Agricultura Técnica Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA ISSN: 0365-2807 EISSN: 0717-6333 Vol. 63, Num. 4, 2003, pp. 394-402

Agricultura Técnica, Vol. 63, No. 4, Oct-Dec, 2003, pp. 394-402

Investigación

Samuel Ortega-Farias *, Ben-Hur Leyton ² , Hector Valdés ² y Hernán Paillán ³

Investigación financiada con apoyo de FONDEF-INFRAESTRUCTURA Nº D96F1003
Universidad de Talca, Facultad de Ciencias Agrarias, Centro de Investigación y Transferencia en Riego y Agroclimatología (CITRA), Casilla 747, Talca, Chile. E-mail: sortega@utalca.cl , *: Autor para correspondencia.
³ Universidad de Talca, Facultad de Ciencias Agrarias, Departamento de Horticultura, Casilla 747, Talca, Chile

¹ Recepción de originales: 25 de marzo de 2002.

Code Number: at03045

ABSTRACT

A study was carried out to evaluate the effect of four levels of water application on the yield and quality of a tomato ( Lycopersicon esculentum Mill.) cv. Presto produced in a greenhouse at the Panguilemo Experimental Station, of the University of Talca (35º23´S lat; 71º W long; 110 m.a.s.l.), during the period August 2000 and January 2001. The irrigation treatments were application of 60 (T1), 100 (T2) and 140% (T3) of the actual evapotranspiration (ETreal) and a control (T4) was the irrigation level that farmers traditionally apply in the region. The results indicated that the largest total yield (180 t ha^-1) was obtained by treatment T3, followed by treatment T4. The largest commercial yields were observed in treatments T3 and T4, which corresponded to 129.8 and 120.3 t ha^-1 , respectively. The diameter and weight of fruit were reduced as the water application decreased, but soluble solids and dry matter increased. The treatment T3 was the best combination of yield and quality of greenhouse tomatoes with a 72% reduction of water application in comparison with T4.

Key words : irrigation, Lycopersicon esculentum ., soluble solids, dry matter, yield.

RESUMEN

Palabras claves : riego, Lycopersicon esculentum, sólidos solubles, materia seca, rendimiento.

INTRODUCCIÓN

El objetivo de la programación del riego es determinar el volumen óptimo de agua a aplicar en cada período de crecimiento del cultivo, con el objeto de maximizar el rendimiento y calidad de los productos agrícolas. Para lograr este objetivo es fundamental realizar una calibración local de la metodología usada para cuantificar la evapotranspiración real (ETreal) de los cultivos, la cual depende principalmente de las condiciones climáticas y del estado fenológico de la planta (Tarantino et al ., 1982). Existen diversos modelos para estimar la ETreal, donde destaca el uso de la bandeja de evaporación para programar el riego en el cultivo del tomate ( Lycopersicon esculentum Mill.) producido en invernadero y regado por goteo o cinta (Castilla et al. , 1990; Ortega-Farías et al. , 2001).

Se han realizado varias investigaciones con el objetivo de determinar la cantidad de agua a reponer en cultivos de tomates, basadas en diferentes porcentajes de la ETreal obtenida a través de la evaporación de la bandeja clase A. Estos estudios se han realizado al aire libre y en invernadero, encontrándose generalmente un aumento de la producción al aumentar la cantidad de agua aplicada (Mancini y Caliandro, 1989; Tuzel y Tuzel, 1993; Komamura et al ., 1994; Maroto et al ., 1995; Loscascio y Smajstrla, 1996; Ortega-Farías et al ., 2001). Sin embargo, Pascual et al . (1998) establecieron distintas cargas de agua (reposición de 40, 80 y 120% de la ETreal) en tomate cultivado bajo invernadero, pero no encontraron diferencias significativas en el rendimiento total para los tratamientos evaluados. Es así, que Méndez (1995) señaló que el máximo rendimiento y calidad en la producción hortícola, bajo una determinada condición edafoclimatológica, sólo podrá obtenerse con tecnologías generadas y adaptadas a las condiciones específicas de suelo, cultivo y clima. Por otro lado, Ortega-Farías et al. (2001) indicaron que una correcta aplicación de agua, en base a la calibración local de la bandeja de evaporación para estimar la ETreal en los diferentes períodos fenológicos del tomate, permitió mejorar la calidad, reducir desordenes fisiológicos y disminuir la incidencia de enfermedades.

El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de cuatro láminas de agua sobre el rendimiento, calidad y desecho de tomate producido bajo invernadero y regado por cintas durante la época de primavera y verano en la zona de Talca.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento fue realizado en la Estación Experimental Panguilemo (32 º 23' lat. Sur; 71 º 40' long. Oeste; 110,5 m.s.n.m) perteneciente a la Universidad de Talca, entre el 7 de agosto de 2000 y el 20 de enero de 2001. El clima de la zona es de tipo mediterráneo y se caracteriza por un régimen de temperatura media anual de 15°C. Las condiciones climáticas del invernadero en el cual se desarrolló el cultivo de tomate se presentan en las Figuras 1 y 2. El suelo del invernadero corresponde a la serie Talca (tipo Alfisol) cuyo horizonte superior (0-40 cm) es de textura franca con una capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PMP) y densidad aparente (Da), de 28%, 18% y 1,35 g cm^-3 , respectivamente.

Las plantas de tomate cv. Presto de crecimiento indeterminado se establecieron el 7 de agosto de 2000 dentro de un invernadero de madera tipo capilla de 210 m ² de superficie, cubierto con polietileno térmico transparente de 0,15 mm de espesor (IR). El invernadero estaba dotado con un sistema manual de ventilación frontal, lateral y cenital. Las plantas se distribuyeron sobre platabandas de 1 m de ancho, en hilera simple, a una distancia de plantación de 20 cm sobre la hilera y fueron conducidas a un eje mediante la poda de brotes laterales, y posterior despunte sobre el séptimo racimo floral. El riego en la platabanda se efectuó por medio de dos cintas, con 5 emisores por metro, separadas a 30 cm, que entregaban cada una un caudal de 5 L h^-1 por metro lineal.

Las mediciones de humedad volumétrica del suelo fueron realizadas dos veces por semana usando un medidor de humedad de suelo (Time Domain Reflectometry (TDR), Trase System Inc., California, USA) a una profundidad de 40 cm, donde se concentra el mayor porcentaje de raíces efectivas. Para esto en cada tratamiento se instalaron cuatro pares de guías de acero inoxidable, que quedaron fijas en el suelo durante todo el ciclo de crecimiento del tomate. Además se estableció un valor crítico de humedad volumétrica (Hcr) equivalente a 23%, el cual fue calculado usando un criterio de riego del 50% (Cuenca, 1989).

La fertilización total utilizada en todos los tratamientos constó de 39,0 g m^-2 de N, 16,6 g m^-2 de P₂O₅ , 60,6 g m^-2 de K₂O, 21,5 g m^-2 de CaO , y 2,9 g m^-2 de MgO. Previo a la plantación se aplicó un 30% de la dosis total en forma sólida al suelo usando superfosfato triple, sulfato de potasio, urea y sulfato de magnesio. El 70% de la fertilización restante fue aplicada en forma soluble durante el ciclo de crecimiento en base a Ultrasol ( Soquimich ), nitrato de calcio (Norks Hydro ASA) y fosfato monoamónico ( Norks Hydro ASA) .

El diseño estadístico fue en bloque completo al azar con cuatro tratamientos de riego y cuatro repeticiones dando como resultado 16 unidades experimentales de 7,2 m 2 de superficie (7,2 m de largo y 1 m de ancho). Los tratamientos consistieron en aplicar tres láminas de agua: 60% (T1), 100% (T2) y 140 % (T3) de la ETreal, según bandeja de evaporación, las cuales fueron comparadas con las láminas de riego (T4) que aplican los agricultores en la zona de Talca (Cuadro 1). Para determinar las diferencias entre los tratamientos se utilizó el test de Duncan, con un intervalo de confianza de 95%.

Cuadro 1. Programación del riego tradicional (cintas) aplicado por los productores de tomate de invernadero de la zona de Talca.

Table 1. Traditional irrigation scheduling (drip) applied by greenhouse tomato producers in the region of Talca.

Fuente: Marquéz, 1998

Para determinar los tiempos de riego en los tratamientos T1, T2 y T3, se utilizó una bandeja de evaporación modificada, cuyas dimensiones fueron 50 cm de diámetro y 25 cm de alto (Ortega-Farías et al ., 2001). Para evitar sombreamiento, esta bandeja fue ubicada, en la parte central del invernadero sobre una estructura de madera a 15 cm sobre el nivel del suelo. De este modo, el tiempo de riego fue determinado a través de la siguiente expresión (González y Ruz, 1999):

(1)Tr = ETreal Ps AU/Ea q

donde Tr = tiempo de riego (h); ETreal = evapotranspiración real del tomate (mm d ^-1 ); Ps = porcentaje de sombreamiento del área unitaria asignada a la planta (%); AU = área asignada a la planta (m ² ); Ea = eficiencia de aplicación del riego por cinta (0,9); q = caudal de la cinta de riego (5 L h^-1 por metro lineal).

El porcentaje de sombreamiento o coeficiente de cobertura se asumió igual a 1%, debido a una cubierta plástica utilizada en las platabandas que evita la evaporación de agua desde el suelo. Por su parte, la ETreal del tomate fue calculada utilizando la siguiente relación (Ortega-Farías et al ., 2001):

ETreal = EBM Kp Kr Kc (2)

donde EBM = evaporación de bandeja modificada (mm d ^-1); Kp = coeficiente de bandeja (0,7); Kr = ajuste de la bandeja modificada (0,94) ; Kc = coeficiente de cultivo ( Gianquinto et al ., 1990 ) (Cuadro 2).

Cuadro 2. Coeficientes de cultivo (Kc) para los distintos estados fenológicos del cultivo de tomate bajo invernadero.

Table 2. Crop coefficients (Kc) for several phenological stages of the tomato crop cultivated under greenhouse .

Fuente: Gianquinto et al. , 1990

Los frutos fueron colectados dos a tres veces por semana, una vez que alcanzaron 30% de color de cubrimiento, y se determinó el rendimiento comercial y total. Para el caso del rendimiento comercial los frutos fueron separados por peso en calidades: extra (> 250 g), primera (150-250 g), segunda (100-149 g) y tercera (80-99 g). A su vez los frutos del desecho fueron clasificados como de bajo peso ( < 80 g), con partidura (cracking), con pudrición apical, y con daños por Botrytis y polilla ( Tuta absoluta Meyrick ). La incidencia en los frutos de partidura, pudrición apical, Botrytis y polilla fue realizada en forma visual. Asimismo, se evaluó la calidad de los frutos producidos según su peso individual, diámetro polar y ecuatorial, sólidos solubles (refractómetro, ATAGO modelo N-1 ), presión de pulpa (presionómetro, Veto modelo FT 327), y materia seca (MS). Para ello, se seleccionaron al azar tres frutos por unidad experimental (o repetición) dentro del período de cosecha.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los volúmenes de agua aplicados para los tratamientos con reposición de un 60 (T1), 100 (T2) y 140% (T3) de la ETreal y el testigo (T4), se presentan en la Figura 3. Los resultados obtenidos indican que los volúmenes de agua aplicados por el agricultor (testigo), basado en su conocimiento empírico, fueron muy superiores a los utilizados en los tratamientos según la reposición de distintas proporciones de la ETreal. Así, el volumen de agua aplicado en T4 (5.493 m ³ ha^-1 ) fue dos veces mayor que el volumen aplicado en T2 (2.419 m ³ ha^-1 ). Lo anterior queda reflejado en la Figura 4d, donde los niveles de humedad volumétrica del suelo se incrementaron a partir del 14 de noviembre y se mantuvieron por sobre la capacidad de campo (CC) hasta el 3 de enero. En cambio, los niveles de humedad en el suelo para T2 y T3 estuvieron entre CC y Hcr (Figuras 4b y 4c). En el caso de T1, la humedad de suelo estuvo bajo Hcr a partir de noviembre y hasta la cosecha (4a).

Estos resultados coinciden con lo observado por Ortega-Farías et al. (2001), en tomate cultivado bajo invernadero en el período de verano-otoño, quienes encontraron que los agricultores aplicaron un volumen total (7.614 m 3 ha^-1 ) tres veces superior al volumen correspondiente al 100% de la ETreal. En relación con el consumo de agua para cada período fenológico, la Figura 3 indica que la mayor demanda hídrica del tomate se encontró entre inicio y fin de cosecha. En este período el tomate consumió 58; 62; 63; y 72% del volumen total para T1, T2, T3 y T4, respectivamente.

El efecto de la cantidad de agua aplicada sobre el rendimiento total, comercial y desecho se presenta en el Cuadro 3 . S e puede observar que existieron diferencias significativas entre los tratamientos para el rendimiento total, comercial y desecho. Los rendimientos total y comercial aumentaron a medida que se incrementó la dosis de agua de riego. El mayor rendimiento total (180 t ha^-1 ) fue obtenido en el tratamiento T3 seguido por el testigo. Por otro lado, los mayores rendimientos comerciales fueron observados en los tratamientos T3 y T4, los cuales no presentaron diferencias significativas entre sí. Estos resultados coinciden con Vanadia et al. (1982), Eliades y Orphanos (1986) y Ortega-Farías et al . (2001), quienes indicaron que el rendimiento comercial y total aumenta al aumentar la reposición hídrica en tomate cultivado bajo invernadero. Los mayores rendimientos comerciales obtenidos por Vanadia et al. (1982) y Eliades y Orphanos (1986) fueron de 145 t ha^-1 para 125% de la ETreal, y de 135 t ha^-1 para 140% de la ETreal, respectivamente.

Cuadro 3. Efecto de cuatro tasas de riego sobre el rendimiento comercial, desecho y total de tomate (cv. Presto) de inv ernadero producido en primavera-verano.

Table 3. Effect of four irrigation levels on commercial yield, waste and total yield for a tomato greenhouse (cv. Presto) produced in spring-summer.

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos (Duncan, P ≤ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomate.

En relación con la distribución del rendimiento comercial según peso, el estudio indicó que los tratamientos T3 y T4 presentaron la mayor proporción de frutos con calidades extra y de primera en comparación a los tratamientos T1 y T2 (Cuadro 4). Por otro lado, no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos para las calidades segunda y tercera. Resultados semejantes fueron obtenidos en investigaciones de Vanadia et al . (1982), quienes observaron que la proporción de frutos de primera calidad aumentó de 61,3 a 70% con el aumento de los tiempos de riego.

Cuadro 4.- Efecto de cuatro tasas de riego sobre el peso de los frutos comerciales de tomate (cv. Presto) de invernadero producido en primavera-verano.

Table 4. Effect of four irrigation levels on fruit weight of greenhouse tomato (cv. Presto) produced in spring-summer.

*Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos según prueba de Duncan (P ≤ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomate

Por otra parte, la cantidad de agua aplicada afectó significativamente las características físicas de los frutos obtenidos (Cuadro 5), con una disminución progresiva del diámetro (polar y ecuatorial) y peso de los frutos a medida que se redujo el tiempo de riego. Resultados similares fueron observados por Fritsch (1980), y Tuzel y Tuzel (1993), quienes encontraron frutos con un diámetro ecuatorial superior al aumentar la carga de agua aplicada. Sin embargo, estudios realizados por Vanadia et al . (1982) y Ortega-Farías et al. (2001), indicaron efecto nulo del tiempo de riego sobre las características físicas de los frutos de tomate producidos en invernadero.

Cuadro 5. Efecto de cuatro láminas de riego sobre el diámetro y peso de los frutos de tomate (cv. Presto) de invernadero producido en primavera -verano.

Table 5. Effect of four irrigation levels on fruit size and weight of greenhouse tomato (cv. Presto) produced in spring-summer.

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos según prueba de Duncan, (P ≤ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomate

En el Cuadro 3 se observa que el tratamiento T4 presentó una menor proporción de desecho en comparación a los tratamientos T1 y T3. En relación con la distribución del desecho, el Cuadro 6 indica que no existieron diferencias significativas entre los tratamientos, para todas las categorías de desecho. Estos resultados no concuerdan Ortega-Farías et al . (2001), quienes indicaron que a medida que aumenta la aplicación de agua se produce un incremento de frutos con daños por Botrytis y partidura. Por otro lado, Maroto et al. (1995) indicaron que una reducción del tiempo de riego incrementa la pudrición apical.

Cuadro 6. Efecto de cuatro láminas de riego sobre el desecho de frutos de tomate (cv. Presto) de invernadero producido en primavera -verano.

Table 6. Effect of four irrigation levels on waste fruit of greenhouse tomato (cv. Presto) produced in spring-summer.

*Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos según prueba de Duncan, (P ≤ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomate

Finalmente, este estudio indicó que existieron diferencias significativas entre los tratamientos en contenido de MS y sólidos solubles (Cuadro 7). Sin embargo, no se encontró un efecto significativo en la presión de pulpa. Al respecto, Sanders et al . (1989) y Adams (1990), encontraron que restricciones de agua a plantas de tomate reducen el contenido de agua en frutos, pero incrementan el contenido de sólidos solubles, azúcar, acidez total (expresado como ácido cítrico) y K. Asimismo, Kirkova (1998), en investigaciones realizadas en Bulgaria, señalo que el porcentaje de MS de los frutos de tomate varió entre 5 y 7% cuando se utilizaron reposiciones de 0,6 y 1,2 veces la ETreal.

Cuadro 7. Efecto de cuatro láminas de riego sobre la materia seca, sólidos solubles y presión de pulpa en los frutos de tomate (cv. Presto) de invernadero producido en primavera-verano

Table 7. Effect of four irrigation levels on dry matter, soluble solids and pulp pressure of greenhouse tomato (cv. Presto) produced in spring-summer.

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos según prueba de Duncan, (P ≤ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomate.

Los resultados de rendimiento y calidad de frutos de tomate analizados en la presente investigación permiten indicar que sería preferible recomendar a los agricultores de la zona de Talca, el uso de regímenes de riego basados en la reposición de un 140% porcentaje de la ETreal.

CONCLUSIONES

En este estudio se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos para el rendimiento comercial y total. Los aportes más elevados, tratamiento T3 (140% de la ETreal) y el testigo (T4), presentaron los más altos rendimientos totales y comerciales, así como las más altas producciones de frutos de calidad extra y primera. Para los pesos inferiores a 150 g (segunda y tercera categoría) no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos. También se puede señalar que el tratamiento T3 significó un 72% de ahorro de agua con respecto a los volúmenes de agua que tradicionalmente utilizan los productores de tomates bajo invernadero en la zona de Talca. Finalmente, los sólidos solubles y la MS fueron mayores en el tratamiento T1, donde se aplicó la menor cantidad de agua, pero no se observó un efecto significativo entre los tratamientos para la presión de pulpa.

LITERATURA CITADA

• Adams, P . 1990. Effects of watering on the yield, quality and composition of tomatoes grown in bags of peat. J. Hortic. Sci. 65: 667 - 674.
• Castilla, N., F. Elias, y E. Fereres. 1990. Evapotrasnpiración en cultivos hortícolas en invernadero en Almería. Invest. Agr. Prod. Prot. Veg. 5:117-125.
• Cuenca, R.H. 1989. Irrigation system design; An engineering approach. Prentice Hall, Englewood Cliff, N.J., USA. 552 p.
• Eliades, G., and P. Orphanos. 1986 . Irrigation of tomatoes grown in unheated greenhouses. J. Hortic. Sci. 61: 95-101.
• Fritsch, N. 1980. Determinación de la tasa de riego en tomates regados por goteo. Investigación Agrícola 6:79 - 86.
• Gianquinto, G., Ceccon, P. and Giovanardi, R. 1990. Evapotranspiration, growth and yield of fresh market tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) at two irrigation levels. Acta Horticulturae 278: 579-586.
• González, M., y E. Ruz. 1999. Efecto de la aplicación de diferentes volúmenes de agua de riego y fertilización nitrogenada sobre el rendimiento y calidad de tomate industrial. Agricultura Técnica (Chile) 59:319-330.
• Kirkova, Y. 1998. Relationships "yield-water" for tomato. Soil Sci. Agrochem. Ecol. 23:39-40.
• Komamura, M.; Karimata, A.; Mizuta, A.; Yoneyasu, A . 1994. Basic considerations on the decision about consumptive use of irrigation for greenhouse horticulture. Journal of Agricultural Science, Tokyo University of Agricultura, Tokyo Nogyo Daigaku 39(1):1-9.
• Loscascio, S., and A. Smajstrla. 1996. Water application scheduling by pan evaporation for drip-irrigated tomato. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 121:63-68.
• Mancini, L., and A. Caliandro. 1989. The effect of irrigation method and regime on greenhouse salad tomatoes. Irrigazione e Drenaggio 36:70-73.
• Márquez, J. 1998. Determinación de las necesidades de agua en tomate ( Lycopersicon esculentum Mill., cv. FA-144) de otoño bajo invernadero en la zona de Talca. 83 p. Tesis de Ingeniero Agrónomo. Universidad de Talca, Escuela de Agronomía, Talca, Chile.
• Maroto, J., S. López, A. Bardisi, B. Pascual, and J. Alagarda. 1995. Influence of irrigation dosage and its form of application on cracking response in cherry tomato fruits. Acta Hortic. 379:181-185.
• Méndez, F. 1995. Efecto de cuatro frecuencias de riego sobre el comportamiento de dos variedades de tomate en un suelo aridisol. Agronomía Trop. (Maracay) 45: 571-594.
• Ortega-Farias, S., J. Márquez, H. Valdés, y H. Paillán. 2001. Efecto de cuatro láminas de agua sobre el rendimiento y calidad de tomate ( Lycopersicon esculentum Mill., cv. FA-144) de invernadero producido en otoño. Agricultura Técnica (Chile) 61:479-487.
• Pascual, B., A. Bardisi, S. López-Galarza, J. Alagarda, y J. Maroto. 1998. Influencia del riego y del potencial matricial en el rendimiento y en el rajado del tomate ( Lycopersicon esculentum , cv. Fawell ) . Invest. Agr.: Prod. Prot. Veg. 13 (1-2): 5-19.
• Sanders, D., T. Howell, M. Hile, L. Hodges, D. Meek, and C. Phene. 1989. Yield and quality of processing tomatoes in response to irrigation rate and schedule. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 114:904-908.
• Tarantino, E., H. Singh, and W. Pruitt. 1982. The microclimate and evapotranspiration of processing tomatoes under drip and furrow irrigation. Revista di Agronomia 16:21-29.
• Tuzel, Y., and I. Tuzel. 1993. Effects of different irrigation intervals and rates on spring-season glasshouse tomato production: I. Yield and plant growth. Acta Hortic. 366:381 - 388.
• Vanadia, S., V. Dellacecca, e L. Mancini. 1982. Influenza del regime irriguo sulla resa del pomodoro in serra fredda. Colture Protette 11: 27-32.

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