Introducción

La necesidad de incrementar la producción agrícola en México en una situación de crecimiento poblacional, escasa superficie cultivable, y problemas con el clima y el suelo conlleva a utilizar sistemas de producción intensivos, como el uso de hidroponía e invernaderos (^{Alpizar-Antillón, 2004}; ^{Resh, 2004}). El costo de producción con estas tecnologías es elevado, por lo que sólo es propio para cultivos de valor económico alto y con mercado para lograr rentabilidad económica elevada.

En México, la hortaliza que más se maneja bajo invernadero e hidroponía es el jitomate (Solanum lycopersicum L.), la cual abarca alrededor de 70 % de la superficie total cultivada con dicha tecnología (^{Ponce, Molina, Cepeda, Lugo, & Maccleery, 2015}).

El sistema de producción de jitomate en invernadero, que se practica en países europeos y en América del Norte, consiste en utilizar cultivares de tipo bola y de crecimiento indeterminado, con densidades de población de 2 a 3 plantas·m^-2 que se dejan crecer a más de 7 m de altura. Lo anterior con el propósito de cosechar de 20 a 25 racimos en un periodo de 10 a 11 meses, de trasplante a fin de cosecha, con rendimientos que pueden alcanzar 500 t·ha^-1·año^-1 en invernaderos de alta tecnología (^{Peet & Welles, 2005}; ^{Resh, 2004}). Este sistema también es el más utilizado por grandes empresas de producción bajo invernadero en México. Si bien el rendimiento que se obtiene es alto, tiene el inconveniente de que el ciclo de cultivo es muy largo, por lo que las plantas están expuestas por más tiempo al posible daño causado por plagas y enfermedades. Además, las labores agrícolas como podas y tutoreos resultan técnicamente difícil de realizar, y el peso de frutos va disminuyendo conforme se cosechan los últimos racimos (^{Ponce et al., 2015}).

La alta tecnología, que incluye invernaderos muy altos y equipos sofisticados para el control ambiental, eleva el costo de producción por kilogramo de fruto, por lo que sólo resulta rentable si se cuenta con mercados selectos o si el producto es para exportación. Dicha situación se dificulta para los pequeños y medianos productores bajo invernadero, que en México representan al menos 95 % del total (^{Ponce et al., 2015}).

En la Universidad Autónoma Chapingo, México, ^{Méndez-Galicia, Sánchez-del Castillo, Sahagún-Castellanos, y Contreras-Magaña (2005)}, ^{Sánchez-del Castillo, Moreno-Pérez, y Cruz-Arellanes (2009)}, ^{Sánchez-del Castillo, Moreno-Pérez, Coatzín-Ramírez, Colinas-León, y Peña-Lomelí (2010)}, ^{Sánchez-del Castillo, Moreno-Pérez, y Contreras-Magaña (2012)} y ^{Sánchez-del Castillo y Ponce-Ocampo (1998)} han desarrollado un sistema alternativo de producción de jitomate en hidroponía bajo invernadero, el cual se basa en acortar el ciclo de cultivo, de trasplante a fin de cosecha, a menos de cuatro meses. Para ello, se realiza el despunte temprano (poda del ápice principal) de la planta para dejar crecer solamente los frutos de los dos o tres primeros racimos, en densidades de población que oscilan entre 8 y 12 plantas∙m^-2 y combinado con el trasplante de plántulas de mayor edad a la que normalmente se usa (trasplante tardío).

Comparando el sistema de ciclos cortos y densidad de población alta con el convencional de densidad baja y muchos racimos por planta, el rendimiento por planta es menor en el primero, pero por unidad de superficie se compensa parcialmente al utilizar densidad de población mayor; lo cual es posible por el área foliar menor que se forma por planta (^{Sánchez-del Castillo et al., 2010}). El ciclo de cultivo, de trasplante a fin de cosecha, se acorta tanto que es posible lograr al menos tres ciclos por año; lo que permite obtener productividad anual alta, incluso, más de lo que se obtiene con el sistema convencional (^{Sánchez-del Castillo & Ponce-Ocampo, 1998}; ^{Sánchez-del Castillo et al., 2012}). Con la redu cción del ciclo de cultivo también se disminuyen problemas fitosanitarios y es posible concentrar la cosecha en ventas de mercado nacional cuando el precio es alto, dándole al productor un beneficio económico mayor (^{Sánchez-del Castillo & Corona-Sáez, 1994}). Además, se pueden utilizar invernaderos de menor altura y con menos exigencias tecnológicas, lo que reduce de manera importante el costo de producción.

El uso de variedades de jitomate con hábito de crecimiento determinado no es común en invernaderos, pero para los sistemas propuestos de despunte, donde se dejan solamente tres racimos por planta, este tipo de variedades podrían ser apropiadas. Esto debido a que, en general, presentan menor área foliar por planta, menor altura y, en consecuencia, menor sombreado mutuo para las altas densidades de población que se manejan (^{Méndez-Galicia et al., 2005}).

Estudios previos con cultivares de hábito indeterminado han permitido establecer la densidad de población adecuada para lograr el mayor rendimiento por unidad de superficie sin menoscabo del tamaño medio de fruto (^{Sánchez-del Castillo & Corona-Sáez, 1994}; ^{Sánchez-del Castillo & Ponce-Ocampo, 1998}). Sin embargo, para variedades determinadas e indeterminadas recientes en el mercado, no se han establecido las densidades de población óptimas con este manejo.

Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el comportamiento del manejo agronómico en variedades de jitomate (con diferente tipo de fruto y hábito de crecimiento), en particular el rendimiento y sus componentes en plantas despuntadas a dos y tres racimos, establecidas a distintas densidades de población.

Materiales y métodos

El presente estudio se llevó a cabo en un invernadero ubicado en el Campo Experimental de la Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, México, a 19° 29’ latitud norte, 98° 53’ de longitud oeste y 2,250 msnm.

Se comparó el rendimiento y sus componentes (peso y número de frutos), así como altura de planta e índice de área foliar de cuatro variedades de jitomate contrastantes: ‘Imperial’ (fruto tipo bola y crecimiento indeterminado), ‘Pick ripe’ (fruto tipo bola y crecimiento determinado), ‘Moctezuma’ (fruto tipo saladette y crecimiento indeterminado) y ‘Serengueti’ (fruto tipo saladette y crecimiento determinado). Cada variedad se evaluó a dos niveles de despunte (eliminación de la yema terminal dos hojas arriba de la segunda o tercera inflorescencia formada). Dentro de cada nivel de despunte, se establecieron tres densidades de población (20, 16 y 12 plantas∙m^-2 cuando se dejaron dos inflorescencias, y 13, 10 y 7 plantas∙m^-2 cuando se dejaron tres).

Para lograr las densidades señaladas, las plantas se colocaron en camas de cultivo de 1 m de ancho con pasillos de 50 cm. Las distancias entre plantas e hileras dentro de las camas fueron: 22.5 x 22 cm (20 plantas∙m^-2), 20 x 30 cm (16 plantas∙m^-2), 25.5 x 30 cm (13 plantas∙m^-2), 27.5 x 30 cm (12 plantas∙m^-2), 33 x 30 cm (10 plantas∙m^-2) y 30 x 50 cm (7 plantas∙m^-2).

Se usó un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones en un arreglo de tratamientos de parcelas subdivididas con factores anidados (densidades dentro de niveles de despunte). De la combinación de cuatro variedades, con dos niveles de despunte y tres densidades de población se tuvieron 24 tratamientos. La unidad experimental de parcela chica fue de 1.5 m de largo por el ancho de la cama que fue de 1 m (1.5 m²).

La siembra se realizó en charolas de 60 cavidades (con volumen de cepellón de aproximadamente 200 cm³), usando como sustrato una mezcla de peat-moss con perlita en proporción 1:1 (v/v). Una vez colocada la semilla se tapó con una capa de vermiculita de 0.5 cm y se irrigó con agua profusamente. A partir de la nacencia, las plántulas se regaron con una solución nutritiva al 50 % de su concentración normal y 15 días después se utilizó la solución al 100 %. La solución contenía los siguientes elementos y concentraciones (mg∙L^-1): N = 250, P = 50, K = 250, Ca = 280, Mg = 50, S = 150, Fe = 2, Mn = 1, B = 0.5, Cu = 0.1 y Zn = 0.1. Esta se utilizó durante todo el ciclo del cultivo.

El trasplante se efectuó a los 40 días después de la siembra (dds). Las camas de cultivo tenían 0.3 m de profundidad y estaban rellenas con arena de tezontle rojo (con la mayoría de sus partículas entre 1 y 3 mm de diámetro). El despunte se llevó a cabo dos hojas por encima de la segunda o tercera inflorescencia formada, según el tratamiento, lo que ocurrió entre 80 y 90 dds.

Oportunamente, se efectuaron las prácticas culturales requeridas como poda de hojas, brotes laterales, tutorado, despunte, polinización, control de plagas y enfermedades, entre otras conforme a un protocolo establecido para el cultivo.

Las variables evaluadas fueron:

Los datos obtenidos se sometieron a una prueba de análisis de varianza y comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05), utilizando para ello el programa Statistical Analysis System (SAS, 2002).

Resultados y discusión

El análisis de varianza muestra que hubo efectos significativos entre variedades, entre niveles de despunte y entre densidades de población para todas las variables de rendimiento y sus componentes, así como en altura de planta e índice de área foliar. Además, hubo interacción entre variedad y nivel de despunte para peso de fruto (Figura 1).

Figura 1 Interacción entre variedades y nivel de despunte para peso medio de fruto. 

En el promedio de niveles de despunte y densidades de población, se observó que las variedades con fruto tipo bola rindieron significativamente más (alrededor de 37 %) que las de tipo saladette (Cuadro 1). La diferencia se debió a que los frutos tipo bola pesaron en promedio 70 g más que los de tipo saladette; mientras que en el número de frutos por unidad de superficie resultaron similares.

Aunque en México, el jitomate saladette es más fácil de comercializar que el tipo bola, el precio promedio anual que éste alcanza en el mercado nacional normalmente es 30 % mayor (^{Sistema Nacional de Información e Integración de Mercados [SNIIM], 2016}). Por lo tanto, el cultivo de variedades tipo bola puede ser mejor opción para los pequeños productores del país. No obstante, el tipo saladette, por usos y costumbres, es más usado en la preparación de platillos típicos mexicanos.

Como era de esperarse, por las características genéticas de los materiales, las variedades de crecimiento indeterminao (‘Imperial’ y ‘Moctezuma’) alcanzaron mayor altura de planta que las determinadas. En índice de área foliar, ‘Imperial’ superó estadísticamente a ‘Serengueti’ (Cuadro 1).

Entre las variedades tipo bola, ‘Imperial’ fue estadísticamente superior en rendimiento que ‘Pick ripe’ (crecimiento determinado), al formar más frutos por unidad de superficie. Por lo que, desde el punto de vista comercial, es más recomendable el uso de la variedad ‘Imperial’, que en promedio rindió 29.6 kg∙m^-2 útil (equivalente a 19.7 kg∙m^-2 de invernadero o 197 t∙ha^-1) en un ciclo, de trasplante a fin de cosecha, de 100 días, bajo el sistema de manejo establecido.

Respecto de las variedades tipo saladette, ‘Moctezuma’ rindió significativamente más (21.6 kg∙m^-2) que ‘Serengueti’ (17.6 kg∙m^-2), también como resultado de un mayor número de frutos cosechados, pues en peso de fruto no hubo diferencia. La altura de planta y el índice de área foliar también fueron significativamente menores para ‘Serengueti’, lo que puede explicar, en parte, su menor número de frutos por unidad de superficie y en consecuencia su menor rendimiento. ^{Gardner, Pearce, y Mitchel (1990)} y ^{Taiz y Zeiger (2006)} señalan que el área foliar por planta está correlacionada con el porcentaje de intercepción de la radiación fostosintéticamente activa (RFA) y por ende con la mayor formación de fotoasimilados.

Las diferencias encontradas en rendimiento, peso y número de frutos entre variedades probablemente están definidas por caracteres genéticos como tipo de fruto, hábito de crecimiento, área foliar por planta, eficiencia fotosintética, entre otros (^{Grandillo, Zamir, & Tanksley, 1999}; ^{Monamodi, Lungo, & Fite, 2013}; ^{Sánchez-del Castillo, Ortiz-Cereceres, Mendoza-Castillo, González-Hernández, & Colinas-León, 1999}).

En el promedio general de variedades y densidades de población (Cuadro 2), el rendimiento por unidad de superficie entre el despunte a dos y tres racimos por planta fue estadísticamente igual.

Con el despunte para dejar dos racimos por planta se tuvieron más frutos por unidad de superficie que con las plantas despuntadas a tres racimos, pero disminuyó el peso medio de fruto. Una posible explicación de la diferencia observada según el nivel de poda es que, de acuerdo con las fechas en que se realizó el experimento (julio a diciembre de 2012), se registraron varios días nublados durante el periodo de crecimiento de los dos primeros racimos; mientras que las condiciones de radiación solar fueron más favorables para el crecimiento de los frutos del tercer racimo.

De acuerdo con información de la estación meteorológica de la Universidad Autónoma Chapingo, durante el crecimiento logarítmico de los frutos del primer racimo (entre el 16 de octubre y el 14 de noviembre) se tuvieron 253 horas de sol, para el segundo racimo (entre el 26 de octubre y el 24 de noviembre) 237 horas y para el tercer racimo (entre el 5 de noviembre y el 4 de diciembre) fueron 299 horas de luz solar. Lo anterior se tradujo en mayor peso de fruto, sobre todo para aquellos tipo bola del tercer racimo.

^{Heuvelink y Dorais (2005)} y ^{Ho y Hewitt (1986)} mencionan que el crecimiento y tamaño de los frutos de jitomate depende, además de su determinación genética (cherry, bola, saladette), de factores ambientales, siendo la integral diaria de RFA incidente y la temperatura los principales en su etapa de crecimiento rápido. Por otra parte, en índice de área foliar no hubo diferencias entre niveles de despunte (Cuadro 2).

Entre las variedades de tomate bola, ‘Imperial’ fue superior en rendimiento y número de frutos por unidad de superficie que ‘Pick ripe’, y entre las de tipo saladette, ‘Moctezuma’ superó a ‘Serengueti’ en las mismas variables. Por ello, solamente se presentan los resultados de densidades de población dentro de cada nivel de despunte para la variedad de cada tipo con mayor rendimiento.

Conclusiones

Las variedades tipo bola rindieron en promedio 37 % más que las de tipo saladette, al tener frutos de mayor peso. Entre variedades con el mismo tipo de fruto, ‘Imperial’ rindió más que ‘Pick ripe’ y ‘Moctezuma’ superó a ‘Serengueti’; es decir, las variedades indeterminadas, dentro de cada tipo de fruto, rindieron más que las determinadas. En ambos casos el componente que más influyó en el rendimiento fue el número de frutos cosechados por unidad de superficie. El mayor rendimiento de ‘Imperial’ de tipo bola y ‘Moctezuma’ de tipo saladette se logró al establecerse una densidad de población de 13 plantas∙m^-2 y con las plantas despuntadas a la tercera inflorescencia.