Ubicación del área experimental

La investigación se realizó en cultivos de agricultores en la subregión de Urabá del departamento de Antioquia, en el municipio de Chigorodó, Colombia. El área se ubica en las coordenadas 7º 39’ 2.5” latitud N y 76º 41’ 58.0” longitud O, a una altitud de 40 msnm, con temperaturas que oscilaron entre los 21 y 34 ºC, humedad relativa promedio de 84 % y una precipitación anual de 3257 mm en 2016. La zona de vida corresponde a bosque húmedo tropical, según el sistema de clasificación de zonas de vida o formaciones vegetales propuesto por ^{Holdridge (1947)} y adaptado por ^{IDEAM (2002)}.

Material vegetal

Se seleccionaron 20 árboles de los genotipos CCN 51 e ICS 95, por su adaptación y productividad en etapa productiva, con ocho años de edad y un perímetro de tallo de 35 a 50 cm, medido 10 cm abajo del injerto. Los genotipos fueron verificados con la base de datos internacional de germoplasma de cacao (ICGD, International Cocoa Germplasm Database, por sus siglas en inglés).

Diseño, unidad experimental y aplicación de los tratamientos

Se utilizó un diseño completamente al azar con cinco tratamientos y cuatro repeticiones; la unidad experimental, fue un árbol. Los tratamientos se obtuvieron a partir de la combinación de la poda y el área foliar del árbol. A todos los árboles se les podó a 4 m de altura, del suelo al ápice de la planta (Figura 1); mientras que, para obtener el área foliar total del árbol (AFT), primero se determinó el área foliar de 50 hojas de diversos tamaños obtenidas al azar de la copa, después se cuantificaron todas las hojas del dosel y a partir de ambos datos se calculó el área foliar total. Los tratamientos fueron: 1) poda de altura (-h), se podó la planta a 4 m de altura; 2) poda base (b), se aplicó poda de altura y se eliminaron ramas improductivas, entrecruzadas, ramas secundarias y terciarias dirigidas hacia el interior del dosel o al suelo; 3) poda base menos 25 % del AFT (b - 25 %), 4) poda base menos 50 % del AFT (b - 50 %) y 5) poda base menos 75 % del AFT (b - 75 %), esta última es la utilizada por los productores de la zona (Cuadro 1).

Figura 1 Modelo en 2D de representación de los tratamientos de poda. T1 (-h): poda de altura, T2 (b): poda base, T3 (b-25 %): poda base menos 25 % del AFT, T4 (b-50 %): poda base menos 50 % del AFT, T5 (b-75 %): poda base menos 75 % del AFT.  

Variables medidas

Se midió el índice de área foliar durante el ciclo productivo con el equipo ceptómetro (AccuPAR LAI, Modelo LP-80, METER Group, Inc. Pullman, Washington, EUA). Las variables reproductivas medidas correspondieron a número de flores abiertas, número de frutos de cero a dos meses, número de frutos de dos a cuatro meses, número de frutos después de cuatro meses y número de frutos secos durante un ciclo productivo a escala anual, con periodicidad mensual. La definición de las etapas de floración y fructificación se estableció a partir de la máxima ocurrencia del evento; para el análisis se totalizó el número de estructuras en cada etapa.

La cosecha de cacao fue en noviembre y diciembre de 2016. Los granos fueron clasificados y pesados, posteriormente fermentados en cajones durante 4 d y finalmente secados en horno de convección (Memmert, Modelo 600, Schwabach, Alemania). Las variables de producción fueron peso fresco de cáscara y placenta y peso de grano fermentado y seco; además, se determinó el índice de mazorca (IM) e índice de grano (IG) con una balanza de precisión (Shimadzu TX3202L, Columbia, Maryland, EUA).

Durante el ciclo productivo se evaluó la humedad volumétrica de suelo con el equipo Theta probe ML3 (Delta T-Devices, Cambridge, Reino Unido) y se registró la precipitación con Collector II (Davis® Instruments, Hayward, California. EUA), la humedad relativa y la temperatura con THR 102, y la radiación PAR con un sensor QSO 110 (Apogee Instruments, North Logan, Utah, EUA) en el Em50G (Decagon Devices, Pullman, Washington, EUA) de la estación meteorológica.

Análisis estadístico

Se realizó análisis de varianza con un nivel de significancia del 5 %. El análisis de varianza y la comparación se realizó con los totales de flores y frutos de cada etapa, independiente para cada clon. Se aplicó la prueba de normalidad de Shapiro-Wilk y de homogeneidad de varianzas con la prueba de Bartlett. Para determinar las diferencias entre los tratamientos se utilizó la prueba de Tukey (P ≤ 0.05) con el empleo del software R-Studio (^{R Core Team, 2017}).

Dinámica del área foliar con distintos niveles de poda

La poda del cacaotero no alteró los periodos de brotación ni el tiempo de expansión y crecimiento de las ramas, lo que coincide con lo reportado para esta zona de vida, donde la duración de un ciclo de brotación desde la activación de la yema hasta la madurez de la rama es de 60 d (^{Gil et al., 2017}), aunque puede oscilar entre 45 y 75 d (^{Tovar et al., 1991}). En este estudio se evidenció la brotación en CCN 51 en marzo, julio y septiembre, mientras que en ICS 95 desde marzo hasta septiembre. El ciclo de desarrollo de las ramas está caracterizado por la alternancia entre crecimiento y latencia, (^{Greathouse et al., 1971}), lo que generalmente es activado por cambios del clima (^{Almeida y Valle, 2007}); sin embargo, en esta zona con condiciones de precipitación constante desde mayo, se presenta la sucesión de brotación y crecimiento, que en el clon CCN 51 puede suceder por la influencia de factores endógenos (^{Almeida y Valle, 2010}). En el clon ICS 95, con brotación y crecimiento permanente, podría estar explicada por la constante precipitación.

En el clon CCN 51 el IAF presentó diferencias significativas (P ≤ 0.05) entre los tratamientos, el mayor valor fue para (-h) con 2.3 y 3.8, a los 65 y 245 ddp, respectivamente, el cual fue significativamente superior a (b-25 %) con 1.4 y 1.8, pero sin diferencias con los demás tratamientos (Figura 2).

Figura 2 Índice de área foliar del clon CCN 51. A) 65 ddp, B) 245 ddp. Letras distintas indican diferencias significativas Tukey (P ≤ 0.05). 

El tratamiento (b-75 %) presentó un IAF de 2.4 a los 65 ddp (Figura 2); es decir, la poda en mayor magnitud aumentó el crecimiento vegetativo con respecto a los demás tratamientos (^{Sharma, 2014}). Con los cortes se incrementa la presión radical que genera mayor irrigación en los meristemos cercanos, lo que desencadena la brotación, que se estimula debido al desbalance entre la parte aérea y la raíz, se modifica la dominancia apical, las auxinas se incrementan en todos los puntos de corte y se promueve el crecimiento vegetativo (^{Casierra-Posada y Fischer, 2012}).

El clon ICS 95 a los 169 ddp presentó un IAF de 3.8 con la aplicación del tratamiento (-h), superó significativamente (P ≤ 0.05) al tratamiento (b-25 %) (2.2 de IAF) y no mostró diferencias significativas con los demás tratamientos (Figura 3), aunque los promedios del IAF disminuyen correspondientemente con el incremento de AF podada. Posiblemente, este proceso de foliación se ve favorecido por la disponibilidad hídrica del suelo, que estuvo cercana al 45 % debido a la precipitación acumulada desde abril.

Figura 3 Índice de área foliar del clon ICS 95 a los 169 ddp en respuesta a diferentes tratamientos de poda. Letras distintas indican diferencias significativas Tukey (P ≤ 0.05). 

Los valores de IAF reportados para árboles productivos son muy variados, desde 1.5 hasta 6 en Ghana (^{Hutcheon, 1976}); en tanto que en Brasil, en árboles de ocho años, el IAF fluctuó entre 3.7 y 5.7 (^{Alvim, 1977}) y en Perú, en clones de cacao en etapa productiva, entre 1.37 y 5.6 (Gonzáles, 2008, Com. Pers.)¹. Los IAF medidos en este trabajo estuvieron entre esos intervalos, que son muy amplios, dadas las distintas condiciones y genotipos de los reportes.

El IAF corresponde al área foliar que cubre una superficie de suelo; se puede afectar por la arquitectura del árbol. Los clones ICS 95 y CCN 51 presentan una configuración diferente por el ángulo de inserción de sus ramas primarias con respecto al eje (tronco) perpendicular al suelo. En el CCN 51, sus ramas forman ángulos entre 55º y 60º que conforman un dosel estrecho con follaje denso, mientras que en ICS 95 se presentan ángulos de inserción de 25º a 35º que forman un dosel más amplio y menos denso (Figura 1) y con menor densidad de follaje. Tras considerar esta característica distintiva, el área de suelo puede estar cubierta con una menor cantidad de hojas y se puede estimar un IAF similar para CCN 51 que tendría mayor cantidad de hojas.

El IAF y la arquitectura son aspectos fundamentales que deben ser considerados para definir la forma e intensidad de poda. Para la producción del cacaotero es pertinente asegurar la interceptación de radiación en el dosel y el balance entre el crecimiento vegetativo y reproductivo, conforme a la respuesta a la luz y a la estructura del árbol.

Dinámica de la fase reproductiva con distintos niveles de poda

El periodo de mayor antesis fue entre junio y julio en CCN-51, mientras que, en ICS 95 la floración se presentó con distinta intensidad de julio a septiembre; estas floraciones están relacionadas con las épocas de mayor precipitación, 301 y 349 mm y temperaturas entre 22 y 33 ºC, en junio y julio. En CCN 51 el mayor número de frutos menores de dos meses ocurrió en julio y septiembre, en tanto que en ICS 95, de julio a octubre; este comportamiento coincide con lo reportado por ^{Gil et al. (2017)}. En relación con los cojines y flores en ambos clones, los tratamientos, no presentaron diferencias significativas, al igual que para frutos secos de ICS 95; en frutos menores de dos meses de CCN 51, los tratamientos no fueron diferentes; sin embargo, en el clon ICS 95 el tratamiento (b-75 %) fue significativamente menor, con una media de 53 frutos (Cuadro 2).

El valor más alto de frutos de dos a cuatro meses en CCN 51 ocurrió de septiembre a noviembre y en ICS 95 fue de septiembre a diciembre, tal como lo reporta ^{Gil et al. (2017)}; para este tamaño de frutos en CCN 51 los valores más altos se presentaron en los tratamientos de poda (-h) con 105 y b - 50 % con 123, que fueron estadísticamente superiores a (b) con 68 ± 14 y a (b-75 %) (73 ± 18). En ICS 95 con la poda (b-75 %) se obtuvo significativamente la menor producción de frutos de dos a cuatro meses, con una media de 99 frutos (Cuadro 2).

Con relación a frutos mayores de 4 meses, en CCN 51 la mayor cantidad de frutos en edad de cosecha se presentó de octubre a noviembre y para ICS 95 en noviembre y diciembre. En CCN 51, los tratamientos de poda (-h) y (b-25 %) (67 y 62 frutos/árbol) fueron estadísticamente superiores a los demás tratamientos, mientras que en ICS 95 fueron (-h) y (b), ambos con 50 frutos/árbol, estadísticamente mayores a (b-25 %), (b-50 %) y (b-75 %) (Cuadro 2).

La ocurrencia de frutos secos presentó una alta correlación de Spearman (0.52) con la presencia de frutos de dos a cuatro meses, donde el mayor secamiento de frutillos ocurre cuando existe alto número de frutos en llenado, periodo en el que se requiere la mayor cantidad de fotoasimilados (^{Gil et al., 2017}).

En CCN 51 la mayor cantidad de frutos en edad de cosecha se obtuvo con los tratamientos (-h) y (b-25 %) con una retención mayor del 55 %. En ICS 95 la mayor retención se alcanzó con los tratamientos (-h) y (b), los cuales llegaron a 40 y 34 %, respectivamente; al aumentar la intensidad de poda disminuyó la retención de frutos, debido a que se afecta el balance fisiológico entre las estructuras fuente-demanda.

El AF está directamente relacionada con el desarrollo reproductivo del cacao; en los árboles del clon ICS 95 se observó correspondencia entre el IAF y la magnitud de la poda realizada, y consecuentemente afectó el crecimiento reproductivo. En el tratamiento con mayor porcentaje de poda (b-75 %) se cuantificó un menor IAF que desencadenó mayor pérdida de frutillos y menor producción (31 frutos/árbol). En los árboles de CCN 51 el tratamiento (-h) presentó el mayor IAF desde junio (98 ddp) y hasta la cosecha; este crecimiento vegetativo incidió en los componentes de rendimiento y se expresó en el mayor cuajado, retención y llenado de frutos, con lo que se obtuvo la mayor cosecha (62 frutos/árbol). Con el menor IAF, por la mayor severidad de poda (tratamiento b-75 %) se observó la mayor proporción de frutillos secos y caídos.

La poda y la producción

En CCN 51 la mayor cantidad de frutos cosechados se obtuvo con el tratamiento (b-25 %) (57 frutos/árbol), mientras que el mayor peso de grano fermentado y seco se obtuvo con (-h) (4.8 kg/árbol), este tratamiento también logró el mayor peso de cáscara y placenta (Figura 4). En ICS 95 la mayor producción de grano seco (1.59 kg/árbol) se alcanzó con el tratamiento (-h). La mayor cantidad de frutos cosechados (40 frutos/árbol) y peso de cáscara se presentó en el tratamiento (b), mientras que la menor cosecha (24 frutos/árbol) de grano fermentado y seco (0.86 kg/árbol) lo produjo el tratamiento (b-75 %) (Figura 4). El índice de mazorca (IM) y el índice de grano (IG) no presentaron diferencias significativas entre los tratamientos en ambos clones (Figura 4); el IM fue mayor con respecto a lo reportado en otros estudios (^{Perea et al., 2013}).

Figura 4 Componentes de producción en los clones CCN 51 e ICS 95. (-h): poda de altura, (b): poda base, (b-25 %): poda base menos 25 % del AFT, (b-50 %): poda base menos 50 % del AFT, (b-75 %): poda base menos 75 % del AFT.  

En el tratamiento (-h) se obtuvo la mayor cantidad de cacao seco, atribuible a la mayor acumulación, disponibilidad y translocación de fotoasimilados hacia los frutos, relacionada con el mayor IAF. En el tratamiento (b) la ubicación y edad de las hojas dificultan la recepción de luz, por tanto, hubo menor traslocación de fotoasimilados, lo que afectó la producción de frutos (^{Muller y Valle, 2012}).

Los mayores rendimientos se obtuvieron en los árboles con menor intensidad de poda, tal como sucede en otros frutales (^{Casierra-Posada y Fischer, 2012}; ^{Muñoz-Vega et al., 2017}). La poda de copa del árbol de cacao bajo sombrío incrementa la producción (^{López et al., 2016}).

El clon CCN 51 produjo 3.42 kg/árbol, valor estadísticamente superior al de ICS 95, que produjo 2.07 kg/árbol (Figura 5). En estudios de evaluación de genotipos realizados en el litoral ecuatoriano, ^{Sánchez-Mora et al. (2015)} también encontraron mayor rendimiento con el clon CCN 51, con una producción de 1047.7 kg ha^-1 en condiciones comerciales.

Figura 5 Producción de grano de cacao seco en los genotipos CCN 51 e ICS 95. Letras distintas indican diferencias significativas Tukey (P ≤ 0.05). 

En la producción de grano fermentado el tratamiento (-h) fue el de mayor producción (4.63 kg/árbol) y superó de manera significativa a (b-25 %), (b), (b-50 %) y (b-75 %) con 2.62, 2.54, 2.13 y 1.70 kg/árbol, respectivamente (Figura 6).

Figura 6 Producción de grano de cacao fermentado en distintos tratamientos de poda, utilizando un modelo de efectos aditivos. (-h): poda de altura, (b): poda base, (b-25 %): poda base menos 25 % del AFT, (b-50 %): poda base menos 50 % del AFT, (b-75 %): poda base menos 75% del AFT. Letras distintas indican diferencias significativas Tukey (P ≤ 0.05). 

El peso de grano seco se redujo al incrementar la intensidad de poda, la eliminación de follaje en árboles en etapa productiva, ya que se puede alterar el balance y la tasa fotosintética, lo que reduce la producción (^{Johnson et al., 2008}); además, la poda en exceso conduce a producciones deficientes, con frutos de mala calidad, envejecimiento prematuro y copas indeseables de árboles (^{Báez, 2008}; ^{Johnson et al., 2008}).

La evaluación con el modelo de efectos aditivos permitió mostrar que en número de frutos cosechados, pesos de cáscara y placenta, índices de mazorca y de grano, los tratamientos de poda no presentaron diferencias significativas. mientras que en peso de grano seco, el tratamiento (-h), con 4.6 kg, fue diferente de manera significativa a los demás tratamientos de podas (Cuadro 3).

La relación entre el AF y la producción es directamente proporcional, pero está condicionada por la arquitectura y la distribución del follaje, de tal manera que con un IAF de 0.6 a 0.75 se puede obtener 1 kg de cacao fermentado y seco, que correspondería a un número de entre 360 y 450 hojas.

El área foliar es un factor determinante en la producción del cultivo. Las hojas como fuente de fotoasimilados tienen aportes diferentes en función de la cantidad, ubicación y distribución en el dosel. Lo anterior influencía directamente la asimilación de CO₂ y la duración del AF activa aportante. Las hojas maduras son fuente por unos 250-330-360 d según la radiación que reciban, a mayor radiación se presenta una menor duración del área foliar (^{Muller y Valle, 2012}). Las hojas de CCN 51 responden a la luz, a mayor radiación hay mayor fijación de CO₂, con tasas relativamente altas para cacao (4 - 8 µmol CO₂ m^-2 s^-1); por lo tanto, conviene realizar aclareos que eviten el autosombreamiento. En ICS 95 la asimilación de CO₂ es menor, entre 2 y 4 µmol CO₂ m^-2 s^-1, éste prefiere menor intensidad de luz, por lo que su respuesta productiva a la poda no es directa. La poda no afecta en la misma forma y proporción el crecimiento vegetativo y reproductivo del cacao, pero su efecto es significativamente notorio en la producción de grano seco.