Introducción

El interés en el cultivo de frambuesa en México se ha incrementado en los últimos años. La superficie plantada con este cultivo aumentó en 520% en la década pasada, incrementándose de 196 hectáreas cultivadas en el año 2000 a 1 216 hectáreas cultivadas en el año 2010. Los principales estados productores de esta frutilla son Jalisco, Michoacán y Baja California (^{SIAP, 2011}). Este incremento en la superficie plantada de frambuesa en México se explica por el aumento en las importaciones de la frutilla en Estados Unidos de América; país que, aun siendo el cuarto productor de frambuesa a nivel mundial, también es el tercer importador de esta frutilla (^{FAOSTAT, 2011}). En 2009, México se ubicó como el primer proveedor de frambuesa a EE. UU., siendo principalmente fruta producida en invierno.

Debido a la estacionalidad de la producción en los principales países productores de frambuesa y la constante demanda de la fruta a lo largo del año, en Estados Unidos de América se genera un déficit de producto en la época estival. Los principales países productores de frambuesa son la Federación Rusa, Serbia, Polonia y Estados Unidos de América, los cuales en 2009 produjeron 71.2% del total de esta frutilla en el mundo (^{FAOSTAT, 2011}). Estos países tienen inviernos severos y la producción de frambuesa se limita al verano y el otoño, siendo la primavera la época de crecimiento vegetativo. Contrario a la producción estacional de frambuesa, en Estados Unidos la demanda de esta frutilla es continua, generándose un déficit de producto en la época estival que eleva los precios de la frutilla hasta los $120 000.00 por tonelada durante esta época (^{Pritts et al., 1999}).

El estado de México tiene las condiciones para la producción de frambuesa de invierno. En 2010, este estado reportó 26.5 ha plantadas con este cultivo, lo que lo ubicó en el cuarto estado con mayor superficie plantada de frambuesa, incluso por arriba de Chihuahua que reportó 20 ha en ese año (^{SIAP, 2011}). La producción de frambuesa en el estado de México se basa en sistemas con plantaciones perenes para los cuales es necesario generar paquetes tecnológicos que hagan eficiente el uso de recursos, el tiempo y el espacio.

La densidad de cañas es uno de los componentes de rendimiento de frambuesa en una plantación perene. La selección de la densidad adecuada de cañas en una plantación es importante ya que las cañas de una planta de frambuesa pueden competir entre sí por carbohidratos almacenados en la raíz para su crecimiento inicial, disminuyendo así el número de frutos por caña y el rendimiento por caña (Alvarado-Raya et al., 2007).Además, la competencia entre cañas en producción que se genera en plantaciones en altas densidades puede resultar también en una disminución del rendimiento por caña (Oliveira et al., 2007); sin embargo, el mayor número de cañas puede compensar este decremento al resultar en mayores rendimientos por área (Vanden Heuvel et al., 2000; ^{Nes et al., 2008}), sin afectar el tamaño de fruto (Darnell et al.; 2006). En resumen, la elección adecuada de la densidad de caña en una plantación de frambuesa es determinante para asegurar un rendimiento adecuado por caña y por área.

La densidad de caña en una plantación de frambuesa también es un factor importante para hacer más eficiente su manejo. Por un lado, las altas densidades de caña por área pueden resultar en competencia por luz, agua y nutrimentos, lo cual a su vez puede resultar en una disminución del potencial productivo de la planta, afectando negativamente la ventaja que una plantación con alta densidad de cañas tiene sobre aquella con menor número de cañas por área (^{Martin and Nelson, 1986}). Las altas densidades de caña también provocan el sombreado de la parte inferior de estás, con lo que se reduce su potencial productivo; además, se dificulta la circulación del aire, y se imposibilita la penetración adecuada de los agroquímicos, aumentando así la incidencia de enfermedades (Goulart and Demchak, 1993).

Aunque comercialmente se recomiendan 10 a 15 cañas m^-2, dependiendo del vigor del cultivar y la fertilidad del suelo (^{Menzies y Brien, 2002}), se han estudiado densidades de 5, 10, 15 y 20 cañas m^-2 dentro de invernaderos, obteniendo los mejores rendimientos por área y la mejor calidad frutos en las densidades de 10 y 15 cañas m^-2 (^{Oliveira et al., 2004}); también se han estudiado densidades de 9, 16, 23 y 30 cañas m^-2 a la intemperie y se encontraron los mayores rendimientos por área con 30 cañas m^-2 (Vanden Heuvel et al., 2000). El presente estudio es parte de una investigación que tiene como objetivo conocer la densidad de caña adecuada para maximizar el rendimiento por área de frambuesa.

Materiales y métodos

Este experimento se realizó durante 2008 en el campo experimental San Martín de la Universidad Autónoma Chapingo, el cual se ubica en el Valle de México a 19o 29’ latitud norte y 98o 53’ longitud oeste y a una altitud de 2 250 msnm. El Servicio Meteorológico Nacional (^{SMN, 2010}) reporta, como promedio de 30 años (1971 a 2000), una temperatura mínima promedio de 7.8 ^oC y una temperatura máxima promedio de 25 ^oC. En 2008, la temperatura más baja durante el periodo de crecimiento fue de -1.8 ^oC y la más alta fue de 30.8 ^oC, registradas el 8 de marzo y el 10 de mayo, respectivamente (Figura 1), y las temperaturas promedio máxima, media y mínima, fueron similares a las reportadas por el SMN en 2010 (Cuadro 1).

Figura 1. Marcha de la temperatura en el valle de Texcoco durante 2008 (estación meteorológica del Colegio de Posgraduados, campus Montecillo, Texcoco, Estado de México). 

Manejo de la plantación. Se usaron plantas del cultivar ‘Autumn Bliss’ de dos años de edad en una plantación en seto. Se trabajó con un seto de plantas orientada norte-sur. El seto fue de 36 m de longitud y 1.20 m de ancho. Las cañas del ciclo productivo 2007, se podaron al ras del suelo el 17 de febrero de 2008, para iniciar con el ciclo productivo 2008. Las plantas se regaron por riego rodado una vez por semana, excepto en la época de lluvia (mayo-julio) cuando se dependió de la precipitación. La fertilización fue química mediante una fórmula de 100-50-50 dividida en dos épocas: a mediados de marzo, al inicio de la época de crecimiento vegetativo (50-50-50) y al final de la cosecha (50-0-0). Las malezas emergidas entre los setos (calles) se controlaron mecánicamente cuando alcanzaron una altura de 20 cm. La principal plaga que se presentó durante la fase de campo fue Macrodactylus spp. (frailecillo), el cual se controló mediante aspersiones quincenales de Foley (1.5 ml L^-1) durante la época de mayor infestación que fue de mayo a julio.

Tratamientos y arreglo del experimento. A principio de mayo de 2008 se hizo un raleo de primocañas para establecer las densidades consideradas en el estudio. En este raleo, las primocañas menos vigorosas se podaron al ras del suelo y se dejaron solo aquellas con un vigor uniforme. Se estudiaron cuatro densidades de cañas (10, 20, 30 y 40 cañas m^-2). Cada densidad de caña se consideró como un tratamiento. El seto de plantas se dividió en cuatro bloques de 8 m de longitud cada uno; en cada bloque se distribuyeron al azar los cuatro tratamientos, cada tratamiento en una parcela de 2 m de longitud y 1.20 m de ancho. Cada parcela fue considerada como una unidad experimental, pero las variables respuesta se midieron en el metro lineal ubicado en el centro de la parcela.

Registro de variables respuesta. Las cañas de cada unidad experimental se cosecharon manualmente del 19 de mayo al 11 de julio de 2008. La recolección de frutos fue tres veces por semana y en cada recolección se pesaron los frutos cosechados para obtener el rendimiento por área de cada parcela. El 9 de junio, época en la que se observó el pico máximo de cosecha, se determinó, además del peso por fruto, las dimensiones de fruto (largo y ancho), el contenido de sólidos solubles totales, el pH y la acidez por titulación con NaOH.

Para determinar las dimensiones de fruto se utilizó un vernier digital; los grados Brix se determinaron con refractómetro digital (ATAGO; PAL-1); el pH se determinó con un potenciómetro digital (Conductronic PH10) y la titulación se realizó mediante goteo del NAOH con pipeta graduada. Un mes después del fin de cosecha, se determinaron las dimensiones finales de la caña, para lo cual se eligieron al azar tres cañas por parcela experimental y se midió su longitud desde la base, el número de nudos totales y el diámetro de caña a la altura de 10 cm sobre el suelo.

Análisis de datos. Los datos se analizaron en el programa SAS 9.0 (SAS Inst. Inc., Cary, NC) bajo un modelo de bloques completo salazar. Para conocer la significancia de los t r a tamientos, seutilizó el procedimiento ANOVA y las medias se separaron por medio de la prueba de Tukey (α= 0.05).

Para conocer las interrelaciones entre los componentes de rendimiento se realizó un análisis de senderos (^{Carey, 1998}), con el cual se partieron los efectos de correlación en efectos directos e indirectos. Para determinar relaciones entre densidad de caña y el resto de los componentes de rendimiento, se determinaron los coeficientes estandarizados de regresión mediante la especificación STB en el subcomando MODEL para PROC REG. Las interrelaciones entre los componentes de rendimiento dependientes a densidad de caña se determinaron mediante el cálculo y suma de los efectos directos e indirectos entre las variables dependientes (componentes de rendimiento) y la variable independiente (densidad de caña).

Resultados y discusión

Periodo de cosecha. A diferencia de ^{Oliveira et al. (2004)}, quienes encontraron que las altas densidades de caña retrasan la iniciación de flores y, consecuentemente, la fructificación en las cañas de frambuesa ‘Autumn Bliss’, en nuestro estudio la densidad de cañas no afectó el inicio de la época de cosecha, la cual se observó el 19 de mayo de 2008 (92 días después de la poda de cañas) en todos los tratamientos, excepto en el de 20 cañas m^-2 que se empezó a cosechar dos días después (Figuras 2 y 3). ^{Hoover et al. (1989)}, indican que varios factores tienen efecto sobre el tiempo de cosecha para un mismo cultivar de frambuesa en diferentes regiones, entre ellos la acumulación de calor, la nubosidad, el manejo de la plantación y la diferencia de temperaturas entre la noche y el día. Sonsteby y Heide (2009) demostraron la interacción entre la temperatura y el fotoperiodo en la inducción f loral de frambuesa ‘Polka’, un cultivar productor de otoño descendiente de ‘Autumn Bliss’, y sugieren que esta interacción afecta de manera general a los cultivares productores de otoño.

Figura 2. Rendimiento (frutos m^-2) en cuatro densidades de caña de frambuesa roja productora de otoño ‘Autumn Bliss’ en una plantación en hilera bajo un sistema multianual en el valle de México. La barra representa el error estándar del promedio de cuatro repeticiones. 

Figura 3. Rendimiento (gramos.m^-2) en cuatro densidades de caña de frambuesa roja productora de otoño ‘Autumn Bliss’ en una plantación en hilera bajo un sistema multianual en el valle de México. La barra representa el error estándar del promedio de cuatro repeticiones. 

Esta interacción entre temperatura y fotoperiodo implica que las yemas de frambuesas productoras de otoño tienden a entrar en letargo en los días cortos y requieren temperaturas arriba de 20 ^oC para revertir ese efecto, mientras florecen sin problemas en los días largos sin importar la temperatura. Oliveira y sus colaboradores crecieron ‘Autumn Bliss’ a finales de verano y durante el otoño, cuando los días se están haciendo más cortos. En ese caso, la acumulación de calor pudo convertirse en un factor determinante para la iniciación floral al igual que otros factores como la tasa fotosintética, la cual fue mayor en las cañas que se encontraban a menor densidad que en aquellas que se encontraban a mayor densidad (^{Oliveira et al., 2004}); en este sentido, se sabe la importancia de los carbohidratos “actuales” (de reciente síntesis en las hojas) para la formación de flores en frambuesa (Alvarado-Raya et al., 2007; ^{Darnell et al., 2008}).

La falta de efecto de la densidad de caña en el inicio de cosecha en plantas de frambuesa crecidas en el verano también fue observada por Myers (1993), quien cultivó plantas del cultivar productor de otoño ‘Heritage’ durante marzo a agosto en dos diferentes sitios dentro del estado de Georgia, EUA., y con tres diferentes distancias iniciales dentro de la línea de plantación (25, 50 y 100 cm entre plantas).

El inicio de cosecha después de establecido el experimento (plantación o poda de cañas) en nuestro caso (92 días) fue por mucho adelantado a aquel observado por Myers (1993) en ‘Heritage’en Georgia, EUA (150 días), ^{Oliveira et al. (2004)} en ‘Autumn Bliss’ en Portugal (120 días) y ^{Parra-Quezada et al. (2008)}, en ‘Autumn Bliss’ en Chihuahua, México (120 días). En nuestro experimento, se requirieron de 1 198 unidades calor (UC) para el inicio de cosecha después de la poda de cañas en febrero y fue por mucho menor a las 2 900 UC requeridas por Oliveira y sus colaboradores después de podar las cañas al ras de suelo en julio. Esta diferencia puede ser explicada por la interacción temperatura-fotoperiodo mencionada anteriormente (Sonsteby y Heide, 2009).Ahora, aunque Myers (1993) y ^{Parra-Quezada et al. (2008)} no indican la acumulación de calor requerida para el inicio de cosecha, la diferencia de información a este respecto puede deberse, entre otros factores ambientales, a la marcha de la temperatura y el tiempo necesario para acumular el calor en los diferentes sitios experimentales.

La duración del periodo de cosecha en este experimento también fue diferente a aquella reportada en otros estudios. La cosecha de frutos se dio por concluida el 11 de julio de 2008 en los cuatro tratamientos, después de una reducción evidente en el número de frutos que hizo irregular la cosecha de las unidades experimentales. Las diferencias en densidad de caña no afectaron el comportamiento general del período de cosecha: se inició con un incremento sostenido en el rendimiento por área con pequeños picos en la primera y segunda semana de junio hasta observar un pico de cosecha evidente en la segunda y tercera semana de junio (Figura 3).

^{Parra-Quezada et al. (2008)} registraron un período de cosecha de agosto a octubre para ‘Autumn Bliss’ en Chihuahua, México; su período de cosecha fue de aproximadamente 84 días. Myers (1993) reportó un periodo de cosecha del 12 de agosto al 4 de noviembre (85 días) para ‘Heritage’. En nuestro estudio, el periodo de cosecha fue de 54 días; es decir, un mes más corto que en Chihuahua, México y que en Georgia, EUA, lo cual es ventajoso considerando los costos por jornal que se invierten en el período de cosecha, una de las actividades más demandantes de jornales en la producción de frambuesa.

Rendimiento y calidad de fruto. Desde el inicio de cosecha, se obtuvieron más frutos por área con las mayores densidades de caña (Figura 2), lo cual resultó en rendimientos por área significativamente superiores en las densidades de 30 y 40 cañas m^-2 comparadas con las densidades de 10 y 20 cañas m^-2 (Cuadro 2). Contrariamente, el número de frutos por caña se vio afectado negativamente por la densidad de caña (Figura 5).

Figura 4. Peso de fruto de frambuesa roja productora de otoño ‘Autumn Bliss’ durante el periodo productivo en cuatro diferentes densidades de planta en una plantación en hilera bajo un sistema multianual en el valle de México. La barra representa el error estándar del promedio de cuatro repeticiones. 

Figura 5. Diagrama de interrelaciones entre componentes de rendimiento y el efecto de la densidad de caña en frambuesa productora de otoño ‘Autumn Bliss’. *, **, *** significativo a p≤ 0.05, 0.01, 0.001, respectivamente (basado en ^{Gundersheim and Pritts, 1991}). 

Aunque esta relación no se expresó de manera significativa en los rendimientos por caña de cada tratamiento, estos mostraron una tendencia a disminuir conforme se incrementa la densidad de caña (Cuadro 2), resultando en un comportamiento similar del rendimiento por caña. Uno de los componentes de rendimiento de la frambuesa es la densidad de cañas y tiene un efecto linear significativo sobre el rendimiento por área (^{Gundersheim and Pritts, 1991}; Vanden Heuvel et al., 2000). Trabajos previos han mostrado que el incremento en la densidad de cañas resulta en un incremento en el rendimiento por área pero tiene efecto negativo en el número de frutos por caña y consecuentemente en el rendimiento por caña (Vandel Heuvel et al., 2000; ^{Oliveira et al., 2004}; Darnell et al., 2006). Al respecto, los carbohidratos de la raíz son importantes tanto para el crecimiento como para la formación de flores de las cañas (Oliveira et al., 2007; ^{Darnell et al., 2008}); el mayor número de cañas por área de manera constante durante el crecimiento activo y durante el período de formación de flores pueden resultar en competencia entre cañas por esos carbohidratos de reserva, disminuyendo así el número de flores diferenciadas y consecuentemente el número de frutos por caña (^{Darnell et al., 2008}).

El rendimiento por hectárea estimado con una densidad de 40 cañas m^-2 para este estudio es de 19.9 t ha^-1, el cual está por arriba de la media nacional (16.2 t ha^-1), así como de la media estatal de Hidalgo (18.7 t ha^-1), Jalisco (14.3 t ha^-1) y Michoacán (15.8 t ha^-1), los cuales son los principales estados productores de frambuesa en México; y solo por debajo de Baja California que tiene un rendimiento de 29 t ha^-1 (^{SIAP, 2011}).

La calidad de fruto no fue afectada por los cambios en la densidad de caña (Cuadro 3). Los valores obtenidos en este estudio para pH, SST y Acidez fueron similares a los reportados para otros cultivares de frambuesa roja (Vanden Heuvel et al., 2000; Darnell et al., 2006). Al respecto, Darnell et al. (2006) no encontraron diferencias en los SST y la acidez de frutos de frambuesa ‘Heritage’ (productora de otoño) y ‘Tulamen’ (productora de verano) al comparar distancias de 25 y 50 cm dentro de la línea de plantación; los autores sugieren que no hubo diferencia en la capacidad fotosintética de las platas, independientemente de la distancia de plantación.

Peso de fruto. El peso de fruto no fue afectado por las diferentes densidades de plantación estudiadas (Cuadro 3, Figura 5). Resultados similares obtuvieron ^{Gundersheim and Pritts (1991)} al comparar densidades de 4, 6, 8 y 12 cañas por planta en frambuesa purpura [(Rubus occidentalis x R. idaeus) x R. Idaeus)] ‘Royalty’, al igual que ^{Nes et al. (2008)} al comparar 6, 8 y 10 cañas por metro lineal en frambuesa roja ‘GlenAmple’. De acuerdo con ^{Gundersheim and Pritts (1991)}, el tamaño de fruto disminuye significativamente solo cuando hay deficiencias en el suministro de humedad, minerales y luz. En este experimento, el suministro de agua y minerales fue uniforme para todos los tratamientos y el nulo efecto de los tratamientos sobre el tamaño de fruto sugiere que el incremento desde 10 hasta 40 cañas m^-2 no logró disminuir drásticamente estos recursos, así como tampoco afecto el suministro de luz.

Aunque los tratamientos no afectaron el peso de fruto, si hubo un decremento sostenido de esta variable durante el periodo de cosecha (Figura 4). Este decremento del peso de fruto fue estadísticamente significativo (p≤ 0.0001) y resultó en un fruto mayor al inicio de la cosecha (3.5 g; 21 de mayo) que en el pico de cosecha (2.9 g; 11 de junio) y, este último, mayor que aquel al final de la cosecha (2.2 g; 11 de julio). La disminución en el peso de fruto de frambuesa conforme avanza el periodo de cosecha ha sido reportada por otros investigadores (^{Remberg et al., 2010}; ^{Sonsteby y Heide, 2010}). ^{Privé et al. (1993)} encontraron que en frambuesa, el tamaño de fruto junto con el número de frutos y el rendimiento son las características más afectadas por el ambiente y que el tamaño de fruto tiene una interacción positiva con la temperatura del suelo al final de la época de cosecha, la temperatura del aire durante la diferenciación floral, la longitud del día (días largos) y el suministro de agua durante todo el periodo de crecimiento; pero además, estos factores tuvieron efectos diferenciados que dependieron de la época de desarrollo del cultivo y el cultivar, lo cual genera una interacción muy compleja entre el peso de fruto y el ambiente.

Crecimiento vegetativo. La planta de frambuesa presenta varias cañas compartiendo el mismo sistema de raíces, unas de ellas en etapa de crecimiento vegetativo intenso y otras en floración y fructificación. La raíz es fuente importante de carbohidratos para el crecimiento inicial de la caña (Alvarado-Raya et al., 2007). En este experimento, el tratamiento con 10 cañas.m^-2 resultó en cañas más vigorosas que los tratamientos con 20, 30 y 40 cañas m^-2 (Cuadro 4), lo cual sugiere una menor competencia por carbohidratos de la raíz en las primeras etapas de crecimiento de la caña con las menores densidades. Resultados similares fueron reportados por ^{Oliveira et al. (2004)}, quienes encontraron que la longitud y el diámetro de caña de frambuesa ‘Autumn Bliss’ disminuyen linealmente al incrementar la densidad desde 8 hasta 32 cañas por metro de hilera.

Interrelaciones entre componentes de rendimiento. El análisis de senderos permite analizar las interrelaciones entre los componentes de rendimiento considerados en este estudio (Figura 5). Mediante este análisis, se observa que la densidad de caña afecta el rendimiento de frambuesa por cuatro caminos, uno es el efecto directo que tiene de manera positiva sobre el rendimiento por área (p≤ 0.001). Otro camino es el efecto indirecto que tiene sobre el rendimiento por área, el cual se observa desde densidad de caña hasta frutos por área (p≤ 0.001) y de frutos por área a rendimiento por área (p≤ 0.001). Otro camino es el efecto directo y negativo que la densidad de caña tiene sobre el rendimiento por caña (p≤ 0.05).

En el diagrama de interrelaciones también resalta, por un lado, que no hay relación significativa entre el rendimiento por caña y el rendimiento por área, resultando más importante el número de cañas por área para el rendimiento de frambuesa. Por otro lado, el tamaño de fruto es la única variable en este estudio que no se relaciona con el resto de los componentes de rendimiento. Al respecto, Venden Heuvel et al. (2000) reportan un efecto negativo (p≤ 0.01) de la densidad de cañas sobre el tamaño de fruto y lo explican por una reducción en la penetración de luz en el dosel. En el mismo sentido, ^{Gundersheim and Pritts (1991)} encontraron que la densidad de cañas no afecta el tamaño de fruto cuando se asegura un adecuado nivel de humedad, minerales y luz para la planta. En este experimento, la falta de relación entre la densidad de caña y el tamaño de fruto, permiten inferir que el suministro de agua, minerales y luz para la planta no se vio afectado por las densidades de caña estudiadas.

Conclusiones

La densidad de cañas en frambuesa roja (Rubus idaeus L.) productora de otoño del cultivar Autumn Bliss producida en condiciones del Valle de México determina el rendimiento de frambuesa por dos caminos directos: relacionándose positivamente con el rendimiento por área y relacionándose negativamente con el rendimiento por caña. Este último, no afecta el rendimiento por área, por lo que es más importante la cantidad de cañas por área para determinar el rendimiento.

Las características del fruto, incluido su peso, dimensiones, SST, pH y acidez, así como el inicio y fin del período de cosecha no fueron afectadas por las cuatro densidades de caña consideradas en este estudio. Las mayores densidades de caña resultaron en mayores rendimientos por área. Si se consideran las 20 t ha^-1 estimadas para la densidad de 40 cañas m^-2, lo cual implica un rendimiento por arriba de la media nacional, se puede recomendar esta densidad de caña para plantaciones en seto en el Valle de México.