Influence of climate, soil moisture, and flowering phenology on biomass and nutrient composition of 'Hass' avocado fruit in Michoacán, Mexico

Samuel Salazar–García^1*; Isidro José Luis González–Durán¹; Luis Mario Tapia–Vargas²

¹ Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Santiago Ixcuintla, Apdo. Postal 100, Santiago Ixcuintla, Nayarit. C. P. 63300, MÉXICO. Correos–e: salazar.samuel@inifap.gob.mx; gonzalez.joseluis@inifap.gob.mx (*Autor para correspondencia)

² Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Uruapan, Av. Latinoamericana 1101, Uruapan, Michoacán C. P. 60150. MÉXICO. Correo–e: tapia.luismario@inifap.gob.mx

Recibido: 20 de febrero, 2010. ]]> Aceptado: 28 de junio, 2011.

Resumen

El amplio periodo de cosecha del aguacate 'Hass' en Michoacán se debe a la diversidad de condiciones de cultivo y a la ocurrencia de múltiples flujos vegetativos que resultan en varios flujos de floración y épocas de cosecha. El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia de tres condiciones climáticas (semicálido subhúmedo, semicálido húmedo y templado subhúmedo), el régimen de humedad del suelo (con y sin riego) y la época de floración ("loca": agosto–septiembre, "normal": diciembre–febrero, y "marceña": febrero–marzo), sobre la biomasa de diferentes partes del fruto y su composición nutrimental. Se seleccionaron seis árboles en cada uno de seis huertos comerciales y de cada árbol se tomaron 10 frutos (> 21.5 % materia seca de la pulpa) por época de floración. Los frutos fueron seprados en epidermis, pulpa, testa y embrión. A cada parte se le determinó peso fresco (PF), peso seco (PS), materia seca (MS) y composición nutrimental. A diferencia del clima y régimen de humedad del suelo, la época de floración afectó el PF, PS y MS de las partes del fruto,así como su composición nutrimental, especialmente K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn y B. En el clima templado subhúmedo se tuvieron los mayores contenidos de N y Mn en epidermis; N, P, K, Ca y Mg en pulpa; Mg, S, Cu y Mn en testa, y B en testa y embrión. Los huertos sin riego mostraron concentraciones más altas de Ca, S y Cu en epidermis; P, K, Mn, Ca y Cu en pulpa; K, Mn y Cu en testa, y de P, K, Mn en embrión.

Palabras clave: Persea americana, biomasa, nutrición, epidermis, pulpa, testa, embrión.

Abstract

The extended harvest season of 'Hass' avocado is due to the diversity of cultivation conditions and the occurrence of multiple vegetative flushes resulting in several bloom and harvest periods. The objective of this study was to evaluate the influence of three climatic conditions (subhumid semiwarm, humid semiwarm, and subhumid temperate), soil moisture regimes (with and without irrigation), and flowering period ("crazy": August–September; "normal": December–February; "marceña": February–March), on biomass of different fruit parts and their nutrient composition. Six trees were selected from each of the six commercial orchards, choosing ten fruit of each tree per flowering season (>21.5 % pulp dry matter). Fruits were separated in epidermis, pulp, testa, and embryo. Fresh weight (FW), dry weight (DW), dry matter (DM), and nutrient composition were determined for each part. Different to climate and soil moisture regimes, flowering period affected FW, DW, and DM of the fruit parts, as well as their nutrient composition, especially, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, and B. Under subhumid climate, the highest contents of N and Mn were obtained in epidermis; of N, P, K, Ca, and Mg in pulp; of Mg, S, Cu, and Mn in testa; and B in testa and embryo. Non–irrigated orchards had higher concentrations of Ca, S, and Cu in epidermis; P, K, Mn, Ca, and Cu in pulp; K, Mn, Cu in testa; and P, K, Mn in embryo.

Key words : Persea americana, biomass, nutrition, epidermis, pulp, testa, embryo.

La diversidad climática de la región productora de aguacate (Persea americana Mill.) del estado de Michoacán, México, con más de 14 tipos climáticos (Gutiérrez–Contreras et al., 2010), es debida al gradiente altitudinal, la topografía del suelo, exposición al sol y a los vientos dominantes. Esa variabilidad puede afectar la producción de fruto y su calidad (Lobell et al., 2007). Las propiedades químicas del fruto (componentes orgánicos y minerales) son más afectadas que la morfología (p. ej. tamaño de los frutos), por las diferencias en el ambiente dado por diversas microrregiones (Izhaki et al., 2002). La escasa disponibilidad actual de áreas ecológicamente óptimas para el cultivo del aguacate en Michoacán ha causado el incursionar en ambientes en donde se desconoce el comportamiento del cultivo, así como su producción y calidad del fruto (Stanford, 2002).

La composición nutrimental del fruto incide tanto en su calidad durante la cosecha como en postcosecha (Arpaia, 1994; Salazar–García y Lazcano–Ferrat, 2001). Es importante mantener una nutrición adecuada del árbol para evitar desbalances nutrimentales que perjudiquen la calidad del fruto (Hofman et al., 2002; Marques et al., 2003; Rooyen y Bower, 2005), su susceptibilidad a enfermedades (Witney et al., 1996), así como a desórdenes fisiológicos (Thorp et al., 1997).

Diversas investigaciones han mostrado la importancia de los índices nutrimentales foliares para la óptima producción de fruto (Salazar–García y Lazcano–Ferrat, 1999), sobre la influencia del tipo de suelo y de clima, el estado nutrimental del árbol (Aguilera–Montañez et al., 2005), el efecto de la condición de humedad del suelo sobre la disponibilidad de nutrientes y la condición nutrimental del árbol (Tapia–Vargas et al., 2003), así como el balance nutrimental en el sistema suelo–planta–fruto (Tapia–Vargas et al., 2007). Sin embargo, falta información para la región de Michoacán que indique si las condiciones ambientales y el régimen de humedad del suelo afectan la composición nutrimental de las diferentes partes del fruto (p. ej. epidermis, pulpa y semilla), lo cual es necesario para manejar correctamente la nutrición de los huertos y prevenir la incidencia de desórdenes fisiológicos en el fruto.

En adición a lo anterior, en Michoacán, ocurren múltiples flujos de crecimiento vegetativo que resultan en varios flujos de floración en el aguacate cv. Hass: agosto–septiembre, diciembre–febrero y febrero–marzo (Salazar–García et al., 2005), por lo que es de interés determinar el efecto de la época de floración y, consecuentemente, la época de cosecha sobre la composición nutrimental del fruto.

El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia de tres condiciones climáticas, el régimen de humedad del suelo y la época de floración que originó al fruto sobre la biomasa de partes del fruto, (epidermis, pulpa, testa y embrión) y su composición nutrimental en aguacate 'Hass' en Michoacán.

MATERIALES Y MÉTODOS

Características de los huertos

El estudio se realizó en seis huertos de aguacate 'Hass', con riego (R) y sin riego (SR), ubicados en tres climas de Michoacán:

Clima 2: (A)C(m)(w2), semicálido húmedo (SH), con huertos en Cheranguerán (R) y La Basilia (SR), municipio de Uruapan, que representan 11 % de la superficie aguacatera;

Clima 3: C(w2)(w), templado subhúmedo (TS), con huertos en Peribán y Araparícuaro, ambos SR, localizados en los municipios de Peribán y Tancítaro, respectivamente, con el 26 % de la superficie aguacatera.

Las temperaturas medias anuales para los climas 1, 2 y 3 son 21.1, 22.3 y 17.5 °C, respectivamente. Los huertos con riego (R), representan 48 % de la superficie con este frutal en Michoacán.

Todos los huertos fueron similares en edad (>10 años), marco de plantación (10 x 10 m), en laderas orientadas hacia el sur con pendientes de menos del 10 %. Los suelos de los seis huertos son Andosoles (Alcalá et al., 2002). En todas las localidades, 90 % de las lluvias ocurren entre mayo y octubre, por lo que el periodo de riego inicia en enero y termina en mayo o principio de junio. Los huertos de Tecario y Cheranguerán dispusieron de riego por goteo con aplicación de 320 Lárbol^–1 cada 8 a 10 días.

Respecto al flujo de floración que originó al fruto, se analizaron grupos independientes de frutos procedentes de las floraciones "loca" (agosto–septiembre), "normal" (diciembre–febrero) y "marceña" (febrero–marzo). Las cosechas de estos frutos fueron realizadas en julio, octubre y enero, respectivamente.

Disección del fruto

En cada uno de los seis huertos se seleccionaron al azar seis árboles contiguos de aguacate 'Hass' sobre portainjerto criollo de raza mexicana, con características hortícolas y fenológicas similares. Cuando los frutos de la floración loca, normal o marceña alcanzaron de manera independiente la madurez (> 21.5 % materia seca en la pulpa) (Salazar–García et al., 2005), de cada árbol se cosecharon 10 frutos (para cada época de floración), de la parte sureste y media de la copa del árbol, procedentes de ramas de 1.5 a 2.5 cm de diámetro. Los frutos fueron separados en sus componentes (epidermis, pulpa, testa y embrión), para obtener el peso fresco de cada uno de ellos; el peso seco de cada componente del fruto fue obtenido mediante su secado en un horno con aire forzado a 70 °C durante 72 h o hasta peso constante. El contenido de materia seca fue calculado de manera independiente para cada fruto y sus respectivos tejidos.

Composición nutrimental de las partes del fruto

Previo al análisis químico, se prepararon dos muestras compuestas por árbol para cada parte del fruto (epidermis, pulpa, testa o embrión), obteniéndose ocho muestras por árbol. Cada muestra estuvo integrada por estructuras de cinco de los 10 frutos muestreados por árbol. Las muestras de fruto fueron analizadas en un laboratorio comercial acreditado por el programa NAPT de la Soil Science Society of America y se determinó en la materia seca el contenido de: N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn y B.

El diseño experimental fue completamente al azar, con tres factores y seis repeticiones (con un árbol por unidad experimental). El factor clima tuvo tres niveles: semicálido sub–húmedo (SS), semicálido húmedo (SH) y templado subhú–medo (TS). El factor condición de humedad tuvo dos niveles: con riego (climas SS y SH), y sin riego (climas SS, SH y TS). El factor época de floración tuvo tres niveles: loca, normal y marceña. Dada la naturaleza del estudio, cada uno de los factores estudiados fue analizado de manera independiente. El análisis se hizo con el programa SAS; se realizó análisis de varianza y prueba de comparación de medias con la prueba de Duncan (P<0.05) para cada variable y factor de estudio.

RESULTADOS

Biomasa de los frutos

Los pesos fresco y seco del fruto cosechado mostraron variaciones debidas al clima (Cuadro 1) y época de floración que originó al fruto (Cuadro 2). De estos factores, la época de floración (loca, normal o marceña) fue la que tuvo mayor diferencia significativa en el peso fresco total del fruto, así como el de la pulpa y testa, siendo mayor en frutos de la floración normal (Cuadro 2). En general, el peso seco del fruto y sus partes fue mayor en frutos de la floración marceña. Respecto al contenido de materia seca (evaluada de manera independiente para cada estructura) siempre fue mayor en frutos de la floración marceña (Cuadro 2). La condición de humedad no afectó significativamente ninguna de las características físicas del fruto evaluadas (Cuadro 3).

Composición nutrimental de las partes del fruto Influencia del clima

El clima donde se desarrollaron los árboles, modificó la composición nutrimental del fruto. En el clima semicálido subhúmedo se obtuvieron los mayores contenidos en la epidermis de P, Fe y B. Algo similar sucedió con el Fe y Cu en la testa, así como el B en el embrión (Cuadro 4).

En el clima semicálido húmedo se encontraron las mayores concentraciones de Ca en la epidermis, así como de K y Zn en la testa (Cuadro 4). En el clima templado subhúmedo hubo los mayores contenidos de N y Mn en la epidermis, así como de N, K y Ca en la pulpa, y ocurrieron las más altas concentraciones de Mg, S, y Mn en la testa (Cuadro 4).

Influencia de la condición de humedad del suelo.

Los frutos de huertos con riego alcanzaron mayores concentraciones de Mg en la testa y embrión. El Fe también resultó mayor en la testa del fruto. Las concentraciones de N, Zn y B en las partes del fruto no fueron afectadas por la condición de humedad del suelo (Cuadro 5).

Influencia de la época de floración.

La composición nutrimental de las partes del fruto fue influida por la época de floración. Los frutos originados por la floración marceña tuvieron mayores concentraciones de nutrimentos para 20 de los 44 casos analizados, comparada con las floraciones Loca y normal (6 y 2 casos, respectivamente). La epidermis presentó las concentraciones más elevadas de K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn y B. En el caso de la pulpa, se obtuvieron los valores más altos de K y S; en la testa, de Ca, S, Fe, Cu, Mn y B, y para el embrión, de K, Ca, Mg, S y Fe (Cuadro 6).

Los frutos amarrados durante la floración loca presentaron concentraciones altas sólo para algunos nutrimentos, como fue el caso del Zn en la pulpa, del K en la testa, y del Ca, Cu, Mn y Zn en el embrión. En frutos originados por la floración normal, se obtuvieron valores altos de B en la pulpa, así como de N, Mg y Zn en la testa (Cuadro 6).

El fósforo fue el único nutrimento cuya concentración en las partes del fruto no resultó afectada por la época de floración. El N sólo mostró diferencias para la testa de frutos de la floración normal (Cuadro 6).

DISCUSIÓN

El clima sólo afectó el peso fresco de la epidermis y la testa, con una tendencia significativa a mayor peso fresco en el clima SS. Sin embargo, el peso seco total, tanto del fruto como de la epidermis y testa sí fueron afectados por el clima, siendo superior en el clima SH. El contenido de materia seca resultó afectado sólo para pulpa y embrión, con valores más altos para el clima SH.

La condición de humedad del suelo no afectó el peso fresco o seco del fruto o sus partes, ni el contenido de materia seca. Esto coincidió con lo encontrado por Michelakis et al. (1993), quienes encontraron que no hubo efecto del riego a 0.3, 0.6 y 0.9 de la evaporación (según tanque tipo "A") sobre el contenido de materia seca del fruto de aguacate 'Fuerte'.

Contrario a la creencia generalizada de que el riego mejora la composición nutrimental del fruto, en el presente estudio los frutos de huertos sin riego tuvieron concentraciones más altas de Ca, S y Cu en la epidermis, de P, K, Mn, Ca y Cu en la pulpa, de K, Mn, Cu en la testa, y de P, K, Mn en el embrión. Un posible efecto de dilución en frutos de huertos con riego fue descartado dado que no hubo diferencias en el peso fresco o seco del fruto o sus partes debido al riego. La mayor concentración de nutrimentos encontrada en frutos de huertos sin riego difiere de lo mencionado por Michelakis et al. (1993), quienes indican que la humedad del suelo no afectó la nutrición del fruto. Para algunos nutrimentos, como el Ca y K, los resultados obtenidos podrían explicarse porque los huertos sin riego estuvieron sometidos a menor presión de lixiviación (Tapia–Vargas et al., 2007). La mayor concentración de K presente en frutos de huertos sin riego fue singular ya que ha sido mencionado que en suelos de tipo andosol es necesaria la humedad para que el K esté disponible para la planta (Morales et al., 2007).

Los nutrimentos analizados en este estudio desempeñan una función importante en el desarrollo y calidad del fruto, tanto en pre como en postcosecha. Por ejemplo, en la epidermis, el N puede aumentar o disminuir la susceptibilidad al ataque de plagas (Téliz y Marroquín, 2007) y enfermedades (Hofman et al., 2002), mientras que el exceso de N en la pulpa causa la pulpa gris (Kruger et al., 2004); además, el N y P son fundamentales para los aminoácidos esenciales y su integración en proteínas, ácidos nucleicos y fosfolípidos (Reyes–Novelo y Meléndez–Ramírez, 2007). El K es un catalizador del metabolismo del fruto en crecimiento (Sánchez y Ramírez, 1999) y con niveles adecuados, se reduce la presencia de la mancha gris de la pulpa (Du Plessis et al., 1995). El Ca disminuye el daño por frío y su deficiencia favorece la presencia de la mancha café de la pulpa (Kremer–Köhne et al., 1993; Hofman et al., 2002; Saucedo–Hernández et al., 2005; Boyd et al., 2007). La importancia del B y Zn en la semilla (testa y embrión) es reconocida desde el cuajado del fruto (Coetzer et al., 1993) hasta que este adquiere su tamaño y forma final (Smith et al., 1997; Salazar–García et al., 2008); además, la deficiencia de Zn causa mancha de la pulpa (Vorster y Bezuidenhout, 1988). La mancha negra de la pulpa debida al frío también ha sido asociada a deficiencia de Fe (Kruger et al., 2004; Magwaza et al., 2008).

CONCLUSIONES

El clima no afectó el peso fresco total del fruto de aguacate 'Hass', aunque la testa tuvo mayor peso en el clima semicálido húmedo, pero el peso seco y contenido de materia seca fueron menores en el clima templado sub–húmedo, respecto al semicálido húmedo. La condición de humedad del suelo no afectó el peso fresco o seco de ninguna de las partes, pero sí la época de floración.

En el clima templado subhúmedo [C(w₂)(w)] se registraron los mayores contenidos de N y Mn en la epidermis, de N, P, K, Ca y Mg en la pulpa, de Mg, S, Cu y Mn en la testa, así como de B en la testa y el embrión.

Los frutos de huertos sin riego presentaron concentraciones más altas de Ca, S y Cu en la epidermis, de P, K, Mn, Ca y Cu en la pulpa, de K, Mn y Cu en la testa, y de P, K, Mn en el embrión, comparadas con la condición de riego.

La época de floración también afectó la composición nutrimental del fruto de aguacate 'Hass'.

Se reconoce el financiamiento del CONACYT (Proyecto 2005–12086), Fundación Produce Michoacán, Asociación de Productores y Empacadores Exportadores de Aguacate de Michoacán, Comisión Michoacana del Aguacate y Consejo Nacional de Productores de Aguacate. Al M. C. Marín Gallardo* por su apoyo técnico y a los productores José Salomón Villegas, Daniel Medina, Juan Carlos Mora, Florencio Crusaley, José Estrada y Marcos Ávalos por facilitar sus huertos.

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