Ubicación del experimento y material vegetal

El estudio se llevó a cabo de julio a diciembre de 2019 en un invernadero de 300 m², ubicado en el campo agrícola experimental de la Universidad Autónoma Chapingo, en el municipio de Texcoco de Mora, Estado de México, con coordenadas geográficas de 19º 29’ 35.03” latitud norte y 98º 52’ 19.86” longitud oeste a 2 250 m de altitud. El híbrido de jitomate utilizado fue Pai pai de EnzaZaden, con características de fruto tipo saladette (roma) y hábito de crecimiento indeterminado.

Obtención y producción de los esquejes

Para obtener los esquejes, primero se hizo siembra de semillas en charolas de 200 cavidades, utilizándose como sustrato de siembra una mezcla de turba vegetal (marca peat-moss) y perlita en proporción 1:1 (v:v). Los primeros ocho días después de la siembra (dds), las plántulas fueron irrigadas con agua sola; posteriormente y hasta el momento del trasplante (30 dds) el riego se hizo con una solución nutritiva que contenía las siguientes concentraciones (mg L^-1): N= 100, P= 25, K= 125, Ca= 125, S= 75, Mg= 25, Fe= 1, Mn= 0.1, Cu= 0.1, Mn= 1, B= 0.5 y Zn= 0.1. Como fuentes fertilizantes se utilizaron: nitrato de calcio, ácido fosfórico al 85%, sulfato de potasio, sulfato de magnesio, sulfato ferroso, sulfato de manganeso, sulfato de cobre, ácido bórico y sulfato de zinc.

El trasplante se hizo en camas de cultivo las cuales estaban rellenas con una capa de 25 cm de espesor de tezontle rojo, cuyas partículas tenían un diámetro de 3 a 5 mm, colocándose un sistema de riego por goteo mediante cintillas con gotero integrado cada 20 cm y utilizándose una solución nutritiva con el doble de concentración (solución al 100%) de la utilizada en la etapa de plántula. Estas plantas (plantas madre) fueron establecidas solamente con la finalidad de disponer de brotes laterales que serían enraizados para la evaluación posterior.

Setenta días después del trasplante, se procedió a colectar los brotes laterales de aproximadamente 15 cm de longitud con dos o tres hojas bien formadas para su enraizamiento, haciendo un corte diagonal para una mayor superficie de enraizado. Días previos al corte y enraizado de esquejes, se construyó un túnel de 10 m de largo, 3 m de ancho y 2.5 m de altura, utilizándose estructura metálica (PTR), alambre galvanizado calibre 11 y tela de agribón como cubierta.

A lo largo del túnel fueron colocados nebulizadores de baja presión cada 1.3 m de distancia para mantener un ambiente de alta humedad relativa y evitar deshidratación de los brotes. El interior del túnel fue desinfectado con Quatz^M® que está elaborado a base de sales cuaternarias de amonio al 5%. Cincuenta cm por arriba de la tela de agribón, también se colocó una malla sombra (50%) para mantener una intensidad lumínica baja (500-1 000 pie-bujía) y temperaturas de 15-20 °C.

El enraizamiento de brotes se hizo en charolas de poliestireno de 60 cavidades usando solamente 30 cavidades (200 cm³ de volumen por cavidad) rellenas de una mezcla de turba vegetal y perlita en proporción 1:1 (v:v), todo esto a una densidad de 150 plántulas m^-2. Inmediatamente después se inició con los riegos usando microaspersión, suministrando un riego de un minuto cada hora. El agua para la microaspersión contenía nutrimentos minerales (solución nutritiva) a la misma concentración con la que fueron irrigadas las plántulas para generar los esquejes. La siembra para la obtención de plántulas a partir de semilla (tratamiento testigo) también se hizo en charolas de poliestireno de 60 cavidades, rellenas con una mezcla de turba vegetal y perlita en igual proporción y a la misma densidad de población con que fueron establecidos los esquejes. Las semillas fueron depositadas a una profundidad de 1 cm, posteriormente las charolas con sustrato fueron irrigadas profusamente y apiladas durante tres días para una germinación más uniforme. Después de los tres días, las charolas fueron destendidas para evitar que la emergencia ocurriera sin luz, que provoca etiolación de la plántula.

Conducción del trasplante a la cosecha

El trasplante tanto de las plántulas provenientes de esquejes como las de semilla, se llevó a cabo en camas de cultivo de un metro de ancho por 20 m de largo rellenadas con sustrato a base de arena de tezontle rojo con partículas de 1 a 3 mm de diámetro. El cultivo se estableció en tres hileras de plantas por cama con distancias de 30 cm entre hileras y 30 cm entre plantas (7 plantas m^-2 de invernadero) dejando pasillos de 50 cm de ancho entre camas contiguas. Los esquejes ya enraizados fueron trasplantados a los 20, 25, 30 35, 40 y 45 días después de iniciado su enraizado (ddie) y las plántulas de semilla a los 45 días después de la siembra (dds).

Inmediatamente después del trasplante se hizo el tutorado de las plantas sujetándolas del tallo con un anillo de plástico que soportaban un hilo de rafia amarrado a alambres colocados a lo largo de las camas a 1.5 m de altura. El riego se hizo con solución nutritiva al 100% de concentración. Cuando las plantas habían formado dos hojas por arriba del tercer racimo, se hizo el despunte (eliminación del ápice principal de cada planta), para cosechar solamente tres racimos por planta.

También se hizo poda de hojas basales para provocar una mayor ventilación en la parte más baja del dosel de plantas, y poda de brotes laterales para conducir las plantas a un solo tallo. Los brotes fueron eliminados conforme aparecían y antes de que sobre pasaran 5 cm de longitud. La cosecha se hizo de forma manual en cinco cortes que se fueron sumando para obtener el número de frutos y rendimiento total. Mediante cierre y apertura de ventanas laterales y cenitales, se procuró mantener en el interior del invernadero, una temperatura entre 20 y 30 ^oC, y humedad relativa entre 60 y 80%. No hubo presencia importante de plagas o enfermedades, por lo que no se requirió de aplicaciones de agroquímicos durante el ciclo de producción.

Tratamientos y diseño experimental

Se utilizó un diseño experimental de bloques completamente al azar con siete tratamientos que resultaron de seis diferentes edades al trasplante de las plantas provenientes de esquejes (20, 25, 30, 35, 40 y 45 ddie) y un testigo de plantas proveniente de semilla trasplantadas a los 45 dds. Se manejaron cuatro repeticiones con unidades experimentales de 10 plántulas. Los datos obtenidos fueron sometidos a análisis de varianza y comparación de medias de Tukey (p( 0.05), utilizando el programa Statistical Analysis System for Windows 9.0 (SAS, 2002).

Variables evaluadas

Al inicio de la cosecha (100 días después de iniciado el enraizado de los esquejes), se midió las siguientes variables: altura de planta (cm), de la base del tallo al ápice de crecimiento, con el apoyo de un flexómetro. Diámetro de tallo (mm), entre la segunda y tercera hoja, con un vernier electrónico. Ancho de planta (cm), en la parte media de la planta sin extender las hojas. Índice de área foliar (m² de área foliar medida solamente por el lado del en vez/m² de superficie cubierta), con un integrador de área foliar LI-3000A (LI-COR, Inc. Lincoln, NE).

Al final de la cosecha que se realizó, también se determinó el número de flores y frutos por planta, el peso medio por fruto (g), el rendimiento (g planta^-1) y el tiempo transcurrido de trasplante a fin de cosecha (d).

Variables morfológicas

Los análisis de varianza (Cuadro 1) indican que estadísticamente hubo diferencias significativas para diámetro de tallo, ancho de las plantas e índice de área foliar, no así para la altura de las plantas.

Las comparaciones de medias entre tratamientos (Cuadro 2) muestran que a medida que se retrasó el trasplante hasta los 40 y 45 ddie, tres de las cuatro variables morfológicas estudiadas disminuyeron significativamente su expresión: el diámetro de tallo, el ancho (diámetro ocupado por cada planta) y el área foliar por planta reflejado en el índice de área foliar (IAF), con diferencias estadísticas entre los esquejes de 45 días respecto a los de 20 días. Aunque la altura de planta no mostró diferencias significativas, se observó una tendencia de mayor elongación en esas plantas donde más se retrasó el trasplante. Entre plantas provenientes de esquejes trasplantados a los 45 días después de enraizado y plantas formadas de semilla, en ninguna de las variables morfológicas estudiadas hubo diferencias significativas.

Las plantas trasplantadas a los 20 ddie estuvieron creciendo por un menor tiempo en las condiciones restrictivas que impone el semillero (poco volumen de contenedor para el crecimiento de la raíz y alta densidad de población) y por lo tanto, un mayor tiempo en las camas de cultivo en un ambiente con menos limitaciones tanto para la parte aérea (menor competencia por luz entre plantas) como de la raíz (mayor volumen de sustrato), lo que favoreció su crecimiento posterior, como ha sido reportado por otros autores (^{Hernández y Kubota, 2016}; ^{Sánchez et al., 2021}).

En cambio, las plantas trasplantadas más tardíamente estuvieron sometidas a una mayor competencia por luz y en un menor volumen para el crecimiento de la raíz y con ello con más limitaciones de agua, oxígeno y nutrimentos, situación que se acentuó conforme el trasplante se hacía más tardío, ocasionándose mayor estrés al pasarlas a su lugar definitivo (^{Tadeo y Gómez, 2013}; ^{Moreno et al., 2021}; ^{Sánchez et al., 2021}). Un comportamiento similar se observó en las plantas provenientes de semilla y que fueron trasplantadas a los 45 dds, ya que sufrieron más estrés por efecto de competencia en espacio y luz al crecer en las charolas, pues sus valores de diámetro de tallo, índice de área foliar y ancho de planta fueron estadísticamente los más bajos (Cuadro 2).

Todos estos resultados se explican porque a mayor tiempo de permanencia en las charolas en el semillero, previo al trasplante, la competencia por luz entre las plántulas se va agudizando paulatinamente, afectando negativamente la producción de fotoasimilados y produciendo alteraciones morfogenéticas que afectan directamente a las plántulas y al crecimiento posterior al trasplante (^{Wien, 1999}; ^{Taiz et al., 2015}). También, por lo limitado del volumen del contenedor donde se enraízan los esquejes, conforme va pasando el tiempo, la raíz encuentra más restricciones de espacio que limitan el suministro de oxígeno necesario para su expansión, afectando negativamente su crecimiento posterior (^{Sánchez et al., 2021}).

Aunque no hubo diferencias significativas entre variables morfológicas de plantas provenientes de semilla respecto a las conformadas a partir de esquejes, las pocas diferencias observadas probablemente se deban a que, con las plantas de esqueje, desde el momento de iniciar el enraizado, ya se tiene la ventaja de que hay material vegetal formado y por lo tanto un adelanto en crecimiento respecto a las plántulas originadas de semilla (^{Sánchez et al., 2012}b; ^{Moreno et al., 2016}). Estos resultados permiten señalar que, para un sistema de producción de jitomate a tres racimos por planta en alta densidad de población como el propuesto por ^{Sánchez et al. (2012a)}, es posible utilizar esquejes enraizados en vez de semilla, sin que se afecte el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Rendimiento y sus componentes

Respecto al rendimiento por planta y sus componentes, tanto el análisis de varianza (Cuadro 3) como el de comparaciones de medias (Cuadro 4), indican que no hubo diferencias significativas entre plantas de esqueje por retrasar el trasplante hasta los 45 ddie o de cualquier tratamiento de enraizado de esquejes respecto al testigo de plantas provenientes de semilla trasplantadas a los 45 dds, resultados que coinciden con lo reportado por ^{Moreno et al. (2016}).

Solamente en días de trasplante a fin de cosecha hubo diferencias significativas entre tratamientos, encontrándose que en las plantas provenientes de esquejes trasplantadas a los 45 ddie, la cosecha terminó doce días antes respecto a las plantas originadas de semilla trasplantadas a la misma edad, completando su ciclo de cultivo de trasplante al fin de la cosecha en 90 días, lo cual es posible porque con la propagación por esquejes normalmente se logra precocidad en el ciclo de cultivo (^{Hartmann et al., 2014}).

En promedio, las plantas provenientes de esquejes formaron 21 flores y 19.7 frutos por planta, con un peso medio de fruto de 114.4 g, que resultó en un rendimiento promedio de 2160 g planta^-1, correspondiente a 14.5 kg m^-2 de invernadero, de acuerdo con la densidad establecida (6.7 plantas m^-2). Esto es equivalente a 145 t ha^-1 en un ciclo de cultivo por lo que, en un esquema de producción de tres ciclos por año, potencialmente se podrían lograr 435 t ha^-1 año^-1, rendimiento que es aproximadamente 50% mayor al a las 300 t ha^-1 año^-1 que logran alcanzar buenos productores de jitomate con el sistema convencional de un ciclo anual de cultivo bajo invernaderos de mediana tecnología en México (^{Castellanos y Borbón 2009}; ^{Sánchez et al., 2012}a; ^{Moreno et al., 2021}). Las plantas originadas de semilla, aunque produjeron dos frutos menos por planta y una ligera disminución en el peso medio de fruto respecto a las provenientes de esqueje, el rendimiento por planta obtenido fue estadísticamente igual al de los esquejes.

Como se muestra en el Cuadro 2, el retraso en la edad de trasplante de los esquejes enraizados hasta los 45 ddie, sí provocó una disminución en el diámetro de tallo, área foliar y en índice de área foliar, pero no afectó de manera significativa ninguna de las variables de rendimiento o de alguno de sus componentes como se puede observar en el Cuadro 4. Por el contrario, el retraso en el trasplante permitió acortar el ciclo de cultivo a solamente 90 días, lo que potencialmente da la posibilidad de obtener hasta cuatro ciclos de cultivo por año en condiciones de invernadero, es decir, un ciclo más por año, que implica un posible incremento anual del rendimiento de 25% respecto al sistema de tres ciclos por año ya mencionado. Esto es hasta 580 t ha^-1 año^-1, equivalente a los rendimientos reportadas por ^{Cheiri et al. (2018}); ^{Heuvelink et al. (2018}) en invernaderos de alta tecnología y sistemas hidropónicos sofisticados.

Independientemente de lo anterior, el hecho de que las plantas se puedan mantener en el semillero desde los 20 hasta los 45 días de edad, le da al productor flexibilidad para un manejo más eficiente del invernadero en cuanto a los ciclos de cultivo a lo largo del año, pues le da margen para adelantar o retrasar sus trasplantes optimizando su producción.

Cabe destacar también que el hecho de que las plantas provenientes de esqueje rindan lo mismo que las de semilla, significa un gran ahorro en los costos de producción con el uso de esquejes enraizados. Por ejemplo, en el sistema de tres ciclos por año a una densidad de población de 7 plantas m^-2 se utilizarían unas 230 000 semillas por ha por año considerando 90% de germinación, con un costo superior a $1 000 000.00 (más que el costo total de mano de obra requerida en todo el año).

Obteniendo dos de los tres ciclos de producción con esqueje se dejarían de comprar unas 150 000 semillas, lo que representa una reducción en los costos de producción de aproximadamente $750 000.00 anuales ha^-1, incrementando de manera significativa la utilidad económica del productor.