La vainilla es la única orquídea con fruto cultivada comercialmente para lo obtención de la vainillina (^{Ramírez et al., 2015}; ^{Koyyappurath et al., 2015}). La vainilla necesita de ciertas condiciones para tener un buen desarrollo, como lo son, una temperatura entre 23 y 26°C (^{Childers, 1948}), e incluso entre 20 y 30°C (^{Hernández, 2011}), precipitaciones anuales entre 2 000 y 3 000 mm, una humedad relativa alta, alrededor de 70% y sombra entre 50 y 70% según la época del año (^{Hernández, 2011}).

La producción se ha visto afectada por la aparición del hongo FOV, causando grandes pérdidas a los productores (^{Pinaria et al., 2015}; ^{Adame et al., 2016}). El hongo se encuentra alrededor del mundo e infecta al huésped a través de la raíz (^{Koyyappurath et al., 2015}; ^{Pinaria et al., 2015}).

Sabemos que el hongo se beneficia por ambientes con niveles de humedad relativa de 74 a 80% y temperaturas que van de los 23° a los 28° (Gangadhara et al., 2010; ^{Benaouali et al., 2014}), los cuales se encuentran dentro del rango propicio para el mejor crecimiento de la vainilla (^{Hernández, 2011}). Estos dos factores opuestos hacen que la prevención y el control de la aparición del hongo sea una tarea difícil y costosa, sobre todo en sistemas de cultivo intensivo como lo son las casas sombras e invernaderos, debido a que la alta densidad del número de plantas favorece la infección (^{Suseela y Dhanesh, 2008}).

Además, los métodos actuales de bio-control y uso de fungicidas no han mostrado buenos resultados (^{Gangadara et al., 2010}; ^{Koyyappurath et al., 2015}; Adame et al., 2015; ^{Jiménez et al., 2015}).

El presente estudio pretende contribuir a mejorar el entendimiento de las causas de los brotes del FOV, cuya complejidad se asocia a su origen multifactorial. En este contexto multifactorial, un problema relevante a resolver es modelar las múltiples interacciones que toman lugar, dificultándose aún más a medida que crece el número de elementos involucrados en las interacciones. Para el presente estudio, tales interacciones toman lugar entre la ubicación geográfica de la casa sombra, su entorno y su relación con las condiciones climáticas y ambientales.

El objetivo principal de este estudio es probar: primero, que los comportamientos de la temperatura y la humedad relativa son diferentes según la ubicación de zonas seleccionadas dentro de la casa sombra; segundo, que la relación entre los comportamientos de T y HR con las condiciones climáticas, la orientación de la casa sombra con respecto a la trayectoria del sol, los periodos importantes de precipitaciones pluviales, el entorno de la casa y las condiciones dentro de la misma, propician que en algunas zonas de la casa se favorezcan las condiciones para los brotes del FOV.

El alcance de la investigación, se basa en el análisis de datos sobre T y HR tomados durante 4 años, apoyados por reglas que definen rangos de T y HR que favorecen los brotes del FOV. Tales reglas fueron desarrolladas con base en información reportada en la literatura. La investigación se limita a una sola casa sombra y a cuatro zonas preseleccionadas dentro de la misma, dentro de un entorno particular (rodeada por dos cerros de altura considerable) y con una particular orientación con respecto a la trayectoria del sol. El estudio se verá enriquecido considerando condiciones diferentes de otras casas sombra o invernaderos. Además, se deben establecer un número adecuado de zonas a estudiar, según el tamaño de la superficie de la casa sombra.

El presente estudio es el inicio del desarrollo futuro de modelos que combinen aspectos ambientales, climáticos y genéticos, que nos den pistas para un mejor entendimiento del problema del FOV y así ayudar a la toma de decisiones para mejorar el desempeño en la producción de vainilla en casas sombras e invernaderos.

Actualmente está en proceso de desarrollo un sistema computacional que ayudará a monitorear en tiempo real el comportamiento de la T y HR, mediante interfaces amigables con el usuario.

Datos importantes sobre la casa sombra: la casa sombra es propiedad de la Compañía Gaya, localizada en Gutiérrez Zamora, Veracruz; localización geográfica: 20° 27’ 59.24” latitud norte, 97° 6’ 52. 56” longitud oeste, 8 km del Golfo de México, clima: cálido-húmedo con abundantes lluvias en verano (^{INEGI, 2009}), área de la casa sombra, 200 m², entorno: ubicada entre dos cerros, el cerro oeste tiene una altura de 63 m, el cerro este de 53 m, ambos sobre el nivel del mar. La casa sombra se encuentra a 48 m de altura sobre el nivel del mar. Por lo tanto, el cerro Oeste tiene aproximadamente 15 metros más de altura respecto a la casa sombra (equivalente a un edificio de 4 a 5 pisos) y el cerro este, 5 m de altura respecto a ésta; los sensores HT1 proporciona datos de temperatura y humedad; los datos de precipitación de 2010 a 2014 fueron proporcionados por el INEGI.

Se dividió la casa sombra en cuatro zonas (Figura 1), cada una con sensores que proporcionan datos de T y HR, cuyo propósito principal fue encontrar una relación entre el comportamiento de la T y de la HR con los datos de los brotes del hongo en estas cuatro zonas, durante los años 2013 y 2014.

Figura 1 Discretización de la casa sombra en 4 zonas (Z1, Z2,Z3 y Z4). 

Con base en patrones similares de lluvias en la región de 2010 a 2014, se dividió el año en 3 periodos (Figura 2): de enero- mayo, de junio- septiembre y de octubre-diciembre. Además, se llevó a cabo un análisis más puntual del comportamiento de las lluvias durante los 2013 y 2014, en tres momentos del día: 8:00 am, 12:00 pm y 16:00 pm.

Figura 2 Lluvias totales de 2010-2014.  

El Cuadro 1 muestra el promedio de T y RH para los tres diferentes periodos en tres diferentes horas y dentro de las cuatro zonas donde se instalaron los sensores.

Cuadro 1 Temperatura y humedad relativa promedio de las cuatro zonas para los tres periodos a tres diferentes horas durante el año 2013. 

Para propósitos de este estudio, se construyeron reglas, con base en trabajos realizados que relacionan rangos de T y HR que favorecen los brotes del FOV (^{Benaouali et al., 2014}; ^{Gangadara et al., 2010}; ^{Jiménez et al., 2015}), la T ideal que favorece los brotes del FOV es de 25 °C, el rango de T de 23 °C a 28 °C, favorece los brotes del FOV, T’s fuera del rango de 23 °C a 28 °C ayudan a reducir los brotes del FOV, rango de 20 °C de valores menores de 23 °C, ayudan a reducir los brotes de FOV; Si T’s> 30 °C, se reducen los brotes mejor que a T’s< 20 °C. En otras palabras, los brotes de FOV resisten mejor a T’s bajas que a T’s muy altas; HR> 75% favorecen los brotes.

Discusión de resultados con base en análisis de los Cuadros 2 y 3. El Cuadro 2, se observa en la columna 1 los hechos y las reglas basadas en rangos de T y HR que favorecen los brotes del FOV. Se muestran los tres periodos considerados en este estudio. De la columna 2 a la 5 del Cuadro 2, se percibió el número de veces que cada zona satisface la regla descrita en la columna 1.

Cuadro 2 Confrontación de la regla sobre rangos de T y HR que favorecen, los brotes del FOV contra el número de veces que una zona satisface las reglas correspondientes. 

Cuadro 3 Confrontación de la regla sobre rangos de T y HR que no favorecen, los brotes del FOV. 

En el Cuadro 3, se muestra en la columna 1 los hechos y la regla basada en rangos de T y HR que no favorecen los brotes del FOV.

Las siguientes observaciones derivadas del análisis de los cuadros anteriores, nos describen cuáles son las zonas que satisfacen en mayor medida la regla que relacionan los rangos de T y HR que favorecen los brotes del FOV. Además, se menciona el periodo donde se dieron, en mayor medida, las condiciones para favorecer los brotes del FOV: 1) zonas con mayor humedad relativa, Z4 y Z3; 2) zonas con más bajas temperaturas, Z4 y Z3; 3) zonas que han satisfecho, en mayor medida, las condiciones para los brotes del FOV, Z4 y Z3; 4) Z4, zona con mejores condiciones para favorecer brotes del FOV. Z1, zona con menos condiciones favorables para los brotes; 5) de acuerdo a los valores de T y HR la Z1 presentó el menor número de brotes; 6) Las HR’s< 74% y las T’s > 28 °C, son condiciones favorables para el control de brotes; 7) la mayoría de las acciones de saneamiento (70%) ocurrieron en las zonas Z4 y Z3, que son zonas de mayor humedad relativa y de menores temperaturas; 8) las zonas que retienen más tiempo las condiciones favorables para el desarrollo del FOV fueron aquellas con más ocurrencias de brotes de FOV. Esas zonas fueron la Z3 y la Z4; y 9) el periodo de junio- septiembre satisfizo, en gran medida, las condiciones del brote del FOV.

Derivado del análisis de resultados, se plantea en este trabajo que los siguientes factores también contribuyen a las condiciones de HR y T descritas en el punto 7: los cerros que rodean la casa sombra bloquean la luz solar produciendo sombras sobre ésta a lo largo del día (Figura 3); los escurrimientos de agua causados por las colinas; los efectos de túneles de viento debido a ambos cerros.

Figura 3 Casa sombra a las faldas del cerro oeste.  

Las pruebas de laboratorio han mostrado que el desarrollo del FOV es más importante a T= 25 °C. El crecimiento del FOV es afectado a medida que la T decrece o aumenta con respecto a T= 25 °C (^{Gangadara et al., 2010}). Las especies Fusarium oxysporum también se benefician de los valores de la humedad relativa en el rango de 74 a 80% y dentro de ambientes con mayor sombra (^{Benaouali et al., 2014}; ^{Jiménez et al., 2015}). El número de zonas a medir depende del área total de la casa sombra. Para el caso presente cada una de las cuatro zonas cubre un área de 50 m². Se requiere un estudio posterior para determinar el número ideal de zonas a medir. A medida que el número de zonas crece, la precisión crece y entonces la capacidad de evitar datos erróneos e imprecisos también crece.