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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS AGRONÓMICAS ESCUELA DE POSTGRADO MANEJO DEL TAMAÑO DE FRUTO Y LA CALIDAD DE LA TUNA (Opuntia ficusindica, M) MEDIANTE LA REGULACIÓN DE LA CARGA FRUTAL, BAJO CONDICIONES DE ZONA MEDITERRANEA Y TROPICAL. TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN CIENCIAS AGROPECUARIAS CON MENCIÓN EN PRODUCCIÓN FRUTÍCOLA ADRIANA DEL CARMEN CELI SOTO DIRECTORES DE TESIS NICOLÁS FRANCK BERGER PROFESORES CONSEJEROS RODRIGO INFANTE ESPIÑEIRA CARMEN SAENZ HERNANDEZ SANTIAGO - CHILE 2013 UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS AGRONÓMICAS ESCUELA DE POSTGRADO MANEJO DEL TAMAÑO DE FRUTO Y LA CALIDAD DE LA TUNA (Opuntia ficusindica, M) MEDIANTE LA REGULACIÓN DE LA CARGA FRUTAL, BAJO CONDICIONES DE ZONA MEDITERRANEA Y TROPICAL. MANAGEMENT OF FRUIT SIZE AND QUALITY OF CACTUS PEAR (Opuntia ficus-indica, M) TROUGH THE ADJUSTMENT OF THE FRUIT LOAD UNDER CONDITIONS OF MEDITERRANEAN AND TROPICAL ZONE ADRIANA DEL CARMEN CELI SOTO SANTIAGO DE CHILE 2013 UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS AGRONÓMICAS ESCUELA DE POSTGRADO MANEJO DEL TAMAÑO DE FRUTO Y LA CALIDAD DE LA TUNA (Opuntia ficusindica, M) MEDIANTE LA REGULACIÓN DE LA CARGA FRUTAL, BAJO CONDICIONES DE ZONA MEDITERRANEA Y TROPICAL. Tesis presentada para optar al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias, con mención en Producción Frutícola. ADRIANA DEL CARMEN CELI SOTO Calificaciones (Tesis de grado) Directores de Tesis Nicolás Franck Berger Ingeniero Agrónomo, Ph. D. A Profesores Consejeros Rodrigo Infante Espiñeira Ingeniero Agrónomo, Dr. A Carmen Saenz Hernandez Químico Farmacéutico, Dra A Santiago, Chile 2013 i AGRADECIMIENTOS Dicen que cada persona cumple un ciclo, un largo camino por recorrer hasta poder llegar a obtener un proceso de aprendizaje, el cual está lleno de retos, desafíos, fortalezas, ese camino es el que nos permite madurar y aprender a diferenciar entre lo bueno y malo, reír, llorar, y con ello saber llenarse de valor para vencer cada desafío que se plantea; uno de mis escritores favoritos es “Rubén Darío” y el entre uno sus sabios fragmentos decía “No dejes apagar el entusiasmo, virtud tan valiosa como necesaria; trabaja, aspira, tiende siempre hacia la altura”, es decir jamás dejes de soñar y haz todo lo que este a tu alcance para hacer esos sueños realidad, ser constante y perseverante, avanzar siempre con humildad, esa enseñanza me quedo después de dos años y medio de estar lejos de mi país Ecuador, lo que me permitió valorarlo aún más, porque vi su paisaje, sus costumbres y más que nunca digo ¡Qué orgullosa me siento de ser Ecuatoriana!, sin embargo no dejo de rescatar este bello país que me acogió como lo es Chile, que me dio la oportunidad de conocerlo y prepararme profesionalmente, además de rodearme de buenas y buenos amigas y amigos que se los guarda en el corazón. No pensé que iba a llegar este momento, pero a la final se dio y no niego que este trabajo me costó mucho esfuerzo y cambiar mi percepción, lagrimas e impotencia pero a la final se concluye una etapa, siempre y cuando uno tiene claro su objetivo y horizonte; agradezco a la vida por ponerme a mi lado gente valiosa, humilde y rica de corazón, además de mis profesores que siempre me guiaron como lo es la Profesora Loreto Prat quien siempre estuvo conmigo apoyándome y dándome muchos consejos y ánimos que me permitían salir siempre de una derrota, así como también a la actual coordinadora Karen Sagredo, quien hasta el último de mis días de instancia en la Universidad me apoyo y me supo guiar. Además a cada uno de los administrativos a la señora Jeannette Pizá, por su cálido trato especial con cada uno de nosotros como personas extranjeras. También quiero agradecer al propietario de la parcela donde instale mis ensayos, y a su ayudante “Don Juanito” y su familia en el Noviciado por haberme permitido relacionarme con ellos e incluirme en el seno de su hogar con esa sencillez y bondad tan grande que le enseña a uno a entender que no basta solo tener dinero para ser ricos de corazón sino más bien que ese amor se construye a base de humildad y carisma. Como no olvidar a mi profesor guía Nicolás Franck, gracias por confiar en mí, y gracias por la consideración, es increíble conocer a personas que tienen amplios conocimientos, pero que sin embargo no pierden su sentido de espiritualidad y sencillez, y el amplio interés por formar nuevos profesionales esas características logre visualizar en Nicolás, y además sus clases hicieron despertar mi interés por la fisiología, gracias Nicolás por apoyarme a pesar de tener mis momentos de desesperación y angustia, sepa que mi cariño hacia usted es amplio y lo respeto, lo admirare siempre, y será uno de mis ejemplos a seguir, gracias por enseñarme y téngalo por seguro que algún momento escuchara de mí y pues espero que usted pueda sentirse orgulloso de esta alumna Ecuatoriana. ii Siempre fui independiente al tomar mis decisiones, con la bendición de dios y el apoyo incondicional de un ser maravilloso a quien le hice una promesa el día que fue sepultado mi querido padre y lo único que espero es que él se sienta orgulloso de mi; además a mi mamita, ese ser luchador, que a pesar de habernos quedado solos supo dar ese ejemplo de constancia, Clarita esto es por ti te amo mucho y eres lo más importante en mi vida, también a mis hermanos Walter, Eduardo René, Marisol del Rosario, Manuel Raúl y Henry Celi Soto , quienes confiaron en mí siempre, ¡gracias!, hice todo lo que estuvo a mi alcance y perdón si me falto dar mucho más. Finalmente agradezco a quienes me permitieron tener la oportunidad de formarme profesionalmente como lo es la Secretaria Nacional de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT), además a quienes me permitieron realizar los ensayos en Ecuador como es La Federación de Comunidades y Organizaciones Negras de Imbabura y Carchi (FECONIC), también a quienes me dieron las facilidades para los análisis respectivos como son los encargadas y practicantes del laboratorio de la Calidad y Mejoramiento de la Fruta de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile así como también al laboratorio de la calidad de la Pontificia Universidad Católica de Ibarra. Atentamente: “Aprender es ser un árbol en otoño que espera la primavera para nutrirse de hojas” iii Dedicado A la memoria de: José Raúl Celi Díaz Loja, 1996 “Siempre vives en mi corazón” iv ÍNDICE CAPITULO I REVISIÓN BIBLIOGRAFICA Características generales de la tuna ............................................................................... 1 Importancia de la tuna ..................................................................................................... 1 Características Botánicas y Fenológicas ......................................................................... 3 Fenología y desarrollo de los frutos ................................................................................ 6 Requerimientos del Cultivo ............................................................................................ 7 Fisiología de Opuntia ficus-indica .................................................................................. 7 Prácticas de manejo del cultivo....................................................................................... 8 Carga frutal ..................................................................................................................... 9 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................... 10 CAPITULO II .................................................................................................................... 14 MANEJO DEL TAMAÑO DE FRUTO Y LA CALIDAD DE LA TUNA (Opuntia ficus indica, M) MEDIANTE LA REGULACIÓN DE LA CARGA FRUTAL, BAJO CONDICIONES DE ZONA MEDITERRANEA Y TROPICAL ............... 14 RESUMEN .......................................................................................................................... 14 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 16 Hipotesis .......................................................................................................................... 18 Ojetivos ............................................................................................................................ 18 MATERIALES Y MÉTODOS.......................................................................................... 20 Sitios de estudio .............................................................................................................. 20 Selección de las unidades experimentales .................................................................... 20 Ensayo de ajuste de carga frutal a nivel de cladodios en Chile .................................... 20 Ensayo de carga frutal natural en Ecuador y Chile ....................................................... 21 Evaluaciones de las variables de ambos ensayos .......................................................... 21 Diseño experimental y análisis estadístico.................................................................... 25 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................................... 26 Ensayo de ajuste de Carga Frutal ..................................................................................... 26 v Efecto de la carga frutal sobre el rendimiento .............................................................. 26 Diámetro ecuatorial y polar........................................................................................... 29 Firmeza ......................................................................................................................... 31 pH y acidez titulable ..................................................................................................... 32 Contenido de Solidos Solubles Totales (SST) .............................................................. 33 Contenido de jugo ......................................................................................................... 34 Ensayo de carga frutal en condiciones naturales para Chile y Ecuador………......37 Rendimiento .................................................................................................................. 37 Peso fresco del fruto, la pulpa y la cascara ................................................................... 38 Diámetro ecuatorial y polar........................................................................................... 39 Firmeza y contenido de jugo ......................................................................................... 40 Contenido de Solidos Solubles Totales (SST) .............................................................. 42 pH y acidez titulable ..................................................................................................... 43 Comparación del efecto de la carga frutal natural y ajustada a nivel de cladodio sobre el rendimiento y el peso promedio de los frutos en el Noviciado ……………………………. 44 CONCLUSIONES .............................................................................................................. 46 ANEXOS ............................................................................................................................. 53 1 CAPITULO I REVISIÓN BIBLIOGRAFICA Características generales de la tuna Importancia de la tuna La tuna (Opuntia ficus-indica) esta extensamente distribuida en México, gran parte de América Latina, África del Sur y a zona del Mediterráneo (Hassan et al., 2011).A nivel mundial son numerosos los países que producen tuna, siendo el mayor productor mundial, México (Según SAGARPA, 2010, citado por Sanhueza, 2010). Después de México otros países que producen tuna son Italia, Sudáfrica, Argentina, Chile, Bolivia, Perú, Colombia, Estados Unidos, Marruecos, Argelia, Libia, Tunes, Egipto, Jordania, Pakistán, Israel, Grecia, España y Portugal (Flores et al., 1995). Los principales mercados para este producto son Alemania, Francia, Holanda, Inglaterra, Estados Unidos y Japón (FAO, 2006).Chile es uno de los países productores de tuna cuya superficie plantada se centra en la Región Metropolitana con 611,4 ha de acuerdo al Catastro Frutícola (2010), mientras se encuentra en menores superficies entre las Regiones de Atacama y el Bio-Bio, siendo la superficie total de 1240.1 ha. California y México, se convierten en los principales proveedores del mercado de Estados Unidos, mercado al cuál las exportaciones Chilenas registran algunos picos durante los meses de septiembre a mayo. Mientras que Colombia exporta tuna a los mercados europeos durante todo el año (FAO, 2006). En Chile se han desarrollado varios estudios en la zona de Til - Til, que determinaron que Opuntia ficus-indica (L.) Mill, es capaz de producir una cantidad de biomasa comparable a otras especies con menor tasa de riego (Doussoulin y Acevedo, 1984). Según González e Icaza (2007), en las últimas décadas, Ecuador ha incorporado al consumo interno y ventas externas una serie de productos. Dentro del país, la tuna es un cultivo artesanal de las zonas secas y áridas con pequeñas superficies, en la actualidad algunas familias afro-ecuatorianas de Imbabura y Carchi, desde hace cuatro años iniciaron la producción de tuna, asesorados por el Centro de Investigaciones de la Familia Negra (CIFANE), cuyo propósito es mejorar la calidad de vida y su propia tierra. Dichas familias han potenciado el cultivo de tuna extendiendo su producción a 60 ha aproximadamente, es así que se impulsa la creación de una pre-asociación conformada por aproximadamente cien productores de El Juncal, Chalguayacu, Chota, Tumbatú, Pusir, La Concepción, Santa Ana, Santa Lucía, entre otras, con la finalidad de fomentar la comercialización de tuna y cochinilla, evitando intermediarios para obtener mejores réditos, y tratar de innovar en la producción de tuna (Ponce y Vela, 20010). 2 Tanto en Chile como en Ecuador se consume la tuna como fruta fresca, como en otros países de Sudamérica y resto del mundo. En México, existe la mayoría de variedades de Opuntia, además de consumir su fruto, también se usa exclusivamente en la producción de cladodios destinados para el consumo humano (nopalitos o nopales), además se aprovecha la infesta de cladodios con Dactylopius coccus, cuando este insecto se seca y se muele, se produce carmín, un colorante natural de color rojo que durante siglos se ha convertido en fuente de riqueza de exportación al nuevo y viejo mundo y hoy en día tiene un papel económico y comercial muy significativo como colorante en la industria textil y alimentaria en América Central y del Sur (México, Perú y Chile) y en las Islas Canarias (Inglese, 2010). A nivel mundial se conocen 200 especies de Opuntia y su identificación se dificulta por su alto nivel de hibridación. Algunas de estas especies han sido introducidas en más de 30 países en donde se aprovechan en la producción de tuna, verdura, forraje, es así que es una planta cosmopolita. Desde el punto de vista económico y social, sus características nutritivas, terapéuticas, químicas industriales ecológicas y simbólicas hacen que la tuna sea un recurso natural exótico (Méndez y García, 2006). Opuntia ficus-indica, es muy eficiente en el uso del agua, por lo que se adapta muy bien a ambientes áridos y semiáridos, fundamentalmente en períodos de sequía o insuficiencia de los monzones (Singh, 2003). Esta alta eficiencia en el uso del agua se debe a que Opuntia, posee un mecanismo fotosintético especializado conocido como Metabolismo del Ácido Crasuláceo (CAM), por el cual las plantas abren sus estomas para captar CO2en la noche, momento en que las temperaturas son bajas y la humedad más alta que durante el resto del día. Esto reduce la perdida de agua (Nobel, 1995) y ofrece enormes posibilidades de producción de biomasa para destinarla al consumo forrajero en áreas donde la disponibilidad hídrica es limitada (Felker et al., 2006). Además, el éxito ecológico y agronómico de las cactáceas como Opuntia y Stenocereus en ambientes semiáridos depende de varias características de adaptación, como el tallo suculento y asimilación de carbono nocturno (Nobel, 1995, 1988; citado por Pimienta-Barrios et al., 2000). Esto permite que los cactus pueden tolerar las sequías prolongadas, existiendo la ganancia de carbono durante periodos de escasez de agua, además el tallo suculento actúa como un importante regulador para mantener la turgencia en los tejidos fotosintéticos (PimientaBarrios et al., 2000). Nutricionalmente los frutos de tuna son ricos y comestibles, sus cladodios tiernos se utilizan como verdura fresca y ensalada, además tanto la fruta como el tallo de este cactus se utiliza para elaboración de productos de valor agregado tales como: mermelada, vino, vinagre, lociones para el cuerpo, champú, cremas, entre otros, también tiene varios usos medicinales e industriales y sus semillas se pueden utilizar como agentes aromatizantes (Pareek et al., 2002). Además la tuna ha sido utilizada como medicina familiar por su rol en tratamientos de una serie de enfermedades incluyendo efectos inflamatorios hipo-alérgicos, inhibición en ulceras estomáticas (Galati et al., 2003), y efectos neuro-protectores (Dok-Go et al., 2003). 3 También se considera a la tuna como un cultivo energético debido a que este cactus cumple con las condiciones de a) producir una elevada cantidad de biomasa a bajo costo de producción, b) desarrollarse en tierras marginales, c) no degradar el medioambiente y d) tener un balance energético positivo, es decir que la energía neta contenida en el biocombustible sea superior a la gastada en el cultivo y en el proceso de transformación (Falasca et al., 2011). Para revertir la desertificación y restaurar la cubierta vegetal en áreas afectadas por erosión, se deben usar paquetes integrados donde se controle el pastizal y la conservación de recursos naturales. Así, por ejemplo, en países como Argelia y Túnez, se plantan variedades de Opuntia ficus-indica sin espinas, para disminuir y dirigir el movimiento de los arenales, mejorar la restauración de la cubierta vegetativa y evitar la erosión de las terrazas construidas para la reducción de la escorrentía; además, en el centro y sur de Túnez, se utiliza grandes cantidades de forraje de nopal para alimentar al ganado. Una medida de conservación de suelos son “las terrazas” que se dañan fácilmente por la escorrentía, pero las raíces de la tuna ayudan a mantenerlas en su lugar, asegurando su estabilidad. Se plantan dos hileras de nopal en el margen interior de las terrazas. La humedad almacenada en la base de la terraza mejora el crecimiento de la planta. Adicionalmente, las pencas se cosechan y usan como forraje durante los períodos de sequía. Los nopales pueden usarse en combinación con barreras de cemento u hojas de palma cortadas y acomodadas para reducir la erosión eólica y el movimiento de arena, manteniendo el suelo y mejorando la cubierta vegetativa (Vázquez-Alvarado et al., 2011). Características Botánicas y Fenológicas La tuna pertenece a la familia Cactaceae, género Opuntia y existen diversas especies, entre ellas: ficus-indica (Sudzuki, 2002). Algunos autores indican que es un arbusto y en realidad debería clasificarse como un árbol, ya que posee un solo tronco muy diferenciado, el que se ramifica muy cerca del suelo, aunque en el género Opuntia, pueden encontrarse desde formas rastreras a arborescentes (Melgarejo, 2000). Son plantas suculentas con numerosas ramas laterales que pueden alcanzar de 3-5 m de altura (Sudzuki, 2002). Cuando la planta procede de semilla posee una raíz pivotante siguiendo el típico patrón de las dicotiledóneas y constituye la raíz la radícula del embrión lo que permite obtener agua a más profundidad, sus raíces secundarias alcanzan varios metros y tienden a distribuirse superficialmente, con capacidad de profundizar para alcanzar agua, careciendo de pelos absorbentes en sequía y recuperándolos rápidamente en periodos de lluvia. Cuando la planta se obtiene por propagación vegetativa, el sistema radical es superficial y fasciculado con capacidad de alcanzar los 80 cm de profundidad y varios metros en sentido longitudinal (Fernández y Saiz, 1990). Los tallos se modifican en sus primeros estados de crecimiento (Figura 1a) para reemplazar a las hojas (Sudzuki, 2002); además es fotosintético y está formado por artejos aplanados, elípticos y carnosos y comúnmente conocidos como “pencas, paletas, o raquetas”, con el tiempo las paletas o cladodios inferiores adquieren la consistencia leñosa y forman un tronco lignificado y cilíndrico a los 15 años. Según Becerra (1999), en la epidermis de los cladodios se encuentran numerosas estomas; debajo de ella se localiza el clorénquima que es una capa de células de color verde intenso que da color a la penca y 4 constituye el tejido fotosintético. Este clorénquima se convierte gradualmente en parénquima medular y es la zona del centro y esponjosa del cladodio por donde circula la savia ascendente, este tejido está formado por células blancas que tienen este color por ausencia de cloroplastos y por una gran vacuola que corresponde el 95% del volumen celular. También los mucílagos, hidrocoloides que están presentes en los tejidos tienen la capacidad de retener el agua (Nobel et al., 1992). Sobre el tallo modificado se desarrollan las estipulas diminutas efímeras que rápidamente caen y son reemplazadas por un conjunto de hojas transformadas en espinas, unas finas y pequeñas (glóquidos) y otras gruesas y largas, que se disponen en cavidades llamadas areolas (Sudzuki, 2002). Las hojas sólo se encuentran en los cladodios tiernos, siendo visibles únicamente en la primera edad y son caducas (Figura 1b), ya que su vida dura poco más de un mes; aunque en algunos casos también pueden ser persistentes, sobre todo cuando los tejidos se esclerifican y se transforman en espinas al igual que los tallos, las hojas también realizan la fotosíntesis, según Bravo (1978, citado por Melgarejo 2000). Las espinas son características de las cactáceas, unos autores manifiestan que son hojas modificadas, otros dicen que actúan en la defensa de los animales, y que a través de ellas se produce la condensación del agua por la noche ayudando a su captación e inclusive ayuda a disminuir la transpiración por evitar el contacto directo del aire seco con el tallo (Melgarejo, 2000). Las areolas se encuentran en las axilas de las hojas y son las zonas que darán origen a brotes, flores y espinas (ahuates). Las flores se ubican en el borde apical de las pencas (Figura 1c), son solitarias de 6 a 7 cm de longitud carecen de aroma y se desarrollan a partir de las aréolas, una por cada aréola, son actinomorfas, hermafroditas y sésiles, receptáculo de color verde, con sépalos pequeños y de número variable, pétalos extendidos numerosos, amarillo verdoso y vistoso, el pistilo tiene un estilo grueso, un ovario ínfero unilocular multiovulado, con óvulos largamente pedicelados (Sudzuki et al., 1993). La polinización puede realizarse mediante la intervención de insectos (entomófila) del viento (anemófila) y, en ocasiones, quedan flores sin fecundar y se mantienen en la planta hasta entradas de invierno y su coloración es rosa vinosa (Fernández y Sais, 1990). La composición de los frutos varía con la madurez, son frutos no climatéricos (una vez cosechados no maduran), por lo que es importante cosecharlos en el óptimo índice de madurez (Sáenz, 2006). El fruto de tuna corresponde a una baya carnosa, unilocular polisperma, tiene forma ovoide cubierta de una cáscara o pericarpio, con numerosas espinas pequeñas (Figura 1d), la fructificación se produce sobre cladodios de uno a dos años de edad y, raramente, en los de tres años, aspecto a considerar en la poda (Melgarejo, 2000). Además, la envoltura funicular de las semillas abortivas es capaz de desarrollar pulpa de igual forma que la envoltura de las semillas normales, las semillas abortivas en un fruto maduro se distinguen por su coloración que tienden a ser de color café claro; y las semillas viables, por su parte, son más grandes y de color oscuro. Los frutos con mayor número de semillas abortivas tendrán mayor volumen de pulpa (Becerra, 1999). 5 b a c d Últimopiso Penúltimopiso Antepenúltimopiso Tronco e Figura 1.1. Diferentes órganos y estructuras de la tuna a) cladodios inferiores que lignifican y forman el tallo, b) brotación de un nuevo cladodio y cladodios donde se observan las areolas y espinas c) detalle de flor abierta y otras abriendo, d) fruto de Opuntia ficus-indica, con areolas, e) tallo y ramificaciones de Opuntia ficus-indica, según Acosta (2010; citado por Vásquez, 2012). 6 Fenología y desarrollo de los frutos La fenología de las plantas está relacionada al clima (temperatura, radiación y humedad) y comprende fenómenos biológicos como brotación de yemas, floración y maduración de frutos. La fenología floral es un tema poco estudiado en Opuntia ficus-indica, una característica de las cactáceas es que el desarrollo de la flor es asincrónico, es decir en un momento determinado se pueden encontrar simultáneamente yemas reproductivas, flores en antesis y frutos jóvenes y algunas especies pueden tener una segunda floración. La inducción de la tuna y de cactáceas en general, ocurre cuando las temperaturas son relativamente bajas (Inglese et al., 2002). Opuntia ficus-indica, tiene la capacidad de reflorecer a diferentes tiempos en forma natural o a través de prácticas inductivas (Nerd y Mizrahi, 1997), dicha práctica se utiliza en Italia para obtener una segunda floración después de remover completamente el flujo primaveral de flores y nuevos cladodios y así cosechar frutos maduros en Octubre y Noviembre. Esta técnica se conoce como Scozzolatura (Hernández, 2009). Las flores de las cactáceas generalmente abren y cierran el mismo día, la apertura floral de Opuntia ficus-indica típicamente dura de 8 a 11 horas, aunque las flores pueden abrir un segundo día (Pimienta y del Castillo, 2002). Pimienta (1990) clasificó las flores del nopal en dos tipos “A” y “B”:“las del tipo A” inician su apertura a las 9h00 y su cierre a las 18h00, y no vuelven abrir; las del tipo “B” parten con su apertura a las 15h00, se cierran a las 19h00 y se abren nuevamente al día siguiente como la flor tipo “A”. Esta particularidad reduce la pérdida de agua por transpiración y protege el estigma que es de tipo húmedo y promueve la germinación de los granos de polen (Rosas, 1984). En Chile la floración es escalonada, se inicia en Octubre -Noviembre y los frutos empiezan a madurar desde mediados de enero a finales de abril (tuna de verano) en la zona central (Sudzuki, 2002). Luego se presenta una segunda floración entre junio y julio (tuna de invierno). En Ecuador la floración ocurre todo el año, pero es mayor entre enero y febrero, lo que se le atribuye a su ubicación geográfica. Un solo cladodio puede soportar más de 30 flores, pero el 60-70% de la cosecha proviene de cladodios que llevan de 4-8 flores (Inglese, 2009). La tuna sigue un patrón de crecimiento doble sigmoideo en términos de peso fresco: un aumento pronunciado del peso de la piel ocurre en la etapa I, de las semillas en la etapa II y de la pulpa durante la fase III del periodo de desarrollo de frutos según Barbera et al (1992; citado por Inglese et al., 1997). El ciclo de desarrollo de los frutos de tuna a partir del inicio de floración en la planta hasta la completa maduración del fruto y el punto máximo de desarrollo y la madurez fisiológica de los frutos se obtiene 80 días después de la antesis (Gerencia Regional Agraria , 2009), y resulta indispensable los momentos claves de la curva de crecimiento de los frutos para la toma de decisiones en relación al manejo del cultivo (fertilización, irrigación, poda, aplicación de hormonas, control de enfermedades, etc.). Por lo tanto es importante identificar la iniciación y finalización de la floración, la iniciación de la fase de fructificación y la duración del período de desarrollo del fruto (PDF). La productividad de Opuntia ficus-indica es extremadamente variable y dependiente del cultivar, condiciones de manejo y sistema de plantación de huerto. Se han reportado altos rendimientos en huertos comerciales que fluctúan entre 20-30 t/ha obtenidos en las mejores plantaciones de Sicilia e Israel, en 7 México y Sud-África los promedios de rendimiento son de 15 t/ha, así como también se reportan bajos rendimientos de 4-9 t/ha en plantaciones de México y norte de África (Inglese, 2009). Desarrollo Maduración Crecimiento Estadios de maduración Días antes de la antesis (40 días) Flor (Antesis) Días después de la antesis (80 días) Figura 1.2. Evolución del desarrollo y maduración de frutos de tuna (Opuntia ficus-indica) antes de la antesis; Estadios de maduración: V (fruto verde), IP (Inicio de la pigmentación amarillo), VA (verde amarillo) e AV (Amarillo verde) (Gerencia Regional Agraria, 2009). Requerimientos del Cultivo: El factor ambiental limitante más importante de los cactus son principalmente las bajas temperaturas (Nobel, 1998). La tuna se desarrolla en climas áridos en zonas de precipitación de 100-125 mm/año, excesos de humedad provocan enfermedades fungosas y daños por insectos, prefiere climas templado cálidos con temperaturas máxima media de 20-30 ºC, siendo el óptimo de 18-25 oC (Sudzuki, 2002). En cuanto a los requerimientos edáficos, la tuna prefiere suelos de textura franco arcillosa arenosa, franco arenoso con una profundidad mínima de 30 cm para garantizar vigor de la planta, el pH de 6,5-8,5, a pesar de estos requerimientos se adapta a cualquier tipo de suelos, según Castro et al. (2009; citado por Vásquez, 2011). Fisiología de Opuntia ficus-indica La tuna está especialmente adaptada a zonas cálidas áridas y semiáridas, soportando extremas sequías estivales, es una planta suculenta o crasa (posee tejidos acumuladores carnosos), que acumulan gran cantidad de agua en sus tallos (Melgarejo, 2000). Además, diversos autores consideran que las características anatómicas de la epidermis, densidad baja de estomas y cutícula gruesa, han tenido una función importante en la adaptación de 8 las tunas a la aridez, (Conde, 1975; Mauseth, 1984; Gibson y Nobel, 1986; Pimienta Barrios et al., 1993; Nobel, 1994,1995; Gibson, 1996; Wickns, 1998; citado por PimientaBarrios et al., 2003). El xilema, además de la función de soporte mecánico, tiene la función en la regulación de la economía hídrica. Al respecto, Pimienta Barrios et al., 2003), en un estudio anatómico de los elementos de vaso del xilema en las especies de Opuntia, verificó que los vasos del xilema son especializados, ya que tienen las punteaduras intervasculares predominantemente escalariformes y alternas, estos vasos son estrechos lo que es una ventaja adaptativa en hábitats secos ya que los hace menos vulnerables a la cavitación. Además otra peculiaridad de la tuna es su metabolismo especial que es el CAM (crassulacean acid metabolism). Dicho metabolismo CAM se describe para especies de la familia Crasulácea y consiste en (1) captación nocturna de CO2, vía apertura estomática fijado por la enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPC), almacenando CO2 en la vacuola en forma de ácidos orgánicos especialmente ácido málico y (2) la remobilización en el día de los ácidos orgánicos de la vacuola y refijación del CO2, con estomas cerrados en el ciclo de Calvin (fase III). Entre estas fases hay transiciones principalmente cuando los estomas se abren para captar CO2 , por un corto tiempo durante un periodo temprano de luz (fase II) y la reapertura continua tarde en el periodo de luz para captar CO2directo para la asimilación de carbohidratos cuando se agotan lo ácidos orgánicos vacuolares (fase IV). Las fases II y IV responden sensiblemente a los parámetros de entrada del medio ambiente (Lüttge, 2004). De esta forma se reducen la perdida de agua de los estomas en gran parte de las horas del día, especialmente las más calurosas en donde mantienen sus estomas cerrados , abriéndolos durante la noche donde almacenan ácido málico, y en el día se va transformando en azucares (Melgarejo, 2000). Figura 1.3.Proceso metabólico de Opuntia ficus-indica, durante la noche y día y Esquema simplificado del ciclo CAM de los principales pasos metabólicos Winter and Smith 1996. Prácticas de manejo del cultivo Entre las prácticas culturales realizadas para Opuntia ficus-indica: el suministro de riego es clave. Así se ha documentado que, con una pequeña cantidad de agua, incrementa el crecimiento y rendimiento del cultivo, como se observó en una prueba realizada en Sicilia con una o dos aplicaciones de 350 m3/ha, suministrados inmediatamente después de la primer remoción floral o un mes más tarde o aplicar riego en ambas fechas, dando todos los tratamientos mayores resultados de rendimiento (Barbera e Inglese, 1993). En Santa Fe, 9 Jerez Zacatecas, con el uso del fertirriego (a través del riego por goteo) ha sido posible el adelanto de la floración, adicionando fertilizantes antes de floración (Medina y Ruiz, 2004). Otra práctica estudiada consiste en el anillado parcial de los cladodios del segundo piso para inducir el adelanto de la cosecha,(Aguilar, 2005), lo que también ha sido aplicado en el endoletargo de la tuna, cuya práctica permite adelantar la antesis y cosecha de 51 y 55 días. El desfasamiento de la cosecha en el Mediterráneo, ha sido posible con la aplicación del riego, fertilización y el uso de cubiertas plásticas, (Nerd et al., 1989; Nerd et al., 1991; Barbera e Inglese, 1993; Mulas, 1997; citado por Zegbe y Covarrubias, 2006). En Italia y muchos países, se practica la eliminación completa y manual de las flores y cladodios durante la temprana o plena floración (primavera), práctica que es conocida como “scozzolatura”, se constituye en una práctica común que induce una segunda floración aprovechando cuando se producen lluvias y las temperaturas son adecuadas para el desarrollo de la fruta y la maduración es óptima (Inglese, 2009). Otra práctica que se realiza en otros frutales es la regulación de carga frutal, la misma que ha sido replicada en Opuntia ficus-indica, tema que no ha sido muy abordado en este frutal, pero se constituye una práctica clave para obtener calibres comerciales adecuados y buenos rendimientos. Carga frutal La regulación de la carga frutal por medio de flores o frutos sirve para incrementar el tamaño y promueve la maduración del fruto (Barone et al., 1994) y además controla la alternancia productiva de árboles frutales. La aplicación del raleo consiste en regular la cantidad de frutos en relación al área foliar y la edad del árbol, El momento en que se lleva a cabo el raleo depende del patrón de crecimiento del fruto, la duración del periodo de desarrollo de los frutos (FDP) y, predominantemente, las condiciones ambientales. Según Pimienta Barrios y Leguizamón (1989, citado por Inglese et al., 1995), el tamaño del fruto de la tuna depende del cultivar, contenido de semillas, disponibilidad de agua, tiempo de maduración y carga frutal/cladodio. De acuerdo a investigaciones de raleo del fruto de Opuntia ficus-indica, se postula que el máximo peso fresco del fruto se obtendría dejando 6 frutos/cladodio fértiles lo que se constituiría en un umbral para frutos de exportación (Inglese et al., 1995). A escala del árbol, el crecimiento de un órgano depende del contexto microclimático, (por ejemplo luz vs sombra) en el que se desarrolle (Umeki y Seino, 2003); sin embargo la prioridad de los órganos por asimilados (carbono y agua), también depende de la posición relativa de los otros órganos en el mismo árbol (Sprugel, 2002) y, con respecto a la ontogenia del árbol (Lauri et al., 2010). Una jerarquía del sumidero se considera generalmente entre los órganos o tejidos de especies perennes, resumidos por el siguiente orden de prioridad de reparto en un rango de mayor a menor: semillas, pulpa del fruto, ápices de brotes, hojas maduras, cambium, raíces y almacenamiento (McQueen, 2004). 10 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Aguilar, G. 2005. Producción Forzada de Nopal (Opuntia ficus-indica, cv) Tlaconopal mediante Anillado Parcial. Revista Fitotecnia Mexicana 28 (Julio-septiembre): 295-298. Barbera, G y P. Inglese. 1993. La coltura del ficodindia. Edagricole, Bologna( Italia): 116120. Barone, E., G. Gullo, R. Zappia, and P. Inglese. 1994. Effect of crop load on fruit ripening and olive oil (Olea europea L.) quality. J. Hort. Sci. 69: 67–73. Becerra, P. 1999. Frutales Nativos de zonas áridas de México. Revisión Bibliográfica. U.P. de Producción Vegetal. ESPO-UMH. 52 pp. Orihuela. Catastro Frutícola Principales Resultados. 2010. Disponible en: http://www.odepa.gob.cl//odepaweb/servicios-informacion/Catastrosfruticolas/catastroRM-2010.pdf;jsessionid=1B461011D1C5FB49AC4AF854617B6B68. Leído 08 de Agosto de 2013. Dok-Go, H. K.H. Lee, H.J. Kim, E.H. Lee, J.L. Song and Y.H. Lee.2003. Neuroprotective effects of antioxidative flavonoid, quercetin, (1) - dihydroquercetin and quercetin 3-methyl ether, isolated from Opuntia ficus-indica var. saboten. Brain Research 965: 130–136. Doussoulin, E y E. Acevedo. 1984. Arquitectura y relaciones alométricas en Opuntia ficusindica (L.) Mill. IDESIA (Chile) 8: 33-45. El-Samahy, S., K. El-Hady, E. Habiba, R. Falasca, M. Bernabey C. Lamas. 2011. Aptitud agroclimática de áreas áridas y semiáridas de Argentina para el Cultivo de tuna (Opuntia ficus-indica) como fuente de biotenol. Quebracho (19): 66-74. Falasca S, Bernabé MA, Lamas C. Aptitud agroclimática de áreas áridas y semiáridas de Argentina para el cultivo de tuna (Opuntia ficus-indica) como fuente de bioetanol. 2011. Rev. Cienc. Forest. 19: 66-74. FAO.2006. La Tuna (Opuntia ficus-indica). Fichas Técnicas Productos frescos y procesadoshttp://www.fao.org/inpho_archive/content/documents/vlibrary/ae620s/pfrescos/ TUNA.HTM. Leído el 06 de junio de 2013. Felker, P., A. Paterson and M. Jenderek.2006. Forage Potential of Opuntia Clone Maintained by the USDA, National Plant Germplasm System (NPGS) Collection Crop Sci. (46):2161–2168. Fernández, J y M. Saiz. 1990. La chumbera como cultivo de zonas áridas. Hojas divulgadoras Nro. 1/90. MAPA. Madrid. 24 pp. 11 Flores, C., J. de Luna y P. Ramírez. 1995. El mercado mundial de la tuna. Informe final. Programa Nopal del CIESTAAM de la Universidad de Chapingo, México. Autónoma Chapingo. Galati, E., M. Mondello, D. Giufferida, G. Dugo, G. Miceli, N. Pergolizzi and S. Taviano. 2003. Chemical characterization and biological effects of Sicilian Opuntia ficus-indica (L.) Mill. Fruit juice: antioxidant and antiulcerogenic activity. J. Agric. Food Chem. 51: 4903– 4908. Gerencia Regional Agraria La libertad. 2009. Cultivo de tuna (Opuntia ficus-indica). Trujillo-Perú, 18p. González, G y A. Icaza. 2007. Cultivo e Industrialización de la tuna. Tesis de grado de Economista con mención Gestión Empresarial Especializado en Finanzas de la Escuela Superior Politécnica del Litoral, Facultad de Ciencias Humanísticas y Económicas. Guayaquil, Ecuador. 169p. Hassan, F., A. El-Razek and A.A. Hassan. 2012. Nutritional Value and Hypoglycemic Effect of Prickly Cactus Pear (Opuntia ficus-indica) Fruit Juice in Alloxan-Induced Diabetic Rats. Australian Journal of Basic and Applied Sciences. 5(10): 356-377. Hernández, C. 2009. Fenología, Productividad y Calidad de Fruto con y sin Semilla en Opuntia ficus-indica. Tesis de Doctorado Fisiología Vegetal, Mención de Recursos Genéticos y Productividad. Instituto de Enseñanza e Investigación en Ciencias Agrícolas. Montecillo, Texnococo, México. 70p. Inglese, P., G. Barbera and T. La Mantia. 1997. Competitive growth of Fruits and Cladodes of Opuntia ficus-indica (L.) Mill and Thermal time Requeriment. In Inglese, P. and M.O. Brutsch (Eds). III Int. Congress on Cactus Pear and Cochenille.Acta Hort. 438 Palermo Italy. Inglese, P., F. Basile and M. Schirra.2002. Cactus pear fruit production. In: Nobel P.S (Ed). Cacti Biology and Uses. University of California Press, USA. Pp. 163-183. Inglese, P. 2010. Cactus Pear, Opuntia ficus-indica L. (Mill.) for Fruit Production: An Overview. Pp 82-92. In: Nefzaoui A, P. Inglese B. Tesfay. (Eds). Improved utilization of cactus pear for food, feed, soil and water conservation and other products in Africa.Cactusnet Newsletter. Octubre 19-21, 2009. Africa. Lauri, P., J. Kelner, C. Trottier and E. Costes. 2010. Insights into secondary growth in perennial plants: its unequal spatial and temporal dynamics in the apple (Malus domestica) is driven by architectural position and fruit load. Annals of Botany 105: 607–616. 12 Lüttge, U. 2004. Ecophysiology of Crassulacean Acid Metabolism (CAM).Annals of Botany 93: 629-652. Melgarejo, P. 2000. Tratado de Fruticultura para zonas áridas y semiáridas vol. I. El Medio Ecológico, La higuera, el algarrobo y el nopal. Ed. Mundi-prensa y AMV. Madrid. España. 422 p. McQueen, J, W. Silvester, T. Green, P. Minchin. 2004. Carbohydrate allocation in apple stems can be altered by fruit load. Acta Horticulturae 636:267-273. Méndez, S y J. García. 2006. La Tuna. Boletín Bimestral de la Comisión Nacional para el Conocimiento y Usos BioDIVERSITAS. 68. ISSN: 1870-1760. Medina-García, G. y J.A. Ruiz-Corral. 2004. Estadísticas climatológicas básicas del Estado de Zacatecas. SAGARPAINIFAP- CIRNOC-Campo Experimental Zacatecas. Libro Técnico No. 3. Nerd, A and Mizrahi. 1997. Reproductive Biology of cacti. Horticultural Review.18: 321346. Nobel, P.S. 1989. A nutrient index quantifying productivity of agaves and cacti. J. of Appl Ecol. 26: 635-645. Nobel, J. 1995. Changes in water potential and its component during shoot formation in cacti callus. Physiol. Plant (45): 92-97. Pareek, OP., R.S. Singh and BB. Vashishtha. 2003. Performance of Cactus Pear (Opuntia ficus-indica(L.) Mill.) Clones.Hot Arid Region of India. J. PACD. 2: 121-130. Pimienta, B.E. 1990. El Nopal tunero. Universidad de Guadalajara. Guadalajara Jalisco, México. 246 p. Pimienta-Barrios, E., J. Zañudo, E. Yepez, E. Pimienta-Barrios y P. Nobel. 2000. Seasonal variaton of net CO2 uptake for cactus pear (Opuntia ficus-indica) and pitayo (Stenocereus queretaroensis) in a semid-arid environment. Journal of Arid Environments 44: 73-83. Pimienta-Barrios, E and R. del Castillo. 2002. Reproducive Biology. In: Cacti Biology and Uses. PS Nobel (Ed).University of California. Press. USA. Pp. 75-90. Pimienta-Barrios, E, S. Loza y M. Castillo-Aranda. 2003. Caracterización Anatómica y Conductividad Hidráulica Teórica de los elementos de Vaso de Variedades Silvestres y Cultivadas de Nopal Tunero (Opuntia). Acta Botánica Mexicana. 62: 21-30. 13 Ponce, A y D. Vela. 2010. Manejo Poscosecha de dos Variedades de Tuna (Opuntia ficusindica) producida en el Valle del Chota. Tesis de grado para Ingeniero Agroindustrial. Universidad Técnica del Norte, Facultad de Ingeniería en Ciencias Agropecuarias y Ambientales. Ibarra-Ecuador. 215 p. Rosas, C. 1984. Polinización y fase Progámica en Opuntia spp. Tesis Profesional de Licenciatura de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. México 76p. Sáenz, C. 2006. Utilización agroindustrial del nopal. Boletín de Servicios Agrícolas de la FAO 162. Sanhueza, M. 2010. Identificación y Caracterización de los Agentes Participantes y Encadenamientos Productivos en el Agronegocio de la Tuna. Tesis para optar el Título Profesional de Ingeniero Agrónomo de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. Santiago de Chile 73p. Singh, G. 2003. General Review of Opuntias in India. J. PACD: 30-46. Sprugel, D.G. 2002.When branch autonomy fails: Milton’s law of resource availability and allocation. Tree Physiology 22: 1119–1124. Sudzuki, F., C. Muñoz. y H. Berger. 1993. El cultivo de la tuna Cactus pear. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales Universidad de Chile. Sudzuqui, F. 2002. Cultivo de Frutales Menores. 7ma-ed Facultad de Ciencias Agrarias, Veterinarias y Forestales de la Universidad de Chile, Santiago de Chile. 193p. Umeki, K and T. Seino. 2003. Growth of first-order branches in Betula platyphylia saplings as related to the age, position, size, angle, and light availability of branches. Canadian Journal of Forest Research 33:1276-1286. Vázquez-Alvarado, R., F. Blanco-Macías, M. Ojeda-Zacarías, J. Martínez-López, R. Valdez-Cepeda, A. Santos-Haliscak y L. Háuad-Marroquín. 2011. Producción y Aprovechamiento del Nopal y Maguey. Revista Salud Pública y Nutrición RESPYN. 5: 185-203. Zegbe-Domínguez, J y J. Mena Covarrubias. 2006. Modificación de la floración, maduración y época de cosecha del nopal tunero (Opuntia spp.) Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas y Pecuarias inifap. Centro de Investigación Regional Norte Centro Campo Experimental Zacatecas. (8) 20p. Zacatecas-México. 14 CAPITULO II MANEJO DEL TAMAÑO DE FRUTO Y LA CALIDAD DE LA TUNA (Opuntia ficusindica, M) MEDIANTE LA REGULACIÓN DE LA CARGA FRUTAL, BAJO CONDICIONES DE ZONA MEDITERRANEA Y TROPICAL RESUMEN Con el objetivo de evaluar el efecto de la carga frutal de la tuna (Opuntia ficusindica, M) sobre el rendimiento y la calidad de los frutos, se realizaron dos ensayos: uno en el que se ajustaron diferentes niveles de carga frutal a nivel de cladodios individuales (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 y 16 frutos/cladodio) en la localidad de El Noviciado, Chile; y un segundo en el que se evaluaron siete plantas con diferentes niveles de carga frutal natural (sin ajuste de carga) en la misma localidad y en el Valle del Chota, Ecuador. En ambos ensayos la disminución de la carga frutal redujo el rendimiento de frutos pero aumentó las siguientes variables de calidad de los frutos: peso fresco, tamaño (diámetros polar y ecuatorial), relación pulpa/cáscara y firmeza. Por otro lado, en ambos ensayos, el porcentaje de jugo de la pulpa se redujo al disminuir la carga frutal, mientras no se observaron efectos de la carga sobre el contenido de sólidos solubles, el pH y la acidez titulable de la pulpa. Al comparar las localidades, se obtuvo respuestas casi idénticas del rendimiento, el peso fresco y la firmeza de los frutos a la carga frutal natural. Esto indica que dichas variables están fuertemente determinadas por la carga frutal, independiente de las diferencias en las condiciones edafo-climáticas. Por otro lado, para los mismos niveles de carga frutal, en la localidad chilena se presentó mayores relaciones pulpa/cáscara y contenido de sólidos solubles que en la localidad ecuatoriana. Al comparar las plantas con carga ajustada con aquellas de carga natural en la localidad de El Noviciado, se concluyó que el ajuste de carga permite obtener mayores rendimientos y pesos frescos de frutos para un mismo nivel de carga y que la carga natural tiene un efecto más acentuado en la reducción del peso promedio y rendimiento (al aumentar la carga). Dichas diferencias indican que el crecimiento de los frutos de tuna depende principalmente del suministro de asimilados y nutrientes del cladodio sobre el que se desarrollan. Por otro lado desde el punto de vista agronómico, se concluye que (i) las recomendaciones de manejo de la carga frutal para controlar el rendimiento, el peso fresco y la firmeza de los frutos de tuna pueden aplicarse de igual forma bajo las condiciones de El Noviciado y el Valle del Chota, a pesar de las marcadas diferencias edafo-climáticas y (ii) el ajuste de la carga frutal a ocho frutos por cladodio permite una óptima combinación de rendimiento y calidad de los frutos en El Noviciado, la cual debe considerar variables comerciales con respecto a (1) precio de las diferentes calidades de frutos (peso, tamaño) y (2) destino del mercado. Palabras claves: carga frutal, peso fresco, peso pulpa, peso cáscara, pH, sólidos solubles, acidez titulable, firmeza, contenido de jugo. 15 MANAGEMENT OF FRUIT SIZE AND QUALITY OF CACTUS PEAR (Opuntia ficus-indica, M) TROUGH THE ADJUSTMENT OF THE FRUIT LOAD UNDER MEDITERRANEAN AND TROPICAL CONDITIONS Summary With the aim of studying the effect of fruit load of cactus pear (Opuntia ficusindica, M) on fruit yield and quality, two trials were carried out: one in which different fruit loads were adjusted at the cladode levels (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 y 16 fruits/cladode) in The Noviciado, Chile and a second trial in which seven plants with different natural fruit loads were evaluated in the same locality and in Valle del Chota, Ecuador. In both trials, lower fruit loads reduced yield but increased fruit fresh mass, size (polar and equatorial diameter) pulp/peel ratio and firmness. On the other hand, in both trials, increasing fruit load reduced the proportion of juice in the pulp whereas no effects of fruit load on pulp soluble solids, pH and titratable acidity were observed .When comparing localities, nearly identical responses of fruit yield, fresh mass and firmness to fruit load were observed. This indicates that these variables are highly controlled by fruit load, irrespective of the edapho-climatic differences. On the other hand, for similar fruit load levels, the Chilean locality achieved higher pulp/peel ratio and soluble solid content than the Ecuadorian locality. As to adjusted vs. natural fruit load in El Noviciado, it was shown that, throughout fruit load levels, adjusting the fruit load to homogenous per cladode levels allows achieving higher fruit yield and fresh mass as compared to natural fruit load which, in turn, more drastically reduced fruit yield (with decreasing fruit load) and fresh mass (with increasing fruit load). This indicates that fruit growth of prickly pears mainly depends on the assimilate and nutrient supply by the cladodes they grow on. From an agronomic point of view it was concluded that (i) fruit load management practices aiming to control prickly pear fruit yield, fresh mass and firmness can be equally applied under edapho-climatic conditions as diverse as those of El Noviciado and Valle del Chota and (ii) adjusting fruit load to eight fruits per cladode in El Noviciado allows achieving an optimal fruit yield for quality combination, hich should consider commercial variables with respect to (1) price of various grades of fruit (weight, size) and(2) market destination. Key words: fruit load, fresh mass, pulp mass, peel mass, pH, soluble solids, titratable acidity, firmness, juice content. 16 INTRODUCCIÓN La tuna (Opuntia ficus-indica), es una fruta jugosa y dulce, con una cáscara espinosa y una gran cantidad de semillas pequeñas y duras (Galati et al., 2003). En los últimos años, muchos países han aumentado la producción de tuna (también conocida como: higochumbera en España, ficod’India en Italia, figue de barbarie en Francia, sabras en Israel, palma forrageira en Brasil, prickly pear en Estados Unidos, nombre que está evolucionando a cactus pear, por su término peyorativo y tuna que es reconocido por México y América en general). Stintzinget al. (1999) manifiesta que una característica interesante de los frutos de Opuntia ficus-indica reportada en cultivos de México y Sudáfrica, es el alto contenido de taurina, con un rango de 323,6 a 572,1 mg/l, este aminoácido, cuya presencia no es común en una gran cantidad de plantas, es importante por su influencia en el desarrollo de la retina y en la síntesis de ácidos biliares, a lo que se suma la baja capacidad del ser humano para sintetizarlo. Además reduce notablemente los marcadores plasmáticos de daño oxidativo a lípidos, tales como: MDA (marcador de la peroxidación lipídica), e incrementos de vitaminas antioxidantes como: Vitamina C y vitamina E (Tesoriere et al., 2004). La tuna pertenece al grupo de las cactáceas y posee metabolismo CAM (ácido crasuláceo). Franck (2006) manifiesta que el metabolismo CAM de Opuntia, tiene la particularidad de separar temporalmente las distintas fases de la fotosíntesis: (i), el carbono ambiental CO2, es absorbido durante la noche y transformado en ácido málico por acción de la enzima PEP carboxilasa (PEPC), y es almacenado en las vacuolas del clorénquima de los tallos, (ii) durante el día se libera el malato de la vacuola hacia el citosol donde este es descarboxilado, liberando CO2.Finalmente se asimila en los cloroplastos por la enzima Rubisco, seguida por el ciclo de Calvin-Benson y la generación de carbohidratos (Andrade et al., 2007). Para condiciones de pluviometría limitada, las especies de Opuntia, han desarrollado características-xerofíticas. La pérdida de agua se reduce por una baja transpiración cuticular, reducido número de estomas por unidad de superficie y, por la presencia de pelos o tricomas (Rensburg et al., 1993). Debido a que la absorción de CO2en las plantas CAM ocurre durante la noche, las temperaturas nocturnas son mucho más importantes que las diurnas para la absorción neta de CO2de O. ficus indica. La temperatura nocturna óptima es relativamente baja, 15 °C, y su rango adecuado se encuentra entre temperaturas de 5 a 20 °C (Nobel 2003). Barbera et al. (1992) manifiesta que O. ficus-indica se cultiva en América, África, Asia, Europa y Oceanía, siendo México donde se encuentra la mayor riqueza de especies y cultivares del mundo, y se considera el centro de origen y dispersión de la especie. Márquez-Berber et al. (2012) manifiesta que Opuntia ficus-indica, es una planta que se adapta bien a las condiciones restrictivas de las diferentes regiones áridas y semiáridas del planeta, tanto en lo referido a recursos hídricos, suelos y aspectos medioambientales. Esta y otras razones relacionadas con el fruto (tuna) enfatizan novedosas investigaciones para el incremento del rendimiento agrícola, adaptabilidad y desarrollo de la planta, erradicación 17 de enfermedades, prácticas de cultivo, mejoramiento de la cosecha, calidad en las operaciones de post-cosecha e industrialización (Cerezal et al., 2005). Según Barbera et al. (1992) el crecimiento del fruto y el tamaño final depende de varios manejos, condiciones ambientales y factores fisiológicos que determinan el crecimiento potencial y fuerza del sumidero durante el periodo del desarrollo del fruto. Sin embargo, la fuerza del sumidero de un fruto es básicamente regulada por hormonas endógenas relacionadas a la división celular y desarrollo de las semillas. Por lo que el efecto de la alta carga frutal se relaciona con una baja relación de área fotosintética/fruto, existiendo menos carbohidratos disponibles para el crecimiento del fruto y una baja acumulación de sólidos solubles durante su madurez, lo que se traduce en un aumento de la competencia por fotoasimilados entre frutos adyacentes (Ayala y Wedeles, 2006). La carga frutal es el factor más importante, de todos aquellos que influyen en el tamaño del fruto, por lo que la eliminación de parte de esta carga es la manera más efectiva para mejorar el tamaño de la fruta (Racskó, 2006). Sin embargo, al reducir la carga frutal, se reduce también el rendimiento, razón por la que se debe llegar al óptimo económico, en función al tamaño de la fruta, rendimiento y precio (Reginato et al., 2007). La regulación de la carga frutal mediante el raleo de flores y/o frutos sirve para incrementar el tamaño del fruto, adelantando la maduración del mismo y teniendo control de la alternancia en la producción interanual de los frutales. El grado de raleo del fruto está regulado por: la relación hoja/fruto, la edad del árbol y las prevalentes condiciones ambientales, (Barone et al., 1994; Havis, 1962, citados por Inglese et al., 1995). Por otro lado Chaar y Sánchez (2010) mencionan que el raleo de frutos, junto con disminuir el rendimiento y aumentar el tamaño de los frutos, aumenta el porcentaje de sólidos solubles incrementando así la proporción de la fruta de un elevado valor comercial. En cerezos por ejemplo, se ha visto que el calibre es un factor de calidad importante y depende de muchos factores como: variedad, porta-injerto, carga frutal, poda, raleo de dardos, yemas flores y frutos (Elorriaga, 2010). Se han utilizado varios métodos para medir la carga frutal, el número de frutos/árbol es útil solamente bajo condiciones uniformes, en donde las diferencias de tamaño de los árboles sean insignificantes, pero cuando se trata de árboles muy des-uniformes, resulta esencial normalizar la carga frutal por tamaño del árbol. Es así como se ha utilizado la cantidad de fruta en relación al área de sección transversal de tronco (frutos/ASTT), aunque la relación entre el tamaño del árbol y el ASTT se va perdiendo con el tiempo, debido a las intervenciones de poda que se realizan cada año. Una estimación que ha ido tomando importancia a través del tiempo es la eficiencia de convertir la luz en biomasa de fruta (kg de fruta por unidad de luz interceptada), existiendo una directa relación entre la luz interceptada por la copa y la productividad por unidad de superficie. Este índice permite comparaciones minimizando las diferencias entre densidad, forma y tamaño de los árboles (Reginato et al., 2007). La poda y el raleo son indispensables prácticas de manejo para el cultivo de Opuntia ficusindica cuyo propósito es producir frutos con apreciado valor comercial, mejorar calidad y 18 facilitar cosecha. (Byers y Faust, 1989) manifiestan que el grado de raleo es usualmente regulado en un fruto: en relación de la hoja, edad del árbol, pero el tiempo en el que se lleva a cabo depende de patrón de crecimiento del fruto, la duración del período de desarrollo de los frutos (FDP), y prevalentemente las condiciones ambientales. Por su parte, Barbera et al., (1992) muestra que el patrón de crecimiento de Opuntia ficus-indica, también implica el crecimiento de las flores, ya que estas representan entre el 25 a 30% del peso de fruta cosechada y el 50 a 60% de su tamaño. En cuanto a las condiciones climáticas, es importante recalcar la facilidad de adaptación de la cactácea a diferentes lugares del mundo y su proliferación se debe a su rusticidad y adaptabilidad (Brutsch, 1992). Por su parte González et al. (2007), dicen que Chile es uno de los países productores de tuna, mientras que Ecuador no muestra muchos avances en producción debido al bajo nivel de tecnificación de la agricultura tradicional. No obstante a lo anterior, Ecuador tiene oportunidades y ventajas de producción que por su latitud y clima le resulta fácil producir fruta durante todo el año, a diferencia de Chile cuya producción se centra en dos cosechas al año (verano e invierno). De lo anteriormente expuesto, se desprende que son varios factores de manejo y clima los involucrados en la determinación del tamaño y la calidad del fruto de este frutal, por esta razón se vio la necesidad de ampliar herramientas de investigación y estudiar el efecto de la carga frutal sobre el rendimiento y la calidad de los frutos de tuna: HIPOTESIS Al incrementar la carga frutal de la tuna (Opuntia ficus-indica), tanto a nivel de cladodio individual como de planta completa, aumenta el rendimiento, pero se reduce la calidad comercial de la fruta, tanto en condiciones de clima Tropical como Mediterráneo. OBJETIVOS Objetivo general Estudiar el efecto de distintos niveles de carga frutal ajustados homogéneamente por cladodio individual en Chile y obteniendo como carga natural a nivel de planta entera en Chile y Ecuador sobre el rendimiento y calidad de la fruta. Objetivos específicos  Estudiar el efecto de distintos niveles de carga frutal ajustados homogéneamente por cladodio individual en Chile y obtenidos como carga natural a nivel de planta entera en Chile y en Ecuador sobre: 19  Rendimiento del huerto  Parámetros de calidad comercial (peso fresco, peso cáscara, diámetro ecuatorial y longitudinal, firmeza, sólidos solubles, pH, acidéz y contenido de jugo).  Comparar el efecto de la carga a nivel de planta entera sobre las variables antes descritas, bajo condiciones de clima Mediterráneo (Sector del Noviciado en Chile) y tropical (Valle del Chota en Ecuador). 20 MATERIALES Y MÉTODOS Lugar de estudio Los ensayos se realizaron durante la temporada 2011/2012, en dos huertos comerciales de tuna (Opuntia ficus-indica) del ecotipo verde, ubicados en dos países. En Chile en un huerto comercial ubicado en el sector Noviciado de la comuna Pudahuel, perteneciente a la región Metropolitana, huerto de cuarenta y cinco años de edad en plena producción, con sistema de riego por aspersión y, en Ecuador en un huerto comercial de cinco años de edad empezando a producir, con sistema de riego tradicional con manguera, ubicado en un sector del Valle del Chota, provincia de Imbabura de la sierra norte del país. Ambos huertos tenían el mismo marco de plantación de 5x5 m. En el cuadro 1 se indica las características agroclimáticas de los lugares donde se llevó a cabo la investigación. Cuadro 1. Ubicación y características agroclimáticas de los lugares de estudio Localidad Ubicación (latitud y longitud) Noviciado-Pudahuel 33°23'42" S 70°51'54" W Valle del Chota 0°10' - 0°40' N 77°30' - 78°30' O Altura (msnm) 694 1300-2400 Temperatura máxima y mínima anual 13 - 30 °C En inviernos min 20C 19,5 - 24 °C Precipitación media anual (mm) 277 340-670 Fuente: 1Recopilación de Estudio de la producción, poscosecha, mercadeo y consumo de fréjol arbustivo en el Valle del Chota, Ecuador. INIAP. 2011. 2 http://164.77.222.61/climatologia/publicaciones/Estadistica_ClimatologicaI.pdf Selección de las unidades experimentales Ensayo de ajuste de carga frutal a nivel de cladodios en Chile A mediados de primavera (finales del mes de septiembre del año 2011), se seleccionaron 16 plantas homogéneas en el huerto de El Noviciado. A estas plantas se les contabilizó el número de frutos presentes en cada cladodio productivo y el número de cladodios productivos. Posteriormente se dejó un número idéntico de cladodios productivos por planta, eliminando todas las flores de los cladodios sobrantes. En los cladodios productivos se eliminó una porción de las flores de modo de obtener tratamientos con una distribución de cargas frutales homogéneamente distribuidas entre un nivel muy bajo y otro muy alto. 21 Dichas cargas frutales se ajustaron a nivel de cladodio individual dejando un número idéntico de frutos en todos los cladodios productivos, de las plantas pertenecientes a cada uno de los siguientes tratamientos. En el cuadro 2 se indica la distribución de los tratamientos de ajuste de carga frutal asignados a los cladodios. Cuadro 2. Tratamientos de carga frutal, de tuna (Opuntia ficus-indica), asignados en Terreno. Tratamientos Intensidad de carga T1 dos frutos/cladodio T2 cuatro frutos/cladodio T3 seis frutos/cladodio T4 ocho frutos/cladodio T5 diez frutos/cladodio T6 doce frutos/cladodio T7 catorce frutos/cladodio T8 dieciséis frutos/cladodio Para cada tratamiento se utilizaron dos plantas (repeticiones), que fueron cosechadas durante los meses de febrero, marzo y abril que corresponde a la cosecha de verano. Ensayo de carga frutal natural en Ecuador y Chile En cada país (Ecuador y Chile) se seleccionaron seis plantas que presentaban un rango de cargas frutales distribuidas homogéneamente desde muy baja a muy alta. La carga frutal se expresó en número de frutos por unidad de superficie (frutos/m2). Evaluaciones de las variables de ambos ensayos La cosecha fue escalonada, es decir se cosechó de acuerdo a la madurez comercial de la fruta tomando como referencia el llenado, desespinado y color de la misma; la cosecha fue manual y se realizó un día antes de llevar la fruta a laboratorio, para realizar los análisis respectivos. Para determinar el rendimiento completo de las plantas de ambos ensayos, se cosechó y pesó la totalidad de la fruta madura en cada cosecha. Para realizar las mediciones de calidad de la fruta se trabajó con muestras, según se detalla a continuación. En caso del 22 ensayo de regulación de la carga frutal a nivel de cladodios, se tomó un total de 6 frutos/cladodio representativo de cada planta (2 frutos en T1 y 4 en T2), sin que estas presentasen fisuras o daños físicos adquiriendo un total de 12 frutas cosechadas por planta en cada fecha de cosecha. En el caso del ensayo de carga en condiciones naturales, se tomó la misma referencia para cosechar en ambos países y la recolección de fruta consistió en seleccionar al azar 7 frutos por planta en cada fecha cosechada, tomados desde la parte alta a baja de las plantas de cada huerto. Se realizaron las mismas mediciones, tanto en regulación de carga así como carga natural, y las variables analizadas se mencionan a continuación: Peso fresco de la fruta: Se contó y pesó toda la fruta recolectada en cada cosecha para obtener la cantidad y rendimiento total de las cosechas acumuladas. Para determinar el peso de la fruta se utilizó una balanza electrónica, modelo (FEJ-500), con una capacidad de 5 kg. Estas evaluaciones se realizaron en el laboratorio de Calidad de la Fruta de la Universidad de Chile. En Ecuador se determinó el peso de la fruta a nivel de campo, debido a que la producción de todos los huertos asociados es comercial por lo que se determinó el peso para descontar el valor que sería adjudicado al productor que colaboró con la investigación, para ello se pesó la fruta de manera individual con una balanza mecánica (Figura 2.1.a y b) y con una balanza de sobremesa METTLER TOLEDO para determinar el peso total de la cosecha por semana. a b Figura 2.1.Determinación de peso de fruta a nivel de campo a) Balanza de sobremesa METTLER TOLEDO, b) Balanza Mecánica; Valle del Chota Ecuador. Diámetro Ecuatorial y polar El tamaño de los frutos se evaluó con un pie de-metro (Bulls Tools, ADT-8656, EE.UU.), en la zona ecuatorial y polar del fruto. Los valores se expresaron en mm. 23 Figura2.2. Pie de metro para medir tamaño de tuna Firmeza Se determinó con un texturómetro FTA (Fruit Texture Analyser, FT011 0-11 Lbs, Italia). Las mediciones se realizaron en la zona ecuatorial en ambas caras de fruto, usando un embolo de 2,5 mm en cáscara a una velocidad de descenso de 1 mm/s, la distancia de penetración fue de 20 mm (Flores et al., 2007). Los resultados se expresaron en Kg. a b Figura 2.3. Equipos para determinar firmeza a) FT011-011 Lbs, Italia, b) Penetrómetro Embolo 2,5 mm. Peso fresco de pulpa y cascara Se separó la pulpa de la cáscara de cada fruto, pensando solamente la pulpa, y luego se pesó la cáscara de la fruta. Para lo cual se ocupó una balanza electrónica de precisión (Belltronic, ES 1000HA, Suiza). 24 Peso fresco de jugo La pulpa se trituró usando un multiprocesador de alimentos domésticos a baja velocidad. Las semillas se separaron usando tela de manta de cielo (para quesería) y el jugo se pesó antes de realizar el análisis fisicoquímico (peso, pH, sólidos solubles totales y acidéz titulable). Contenido de sólidos solubles (SS), pH y acidéz titulable Este parámetro de calidad de la fruta se determinó, usando un refractómetro termo compensado modelo PAL y escala de 0-32 °Brix (Atago, Tokio, Japón). Los resultados se expresaron en grados Brix. Figura 2.4. Equipos de determinación para Sólidos Solubles. Refractómetro PAL La acidéz titulable se obtuvo mediante un titulador automático (Schott, Titrolineeasy, Alemania), se utilizaron 10 ml de cada tubo de jugo que fue extraído de cada fruta de acuerdo a los tratamientos y la secuencia de la cosecha, obteniendo una serie de tubos para análisis, los cuales fueron titulados con NaOH-0,1N, hasta lograr estabilizar el pH a 8,2-8,3 (Gurrieri et al., 2000). Los ácidos orgánicos se expresaron como porcentaje de ácido cítrico (Walker et al., 2011). Los resultados se expresaron como % de Ácido Cítrico de acuerdo con la fórmula siguiente: % Á𝑐𝑖𝑑𝑜𝐶í𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 = 𝐴𝑥𝑁𝑥0,064 × 100 𝑀 25 Donde: A= mL de solución de NaOH utilizado en la titulación N= Normalidad de la solución de NaOH (0.1 N) 0,064= mili-equivalentes del Ácido Cítrico M = peso de la muestra en gramos. Diseño experimental y análisis estadístico El diseño experimental fue completamente aleatorizado. La unidad experimental la conformó la planta, para los tratamientos de carga frutal. Para las evaluaciones a cosecha de calidad del fruto, se tomó una muestra representativa de seis frutos por tratamiento, que tuvo dos repeticiones cada uno, de esta manera se obtuvo un total de 96 frutos del ensayo en condiciones de regulación de carga frutal. En el caso de condiciones de carga natural la unidad experimental fue la planta y se tomó aleatoriamente 7 frutos de seis plantas seleccionadas al azar generando un total de 42 frutos en Chile y 42 frutos en Ecuador. Los resultados obtenidos de cada una de las variables como: peso fresco, pulpa, cáscara, diámetro ecuatorial, polar, firmeza, acidéz titulable, pH, sólidos solubles y contenido de jugo, fueron evaluados mediante análisis de regresión, usando como herramienta Microsoft Excel versión 2010 y los cálculos así como promedios obtenidos de cada variable para compararlos con otras fuentes bibliográficas se obtuvieron mediante un software estadístico Stata/SE 11.1. 26 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Ensayo de ajuste de Carga Frutal Efecto de la carga frutal sobre el rendimiento En la Figura 2.5 se observa que la respuesta del rendimiento expresado en kilogramos por unidad de superficie (Kg/m2) de la fruta a la carga frutal siguió una curva potencial. Los coeficientes de determinación fueron cercanos al 50% y similares para ambas variables explicativas (Figura 2.5.a y b). b 1,8 1,8 1,6 1,6 1,4 1,4 1,2 1,2 1 1 0,8 0,8 Kg/m² Kg/m² a 0,6 0,6 1,0454x0,1381 y= R² = 0,5223 0,4 0,2 0,4 y = 0,8869x0,2248 R² = 0,5017 0,2 0 0 0 5 10 15 Frutos/cladodio 20 0 5 10 15 20 Frutos/m² Figura 2.5. Relación entre (a) rendimiento y carga frutal por cladodio, y (b) rendimiento y frutos por unidad de superficie m2 (Desv. E. 0.18). Al disminuir la carga frutal se redujo el rendimiento, caso similar se informó en un estudio realizado en cultivos de cerezos, en el que, al incrementar la intensidad de raleo (menos fruta/rama) el rendimiento disminuyó (Cittadini et al., 2013). Al reducir la carga frutal el rendimiento también se ve afectado (Figura 2.5.a), lo que coincide con reportes anteriores que indican que en la tuna la menor carga frutal incrementa el peso fresco del fruto y en menor proporción que la reducción del rendimiento (Inglese et al., 1995), existiendo un óptimo en la producción para lograr obtener los rendimientos y pesos frescos de la fruta adecuados. Chaar y Sánchez (2010), manifiestan que, al aumentar la carga frutal se ve favorecida la producción total, al mismo tiempo se afecta de forma negativa el tamaño de los frutos, por lo cual se debe lograr llegar a un equilibrio entre el crecimiento vegetativo y productivo (Lemus y Donoso, 2008). La mayoría de las prácticas agrícolas son capaces de cambiar la partición de carbono dentro de la planta, así, modelos de asignación de carbono para las especies anuales sugieren que se obtiene el máximo rendimiento reproductivo al cambiar el crecimiento vegetativo al reproductivo que se da en el momento cuando la masa vegetativa es proporcional al rendimiento reproductivo final (Cannell, 1985). 27 Peso fresco del fruto, la pulpa y la cáscara Tanto el peso fresco del fruto como el de la pulpa y el de la cáscara se redujeron al aumentar la carga frutal, ya sea expresada por unidad de cladodio o unidad de superficie de suelo (Figura 2.6). El peso fresco en función a la carga por cladodio mostró una reducción al aumentar la carga frutal siguiendo un ajuste cuadrático, con un valor de R2: 0,93, tendencia similar se aprecia para el peso de la pulpa R2: 0,91, al igual que el peso de la cáscara cuyo coeficiente de determinación corresponde a 0,21(Figura 2.6.a). La respuesta del peso fresco del fruto a la carga frutal expresada como frutos por m2, (Figura 2.6.b) mostró una tendencia cuadrática (R2= 0,93), al igual que el peso de la pulpa (0,91) y el peso de la cáscara (R2 = 0,20). Lo cual se tradujo en una reducción de la relación pulpa/cáscara a medida que aumentó la carga frutal, como se aprecia en la Figura (2.7). a 300 250 Peso (g) 200 150 R² = 0,9304 100 R² = 0,9148 50 R² = 0,2077 0 0 5 10 Frutos/cladodio 15 20 b 300 250 Peso (g) 200 150 R² = 0,8983 100 R² = 0,8337 50 R² = 0,1495 0 0 5 10 15 20 Fruto/m2 Figura 2.6. Relación entre (a) Peso fresco ( ), Peso pulpa (), Peso cáscara ( ) en función a frutos por cladodio y; (b) Peso fresco (×), Peso pulpa (+), Peso cáscara ( ) y frutos/m2 28 3 pulpa/cáscara (g/g) 2,5 y = -0,09x + 2,34 R² = 0,69 2 1,5 1 0,5 0 0 5 10 Frutos/cladodio 15 20 Figura 2.7. Relación pulpa/cáscara en función a la carga por cladodio (Frutos/cladodio). A medida que aumenta la carga frutal, se obtienen frutos de menor peso (Figura 2.6). Esto se debe a que se modifica la relación tallo/fruto (como dicho anteriormente, en la tuna, el tallo realiza la actividad fotosintética), desviándose parte de la producción de metabolitos al crecimiento vegetativo de la planta (Ojer et al., 2009). Reduciendo el número de frutos por árbol incrementará el área de tallo/fruto, lo que resulta en un aumento en la disponibilidad de asimilados para los frutos (Racskó, 2006).Por otro lado, la reducción pulpa/cáscara al aumentar la carga frutal (Figura 2.7) indica que la competencia entre frutos afecta de mayor manera el crecimiento de la pulpa que el de la cáscara. Este efecto podría explicarse porque, al momento de realizar el ajuste de carga, el crecimiento de la cáscara, que ocurre en la primera fase de crecimiento, ya se encontraba avanzado, mientras el crecimiento de la pulpa, durante la segunda fase del crecimiento del fruto (Barbera et al, 1992; citado por Inglese et al., 1997) se produciría una vez que el ajuste de carga ya se había realizado y, por ende, tuvo mayor efecto sobre el segundo componente del crecimiento del fruto. La Mantia et al. (1997) manifiestan que el tamaño de la tuna depende ampliamente del cultivar, número de semillas, carga frutal y manejo de huerto como: raleo, riego y forma de crecimiento del fruto. La relación entre el tamaño de fruto y el número de frutos es variable, las diferencias se reflejan por el vigor del árbol y condiciones de crecimiento del mismo (Elfving y Schechter, 1993). El peso del fruto promedio varió entre 25,4 y 98,34 g, obteniéndose los mayores pesos al dejar dos frutos por cladodio, y los de menor peso al dejar 16 frutos por cladodio. Árboles frutales con altas cargas tienen frutos más densos que aquellos de carga frutal ligera. La densidad de la fruta es el resultado de la diferencia entre los espacios intercelulares que son mayores en los frutos pequeños que en los grandes, los frutos pequeños usualmente tienen menor cantidad de células y de menor tamaño, a diferencia de los frutos grandes (Racskó, 2006). 29 Los pesos de pulpa y cáscara también se vieron afectados a medida que se incrementó la carga frutal (Figura 2.6.a y b), y los pesos fluctuaron entre 222,7 y 47 g de peso de pulpa, mientras que el peso de cáscara fluctuó entre 52 y 83g. Inglese et al. (1995) encontró que al disminuir 15 a 6 frutos por cladodio, tanto peso fresco y de pulpa incrementaron un 35%. En la presente investigación se apreció que en términos porcentuales el contenido de pulpa fluctuó en un 57,7% en relación a la cáscara que es del 42,3%; dichos porcentajes de pulpa están dentro de los rangos 45 a 67% en pulpa citados por Piga (2004) y a su vez son mayores de 33 a 35%, en peso de la cáscara, mencionados por el mismo autor. El peso de la cáscara en función de la carga por cladodio y frutos/m2, muestra un bajo coeficiente de determinación (Figura 2.6), lo que podría también atribuirse a la pérdida de agua en la cáscara por un incremento en la temperatura (Corrales y Hernández, 2005).La pérdida de peso y ablandamiento de la cáscara de tuna es un inconveniente, lo que contribuye al incremento en la susceptibilidad al daño físico y deterioro de la tuna durante su manejo (Cantwell et al., 1995). Además como se indicó previamente, otra explicación sobre el menor efecto de la carga sobre el peso de la cáscara podría estar dado a que el crecimiento de la misma se produjo, en gran medida, antes de aplicar los tratamientos de carga frutal. Diámetro ecuatorial y polar En cuanto a los diámetros en función a la carga por cladodio se observa que ambos se reducen al aumentar la carga frutal con una tendencia cuadrática (Figura 2.8.a) con coeficientes determinación de 0,72 para el diámetro polar, siendo un poco menor para el diámetro ecuatorial con un R2:0, 45, mientras que sus promedios fluctuaron entre 86-24.5 mm y 148,1 – 44,5 mm de diámetros ecuatorial y polar respectivamente. Estos valores son altos en comparación a los encontrados por Silva y Brito (2009), quienes reportaron valores de diámetro polar de 39,9-50,8 mm y 33,1-40mm de diámetro ecuatorial. Por otra parte los diámetros polar y ecuatorial en función de la carga expresada como frutos por m2 presentó coeficientes de: 0,64 y 0,36 respectivamente, también con una respuesta cuadrática a la carga frutal (Figura 2.8.b). 30 a 160 y = -0,0782x² + 0,6414x + 63,757 Diámetro (mm) 140 y = -0,2549x²+ 0,6337x + 118,65 120 100 R² = 0,7157 80 60 R² = 0,454 40 20 0 0 5 10 15 20 Frutos/cladodio b 160 y = -0,315x² + 3,4573x + 56,017 y = -1,0967x² + 9,8092x + 96,316 Diámetro (mm) 140 120 100 80 R² = 0,6453 60 R² = 0,364 40 20 0 0 5 10 15 20 Frutos/m2 Figura 2.8. Relación entre (a) diámetro ecuatorial ( ) y polar ( ) en función a la carga expresada como frutos por cladodio y (b) diámetro ecuatorial ( ) y polar ( ) en función a frutos/m2. A medida que se incrementó la carga, el diámetro polar se vio más afectado que el diámetro ecuatorial (Figura 2.8.a).Esto demuestra que los frutos de tuna reducen su relación diámetro polar/diámetro ecuatorial, al aumentar la carga frutal (Figura 2.9), resultado que concuerda con investigaciones realizadas en manzanos variedad Royal Gala por Gil y Rodríguez (2003) que observaron que árboles con mayor carga frutal obtuvieron el mayor porcentaje de frutos achatados (menor relación, diámetros polar/diámetro ecuatorial), mientras que, en los tratamientos con menor carga frutal, los frutos fueron alargados. Al reducir el número de frutos, se incrementa su diámetro (ecuatorial como longitudinal), dado que los frutos restantes tienen menor competencia entre ellos por los asimilados (Bussiet al., 2005) 31 diámetro polar/diámetro ecuatorial (mm/mm) 3 2,5 2 1,5 1 R² = 0,40 0,5 0 0 5 10 15 20 Frutos/cladodio Figura 2.9. Relación entre diámetro polar/diámetro ecuatorial (mm/mm) y Frutos/cladodio. La relación diámetro polar/diámetro ecuatorial, sigue una tendencia cuadrática (Figura 2.9) y su tamaño se ve afectado a medida que incrementan los frutos por cladodio, sin embargo el diámetro polar se ve más afectado en relación al diámetro ecuatorial, dicho anteriormente esto se atribuye a la competencia por asimilados, así como también podría deberse a la ubicación del fruto en el cladodio y a la ubicación del cladodio en la planta. Firmeza La respuesta de la firmeza al incremento de la carga frutal (Figura 2.10.a y b) sigue un comportamiento lineal negativo con coeficientes de determinación de R2: 0,81 y 0,47 al relacionarlos con la carga del cladodio y la planta, respectivamente. b 3,0 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0 Firmeza (kg) Firmeza (Kg) a 1,5 1,0 y = -0,0644x + 2,5108 R² = 0,808 0,5 1,5 y = -0,0995x + 2,7001 R² = 0,467 1,0 0,5 0,0 0,0 0 5 10 Frutos/cladodio 15 20 0 5 10 15 20 Frutos/m2 Figura 2.10. Firmeza, en función de: (a) frutos por cladodio ( ) y (b) en función a frutos/m2 ( ). 32 La firmeza se ve afectada a medida que incrementa la carga por cladodio y los frutos por m2, existiendo un efecto inverso de la carga en la firmeza de la fruta de tuna. Dicho aumento de la firmeza al reducirse la carga frutal podría relacionarse con una menor competencia por los asimilados entre los frutos, como lo proponen Ruess y Stösser (1993, citado por Corelli-Grappadelli y Lakso, 2004). La pérdida de la firmeza se debe a que los espacios intercelulares (IS) incrementan cuando la fruta va madurando, cambiando la relación en la composición de la pared celular lo que se traduce en una reducción de la firmeza (Según DeEll et al., 2001). La firmeza del fruto ha sido fuertemente correlacionada con la disponibilidad de nutrientes. Por ejemplo en frutos de kiwi al desarrollarse tardíamente, cuando la competencia con las hojas es grande, está en una situación desfavorable en cuanto a la absorción de Ca, elemento que juega un importante rol en la mantención de la firmeza de los frutos (Ferguson, 1980) Por otro lado, altos contenidos de K disponible influyen positivamente en la firmeza del fruto y, a su vez, el P en la planta se encuentra íntimamente relacionado con el rendimiento y la firmeza de frutos (Girona et al., 2005). Por lo tanto, la reducción de la firmeza de los frutos de tuna al aumentar la carga frutal podría estar relacionada con una competencia por los nutrientes antes mencionados. Se ha visto también que altas temperaturas acortan la tercera fase de crecimiento del fruto, momento en el que se produce mayor crecimiento de la pulpa, producto de ello los frutos son más pequeños y con menor firmeza (Inglese et al., 1999). Existe poca investigación sobre el efecto de la firmeza en función de la carga frutal, por lo que sería recomendable incrementar futuras investigaciones en este campo. pH y acidéz titulable No se encontraron efectos de la carga frutal sobre el pH y la acidez titulable de la pulpa (Figura 2.11). Cantwell (1995) manifiesta que la mayoría de los ácidos orgánicos presentes en Opuntia ficus-indica son: el ácido oxálico, cítrico, entre otros. a b 6,6 6,5 6,5 6,4 6,4 R² = 0,0024 pH pH 6,3 6,3 R² = 0,0033 6,2 6,2 6,1 6,1 6,0 6,0 5,9 0 5 10 Frutos/cladodio 15 20 0 5 10 Frutos/m2 15 20 33 d 0,08 0,08 0,07 0,07 Acidéz Titulable (%) Acidéz Titulable (%) c 0,06 0,05 R² = 0,0092 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 0,06 0,05 R² = 0,0043 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 0 5 10 15 20 Frutos/cladodio 0 5 10 15 20 Frutos/m2 Figura 2.11.Relación entre: (a) pH en función a frutos por cladodio ( ), (b) pH en función a frutos/m2 ( ); (c) acidez titulable en relación a la frutos por cladodio ( ) y, (d) en función a los frutos/m2( ). Lo anterior indica que deben existir otras variables que se relacionan con el comportamiento del pH y la acidéz titulable de la tuna. Existe poca investigación que estudie la respuesta de estas variables en función de la carga frutal, específicamente en la fruta de tuna. Estudios en este aspecto, han relacionado el pH de la tuna con la disponibilidad de nutrientes a nivel de suelo, correlacionando estas variables con el balance del nitrógeno que, a su vez, está relacionado con el estado nutricional, la edad, la ubicación del cladodio y el fruto en la copa (Gugliuzza et al., 2002). Los valores de pH, reportados en esta investigación fluctuaron entre 6,68 y 5,8; similares a 6,3 y 5,48 que fueron reportados por Cerezal y Duarte (2005) en un estudio en la Región del Altiplano de Chile, así como a también a los valores entre 5 y 5,3 reportados por Gurrieri et al. (2000). Contenido de Sólidos Solubles Totales (SST) El contenido de sólidos solubles totales no mostró un comportamiento claro en función de la carga frutal (Figura 2.12). 34 b 17,5 17,5 17,0 17,0 16,5 16,5 16,0 SS (0Brix) 16,0 R² = 0,058 15,5 15,5 15,0 15,0 14,5 14,5 14,0 14,0 13,5 13,5 R² = 0,0457 SS (0Brix) a 13,0 13,0 0 5 10 15 Frutos/cladodio 20 0 5 10 15 20 Frutos/m2 Figura 2.12. (a) Contenido de sólidos solubles (SST) en función a frutos por cladodio ( ) y (b) Sólidos solubles en función a la carga expresada como frutos por m2( ). El efecto de la carga sobre la concentración de los sólidos solubles en los frutos, ha sido analizado ampliamente en varios frutales. En la presente investigación no se logra apreciar un efecto directo en relación a los frutos por cladodio ni a la carga expresada en función a frutos por m2. Estos resultados concuerdan con un estudio realizado por Inglese et al.(1995), donde al aplicar raleo de frutos no se logró diferencias en el contenido de sólidos solubles. Barbera e Inglese (1992) manifiestan que el contenido de azúcar juega un rol decisivo en la calidad para el consumo de tuna y que estos se relacionan con muchos factores. Por ejemplo, la falta de riego reduce el contenido de sólidos solubles de la tuna (Barbera, 1984, citado por Barbera and Inglese 1992). Por otro lado, en otras especies como ciruelo europeo, Chaar y Sánchez (2010) observaron diferencias estadísticas en la concentración de sólidos solubles frente a dos cargas frutales, siendo menores los valores en aquellos árboles de alta carga frutal. Al respecto, Fitch (1981), menciona que árboles con altas cargas frutales presentan menor número de hojas por fruto, afectando los carbohidratos disponibles para el crecimiento y la acumulación de sólidos solubles. Los promedios obtenidos en este trabajo, fluctuaron entre 18,6 y 12,8 °Brix, se encuentran dentro de los intervalos especificados por Sáenz y Sepúlveda (1993), quienes mencionan que en tunas de verano los valores fluctúan entre 17,3 y 14,0 °Brix. Contenido de jugo El contenido de jugo en función de la carga por cladodio, mostró una tendencia lineal de pendiente negativa con un coeficiente de determinación de 0,20 (Figura 2.13.a), y en función de los frutos por m2 un coeficiente de determinación de 0,13 (Figura 2.13.b). 35 b 70 60 60 50 50 Jugo (ml) 70 40 40 30 30 20 Jugo (ml) a 20 y = -1,0499x + 50,603 R² = 0,20 10 y = -1,4822x + 52,615 R² = 0,13 10 0 0 0 5 10 15 Frutos/cladodio 20 0 5 10 15 20 Frutos/m2 Figura 2.13. Contenido de jugo en función de: (a) frutos por cladodio (×) y (b) carga expresada como frutos por m2 ( ) Los coeficientes de determinación son bajos, ello podría llevar a hipotetizar que existen otras variables asociadas al contenido de jugo, además de la regulación de la carga, que no han sido consideradas en esta investigación. Tampoco se encontró una relación fuerte entre el contenido de jugo expresado como porcentaje del peso del fruto y la carga frutal pero si se encontró una relación de incremento del porcentaje de jugo de la pulpa al aumentar la carga frutal con una respuesta cuadrática con un R2=0,40 (Figura 2.14). Este aumento en el porcentaje de jugo en la pulpa al aumentar la carga frutal podría estar relacionado con la reducción observada en la firmeza de los frutos (Figura 2.10). Contenido de jugo (%) 90 80 y = 0,03x² + 1,40x + 27,59 70 y = -0,01x² + 0,72x + 18,12 60 R² = 0,40 50 40 30 R² = 0,16 20 10 0 0 5 10 15 20 Frutos/cladodio Figura 2.14. Contenido de jugo en la pulpa ( ), y contenido de jugo en el fruto con cáscara ( ) en función a los frutos/cladodio. 36 Los porcentajes de jugo en la pulpa fluctuaron entre 26,9 y 80%, lo que corresponde a un rango más amplio que los valores de 59,85 y 49,7 % de jugo, reportados para tunas cosechadas en Santiago de Estero, Argentina (Cerezal y Duarte, 2005). La literatura reporta que las variaciones en el contenido de jugo de una misma variedad se pueden deber a condiciones ambientales y, en menor grado a tratamientos de relación fuente-demanda (Ribeiro y Machado, 2007). El contenido de jugo está en función de la disponibilidad de agua en el suelo para la planta, del material genético y de la fertilización con calcio y potasio (Zhenming et al., 2008). 37 Ensayo de carga frutal en condiciones naturales para Chile y Ecuador Rendimiento: Para entender el comportamiento del rendimiento en función de la carga frutal, para los huertos experimentales ubicados en los sectores del Noviciado en Chile y el Valle del Chota en Ecuador, se hizo un análisis de regresión, en el que se logra apreciar un aumento lineal del rendimiento, a medida que incrementan los frutos por planta, coincidiendo con los resultados obtenidos en el presente estudio al regular la carga frutal, por lo que se puede deducir que a nivel de campo, se debe alcanzar un óptimo para obtener los mejores rendimientos (Figura 2.15). 1,4 1,2 R² = 0,5328 Kg/m2 1 R² = 0,6995 0,8 0,6 0,4 y = 0,1906x - 0,2885 y = 0,1924x - 0,2861 0,2 0 0 2 4 6 8 10 Frutos/m2 Figura 2.15. Relación entre el rendimiento en función a la carga expresada como frutos por m2 en el sector Noviciado en Chile ( ) y Valle del Chota en Ecuador ( ) (Desv. E. 0.27). Los coeficientes de determinación variaron entre 0,53 y 0,70, para Chile y Ecuador respectivamente (Figura 2.15). El mayor coeficiente de determinación observado en el huerto experimental del Valle del Chota podría deberse a que este huerto era joven (cinco años) estaba en plena producción, a diferencia del huerto en Chile (45 años) que de acuerdo a los antecedentes de campo iba disminuyendo su producción. No obstante lo anterior, cabe resaltar la similitud en la respuesta del rendimiento a la carga frutal observada en ambos huertos, siendo las pendientes y los interceptos de las rectas ajustadas casi idénticas, independiente de las variaciones climáticas de cada lugar de estudio. (Figura 2.15). 38 Peso fresco del fruto, la pulpa y la cáscara En cuanto al peso fresco del fruto, la pulpa y la cáscara se logra apreciar una relación inversa con la carga frutal, es decir, a medida que incrementan la carga expresada como frutos por m2, los pesos van disminuyendo, los coeficientes de determinación del peso fresco, pulpa y cáscara para el Noviciado fueron de: 0,56, 0,43 y 0,77 respectivamente y 0,65, 0,62 y 0,65 para el Valle del Chota (Figura 2.16). a Peso Fresco (g) 250 y = -20,982x + 250,23 R² = 0,65 200 150 100 y = -23,077x + 262,78 R² = 0,56 50 0 0 2 4 6 Frutos/m2 8 10 b Peso pulpa (g) 150 y = -13,938x + 154,46 R² = 0,43 100 50 y = -9,9898x + 123,8 R² = 0,62 0 0 2 4 Frutos/m2 6 8 10 c Peso cáscara (g) 150 y = -10,992x + 126,43 R² = 0,65 100 50 y = -9,1384x + 108,32 R² = 0,77 0 0 2 4 Frutos/m2 6 8 10 Figura 2.16. (a) Peso fresco de la fruta en el Noviciado ( ) y Valle del Chota-Ecuador ( ), (b) Peso de la pulpa de la tuna en el Noviciado ( ) y Valle del Chota-Ecuador ( ) y; (c) peso de la cascara en función a los m2, en el Noviciado-Chile ( ) y en el Valle del Chota Ecuador ( ). 39 Bajo condiciones de carga natural, se aprecia un comportamiento similar al ensayo de regulación de carga, los promedios de peso fresco en el huerto experimental ubicado en el sector Noviciado en Chile fluctuaron entre 225 y 66,39 g, siendo mayores a los reportados en el huerto experimental del Valle del Chota en Ecuador que variaron entre 193,18 y 90,29g, estos a su vez son mayores a los reportados por Singh(2003) en un estudio realizado en la India, cuyo promedio fue de 150 g y se encuentran dentro de los rangos de 120 a 200 g mencionados por Inglese (2009). Otros estudios realizados en la Región del Altiplano en Chile, reportaron valores de 97 y 162 g (Cerezal y Duarte, 2005), y en Ecuador en el Valle del Chota 166 g (Vásquez, 2011). El peso de pulpa varió entre 158,11 y 33,54 g, que corresponde al 56,51 % para el Sector Noviciado y de 104,69 a 41,6 g que corresponde al 51,05 % para el Valle del Chota, mientras que el peso de cáscara fluctuó entre 98,95 a 19,37 g y 104,85 a 35,41g que en términos porcentuales de cascara es 43,49%para el Noviciado y 48,95% Valle del Chota respectivamente. Sáenz y Sepúlveda (1993) reportaron rendimientos de 40% de pulpa y 60% de parte no comestible (cáscara y semillas) en tunas correspondientes a la V, VI Región Metropolita de Chile. Mientras que el 40-50% de pulpa y 60-75% de la parte no comestible han sido reportados para Ecuador (Vázquez, 2011). Esto lleva a deducir que al ajustar la carga frutal por cladodio se logra mejorar el calibre del fruto considerando llegar a alcanzar el óptimo productivo a nivel de campo; en el presente trabajo se observaron valores similares de peso de fruto en función de la carga frutal para ambos países estudiados, sin embargo mayores pesos de pulpa y menores de cáscara (es decir mayor relación pulpa/cáscara) en Chile que en Ecuador. Al respecto, se podría hipotetizar que existen otros parámetros que podrían estar incidiendo en esta variación de pesos, partiendo por las condiciones de manejo. De hecho, en el huerto del Valle Chota, el acceso al sistema de riego es limitado, pues, a pesar de la tolerancia de la tuna a sequías prolongadas, bajos volúmenes de riego afectan el desarrollo de la pulpa. El riego mejora el crecimiento de frutos; así, en tuna, se ha reportado que el riego aumenta el peso de la semilla al igual que el peso de la cáscara con una posible compensación de mayor crecimiento de pulpa y relación jugo/fruta (Mulas and D` hallewin, 1997). Diámetro ecuatorial y polar Los diámetros en función a la carga presentaron una respuesta potencial de exponente negativo en los dos sectores de estudio tanto del Noviciado-Chile y Valle del ChotaEcuador. Los coeficientes de determinación son de 0,35, 0,53 de diámetro ecuatorial y 0,32, 0,12 de diámetro longitudinal para el Noviciado y Valle del Chota, respectivamente (Figura 2.17.a y b). 40 a b 120 105,16x-0,45 y= R² = 0,532 60 y = 109,8x-0,20 R² = 0,120 100 50 Diámetro polar (mm) Diámetro ecuatorial (mm) 70 80 40 60 y = 102,59x-0,424 R² = 0,353 30 40 20 y = 170,44x-0,476 R² = 0,316 20 10 0 0 0 2 4 6 Frutos/m2 8 10 0 2 4 6 8 10 Frutos/m2 Figura 2.17. Relación entre (a) Diámetro ecuatorial y frutos/m2 en dos sitios Noviciado ( ) y Valle del Chota Ecuador ( ); (b) Diámetro polar de la fruta de tuna en el Noviciado ( ) y Valle del Chota Ecuador ( ) Bajo condiciones de carga natural se aprecia un comportamiento similar al ensayo de regulación de carga frutal (Figura 2.8), siendo afectado el diámetro en función de un incremento de los frutos por árbol. Un mayor coeficiente de determinación se aprecia en el comportamiento del diámetro ecuatorial en ambas localidades. Los promedios de los diámetros variaron entre 68 y 19 mm de diámetro ecuatorial y entre 130 y 42,1 mm de diámetro polar para el Noviciado y para el valle del Chota entre 65 a 25,2 mm, 112a 42 mm de diámetro ecuatorial y polar respectivamente. Estos resultados no fluctuaron mucho en ambas localidades, pero son inferiores a los que se logró conseguir al ajustar la carga a un determinado número de frutos por cladodio. Sin embargo esta leve fluctuación entre los países coincide con el estudio realizado en Turquía, donde el diámetro de la fruta se vio afectado en diferentes regiones, atribuyendo esta variabilidad a las condiciones climáticas (Karababa et al., 2004; Bekir, 2006). Firmeza y contenido de jugo El comportamiento de la firmeza mostró una tendencia lineal negativa en su respuesta al incremento de la carga frutal en ambas localidades (Figura 2.18.a), siendo mayor el ajuste en el sector Noviciado cuyo coeficiente de determinación fue de 0,58; mientras que en el valle del Chota el R2fue de 0,21. En este caso, al igual en el caso del rendimiento (Figura 2.15) y el peso fresco de los frutos (Figura 2.16 a), la respuesta a la carga frutal fue similar en ambas localidades. El contenido de jugo en relación a la carga, mostró un comportamiento potencial de exponente negativo (Figura 2.18.b) y sus coeficientes de determinación fueron de: 0,29 para Chile y 0,53 para Ecuador. 41 a b 3,5 45 40 y = -0,243x + 3,478 R² = 0,583 35 2,5 30 2,0 Jugo (ml) Firmeza (Kg) 3,0 25 1,5 20 y = -0,229x + 3,386 R² = 0,214 1,0 15 y = 78,14x-0,73 R² = 0,291 10 0,5 5 0,0 y = 80,29x-0,77 R² = 0,531 Chile Ecuador 0 0 2 4 Frutos/m2 6 8 0 2 4 6 8 Frutos/m2 Figura 2.18. (a)Relación entre firmeza y frutos por m2, en el Noviciado-Chile ( ) y Valle del Chota-Ecuador ( ) y; (b) relación entre contenido de jugo y frutos/m2 en dos localidades ( ) Noviciado-Chile y (×) Valle del Chota-Ecuador. El ajuste lineal de la firmeza en ambas localidades demuestra que al haber menos frutos por árbol la firmeza es mayor. El promedio de la firmeza fue de 2,14 y 2,15 Kg en el Noviciado y Valle del Chota, respectivamente, valores bajo el rango de 3,88 a 2,54kg reportados entuna de la variedad “Amarilla” sin espinas por Ochoa et al (2006) y son mayores que otros valores de 1,45 y 0,02 que han sido reportados por Ochoa et al. (2009). A pesar de la diferencia de regímenes de las dos localidades la firmeza no difiere mayormente, lo que lleva a deducir que el comportamiento de la firmeza tanto en el Noviciado como en el Chota son similares. La respuesta del contenido de jugo a la carga frutal fue del tipo potencial en ambas localidades, lo que difiere con el comportamiento del contenido de jugo en condiciones de carga regulada (Figura 2.13.b). Existe un mejor ajuste del contenido de jugo en el Valle del Chota a diferencia del Noviciado en condiciones de carga natural (Figura 2.18.b) lo que podría indicar que esta respuesta del huerto del Valle del Chota, se debería a un mecanismo de adaptación del cultivo de tuna a una inadecuada aplicación de regímenes de riego. El contenido de jugo en el Noviciado fluctuó entre 17,81% y en Ecuador 16.12%, dichos valores son menores a los que encontramos en la presente investigación, al ajustar un nivel de carga por cladodio, deduciéndose que existe un efecto favorable al regular la carga a un cierto nivel de frutos por cladodio en el contenido de jugo. 42 Contenido de Sólidos Solubles Totales (SST) El contenido de sólidos solubles muestra una respuesta lineal negativa en respuesta a la carga en ambas localidades y sus coeficientes de determinación son de: 0,044 para el Noviciado en Chile y 0,11 en el Valle del Chota en Ecuador (Figura 2.19). 20 Sólidos Solubles (0Brix) R² = 0,1081 15 R² = 0,044 10 5 0 0 2 4 6 2 Frutos/m 8 10 Figura 2.19. Concentración de Sólidos solubles en función a frutos/m2 en dos localidades ( ) Noviciado-Chile y ( ) Valle del Chota- Ecuador. El contenido de sólidos solubles totales muestra una relación débil con la carga frutal, similar a los resultados obtenidos en el presente trabajo al ajustar la carga por cladodio (Figura 2.12.b), además existe un mayor ajuste del contenido de sólidos solubles en función a los frutos por m2en el Noviciado (Figura 2.19), a pesar de ello estos coeficientes son bajos, y la tendencia nos muestra que, a medida que incrementa los frutos por m2,el contenido de sólidos solubles disminuye. El contenido de Sólidos Solubles Totales (SST) expresado como °Brix fluctuó entre 16,4 y 14,9 en el Noviciado, 15,9 y 13,5 en el Valle del Chota, los resultados obtenidos en el Noviciado son mayores a los que se obtuvieron en el Valle del Chota, los mismos que resultan ser inferiores al ensayo en el que se regulo carga a un determinado nivel. Al respecto, Sáenz (2006), manifiesta que el contenido de sólidos solubles llega a valores de 12-15% dependiendo del cultivar, es esta etapa cuando alcanza la mejor calidad de fruta para consumo en fresco o para el almacenamiento. Nuestros valores resultan ser mayores a los 13,3 y 13,6 % que fueron reportados por Inglese et al (1995), y a14 oBrix registrados por Aguilar (2005) en un estudio de anillado. Permitiendo concluir que los valores reportados en el Noviciado son mayores a los del Valle del Chota, esto se podría relacionar con la mayor cantidad de luz que recibe el primer huerto. 43 pH y acidéz titulable Al igual que en el ensayo de ajuste de carga a nivel de cladodios, no se encontró una relación con la carga frutal para el pH y la acidez titulable, en ambos países (Figura 2.20). 6,8 0,08 6,6 0,07 6,4 0,06 R² = 4E-05 0,05 R² = 0,0002 R² = 0,0558 6,2 % Acidéz Titulable b pH a 0,04 6,0 R² = 0,0169 0,03 5,8 0,02 5,6 0,01 5,4 0,00 0 2 4 Frutos/m2 6 8 0 2 4 Frutos/m2 6 8 Figura 2.20. (a) Relación entre pH y frutos por m2, en el ( ) Noviciado-Chile y ( ) Valle del Chota-Ecuador; y (b) acidez titulable y frutos/m2 en el Noviciado ( ) y Valle del Chota ( ). Los ácidos orgánicos expresados como porcentaje de ácido cítrico variaron entre 0,104 y 0,025. Estos promedios son similares a los encontrados en la investigación bajo regulación de carga por cladodio, en el Noviciado; mientras que, en el Valle del Chota se encontraron promedios entre 0,094 y 0,029. Comparación del efecto de la carga frutal natural y ajustada a nivel de cladodio sobre el rendimiento y el peso promedio de los frutos en el Noviciado En el sector del Noviciado se lograron mejores rendimientos al ajustar la carga frutal homogéneamente en cada cladodio que al dejar la carga natural de las plantas (Figura 2.18). En la misma figura se aprecia que la reducción del rendimiento al reducir la carga frutal fue más abrupta en las plantas con carga natural respecto de aquellas en las que se ajustó la carga frutal. 44 1,8 Carga natural Carga ajustada Rendimiento (kg/m2) 1,6 1,4 1,2 y = 0,8869x0,2248 R² = 0,5017 1 0,8 0,6 y = 0,1906x - 0,2885 R² = 0,5328 0,4 0,2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Carga frutal (frutos/m2) Figura 2.21. Relación entre el rendimiento de la carga natural ( ), y carga ajustada ( ) en función a la carga frutal expresada como frutos/m2. Respecto del peso fresco de los frutos, se observó una tendencia similar a la observada para el rendimiento: (i) las plantas con carga frutal ajustada obtuvieron mayores pesos promedio para niveles similares de carga frutal y (ii) la reducción del peso promedio de los frutos al aumentar la carga frutal fue más abrupta en las plantas con carga natural (Figura 2.22). 300 Peso fresco del furo (g) 250 200 R² = 0,91 150 Carga natural 100 Carga ajustada R² = 0,56 50 0 0 2 4 6 Carga frutal 8 10 12 14 (frutos/m2) Figura 2.22. Peso fresco del fruto en condiciones de carga natural ( ) y carga ajustada ( ) en relación a la carga frutal expresada como frutos/m2. En ambos casos (rendimiento y peso fresco), el mejor resultado obtenido al ajustar la carga frutal homogéneamente a nivel de cladodios de la carga natural de la planta indican que el crecimiento de los frutos depende en mayor grado del suministro de asimilados de otros 45 cladodios de la planta. Esto coincide con lo reportado por Inglese (1999). Cabe señalar que, en el caso de las plantas con carga natural, las cargas de los cladodios individuales eran muy heterogéneas, presentándose, por lo tanto muchos cladodios con una muy alta carga frutal lo que pudo provocar frutos de menor peso y por consiguiente menor rendimiento. 46 CONCLUSIONES: Al hacer la regulación de la carga frutal a nivel de cladodio así como al mantener la carga frutal natural, en ambos países se logra apreciar:     Mayor carga frutal incrementó el rendimiento de fruta. Una menor carga frutal tuvo un efecto positivo sobre la calidad, aumentando el peso fresco, el tamaño (mayores diámetros ecuatorial y polar), la relación pulpa/cáscara y la firmeza de los frutos, lo que podría explicarse por una menor competencia entre los frutos por asimilados y nutrientes. Una menor carga frutal redujo la relación diámetro polar/diámetro ecuatorial y aumentó el porcentaje de jugo en la pulpa. Los sólidos solubles, el pH y la acidez titulable de la pulpa no se vieron afectados con relación a la carga frutal. Mientras que al realizar la comparación entre el efecto de la carga en condiciones naturales sobre el rendimiento y la calidad de las tunas en Chile (Sector Noviciado) y Ecuador (Valle del Chota se logró apreciar.    La respuesta del rendimiento, el peso fresco y la firmeza de los frutos a la carga frutal fue prácticamente idéntica lo que indica que estos parámetros están fuertemente ligados con la carga frutal y son independientes de las condiciones edafo-climáticas. De lo anterior mencionado, nos permite aplicar las mismas recomendaciones de ajuste de carga frutal para controlar las variables antes mencionadas en ambos países (conociendo previamente condiciones de manejo de los huertos). En el caso del Valle del Chota en Ecuador, para los mismos niveles de carga frutal los frutos tendieron a tener menores relaciones pulpa/cáscara, y además menores contenidos de sólidos solubles que en Chile, lo que podría ser asociado a las diferencias edafo-climáticas en ambos sectores. El realizar un ajuste de carga frutal homogéneamente a nivel de cladodio individual permitió incrementar el rendimiento y el peso fresco de los frutos, con respecto a mantener una carga frutal natural de la planta, ello nos indica que el crecimiento de los frutos es dependiente fundamentalmente del suministro de asimilados y nutrientes sobre el cladodio en el que se desarrollan. Bajo el contexto del manejo agronómico, la investigación permite concluir que al ajustar la carga a ocho frutos por cladodio permitiría una adecuada combinación de rendimiento y calidad de fruta (peso, tamaño). Pero esto tendría que ser analizado en términos de antecedentes comerciales que incorporen los precios asociados a la calidad de los frutos. 47 BIBLIOGRAFIA Aguilar, G. 2005. Producción Forzada de Nopal (Opuntia fius-indica,cv.). Tlaconopal mediante anillado parcial. Revista. Fitotec. Mex. (28) 3: 295-298. Andrade, J., E. de la Barrera. C. Reyes-García. M. Ricalde. G. Vargas y C. Cervera. 2007. El metabolismo ácido de las crasuláceas: Diversidad, fisiología ambiental y Productividad. Soc. Bot. Méx. (81):37-50. Anónimo. América del Sur/Chile (Santiago)/Región Metropolitana/El Noviciado. Getamap.net.http://es.getamap.net/mapas/chile/region_metropolitana/_elnoviciado/. Leído el 16 de abril 2013. Ayala, M and P. Wedeles. 2006. Cerezos: La importancia de regularizar la carga frutal. Revista de Extensión de la Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal UC: 17-19. Barbera, G., F. Carimi, P. Inglese, and M. Panno. 1992 a. Physical, morphological and chemical changes during fruit development and ripening in three cultivars of prickly pear, Opuntia ficus-indica(L.)Miller. J. Hort. Sci. (67):307–312. Barbera, G., F. Carimi. P. Inglese and M. Panno. 1992 b. Past and present role of prickly pear (Opuntia ficus-indica (L.)Miller, cactáceas) in the agriculture of Sicily. Economic Botany (46): 10-22. Barbera, G and P. Inglese. 1992. The Quality of Cactus Pear Fruits. Pp. 143-148. In: II Congreso Internacional de la Tuna y Cochinilla. Santiago, Chile Sep. 22 - 25. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad de Chile. Santiago-Chile. Byers, R. 1989. Response of peach trees to bloom thinning. Acta Hort. 254:125–132. Bekir, E.A. 2006.Cactus Pear (Opuntia ficus-indica Mill) in Turkey: growing regions and pomological traits of cactus pear fruit. Acta Hort. 728: 51-54. Brutsch, M.O. 1992. Crop manipulation in spineless prickly pear (Opuntiaficus-indica) in South Africa. Pp. 40-47. In: II Congreso Internacional de la Tuna y Cochinilla. Santiago, Chile Sep 22 - 25. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad de Chile. Santiago-Chile. Bussi, C., F. Lescourret, M. Génard and R.Habib. 2005. Pruning intensity and fruit load influence vegetative and fruit growth in an early-maturing peach tree (cv. Alexandra). En: Fruits, 60 (2): 133-142. 48 Cannell M. 1985 Attributes of trees as crop plants. Pp 160–193. In: Cannell MGR, Jackson JE .Dry matter partitioning in tree crops (Eds), National Environment Research Council. Penicuik, Great Britain. Cantwell, M.1995. Postharvest management of fruits and vegetables stems. (Eds.) Barbera G., P. Inglese and E. Pimienta-Barrios. In Agro-ecology, Cultivation and Uses of Cactus Pear, FAO Plant Production and Protection Paper 132, Italia-Roma.120-143p. Cerezal, P and G.Duarte. 2005. Some Characteristics of Cactus Pear (Opuntia ficus-indica (L.) Miller) Harvested in the Andean Altiplane of Region 2 of Chile.J. PACD: 34-60. Chaar, J y E. Sánchez. 2010. Efecto de la carga frutal y del ambiente lumínico en ciruelo D‟Agen (Prunus domestica L.). Revista de la Facultad de Ciencias Agrarias UNCuyo. 42(1): 125-133. Cittadini, E., J. Balul, G. Romano and A. Pugh. 2013. Efecto de la intensidad y época de realización del raleo sobre el rendimiento y la calidad de fruto en el cultivo de cerezos. INTA-EEA RIA/Trabajos en prensa. Argentina. 9p. Corrales, J. y J. Hernández. 2005. Cambios en la calidad postcosecha de variedades de tuna con y sin semilla, Revista Fitotecnia Mexicana (28): 9-16. Corelli-Grappadelli, L and A. Lakso. 2004. Fruit Development in Deciduous Tree Crops as Affected by Physiological Factors and Environmental Conditions. Acta Hort. (636): 425441. DeEll, J., S. Khanizadeh, F. Saadand D. Ferree. 2001. Factors affecting apple fruit firmness - a review. J. Amer. Pom. Soc. 55:8-27. Elfving, D and I. Schechter. 1993. Fruit count, fruit weight, and yield relationships in `Delicious´ apple trees on nine rootstocks. HortScience 28(8): 793-795. Elorriaga, A. 2010. Regulación de la carga frutal en cerezos. Rev. Frutícola (2): 18-27. Faust, M. 1989. Physiology of temperate zone fruit trees.Wiley, New York. Ferguson, A. 1980.Movement of mineral nutrients into the developing fruit of the kiwifruit (Actinidiachinensis Planch.) New Zealand Journal of Agricultural Research (23): 349-353. Fitch, L.B. 1981.Factors affecting fruit growth and quality pp: 60-64. In: Prune Orchard Management. Special publication 3269. Division of Sciencies, University of California.155p. Galati, E., M. Mondello, D. Giuffrida, G. Dugo, N. Miceli, S. Pergolizzi and M. Tavianot. 2003. Chemical Characterization and Biological Effects of Sicilian Opuntia ficus-indica 49 (L.) Mill. Fruit Juice: Antioxidant and Antiulcerogenic Activity. J. Agric. Food Chem. 51(17): 4903-4908. Gil, F y M. Rodríguez. 2003. Efecto del raleo manual tardío y el nivel de carga frutal sobre el rendimiento y calidad de manzanas Var. ROYAL GALA. SIMIENTE. Sociedad Agronómica de Chile. (73): 185 p. Girona, J., M. Gelly, M. Mata, A. Arbonés, J. Rufat y J. Marsal. 2005. Peach tree response to single and combined déficit irrigation regimes in deep soils. Agricultural Water Management 72: 97-108. González, G. y A, Icaza. 2007. Cultivo e Industrialización de la Tuna. Tesis para obtener el grado en Economista, Mención en Gestión Empresarial Especializado en Finanzas, de la Escuela Superior Politécnica del Litoral. ESPOL, Facultad de Ciencias Humanísticas y Económicas. Guayaquil, Ecuador: 169p. Grant J. and k. Ryugo.1984. Influence of within-canopy shading on fruit size, shoot growth, and return bloom in kiwifruit. Journal of the American Society for Horticultural Science 109(6): 799-802. Gugliuzza, G., P. Inglese, and V. Farina. 2002. Relationship between fruit thinning and irrigation on determining fruit quality of cactus pear (Opuntia ficus-indica) fruits. Acta Hort. 581:205–209. Gurrieri, S., L. Miceli. M. Lanza. F. Tomaselli. R. Bonomo and E. Rizzarelli. 2000. Chemical Characterization of Sicilian Prickly Pear (Opuntia ficus-indica) and Perspectives for the Storage of Its Juice. J. Agric Food Chem (48): 5424-5431. Inglese, P., G. Barbera, T. La Mantia and S. Portolano.1995. Crop Production, Growth, and Ultimate Size of Cactus Pear Fruit following Fruit Thinning. Horticultural Science 30(2):227–230. Inglese, P., G. Barbera. T. La Mantia and S. Portolano.1995. Crop Production, Growth, and Ultimate Size of Cactus Pear Fruit following Fruit Thinning. Horticultural Science 30(2):227–230. Inglese, P., and L. Pace. 1999. Contenuto in elementi minerali e fertilità dei cladodi di O.ficus-indica Mill. In Atti Convegno “Fruttiferi Tropicali e Subtropicali in Italia Ragusa, Italy.pp. 91-92. Inglese, P. 2009. Cactus Pear: Gift of the New World. International Society for Horticultural Science 49 (1): 15-19. La Mantia, G., G. Barbera, G. Gugliuzza and P. Inglese. 1997. Effect of cladode shading on growth and ripening of fruits of cactus pear (Opuntia ficus-indica L. Miller). Pp 21-28. In: 50 (Eds.) P. Inglese and M.O. Brutsch III Int. Congress on Cactus Pear and Cochenille. Acta Hort. (ISHS).Palermo e Italia. Lemus, G y J.Donoso. 2008. La poda en árbolesfrutales de carozo. Informativo N°9, INIA Rayentué. 8p. Karababa, E., Y. Coskuner and S. Aksay. 2004. Some Physical Fruit Properties of Cactus Pear (Opuntiaspp.) That Grow Wild in the Eastern Mediterranean Region of Turkey. J. PACD (6): 1-8. Márquez-Berber, S., C. Torcuato-Calderón. G. Almaguer-Vargas. M. Colinas-León and A. KhalilGardezi. 2012. El Sistema Productivo del Nopal Tunero (Opuntia albicarpa y O. megacantha) en Axapusco, Estado de México. Problemática y alternativas. Revista Chapingo. Serie Horticultura (18): 81-93. Mulas, M and G. D`hallewin.1997. Fruit Quality of four Cactus Pear (Opuntia ficus-indica Mill.) Cultivars as influenced by Irrigation. Pp 115-121 In: (Eds) P Inglese and MO Brusch. III Congress on Cactus Pear and Cochinille. Italy. Acta Hort. (438). Nobel, P.S. 2003. Ecofisiología de Opuntia ficus-indica. El Nopal (Opuntia spp.) como Forraje. FAO Producción y protección vegetal (169):17-24 Ochoa, M., G. Leguizamónand S.Uhart. 2006. Nitrogen availability and fruit yield generation in cactus pear (Opuntia ficus-indica). IV Effects on fruit quality. Pp 137-144. th In:(Eds.) Mondragon, C and Jacobo et al. Proc. V Int’l. Congress on Cactus Pear and Cochineal. Acta Hort. 728.Santiago del Estero Argentina. Ochoa, M., G. Leguizamón and S.Ortín. 2009. Quality Parameters of Cactus Pear (Opuntia ficus-indica (L.) Mill.) from Two Argentinean Provinces. Proc. VIthIC on cactus and Cochineal Acta Hort, ISHS (811): 97-100. Ojer, M., G. Reginato and F. Vallejos.2009. Management of fruit load and productivity in cling peaches. Rev. FCA UNCuyo. Tomo XLI 1(41): 65-76. Peralta, E., V. Barrera. J. Unda. M. Guala y M. Tacán. 2011. Estudio de la producción, poscosecha, mercadeo y consumo de fréjol arbustivo en el Valle del Chota, Ecuador. Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP).Pp: 106. Piga, A. 2004. Cactus Pear: A Fruit of Nutraceutical and Functional Importance. J. PACD: 9:22. Racsksó, J. 2006. Crop load, fruit thinning and their effects on fruit quality of Apple (Malusdomestica Borkh). Journal of Agicultural Science (24): 29-35. 51 Reginato, G., V. García de Cortázar and Robinson. 2007. Predicted crop value for nectarines and cling peaches of different harvest season as a function of crop load. Hort Science 42(2): 239-245. Ribeiro, R.V., y E.C. Machado-Braz. 2007. Some aspects of citrus ecophysiology in subtropical climates: re-visiting photosynthesis under natural conditions. Braz. J. Plant Physiol. 19(4): 393-411. Tesoriere, L., D. Butera. A. Pintaudi. M. Allegra and M. Livrea.2004. Supplementation with cactus pear (Opuntia ficus-indica) fruit decreases oxidative stress in healthy humans: a comparative study with vitamin C1-3 Am. J Clin. Nut. (80): 391-395. Sáenz, C y E. Sepúlveda. 1993: Alternativas de industrialización de la tuna (Opuntia ficusindica). Alimentos 18 (3): 29-32. Sáenz, C. 2006. Utilización agroindustrial del nopal. Boletín de Servicios Agrícolas de la Organización de las Naciones unidas para la Agricultura y la Alimentación. Roma, (162). 113p. Silva, H., E. Acevedo y P. Silva. 2001. Anatomía del tejido fotosintético de diez taxa de Opuntia establecidos en el secano árido mediterráneo de Chile. Revista Chilena de Historia Natural (74): 341-351. Silva, S.M., D.M. Brito and F. V. Silva. 2009. Features of Postharvest Physiology and Quality of Cactacea Fruits from Brazilian Northeast. Pp. 113-122In. F.A.P. Campos et al.VIth IC on Cactus and Cochineal. Acta Hort. Brazil. Singh, R and V. Singh.2003. Growth and Development Influenced by Size, Age, and Planting Methods of Cladodes in Cactus Pear (Opuntiaficus-indica(L.) Mill.). Central InstituteforAridHorticulture, BikanerJ. PACD: 47-54. Stintzing, F., A. Schieber and R. Carle.1999. Amino acid com- position and betaxanthin formation in fruits fromOpuntiaficus-indica. Planta Medica 65: 632–635. Van Rensburg, L., G. Kruger and H. Kruger 1993. Assessing the drought-resistance adaptative advantage of some anatomical and physiological features in Nicotiana tabacum.Canadian Journal of Botany 72: 1445-1454. Vásquez, L. 2011. Caracterización, Rescate y Conservación de Tuna (Opuntia ficus-indica) en las Provincias de Carchi, Imbabura y Pichincha. Tesis de pregrado en Ciencias Agrícolas y Ambientales. Pontificia Universidad Católica del Ecuador sede Ibarra PUCE-SI de la Escuela de Ciencias Agrícolas y Ambientales (ECAA) Ibarra- Ecuador. 123p. 52 Zhenming, N., X. Xuefeung, L. Tianzong y K. Jin. 2008. Effects of leaf applied potassium and gibberellins and source sink ratio on potassium absorption and distribution in grape fruit. Scientia Hort. (115): 164-167. 53 ANEXOS I. Ubicación geográfica del sitio de estudio en Ecuador Sitio de estudio: Ibarra-Valle del Chota Según el VII censo nacional de población realizado en el año 2010, de los 14' 483 499 habitantes que tiene el Ecuador, la población total del cantón Ibarra alcanza a 181.175 habitantes de los cuales 93.389 corresponden a mujeres y 87.786 a hombres. (Fuente INEC). 54 II. Ubicación geográfica del sitio de estudio en el sector el Noviciado Sitio de estudio: NoviciadoSantiago Chile 55 III. Mediciones previas al ajuste de carga frutal en el huerto experimental del Noviciado Selección de plantas, para ensayo de regulación de carga. 56 IV. Ajuste de carga frutal y distribución de los tratamientos en el Sector El Noviciado 57 V. Cosecha de tuna (Opuntia ficus indica), en dos huertos experimentales ubicados en dos localidades: El Noviciado-Santiago de Chile y Valle del Chota-Ibarra-Ecuador. Las prácticas de cosecha en el Noviciado, parten a las 5 am. Cosecha en el Valle del Chota, a nivel de campo y en el centro de Acopio de la Organización del FECONIC 58 VI. Manejo postcosecha de tuna (Opuntia ficus-indica), en las dos localidades Noviciado y Valle del Chota Ecuador. En el Valle del Chota-Ecuador Colaboradores