Descripción del experimento

El experimento se realizó en un invernadero del Colegio de Postgraduados, campus Montecillo, Estado de México (19.96 º latitud norte y 98.90 ° longitud oeste, a 2,244 m de altitud). El invernadero utilizado fue de triple túnel con estructuras de metal, cubiertas de plástico de polietileno con 75 % de transmisividad y malla anti-insecto en las paredes laterales. Adicionalmente, tenía un sistema de ventilación pasiva a través de ventilas laterales y cenitales de apertura manual.

Se estudió el cultivo de chile poblano variedad Capulín F1 de crecimiento indeterminado. Se sembró en charolas el 21 de febrero, se trasplantó el 21 de abril y finalizó la cosecha el 11 de noviembre de 2014. El marco de plantación fue a tresbolillo, con separación de 35 cm entre plantas y 45 cm entre líneas. Las plántulas se trasplantaron en bolsas maceteras plásticas de 35 x 35 cm con tezontle rojo.

Los tratamientos (T) consistieron en tres condiciones de manejo en función de número de tallos por planta: T1 (dos tallos), T2 (tres tallos) y T3 (sin poda). En el T1 y T2 se dejó crecer el tallo principal y los secundarios. El T3 se dejó crecer sin control en número de tallos.

El área de cada tratamiento fue de 53 m², llegando a establecer una superficie total de 159 m². Cada tratamiento principal se estableció en parcelas de dos camas de 20 m de longitud, separados a 1.35 m. Se utilizó la densidad de siembra de 3 plantas·m^-2. De acuerdo a la modalidad habitual en la región, la densidad media utilizada oscila entre 3 y 5 plantas·m^-2. La distribución de los tratamientos se hizo en parcelas divididas (10 m² cada una) en bloques al azar con cuatro repeticiones.

Se utilizó el sistema de riego por goteo, con línea regante superficial de 16 mm en diámetro. Cada línea tenía goteros autocompesados separados a 40 cm y un gasto de 4 L·h^-1 por gotero, con presión de operación de 0.7 kg·cm^-2. El riego se aplicó durante todo el ciclo de cultivo. En los primeros 30 días después de trasplante (ddt) se aplicaron cinco riegos al día (10:00, 12:00, 13:00, 14:00 y 15:00 h) con duración de 3 min. Después se incrementaron a ocho riegos (9:00, 10:00, 11:00, 12:00, 13:00, 14:00, 15:00 y 16:00 h) con duración de 4 min.

Descripción del método de estimación de índice de área foliar con interceptómetro

La medición del IAF se realizó con un interceptómetro AccuPAR LP-80 (RFA/IAF Ceptometer, Decagon Devices, Pullman, Washington, USA); el cual estima la RFA bajo condiciones de campo usando una barra de 1 m de largo con 80 sensores dividos en ocho segmentos. Se tomaron lecturas cada 15 días a partir de 50 ddt (fecha en que inició la división de número de tallos y los tratamientos), hasta la última cosecha de frutos (11 de noviembre de 2014). Se realizaron seis repeticiones por tratamiento, por encima y debajo del dosel. Los valores de la RFA interceptada se estimaron a partir de dos niveles posicionales de la radiación, uno encima del follaje para obtener la RFA incidente (RFA_a) y otro debajo del follaje para obtener la RFA que llega al suelo (RFA_d) en µmol·m^-2·s^-1 (Ecuación 1).

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Una vez obtenida la RFA, se combinó con otras variables, como el factor de distribución del ángulo de las hojas, ángulo cenital solar y el coeficiente de extinción de la radiación, y se realizó un ajuste para estimar el IAF de la planta de acuerdo con la Ecuación 2 propuesta por ^{Campbell y Norman (1989)}.

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Donde K es el coeficiente de extinción de la radiación, que al considerar un parámetro de distribución angular esférico x = 1, fb es la fracción de la radiación directa con respecto a la radiación solar global (0.25) y A es un coeficiente de absorción general del dosel que resulta igual a 0.86 (^{Campbell & Norman, 1989}).

Las mediciones con el interceptómetro se realizaron solo bajo condiciones de cielo despejado y durante el periodo de máxima insolación (las horas próximas al mediodía). De esta forma, el ángulo cenital fue el menor posible y el fb correspondió siempre a fracciones elevadas de radiación solar directa; lo que permitió homogeneizar los datos.

Para comparar los datos del IAF obtenidos con el interceptómetro, se realizaron mediciones de área foliar con el método destructivo. Este método consistió en extraer la planta de la maceta, después separar las hojas y medir el área foliar con un medidor electrónico (Área Meter Modelo LI-3100, Decagon Device, Inc). Se realizaron en cuatro repeticiones de cada tratamiento. Finalmente, se calculó el IAF de la planta con la Ecuación 3, descrita por (^{Reis, de Azevedo, Albuquerque, & Junior, 2013}).

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Dónde el IAF se encuentra en m²·m^-2, AF es la superficie media de hoja de tres plantas (m²), NP es el número de plantas por m² y AT es el área considerada total de (1 m²).

Descripción de las variables

Para el peso seco, se separaron las partes de tallo, raíz, hojas y frutos, se pesaron en fresco y posteriormente se colocaron en un horno de secado a 70 ºC por 72 h para su deshidratación y finalmente se pesaron.

La temperatura (ºC) y humedad relativa (%) se midieron con un sensor localizado en una tarjeta de adquisición de datos (Data Logger Hobo U12-011) que se instaló dentro del invernadero en la parte central, a 2 m del suelo.

El desarrollo de muchos organismos es controlado principalmente por la temperatura del ambiente. Los grados día desarrollo (°DD) son una medida indirecta del crecimiento y desarrollo de plantas e insectos. Estos representan la integración de la temperatura ambiental entre dos temperaturas limitantes; las cuales definen el intervalo en el cual un organismo se encuentra activo. Fuera de este intervalo, el organismo no presenta desarrollo apreciable o puede morir.

El concepto de °DD resultó de observaciones que indicaban: 1) las plantas no se desarrollan cuando la temperatura ambiental es menor que la basal (^{Neild & Smith, 1997}), 2) la tasa de desarrollo aumentaba cuando la temperatura ambiental era mayor que la basal, 3) las variedades de chile poblano requieren diferentes valores de días acumulados (DA) de los grados día (°D). Los valores acumulados para n días transcurridos se expresan con la Ecuación 4.

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Donde i es el número de días transcurridos a partir de un día inicial de interés, usualmente la fecha de siembra o el día de inicio de una etapa fenológica del cultivo.

Para estimar diariamente los °DD con este método se requiere de la temperatura media ambiental (Ecuación 5; ^{Ojeda-Bustamante, Sifuentes-Ibarra, Slack, & Carrillo, 2004}).

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Dónde Ta es la temperatura del aire diario, T_c-max y T_c-min son las temperaturas mínima y máxima del ambiente; las cuales son los umbrales en que se desarrolla el chile poblano (29 a 10 ºC; ^{Roose, 1994}).

Por otra parte, para estimar el rendimiento y número de frutos, se seleccionaron ocho plantas por tratamiento.

Radiación fotosintéticamente activa

La RFA, interceptada por encima del dosel, es relativamente constate durante todo el ciclo, con respecto a la radiación que llega por debajo del dosel. Se observa que a los 1,167 grados día acumulados (ºDA), que corresponde a los 37 ddt, empieza a disminuir la cantidad de la radiación que llega a las hojas inferiores. Esto indica incremento en el área foliar de la planta. Conforme transcurren los días, aumenta el grado de intercepción de la RFA. La mayor parte de la radiación que llega por encima del follaje es aprovechada por la planta para realizar todos los procesos relacionados con la fotosíntesis (Figura 1). Este comportamiento es similar en los tres tratamientos, con respecto a la radiación que llega por debajo del dosel, y empieza a variar a partir de 1,000 ºDA debido al incremento de área foliar.

En el T3 se observa que al final de ciclo la radiación que llega por debajo del dosel es escasa. Lo anterior debido a que no se realizó ningún control de follaje; el cual indica mayor grado de intercepción de la RFA. Estos datos concuerdan con los resultados obtenidos por ^{Leguizamón y Verdelli (2011)} en maíz y soya cultivados en campo abierto.

Figura 1 Radiación fotosintéticamente activa (RFA) interceptada por encima y debajo del dosel de la planta en los tres tratamientos durante el ciclo agrícola. 

En la Figura 2 se muestra el comportamiento de la RFA incidente por encima del dosel cada 10 min en el interior del invernadero durante cuatro días de 8:00 a 20:00 h. Se observa que la máxima radiación se presenta de 13:00 a 14:00 h. En el día cuatro, se detecta variación de la radiación debida al registro de un día nublado. ^{Ayala-Tafoya et al. (2015)} obtuvieron resultados similares en el cultivo de pimiento morrón cultivado bajo diferentes tipos de colores de mallas sombra. Además, ^{Samaniego-Cruz et al. (2002)} presentaron resultados similares de la RFA con diferentes tipos de polietileno para la producción de plántulas de tomate y pimiento morrón.

Figura 2 Radiación fotosintéticamente activa (RFA) interceptada por encima de la planta durante cuatro días medida con interceptómetro. 

Índice de área foliar

El IAF del cultivo de chile poblano fue mayor en el T3; esto debido al mayor número de tallos por planta. Lo anterior da lugar al incremento del IAF hasta cierto punto, después empieza a disminuir.

A partir de 1,246 ºDA, que corresponde a 48 ddt, empieza a diferir el IAF entre los tratamientos, ya que comienza a ser notoria la diferencia en el número de tallos entre los tratamientos. En las Figuras 3, 4 y 5 se puede observar el IAF obtenido con el interceptómetro y el método destructivo. El máximo IAF se presentó a los 2,099 ºDA con 0.93, 1.26 y 2.78 para T1, T2 y T3, respectivamente. Una vez llegado el máximo crecimiento y desarrollo de la planta empieza a disminuir el IAF debido a la senescencia y caída de las hojas secas inferiores. ^{Escalante-Estrada (1999)} obtuvo resultados similares en girasol cultivado bajo condiciones de humedad residual. ^{Aguilar-García, Escalante-Estrada, Rodríguez-González, y Fucikovsky-Zak (2002)} y ^{Vega-Muñoz, Escalante-Estrada, Sánchez-García, Ramírez-Ayala, y Cuenca-Adame (2001)} también reportaron resultados similares en girasol cv. Victoria cultivado en condiciones de temporal del altiplano. Esta metodología, además de confirmar los resultados de ^{Steven et al. (1986)}, permitió obtener estimaciones del IAF con el interceptómetro.

Figura 3 Comparación de las mediciones del índice de área foliar (IAF) con método destructivo y su estimación usando interceptómetro para el tratamiento 1 (dos tallos). 

Figura 4 Comparación de las mediciones del índice de área foliar (IAF) con método destructivo y su estimación usando interceptómetro para el tratamiento 2 (tres tallos). 

Figura 5 Comparación de las mediciones del índice de área foliar (IAF) con método destructivo y su estimación usando interceptómetro para el tratamiento 3 (sin poda). 

En el Cuadro 1 se presentan las etapas fenológicas del cultivo de chile poblano variedad Capulín F1, cultivado en invernadero en función del ºDD.

Se calculó coeficiente de correlación (R²) entre ambos métodos. La representación muestra el carácter lineal, con coeficiente de la recta de regresión cercano a la unidad. Dicho coeficiente, con ambos métodos, fue de 0.83, 0.94 y 0.99, para T1, T2 y T3, respectivamente (Figura 6). En los resultados, se observa dispersión de puntos en la recta, y esto se explica porque la determinación destructiva del IAF, en comparación con los efectos de la medición con interceptómetro, procede de un único sector (1 m²); esto en contraposición de mediciones más repetidas que se obtienen con el interceptómetro. También se advierte que la dispersión tiende a aumentar a medida que el tamaño de la muestra se hace más grande; lo que puede ser consecuencia de la pérdida de precisión del interceptómetro en condiciones de saturación lumínica. ^{De la Casa, Ovando, Bressanini, Rodríguez, y Martínez (2007)} obtuvo resultados similares en papa, con un coeficiente de correlación entre ambos métodos de R² = 0.80.

Figura 6 Relación de las mediciones de índice de área foliar (IAF) con método destructivo y su estimación usando interceptómetro para los tres tratamientos. 

Adicionalmente, se observa que el T3 presentó mejor ajuste de correlación; esto fue debido a que cuando el follaje es mayor deja pasar menor cantidad de radiación, por lo que se reduce la saturación lumínica y las lecturas del interceptómetro son más parecidas a las obtenidas con el método destructivo.

En la Figura 7 se puede ver el comportamiento de la temperatura adentro del invernadero desde el momento de siembra hasta final de cultivo. Al principio, la temperatura estaba por encima de 20 ºC y se mantuvo hasta los 1,325 ºDA. Posteriormente, comienza a descender (< 18 °C), coincidiendo con los meses lluviosos (junio a agosto) y temporada de frío (< 15 °C, septiembre a noviembre).

Figura 7 Comportamiento de la temperatura dentro del invernadero durante el ciclo agrícola. 

Relación entre el índice de área foliar y el rendimiento de chile poblano

En las Figuras 8, 9, 10 y 11, se observa que a partir de los 1,564 ºDA, que corresponde a los 78 ddt, empieza a incrementar la biomasa seca acumulada en los cuatro órganos de la planta. A los 2,099 ºDA se presenta incremento en producción de fruto en los tres tratamientos; lo que corresponde a la etapa en que inicia la cosecha de los frutos. El comportamiento es similar en los tres tratamientos, variando únicamente en el grado de acumulación. Esta tendencia de acumulación es similar a los resultados que obtuvieron ^{Chamú-Baranda, López-Ordaz, Ramírez-Ayala, Trejo-López, y Martínez-Villegas (2011)} en pimiento morrón en secado parcial de la raíz bajo condiciones protegidas.

Figura 8 Biomasa seca acumulada en la hoja 

Figura 9 Biomasa seca acumulada en el tallo. 

Figura 10 Biomasa seca acumulada en el fruto.  

Figura 11 Biomasa seca acumulada en la raíz. 

El manejo de número de tallos es una de las prácticas agrícolas más recomendables para lograr un incremento en la productividad y mayor intercepción de la radiación solar en los cultivos. Lo anterior debido a que con un número apropiado de individuos por unidad de superficie, se logra un mejor aprovechamiento de los recursos lumínicos, hídricos y nutrimentales.

Al incrementar el número de tallos por planta, se observó una respuesta productiva positiva; ya que incrementó el número de frutos por planta. Esto es debido a que el follaje intercepta mayor cantidad de radiación fotosintéticamente activa; por lo tanto, incrementa su capacidad de realizar actividad fotosintética, lo que aumentó su producción.

La Figura 12 presenta el rendimiento obtenido en cada tratamiento. El valor más alto se obtuvo con el T3 (10.75 kg·m^-2), seguido por el T2 (8.29 kg·m^-2) y el T1 (5.49 kg·m^-2). El T3 fue el que presentó mayor número de frutos con 264, el T2 con 129 y el T1 con 102 frutos por m². Los resultados de este trabajo son similares a los reportados por ^{Hernández-Palomo et al. (2016}) en chile poblano variedad Capulín F1 sembrado en condiciones protegidas. De acuerdo con el análisis estadístico de comparación de medias (datos no mostrados) se encontró diferencia significativa en el rendimiento y número de plantas entre los tratamientos.

Figura 12 Rendimiento de chile poblano cultivado bajo invernadero 

También, se observa que en el T3 tuvo mejor rendimiento y número de frutos por planta, pero la desventaja de este tratamiento fue el manejo incontrolable del follaje; además, fue muy susceptible en la incidencia de plagas y enfermedades por la escasa circulación del aire en el follaje.