Localización y caracterización del sitio experimental

El estudio se desarrolló en la Estación Experimental Central de la Amazonía (EECA) del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (Iniap), ubicada en la parroquia San Carlos del cantón La Joya de los Sachas, provincia de Orellana (Ecuador), a 29°10′13,0″ N, 99°60′33,05″ O y una altitud de 282 m s. n. m. El clima es de tipo megatérmico (A’), lluvioso (A) en su mayoría y sin falta de agua (r); se caracteriza por un índice de humedad superior a 100 %, evapotranspiración potencial media de 135,38 mm, temperatura promedio mensual de 26,6 °C y precipitación promedio anual de 2.955 mm, con un periodo más húmedo en el mes de agosto y uno seco en el mes de mayo (^{Poma-Copa & Usca-Tiuquinga, 2020}).

Material vegetal

Se recolectaron ocho genotipos de papaya presentes en los sistemas de producción agrícola de dos cantones de la Amazonía ecuatoriana: Shushufindi y La Joya de los Sachas (tabla 1, figura 1). Se seleccionaron plantas con características sobresalientes (arquitectura y rendimiento), se sembraron en la EECA y, una vez que estuvieron en etapa de cosecha, se tomaron los frutos para el análisis. Se cosecharon tres frutos fisiológicamente maduros de cada individuo por genotipo; posteriormente, se pesaron, se midió longitud y diámetro y, mediante los descriptores del ^{International Board for Plant Genetic Resources (1988)}, se determinó la forma del fruto y de su cavidad interna. El color de pulpa se identificó con la tabla de colores de la Royal Horticultural Society de 2015. Cada fruto fue colocado en una bolsa plástica, etiquetado con origen y coordenadas GPS (tabla 2) y llevado al Laboratorio de Calidad de Alimentos de la EECA.

Tabla 1 Lugares de recolección de genotipos de papaya en dos provincias de la Amazonía ecuatoriana 

Fuente: Elaboración propia

Fuente: Elaborado por Carlos Danilo Congo Yépez

Figura 1 Ubicación de las zonas de procedencia de los genotipos de papaya en los cantones Shushufindi y La Joya de los Sachas 

Tabla 2 Características físicas de los frutos de ocho genotipos de papaya recolectados en dos provincias de la Amazonía ecuatoriana 

^Nota:Se muestran los valores promedio.

Fuente: Elaboración propia. Fotografías: Carlos Danilo Congo Yépez

Manejo específico del experimento

Se extrajeron las semillas de los frutos recolectados y con estas se formó la población segregante para cada genotipo. Las semillas se sembraron en bolsas negras de polietileno de 8 cm de ancho × 15 cm de largo. El trasplante se llevó a cabo a los 50 días, para lo cual se realizaron hoyos de 30 × 30 × 30 cm y se sembraron las plantas a una distancia de 2 m entre hilera y 2 m entre planta. Se sembraron los individuos de cada genotipo en forma sistematizada y, para el análisis, se cosecharon tres frutos por individuo de cada genotipo. La fertilización aplicada a la parcela de campo fue de 141 g/planta de fósforo, 222 g/planta de nitrógeno y 226 g/planta de potasio. Se utilizaron fórmulas comerciales de 12- 52-0, 33-0-0 y 0-0-60 fraccionadas mensualmente (^{Mora & Bogantes, 2004}).

A los ocho días después del trasplante, se realizaron controles preventivos para enfermedades fungosas mediante aplicaciones foliares con clorotalonil 720 g/l y dos aplicaciones posteriores cada 30 días. A los treinta días postrasplante, se eliminaron los vástagos de la base del tallo y las axilas de las hojas. Entre la octava y la decimosegunda semana postrasplante, cuando el botón floral tuvo 0,5 cm de diámetro, se realizó el sexado (^{Bogantes et al., s. f.}). La cosecha inició en el mes de enero y se prolongó hasta septiembre, periodo durante el cual se registró el número total de frutos por individuo de cada genotipo. En el tercer mes de cosecha, se seleccionaron tres frutos por cada individuo para analizarlos. Estos frutos tenían características homogéneas, estaban libres de enfermedades o daños mecánicos y se trasladaron en un termo plástico al Laboratorio de Calidad de Alimentos de la EECA para los análisis correspondientes.

Variables de estudio

Las variables cuantitativas evaluadas fueron: peso de fruto (kg), diámetro de fruto (cm), longitud de fruto (cm), espesor de pulpa (cm), firmeza de fruto (kg-f), peso de pulpa (kg), peso de cáscara (kg), pH, sólidos solubles totales (°Bx), acidez titulable y relación sabor. Las variables cualitativas fueron: forma de la base del fruto, cavidad central y color de pulpa y de cáscara. También se contabilizó el número de frutos por individuo en cada genotipo para tener un dato complementario de producción; sin embargo, esta variable no fue considerada para el análisis estadístico debido a que hubo genotipos con un solo individuo, por lo que solo se reportaron datos promedio.

Análisis estadístico

Se utilizó un diseño completamente al azar con diferente número de observaciones según la cantidad de individuos por cada genotipo. Se cosecharon tres frutos por individuo de cada genotipo, por lo que el número de observaciones varió desde 3 (genotipos 5 y 8) hasta 63 observaciones (genotipo 3). En consecuencia, los tratamientos estuvieron constituidos por los diferentes genotipos. El análisis de varianza se realizó mediante el modelo lineal generalizado (GLM, por su sigla en inglés) y correlaciones bivariadas de Pearson (coeficiente de correlación ≥ 0,6). Posteriormente, se realizaron las pruebas de medias de Tukey (p ≤ 0,05) de los ocho genotipos.

Asimismo, se realizó un análisis de componentes principales (CP), que se construyó con la matriz de correlaciones, y se seleccionaron los factores con la regla de Kaiser hasta que el porcentaje de la varianza explicada fuera ≥ 80 % acumulado. Se construyeron gráficos de Biplot para visualizar las correlaciones de los individuos con las variables. Para las agrupaciones, se efectuó un análisis de conglomerados usando distancias euclidianas. De igual manera, se calcularon los valores de Bootstrap para los grupos mayores que se formaron en el dendrograma, con el fin de reducir el sesgo en el análisis y aproximar la varianza a través de remuestreos aleatorios de la muestra inicial y no de la población. Adicionalmente, se aplicó la prueba de medias de Tukey (p ≤ 0,05) sobre los individuos agrupados. Todos los análisis se realizaron con el software SPSS Statistics (^{International Business Machines Corporation, 2020}).

Promedio del número de frutos por individuo

Se registró el número de frutos por individuo para cada genotipo y, aunque esta variable no se incluyó en el análisis estadístico, los resultados promedio se presentan en la figura 2. El individuo 17 del genotipo 2 sobresalió con 179 frutos/planta, seguido de otros 31 individuos que superaron los 50 frutos/planta. El número de frutos por individuo observado en este estudio es superior a los reportados para la papaya Maradol Roja cultivada en Cuba y México, con 41 y 11 frutos/planta, respectivamente (^{Rodríguez et al., 2014}), la Red Lady 786, con 25 frutos/planta (^{Kaur & Kaur, 2017}), la Golden, con 69 frutos/planta (^{De Souza et al., 2017}), la Coimbatore, con 75-80 frutos/planta (^{Nafiu et al., 2019}), la Tainung, con 29-38 frutos/planta (^{Marmolejo et al., 2019}) y la variedad descrita por ^{Vargas Tierras et al. (2018)}, con 15 a 50 frutos/planta.

Fuente: Elaboración propia

Figura 2 Número de frutos por individuo de los ocho genotipos de papaya provenientes de los cantones Shushufindi y La Joya de los Sachas 

Análisis de varianza

El análisis de varianza detectó diferencias estadísticas significativas entre los genotipos de papaya (p ≤ 0,05) para las variables cuantitativas (tabla 3).

Tabla 3 Medias para las variables en estudio de los genotipos de papaya provenientes de Shushufindi y La Joya de los Sachas 

^{a, b, c}Medias con letras iguales en la fila no difieren estadísticamente (Tukey 0,05). PF: peso de fruto (kg); DF: diámetro de fruto (cm); LF: longitud de fruto (cm); EP: espesor de pulpa (cm); FP: firmeza de fruto (N); P: peso de pulpa (kg); C: peso de cáscara (kg); SST: sólidos solubles totales (°Bx); AT: acidez titulable; RSF: relación sabor del fruto. Se indica el error experimental para cada variable.

Fuente: Elaboración propia

El peso promedio de los frutos de papaya presentó gran variabilidad. Se encontraron diferencias significativas (p < 0,05) entre los genotipos 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7, con pesos de 1,10 a 1,61 kg, y el genotipo 8, con 3,78 kg (tabla 3). De acuerdo con esta característica, los individuos deberían destacarse por su abundante peso; sin embargo, fueron menos pesados que el cultivar Maradol Roja (2,25 kg) (^{Alonso et al., 2009}). Por otro lado, el individuo 56 del genotipo 8 sobresalió por presentar los frutos de mayor peso (3,78 kg) y mostrar diferencias significativas con los demás individuos; este valor superó al cultivar Maradol Roja y al híbrido T1XZM de Costa Rica (^{Mora & Bogantes, 2004}).

El peso del fruto está correlacionado con su tamaño y la demanda depende de los requerimientos de los consumidores. El peso de fruto de los diferentes genotipos en estudio se encuentra dentro de los rangos reportados por la Norma Técnica Ecuatoriana para la papaya Codex Stan 183-1993 (^{INEN, 2013}) en frutos de exportación (0,2 a ≥2,0 kg) (figura 3). En Latinoamérica y Asia, los consumidores prefieren frutos grandes de 1,0-1,5 kg (^{Alonso et al., 2009}; ^{Mora & Bogantes, 2004}), mientras otros mercados prefieren frutos del grupo Solo (0,46-0,69 kg) debido a los altos costos de la fruta y el posible desperdicio (^{Rodríguez et al., 2014}).

Fuente: Elaboración propia

Figura 3 Peso del fruto en individuos de los ocho genotipos de papaya provenientes de los cantones Shushufindi y La Joya de los SachasNota: La línea sólida (gris) distingue a los individuos de papaya que presentan pesos de fruto acordes con la norma Codex Stan 183-1993 para frutos de exportación (0,2 a ≥2,0 kg). 

El contenido de sólidos solubles totales no presentó diferencias estadísticas significativas (p > 0,05); sin embargo, el promedio más alto fue de 12,10 °Bx, que corresponde al genotipo 6 (tabla 3). La concentración de azúcar en los individuos de los ocho genotipos varió de 6,80 a 13,60 °Bx (figura 5). Los frutos del individuo 4 (genotipo 1) tuvieron la menor concentración de sólidos solubles (6,80 °Bx), mientras que la mayor concentración de estos azúcares (>13 °Bx) se registró en los individuos 21 (genotipo 2), 30, 31 y 38 (genotipo 3) (figura 2). Estos últimos valores se consideraron como altos dado que el mercado de exportación recomienda que la concentración de azúcares en los frutos de papaya alcance los 11,5 °Bx en variedades del grupo Solo (^{Alcántara et al., 2010}; ^{Rodríguez et al., 2014}). En este contexto, 24 de los 56 individuos de los genotipos 1, 2, 3, 4, 6 y 7 superaron esta condición (figura 4); sin embargo, Ecuador está exportando frutos con 8-17 °Bx (^{Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca & Agencia Ecuatoriana de Aseguramiento de la Calidad del Agro, 2015}).

Fuente: Elaboración propia

Figura 4 Contenido de sólidos solubles en los individuos de los ocho genotipos de papaya provenientes de los cantones Shushufindi y La Joya de los SachasNota: La línea sólida (gris) distingue a los individuos con contenidos mayores de 11,5 °Bx. La significación de los individuos es con base en las diferencias estadísticas obtenidas en la formación de grupos del análisis de conglomerados. 

Componentes principales

Los primeros tres compontes principales (CP) explicaron el 84,32 % de la variación total de los genotipos en estudio (tabla 3). Las características asociadas al CP1 fueron peso de cáscara y de pulpa, peso de fruto y pH, con una varianza acumulada del 46 %. En el CP2, el espesor de pulpa y el diámetro de fruto aportaron significativamente a la variación (15,83 %). En el CP3, la acidez titulable y la relación sabor contribuyeron a la variación, mientras en el CP4 resultaron significativos los sólidos solubles totales y la firmeza de fruto (tabla 4).

Tabla 4 Autovectores, autovalores y proporción de la variación explicada de los cuatros primeros componentes principales de las variables en estudio 

^{Método de rotación:}Varimax con normalización Kaiser. PF: peso de fruto (kg); DF: diámetro de fruto (cm); LF: longitud de fruto (cm); EP: espesor de pulpa (cm); FP: firmeza de fruto (N); P: peso de pulpa (kg); C: peso de cáscara (kg); SST: sólidos solubles totales (°Bx); AT: acidez titulable; RSF: relación sabor del fruto.

Fuente: Elaboración propia

El individuo 56 (genotipo 8) obtuvo los mejores resultados para las variables peso de fruto (3,78 kg), longitud de fruto (45,74 cm), peso de pulpa (3,74 kg) y peso de cáscara (0,66 kg). Del mismo modo, los individuos 3 y 12 (genotipo 1) sobresalieron en las variables longitud de fruto (18,63 cm) y espesor de pulpa (4,59 cm) (figura 5).

Fuente: Elaboración propia

Figura 5 Biplot de 56 individuos de los ocho genotipos de papaya con los dos primeros componentes principales de las variables en estudio 

El análisis de conglomerados a partir de las variables permite identificar los cuatro grupos representados en el dendrograma tomando como base el punto medio de la distancia euclidiana (^{Di Rienzo et al., 2008}).

La técnica de remuestreo denominada Bootstrapping se emplea en estadística cuando las muestras sucesivas se extraen de la muestra del estudio y no de la población originaria. El procedimiento sigue una serie de pasos repetitivos para obtener el estadístico deseado y se utiliza como estimador de la población (^{Hesterberg et al., 2003}). En el presente estudio, el valor Bootstrap varió de 18,0 % a 66,0 % de certeza en la formación de los grupos (figura 6).

El primer grupo incluyó solo el individuo 22 del genotipo 2 y se diferenció de los otros cuatro grupos porque los frutos fueron más pequeños. El segundo grupo se formó con ocho individuos: 7 del genotipo 1; 16 y 25 del genotipo 2; 27, 29 y 30 del genotipo 3; 52 del genotipo 6, y 54 del genotipo 7, los cuales registraron la mayor concentración de sólidos solubles (>11,5 °Bx). El tercer grupo se conformó por 22 individuos: 1, 3, 4, 5, 9, 10, 11 y 12 del genotipo 1; 14, 15, 21, 23 y 24 del genotipo 2, y 31, 33, 34, 37, 39, 41, 42, 43 y 46 del genotipo 3, que presentaron una mayor firmeza de fruto. El grupo cuatro fue integrado por 25 individuos: 2, 6 y 8 del genotipo 1; 13, 17, 18, 19 y 20 del genotipo 2; 26, 28, 32, 35, 36, 38, 40, 44 y 45 del genotipo 3; 47, 48, 49 y 50 del genotipo 4; 51 del genotipo 5, 53 del genotipo 6, 55 del genotipo 7, y 56 del genotipo 8; estos individuos se destacaron por presentar mayor peso de pulpa (tabla 5).

Fuente: Elaboración propia

Figura 6 Dendrograma de clasificación de 56 individuos de los ocho genotipos de papaya con base en las variables estudiadas mediante el algoritmo de varianza mínima de Ward y la distancia métrica euclidianaLos valores bp en los ramales de los grupos mayores indican el resultado del Bootstrapping 

Tabla 5 Medias de las variables cuantitativas y análisis discriminante de los grupos formados por los individuos de los ocho genotipos de papaya 

^{a, b}Medias con letras iguales en la columna no difieren estadísticamente (Tukey 0,05). PF: peso de fruto (kg); DF: diámetro de fruto (cm); LF: longitud de fruto (cm); EP: espesor de pulpa (cm); FP: firmeza de fruto (N); P: peso de pulpa (kg); C: peso de cáscara (kg); SST: sólidos solubles totales (°Bx); AT: acidez titulable; RSF: relación sabor del fruto.

Fuente: Elaboración propia

Para determinar las variables que resultaron más importantes en la formación de los grupos y que aportaron a la diferenciación de individuos, se realizó el análisis discriminante y se verificó que existía un efecto diferenciado en los cuatro grupos de papaya formados según las variables evaluadas (Lambda de Wilks = 0,008; p = 0,000) (tabla 5).

Las variables relación sabor y acidez titulable (p ≤ 0,000) fueron altamente significativas y la de sólidos solubles totales (p = 0,002) fue significativa para diferenciar los grupos de individuos que se formaron de los ocho genotipos. Estos hallazgos coinciden con los reportados por ^{Hernández-Salinas et al. (2019)}.

Al analizar las variables cualitativas, se encontró que el grupo 1 estaba constituido únicamente por el individuo 22 del genotipo 2, que presentó frutos con forma de base deprimida y cavidad estrellada. El grupo 2 se formó por ocho individuos de los genotipos 1, 2, 3 y 7, cuyos frutos tuvieron una forma de base deprimida en un 88 % e inflada en un 12 %. Además, en este grupo, la forma de la cavidad central del fruto fue redonda (38 %), estrellada (37 %) y ligeramente estrellada (25 %). Los frutos del grupo 3, compuesto por los individuos de los genotipos 1, 2 y 3, presentaron una base deprimida (46 %), aplanada (36 %) y puntiaguda e inflada (18 %). En este grupo, el 32 % de los frutos mostraron una cavidad ligeramente estrellada, el 32 % una cavidad circular o redondeada, el 22% una cavidad angular y el 14 % una cavidad central estrellada.

El grupo 4, que incluyó individuos de los genotipos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8, produjo frutos con base en forma deprimida (68 %), aplanada (16 %) e inflada (16 %). Los frutos de estos individuos presentaron cavidades de forma circular (40 %), ligeramente estrellada (20 %), angular (20 %) y varias formas como estrellada e irregular (20 %). La forma circular, que predominó en todos los grupos, es la más apreciada por los consumidores y la agroindustria porque facilita la extracción de las semillas, genera menor pérdida de pulpa y disminuye los costos operativos del proceso (^{Mora & Bogantes, 2004}; ^{Rodríguez et al., 2014}).

El color de cáscara y pulpa en los frutos de los cuatro grupos de papaya se clasificó en la categoría orange group N-25, C y D (anaranjadas). La intensidad del color de pulpa y de cáscara se relaciona con la acumulación de caroteno, atributo importante en la percepción del consumidor. ^{Rodríguez et al. (2014)} informaron que el color es el factor que determina la aceptación de la fruta en mercados nacionales e internacionales y los consumidores prefieren frutos de pulpa anaranjada oscura. Sin embargo, los cultivares de pulpa amarilla también son aceptados en el mercado nacional e internacional (^{Rodríguez et al., 2014}).