccionaron 10 frutos de 10 árboles (uno por árbol), ubicados en cada altitud. Los frutos se cosecharon desde el inicio del estado fenológico 72 (inicio de formación del fruto), a los 33 ddf hasta 87 (estado final para la cosecha del fruto); se recolectaron en total 30 frutos por muestra de las tres altitudes durante 10 muestreos, para estimar las variables: sólidos solubles totales (SST) y acidez total titulable (ATT) del fruto.

Sólidos solubles totales (SST). Los SST se determinaron colocando una gota de jugo extraída del fruto (^{AOAC, 1995}), en un refractómetro portátil (00~32 °Brix), marca BRIXCO FG109, con una precisión de 0,2 °Brix y compensación automática de temperatura.

Acidez total titulable (ATT). La acidez total se determinó mediante la titulación ácido-base (^{AOAC, 2005}).

Relación de madurez (RM). La relación de madurez se calculó mediante la expresión:

Esta se determinó después de siete meses de defoliación y durante los dos ciclos de producción, para los tres pisos altitudinales.

Análisis estadístico. Se escogieron los modelos de regresión lineal múltiple de mayor ajuste, utilizando el paquete estadístico SPPS 23, con el método de selección de variables Stepwise, donde se introdujeron las variables regresoras y las de respuesta, para estimar el peso fresco del fruto, los sólidos solubles totales y la cosecha total por altitud, considerando que el R² fuese, al menos, de 0,8, el cual, representa la proporción de variación explicada por la regresión. Antes de proceder con el análisis estadístico, se realizó un análisis exploratorio de datos, para identificar valores aberrantes, inconsistencias en los datos y los supuestos que exige la regresión lineal múltiple, como: linealidad, normalidad e independencia de los errores y su varianza constante u homocedasticidad y la no-colinealidad de las variables independientes, para lo que se utilizó, como indicador, el factor de inflación de varianza VIF. Por último, para observar la relación entre los datos, se realizó la comparación de los datos observados con los estimados.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Como se observa en la figura 1, los mayores valores de SST y rendimiento se presentaron en la menor altitud y los menores a mayor altitud, lo que indica la estrecha relación entre los SST y la cosecha total por altitud. En la figura 2, se presenta el modelo de regresión para estimar SST, en la fase comprendida entre el inicio del crecimiento del fruto (estadio 72), endurecimiento del endocarpo del fruto o estadio secundario 75 y la cosecha (estadio secundario 87), durante los dos ciclos de producción y cada altitud, incorporando el tiempo como variable regresora (ddf), el cual, se ajustó (Tabla 1), según las siguientes ecuaciones:

Para 1.670 m s.n.m.:

Para 1.870 m s.n.m.:

Para 2.170 m s.n.m.:

Para el combinado de las altitudes:

Para las variables de regresión se escogió el modelo representado por la ecuación para 1.670, 1.870, 2.170 m s.n.m. y combinado para las tres altitudes. Por las ecuaciones obtenidas, se puede deducir que el tiempo de crecimiento del fruto o su estadio de desarrollo son factores determinantes para estimar el SST (Figura 2). En el modelo combinado se puede ver que RM, DDF y GH son variables regresoras importantes para estimar los SST.

En los trabajos de ^{Bacelar de Morais et al. (2017)}, se consideró que valores de SST superiores a 10 ^oBrix eran los mínimos aceptados por los consumidores para seleccionar los frutos durazno de color amarillo. Este valor fue alcanzado por los frutos evaluados en las tres altitudes (Figura 2) e, incluso, fueron mayores a ese valor mínimo a partir de los 87 ddf, los cuales, aumentaron durante el proceso de maduración.

Al final de la presente evaluación los valores de SST obtenidos fueron mayores y se indica que los aumentos en SST están asociados al proceso de maduración del fruto, tal como lo afirmaron ^{Huan et al. (2016)} y ^{Cremasco et al. (2016)}. La fruta producida a la menor altitud evaluada maduro primero debido, probablemente, a la ocurrencia de temperaturas más altas durante el día, tal como lo hallado por ^{Cremasco et al. (2016)}, quienes señalaron que fue la principal causa para el aumento de los sólidos solubles totales en la fruta.

El rendimiento en las diferentes altitudes, al finalizar el ciclo productivo de los árboles de durazno, expresado en número de frutos cosechados por árbol fue mayor durante el primer ciclo de producción, a 1.670 m s.n.m, con 1.917,33 frutos, mientras que durante el segundo ciclo de producción fue para la altitud de 1.870 m s.n.m., con 1.641,99; sin embargo, durante la evaluación se observó un incremento en el número de frutos cosechados (1.172,98; 1.323,3 y 1.735,52 número de frutos, respectivamente, para cada altura), en la medida que disminuyó la altitud. Estos resultados indicaron que el medio ambiente de la cuenca del Orinoco con una mayor precipitación (895 mm) y humedad relativa (81,14 %,) influyó sobre la expresión de los componentes del rendimiento, lo que concuerda con los resultados de ^{Reig et al. (2015)}.

El rendimiento agronómico, se vio influenciado por variables, tales como: el contenido de SST y el número de frutos cosechados durante el primer ciclo de producción, mientras que durante el segundo ciclo de producción las regresoras fueron el número total de frutos y la altitud.

Para el cálculo del rendimiento (carga inicial) se construyó una expresión estadística lineal múltiple, que incluyó las variables SST y número de frutos cosechados durante el primer ciclo de producción. Y durante el segundo ciclo de producción, número de frutos cosechados y la altitud, con el fin de poder predecir con una alta precisión el rendimiento final para las tres altitudes.

Se elaboró un modelo para estimar el rendimiento final, durante los dos ciclos productivos, obteniéndose las siguientes ecuaciones de regresión lineal múltiple:

En las figuras 3a y 3b, se comparan los valores del rendimiento estimado y observado por altitud. Se pudo observar que a la altitud de Chitagá (1870 m s.n.m.), se obtuvo un mayor rendimiento durante el primer ciclo productivo (Figura 3a). Como se observa en la figura 3b, el mayor rendimiento se obtuvo en la menor altitud y se redujo a medida que se aumentaba la altitud. El número de frutos cosechados fue el determinante más importante del rendimiento, para estimar la cosecha del durazno Jarillo, por presentar el mayor coeficiente no estandarizado (B) de regresión parcial (Tabla 1), resultado similar al obtenido por ^{Scarlato et al. (2017)}. De acuerdo con ^{Ganji Moghadam et al. (2021)}, el peso del fruto, la altura del árbol y la sección transversal del tallo son las variables determinantes en el modelo de estimación del rendimiento en el cultivo de durazno.

Las ecuaciones de regresión para estimar el peso fresco del fruto del durazno Jarillo, entre el inicio del crecimiento del fruto (estadio secundario 72), el endurecimiento del cuesco del fruto (estadio secundario 75) y hasta la cosecha (estadio secundario 87), durante el ciclo productivo del segundo ciclo de producción para cada altitud y el tiempo de evaluación (ddf) estudiado, fueron las siguientes:

Para 1.670 m s.n.m.:

Para 1.870 m s.n.m:

Para 2.170 m s.n.m:

Para el combinado de las altitudes:

El modelo seleccionado para las variables regresoras fue el representado por la ecuación para 1.670, 1.870, 2.170 m s.n.m. y combinado para las tres altitudes. Por las ecuaciones obtenidas, se puede deducir que el tiempo transcurrido durante el crecimiento del fruto y su estadio de desarrollo, el diámetro del fruto y la RM son factores determinantes para estimar el PFF (Figura 4).

Con relación a los factores determinantes para estimar el PFF del fruto, el diámetro es el principal requisito exigido por el consumidor (^{Pires Matias et al. 2014}; ^{Cremasco et al. 2016}; ^{Bacelar de Morais et al. 2017}). En la calidad visible del fruto, el diámetro es una de las principales características que determina el consumo en fresco (^{Maulión et al. 2016}). Un fruto de durazno con un diámetro superior a 59 mm se considera de tamaño aceptable en el mercado.

El peso fresco del fruto es un factor genético cuantitativo importante que determina el rendimiento, la calidad de la fruta y la aceptabilidad del consumidor, como lo señalaron ^{Pires Matias et al. (2017)} en su trabajo y se expresó mejor como un efecto ambiental sobre la fisiología de los árboles, en las altitudes más bajas.

La RM del fruto tendió a incrementarse en las tres altitudes evaluadas, pero en menor proporción para 1.870 m s.n.m; el incremento es debido a la disminución de la acidez y el incremento en los sólidos solubles totales, propios del proceso de maduración del fruto (^{Pires Matias et al. 2017}). Una baja RM de los frutos, como lo observado para la altitud 1.870 m s.n.m, puede indicar una baja calidad de los frutos en cuanto al sabor; este es un buen indicador para frutas de alta calidad, tal como lo considera en sus trabajos ^{Comiotto et al. (2013)}.

Los productores de durazno en la cuenca hidrográfica del Orinoco cosechan primero, en comparación con la altitud correspondiente a la cuenca del Catatumbo (Pamplona y Pamplonita), lo que conlleva a que en la cuenca del Orinoco la RM de los frutos sea más baja, debido al menor valor de SST de los frutos. Esta situación conlleva al incremento en el uso de insumos, como el azúcar y, por ende, los costos de producción en la elaboración de productos procesados, como conservas, jaleas, bocadillos.

Lo anterior indicó que las variables regresoras, días después de la defoliación, altitud, relación de madurez, acidez total titulable, temperatura de la hoja, grosor de la hoja, sólidos solubles totales, número de frutos totales, altitud, diámetro longitudinal y ecuatorial del fruto, pueden ser usadas, según sea el caso, para analizar y estimar los sólidos solubles totales, la cosecha total y el peso fresco del fruto de durazno Jarillo.