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El contenido de este artículo de nuestra sección de Agrotecnia fue elaborado coninformación proveniente de www.hortalizas.com y fue revisado y reeditado porPortalfruticola.com
En la actualidad se están aplicando distintos fitorreguladores (reguladores del crecimientovegetal) en la agricultura intensiva, con diversos objetivos: incrementar el desarrolloradicular, incrementar la fijación de nutrientes e intervenir en procesos metabólicos de laplanta, con la finalidad de tener mayor resistencia a estreses abióticos y bióticos oincrementar la resistencia frente a patógenos y plagas de los cultivos.
Otras aplicaciones buscan mejorar los parámetros productivos del cultivo como precocidad,calidad del fruto (color, dulzor, pH, acidez o firmeza) y rendimiento.
Los fitorreguladores son sustancias que están en las plantas y funcionan comocoordinadores de su crecimiento y desarrollo; se conocen como fitohormonas, hormonas delas plantas y reguladores de crecimiento.
Cuando la industria agroquímica obtiene sintéticamente las fitohormonas, se acuña eltérmino Regulador del Crecimiento de Plantas (PGR – Plant Growth Regulator), que sedefinen como compuestos orgánicos, que no son nutrientes y que en pequeñas cantidades,promueven, inhiben o modifican cualquier proceso fisiológico de la planta.
La importancia de las fitohormonas se encuentra en la función que desempeñan comosustancias transductoras después de la percepción de un estímulo ambiental. Además de lasfitohormonas, existen otras sustancias que intervienen en el desarrollo de las plantas; aestos compuestos se les denomina metabolitos secundarios y desempeñan una funciónimportante en la adaptación de los vegetales al medioambiente.
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Los metabolitos secundarios son compuestos químicos que cumplen funciones no esencialesen las plantas, ya que no intervienen en el metabolismo primario, pero les confiere unasclaras ventajas selectivas al intervenir en las interacciones ecológicas entre la misma y suambiente.
Mientras que los metabolitos primarios están presentes en cada célula de la planta que escapaz de reproducirse, los metabolitos secundarios están presentes, sólo accidentalmente y,no son imprescindibles para la vida.
Se clasifican en cuatro grupos diferentes: terpenoides o terpenos, fenoles o compuestosfenólicos, Glicósidos y Alcaloides.
Los alcaloides lo constituyen un gran grupo de compuestos nitrogenados derivados,mayoritariamente, de aminoácidos, aunque algunos son derivados de purina y pirimidina; esel caso de la cafeína, producto con el que se realiza el experimento que describiremos. Suestructura es similar a las citoquininas y ambas derivan de la purina.
La cafeína en su estado puro es una sustancia inodora y de sabor amargo. La fórmulamolecular es C8H10N4O2. Está constituida por un 49.48% de carbono, 5.19% hidrógeno,28.85% nitrógeno y 16.48% de oxígeno. Se trata de un compuesto con una estructura 1,3,7-trimetil-xantina perteneciente al grupo bioquímico de las purinas metiladas o alcaloidespurinas de origen vegetal.
Con la cafeína se ha experimentado para reducir los problemas de plagas y enfermedadesen las plantas. Altas concentraciones de cafeína en hojas jóvenes, frutos y botones floralesde algunas especies, actúan como defensa al proteger los tejidos jóvenes frente a herbívorosy patógenos. Algunos ejemplos sobre tomate y calabaza: Pulverizando cafeína a unaconcentración de 1% sobre hojas de tomate disuade la alimentación de las larvas deManduca sexta.
En tratamientos aplicados en hojas de calabaza “Napa” contra babosas (Veronicellacubensis), actúa como repelente y disminuye su alimentación. Aplicaciones de cafeína sobreorquídeas infestadas de caracoles (Zonitoides arboreus), cultivadas en invernaderos, fueronletales ya que actuaba como una neurotoxina.
La cafeína y su función alelopática
En 1984, Rice definió la alelopatía como un efecto positivo o negativo, directo o indirecto,de un vegetal (incluidos los microorganismos) sobre otro, por acción de los compuestos
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químicos liberados al medio ambiente. Cuando las plantas donantes de los compuestosfitotóxicos y las plantas receptoras son de la misma especie, se está ante un caso especial dela alelopatía llamado autotoxicidad.
En las plantaciones de café, las hojas y frutos caídos introducen cantidades considerables decafeína sobre la capa superficial del suelo que afectan parcialmente a la germinación y,hacen que el desarrollo sea más lento debido al contenido de cafeína que hay en lasuperficie del suelo. Según diversos autores, los lixiviados de suelos de plantaciones de caféy extractos de hojas y raíces del mismo, muestran un efecto alelopático sobre malezas.
La cafeína como estimulante del crecimiento vegetal o reductor del mismo
Según diversas investigaciones, la cafeína tiene una estructura química análoga a lascitoquininas naturales, las cuales son derivados de la base púrica adenina (6-aminopurina),regulan la división celular, la inducción floral, la germinación de semillas, la formación denuevas yemas y la senescencia de órganos vegetales. La síntesis de esta hormona se hace enlas raíces.
Objetivo del experimento
Evaluar el posible efecto bioestimulante de la cafeína, aplicada a dos dosis diferentes, sobreparámetros de rendimiento y calidad en el fruto de sandía triploide, cultivar Reina deCorazones. Los parámetros de rendimiento estudiados fueron: kg/m² y peso medio del fruto.Como parámetro de calidad externa se evaluó cicatriz pistilar. Los parámetros de calidadinterna medidos fueron: sólidos solubles (ºBrix), grosor de la corteza (mm) y firmeza(kg/m²).
Materiales y métodos
El experimento fue llevado a cabo durante dos años consecutivos en campañas deprimavera, coincidiendo con el calendario de producción de los agricultores profesionalesde la región. Las instalaciones utilizadas para el experimento fueron las de la Fundación“Finca experimental Universidad de Almería – Anecoop” (36º 51´ 78″ latitud Norte y 2º 17´08″ longitud Oeste), localizadas en la provincia de Almería (España). El cultivo se realizóbajo invernadero multitúnel sin calefacción con suelo arenado. La altura a la canal era de4.5 m. La cubierta era polietileno translúcido de 200 micras de grosor. La fertirrigación serealizó utilizando un sistema de riego por goteo, con goteros autocompensantes de 3 L/h dedescarga (tabla 1).
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El invernadero constaba de un total de 12 subsectores originales de riego dividido en dostablares, norte y sur. El marco de los goteros para la sandía fue de 1.10 m x 0.5 m,obteniendo una densidad de 1.82 goteros/m2.
Diseño experimental y tratamientos evaluados
La superficie total cultivada fue de 1692 m2, dividida en 12 bloques, cada uno con surespectiva abonadora. Sobre la nutrición empleada, igual para todos los tratamientos, seaportan las dosis de cafeína (2.25 µmol para T1 y 9 µmol para T2). Al testigo (T0) no se leaplicó cafeína. El diseño experimental utilizado fue de bloques al azar con cuatrorepeticiones por tratamiento (gráfico 1).
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Gráfico 1: Distribución de las parcelas elementales y tratamientos
El marco de plantación utilizado en el cultivo de la sandía fue de 4 x 1 m. obteniendo unadensidad de plantación de 0.25 plantas/m2. Se tomó toda la repetición como parcelaelemental, las cuales se dividieron con una manta térmica blanca para evitar que los brotesde las distintas paracelas se entrecruzaran lo que hubiese hecho imposible las mediciones.(figura 1)
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Foto 1: Separación de parcelas elementales con agrotextil
La cantidad de cafeína que se depositaba en las abonadoras, iba de acuerdo con las dosisestablecidas de cada tratamiento y el tiempo de riego que se aplicaba a cada cultivo. Lasabonadoras tenían una capacidad de 40 litros (tabla 2).
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La cantidad de agua aportada estaba en función de la fase del cultivo y de las condicionesclimáticas del momento.
Establecimiento y desarrollo del cultivo
Los trasplantes se realizaron en los últimos días de enero y primeros de febrerorespectivamente, finalizando a los 103 y 143 días después del trasplante (DDT). En ambosciclos la cosecha se inició en el mes de mayo. En el primer ciclo se realizaron dos cosechas(93 DDT y 103 DDT), y en el segundo ciclo se realizaron tres (106, 113 y 143 DDT).
Material vegetal utilizado
El cultivar de sandía utilizado (Reina de Corazones) es vigoroso, productivo y decomportamiento uniforme, con fruto Crimson, ausencia de semillas lignificadas, color ysabor de pulpa comparable con el de sandía tradicional (diploide), peso medio 4 a 5 kg.Como polinizador se utilizó el cultivar Dulce Maravilla (fruto Sugar Baby).
El portainjertos utilizado fue RS-841, híbrido interespecífico de Cucurbita maxima xCucurbita moschata. Aporta resistencia a Fusariosis (F. oxysporum f. sp. niveum) ynematodos, además de un gran vigor. El injerto, en ambas campañas, se realizó mediante elmétodo denominado “adosado.”
Toma de datos
Se procedió del siguiente modo:
Se contaron todos los frutos comerciales de cada parcela elemental.
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De cada parcela se eligieron 10 frutos comerciales al azar, los cuales, fueron pesados.De los 10 frutos se eligieron tres frutos al azar para la evaluación de la calidad delfruto.
Parcela elemental con frutos para cosecha
Los tres frutos se cortaron transversalmente.El diámetro de la cicatriz pistilar se midió haciendo dos medidas por fruto.Para el grosor de corteza se tomaron cuatro mediciones en puntos equidistantes en lasmitades del fruto.Para la firmeza de la pulpa se realizaron tres perforaciones en distintas partes de lamitad de cada uno de los frutos.Para la obtención del total de sólidos solubles (ºBrix), se utilizó un refractómetrodepositándose zumo de la pulpa.
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Foto 3: Instrumentos para medida de calidad de frutos de sandía
Las diferencias entre tratamientos fueron determinadas utilizando un análisis de lavarianza multifactorial (ANOVA), donde se observaron las diferencias significativas (Pvalor < 0.05) entre los distintos tratamientos.
Resultados y discusión
Producción comercial acumulada. No se observan diferencias estadísticas entretratamientos en cada cosecha que se hizo durante los dos ciclos evaluados. No se observaningún efecto en precocidad entre tratamientos, (tabla 3).
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Peso medio del fruto. No se obtienen diferencias significativas entre tratamientos enambos ciclos. En los dos primeros cortes del segundo ciclo, el peso medio del fruto es máselevado, que en el primero.
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Cicatriz pistilar del fruto. En el primer ciclo se obtienen diferencias significativas en lasegunda cosecha que se realizó. T2 y T0 presentaron mayor tamaño de cicatriz pistilar queT1. En el segundo ciclo, no se obtienen diferencias significativas en ninguno de los casosobservados.
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Sólidos solubles (ºBrix) del fruto de sandía. En este parámetro no se encuentrandiferencias significativas, por día de cosecha y tampoco en la media en ambos ciclos.
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Firmeza de la pulpa del fruto de sandía (kg/m²). No se observaron diferenciassignificativas en ninguno de las cosechas practicadas.
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Grosor de la corteza del fruto de sandía. Se obtienen diferencias significativas entretratamientos en el primer ciclo para el segundo día de cosecha y en la media, donde T0tiene más grosor de corteza, mientras que T1 y T2 no presentan diferencias estadísticasentre ambos. En el segundo ciclo no hay diferencias estadísticas significativas.
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Discusión
No nos constan trabajos en los que se haya evaluado el efecto de la cafeína sobre cultivoshortícolas en condiciones de campo, realizando su aplicación mediante el riego, con dosisreducidas, durante todo el ciclo de cultivo.
No existen en la bibliografía trabajos, en los que se evalúe en condiciones agronómicas elefecto de su aplicación exógena sobre sandía injertada. Sí existen algunos estudiosrealizados in vitro e in vivo (planta en maceta) sobre la aplicación exógena de cafeína y, enellos podemos observar que, las dosis, los métodos y tiempos de aplicación, difierennotablemente entre sí y con respecto a los que se han utilizado en estos experimentos.
Las dosis de cafeína evaluadas son cantidades reducidas, 2.25 y 9 µmol, aunque sesuministra durante todo el ciclo del cultivo mediante el riego por goteo. La cantidad total decafeína aplicada a cada planta es de 8000 y 2000 µmol en T2 y T1 respectivamente en elprimer año de experimento y un total de 9500 y 2100 µmol en T2 y T1 respectivamente en elsegundo.
Las dosis aplicadas por litro de riego son similares a las dosis utilizadas en experimentos invitro por otros investigadores en rábano, donde obtuvieron un incremento de la longitud delcotiledón y en el caso del pepino mayor concentración de clorofila sobre cotiledones condosis menores. Tan sólo, a la concentración de 5154 µmol por un periodo de exposición muyreducido (3 horas) estimuló la división celular un 33% más que el testigo.
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Aplicaciones realizadas a hipocotilos de Phaseolus vulgaris con dosis más bajas respecto alas antes indicadas (1000 y 2000 µmol), pero con mayor periodo de exposición (7 días),ponen nuevamente de manifiesto efectos inhibidores del crecimiento a dosis “elevadas.”
Existen trabajos realizados mediante aplicación de diversas dosis de cafeína a semillas, enellos se ponen de manifiesto nuevamente efectos diferentes según el método de evaluación.Estos experimentos realizados in vivo (planta en maceta) y su evaluación final, se realizaroncuando llegaron al estado de madurez de la planta, por lo que ambos son los mássemejantes a la evaluación que se realizó en nuestro proyecto, aun que con una notablediferencia entre las dosis y tiempos de exposición.
Resultados obtenidos con la medición de parámetros morfológicos son similares a losobtenidos en nuestros experimentos en pimiento, pero no en sandía. No presentandiferencias estadísticas como las que han obtenido otros autores cuando han aplicado lacafeína de manera exógena sobre diversas estructuras u órganos vegetales. Cabe destacarque el método de aplicación difiere de todos los experimentos expuestos.
Conclusión
Las dosis evaluadas 2.25 y 9.0 µmol de cafeína, aplicadas mediante fertirriego durante todoel ciclo de cultivo, no tienen ninguna influencia detectable sobre el desarrollo, producción ycalidad del fruto triploide de sandía apirena cv Reina de Corazones.
Fuente: www.hortalizas.com
Imágenes del contenido y de portada: www.hortalizas.com
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