Material vegetal

Se utilizó el híbrido comercial de tomate ‘Condor’ (Ahern Seeds) tipo saladette con crecimiento indeterminado. El experimento se realizó de abril a agosto de 2016 en un invernadero ubicado en el Campo Experimental del Departamento de Fitotecnia, perteneciente a la Universidad Autónoma Chapingo, Estado de México, México (19° 29’ 25” latitud norte y 98° 52’ 23” longitud oeste, a 2,240 msnm), con temperatura media anual de 15.9 °C.

Biorreguladores de crecimiento aplicados

Se emplearon cuatro productos químicos comerciales con actividad biorreguladora del crecimiento: etefón (Ethrel 240, Bayer^®, México), prohexadiona de calcio (Apogee^®, BASF, EUA), yodo (Q-2000 Plus^®, Quimcasa, México) y selenito de sodio (selenito de sodio 45 %^®, Retorte, Alemania). De cada biorregulador se prepararon 2.5 L en condiciones de laboratorio, los cuales se transportaron al sitio experimental (invernadero) en frascos ámbar con tapa de rosca y se recubrieron con papel aluminio para evitar su degradación por la luz. Cada biorregulador se aplicó individualmente sobre las unidades experimentales de manera foliar con una mochila manual portátil con capacidad de 20 L (Swissmex^®, México).

Manejo del cultivo

La siembra se realizó en charolas de poliestireno con 200 cavidades, con una mezcla de turba y vermiculita (90:10) como sustrato. Después de 35 días se llevó a cabo el trasplante en canaletas (con dimensiones de 25 x 1 x 0.6 m) a una densidad de 8 plantas·m^-2 del área útil del invernadero (sin considerar pasillos), para lo cual se despuntaron las plantas al quinto racimo y se condujeron a un solo tallo. Las canaletas se rellenaron con tezontle rojo (roca volcánica ígnea con alto contenido de dióxido de hierro), con tamaño de partícula de 3 a 5 mm de diámetro.

El suministro de elementos esenciales para el crecimiento y desarrollo del cultivo se llevó a cabo de acuerdo con los parámetros que establece la solución de Steiner (^{Steiner, 1984}) (Cuadro 1), complementada con micronutrimentos (mg·L^-1) (fierro [2], manganeso [1], cobre [0.05] y zinc [0.05]), con valores de conductividad eléctrica que fluctuaron entre 2.5 y 3.0 dS·m^-1. Los nutrimentos se suministraron vía riego (3 a 5 riegos por día) con 0.30 a 3.0 L·planta^-1, dependiendo de las condiciones climáticas (temperatura ambiental y humedad relativa) y etapas fenológicas del cultivo. El control de temperatura fue manual, mediante la apertura y cierre de las ventanas laterales protegidas con malla antiáfidos. Los frutos utilizados para el análisis de laboratorio fueron del segundo y tercer racimo, con grado de madurez seis; es decir, cuando el fruto presentaba 90 % de coloración roja (^{Choi, Lee, Han, & Bunn, 1995}), lo que coincide con la madurez de consumo.

Diseño experimental

El experimento se estableció mediante un diseño experimental completamente al azar con diez repeticiones, donde la unidad experimental consistió de ocho plantas. En total se realizaron dos aplicaciones foliares de biorreguladores (Cuadro 2) por tratamiento, a los 45 y 60 días después del trasplante (ddt). El testigo se mantuvo sin aplicación.

Variables evaluadas

Color del fruto. Se determinó sobre la epidermis, en la parte ecuatorial del fruto, mediante un espectrofotómetro portátil de esfera (SP-62, X-Rite^®, USA). Se obtuvieron las coordenadas de color CIE 1976 (L^* a^* b^*) (^{Voss, 1992}), y de ahí los valores de cromaticidad (C* = [a²+b²]^1/2) y ángulo de tonalidad o °h (arctan^-1 [b/a]).

Peso de fruto (g). Se obtuvo mediante una balanza electrónica digital (Scout Pro SP 602, Ohaus^®, USA), con capacidad de 0.6 kg y sensibilidad de 0.01 g.

Diámetro polar y ecuatorial (mm). Se midieron con un vernier (CAL-6MP, Truper^®, México) sobre el plano polar y ecuatorial del fruto.

Índice de redondez (adimensional). Con los datos de diámetro polar y ecuatorial, este índice se calculó mediante la expresión IR = dp/de, donde dp y de son el diámetro polar y ecuatorial, respectivamente.

Firmeza (N). Se determinó sobre la epidermis y en la zona ecuatorial del fruto con texturometro digital (Compact Gauge, Mecmesin CE™, USA).

Sólidos solubles totales (SST, °Brix). Se cuantificaron con un refractómetro digital portátil (PAL-1, Atago^®, USA), para lo cual se colocaron dos gotas de jugo del fruto sobre el lector óptico del dispositivo.

Acidez titulable (AT, % de ácido cítrico). Se determinó de acuerdo con la metodología propuesta por la ^{Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 1990)}. Se homogeneizaron 20 g de fruto con 50 mL de agua destilada, de la mezcla se tomaron 10 mL y se neutralizaron con una solución de NaOH (0.1 N), en la que se empleó fenolftaleína al 1 % como indicador.

Licopeno (mg·100 g^-1 de peso fresco). La concentración de licopeno se cuantificó según el método modificado por ^{Sadler, Davis, y Dezman (1990)}. Se tomaron 20 g de tejido y se homogeneizaron con 50 mL agua destilada. La mezcla obtenida se colocó en un frasco cubierto con papel aluminio y se secó a 38 °C. Posteriormente, se tomó 0.1 g de la pasta y se colocó en un tubo de ensayo cubierto con papel aluminio, al que se le adicionaron 30 mL de una mezcla de hexano, etanol y acetona (2:1:1) y se agitó por 10 min. Pasado este tiempo, se adicionaron 18 mL de agua destilada y se volvió a agitar por 5 min. Se separó la mezcla en dos fases (acuosa y orgánica). Con matraces de separación se tomó e indicó el volumen de la fase orgánica, a la cual se le determinó su absorbancia a 470 nm. El cálculo del contenido de licopeno se realizó mediante la fórmula indicada por ^{Inbaraj y Chen (2008)}.

Con un fruto por unidad experimental y diez repeticiones se evaluó el color, el peso, el diámetro polar y ecuatorial, y el índice de redondez. Mientras que para la firmeza, los SST, la AT y el contenido de licopeno se emplearon dos frutos por unidad experimental y tres repeticiones.

Análisis estadístico

A los datos obtenidos se les verificó su normalidad y homegenidad de varianzas con la prueba de Kolmogorov-Smirnov y Bartlett, respectivamente (^{Sokal & Rohlf, 1995}). Posteriormente, se realizó el análisis de varianza de clasificación simple y comparación múltiple de medias mediante la prueba de Tukey (P ≤ 0.05), con ayuda del programa Statistical Analysis Software (^{SAS Institute, 2002}).

Color

No se detectaron diferencias estadísticas en el brillo y matiz (°h) de los frutos entre los tratamientos evaluados (Cuadro 3), lo cual se confirmó de manera visual con la presencia de frutos de color rojo, pero con tendencias a la tonalidad naranja (°h entre 51.88 y 59.51) y con valores bajos de brillo (L* entre 29.33 y 31.07). Al respecto, el inicio de la maduración del fruto de tomate se caracteriza por la producción de fitoeno, un compuesto incoloro relacionado con el desarrollo del color, ya que induce la síntesis y acumulación de licopeno (rojo) (^{Carrillo-López & Yahia, 2014}; ^{Casierra-Posada & Aguilar-Avendaño, 2008}), lo que coincide con la disminución de la brillantez del color rojo (^{Becvort-Azcurra et al., 2012}).

Los frutos provenientes de plantas tratadas con 200 mg·L^-1 de prohexadiona de calcio y 3 mL·L^-1 de yodo presentaron una mayor pureza de color con respecto al testigo (33.10); sin embargo, no superaron lo mostrado por el resto de tratamientos, con valores que fluctuaron entre 34.00 y 40.53. En contraste, ^{Islam et al. (2018)}, al evaluar diversos biorreguladores del crecimiento (selenato de sodio y yoduro de potasio a una concentración de 1 mg·L^-1) en tomate cherry ‘Unicorn’ al momento de la cosecha, no reportan variación significativa con relación al color (a*/b*), con valores entre 0.65 y 0.66. Por su parte, ^{Pezzarossa et al. (2014)} indican que el selenio disminuye la tasa de maduración al inhibir de forma temporal la ruta de biosíntesis de etileno, además de coadyuvar al sistema de defensa antioxidante en contra de especies reactivas de oxígeno, ocasionadas por factores abióticos (presencia de sales o metales pesados) (^{Caffagni et al., 2012}).

Peso de fruto

Entre los frutos cosechados, los de mayor peso (133.71 g) fueron los provenientes de plantas asperjadas con 1.6 mL·L^-1 de etefón (Cuadro 3), lo que representa un incremento de 62.65 % con respecto al observado en las plantas testigo (80.36 g). En este sentido, ^{Atta-Aly, Riad, Lacheene, y Beltagy (1999)}, al realizar aplicaciones foliares con 100 mg·L^-1 de etefón sobre racimos de flores de tomate ‘Castle Rock’, obtuvieron un incremento significativo en el peso fresco del fruto (123 g) con respecto al testigo (113 g). Estos mismo autores señalan que la dosis utilizada no es la más adecuada para inducir abscisión de flores, pero si es suficiente para cambiar el patrón de crecimiento del fruto; es decir, incrementa los procesos de división y elongación celular (^{Marzouk & Kassem, 2011}). Lo anterior puede sugerir que la aplicación de una concentración menor, como la empleada en este estudio, puede estar involucrada de forma positiva en la división y elongación celular de los frutos recién cuajados, favoreciendo un mayor tamaño, tal como lo señala ^{Uchanski y Blalock (2013)} .

Por otro lado, la aplicación de prohexadiona de calcio provocó una alteración en la síntesis de giberelinas activas en los ápices de los tallos (^{Altintas, 2011}) y un incremento en la translocación de fotoasimilados vía floema por parte del fruto (^{Çetinbaş et al., 2015}); resultados similares fueron reportados por ^{Uchanski y Blalock (2013)} en chile cayene (Capsicum annuum L.) ‘Mesilla’. En contraste, ^{Meland y Kaiser (2011)} encontraron una reducción lineal entre el peso de fruto y el incremento en la concentración de etefón aplicado en manzano (Malus sylvestris [L.] Mill. var. domestica [Borkh] ‘Summerred’) dos semanas después de floración. Por otro lado, el tratamiento con prohexadiona de calcio presentó una reducción en el número de frutos y una mejor distribución de los fotoasimilados disponibles (^{Jiang et al., 2011}). Dichos resultados contrastan con los reportados en palma datilera (Phoenix dactylifera L.) (^{Mohammed-Al-Saif, Issa-Alebidi, Sultan-Al-Obeed, & Saad-Soliman, 2017}), higo (ficus carica) (^{Crisosto et al., 2010}) y macadamia (Macadamia integrifolia) (^{Trueman, McConchie, & Turnbull, 2002}). La variabilidad se atribuye a la época de siembra, a la concentración aplicada y al estado fenológico del cultivo (^{Crisosto et al., 2010}; ^{Shinozaki et al., 2015}).

Firmeza

Entre los parámetros del calidad de fruto más apreciados por el consumidor se encuentra la firmeza de la pulpa (^{Figueroa-Cares et al., 2018}), la cual se relaciona con sus características morfológicas y el manejo agronómico proporcionado en pre (aporte nutrimental e hídrico adecuados, así como el control de enfermedades fúngicas y bacterianas) y poscosecha (índice de cosecha y métodos de conservación apropiados) (^{Casierra-Posada & Aguilar-Avendaño, 2008}). En esta investigación, la aplicación de 5 mL·L^-1 de yodo presentó el mayor valor de firmeza (3.26 N) con respecto al testigo, mientras que los valores obtenidos con 200 mg·L^-1 de prohexadiona de calcio y 3 mL·L^-1 de yodo fueron los más bajos en esta variable (Cuadro 3).

^{Saure (2014)} indica que para obtener un crecimiento adecuado del fruto es necesario incrementar la síntesis y concentración de giberelinas (GB), dentro de las cuales las más importantes en el pericarpio del fruto de tomate son las del tipo GB1 y GB20 (^{Bohner, Hedden, Bora-Haber, & Bangerth, 1988}). El contenido de GB1 durante el crecimiento y el desarrollo del fruto es alta, y la concentración de Ca²⁺ es reducida, esto es generado por la planta para permitir la expansión celular e incrementar la permeabilidad de la membrana, la cual se restablece cuando el fruto ha alcanzado la madurez fisiológica (^{Marschner, 1995}). En este sentido, la aplicación de un inhibidor de la síntesis de GB, como la prohexadiona de calcio, suele ser una alternativa para reducir el riesgo de deficiencia de calcio en las etapas iniciales de crecimiento y desarrollo del fruto (Saure, 2014).

Por su parte, el yodo es un microelemento no esencial para las plantas (excepto para algunas especies acuáticas), sin embargo presenta efectos benéficos (^{Caffagni et al., 2012}) debido a que se ha reportado que puede inducir la disminución del proceso de respiración y síntesis de etileno en frutos de tomate cherry (^{Islam et al., 2018}), lo cual mantiene la integridad de la pared celular (^{Dhall & Singh, 2013}; ^{Saure, 2014}). Lo anterior es deseable si se pretende incrementar la vida de anaquel del fruto.

^{Islam et al. (2018)} mencionan que frutos de tomate cherry ‘Unicorn’ asperjados con 1 mg·L^-1 de yoduro de potasio presentaron valores de firmeza de aproximadamente 15.86 N, lo cual fue similar con la aplicación de 1 mg·L^-1 de selenato de sodio (16.82 N). En este estudio, los tratamientos asperjados con selenito de sodio no mostraron variación significativa (Cuadro 3). La disparidad entre lo estudiado y lo reportado en la literatura, de acuerdo con ^{Caffagni et al. (2012)}, puede estar asociada con la capacidad de absorción y acumulación de yodo en los tejidos, que en la mayoría de los casos se encuentra en función de la concentración aplicada, época de aplicación, edad, y tipo y morfología de los órganos (hojas, raíces y frutos) (^{Kiferle et al., 2013}; ^{Landini, Gonzali, & Perata, 2011}).

Diámetro ecuatorial y polar

El crecimiento del fruto influye directamente sobre su forma característica, y una manera cuantitativa de determinarla es mediante el diámetro ecuatorial y polar (^{Figueroa-Cares et al., 2018}; ^{Montoya-Holguin, Cortés-Osorio, & Chaves-Osorio, 2014}). En este trabajo, ninguna de estas variables presentó diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos, cuyos valores fueron de 43.33 a 55.6 mm y de 59 a 77.14 mm, para el diámetro ecuatorial y polar, respectivamente (Cuadro 4). En contraste, ^{Atta-Aly et al. (1999)}, con la aplicación de 100 mg·L^-1 de etefón en plantas de tomate (S. lycopersicum L.) ‘Castle Rock’ a los 10, 12, 18, 24, 30, 35, 40, 45, 50, 55 y 60 días después de la apertura floral, encontraron una mayor respuesta a partir del día 30 en el diámetro del fruto (de 5.71 a 6.98 cm), comportamiento asociado con el incremento en el número y tamaño de las células (^{Shinozaki et al., 2015}). Estos mismos autores mencionan que concentraciones de 300 mg·L^-1 de etefón, aplicados en días posteriores a la apertura floral, provocan la formación de puntos de abscisión y caída de flores, situación que no ocurrió en este estudio debido a que la dosis aplicada de etefón fue mucho más baja.

Por otro lado, el uso de prohexadiona de calcio se encuentra relacionado con un crecimiento vegetativo menor; es decir, actúa como retardante de crecimiento al inhibir la síntesis de GB ubicada en el ápice de los tallos (^{Schmitzer, Veberic, & Stampar, 2012}), lo que induce la diferenciación de yemas florales y un incremento en el amarre de frutos (^{Altintas, 2011}). ^{Çetinbaş et al. (2015)} señalan que la prohexadiona de calcio bloquea la ruta de síntesis de GB activas, ya que acorta la longitud de brotes, lo que disminuye la competencia por fotoasimilados entre los frutos recién cuajados y el crecimiento vegetativo (ramas y hojas) (^{Ramírez et al., 2012}). Lo anterior podría asociarse a la presencia de frutos con mayor tamaño (^{Crisosto et al., 2010}).

Índice de redondez

La relación entre el índice ecuatorial y polar expresada como índice de redondez del fruto no fue significativa (P ≤ 0.05) entre los tratamientos (Cuadro 4), lo cual indica la presencia del patrón característico “achatado” (valores < 1); es decir, frutos con mayor diámetro polar que ecuatorial (^{Montoya-Holguin et al., 2014}). En este sentido, ^{Figueroa-Cares et al. (2018)}, al evaluar variedades comerciales y genotipos nativos de tomate tipo cherry, tampoco reportan variación estadística significativa en esta variable. ^{Becvort-Azcurra et al. (2012)} mencionan que esta característica muestra mayor correlación con el genotipo que con aspectos ambientales y de manejo agronómico.

Sólidos solubles totales (SST) y acidez titulable (AT)

La aplicación de etefón, prohexadiona de calcio, yodo y selenito de sodio no mostraron diferencia estadística significativa con respecto al testigo sobre la acumulación de SST en los frutos cosechados (Cuadro 5), cuyos valores estuvieron entre 4.15 y 5.15 °Brix. Dichos resultados coinciden con lo reportado por ^{Islam et al. (2018)}, quienes señalan no haber encontrado cambios significativos en SST en tomate cherry ‘Unicorn’ cuando evaluaron aplicaciones individuales de yoduro de potasio (6.67 °Brix) y selenito de sodio (6.69 °Brix) a una concentración de 1 mg·L^-1 a las cinco semanas de la cosecha.

Entre los principales compuestos que proporcionan o favorecen la presencia del sabor característico en los productos hortofrutícolas se encuentran los azúcares solubles en forma de disacáridos (sacarosa) y monosacáridos (fructosa y glucosa) (^{Beckles, 2012}). Sin embargo, otro factor menor es la síntesis y acumulación de ácidos orgánicos (cítrico, málico y tartárico), de los que predomina el ácido cítrico en el caso del tomate (^{Caicedo-Orjuela & Galvis-Venegas, 2012}). En este sentido, la aplicación precosecha de 125 mg·L^-1 de selenito de sodio permitió obtener los frutos con la mayor AT (Cuadro 5). Mientras que ^{Islam et al. (2018)}, al aplicar 1 mg·L^-1 de yoduro de potasio y de selenato de sodio en frutos de tomate cherry ‘Unicorn’, no encontraron variación estadística significativa en AT; sin embargo, sus valores reportados son mayores (1.03 y 1.04 % ácido cítrico para cada tratamiento, respectivamente). Adicionalmente, ^{Lee et al. (2007)} reportan valores más altos de AT en frutos de tomate ‘Super momotaro’ con aplicaciones de selenio de sodio a los 30 ddt; es decir, en condiciones muy similares al presente estudio.

Licopeno

En el Cuadro 5 se puede observar que el contenido de licopeno de los frutos cosechados de plantas tratadas con biorreguladores mostraron, en la mayoría de los casos, un comportamiento similar en relación con el testigo, excepto los tratamientos con 50 mg·L^-1 de prohexadiona de calcio y 3 mL·L^-1 de yodo, cuya concentración de este carotenoide disminuyó significativamente (8.92 y 9.15 mg·100 g^-1, respectivamente). En contraste, ^{Ramírez et al. (2012)}, al aplicar 125, 175 y 200 mg·L^-1 de prohexadiona de calcio en frutos de tomate ‘Floradade’ con 10 hojas verdaderas (crecimiento vegetativo), reportan un incremento de cuatro a ocho veces en comparación con el testigo. Estos autores encontraron su mejor resultado cuando evaluaron en frutos con hombros verdes (estado de madurez cuatro), es decir, cuando el fruto contaba con más de 30 % de coloración roja, pero sin superar 60 % (^{Choi et al., 1995}). ^{Altintas (2011)} señala que la prohexadiona puede estar implicada en la modificación de las rutas de síntesis de diversos metabolitos secundarios, entre ellos los carotenoides como el licopeno, e impactar en la capacidad antioxidante coadyuvando en el cuidado de la salud (^{Ramírez et al., 2008}).

De acuerdo con las condiciones de esta investigación y los resultados obtenidos, los biorreguladores que presentaron una respuesta mayor fueron etefón, yodo y selenito de sodio, sin observarse diferencias significativas con relación a la prohexadiona de calcio. Si se desea incrementar el proceso de división y elongación celular, y obtener frutos de mayor peso, se sugiere el uso de etefón. Por el contrario, si lo que se pretende es disminuir la respiración y la producción de etileno, e incrementar la firmeza y vida de anaquel de los frutos, la aplicación de yodo puede ser una excelente alternativa. Dichas recomendaciones están relacionadas con que son productos relativamente económicos y están disponibles en las casas comerciales de productos agroquímicos.