Introducción

Con la evolución de la agricultura se han creado tecnologías como los invernaderos y los sistemas hidropónicos, que bien manejados permiten aumentar la productividad de casi cualquier cultivo, y existen casos en los que se supera más de diez veces la producción respecto al mismo cultivo en campo abierto (^{Resh, 2013}). Sin embargo, debido a los altos costos de instalación y operación, la rentabilidad económica de estos sistemas debe considerar un manejo eficiente del espacio y tiempo para maximizar el rendimiento y la calidad de los productos obtenidos (^{Sánchez-del Castillo & Moreno-Pérez, 2017}).

En México, la producción de jitomate (Solanum lycopersicum L.) creció a una tasa promedio anual de 3.6 % entre 2007 y 2017. En ese mismo periodo, la superficie cultivada en campo abierto se redujo a una tasa promedio anual de 5.9 %, al pasar de 64,663 a 35,175 ha, mientras que con agricultura protegida (malla sombra e invernadero) pasó de 1,973 a 15,198 ha, que corresponde a una tasa de crecimiento promedio anual de 22.7 %. Así, la producción obtenida con el uso de estas tecnologías pasó de 0.9 % en 2003, 32.2 % en 2010, hasta 63.3 % del volumen total en 2017 (^{Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), 2018}).

El manejo convencional de jitomate bajo invernadero consiste en establecer solamente 3 plantas·m^-2 de variedades indeterminadas que se dejan crecer más de 7 m de longitud para cosechar de 20 a 25 racimos por planta en un solo ciclo de cultivo por año (^{Castellanos & Borbón, 2009}). En general, el sistema ocupa invernaderos de mediana a alta tecnología de costo elevado, y exige un estricto manejo técnico debido a las prácticas culturales como el bajado de plantas, el mantenimiento de índice de área foliar constante y el control fitosanitario que se requiere; todo ello derivado del ciclo largo que se maneja (^{Sánchez-del Castillo, Moreno-Pérez, & Contreras-Magaña, 2012}; ^{Sánchez-del Castillo & Moreno-Pérez, 2017}).

Un sistema de manejo alternativo al mencionado anteriormente fue desarrollado en la Universidad Autónoma Chapingo. Dicho sistema consiste en el despunte temprano del ápice de las plantas, para dejar sólo tres racimos en cada planta, y el trasplante de plántulas a los 40 días después de la siembra (dds), lo cual acorta el ciclo de trasplante a fin de cosecha a aproximadamente cuatro meses, esto posibilita obtener tres ciclos de cultivo al año. El menor rendimiento por planta se compensa, parcialmente, al aumentar la densidad de población hasta 8 o 9 plantas·m^-2. Con esta tecnología relativamente sencilla, se pueden obtener rendimientos anuales mayores que con el sistema convencional (^{Sánchez-del Castillo et al., 2014}), al obtener alrededor de 16 kg·m^-2 por ciclo de cultivo, con potencial de casi 500 t·ha^-1·año^-1 al establecerse tres ciclos (^{Sánchez-del Castillo et al., 2012}). Aunque este rendimiento es alto, es posible incrementarlo significativamente mediante dos estrategias: 1) hacer el trasplante con plántulas de mayor edad (50 a 60 días) y con ello acortar el tiempo de trasplante a fin de cosecha a menos de 90 días, lo que haría posible cuatro ciclos por año y un rendimiento anual 25 % mayor, y 2) promover un mayor número de flores y frutos en cada inflorescencia sin que disminuya el peso medio por fruto. Por la alta densidad de población que se maneja (8 plantas·m^-2 en invernadero), con un fruto más por racimo y cuatro ciclos de cultivo al año se podría obtener un incremento potencial en el rendimiento anual de 10 kg·m^-2 (100 t·ha^-1).

La factibilidad técnica de hacer el trasplante a los 60 dds ya ha sido comprobada experimentalmente con contenedores (macetas) de 500 a 750 mL (^{López-Valencia, Sánchez-del Castillo, & Contreras-Magaña, 2002}; ^{Sánchez-del Castillo et al., 2012}). No obstante, a nivel comercial, este tamaño de contenedor ocupa mucho espacio en el semillero y el costo de mano de obra para el trasplante resulta elevado, esto debido a que se manejan altas densidades de población y plántulas con cepellones muy grandes que hacen difícil y costosa esta labor.

En cuanto a la formación de más flores y frutos por inflorescencia, ^{Heuvelink, Li, y Dorais (2018}) mencionan que, aunque este carácter tiene un componente genético, dicho incremento se puede promover mediante modificaciones temporales del ambiente o con el manejo de las relaciones fuente-demanda, esto al lograrse una mayor distribución de azúcares hacia el meristemo en el momento en que se está llevando a cabo la diferenciación floral. Con un mayor espaciamiento entre plántulas (por una menor densidad de población) se espera que cada plántula reciba más radiación fotosintéticamente activa e incremente su tasa de fotosíntesis, lo cual dejaría más azúcar disponible para los primordios de flor en desarrollo y daría lugar a más flores por inflorescencia (^{Heuvelink & Okello, 2018}).

Cabe señalar que el espacio disponible y el tiempo de uso del semillero son factores importantes en la eficiencia de producción, por lo que normalmente se aumenta la cantidad de plántulas por unidad de superficie mediante el uso de bandejas (charolas) con mayor número de cavidades y, por lo tanto, de menor volumen individual. Sin embargo, la consecuencia es que las plántulas establecidas a mayor densidad, a medida que permanecen más tiempo en el semillero, compiten más por la radiación solar incidente y pierden calidad, ya que se forman plántulas etioladas (^{Wien, 1999}) que resultan débiles y susceptibles a enfermarse durante o después del trasplante (^{Kozai, 2016}). Por el contrario, con el uso de charolas con mayor volumen se incrementa la cantidad de raíces formadas, lo cual favorece una mayor absorción de agua y nutrimentos (^{Urrestarazu, 2015}; ^{Wien, 1999}). Un mayor volumen de contenedor, combinado con un mayor espacio entre plántulas, favorece tanto el ambiente de la raíz como de la parte aérea, factores que pueden incrementar el rendimiento final (^{Heuvelink & Okello, 2018}; ^{Sánchez-del Castillo et al., 2012}).

Por lo anterior, la presente investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto del volumen de contenedor y la densidad de población sobre la calidad de plántulas de jitomate para trasplante a los 60 dds, así como el número flores, número de frutos y rendimiento por planta. La finalidad es contribuir en el desarrollo de un método práctico y de bajo costo para acortar el ciclo de trasplante a fin de cosecha a menos de 90 días, dejando tres racimos en cada planta.

Materiales y métodos

El estudio se llevó a cabo bajo condiciones de invernadero e hidroponía en el campo experimental de la Universidad Autónoma Chapingo (19° 29’ 35” latitud norte y 98° 52’ 21” longitud oeste, a 2,250 m s. n. m.).

Los invernaderos utilizados, tanto en la fase de semillero como la de producción, estaban cubierto con polietileno térmico de alta dispersión de luz. La temperatura en el día se mantuvo entre 15 y 25 °C, y en la noche entre 10 y 16 °C, con humedad relativa de 60 y 80 % durante el día y la noche, respectivamente; esto mediante la apertura y cierre de ventanas con cortinas de polietileno y mallas antiáfido, así como con un sistema de calefacción. Además, el semillero contó con enfriamiento evaporativo a través de un muro húmedo con extractores.

Se usó el híbrido de tomate ‘Bullseye’ (de la empresa Seminis) tipo saladette y con hábito de crecimiento semideterminado. La siembra de la semilla se hizo en julio de 2018 en charolas de poliestireno rellenas con una mezcla de peat-moss, perlita y arena fina de tezontle como sustrato en proporción 1:1:1. Desde la siembra hasta los primeros 10 días, las plántulas se irrigaron sólo con agua. Los siguientes 15 días, el riego se hizo con una solución nutritiva que contenía los siguientes nutrimentos (mg·L^-1): nitrógeno (100), fósforo (25), potasio (100), calcio (125), magnesio (25), azufre (75), hierro (2), manganeso (1), boro (0.5), cobre (0.1) y zinc (0.1). Posteriormente, y hasta fin de cosecha, se aplicó el doble de concentración de cada macronutrimento y la misma concentración de micronutrimentos (solución nutritiva completa).

Las plántulas se trasplantaron a camas de cultivo rellenas con una capa de 25 cm de arena de tezontle rojo, con granulometría de 1 a 3 mm de diámetro. El ancho de las camas fue de 1 m, y las distancias establecidas fueron de 33 cm entre hileras y 25 cm entre plantas, lo cual resultó en una densidad de población de 12 plantas·m^-2 útil (8 plantas·m^-2 de invernadero si se consideran pasillos de 0.5 m de ancho). Previo al trasplante, en cada cama se instaló un sistema de riego por goteo, el cual consistía de cintillas con goteros integrados a cada 20 cm para aportar el riego con solución nutritiva completa. Según las condiciones ambientales, se daban de cinco a siete riegos diarios a dosis de 1 L·m^-2 por riego.

A partir del trasplante, se tutoraron las plantas sujetándolas del tallo con un anillo de plástico que soportaba un cordón de rafia amarrado a alambres colocados a lo largo de las camas a 1.5 m de altura. De los 60 dds en adelante, se podaron los brotes laterales de las plantas para dejarlas a un solo tallo. Entre los 70 y 80 dds se eliminaron las tres hojas inferiores de cada planta, y a los 80 dds, ya formada la tercera inflorescencia, se despuntaron las plantas (eliminación de la yema apical) para dejar únicamente dos hojas por encima del tercer racimo. La polinización se hizo en forma manual; para ello, todos los días durante la antesis se sacudieron las plantas para liberar el grano de polen y ocasionar su depósito en el estigma.

Se evaluaron ocho tratamientos, los primeros cuatro correspondieron a plántulas manejadas en charolas de poliestireno de 200 cavidades con 25 mL de capacidad por cavidad y trasplantadas a los 35 dds; los otros cuatro fueron en charolas de poliestireno de 60 cavidades con 250 mL de capacidad por cavidad y trasplante a los 60 dds. Dentro de cada volumen de contenedor se manejaron cuatro densidades de población, de manera que los tratamientos quedaron de la siguiente forma: 1) 1,000 plántulas·m^-2 en charolas de 200 cavidades, 2) 750 plántulas·m^-2 en charolas de 200 cavidades, 3) 500 plántulas·m^-2 en charolas de 200 cavidades, 4) 250 plántulas·m^-2 en charolas de 200 cavidades, 5) 300 plántulas·m^-2 en charolas de 60 cavidades, 6) 200 plántulas·m^-2 en charolas de 60 cavidades, 7) 150 plántulas·m^-2 en charolas de 60 cavidades y 8) 75 plántulas·m^-2 en charolas de 60 cavidades.

Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con arreglo en parcelas divididas y cuatro repeticiones. En la parcela grande los tratamientos fueron el número de cavidades por charola (200 o 60, correspondientes a 25 o 250 mL por cavidad, respectivamente), y en las parcelas chicas los tratamientos de densidad de población (250, 500, 750 y 1,000 plántulas·m^-2 para charolas de 200 cavidades, y 75, 150, 200 y 300 plántulas·m^-2 para charolas de 60 cavidades). El tamaño de la unidad experimental en parcela chica fue 15 plántulas.

Las siguientes variables fueron evaluadas a los 30, 45 y 60 dds:

Altura de plántula (cm): se midió desde la base de la planta hasta el meristemo apical con una cinta métrica.

Diámetro de tallo (mm): se midió a la altura del entrenudo de la tercera y cuarta hoja con un vernier electrónico.

Área foliar por plántula (cm²): se determinó con un integrador de área foliar (LI-3100, LI-COR®, EUA).

Peso seco total por plántula (g): se obtuvo de las mismas plántulas utilizadas para obtener el área foliar; para ello, las plántulas se colocaron dentro de bolsas de papel y se secaron en una estufa a 70 °C hasta peso constante.

Razón de área foliar (cm² área foliar·g^-1 de peso seco): se estimó como el área foliar formada por gramo de peso seco total de la plántula.

También se determinaron variables de rendimiento y sus componentes: número de flores por planta, número de frutos cosechados por planta, peso de fruto (g) y rendimiento por planta (g·planta^-1).

Los datos obtenidos se sometieron a análisis de varianza y comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05), para lo cual se utilizó el programa estadístico SAS versión 9.1 (^{SAS Institute, 2002}).

Resultados y discusión

Conclusiones

Bajo las condiciones en que se realizó el experimento, el volumen de cavidad de las charolas y las densidades de población no influyeron en el número de flores o frutos por planta, ni en el peso de fruto o el rendimiento final por planta.

En las densidades de población evaluadas en charolas de 60 cavidades con 250 mL de capacidad, las plántulas de 60 dds se trasplantaron con éxito, y sin efectos adversos en el crecimiento y el rendimiento por planta.

Por facilidad de manejo, las charolas de 60 cavidades con 250 mL de capacidad y la densidad de 75 plántulas·m^-2 fueron las más adecuadas debido a que se desarrollaron plantas de menor altura.