Características de los huertos

La investigación inició en febrero 2014 en dos huertos comerciales de aguacate ‘Méndez’ manejados con fertirriego, suelo Feozem háplico y clima Semicálido subhúmedo [AC(w)] (^{García, 1998}) del sur del estado de Jalisco. Los huertos “Colorín 1” y “Ocote cuate 2” se encuentran a distanciamientos de 7×3.5 y 5×5 m, tienen cuatro y seis años de edad y se ubican a 1 556 y 1 428 m de altitud, respectivamente. En cada huerto se seleccionaron 10 árboles y en cada uno de ellos se marcaron 30 brotes de cada flujo vegetativo (invierno o verano) ocurridos en 2014 y 2015.

Anillado y defoliación de brotes

Los tratamientos se realizaron en 2014 y 2015 a intervalos mensuales e iniciaron en marzo y octubre para brotes de los flujos vegetativos de invierno y verano, respectivamente. Por cada año y huerto, en cada fecha de tratamiento (cinco y seis fechas para los flujos de verano e invierno, respectivamente) se anilló y defolió un brote por árbol, de un total de 10 árboles por huerto. La defoliación consistió en la eliminación manual de todas las hojas de los dos últimos flujos de crecimiento vegetativo. Para el anillado se removió una franja completa de corteza de 2 cm de ancho en la parte basal del penúltimo crecimiento. Los tratamientos se suspendieron cuando las yemas apicales de los brotes alcanzaron el estado de desarrollo E- 6 según la escala visual de ^{Salazar et al. (1998)}. Por cada año, huerto y flujo vegetativo fueron considerados 25 brotes testigos los cuales no fueron alterados.

Estado de desarrollo floral

En cada fecha de tratamiento se colectó una yema apical por árbol de cada uno de los flujos vegetativos. Las yemas fueron fijadas en FAA (formaldehído:ácido acético:etanol, 5:5:90, v:v:v) y después introducidas a una campana de vacío (Nalgene 8040317, Nalgen Company) a 30 KPa por 5 h. Posteriormente fueron clasificadas bajo un microscopio estereoscópico (Zeiss Stereomikroskop Mod. Stemi 2000-C, Carl Zeiss, Göttingen, Germany), con los estados (E) de desarrollo de la escala visual de ^{Salazar-García et al. (1998)} la cual comprende de E-1 (yema vegetativa) a E-11 (antesis). En total, para cada año, por todas las fechas de tratamiento fueron colectadas 60 y 50 yemas de los flujos de invierno y verano, respectivamente.

Una vez identificada la fecha en que ocurrió la DIF se realizó la caracterización anatómica de las yemas que alcanzaron este estado de desarrollo. Las yemas se extrajeron del FAA y se lavaron con agua corriente y luego se deshidrataron con alcohol y xileno. Posteriormente, fueron incluidas en parafina (^{Ruzin, 1999}). Se obtuvieron secciones anatómicas longitudinales con un micrótomo rotatorio (HM 350S, Walldorf, Germany) y grosor de 8 µm, se montaron en portaobjetos y tiñeron con safranina y verde fijo (^{Ruzin, 1999}). Al final se les aplicó bálsamo de Canadá y fueron protegidas con cubreobjetos. Las secciones fueron fotografiadas con una cámara digital (Canon modelo Power Shot G11. NY. USA) montada en un microscopio óptico (Zeiss HBO 50/AC, Carl Zeiss, Göttingen, Germany).

Tipo de crecimiento producido

El tipo de crecimiento (brotes florales, vegetativos o inactivos) producido por las yemas apicales tanto de los brotes tratados como del testigo se cuantificó al término de cada periodo de floración. Para los flujos vegetativos de invierno y verano 2014 las evaluaciones fueron en octubre 2014 y marzo 2015, respectivamente. En el caso de brotes de los flujos de invierno y verano 2015, la evaluación se realizó en noviembre 2015 y abril 2016, respectivamente.

Cálculo de horas frío (HF)

En cada huerto fue registrada cada hora la temperatura del aire. Se utilizaron registradores automatizados HOBO H8 (Onset Computer, Witzprod, Englewood Cliffs, NJ, USA) operados con baterías. De forma independiente para brotes de los flujos vegetativos de invierno y verano, se cuantificó la ocurrencia de temperaturas mínimas, desde 8 a 20 °C, en incrementos de 1 °C que pudieran asociarse con la fecha de la DIF. Se empleó la fórmula: HF = (Tmín T,1,0); donde: Tmín= temperatura mínima registrada cada hora; T= temperatura crítica, de 8 a 20 °C. Si se cumple la condición de temperatura, entonces el valor de HF es 1, en caso contrario es 0. Mediante el gestor de bases de datos Microsoft Access Versión 14 se sumaron los registros horarios de temperatura organizados desde 8 a 20 °C, en incrementos de 1 °C. Los valores de HF8 hasta HF20, se acumularon para cada periodo de defoliación y anillado.

A estos valores se les denominó horas frío acumuladas (HFA). Para los flujos vegetativos de invierno y verano se consideró como día cero cuando las yemas apicales estaban en E-1 (etapa vegetativa), lo que ocurrió en febrero y agosto, respectivamente.

Identificación de la temperatura asociada con la DIF

Las HFA se usaron como variables independientes y el desarrollo floral de yemas apicales en brotes de cada flujo como variable dependiente. Posteriormente, se usó el procedimiento Stepwise SAS/STAT (^{SAS Institute Inc., 9.2.}) para seleccionar el mejor modelo por orden de respuesta (segundo hasta quinto orden) para cada temperatura crítica (a partir de ≤ 8 °C hasta ≤ 20 °C, en intervalos de 1 °C). Los criterios para elegir los mejores modelos fueron: 1) valor de R2; 2) el menor cuadrado medio del error (CME); y 3) el valor de Cp, sugerido por Mellows (^{Draper y Smith, 1981}).

Obtención de valores de los coeficientes matemáticos.

Una vez identificados los mejores modelos, se calcularon sus coeficientes matemáticos (B0 ,......., Bn ) por el procedimiento REG utilizando las HFA, a partir de ≤ 8 °C hasta ≤ 20 °C, en intervalos de 1 °C.

Validación de los modelos de predicción

Para los brotes de cada flujo vegetativo se evaluó la capacidad para predecir la DIF de los mejores modelos de predicción obtenidos en el año 1 contra el mismo flujo vegetativo en el año 2, y viceversa. Los valores de desarrollo floral predichos fueron analizados mediante una regresión contra los valores observados del desarrollo floral del año y flujo vegetativo correspondiente, utilizando el programa Excel (2010). Los criterios para determinar si los valores de los dos años pertenecían a una sola población fueron: 1) que la ordenada al origen de la regresión fuera lo más cercana a uno (B0= 1); 2), que la pendiente fuera lo más aproximada a uno (B1= 1); y 3) el mayor valor del coeficiente del modelo ajustado (R2). Este procedimiento sirvió para depurar modelos y encontrar el mejor.

Generación de un modelo único para predecir la DIF en cada flujo vegetativo

Posterior a la verificación de la no diferencia entre años, se obtuvo un modelo de regresión integrando la información de los dos años en un solo conjunto de datos, para cada flujo vegetativo.

Análisis de la información

Para el tipo de crecimiento producido por los brotes se utilizó un diseño experimental completamente al azar, con diferente número de tratamientos (fechas de defoliación y anillado) y 10 repeticiones (brotes). Para los brotes de invierno, el análisis estadístico fue hecho como factorial de la forma 2×2×7 (años × huertos × tratamientos) y para los brotes de verano se utilizó un factorial 2×2×6 (años × huertos × tratamientos). Previo a su análisis, los valores expresados en porcentaje fueron transformados mediante el arcoseno X+0.5 (^{Steel y Torrie, 1984}), aunque en los resultados se presentan los valores reales. La comparación de medias fue hecha con la prueba de comparación múltiple de Waller-Duncan, p≤ 0.05.

Tipo de crecimiento producido en respuesta a los tratamientos

Características microscópicas de las yemas apicales determinadas irreversiblemente a floración

Las yemas colectadas de ‘Méndez’ para ambos flujos vegetativos macroscópicamente lucieron más desarrolladas que las de ‘Hass’ descritas para California (^{Salazar et al., 1998}) y Nayarit (^{Salazar et al., 2007}), de tal forma que parecían E-4. Sin embargo, microscópicamente se confirmó que correspondían a E-3, cuyas características son: meristemo del eje primario en forma convexa, presencia de meristemos de ejes secundarios de la inflorescencia y de las escamas que cubren la yema (Figura 1). De acuerdo a esto, las yemas clasificadas inicialmente como E-4 fueron reclasificadas a E-3. El estado de desarrollo E-3 ya ha sido asociado con la DIF en el aguacate ‘Hass’ (^{Salazar et al., 1999}).

Figura 1 Sección media longitudinal de yema apical de aguacate ‘Méndez’ en E-3. es= escama de la yema; p= meristemo del eje primario de la inflorescencia; y s= meristemo del eje secundario de la inflorescencia. 

Efecto de la temperatura ambiental sobre la DIF

De todas las temperaturas base evaluadas (≤8 °C hasta ≤20 °C), las temperaturas ≤18 e ≤20 ºC fueron las que mejor se asociaron con la DIF de yemas en brotes de los flujos vegetativos de verano e invierno, respectivamente (Cuadro 7). El resultado encontrado para yemas del flujo de invierno (≤20 ºC) difiere de lo reportado por ^{Salazar et al. (1999)} en donde los árboles jóvenes de ‘Hass’ mantenidos a temperatura constante de 25/20°C (día/noche) en cámaras de crecimiento no florecieron. Las temperaturas ambientales 25/20 °C no ocurren de forma constante a nivel comercial ya que hay fluctuaciones en ambos sentidos que permiten el cultivo exitoso de ‘Hass’ en diferentes regiones productoras (^{Salazar et al., 2013}).

Como la DIF de la población de brotes muestreados en los árboles experimentales se alcanzó cuando las yemas estaban entre E-3 y E-4, con fines estadísticos se consideró E-4 como el estado donde la DIF había ocurrido. En brotes del flujo de invierno desde E-1 (febrero) hasta E-4 (26 junio) se acumularon (promedio de dos años) 1480 HF con temperaturas ≤20 °C. Para brotes de verano desde E-1 (agosto) a E-4 (26 noviembre) se acumularon (promedio de dos años) 1 266 HF con temperaturas ≤18 °C.

La diferencia en la temperatura crítica y los requerimientos de HF para alcanzar la DIF entre los brotes de ambos flujos vegetativos puede deberse a que los brotes de invierno desarrollaron bajo las temperaturas cálidas de primavera; lo contrario ocurrió para brotes de verano, los que experimentaron el descenso de la temperatura ambiental típica del verano- otoño en la región donde se realizó el estudio. Los resultados confirman que el descenso de las temperaturas, más que un valor específico de la misma, es la que estimuló la transición de las yemas hacia la fase reproductiva a expensas del crecimiento vegetativo.

En un estudio en cámaras de crecimiento se sometieron árboles jóvenes de aguacate ‘Hass’ a cuatro semanas a 10/7 °C (día/noche) más cuatro semanas a 20/15 °C. La DIF que resultó en intensa floración se alcanzó con 1344 HF (^{Salazar et al., 1999}). Estas HF son muy cercanas a lo registrado en condiciones de campo en el presente estudio, 1 480 HF y 1 239.5 HF en brotes de invierno y verano, respectivamente.

Verificación de la no diferencia entre datos del año 1 (2014) vs. año 2 (2015)

Para brotes de invierno el modelo HFA ≤20 °C del año 2 mostró una alta capacidad de predicción de la DIF para el año 1 (R2= 0.98; Figura 2A). Lo mismo sucedió al usar el modelo del año 1 vs. el año 2 (R2= 0.98; Figura 2B). Esta prueba también fue aplicada en brotes de verano con el modelo HFA ≤18 °C y resultó en una R2= 0.96 (año 2 vs. año 1) y R2= 0.98 (año 2 vs. año 1) (Figuras 2C y 2D).

Figura 2 Ajuste de valores entre el estado de desarrollo floral observado en el año 1 (2014) vs. el desarrollo floral predicho obtenido para el año 2 (2015) y viceversa en brotes del flujo de invierno con los modelos de HFA ≤20 (a y b) y de verano ≤18 °C (c y d). 

Nuevos modelos generados utilizando datos de dos años

Ante la no diferencia entre años de la capacidad predictiva de los modelos para brotes de los flujos de invierno o verano se fusionaron los datos de los dos años y se obtuvo un nuevo modelo de predicción para cada tipo de brote (Cuadro 8). Los modelos únicos para brotes de invierno HFA ≤20 °C y verano HFA ≤18 °C fueron probados contra los datos de desarrollo floral reales obtenidos en 2014-2015 y su R2 fue superior a 0.98 (Figura 3)

Figura 3 Ajuste de valores entre el estado de desarrollo floral observado en el año 1 (2014) y año 2 (2015) vs. el desarrollo floral predicho obtenido con el conjunto de datos de los años 2014-2015 en brotes del flujo de invierno con los modelos de HFA ≤20 (a y b) y de verano ≤18 °C (c y d). 

Estos nuevos modelos generados podrán ser empleados para desarrollar una aplicación en Internet que muestre cuando los brotes de cada flujo vegetativo alcanzarán la DIF y programar de una manera segura algunas actividades en el huerto que usualmente inhiben o disminuyen la intensidad de floración, como la poda, la fertilización nitrogenada y de la aplicación de biorreguladores vegetales, entre otras, las cuales han mostrado ser efectivas para controlar el tamaño del árbol, para reducir la caída de fruto, para acelerar la madurez fisiológica e incrementar la producción y tamaño de fruto.