Introducción

La producción mundial de kiwi (Actinidia deliciosa) está liderada por Italia, Nueva Zelanda, Chile y Grecia, que concentran 82 % de la producción mundial. Chile posee 10 569 ha plantadas con kiwi, es el tercer exportador del fruto en el mundo con un aumento continuo del valor exportado y entre 2012 y 2013, a volúmenes similares exportados en ambos años, el valor de sus exportaciones aumentó 22.5 % (^{ODEPA, 2014}). Para aumentar la competitividad de este fruto en el mercado internacional se debe minimizar los costos, principalmente de agua y energía, en su producción.

El estrés hídrico y el manejo del riego en el desarrollo de algunos frutales pueden producir cambios importantes en la producción y la calidad de la fruta (^{Reid et al., 1996}). En vides (Vitis vinifera) se estudió el efecto del volumen y la frecuencia de riego en la producción y en la calidad del fruto y del vino (^{Ambrosio et al., 2008}; ^{Collins et al., 2008}; ^{Chalmers et al., 2008}). En manzanos (Malus communis), ^{Bonany y Camps (1998)}, ^{Leib et al. (2006)} y ^{O’ Connell et al. (2008)} mostraron que una reducción del agua aplicada disminuyó el tamaño de los frutos, pero su firmeza aumentó. ^{Ferreyra et al. (1998)} reportan el efecto del déficit hídrico en kiwi (Actinidia deliciosa), vid (Vitis vinifera), manzano (Malus communis) y duraznero (Prunus persica).

Un manejo adecuado del estado hídrico en frutales durante su desarrollo permite mejorar la producción, la calidad y el calibre de la fruta, además de la vida de postcosecha, la eficiencia en la utilización del recurso hídrico, la eficiencia en el uso de la energía, y la rentabilidad. Así, el uso de procesos productivos nuevos y tecnologías innovadoras que mejoren el estado hídrico de los cultivos ofrece oportunidades nuevas para el manejo del agua en frutales (^{Ferreyra et al., 1998}). En particular, el riego deficitario controlado (RDC) es una estrategia de manejo del agua, donde su aplicación se condiciona a las etapas fenológicas de desarrollo del cultivo o del fruto.

El RDC puede ser útil cuando es moderado en algún periodo específico del crecimiento del fruto, porque debido al estrés causado puede haber cambios favorables en la calidad de la fruta (^{Miller et al., 1998}). En algunos casos la aplicación de RDC puede disminuir la producción, comparado con el riego tradicional, pero mejora la calidad de los productos (^{Zhang y Oweis, 1999}). El riego deficitario aplicado a huertos con kiwi variedad Hayward, aumenta la materia seca, endurece el fruto y ayuda a prolongar la vida de postcosecha ^{Currie et al. (2008)}. Sin embargo, no podría asegurar una planificación de cosecha, ya que promueve una maduración temprana del fruto, ni permitiría estimar el tamaño del fruto, porque el efecto en el tamaño depende mucho del estado fenológico en que fue aplicado dicho estrés. En plantas jóvenes de kiwi enraizadas en zanja de polietileno, con superficie desprendible para controlar estrictamente el suministro del agua, se midió crecimiento del fruto, potencial hídrico de la planta y resistencia estomática durante toda la temporada; hubo gran variabilidad en el tamaño del fruto, pero la fruta cosechada no fue afectada por el estrés hídrico (^{Judd et al., 1989}).

El RDC requiere conocimiento preciso de la respuesta del cultivo al estrés hídrico y tolerancia a la sequía que varían según el genotipo y etapa fenológica. Para diseñar estrategias de RDC exitosas desde una perspectiva de desarrollo y de optimización, se deben combinar con la modelación de la productividad agrícola y la investigación de campo (^{Geerts y Raes, 2009}).

Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto en la producción y calidad del kiwi, por la aplicación de diferentes estrategias de RDC durante el desarrollo productivo del cultivo. La hipótesis fue que el manejo adecuado del riego, mediante estrategias de RDC en la época de maduración del fruto, mejora la calidad y la vida postcosecha del kiwi.

Materiales y Métodos

El estudio se realizó en una plantación de kiwi en Las Rosas, Región del Maule, Chile (36° 00’ S y 71° 40’ O). La zona posee un clima templado de tipo mediterráneo con una estación seca de seis meses. La temperatura media es 19 °C, con extrema de 30 °C durante el verano y en invierno la temperatura mínima media es 7 °C (^{BCN, 2014}). Las precipitaciones son abundantes en la época invernal, superando los 500 mm entre mayo y agosto (^{BCN, 2014}).

Para conocer la textura, capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PMP) y densidad aparente del suelo se realizó: un análisis de granulometría de suelos con el método del hidrómetro (Bouyoucos); el método de presión de aire (5-15 bar Ceramic Plate Extractor, Soil Moisture Equipment Corp., Santa Barbara, CA, USA); y el método del terrón, respectivamente. Todos los análisis fueron realizados según lo propuesto por ^{Sandoval et al. (2012} y en el Laboratorio de Recursos Hídricos de la Facultad de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Concepción. El perfil superior del suelo (0-0.3 m) es de textura franco a franco arcillosa, con una capacidad de retención de humedad promedio de 60 mm, densidad aparente de 1.49 g cm^-3, CC de 0.39 y PMP de 0.19 m³ m^-3. En profundidad (0.3-1.2 m) el suelo es de textura franco a franco arenosa, con capacidad de retención de humedad de 53 mm, densidad aparente de 1.5 g cm^-3, CC de 0.32 m³ m^-3 y PMP de 0.14 m³ m^-3. La plantación se estableció el año 2000, con un marco de plantación de 4 m y 4.5 m sobre y entre hilera, respectivamente, conducida en parrón español. El sistema de riego es por microaspersión, con un emisor (modelo Modular, marca DAN®, Israel) de 47 L h^-1 por planta y con una presión de operación aproximada a 13 m.c.a.

La investigación se realizó durante tres temporadas productivas (2009-2010, 2010-2011 y 2011-2012), las precipitaciones registradas se muestran en el Cuadro 1 (Davis Vantage Pro2, Davis Instruments Corporation, Hayward, CA, USA).

Cuadro 1 Precipitaciones entre el periodo septiembre-abril para las tres temporadas (2009-2010, 2010-2011 y 2011-2012). 

El diseño experimental fue bloques completamente al azar con cinco tratamientos, un testigo (T0) y cuatro correspondientes a estrategias de RDC (T1, T2, T3 y T4), cuatro repeticiones y cada unidad experimental estuvo compuesta por 21 plantas (378 m²).

Los riegos se aplicaron cada semana durante todo el estudio. Los volúmenes de agua aplicados a los tratamientos fueron determinados en función del control de la humedad en el suelo y la restricción hídrica programada para cada tratamiento (RDC).

El testigo (T0) consistió en reponer 100 % de la demanda hídrica calculada mediante el uso de coeficiente de cultivo (Kc) y la evapotranspiración de referencia (ETr) obtenida de una bandeja de evaporación tipo A instalada en el predio, mientras que para T1, T2, T3 y T4 se consideró cuatro períodos de estrés durante el desarrollo del fruto. En T1 se suspendió el riego antes de la floración (octubre), bajo el supuesto que las condiciones de precipitación y humedad del suelo lo permitiesen; en T2 se suspendió el riego con el fruto formado, con más del 60 % del peso final esperado; en T3 se causó estrés hídrico cuando los frutos presentaban un peso mayor al 70 % del peso final esperado; y en T4 se suspendió el riego en la etapa final del desarrollo de los frutos, cuando los frutos presentaban un peso mayor al 80 % del peso final esperado.

Para causar estrés en la planta el riego se suspendió hasta que la humedad en el suelo descendió al 50 % de la humedad aprovechable de los primeros 60 cm de profundidad. Para cada tratamiento se consideró unidades experimentales compuestas por tres hileras de siete plantas cada una, un total de 84 plantas por tratamiento, con 0.151 ha por cada tratamiento y 0.756 ha totales.

El contenido de humedad del suelo se midió con una sonda de neutrones (modelo 4300, Troxler Inc, Triagle Park, North Caroline, USA), con una frecuencia promedio de 3 d. Estas mediciones se realizaron a través de tubos de acceso de aluminio a cuatro profundidades (0-0.3, 0.3-0.6, 0.6-0.9 y 0.9-1.2 m), y con 60 tubos en todo el experimento. Para cada tratamiento hubo 12 tubos y tres tubos para cada unidad experimental. Los tres tubos se ubicaron alrededor de las plantas centrales de la unidad experimental y dispuestos a una distancia de 0.8 m entre hilera (Tubo A) y a 1 m y 2 m sobre hilera (Tubo B y Tubo C, respectivamente), todos por sobre el camellón.

Para evaluar el efecto del RDC en el estado hídrico de la planta se midió conductancia estomática y presión xilemática. En la planta, la conductancia estomática fue medida cada 7 d entre las 12:00 y 14:00 h (hora local), con un Porómetro (modelo AP4, DELTA-T Device, Cambridge, UK). La medición se realizó en 24 hojas expuestas al sol pertenecientes a los cargadores frutales para cada tratamiento y distribuidas en seis hojas por repetición. Las hojas medidas fueron tomadas en el mismo cuadrante donde se midió el contenido de humedad del suelo, para correlacionar la información. De manera similar, la presión xilemática de la planta fue medida cada 7 d durante todo el estudio, utilizando una bomba de presión (tipo Scholander, Eijkelkamp, Glesbeeh, Netherlands). En cada tratamiento se midieron ocho hojas, distribuidas en dos hojas por cada repetición. De acuerdo con las recomendaciones de ^{Sellés y Ferreyra (2002)}, una hora antes de realizar las mediciones (12:00 h), las hojas seleccionadas fueron cubiertas con bolsas de aluminio para bloquear la transpiración y radiación solar en la hoja.

El calibre del fruto se midió cada semana con un vernier (pie de metro), y se obtuvo el diámetro polar y ecuatorial de 40 frutos seleccionados al azar en cada tratamiento (10 frutos por cada repetición). Los frutos fueron seleccionados cada semana desde las plantas centrales de cada unidad experimental. El kiwi es una fruta de forma irregular, por lo cual el diámetro ecuatorial fue medido por ambos costados de la fruta. Con los resultados se determinó la categoría de exportación de acuerdo con la homogeneidad de la fruta (Cuadro 2).

Cuadro 2 Relación entre el diámetro ecuatorial mayor y diámetro ecuatorial menor de los frutos, según normas de los mercados internacionales. 

Resultados y Discusión

Humedad en el suelo

De octubre a enero (2009 al 2012) la humedad en el suelo fue uniforme en los tres puntos de monitoreo (Tubos A, B y C). La fluctuación del contenido de humedad aumentó desde enero hasta la cosecha, periodo en el cual se realizó la aplicación programada del RDC en T1, T2, T3 y T4 y se aumentó la frecuencia del riego en T0. En la Figura 1 se muestra el comportamiento del contenido de humedad medido en los primeros 0.3 m de profundidad en el perfil de suelo (temporada 2009-2010).

El Tubo A (0.8 m de la planta) mostró en todos los tratamientos (Figura 1A), mayor sensibilidad respecto a los cambios en el contenido de humedad del Tubo B y Tubo C, lo cual indica que la actividad radical para la extracción de agua fue más alta en ese punto de monitoreo. En el Tubo B (1 m de la planta) y el Tubo C (2 m de la planta) la extracción de agua no fue mayor a la obtenida en el Tubo A (Figura 1B y 1C), lo que se puede atribuir a la gran variabilidad espacial que presenta la zona radical de la planta de kiwi, y estos resultados son similares a los reportados por ^{Hughes et al. (2001)}. Los resultados de las otras estratas y las otras temporadas fueron similares: T0 mantuvo valores cercanos a CC y los otros tratamientos con valores que no disminuyeron el contenido de humedad bajo el 50 % de la humedad aprovechable.

Figura 1 Contenido de humedad en el suelo en los tubos de acceso A, B y C a 0.3 m de profundidad. 

Resistencia estomática (Re)

Los resultados de Re muestran valores promedios durante la primera temporada de 0.5 y 1.0 s cm^-1, en la segunda y tercera temporada los valores variaron de 1.2 a 2.2 s cm^-1, respectivamente para todos los tratamientos, y estas dos últimas temporadas obtuvieron un mayor valor promedio de Re con respecto a la primera. Los valores de Re aumentaron sólo en la tercera temporada cuando los niveles de humedad del suelo se acercan al 50 % de la humedad aprovechable a 0.3 m de profundidad (Figura 2). En las tres temporadas del estudio no hubo una diferencia significativa de Re frente a los cambios en los niveles de humedad del suelo (p>0.05), lo cual indica que la restricción hídrica no afectó la apertura estomática. Esto concuerda con ^{Gratacos y Gurovich (2003)}, quienes indican que el kiwi tiene control estomático relativamente menos eficiente. Además, ^{Judd et al. (1989)} reportan control estomático pobre en kiwi con hojas bajo déficit de agua severos, como consecuencia de un cierre estomático incompleto las hojas mantuvieron la transpiración incluso durante la noche.

Figura 2 Resistencia estomática (Re) medida al medio día (12:00 - 14:00 h) para los tratamientos en el primer bloque. 

Volúmenes de agua aplicados

Durante la primera temporada en el tratamiento testigo se aplicaron 9609 m³ ha^-1, lo cual tuvo un costo en energía eléctrica de US$ 248 ha por temporada. Al comparar este tratamiento con los resultados obtenidos bajo el manejo realizado con RDC, se obtuvo una diferencia en volumen aplicado de 3670 m³ ha^-1 por el riego aplicado en T3 (Figura 3), lo cual generó un ahorro en el costo de energía eléctrica de US$ 94.25 ha por temporada.

Figura 3 Volumen de agua aplicada durante el estudio para todos los tratamientos. 

Durante la primera temporada el descenso de la humedad en el perfil de suelo hasta el 50 % de la humedad aprovechable, no fue homogéneo para todas las repeticiones de un tratamiento dentro de todo el experimento, debido la variabilidad de textura en el suelo. Por esta razón, para la segunda y tercera temporada, el control del riego se realizó de manera independiente a través de la aplicación de agua por cada unidad experimental (repetición de cada tratamiento). Durante la segunda y la tercera temporada se aplicaron volúmenes de 3000 a 5000 m³ ha^-1, valores similares a los reportados por ^{Currie et al. (2008)}. El manejo independiente del riego aumentó las diferencias entre los resultados de T0 y los tratamientos con RDC (Cuadro 3). En la segunda temporada el volumen de agua aplicado para T3 fue 3 050 m³ ha^-1, el más bajo medido durante todo el estudio. Como consecuencia, se ahorró 60 % de agua y del costo de energía eléctrica respecto a T0, lo cual redujo los costos de producción por hectárea del cultivo y mantuvo niveles de humedad sobre el 50 % de la humedad aprovechable.

Cuadro 3 Porcentaje de ahorro de agua para cada tratamiento respecto al tratamiento control durante el periodo de estudio. 

Calibre del fruto

Durante el estudio se observaron dos fases definidas en el crecimiento del fruto. La primera fase abarcó las primeras cuatro semanas (desde el 21 de diciembre para todas las temporadas), cuando el desarrollo del fruto es más rápido; y la segunda fase se inició alrededor de la quinta semana de desarrollo del fruto (18 de enero), cuando la tasa de crecimiento del fruto disminuye, y se mantiene casi constante hasta dos semanas antes de la cosecha. Luego de esta segunda fase, aunque menos clara, hay una tercera fase de crecimiento (8 de marzo) con un nuevo aumento en la tasa de desarrollo del fruto. Estos resultados se observaron en todas las temporadas y concuerdan con los de ^{Ciordia et al. (1993)}, quienes reportan dos fases definidas y destacan las seis primeras semanas por incrementos acentuados del fruto. Por ejemplo, en la Figura 4 se muestra el crecimiento del fruto en diámetro polar para T0 y T2. La comparación de T0 y T2 mostró que el comportamiento de la curva de crecimiento se mantiene homogénea entre ambos tratamientos. Esto indica que el RDC aplicado durante el estudio no afectó el calibre del fruto.

Figura 4 Crecimiento del diámetro polar del fruto para T0 y T3 durante las tres temporadas. 

Las tres temporadas mostraron diferencias significativas (p≤0.05) en el diámetro polar (Figura 4). La curva del diámetro polar del fruto se redujo cada año y el valor promedio en cosecha fue 68.2 mm en la temporada 2009-2010, 63.5 mm en la temporada 2010-2011 y 59.5 mm en la temporada 2011-2012. Sin embargo, al análisis del comportamiento de la curva del tratamiento T0 muestra que la reducción en el tamaño del fruto no fue un efecto del RDC, sino del aumento de la carga frutal (frutos m^-2) producto del manejo interno del huerto. Esta situación concuerda con los resultados en la producción. ^{Godoy et al. (2002)} midieron el efecto de la carga frutal en el calibre del fruto en cosecha y concluyen que una carga frutal elevada limita el tamaño alcanzado por el fruto debido a una tasa de crecimiento más lenta.

Categoría de exportación

Durante la primera temporada se observó una diferencia entre la uniformidad de la fruta cosechada en los tratamientos bajo RDC, frente al tratamiento testigo. Una fruta más homogénea tiene mayor aceptación por los mercados internacionales, por lo que se incluyó en la investigación mediciones de diámetro ecuatorial durante las otras temporadas, que permitieran categorizar de manera más precisa el tipo de fruto obtenido en la cosecha.

Así, en la cosecha de la temporada 2010-2011: 1) 24.2 % de los frutos fue clasificado como categoría uno, y por ser fruto cilíndrico puede ser exportado a cualquier mercado del mundo; 2) 63.1 % de los frutos fue categoría 1b (fruto cilíndrico semiplano), y el destino de la exportación depende de las exigencias y estándares de calidad que rijan en el país de destino y; 3) 12.6 % de los frutos fue categoría dos (fruto semiplano), que no puede ser exportado a los países de Oriente y Europa. Entonces, T2 tuvo la mayor cantidad de frutos cilíndricos categoría 1; T4 tuvo frutos cilíndricos y cilíndricos semiplanos; T1 y T3 con una mayor cantidad de frutos cilíndrico semiplano; T0 tuvo la mayor cantidad de frutos categoría dos (Cuadro 4).

En la temporada 2011-2012; 1) 28.3 % de los frutos fueron categoría 1; 2) 59.5 % categoría 1b; 3) 11.4 % categoría 2; 4) 0.7 % categoría 2b y 59 % en T0, 50 % y 50 % categoría 1b y 1. Los resultados mostraron que en T2 y T3 la categoría predominante fue 1b para las cuatro repeticiones dentro de cada tratamiento; para T1 y T4 75 % fue categoría 1b y 25 % categoría 1 (Cuadro 4).

Cuadro 4 Resultados de la categoría de los frutos por tratamiento en cada bloque de las temporadas 2010-2011 y 2011- 2012. 

Producción

La producción mayor de kiwi se obtuvo durante la tercera temporada y el valor promedio para todo el experimento fue 44.1 Mg ha^-1 (Cuadro 5). Además hubo diferencias significativas (p≤0.05) entre la temporada 2011-2012 y las anteriores. En el último año de investigación el promedio del rendimiento aumentó 10 Mg ha^-1 (Cuadro 5).

Cuadro 5 Resultados de producción (Mg ha^-1) para cada tratamiento. 

Coeficiente de variación (CV)=9.81 %. Temporadas con letra diferente en una columna son estadísticamente diferentes (p≤0.05).

El aumento del rendimiento en la temporada 2011-2012 (Cuadro 5) se atribuyó al manejo distinto al de temporadas anteriores. Este manejo nuevo fue un aumento del número de frutos por planta (carga frutal) a través de un raleo menos exigente, que a su vez causó una disminución en el calibre de la fruta en cosecha. Además, los rendimientos obtenidos en las tres temporadas están entre 30 y 45 Mg ha^-1. Esto concuerda con ^{ODEPA (2013)} y ^{Comité del Kiwi Chile (2014)}.

Durante las tres temporadas de evaluación no hubo diferencias significativas entre todos los tratamientos (p>0.05), incluido el testigo. Esto muestra que las estrategias de estrés hídrico aplicado sobre los tratamientos fueron adecuadas para no afectar negativamente la producción. Estos resultados son similares encontrados por ^{Currie et al. (2008)} con plantas sometidas a tratamientos de estrés hídrico moderado.

Conclusiones

La presión xilemática y la resistencia estomática observada en los períodos de restricción hídrica no fueron afectadas por las estrategias de riego deficitario evaluadas. El ahorro de agua de riego mediante la aplicación de riego deficitario controlado redujo la energía requerida para el bombeo de riego, lo cual disminuye los costos de producción.

El rendimiento y el calibre de los frutos no fueron afectados por las estrategias de restricción hídrica; sin embargo, las estrategias de riego deficitario controlado permitieron obtener frutos más uniformes. Las estrategias de riego deficitario controlado analizadas ofrecen una alternativa para el manejo de riego del kiwi, reduciendo los costos de producción asociados al agua de riego, sin afectar los rendimientos y aumentando la calidad del fruto.