El riego en nopal influye en el almacenamiento y acondicionamiento de la tuna*

Irrigation in nopal influences the storage and packaging of tuna

Yamileth Varela-Gámez¹, Ana Karen Caldera-Arellano¹, Jorge A. Zegbe^2§, Alfonso Serna-Pérez² y Jaime Mena-Covarrubias²

¹ Universidad Autónoma de Zacatecas, Ciudad Universitaria Siglo XXI. Carretera Zacatecas-Guadalajara km 6, Ejido 'La Escondida', Zacatecas, Zacatecas, México, C. P. 98160. (telimayco@hotmail.com; kardia_punks@hotmail.com).

* Recibido: abril de 2014
Aceptado: septiembre de 2014

Resumen

El riego en la calidad y vida de anaquel de la tuna no ha sido documentado. El objetivo de esta investigación fue estudiar la influencia del riego en la calidad, vida de anaquel y acondicionamiento de la tuna 'Cristalina' y 'Amarilla Olorosa' después de un periodo en refrigeración. Los frutos se cosecharon de los siguientes tratamientos de riego: sin riego (SR) como testigo, riego suplementario (RS) y riego completo (RC). Se hicieron tres lotes con 72 frutos (24 frutos por tratamiento), cada uno para evaluar la calidad de éste en la cosecha y después del almacenamiento a temperatura ambiente (ATA) y refrigeración más siete días en acondicionamiento a temperatura ambiente (R + TA). En la cosecha, el peso del fruto (PF) de 'Cristalina' fue menor en las plantas SR que con RS o RC. La firmeza (F), la concentración de sólidos solubles totales (SST) y la materia seca del fruto (MS) fueron similares entre tratamientos. Después del ATA o R + TA, el RC mantuvo alto el PF y la F, pero redujo la MS. En ambos sistemas de almacenamiento, la pérdida de peso del fruto fue menor en el RC o RS. La tuna 'Amarilla Olorosa' experimentó resultados similares a 'Cristalina' y no presentó daños por hongos o frío. Comparado con el RC, el RS indujo respuestas similares en ambos tipos de tuna y ahorró ≈56% de agua de riego; por lo tanto, esta estrategia de riego podría sugerirse para ésta y áreas agro-ecológicas similares.

Palabras clave: Opuntia spp., calidad del fruto, poscosecha de la tuna.

Abstract

Keywords: Opuntia spp., fruit quality, post-harvest of tuna.

Introducción

El nopal tunero (Opuntia spp.) es una planta xerófita cultivada en regiones áridas y semi-áridas marginales de México y en agro-ecosistemas similares del mundo. Esta planta ha sido usada para solucionar problemas de erosión del suelo, como alimento para ganado en épocas de sequía hídrica, usos industriales y para consumo humano como hortaliza y fruta (Barros y Buenrostro, 1998; Nobel, 1998; Nefzaoui y Ben Salem, 2002; Pichler et al., 2012). Como fruto, al igual que en otros cultivos frutales, el nopal tunero requiere de prácticas agrícolas para optimizar tanto la producción como mejorar la calidad del fruto. El manejo agronómico de este cultivo incluye prácticas de control de organismos no deseables, poda de fructificación, raleo de fruta, fertilización mineral-orgánica y riego (Pimienta-Barrios, 1990; Inglese, 1995; Potgieter, 2001; Mena-Covarrubias, 2013; Méndez-Gallegos et al., 2013).

A diferencia de nopal tunero bajo condiciones de secano, la aplicación del riego ha incrementado el rendimiento y la calidad de la tuna, en particular, el tamaño de fruto (Inglese, 1995; Gugliuzza et al., 2002). Sin embargo, excepto por otras prácticas agrícolas aplicadas durante la estación de crecimiento (Ochoa et al., 2002; Schirra et al., 1999a; 1999b), el efecto del riego en la vida de anaquel y mantenimiento de la calidad de la tuna ha recibido poca atención (Zegbe et al., 2006). Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue estudiar la influencia del riego en la calidad, vida de anaquel y acondicionamiento de la tuna 'Cristalina' y 'Amarilla Olorosa' después de un periodo en refrigeración. Para este estudio se eligió el cultivar 'Cristalina' porque es el más ampliamente cultivado en la región; mientras que 'Amarilla Olorosa' es un cultivar emergente, cuyos atributos de calidad son menos conocidos en relación con otros genotipos (Gallegos-Vázquez y Mondragón-Jacobo, 2013).

Materiales y métodos

Sito experimental

El experimento se condujo de febrero a octubre de 2012 en el Campo Experimental Zacatecas (22º 54' latitud norte, 102° 39' longitud oeste). Está ubicado a una altitud de 2 197 m, temperatura media anual de 14.6 °C y precipitación media anual de 416 mm, de la cual, 75% ocurre durante el verano, particularmente de junio a septiembre. La evaporación promedio anual es de 1 609 mm, las mayores diferencias entre la lluvia y la evaporación se registran de diciembre a mayo. El suelo es franco, con pH de 7.75 y un contenido de materia orgánica de 1.73%.

Material genético y tratamientos de riego

Se evaluaron los cultivares de nopal tunero 'Cristalina' (Opuntia albicarpa Scheinvar) y 'Amarilla Olorosa' (Opuntia spp.), ambas de siete años de edad, espaciadas a 4 y 3 metros entre hileras y plantas, respectivamente, y conducidas a centro abierto. Excepto por el riego, las plantas fueron manejadas con prácticas locales de producción que incluyeron: poda de fructificación, raleo del fruto y fertirrigación. El control de plagas, enfermedades y maleza fueron realizados como fue requerido. El control de grana cochinilla (Dactylopius opuntiae) se hizo con la aplicación de 1.5 kg de jabón biodegradable y 1.5 kg de silicio orgánico en 400 L de agua. Con el propósito de reducir la erosión hídrica y eólica entre hileras de árboles el suelo se mantuvo cubierto con pasto nativo, el cual fue segado periódicamente.

Los tratamientos fueron: sin riego (SR) como testigo, riego suplementario (RS) y riego completo (RC). Las plantas en el tratamiento SR recibieron únicamente agua de lluvia, aquellas bajo el RS recibieron riego cuando el contenido del agua en suelo (θ) se redujo a 50%; mientras que las plantas bajo RC recibieron semanalmente 100% de la evapotranspiración del cultivo, el cual se estimó a través de un balance hídrico (Zegbe y Serna-Pérez, 2012). El experimento fue conducido en bloques incompletos al azar. Cada tratamiento se repitió tres veces. La unidad experimental la constituyeron nueve plantas, pero únicamente tres de ellas en plena competencia fueron usados para recabar la información experimental. El sistema de riego fue por goteo controlado con válvulas de paso para aplicar los tratamientos. Dos emisores, que descargaron cuatro l h^-1 cada uno, se colocaron a 50 cm en ambos lados de la planta. El θ se registró semanalmente por reflectometría (TDR, Trase System-Soil Moisture Equipment Corp., Santa Barbara, CA, USA). Se colocaron cuatro pares de sondas por bloque a una distancia de 10 cm y 70 cm de los emisores y de las plantas, respectivamente, y a una profundidad del suelo de 30 cm. La lámina de riego (LR) se estimó semanalmente usando el contenido del agua en suelo a capacidad de campo (θ_CC= 26 cm³ cm^-3) y el contenido del agua en suelo antes de cada riego (θ_AR) a una profundidad de suelo de 30 cm (Zegbe y Serna-Pérez, 2012). Las láminas de riego aplicadas durante la estación de crecimiento para ambas cultivares fueron: 0 mm, 146 mm y 331 mm para el tratamiento SR, RS y RC, respectivamente.

Tratamientos poscosecha

De cada tratamiento (SR, RS o RC) se cosecharon 72 frutos (8 frutos por repetición) uniformes en tamaño y sin lesiones físicas de la parte externa y alrededor de dos plantas. Se formaron tres lotes con 72 frutos cada uno. El primer lote se usó para evaluar la calidad del fruto en la cosecha, los dos lotes restantes se asignaron aleatoriamente a los siguientes tratamientos de almacenamiento: 1) temperatura ambiente de 23 ± 1 °C y 34 ± 3% de humead relativa (HR); y 2) en refrigeración a 10 °C y 85% de HR más 7 días en acondicionamiento a temperatura ambiente. El criterio para cambiar la fruta en refrigeración al periodo de acondicionamiento a temperatura ambiente fue cuando el fruto perdió 8% del peso inicial. Antes de someter la tuna a las dos condiciones de almacenamiento, éstas fueron desespinadas y desinfectadas manualmente con una solución de cloro y cobre (l% y 1.5 ml l^-1, respectivamente). Posteriormente se aplicó aire directo con un ventilador con el objetivo de eliminar el exceso de humedad. En seguida, cada tuna fue enumerada progresivamente para diferenciar cada tratamiento.

Variables de respuesta

Peso, firmeza y color del fruto. El peso individual de cada fruto se registró en una balanza analítica (VE-303, Velab, USA). El color de la epidermis (ángulo hue) se determinó con un espectrómetro (SP60 X-Rite, Inc., Isenburg, Germany) en dos sitios opuestos de la parte media de cada fruto. Después, la firmeza se determinó con un penetrómetro equipado con un puntal de 11.1 mm de diámetro (modelo FT 327, Wagner Instruments, Greenwich, CT, USA). Esto se hizo en dos sitios opuestos en la parte media de cada fruto.

Contenido de materia seca del fruto. Esta variable se determinó basándose en el peso fresco del fruto (contenido de materia seca del fruto en miligramos de peso seco por gramo de peso fresco) tomando una muestra de 25 g de la pulpa fresca (excluyendo la epidermis) de cuatro frutos por repetición por tratamiento. La muestra compuesta se llevó a peso seco constante en estufa por una semana a 65 °C.

Pérdida de peso del fruto y calidad del fruto en poscosecha. La pérdida de peso de la tuna durante el almacenamiento se determinó con el peso individual de cada fruto. Esta variable se registró semanalmente hasta que la pérdida de peso alcanzó 8%. La calidad del fruto se analizó al final de cada condición de almacenamiento. La temperatura y humedad relativa ambiental fueron monitoreadas cada dos horas con un registrador programable (Data Logger Modelo 42276, ExTech, Instruments, MA, USA).

Daño por hongos y frío en los frutos. Antes de determinar los atributos físico-químicos de los frutos, cada uno de ellos fue divido en cuadrantes para estimar el porcentaje de daño por hongos (no identificados). De igual forma, se evaluó el daño por frío.

Análisis de la información

La información se analizó en un modelo en bloques incompletos aleatorizados con el procedimiento GLM del sistema de análisis estadístico SAS (SAS Institute, Cary, NC, USA). Antes del análisis, las variables expresadas en porcentaje fueron trasformadas a arco-seno. Los valores medios por tratamiento, de las variables transformadas, se indican después de su re-transformación. La separación de medias de tratamientos se hizo con la prueba de Tukey con p≤ 0.05.

Resultados

Cultivar 'Cristalina'

Pérdida de peso y color de la epidermis. Cuando el fruto se almacenó a temperatura ambiente, la pérdida de peso (PP) fue consistentemente mayor a partir de los 21 días en almacenamiento en el fruto producido SR que en el fruto con RS o RC. De hecho, el fruto de estos dos últimos tratamientos no alcanzó el umbral de PP (8%) en ambos sistemas de almacenamiento (Figura 2). Esto sugiere que la tuna bajo RC o RS presenta mayor potencial de almacenamiento que aquella producida SR. Además, cuando el fruto se expuso en acondicionamiento a temperatura ambiente, la PP tendió a incrementarse más rápidamente en el fruto SR; mientras que el fruto de RC o RS no alcanzó el umbral de PP de 8% durante el acondicionamiento (Figura 2).

Los tratamientos de riego no indujeron cambios significativos en el color de la epidermis del fruto cuando la tuna se mantuvo a temperatura ambiente (Figura 3A) o en cuarto frío más siete días en acondicionamiento a temperatura ambiente (Figura 3B). Sin embargo, la epidermis de la tuna tendió a virar del color verde hacia el amarillo; esto fue más evidente en el tratamiento de refrigeración (Figura 3B).

Atributos de calidad de la fruta en la cosecha y después de almacenamiento. La evaluación de la calidad del fruto en la cosecha reveló que el PF fue mayor en los tratamientos con RS y RC que en la fruta SR. La F fue mayor en el fruto con RC que en la fruta producida SR y con RS. La concentración de SST y el contenido de MS fue menor en la tuna con RS en comparación con el fruto SR o RC (Cuadro 2). El comportamiento de los atributos de calidad medidos en la cosecha fue consistente después de 21 días en almacenamiento a temperatura ambiente (Cuadro 2). Pero cuando el fruto se mantuvo en refrigeración por 42 días más 7 días en acondicionamiento a temperatura ambiente el PF y la F (numéricamente) se mantuvieron altas en la fruta con RS y RC en comparación la fruta SR, la concentración de SST tendió a ser mayor en el fruto SR, mientras que el contenido de MS se mantuvo alta en la fruta SR (Cuadro 2). A diferencia de la tuna 'Cristalina', el fruto de este cultivar no observó daños externos en la epidermis por hongos o por frío.

Pérdida de peso y color de la epidermis. La PP fue significativa y consistentemente mayor en la fruta SR que en la fruta bajo los tratamientos de riego a parir de los siete días y hasta los 21 en almacenamiento a temperatura ambiente (Figura 4A). Aun cuando no se detectaron diferencias entre tratamientos cuando el fruto se mantuvo en refrigeración por 42 días más siete días, el patrón de PP en refrigeración fue similar al observado a temperatura ambiente; pero además el fruto producido con RS o RC retrasaron 5 días el umbral de PP de 8%, durante el acondicionamiento a temperatura ambiente (Figura 4B). El color de la epidermis del fruto inducido por los tratamientos de riego en este cultivar fue consistente con el observado en la tuna 'Cristalina' (Figura 5).

Discusión

El cultivo del nopal tunero se ha desarrollado en zonas áridas y semi-áridas donde la escasez del agua es una limitante no sólo para este cultivo sino para otros tales como frijol y maíz (Pimienta-Barrios, 1990). Sin embargo, en países como Italia (Inglese, 1995; Gugliuzza et al., 2002), Israel (Nerd et al., 1989) y chile (García de Cortázar y Nobel, 1992), entre otros, la productividad y la calidad de la fruta, en términos del peso, han mejorado significativamente a través del riego. En relación al tamaño del fruto, esta investigación estableció que el riego completo y el riego suplementario incrementaron el tamaño del fruto, en términos de peso, en ambos cultivares (Cuadro 1 y 2). En el área de estudio, el recurso hídrico es escaso para cubrir la demanda hídrica total del cultivo, por lo que mediante el riego suplementario se puede ahorrar 56% del agua aplicada, pero con una reducción aproximada de 8% y 13% del peso de la tuna 'Amarilla Olorosa' y 'Cristalina', respectivamente, en relación al riego completo.

Una posible explicación podría estar relacionada con la concentración de calcio (Ca) en la cáscara (El Kossori et al, 1998), porque este elemento mantiene la pared celular y conserva la firmeza, entre otros atributos de calidad de frutos templados (Crisosto et al., 2000). La concentración de Ca en el cáscara no se midió, sin embargo, el suelo donde se desarrolló el experimento tiene un contenido moderadamente alto de este elemento (de 2 900 a 3 522 mg kg^-1), por lo tanto, con la disponibilidad de agua en el suelo debido al riego, pudo haberle facilitado a la planta la extracción de grandes cantidades de Ca y depositarlas, principalmente, en la cáscara del fruto. No obstante esto debe ser corroborado.

El estado nutrimental de las plantas, está directamente relacionado con la sanidad de éstas y sus productos. Es decir, deficiencias, excesos o desbalances de varios nutrientes pueden hacer que los frutos sean más o menos susceptibles a desordenes fisiológicos, mismos que pueden limitar la vida de anaquel durante el almacenamiento (Crisosto y Mitchell, 2007). Lo anterior pudo ocurrir con la tuna 'Cristalina' producida sin riego, la cual fue más proclive al ataque por hongos (no especificados), y por ende, redujo el tiempo de almacenamiento en comparación con el fruto producido con riego completo y suplementario (Figura 1).

Esto último no sucedió con la tuna 'Amarilla Olorosa', lo cual es indicativo de que este cultivar es más tolerante al ataque de estos patógenos. También, el daño por frío observado en la tuna 'Cristalina' indica que este cultivar es susceptible a bajas temperaturas en comparación con la 'Amarilla Olorosa', lo cual está relacionado con la carga genética de cada cultivar (Cantwell, 1995). No obstante, la tuna 'Amarilla Olorosa' observó menor vida poscosecha (siete días) que la tuna 'Cristalina', lo cual también puede estar relacionado con la carga genética.

No obstante que el tamaño del fruto, en términos de peso, fue mayor en riego completo que en el riego suplementario, la concentración de sólidos solubles totales en ambos cultivares fue similar entre tratamientos. La concentración de materia seca de la tuna de ambos cultivares tendió a disminuir en la fruta con riego completo o suplementario en la evaluación a la cosecha y fue consistente en ambos sistemas de almacenamiento (Cuadro 1 y 2). Esto pudo deberse a una competencia por foto-asimilados, la cual se intensifica cuando los puntos de demanda (frutos) se encuentran en mayor número, como fue el caso de los frutos producidos en los tratamientos de riego. El número promedio de frutos (± error estándar) por planta en el cultivar 'Cristalina' en el tratamiento sin riego, riego suplementario y riego completo fueron: 156 ± 20, 180 ± 23 y 215 ± 18, respectivamente. Mientras que los valores para 'Amarilla Olorosa', en ese mismo orden de tratamientos, fueron: 115 ± 18, 143 ± 13 y 157 ± 22, respectivamente.

En ambos cultivares, la pérdida de peso de la tuna durante el almacenamiento a temperatura ambiente o en refrigeración fue menor en los tratamientos de riego. Esto sugiere cambios favorables a nivel de la cutícula, en particular, en las células epidermales las cuales sintetizan y secretan lípidos protectores contra la pérdida de agua y entrada de patógenos (Taiz y Zeiger, 2006). Esto, en teoría, haría una cobertura más uniforme de las grietas cuticulares que minimizarían la pérdida de peso. Aun cuando esto último tiene que ser confirmado, investigaciones poscosecha con tuna tratada con aire caliente saturado, han revelado un re-arreglo de los lípidos epicuticulares, que en parte, han explicado la reducción de la pérdida de peso durante el almacenamiento (Schirra et al., 1999b; López-Castañeda et al., 2010).

Cuando el fruto se mantuvo almacenado a temperatura ambiente o en refrigeración, el color de la epidermis del fruto, en promedio, fue similar entre tratamientos en ambos cultivares. No obstante, se observó una tendencia a desarrollar el color amarillo sobre el verde en la tuna 'Cristalina' y del color anaranjado sobre el color verde en la tuna 'Amarilla Olorosa' (Figura 3 y 5). Esto es indicativo de que la pigmentación de la fruta hacia la tonalidad típica de cada tuna continúa durante el almacenamiento. Esto último tiene implicaciones en relación a la comercialización de esta fruta hacia mercados distantes, y por ende al consumidor. Entonces, retrasar el desarrollo de betalaínas en la piel (Fondom et al., 2009) sería un reto para que la fruta llegue con la apariencia deseada por el consumidor final; no obstante esto último habrá de explorase con una prueba sensorial.

Conclusiones

El riego suplementario es una alternativa factible de implementarse para el ahorro de agua (≈ 56%) para ésta y otras áreas agro-ecológicas similares con impacto mínimo en la pérdida de peso del fruto y la firmeza de la tuna de ambos cultivares en comparación con el riego completo.

La refrigeración de la tuna incrementó 75% y 100% la vida poscosecha de la tuna 'Cristalina' y 'Amarilla Olorosa', respectivamente, lo cual es importante para la comercialización del fruto fuera de temporada en mercados domésticos e internacionales.

Agradecimientos

Esta investigación fue parte, financiada por la Fundación Produce Zacatecas, A. C., a través del proyecto ahorro de agua para riego en frutales templados (Núm. Ref. FPZ/75/2004). Se agradece el apoyo técnico del Sr. Pedro Castañón Hernández, también las valiosas sugerencias de los tres revisores anónimos.

Literatura citada

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