Introducción

La producción de pimiento morrón (Capsicum annuum L.) en invernadero con hidroponía, en México, se inició hace cerca de 20 años. Los productores del país han adoptado sistemas de producción desarrollados en otros países, principalmente en Europa con condiciones climáticas y socioeconómicas diferentes. Las plantas de pimiento morrón cultivadas en invernadero muestran crecimiento indeterminado (^{Jovicich et al., 2004}) y ramificación de sus tallos, por lo que el tallo principal se divide en dos o más ramas. Cada una desarrolla una a tres hojas, se ramifica de nuevo, y este crecimiento se repite sucesivamente; en cada ramificación se forma un fruto Dos sistemas de producción de pimiento se manejan convencionalmente con base en este crecimiento. Uno consiste de podas, para mantener cada planta con dos tallos (poda en V o sistema holandés). En este sistema se establecen densidades de población de 2 o 3 plantas m^-2 (^{Heuvelink et al., 2004}). En el otro sistema la planta crece libre en forma arbustiva (sistema español) y con 3 plantas m^-2 (^{Jovicich et al., 2004}). En ambos sistemas, el ciclo de cultivo dura de 8 a 10 meses del trasplante a la cosecha, más 45 a 60 d que la plántula se desarrolla en el semillero; en este sistema se obtiene solo un ciclo de cultivo al año (^{Heuvelink et al., 2004}).

En el sistema español, los primeros frutos desarrollados ejercen competencia mayor por fotoasimilados con el crecimiento vegetativo y reproductivo que continúa en el hábito indeterminado. La consecuencia principal es un número elevado de frutos abortivos al inicio de su desarrollo. Después de cosechar los primeros frutos, los frutos nuevos dejan de abortar. Esto ocasiona que durante el ciclo de cultivo se obtenga la producción en flujos de cosecha separados en el tiempo, por dos a tres meses. En este sistema hay dos flujos de cosecha y rendimientos alrededor de 100 t ha^-1 (^{Cantliffe y Vansickle 2001}; ^{Jovicich et al., 2004}).

Con la poda tipo holandés se busca la distribución equilibrada de los azúcares de la fotosíntesis entre el crecimiento vegetativo y el reproductivo, y producir solo un fruto en cada nudo donde se bifurcan los tallos. Así, los frutos abortivos se evitan casi completamente y la cosecha es continua durante el año. Pero la acumulación de la producción en el tiempo es lenta y dificulta programar la producción para mercados con periodos cortos de precios favorables para el productor. En invernaderos tecnificados los rendimientos son hasta 250 t ha^-1 (^{Cantliffe y Vansickle, 2001}; ^{Heuvelink et al., 2004}), aunque los costos de producción son muy elevados.

El cultivo del pimiento morrón, del inicio al fin de la cosecha, es largo. La cosecha generalmente, se obtiene cuando el valor del producto oscila fuertemente en el mercado y los mejores precios se obtienen en ventanas específicas, generalmente bien definidas y breves. Así, para los productores de esta hortaliza sería deseable disponer de sistemas de producción que permitan concentrar la cosecha cuando los precio son mayores.

Hay regiones con climas extremos, que dificultan el cultivo del pimiento, en varios meses del año, aun en invernadero. Un sistema para producción en ciclo de cultivo corto, con densidad de población alta, podría permitir concentrar la cosecha y evitar esas condiciones adversas, con costos menores de producción; además, podría disminuirse el riesgo de enfermedades por lo corto del ciclo (^{Reséndiz et al., 2010}). Eventualmente, en sistema como el descrito, en climas templados, pueden obtenerse varios ciclos de cultivo por año, con rendimientos similares a los del norte de Europa, pero con costos de producción menores (^{Cruz et al., 2009}).

El ciclo de cultivo de pimiento puede acortarse a tres o cuatro meses después del trasplante con plántulas de 60 d de edad, cuando se despuntan las yemas terminales de todas las ramas arriba de la tercera o cuarta ramificación (^{Cruz et al., 2009}; ^{Reséndiz et al., 2010}). La densidad de población se incrementa para compensar el rendimiento menor por planta, por el área foliar menor por planta.

Con base en lo anterior, el objetivo de este estudio fue evaluar el rendimiento de dos variedades de pimiento morrón despuntadas arriba de la tercera y cuarta ramificación del tallo, establecidas en tres densidades de población y ciclos de cultivo de trasplante para igualar o disminuir a cuatro meses la cosecha e incrementar la productividad anual.

Materiales y Métodos

El estudio se desarrolló en un invernadero de 50, 11 y 4 m de longitud, anchura y altura, en el campo experimental de la Universidad Autónoma Chapingo, en Chapingo, Estado de México (19° 29’ N, 98° 53’ O y 2250 m de altitud).

Orión y Triple Star son las variedades que se evaluaron. Las plántulas crecieron en macetas de 700 cm³, con arena de tezontle, con partícula de 1 a 3 mm de diámetro, como sustrato. Los primeros 8 d el riego se hizo con agua, una semana después de la emergencia y hasta el trasplante se utilizó una solución nutritiva con (mg·L^-1): N 100; P 30; K 125; Ca 125; Mg 30; S 110; Fe 1.5; B 0.3; Mn 0.3; Cu 0.05; Zn 0.05. Después del trasplante y hasta el final del ciclo, la solución nutritiva contenía el doble de lo utilizado en la etapa de plántula, conductividad eléctrica de 2.5 dS m^-1 y pH entre 6 y 6.5.

El trasplante se efectuó con plántulas de 60 d de edad en un sistema hidropónico abierto de camas de cultivo (1.2 m de anchura y 0.3 m de profundidad), rellenadas con arena de tezontle rojo (partículas de 3 a 5 mm de diámetro) y un sistema de riego por goteo (en cintillas con emisores a cada 20 cm). Las plantas se sostuvieron con hilo de rafia en la base del tallo, fijado a alambres a lo largo del invernadero.

El diseño experimental fue de bloques completos al azar con cuatro repeticiones y arreglo factorial de tratamientos. Los factores y niveles fueron:

Despunte (ND): eliminación de yemas apicales en la tercera o cuarta ramificación, densidades de población (DP): 5, 6.5 y 8 plantas m^-2 de invernadero, variedad (V): Orión y Triple Star. Con la combinación de los factores y niveles se tuvieron 12 tratamientos. La unidad experimental fue 1.5 m².

Las evaluaciones incluyeron:

Índice de área foliar (IAF). El área foliar medida con un integrador (LICOR^® 300 Lincoln, Nebraska) se dividió entre la superficie por planta en cada densidad.

Amarre de frutos (% AF). Al número de flores en antesis se restó el número de frutos por planta y se expresó en porcentaje.

Peso seco total de planta (PST). Las hojas, el tallo, la raíz y los frutos de dos plantas por cada unidad experimental se secaron a 70 °C; el peso seco se expresó en gramos.

Peso medio de fruto fresco (PMF) se expresó en gramos.

Además se calculó el número de frutos por planta (NFP), número de frutos por m² (NFA), rendimiento (kg) por planta (RP) y rendimiento por área (RA) en kg·m^-2.

El análisis de los datos incluyó ANDEVA y comparación de medias (Tukey, p≤0.05).

Resultados y Discusión

El análisis de varianza (Cuadro 1) mostró efectos altamente significativos de cada factor en la mayoría de las variables, y solo en algunos casos la interacción fue significativa. La interacción entre los niveles de despunte (ND) y la densidad de población (DP) fue altamente significativa para el número de frutos por planta y por unidad de área, y la de ND con variedad (V) fue altamente significativa para el porcentaje de amarre de frutos y el número de frutos por área (Cuadro 1). Las demás interacciones no fueron significativas. Esas interacciones explican porque con la densidad menor, el número de frutos por planta fue mayor con despunte en la cuarta ramificación que en la tercera (7.2 y 4.4 frutos). Al aumentar la densidad de 5 a 6.5 planta m^-2, con despunte en la tercera ramificación no se afectó el número de frutos por planta, pero con el despunte en la cuarta ramificación sí disminuyó (7.18 contra 5.75 frutos por planta); al aumentar la densidad de 6.5 a 8 plantas m^-2 disminuyó el número de frutos por planta en ambos niveles de despunte. Una explicación de estos resultados es que con la poda en la tercera ramificación las plantas formaron poca área foliar por lo que al pasar de 5 a 6.5 plantas m^-2 la intercepción de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) por planta no se afectó y el número de frutos por planta se mantuvo. En contraste, con la poda en la cuarta ramificación el área foliar por planta fue mayor que con poda en la tercera, por lo que la competencia por la RFA aumentó, hubo menos fotoasimilados por planta y con ello aborción mayor. Con el incremento de la densidad, de 6.5 a 8 plantas m^-2, la presión de densidad afectó la intercepción de RFA en ambos niveles de despunte. ^{Reséndiz et al. (2010)} evaluaron 17 variedades de pimiento morrón, con 4 y 6 plantas m^-2, podadas en la cuarta ramificación, y también observaron que el número de frutos por planta se redujo con la densidad alta, aunque por unidad de superficie no hubo diferencias.

Cuadro 1 Cuadrados medios de los análisis de varianza de plantas de chile morrón, variedades Orión y Triple Star, despuntadas en la tercera y cuarta ramificación, en tres densidades de población 

F.V.: fuente de variación, GL: grados de libertad, IAF: índice de área foliar, %AF: porcentaje de amarre de fruto, PST: peso seco total, PMF: peso medio de fruto, RP: rendimiento por planta, RA: rendimiento por área (m²), NFP: número de frutos por planta y NFA: número de frutos por m²

El despunte en la tercera ramificación, con la densidad de 5 a 6.5 plantas m^-2, el número de frutos incrementó de 35 a 44; con el despunte en la cuarta bifurcación el número de frutos fue el mismo (58). Al aumentar de 6.5 a 8 plantas m^-2 en los dos niveles de despunte no hubo aumento.

El efecto significativo mayor de las variables se observó en los factores principales. Entonces, se analizaron las variables por factor de estudio.

Nivel de despunte

El despunte arriba de la cuarta ramificación incrementó IAF, el peso seco total (PST), el rendimiento por planta (RP), el rendimiento por área (RA), el número de frutos por planta (NFP) y de frutos por áreas (NFA), pero disminuyó el porcentaje de amarre de frutos (% AF), respecto al despunte en la tercera ramificación (Cuadro 2).

Cuadro 2 Comparación de medias de variables en plantas de pimiento morrón despuntadas a la 3ra y 4ta ramificación. 

IAF: índice de área foliar, %AF: porcentaje de amarre de frutos, PST: peso seco total, PMF: peso promedio del fruto, RP: rendimiento por planta, RA: rendimiento por área, NFP: número de frutos por planta y NFA: número de frutos por área.

El IAF de las plantas podadas en la cuarta ramificación estuvo entre los valores señalados como óptimos para pimiento (^{Cruz et al., 2005}; ^{Cruz et al., 2009}), lo que incrementó la intercepción de radiación solar por el dosel, aumentó el peso seco por planta y el rendimiento por planta y por área (Cuadro 2).

El rendimiento mayor (6.4 kg m^-2) con la poda en la cuarta ramificación también se debió al número mayor de frutos por planta y por unidad de superficie, sin afectar el peso medio de fruto. Este número mayor de frutos con la poda en la cuarta ramificación fue 15 (equivalentes a uno por horqueta), y con la poda en la tercera ramificación sólo se obtendrían siete frutos por planta. El número frutos por planta con la poda en la cuarta ramificación en este estudio fue similar a lo reportado por ^{Reséndiz et al. (2010)}.

La temperatura, la humedad relativa y las hormonas afectan las relaciones fuente-demanda y el amarre de frutos (^{Heuvelink et al., 2004}; ^{Marcelis et al., 2004}; ^{Peil y Galvez, 2005}). En particular, las citocininas tienen una función importante en la división celular y en la demanda de azúcares (^{Lambers et al., 2008}), pueden tener efectos en el amarre y crecimiento de los frutos y en el rendimiento final. Pero el porcentaje bajo de frutos en este estudio puede atribuirse a la cantidad alta de días nublados durante el desarrollo de los frutos. Este efecto lo documentaron ^{Marcelis et al. (2004)}, ^{Urrestarazu (2004)} y ^{Reséndiz et al. (2010)}. Con base en datos meteorológicos de la Universidad Autónoma Chapingo (datos no mostrados), 75 % de los días del ciclo de cultivo fueron nublados o parcialmente nublados; por lo que, probablemente los fotoasimilados fueron insuficientes para mantener los frutos en la planta y su desarrollo, pues el pimiento requiere irradiancia alta (^{Turnes y Wien, 1994}; ^{Urrestarazu, 2004}), al menos 700 µm m^-2 s^-1 en el día durante la floración y fructificación (^{Guenkov, 1983}). Este flujo fotónico no se alcanzó en los días nublados en nuestro estudio.

Densidad de población

Con el aumento en la densidad de población de 5 a 8 plantas m^-2 se esperaría que el rendimiento por área también incrementara. Este efecto no se observó; al contrario, disminuyó significativamente (Cuadro 3). Con esta densidad de población también PST, PMF, RP, RA y NFP se redujeron significativamente, posiblemente por efecto de irradiancia menor (^{Jovicich et al., 2004}) por la densidad alta de población y los días nublados durante la floración. Los azúcares producto de la fotosíntesis, podrían ser insuficientes para asegurar el amarre de los frutos cuando la densidad se aumenta, pues en chile morrón cuando disminuye el aporte de azúcares, la absorción de flores y frutos incrementa linealmente (^{Marcelis et al., 2004}). La disminución del peso seco de planta con el incremento de la densidad de población también lo documentaron ^{Cruz et al. (2005)} y ^{Agarwall et al. (2007)}.

Cuadro 3 Comparación de medias de variables en plantas de pimiento morrón establecidas en tres densidades de población 

IAF: índice de área foliar, %AF: porcentaje de amarre de frutos, PST: peso seco total, PMF: peso medio del fruto, RP: rendimiento por planta, RA: rendimiento por área, NFP: número de frutos por planta, NFA: número de frutos por área y DMSH: diferencia mínima significativa honesta.

Dado que no hubo diferencias significativas en el peso medio de fruto entre ambos sistemas de despunte, se deduce que en las condiciones ambientales durante el desarrollo del cultivo, con poda en la tercera y cuarta ramificación, la densidad adecuada fue 6.5 y 5 plantas m^-2. Con esta última se obtuvieron más frutos por unidad de superficie, aunque el rendimiento por m² fue el mismo en ambas densidades. Para un fruto tipo blocky, con buena textura y forma, como los de este estudio, y con el peso medio en ambas densidades son aceptables para el mercado nacional y para exportación.

Variedades

El RA fue mayor en la variedad Orión respecto a Triple Star (Cuadro 4). El número de frutos por área fue igual en ambas variedades, por lo que la diferencia se debió a que el peso medio del fruto en Orión fue 50 g por fruto mayor que en Triple Star. Orión también mostró PST mayor. Aunque IAF de Triple Star fue estadísticamente mayor, ambos valores son cercanos a tres, lo que es adecuado para el porcentaje alto de intercepción de RFA (^{Gardner et al., 1995}).

Cuadro 4 Comparación de medias de plantas despuntadas en la tercera y cuarta ramificación en pimiento morrón en tres densidades de población 

IAF: índice de área foliar; %AF: porcentaje de amarre de frutos, PST: peso seco total, PMF: peso medio del fruto, RP: rendimiento por planta, RA: rendimiento por área, NFP: número de frutos por planta, NFA: número de frutos por área y DMSH: diferencia mínima significativa honesta.

Cuando el despunte se hizo en la tercera ramificación, las dos variedades mostraron porcentajes de amarre de frutos altos (62 % en Orión y 66 % en Triple Star), pero cuando se despuntó en la cuarta ramificación, ambas variedades disminuyó %AF, pero el efecto mayor se observó en Triple Star (50 % comparado con 39 %). Es decir, que solo se obtuvo cerca de la mitad de los frutos que potencialmente podrían desarrollarse. ^{Reséndiz et al. (2010)} también obtuvieron porcentaje alto de frutos abortados, y fue mayor a la de nuestro estudio. Con el despunte en la tercera ramificación, NFA fue similar en ambas variedades, pero con el despunte en la cuarta ramificación la variedad Orión tuvo NFA mayor que Triple Star, lo que dependió del porcentaje de amarre de frutos.

Un ciclo de cultivo dura cuatro meses, si el fruto se cosecha con su color final, a partir del trasplante de plántulas de 60 d y con despunte en la cuarta ramificación, y tres meses si se cosecha verde (^{Reséndiz et al., 2010}). Esto ocasiona que un ambiente favorable, como en un invernadero bien diseñado y equipado, se podría obtener tres y cuatro ciclos por año. Si se considera un rendimiento por ciclo (6.4 kg m^-2), como en nuestro estudio, con plantas podadas en la cuarta ramificación, en tres ciclos de cultivo al año podrían obtenerse 200 t ha^-1 al año^-1. Este sería similar al rendimiento en invernaderos altamente tecnificados que usan sistemas de ciclo largo (^{Paschold y Zengerle, 2000}; ^{Jovicich et al., 2004}).

Estos sistemas de ciclo corto también pueden permitir la producción en invernadero en lugares con clima extremoso la mayor parte del año, porque se puede programar un ciclo de cultivo que coincida con la época del año con un clima local más favorable. Con ello podría evitarse el gasto en calefacción o enfriamiento de los invernaderos, se reduciría el costo de producción, se obtendrían frutos más inocuos al disminuir plagas y enfermedades y disminuiría el uso de productos químicos que se aplican. Además, con plantas podadas así pueden utilizarse invernaderos de altura menor, como el del este estudio, menos costosos que los usados para cultivos manejados en forma convencional, con más altura.

Conclusiones

El sistema de despunte en la cuarta ramificación generó un rendimiento mayor por unidad de superficie, respecto al despunte a la tercera bifurcación sin afectar el peso medio de fruto.

Con el despunte en la tercera ramificación la densidad de población adecuada es 6.5 plantas m^-2 y con poda en la cuarta ramificación es 5 plantas m^-2.

Ambos niveles de despunte y densidades de población de la variedad Orión mostraron rendimiento mayor por unidad de superficie respecto a la variedad Triple Star.