Los plásticos han revolucionado las técnicas de producción agrícola y es común su uso en forma de películas para acolchado, microtúneles, túneles e invernaderos. Los nuevos desarrollos de plásticos para invernaderos se han enfocado a la modificación de las propiedades ópticas basados en los efectos que causan los diferentes tipos de radiación en los cultivos (^{Danserau et al., 1998}; ^{Lee et al., 2000}). La luz es el factor principal para el crecimiento de la planta pues a diferente calidad y la cantidad de la luz que perciben las especies, se determinan la variabilidad en la estructura y productividad, la radiación es un elemento muy importante para el control climático de invernadero porque afecta de manera significativa la temperatura (^{Cázares y Figueroa, 2003}).

Un cambio en las propiedades físicas y ópticas de las películas plásticas que cubren los invernaderos, pueden modificar la composición espectral lumínica transmitida lo cual modifica el desarrollo de la planta, en algunos casos para incrementar el rendimiento y la calidad de la producción agrícola y en otros casos, puede ocurrir lo contrario (^{Rajapakse et al., 2000}).

Por ser posible manipular las respuestas adaptativas de los vegetales modificando los factores ambientales a los que son más sensibles, la industria hortícola y la de plásticos han puesto énfasis en el estudio de la radiación (^{Samaniego et al., 2002}), pues la cantidad y calidad de la luz transmitida por los plásticos, afecta el crecimiento de las plantas ya que una disminución en estas variables, tiene un efecto negativo sobre el cultivo pues se ha demostrado que la intensidad de luz interceptada afecta la velocidad de crecimiento de la planta, porque se encuentra relacionada directamente con el proceso fotosintético (^{Cerny et al., 1999}). Enfocándose en el control del microclima, resulta importante disminuir las temperaturas altas y mantener la humedad relativa adecuada para la producción (^{Medina et al., 2010}) ya que los incrementos de la temperatura se consideran un factor limitante en el desarrollo de las hortalizas por lo cual, en orden de optimizar la cantidad y calidad de la luz para el crecimiento de las plantas, se ha trabajado en el desarrollo de nuevas cubiertas plásticas que contienen diferentes pigmentos fluorescentes o fotoselectivos, que impactan directamente en la productividad de los cultivos (^{Hemming et al., 2006}; ^{Espí et al., 2006}).

En base a lo anterior, en el presente trabajo se planteó como como objetivo, la evaluación de una película modificada con nano partículas y pigmentos fluorescentes en el crecimiento y desarrollo de plantas de tomate, pues resulta necesario desarrollar cubiertas plásticas que modifiquen y permitan una mayor difusión de la radiación fotosintéticamente activa que impacte en las respuestas de la planta y por consecuencia estos cambios se vean reflejados en un mejor desarrollo y productividad del cultivo.

El presente trabajo se realizó en el Centro de Investigación en Química Aplicada, ubicado en la Ciudad de Saltillo, Coahuila, en el cual se establecieron dos invernaderos tipo túnel, en uno se instaló una cubierta de plástico convencional, y en el otro una cubierta modificada con nano partículas y pigmentos fluorescentes (CIQA). Como material experimental se utilizaron plántulas de tomate (Solanum lycopersicum L.) de la variedad “El Cid” las cuales fueron sembradas en charolas de 200 cavidades utilizando como sustrato peat moss y perlita (70:30) estas, se trasplantaron cuando tuvieron el tamaño ideal, el trasplante se realizó al suelo en cada invernadero, usando acolchado plástico bicolor y ground cover blanco, se aplicó una fertilización de fondo, e iniciada la floración la necesidades nutrimentales fueron satisfechas por medio de fertirriego.

Durante el desarrollo del cultivo se llevaron a cabo podas y tutoreos, así como la aplicación de productos fitosanitarios preventivos. La medición de la radiación fotosintéticamente activa al interior de los invernaderos y la temperatura se realizó utilizando un sensor tipo Quantum, modelo Q16533 de la marca LI-COR, la temperatura fue medida con sensores Hobos de la marca Onset, las lecturas fueron tomadas durante todo el día, los datos recolectados de ambos aparatos fueron almacenados en un data logger modelo LI-1000 de la marca LI-COR para su posterior descarga.

Se realizaron 7 muestreos cada 10 días durante el desarrollo del cultivo, después de 20 días de realizado el trasplante se determinó el diámetro basal del tallo, la altura, el área foliar y la acumulación de biomasa en cada fecha, se realizó también la medición del diámetro ecuatorial de frutos y se obtuvo el rendimiento por planta.

Para la obtención de la altura de la planta se utilizó un flexómetro y se midió desde el corte basal al crecimiento apical, mientras que para la determinación de acumulación de biomasa, se tomó la parte aérea de una planta y se colocó en una estufa de secado, por 48 horas a una temperatura de 60 °C, después se obtuvo el peso seco total. El área foliar se obtuvo desprendiendo los foliolos de las hojas y pasándolos por un medidor de área foliar marca LI-COR modelo 3100, el diámetro de tallo se midió en la parte basal del mismo, con un vernier.

Para la evaluación del diámetro ecuatorial del fruto se tomaron en cuenta cuatro muestreos del total de cortes realizados, usando 10 frutos de cada invernadero y para el rendimiento se tomaron en cuenta los frutos de todos los cortes realizados considerando 10 plantas distribuidas al azar en el interior de los invernaderos.

El experimento se estableció utilizando un diseño experimental completamente al azar con dos tratamientos y tres repeticiones donde los tratamientos fueron las películas para invernadero y considerando una planta dentro de ellos como una repetición. Para el análisis de los datos se utilizó el paquete estadístico SAS (^{SAS institute, 2001}).

Al comparar las lecturas máximas de radiación fotosintéticamente activa al interior de los invernaderos y en el exterior, se puede apreciar diferencia entre ellos (Figura 1) estos valores en la radiación se presentaron generalmente entre la una y dos de la tarde, siendo en el exterior de los invernaderos donde se observaron los valores más altos, seguido por el invernadero con el plástico convencional y con valores más bajos en el invernadero cubierto con el plástico CIQA, también se observó que en los días donde se presentaron las lecturas bajas para esta variable, la diferencia entre la radiación dentro de los invernaderos se redujo, la lectura más alta de radiación en el exterior fue de 1 986 µmol m-2 seg-1, mientras que para el invernadero con el plástico convencional fue de 1 705 µmol m-2 seg-1 y con la cubierta modifica el valor más alto fue de 1 132 µmol m-2 seg-1. Estos valores se presentaron en días diferentes, los valores mínimos en estas lecturas fueron de 234.4 y 163.1 µmol m-2 seg-1, para el invernadero de película convencional y CIQA respectivamente.

Figura 1 Lecturas máximas de radiación fotosintéticamente activa en el interior y exterior de dos invernaderos con cubiertas diferentes durante el ciclo de cultivo de tomate. 

Al comparar las lecturas máximas de la temperatura al interior de los invernaderos se observó diferencia entre ellas (Figura 2), siendo en el invernadero convencional donde se presentaron los valores máximos para esta variable, mientras que el invernadero con la película CIQA y en el exterior, se presentaron valores más bajos, los picos en la temperatura durante el día se presentaron alrededor de las 12 a las 3 de la tarde donde la lectura más elevada de temperatura con plástico convencional fue de 40.8 °C, mientras que para la película CIQA fue de 38.6 °C y en el exterior se presentó un valor de 36.4 °C.

Figura 2 Lecturas máximas de temperatura en el interior y exterior de dos invernaderos con diferentes cubiertas durante el ciclo de cultivo de tomate. 

Se encontró también que la temperatura fue influenciada por la radiación transmitida al interior del invernadero, ya que a mayor radiación, la temperatura aumentó. ^{Peil y Gálvez (2004)} indican que valores muy altos de luminosidad limitan la producción de tomate en invernadero debido a las altas temperaturas que se alcanzan al interior del invernadero.

De acuerdo al análisis de varianza realizado al diámetro de tallo, no se encontraron diferencias significativas entre las plantas crecidas en invernaderos con diferentes películas plásticas (Figura 1) obteniéndose valores finales de esta variable de 17. 87 mm para las plantas desarrolladas en el invernadero con el plástico convencional y 18.88 mm para aquellas crecidas bajo el plástico CIQA, estos resultados coinciden con los encontrados por ^{Grijalva et al. (2011)} en diferente genotipos de plantas de tomate crecidas en invernadero lo cuales fueron de 17.5 ± 2 mm. En relación con la altura de la planta se encontró diferencia significativa en el primer muestreo, siendo las plantas bajo el invernadero con la película CIQA las que presentaron la mayor altura con un valor de 54.33 cm, mientras que el plástico convencional desarrolló plantas con una altura de 47.33 cm.

Durante los siguientes cuatro muestreos no se presentaron diferencias estadísticas entre la altura de planta en los dos invernaderos, hasta el sexto muestreo donde se observó una diferencia altamente significativa entre los tratamientos, donde el invernadero con la película convencional presentó las plantas con mayor altura con 252.66 cm, y el invernadero con la película CIQA indujo en las plantas una altura de 231.66 cm. Alturas similares son reportadas por ^{Ortega et al., (2010)} quienes encontraron plantas de 250 cm de altura en plantas de tomate a los 75 DDT cultivadas en invernadero. Los resultados del último muestreo realizado no mostraron diferencias entre los tratamientos y las alturas finales fueron de 286 cm en las plantas del invernadero con el plástico convencional y 279.6 cm para las plantas del invernadero con el plástico CIQA.

En este trabajo la película modificada redujo la cantidad de luz transmitida cerca de 50%, en comparación con el exterior, los resultados encontrados durante el primer muestreo coinciden por lo reportado por ^{Conover y Flohr (2003)} quienes encontraron que la altura de planta de tomate ‘Pixie Hibryd II’ fue estadísticamente mayor en el máximo nivel de sombra (50%), aunque no coincide con los siguientes muestreos, incluso para el sexto muestreo donde las plantas del invernadero convencional muestran la mayor altura en comparación con las plantas desarrolladas bajo el plástico CIQA.

La variable área foliar para el cultivo de tomate, tampoco mostró diferencias durante las fechas de muestreo, sin embargo, se apreció un incremento del área foliar a través del tiempo, ^{Segura et al. (2011)} reportan que el área foliar de plantas de tomate crecidas en invernadero a los 60 DDT fue de 1 456.89 cm² estos valores se encuentran por debajo de los observados en este estudio, pues los valores que corresponde a esa fecha (sexto muestreo) fueron de 1 862 cm² para las plantas del invernadero con el plástico convencional y 20 871 cm² para las plantas crecidas bajo la cubierta plástica CIQA. Los resultados de esta variable para el último muestreo fueron de 27 358 cm² y 32 817 cm² respectivamente. Se ha reportado que el incremento de la radiación incidente en el cultivo de estevia, genera incrementos en el área foliar; sin embargo, este efecto no se encontró en el cultivo de tomate ya que no se encontraron diferencias entre las plantas crecidas en diferentes ambientes lumínicos (^{Jarma et al., 2005}).

Cuadro 1 Análisis de varianza y comparación de medias realizadas al diámetro de tallo, altura, área foliar y acumulación de biomasa de plantas crecidas en invernadero bajo diferentes cubiertas plásticas. 

CIQA= plástico modificado; convencional= plástico control. ¤= letra igual en cada media dentro de muestreo es igual (Tukey p≤ 0.05). CV= coeficiente de variación, **=diferencia altamente significativa; *= diferencia significativa; NS= diferencia no significativa.

Para la variable de acumulación de biomasa en plantas de tomate crecidas en invernadero con dos diferentes películas plásticas, no se encontraron diferencias entre tratamientos, ^{Alcántar et al. (2003)} encontraron un total de 482 g de biomasa en plantas de tomate a 75 DDT, estos valores coinciden con los encontrados en el experimento ya que durante el sexto muestreo, los valores de biomasa se encontraron en 316.02 g para las plantas crecidas bajo la cubierta convencional y 327.87 g para las plantas crecidas bajo la cubierta CIQA, y para el séptimo muestreos los resultados fueron de 508. 93 g y 614. 35 g respectivamente. ^{Shaheen et al. (1995)} indican que conforme la radiación disminuye, también lo hace el peso seco, lo cual no se vio reflejado en este experimento, pues no se encontraron diferencias para la acumulación de biomasa entre las plantas de tomate cultivas bajo las diferentes cubiertas plásticas.

Lo anterior indica que aunque hubo valores diferentes de radiación, estos estuvieron dentro de los límites de radiación necesarios para el buen funcionamiento de las plantas de tomate crecidas en el invernadero con la película CIQA. ^{Choe et al. (1988)} señalan que el peso seco y el área foliar son mayores a 28 °C que a 23 °C, para este caso con valores generales de temperatura por encima de los 28 °C, no se encontraron diferencias para esta variable.

En la evaluación del tamaño de los frutos se encontró que 37.5% de los frutos del invernadero convencional fueron clasificados como grandes, 52.5% como medianos y 10% como pequeños, mientras que los frutos desarrollados bajo el plástico CIQA, 80% fueron grandes, 20% medianos, y no se presentaron frutos para la categoría chica, el tamaño del fruto de tomate está regulado por la importación de asimilados y agua y se encuentra determinado tanto por el número de células y el tamaño, así como de la elongación celular durante el período de crecimiento rápido (^{Ho, 1996}).

No se encontraron diferencias en el rendimiento por planta con el uso de diferentes plásticos, siendo de 30.4 y 33.8 kg m-2 para las plantas del invernadero con el plástico convencional y para plantas de CIQA respectivamente, estos valores se encuentran por arriba de los 26.2 y 19.2 kg m-2 que se encontraron al evaluar diferentes variedades de tomate en invernadero, en un periodo de cosecha más corto (^{Grijalva et al., 2004}). De acuerdo con ^{Khah et al. (2006)} a temperaturas de 27.8 y 33.1 °C se encontraron los mayores rendimientos para todos los tratamientos utilizados obteniendo un rendimiento total de 5 106.3 g por planta, pues se considera que durante estos periodos, se tuvieron condiciones favorables para el crecimiento para este caso de estudio las temperaturas máximas se situaron entre los 26 o 27° C a 37 °C, y los rendimientos para los invernaderos fueron de 8 020.2 y 8 906.8 g por planta en un periodo más corto.

Cuadro 2 Clasificación del tamaño de frutos de tomate crecidos en invernadero bajo diferentes cubiertas plásticas de acuerdo a la norma NMX-FF-031-1997-SCFI.