Determinación de las causas del rajado del fruto de uchuva (Physalis peruviana L.) bajo cubierta. II. Efecto de la oferta de calcio, boro y cobre

Fecha de recepción: 28 de junio de 2004 Aceptado para publicación: 27 de mayo de 2005.

Se evaluó la incidencia del rajado del fruto de uchuva, cultivada en macetas y bajo invernadero, con presencia y ausencia en la fertilización de los elementos calcio, cobre y boro, y sus interacciones. Los rendimientos en cosecha se redujeron por la ausencia de calcio y cobre pero el boro no incidió en este aspecto. El peso de los frutos individuales aumentó por la ausencia del boro en la fertilización, mientras que la ausencia del calcio produjo frutos de menor peso y el cobre no incidió en este aspecto. En el tratamiento de fertilización completa, que incluyó todos los elementos, el rajado fue más importante en las primeras semanas y menor hacia el final del periodo de cosecha. El rajado del fruto se expresó en función de la presencia de calcio y boro en la fertilización, con un incremento de 5,5 a 13% de frutos rajados cuando cualquiera de los dos era eliminado de la solución nutritiva. El cobre no tuvo efecto sobre la incidencia del rajado. El tamaño del fruto, aunque significativo, incidió poco sobre la ocurrencia del rajado.

Palabras clave adicionales: Nutrición, fertirriego, cosecha, pared celular, epidermis.

Abstract: This study evaluated the effect of the presence and absence of calcium, copper and boron and their interactions on the cracking of cape gooseberry when cultivated in pots and under greenhouse conditions. Yield at harvest became reduced when calcium or copper were eliminated from nutrient solutions, whilst boron did not affect the amount of fruit harvested. The weight of individual fruits was positively affected by the absence of boron, whilst the opposite effect was observed for calcium; copper did not alter fruit weight. When the standard nutrient solution was applied (including all elements) fruit cracking was very high during the first weeks and became lower later on during the harvesting period. Fruit cracking was a function of the presence of calcium and boron in the nutrient solution; the absence of each of these elements increased the amount of cracked fruits from 5.5% to 13%. Copper had no effect on fruit cracking. Fruit size, although significant, had a very small correlation with fruit cracking.

SE ESTIMA QUE EN COLOMBIA entre el 10 y el 15% de la producción total en campo del cultivo de la uchuva padece de rajado del fruto (CIAA, 2003), lo cual ocasiona reducción del ingreso para el productor. Los exportadores descartan cerca del 20% de la fruta por esta causa, pero en épocas de alta precipitación puede representar el 45% de la fruta rechazada por las comercializadoras (Fischer, 2005). El mercado exige fruta sana, especialmente cuando se destina para consumo en fresco y exportación. Los frutos rajados son rechazados o castigados en precio, debido a que el rajado favorece la aparición de hongos y bacteriasdurante el almacenamiento y el transporte, acortando la vida útil de la fruta.

El rajado o agrietamiento del fruto es un término que se aplica a ciertos desordenes fisiológicos que se expresan en una fractura de la cutícula o epidermis. Según Milad y Shackel (1992) el rajado se define como una falla física en la epidermis del fruto y se cree que es el resultado general de la acción de una fuerza, debido a un proceso normal de crecimiento de la demanda inducida (Walter, 1967). En inglés, se denomina 'cracking' al rajado que se limita a la epidermis y 'splitting' al rajado que penetra en la pulpa (Opara et al., 1997). En el fruto de uchuva se presentan estos dos tipos de fallas, tanto el limitado a la epidermis como el que penetra la pulpa, siendo los dos igualmente perjudiciales para la producción y la cadena comercial (Torres, 2004).

El fruto de la uchuva tiene cierta predisposición al rajado por ser una baya jugosa con una epidermis muy delgada; además contiene 100 a 300 semillas que, posiblemente por influencias hormonales, atraen buenas cantidades de agua y carbohidratos (Fischer, 2005). Asimismo, por su parénquima no compacto, el fruto presentan numerosas lagunas cuyo número y tamaño aumenta a medida que madura (Valencia, 1985), efecto que lo predisponen todavía más al rajado.

Esta alteración fisiológica de los frutos se atribuye a diferentes causas que se pueden dividir en dos grupos: 1) las que inciden en la calidad de las membranas del fruto, y 2) las que generan cambios drásticos en el potencial hídrico del fruto. El factor más mencionado por los autores es el suministro de agua a la planta, el cual puede ocasionar fluctuaciones en el potencial hídrico del fruto (Kamimura et al., 1972; Peet y Willits, 1995). Este aspecto fue el objeto del articulo de Torres et al. (2004), el cual es complementario del presente reporte. Otros investigadores sugieren que el rajado es debido a la reducida disponibilidad de calcio y boro. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la humedad del suelo también influye en la absorción de elementos por parte de la planta.

El reventado del fruto durante el almacenamiento, o en cualquier otra fase de la poscosecha, puede ocurrir en frutos sobremaduros con bajo nivel de calcio (Gordillo et al., 2004). La disponibilidad de calcio se ha relacionado con el rajado del fruto, pues este elemento ha sido reportado por varios autores como importante para la prevención del rajado en diferentes frutas como tomate, cereza y manzana (Peet, 1992; Lane et al., 2000; Shear, 1975). Este elemento participa en la elongación, la división celular y en la estructura de la pared celular, al unir las pectinas mediante enlaces cruzados que forman zonas de empalme; por tanto, su ausencia puede inducir el rajado (Carpita, 1994). Sin embargo, Gordillo et al. (2004) reportaron en plantas de uchuva que un suministro adicional de calcio, no necesariamente afecta el porcentaje de frutos rajados con respecto a una buena fertilización técnica.

El Ca elemento es absorbido por la planta como ion Ca²⁺; con el flujo de transpiración, se transporta por el xilema, si bien se le considera un elemento poco móvil dentro de la planta. El calcio se encuentra en mayor proporción en las hojas viejas, siendo frecuente un pobre suministro de calcio a las frutas y a los órganos de almacenamiento (Salisbury y Ross, 1994). Esto se debe a un reducido número de estomas en los frutos pues, en comparación con las hojas, la llegada del calcio por la corriente xilemática al fruto se dificulta (Clover, 1991). Complementariamente, la humedad del suelo y del aire afectan el transporte del calcio a todos los órganos de la planta, pues afecta el flujo transpiratorio. El suministro de calcio debe ser continuo debido a que su deficiencia puede manifestarse en un periodo tan corto como seis horas de carencia (Estrada, 2002).

Otro elemento que se ha reportado como posible control del rajado del fruto es el cobre. Powers y Bollen (1947), concluyeron que los beneficios del tratamiento preventivo para el control del agrietamiento con caldo bordelés, el cual contiene sulfato de cobre y carbonato de calcio, parecen ser más debidos al cobre que al calcio. El cobre podría influir en el rajado del fruto al tener efecto en la formación y composición química de la pared celular, y hacer parte de la enzima que cataliza la oxidación de los fenoles precursores de la lignina. El cobre es abundante en los cloroplastos, donde forma parte de la plastocianina, un transportador de electrones en el esquema z. El cobre es un elemento transitorio y comparte similitudes con el hierro en la formación de complejos estables y de fácil transferencia de electrones. El cobre es adsorbido por la planta en forma de ion Cu²⁺ o en forma de Cu+ (Marschner, 2002).

El boro es un tercer elemento involucrado con el rajado del fruto. Alarcón (2001) afirma que los síntomas macroscópicos que evidencian una alteración de la síntesis de las paredes celulares, ocasionada por deficiencia de boro, son tallos rajados, acorchados o huecos. A la vez, a nivel microscópico se observan paredes celulares de mayor volumen y más cantidad de material parenquimatoso. El boro se relaciona con esta alteración por ser importante para la formación de las paredes celulares y en la lignificación, debido a que es necesario para la síntesis de pectinas (Salisbury y Ross, 1994). Por esta razón, los más altos contenidos de boro se encuentran en las paredes celulares. Dube et al. (1969) observaron en manzanas un efecto positivo a aplicaciones foliares de 0,3% de ácido bórico para el control del agrietamiento, mientras que en estudios recientes adelantados en uchuva por Gordillo et al. (2004), se encontró que una fertilización baja en boro aumenta la incidencia del rajado. La utilización del boro ha sido reportada para el control del rajado en frutas y vegetales por Kienholz (1942), Pierson et al. (1971), Dube et al. (1969) y Raese (1989).

Las plantas adsorben el boro principalmente bajo la forma de ácido bórico sin disociar, H3BO3, representado con mayor exactitud como B[OH]3. Dentro de la planta el boro es un elemento poco móvil (Salisbury y Ross, 1994). En la actualidad no se conocen con certeza los efectos del calcio, el cobre y el boro sobre el rajado del fruto de la uchuva ni sobre la respuesta productiva de la planta. El objetivo de este trabajo es contribuir al conocimiento sobre las causas del rajado del fruto de uchuva, cuantificando el efecto de la presencia o ausencia de estos elementos en la fertilización, junto con sus interacciones. Se espera que los resultados de esta investigación conduzcan a recomendaciones que disminuyan la incidencia del rajado del fruto e incrementen los ingresos del productor.

El trabajo experimental se realizó en el Centro de Investigaciones y Asesorías Agroindustriales (CIAA) de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, ubicado en el municipio de Chía (Cundinamarca). Con el fin de mantener mayor control sobre las variables que inciden en el comportamiento de las plantas y facilitar el manejo, éstas fueron sembradas en bolsas y bajo invernadero tipo Venlo, cubierto completamente con vidrio en paredes y techo. Este invernaderute; disponía de un sistema automático para el control de la ventilación por medio de ventanas móviles en el techo, que mantuvo durante el transcurso del ensayo una temperatura promedio en el día de 22° C y en la noche de 14° C.

El experimento inició el 28 de enero del 2003 con el transplante de plantas de uchuva ecotipo Colombia, de dos meses de edad, en bolsas plásticas de 60 L de capacidad, llenas con una mezcla de cascarilla de arroz entera sin quemar y turba rubia en una proporción 70:30 en volumen. Las plantas se ubicaron en tres camas, espaciadas a 2 m y dejando 2 m entre plantas. En la poda de formación se dejaron tres ramas principales que dieron origen a las ramas productivas. El sistema de tutorado empleado fue en 'V'. El manejo general del cultivo fue análogo al planteado por Angulo (2003), de modo que ningún factor fuera de los tratamientos impuestos limitara el desarrollo de las plantas.

Para evaluar el efecto de los tratamientos con presencia o ausencia de calcio, cobre y boro se organizó un experimento factorial 23 basado en una solución nutritiva estándar para la uchuva (tab. 1). Los ocho tratamientos se iniciaron a partir del transplante y se obtuvieron de la combinación de presencia o ausencia de calcio, boro y cobre en la solución fertirriego aplicada diariamente, según la necesidad de riego de las plantas. Estas necesidades hídricas fueron determinadas por tres lisímetros instalados en las plantas con el tratamiento de fertilización completa. Los elementos restantes, como el nitrógeno, el fósforo, el potasio y demás, no variaron en las soluciones nutritivas. Con el fin de monitorear el efecto sobre las plantas se realizó un análisis foliar a todos los tratamientos en el momento del pico de cosecha, ocho meses después del transplante.

Se utilizó un diseño en bloques al azar con tres réplicas, donde cada bloque correspondió a una cama de plantas y la unidad experimental a una planta. Las variables evaluadas fueron el rendimiento de la cosecha y la calidad de los frutos, los cuales fueron cosechados con color de cáliz verde amarillo y fruto amarillo.

El rendimiento se determinó mediante el registro de las cosechas que se realizaron tres veces por semana. La calidad se evaluó tomando una muestra de diez frutos por planta por semana, registrando el peso con cáliz (g) y cuantificando el rajado en una escala de 0 a 3, donde 0 correspondió a fruto sin rajado; 1 a rajado únicamente en el contorno de la inserción del pedúnculo; 2 a rajado leve meridional; y, 3 a rajado severo. El interés en evaluar el peso del fruto consistió en establecer una correlación entre peso del fruto y rajado. Las variables se comenzaron a medir a los 157 días después del transplante hasta el día 323.

Para el análisis estadístico del rendimiento se utilizó SAS® (1999) para realizar pruebas de comparáción múltiple (Duncan) y análisis de varianza. Por su parte, el análisis estadístico de las variables de calidad de los frutos se realizó con 'General Lineal Models' el cual combinó análisis de varianza con análisis de regresión para tratar los datos incompletos (SAS®, 1999). En todos los casos se utilizó un modelo con calcio, cobre, boro y todas sus interacciones como variable independiente y el tiempo como covariable. Los datos de rajado se analizaron con una transformación de la variable discreta (números 0, 1, 2, y 3) a una variable continua, calculando para cada fecha y planta la proporción de frutos en cada categoría (0, 1, 2 y 3).

Rendimiento en la cosecha

En el análisis de varianza del rendimiento total en la cosecha por planta, el calcio incidió significativamente (Pr>F <0,0001), pues se observó que los tratamientos con menor producción fueron aquellos que no tenían calcio en la fertilización (figura 1). En los tratamientos sin Ca se obtuvo un rendimiento promedio de aproximadamente 7,5 kg por planta, comparado con casi 12 kg por planta en promedio para los tratamientos con Ca. La ausencia de calcio redujo los rendimientos en la cosecha, lo que pudo deberse a un desbalance nutricional en la planta ya que el calcio es esencial y se requiere en mayores concentraciones que los micronutrientes B y Cu. El Ca es necesario para el desarrollo vegetal en la asimilación de iones como NO3–, en el metabolismo del nitrógeno, en la translocación de carbohidratos y en la neutralización de ácidos orgánicos dentro de la planta, entre otras funciones (Marschner, 2002). Durante el experimento, la deficiencia de calcio también se manifestó en algunos frutos con necrosis en el ápice y algunos cálices deformes que no cubrían la totalidad de la fruta.

El cobre también tuvo un efecto significativo en el rendimiento total de la cosecha por planta (Pr>F <0,0001), aunque esto no es tan evidente en la figura 1. Para mostrar el efecto de cobre, y teniendo en cuenta que no existió un efecto significativo del boro (Pr>F = 0,8943), se calcularon los rendimientos promedios de las cosechas totales de los tratamientos Ca y Cu, promediando para cada caso los resultados de los tratamientos con y sin boro. El resultado de esta operación muestra la interacción entre Ca y Cu (Pr>F = 0,0017) (figura 2). Además, se puede deducir un efecto promedio del Ca sobre la producción de 4.369 g por planta, mientras para el Cu el efecto promedio es de 2.617 g por planta. El efecto del microelemento cobre es menor que el del calcio, lo que se podría relacionar en la planta con el papel que cumple en el transporte de electrones en el fotosistema I (Salisbury y Ross, 1994), lo cual puede haber ocasionado una baja eficiencia en el proceso fotosintético. Sin embargo, según los resultados de los análisis foliares, no se encontró una deficiencia de cobre en los tejidos en todos los tratamientos sin cobre (tab. 2).