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Calidad del Fruto del Tomate con distintas mallas

Calidad del Fruto del Tomate con distintas mallas

Estudio de Mallas de sombreo de colores sobre el fruto del tomate.

El concepto de mallas fotoselectivas usando prácticas de cultivo comercial se estudió en un cultivo de verano de tomate (Solanum lycopersicum ‘Vedetta’) en el sur de Serbia (bajo alta radiación solar 910 W m−² , con una densidad de flujo de fotones fotosintéticos de 1661 ?mol m−² s -¹ ), bajo cuatro mallas de sombreo de diferentes colores (perla, rojo, azul y negro) con un 40% de sombra relativa. El objetivo del estudio fue determinar cómo las diferentes tecnologías de control ambiental (mallas de sombreo de colores como invernadero de malla o invernadero de plástico integrado con mallas de sombreo de colores) para la calidad del fruto del tomate podrían influir en los parámetros de la planta, la producción y los rasgos de calidad de los frutos de tomate cultivados en el sur de Serbia (región de los Balcanes).

resultados

El índice de área foliar (LAI) varió de 4.6 a 5.8 en plantas en de campo abierto y túneles de plástico (control) con valores de LAI máximos de 7.9–8.2 en invernaderos de malla con mallas de color rojo. Las hojas cultivadas bajo sombra generalmente tienen un mayor contenido total de clorofila y carotenoides que las hojas de control. El grosor del pericarpio fue significativamente mayor en los tomates cultivados bajo mallas perlas, rojas y azules en comparación con otros tratamientos y con el control.

CONCLUSIÓN: Estos resultados muestran que las mallas fotoselectivas de color rojo y perla crean condiciones de crecimiento óptimas para el desarrollo de la planta y producen frutos con pericarpio más grueso, el mayor contenido de licopeno, un nivel satisfactorio de índice de sabor y se pueden implementar aún más dentro de las prácticas de cultivo protegido.

Palabras clave: Solanum lycopersicum; LAI, clorofila carotenoides; grosor del pericarpio; licopeno; índice de sabor.

El sombreado indujo un aumento del LAI de alrededor del 40% en comparación con el campo abierto.

beneficios para calidad del fruto del tomate

En las regiones tradicionales productoras de vegetales, el cultivo de tomate en un ambiente protegido se ha expandido para evitar la estacionalidad en la disponibilidad de la fruta. El cultivo protegido de bajo costo, como los túneles de plástico y los invernaderos de malla, tiene el potencial de reducir el estrés biótico y abiótico. Además, las mallas de sombreo fotoselectivas aumentan la proporción relativa de luz dispersada, y también absorben varias bandas espectrales, modificando así el entorno de luz. Es aplicada sola sobre las construcciones de invernadero de malla, o se combina con tecnologías de invernadero. La sombra móvil, aplicada solo durante los períodos soleados, es menos perjudicial que la sombra constante.

el clima para calidad del fruto del tomate

El clima en las regiones balcánicas del sur se caracteriza por veranos calurosos, alta radiación solar, clima seco y recursos hídricos limitados. Estas condiciones estresantes requieren dispositivos de control ambiental para mejorar la producción y la calidad de los frutos de tomate. El uso de mallas de sombreo se ha vuelto muy popular en Serbia en los últimos 2 años debido a las altas temperaturas (35–40 ∘C) en la temporada de verano. Se ha informado que las altas temperaturas durante la temporada de crecimiento son perjudiciales para el crecimiento, el desarrollo reproductivo y la producción del tomate. La radiación es la más importante, ya que suministra la energía para la fotosíntesis, el proceso básico de producción en las plantas. Solo la radiación que es interceptada por el cultivo puede contribuir a la fotosíntesis

beneficios del sombreado para calidad del tomate

El sombreado indujo un aumento del LAI de alrededor del 40% en comparación con el campo abierto. La reducción del LAI de 5.2 a 2.6, al eliminar las hojas viejas, no afectó el rendimiento. Las diferencias en el LAI entre el control (3.9 m2 m−² ) y las plantas cultivadas en la sombra (4.7) aumentaron en las cosechas sucesivas. A medida que se incrementó el grado de sombreado, las hojas desarrollaron mayor área por hoja, pero menos peso seco por unidad de área y por hoja. El contenido de clorofila y la capacidad fotosintética aumentan a medida que aumenta el grado de sombreado. En la literatura disponible hay muchos estudios que ilustran los efectos beneficiosos del sombreado de plantas sobre la producción y la calidad del tomate. Por lo tanto, el sombreado redujo la apariencia de agrietamiento del tomate y eliminó las quemaduras solares en los frutos.

Calidad del Fruto del Tomate dependiendo de la manta elegida

El tomate producido bajo mallas perla retuvo una buena calidad de fruta y un sabor aceptable después del almacenamiento posterior a la cosecha. Los sistemas de producción de tomates en invernadero de mallas de colores deben ajustarse a las condiciones climáticas locales antes de que los agricultores puedan adoptar esta tecnología; Este estudio es el primer paso en esa dirección. El objetivo del estudio fue determinar cómo las diferentes tecnologías de control ambiental (mallas de sombreo de colores como invernadero de malla o invernadero de plástico integrado con mallas de sombreo de colores) podrían influir en los parámetros de crecimiento de la planta, la producción y los rasgos de calidad de los frutos de tomate cultivados en el sur de Serbia (región de los Balcanes).

EXPERIMENTAL

Material vegetal y cultivo.

Las mallas de sombreo se aplicaron al inicio del clima cálido a principios de junio. Las mallas de colores se montaron en una estructura de aproximadamente 2.2 m de altura sobre las plantas (invernadero de malla) o se integraron con tecnologías de invernadero de plástico (túneles de plástico cubiertos por mallas de colores). Los invernaderos fueron sombreados durante el resto del verano y los tomates fueron cosechados hasta fines de agosto. Se adoptó un diseño de bloques al azar con cuatro tratamientos (rojo, azul, blanco, negro y control). ANOVA de una vía se llevó a cabo utilizando el programa SAS y las medias se compararon utilizando la prueba de rangos múltiples de Tukey. Las plantas se cultivaron siguiendo la técnica que generalmente implementan los productores. El sustrato para la producción de plántulas consistió en 30% de suelo, 50% de estiércol y 20% de turba y una pequeña de mármol.

Características de las mallas.

Para probar el efecto de las mallas de sombreo (color e intensidad de sombreado), se usaron cuatro mallas de sombreo diferentes: las mallas fotoselectivas que incluyen ‘ColorNets de colores’ (rojo, azul y negro) así como ‘ColorNets neutrales’ (perla) con una intensidad de sombreado del 40% de sombra relativa, la radiación fotosintéticamente activa (PAR) se comparó con el microclima de campo abierto y la producción. Las mallas de sombreo de colores se obtuvieron de Polysack Plastic Industries (Nir-Yitzhak, Israel) bajo la marca registrada ChromatiNet. Estas mallas son únicas porque modifican espectralmente y dispersan la luz transmitida. Los productos de mallas fotoselectivas se basan en la incorporación de varios aditivos cromáticos, elementos dispersores y reflectantes de luz en los materiales de la malla durante la fabricación.

Intercepción de luz por las mallas

El efecto de las mallas en la intercepción de la luz se midió anualmente como un porcentaje de la PAR total por encima del dosel, utilizando un Ceptometro mod. SunScan (SS1-UM-1.05; Delta-T Devices Ltd, Cambridge, Reino Unido) con un sensor de 64 fotodiodos ordenado linealmente en una espada de 100 cm de longitud. Las lecturas están en unidades de flujo cuántico PAR (μmol m−² s −¹ ). Todas las mediciones se realizaron en días despejados al mediodía, cada dos días. El Solarimeter-SL 100 (KIMO Instruments, Edenbridge, Reino Unido) es un solarímetro autónomo portátil y fácil de usar que mide el rango de irradiación solar de 1 W m−² a 1300 W m−² . Todos los datos espectrales se expresaron como la distribución del flujo de intensidad de radiación en W m−² nm−¹ .

Medición del clima

Se utilizaron datos meteorológicos mensuales de Mayo a Septiembre de 2009, 2010 y 2011 de las estaciones meteorológicas en Aleksinac (Fig. 1).

Análisis de la clorofila y los carotenoides

La clorofila a, b y los carotenoides se estimaron en muestras de hojas frescas. Se molió medio gramo de hojas frescas en acetona (90% v/v), se filtró y se completó hasta un volumen final de 50 ml. Las concentraciones de pigmento [en mg g-¹ peso fresco (FW)] se calcularon [absorbancia (A) del extracto a 663, 648 y 470 nm] utilizando la fórmula de Lichtenthaler:

Clorofila a = [(11.75A663 − 2.35A645) × 50] ∕500

Clorofila b = [(18.61A645 − 3.96A663) × 50] ∕500

Carotenoides = [1000A470 − (2.27 × Chl a) − (8.14 × Chl b) ∕227 × 50] ∕500.

Métodos directos para la determinación del área foliar

Primero, mida la longitud y el ancho del papel y calcule el área de superficie (parea), y luego determine su masa (G) en la balanza analítica. Luego retire las hojas de la planta, colóquelas en un papel y dibuje con lápiz los bordes de sus contornos. El área marcada en el papel se corta con tijeras y se determina la masa (G1). Como los valores de parea, G y G1 son conocidos, entonces el área foliar desconocida (p1) se puede calcular usando la fórmula: p1/parea =G1/G, tal que p1 =G1 × parea/G

Medidas de calidad de la fruta

Las muestras de tomate (20 frutas) se recolectaron cada año desde Junio hasta Agosto y se tomaron de la tercera a la sexta ramas florales. Cada fruta se cortó en pedazos y se homogeneizó en una licuadora convencional para obtener el jugo de la fruta. Después de eso, el jugo de la fruta se filtró utilizando un papel de filtro Whatman No. 4 y el filtrado se usó para determinar los sólidos solubles totales (TSS) y la acidez titulable (TA). Los TSS se determinaron para cada muestra de fruta en dos replicas utilizando un refractómetro digital.

Extracción y análisis de pigmentos

La fruta molida de tomate (8 g) se mezcló completamente con 40 ml de etanol. La suspensión se agitó hasta que el material de pasta de tomate ya no estaba pegajoso (aproximadamente 3 min). El etanol se eliminó por filtración al vacío. El residuo de tomate retenido se mezcló con 60 ml de una mezcla de acetona y éter de petróleo (1:1). El extracto se recogió por filtración al vacío y el residuo del filtro fue lavado nuevamente con la mezcla de solventes (20 ml) para mejorar el rendimiento. El filtrado se transfirió a un pequeño embudo de separación y se mezcló con 50 ml de solución saturada de NaCl.

La capa orgánica se lavó posteriormente dos veces, repetidamente, primero con 50 ml de carbonato de potasio al 10% y luego con 50 ml de agua. Finalmente, se añadió aproximadamente 1 g de sulfato de magnesio anhidro para secar la capa orgánica. Después de 10-15 minutos, la solución se filtró al vacío para eliminar el agente de secado. Los extractos (1 ml) con diferentes concentraciones se evaporaron a sequedad con evaporadores rotativos de vacío a temperatura ambiente y los residuos se disolvieron en fase móvil (acetonitrilo:metanol:acetato de etilo, 6:2:2 v/v) a una concentración de 1 mg cm−³ . Los extractos se filtraron a través de un filtro Millipore de 0.45 µm antes del análisis por cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC).

El contenido de caroteno y licopeno de la fruta de tomate se midió por HPLC (sistema Agilent 1100 Series; Agilent, Nueva York, EE. UU.) Una columna de fase inversa C18 (4.6 x 250 mm, 5 μm, Zorbax; Agilent Co., Nueva York, EE. UU.) Se usó para el análisis y una fase móvil que consiste en una mezcla de acetonitrilo:metanol:acetato de etilo, a una velocidad de flujo de 1 ml min-¹ . El volumen de inyección fue de 20 ?L utilizando el detector de matriz de diodos (Serie Agilent 1200) a una longitud de onda de 470 nm.

Microscopía de luz

Los portaobjetos para microscopía de luz se realizaron de acuerdo con los procedimientos estándar. Las muestras se fijaron en formaldehído-ácido acético-alcohol (FAA) durante 24 h, se fijaron posteriormente en etanol al 70% y se deshidrataron en series graduadas de etanol. Después de la impregnación de tejido en Histowax (56–58 ∘C), las muestras se incluyeron. Después de enfriar los bloques en una placa fría y solidificar la parafina, se cortaron secciones histológicas de aproximadamente 5–7 µm usando un microtomo (SM 2000 R; Leica, Wetzlar, Alemania). Antes de la tinción, la parafina se retira de las secciones con xileno, seguido de la rehidratación en series graduadas de etanol, tras lo cual el tejido se tiñe con safranina y azul alcian.

Análisis estadístico

Todos los datos se sometieron a un análisis estadístico unidireccional en P = 0.05 utilizando el Programa de software de análisis estadístico JMP (SAS Institute Inc., Cary, NC, EE. UU.) Y se presentan los valores medios de todos los datos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Condiciones del microclima

Las mallas de sombreo a menudo se despliegan sobre los cultivos para reducir el estrés por calor. Nuestros estudios muestran que en Julio y Agosto, con una alta insolación y una circulación de aire reducida (13–15 h), la temperatura en las mallas de sombreo es 1∘C más baja (perla y roja) y hasta 3∘C más baja (negra), en comparación con el campo abierto (datos no mostrados). La tecnología de sombreado en varios lugares en Israel confirmó una disminución general de la temperatura máxima diaria (Tmax) en 1–5∘C, seguida de un aumento en la humedad relativa máxima diaria del aire en aproximadamente 3–10%. Shahak et al. Informó que la temperatura máxima diaria bajo las mallas de sombreo (30% PAR) fue hasta 3∘C más baja que el control, similar a lo que Iglesias y Alegre han declarado, y que se registran mayores diferencias durante los días brillantes y soleados.

Índice de área foliar

En este estudio, hemos encontrado que las mallas de sombreo roja y perla aumentan significativamente el área foliar total, en comparación con los valores de LAI obtenidos de las mallas de sombreo azul o negra. En general, los tomates bajo túneles de plástico integrados con mallas de sombreo de colores tienen un LAI más bajo en comparación con el LAI obtenido bajo invernadero de malla (solo mallas de colores). Entre las mallas de colores, las mallas de sombreo negras producen el cultivo con el valor de LAI más bajo (Tabla 2). Los índices de área foliar variaron desde 4.6 en el cultivo de campo abierto (control) hasta valores de LAI máximos de 8.2 en los invernaderos de malla con mallas de color rojo (40% de sombra). Las diferencias en LAI entre el cultivo de control y los sombreados aumentaron en cosechas sucesivas.

Los cultivos que crecieron bajo mallas de color negro tenían valores de LAI similares al cultivo de control (Tabla 2). Las intensidades de luz más bajas aumentaron el alargamiento del tallo, el área de la lámina de la hoja y el índice de área foliar. Las plantas que crecen en la sombra tienden a tener un área foliar más grande porque las células se expanden más bajo poca intensidad de luz para poder recibir luz para la fotosíntesis. Los valores más altos de LAI son generalmente indicativos de un crecimiento vegetativo excesivo que puede retrasar el inicio de la producción de fruta. Las plantas se aclimatan a la sombra, en parte, al aumentar el área foliar específica.

Contenido de clorofila

Las hojas sombreadas generalmente tienen mayor contenido de clorofila total (clorofila a y clorofila b) que las hojas de control (de invernadero de plástico o campo abierto). Las plantas de mallas de sombreo negras tienen el mayor contenido de clorofila en comparación con otras mallas de sombreo de colores (Tabla 3). Un aumento en la biomasa (vegetativa y reproductiva) coincide con aumentos en el área foliar y el contenido de clorofila. Las hojas cultivadas bajo sombra cosechan a niveles más bajos de luz y, por lo tanto, contienen más clorofila que las hojas expuestas al sol directo. Aunque las hojas cultivadas bajo sombra no están expuestas directamente a la luz solar, producen clorofila adicional para capturar la radiación difusa y producir los carbohidratos necesarios para que una planta crezca. Incluso si las hojas expuestas al sol contienen menos clorofila que las hojas cultivadas bajo sombra.

El contenido de carotenoides varió entre 0.416 mg g-¹ en plantas de campo abierto (control) y valores máximos de carotenoides en plantas cultivadas en invernaderos de malla con mallas negras (0.508 mg g-1 ) o en mallas azules (0.500 mg g-¹ ) (Tabla 3). Una tendencia similar se observó en túneles de plástico integrados con mallas de sombreo de colores donde se registró el menor contenido de carotenoides (0.380 mg g-¹ ). Las hojas de tomate cultivadas bajo mallas negras y azules tenían significativamente más contenido total de clorofila que las hojas de campo abierto (control) o las cultivadas bajo la malla de perla. De manera similar, las plantas de tomate cultivadas bajo mallas negras, perlas y azules tenían significativamente más clorofila que las hojas cultivadas en un túnel de plástico (control) o debajo de un invernadero de plástico integrado con malla roja

cultivo de tomate

Las plantas de tomate cultivadas en túneles de plástico (control) y debajo de túneles de plástico integrados con mallas rojas tuvieron un nivel de carotenoides significativamente más bajo que las hojas cultivadas bajo mallas negras, perlas y azules. La relación de clorofila a+b/carotenoides aumentó en las hojas cultivadas bajo sombra en comparación con las plantas de control (campo abierto o túnel de plástico). En términos de microclima, es probable que dependa de la temperatura del aire, la humedad y la duración del día, ya que todas estas influyen en aspectos de la fisiología vegetal relacionados con el desarrollo y la composición del fruto.

Características físicas de la fruta

El fruto del tomate se compone de pericarpio y semillas. La placenta central alargada, con semillas adheridas, está hecha de tejido de parénquima y representa tejido primario, que luego llena las cavidades loculares. Los tomates cultivados bajo mallas perlas tenían la mayor parte de la fruta como pericarpio, en relación con la masa total de la fruta. Los tomates de mallas perlas con 40% de sombra tuvieron la mayor parte de la fruta como pericarpio (80.9%), con tejidos de gel locular (16.5%) y semillas (2.6%) que contribuyeron al resto de la masa total de fruta. Se confirmó estadísticamente que existen diferencias en los porcentajes de mesocarpio y masa gelatinosa con el tratamiento. El número de semillas (n=208) y la masa (5.4 g) fue constantemente y significativamente mayor en las frutas cultivadas en un invernadero de malla roja en comparación con el control (Tabla 4 y Tabla 5).

calidad del fruto de tomate

El número de semillas por fruto en el cultivo de otoño se correlacionó con el peso y el volumen de fruta fresca. Sin embargo, otro estudio indicó que no se observó tal correlación en un cultivo de verano. En verano, las frutas tienen un número menor de semillas por fruta que en otoño, debido a que la polinización y la fertilización están restringidas por las altas temperaturas y la baja humedad relativa dentro del invernadero en ese momento, mientras que la mayor humedad del otoño favorece la fertilización. Rylski et al. Informaron que las condiciones de temperatura e irradiación en las primeras etapas del desarrollo de la flor son factores importantes que determinan la producción y la calidad del fruto del tomate. La baja temperatura impide la fertilización y, por lo tanto, disminuye la fructificación, pero la baja irradiación provoca la hinchazón y la maduración con manchas.

importancia del licopeno

La mayoría de los rasgos de calidad muestran una variación continua, fuertemente influenciada por las condiciones ambientales. El licopeno es el carotenoide más abundante en el tomate maduro, que representa aproximadamente el 80–90% de los pigmentos totales. Los tomates expuestos a la luz solar directa en el campo a menudo desarrollan un color pobre, principalmente porque las frutas expuestas a altas temperaturas tienen un bajo contenido de licopeno.

Sólidos solubles totales y acidez titulable

La intensidad de la luz y la temperatura tienen un gran impacto en la acumulación de azúcar en los tomates. Por lo tanto, la exposición de la fruta a temperaturas más altas, especialmente durante la división celular de la fruta y maduración, dio como resultado un aumento en los TSS. El contenido de TSS en los tomates se compone principalmente de azúcares reductores. El contenido de TSS observado en las frutas analizadas en este trabajo osciló entre 4.55 y 5.43∘Brix. Encontramos que un contenido de TSS de 5.43 y 5.10∘Brix para tomates cultivados en el campo y en un invernadero de plástico, respectivamente. No se observaron diferencias significativas en los valores de TSS de frutas cultivadas bajo condiciones de control (invernadero de plástico) y frutas cultivadas en invernaderos de plástico integrados con diferentes mallas de sombreo (Tabla 7).

CONCLUSIONES

Nuestros resultados muestran que la aplicación de la sombra de las mallas de colores a las plantas de tomate fue efectiva para mejorar sustancialmente los parámetros de crecimiento vegetativo (índice de área foliar y pigmentos de la hoja) y la calidad de la fruta (masa, grosor del pericarpio, contenido de licopeno, índice de sabor) bajo excesiva radiación solar durante el verano período. Las mallas de sombreo fotoselectivas y dispersoras de luz emergen como herramientas interesantes que pueden implementarse aún más dentro de las prácticas de cultivo protegido

tabla de la reduccion de la radiacion solar fotosintéticamente activa bajo mallas de diferentes colores
Tabla 1. Reducción de la radiación solar y de la radiación fotosintéticamente activa (PAR), sobre el dosel del tomate medido al mediodía en un día soleado (20 de Julio) bajo mallas de sombreo de diferentes colores

Los datos se reproducen a partir de Ili • y Milenkovi • PT, túnel de plástico. Controles: * túnel de plástico (radiación solar, 761 W m−² ); † campo abierto (exposición a plena luz solar, 910 W m−² ).

tabla indice foliar cultivo afectado por mallas de sombreo de colores
Tabla 2. Índice de área foliar en un cultivo afectado por la intensidad de la luz utilizando mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

tabla pigmientos fotosintéticos en tomate a la intensidad de luz de colores
Tabla 3. Pigmentos fotosintéticos (mg g−¹ ) en las hojas de las plantas de tomate en respuesta a la intensidad de la luz utilizando mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05). Car, carotenoides; Chl, clorofila.

caracteristicas estructurales del fruto del tomate
Tabla 4. Características estructurales del fruto del tomate afectado por la intensidad de la luz usando túneles de plástico y mallas de sombreo de colores.

*El túnel de plástico representa el control. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05)

caracteristicas estructurales del tomate utilizando solo mallas de colores
Tabla 5. Características estructurales del fruto del tomate afectado por la intensidad de la luz utilizando solo mallas de sombreo de colores

†El campo abierto representa el control. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05)

contenido de licopeno y caroteno en frutos de tomate
Tabla 6. Contenido de licopeno y ?-caroteno (μg g−1 de peso fresco) en frutos de tomate afectados por la intensidad de la luz cuando se usan mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

Tabla 7. Acidez total y contenido total de sólidos solubles (TSS) en frutos de tomate afectados por la intensidad de la luz cuando se usaron mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

Tabla 8. Índice de madurez e índice de sabor en frutos de tomate afectados por la intensidad de la luz utilizando mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

Figura 1. Las temperaturas máximas y mínimas diarias durante el período del 1 de Julio al 30 de Agosto para los años 2009, 2010 y 2011 (datos de la estación meteorológica en Aleksinac).

Estudio de Mallas de sombreo de colores sobre el fruto del tomate.

El concepto de mallas fotoselectivas usando prácticas de cultivo comercial se estudió en un cultivo de verano de tomate (Solanum lycopersicum ‘Vedetta’) en el sur de Serbia (bajo alta radiación solar 910 W m−² , con una densidad de flujo de fotones fotosintéticos de 1661 ?mol m−² s -¹ ), bajo cuatro mallas de sombreo de diferentes colores (perla, rojo, azul y negro) con un 40% de sombra relativa. El objetivo del estudio fue determinar cómo las diferentes tecnologías de control ambiental (mallas de sombreo de colores como invernadero de malla o invernadero de plástico integrado con mallas de sombreo de colores) para la calidad del fruto del tomate podrían influir en los parámetros de la planta, la producción y los rasgos de calidad de los frutos de tomate cultivados en el sur de Serbia (región de los Balcanes).

resultados

El índice de área foliar (LAI) varió de 4.6 a 5.8 en plantas en de campo abierto y túneles de plástico (control) con valores de LAI máximos de 7.9–8.2 en invernaderos de malla con mallas de color rojo. Las hojas cultivadas bajo sombra generalmente tienen un mayor contenido total de clorofila y carotenoides que las hojas de control. El grosor del pericarpio fue significativamente mayor en los tomates cultivados bajo mallas perlas, rojas y azules en comparación con otros tratamientos y con el control.

CONCLUSIÓN: Estos resultados muestran que las mallas fotoselectivas de color rojo y perla crean condiciones de crecimiento óptimas para el desarrollo de la planta y producen frutos con pericarpio más grueso, el mayor contenido de licopeno, un nivel satisfactorio de índice de sabor y se pueden implementar aún más dentro de las prácticas de cultivo protegido.

Palabras clave: Solanum lycopersicum; LAI, clorofila carotenoides; grosor del pericarpio; licopeno; índice de sabor.

El sombreado indujo un aumento del LAI de alrededor del 40% en comparación con el campo abierto.

beneficios para calidad del fruto del tomate

En las regiones tradicionales productoras de vegetales, el cultivo de tomate en un ambiente protegido se ha expandido para evitar la estacionalidad en la disponibilidad de la fruta. El cultivo protegido de bajo costo, como los túneles de plástico y los invernaderos de malla, tiene el potencial de reducir el estrés biótico y abiótico. Además, las mallas de sombreo fotoselectivas aumentan la proporción relativa de luz dispersada, y también absorben varias bandas espectrales, modificando así el entorno de luz. Es aplicada sola sobre las construcciones de invernadero de malla, o se combina con tecnologías de invernadero. La sombra móvil, aplicada solo durante los períodos soleados, es menos perjudicial que la sombra constante.

el clima para calidad del fruto del tomate

El clima en las regiones balcánicas del sur se caracteriza por veranos calurosos, alta radiación solar, clima seco y recursos hídricos limitados. Estas condiciones estresantes requieren dispositivos de control ambiental para mejorar la producción y la calidad de los frutos de tomate. El uso de mallas de sombreo se ha vuelto muy popular en Serbia en los últimos 2 años debido a las altas temperaturas (35–40 ∘C) en la temporada de verano. Se ha informado que las altas temperaturas durante la temporada de crecimiento son perjudiciales para el crecimiento, el desarrollo reproductivo y la producción del tomate. La radiación es la más importante, ya que suministra la energía para la fotosíntesis, el proceso básico de producción en las plantas. Solo la radiación que es interceptada por el cultivo puede contribuir a la fotosíntesis

beneficios del sombreado para calidad del tomate

El sombreado indujo un aumento del LAI de alrededor del 40% en comparación con el campo abierto. La reducción del LAI de 5.2 a 2.6, al eliminar las hojas viejas, no afectó el rendimiento. Las diferencias en el LAI entre el control (3.9 m2 m−² ) y las plantas cultivadas en la sombra (4.7) aumentaron en las cosechas sucesivas. A medida que se incrementó el grado de sombreado, las hojas desarrollaron mayor área por hoja, pero menos peso seco por unidad de área y por hoja. El contenido de clorofila y la capacidad fotosintética aumentan a medida que aumenta el grado de sombreado. En la literatura disponible hay muchos estudios que ilustran los efectos beneficiosos del sombreado de plantas sobre la producción y la calidad del tomate. Por lo tanto, el sombreado redujo la apariencia de agrietamiento del tomate y eliminó las quemaduras solares en los frutos.

Calidad del Fruto del Tomate dependiendo de la manta elegida

El tomate producido bajo mallas perla retuvo una buena calidad de fruta y un sabor aceptable después del almacenamiento posterior a la cosecha. Los sistemas de producción de tomates en invernadero de mallas de colores deben ajustarse a las condiciones climáticas locales antes de que los agricultores puedan adoptar esta tecnología; Este estudio es el primer paso en esa dirección. El objetivo del estudio fue determinar cómo las diferentes tecnologías de control ambiental (mallas de sombreo de colores como invernadero de malla o invernadero de plástico integrado con mallas de sombreo de colores) podrían influir en los parámetros de crecimiento de la planta, la producción y los rasgos de calidad de los frutos de tomate cultivados en el sur de Serbia (región de los Balcanes).

EXPERIMENTAL

Material vegetal y cultivo.

Las mallas de sombreo se aplicaron al inicio del clima cálido a principios de junio. Las mallas de colores se montaron en una estructura de aproximadamente 2.2 m de altura sobre las plantas (invernadero de malla) o se integraron con tecnologías de invernadero de plástico (túneles de plástico cubiertos por mallas de colores). Los invernaderos fueron sombreados durante el resto del verano y los tomates fueron cosechados hasta fines de agosto. Se adoptó un diseño de bloques al azar con cuatro tratamientos (rojo, azul, blanco, negro y control). ANOVA de una vía se llevó a cabo utilizando el programa SAS y las medias se compararon utilizando la prueba de rangos múltiples de Tukey. Las plantas se cultivaron siguiendo la técnica que generalmente implementan los productores. El sustrato para la producción de plántulas consistió en 30% de suelo, 50% de estiércol y 20% de turba y una pequeña de mármol.

Características de las mallas.

Para probar el efecto de las mallas de sombreo (color e intensidad de sombreado), se usaron cuatro mallas de sombreo diferentes: las mallas fotoselectivas que incluyen ‘ColorNets de colores’ (rojo, azul y negro) así como ‘ColorNets neutrales’ (perla) con una intensidad de sombreado del 40% de sombra relativa, la radiación fotosintéticamente activa (PAR) se comparó con el microclima de campo abierto y la producción. Las mallas de sombreo de colores se obtuvieron de Polysack Plastic Industries (Nir-Yitzhak, Israel) bajo la marca registrada ChromatiNet. Estas mallas son únicas porque modifican espectralmente y dispersan la luz transmitida. Los productos de mallas fotoselectivas se basan en la incorporación de varios aditivos cromáticos, elementos dispersores y reflectantes de luz en los materiales de la malla durante la fabricación.

Intercepción de luz por las mallas

El efecto de las mallas en la intercepción de la luz se midió anualmente como un porcentaje de la PAR total por encima del dosel, utilizando un Ceptometro mod. SunScan (SS1-UM-1.05; Delta-T Devices Ltd, Cambridge, Reino Unido) con un sensor de 64 fotodiodos ordenado linealmente en una espada de 100 cm de longitud. Las lecturas están en unidades de flujo cuántico PAR (μmol m−² s −¹ ). Todas las mediciones se realizaron en días despejados al mediodía, cada dos días. El Solarimeter-SL 100 (KIMO Instruments, Edenbridge, Reino Unido) es un solarímetro autónomo portátil y fácil de usar que mide el rango de irradiación solar de 1 W m−² a 1300 W m−² . Todos los datos espectrales se expresaron como la distribución del flujo de intensidad de radiación en W m−² nm−¹ .

Medición del clima

Se utilizaron datos meteorológicos mensuales de Mayo a Septiembre de 2009, 2010 y 2011 de las estaciones meteorológicas en Aleksinac (Fig. 1).

Análisis de la clorofila y los carotenoides

La clorofila a, b y los carotenoides se estimaron en muestras de hojas frescas. Se molió medio gramo de hojas frescas en acetona (90% v/v), se filtró y se completó hasta un volumen final de 50 ml. Las concentraciones de pigmento [en mg g-¹ peso fresco (FW)] se calcularon [absorbancia (A) del extracto a 663, 648 y 470 nm] utilizando la fórmula de Lichtenthaler:

Clorofila a = [(11.75A663 − 2.35A645) × 50] ∕500

Clorofila b = [(18.61A645 − 3.96A663) × 50] ∕500

Carotenoides = [1000A470 − (2.27 × Chl a) − (8.14 × Chl b) ∕227 × 50] ∕500.

Métodos directos para la determinación del área foliar

Primero, mida la longitud y el ancho del papel y calcule el área de superficie (parea), y luego determine su masa (G) en la balanza analítica. Luego retire las hojas de la planta, colóquelas en un papel y dibuje con lápiz los bordes de sus contornos. El área marcada en el papel se corta con tijeras y se determina la masa (G1). Como los valores de parea, G y G1 son conocidos, entonces el área foliar desconocida (p1) se puede calcular usando la fórmula: p1/parea =G1/G, tal que p1 =G1 × parea/G

Medidas de calidad de la fruta

Las muestras de tomate (20 frutas) se recolectaron cada año desde Junio hasta Agosto y se tomaron de la tercera a la sexta ramas florales. Cada fruta se cortó en pedazos y se homogeneizó en una licuadora convencional para obtener el jugo de la fruta. Después de eso, el jugo de la fruta se filtró utilizando un papel de filtro Whatman No. 4 y el filtrado se usó para determinar los sólidos solubles totales (TSS) y la acidez titulable (TA). Los TSS se determinaron para cada muestra de fruta en dos replicas utilizando un refractómetro digital.

Extracción y análisis de pigmentos

La fruta molida de tomate (8 g) se mezcló completamente con 40 ml de etanol. La suspensión se agitó hasta que el material de pasta de tomate ya no estaba pegajoso (aproximadamente 3 min). El etanol se eliminó por filtración al vacío. El residuo de tomate retenido se mezcló con 60 ml de una mezcla de acetona y éter de petróleo (1:1). El extracto se recogió por filtración al vacío y el residuo del filtro fue lavado nuevamente con la mezcla de solventes (20 ml) para mejorar el rendimiento. El filtrado se transfirió a un pequeño embudo de separación y se mezcló con 50 ml de solución saturada de NaCl.

La capa orgánica se lavó posteriormente dos veces, repetidamente, primero con 50 ml de carbonato de potasio al 10% y luego con 50 ml de agua. Finalmente, se añadió aproximadamente 1 g de sulfato de magnesio anhidro para secar la capa orgánica. Después de 10-15 minutos, la solución se filtró al vacío para eliminar el agente de secado. Los extractos (1 ml) con diferentes concentraciones se evaporaron a sequedad con evaporadores rotativos de vacío a temperatura ambiente y los residuos se disolvieron en fase móvil (acetonitrilo:metanol:acetato de etilo, 6:2:2 v/v) a una concentración de 1 mg cm−³ . Los extractos se filtraron a través de un filtro Millipore de 0.45 µm antes del análisis por cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC).

El contenido de caroteno y licopeno de la fruta de tomate se midió por HPLC (sistema Agilent 1100 Series; Agilent, Nueva York, EE. UU.) Una columna de fase inversa C18 (4.6 x 250 mm, 5 μm, Zorbax; Agilent Co., Nueva York, EE. UU.) Se usó para el análisis y una fase móvil que consiste en una mezcla de acetonitrilo:metanol:acetato de etilo, a una velocidad de flujo de 1 ml min-¹ . El volumen de inyección fue de 20 ?L utilizando el detector de matriz de diodos (Serie Agilent 1200) a una longitud de onda de 470 nm.

Microscopía de luz

Los portaobjetos para microscopía de luz se realizaron de acuerdo con los procedimientos estándar. Las muestras se fijaron en formaldehído-ácido acético-alcohol (FAA) durante 24 h, se fijaron posteriormente en etanol al 70% y se deshidrataron en series graduadas de etanol. Después de la impregnación de tejido en Histowax (56–58 ∘C), las muestras se incluyeron. Después de enfriar los bloques en una placa fría y solidificar la parafina, se cortaron secciones histológicas de aproximadamente 5–7 µm usando un microtomo (SM 2000 R; Leica, Wetzlar, Alemania). Antes de la tinción, la parafina se retira de las secciones con xileno, seguido de la rehidratación en series graduadas de etanol, tras lo cual el tejido se tiñe con safranina y azul alcian.

Análisis estadístico

Todos los datos se sometieron a un análisis estadístico unidireccional en P = 0.05 utilizando el Programa de software de análisis estadístico JMP (SAS Institute Inc., Cary, NC, EE. UU.) Y se presentan los valores medios de todos los datos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Condiciones del microclima

Las mallas de sombreo a menudo se despliegan sobre los cultivos para reducir el estrés por calor. Nuestros estudios muestran que en Julio y Agosto, con una alta insolación y una circulación de aire reducida (13–15 h), la temperatura en las mallas de sombreo es 1∘C más baja (perla y roja) y hasta 3∘C más baja (negra), en comparación con el campo abierto (datos no mostrados). La tecnología de sombreado en varios lugares en Israel confirmó una disminución general de la temperatura máxima diaria (Tmax) en 1–5∘C, seguida de un aumento en la humedad relativa máxima diaria del aire en aproximadamente 3–10%. Shahak et al. Informó que la temperatura máxima diaria bajo las mallas de sombreo (30% PAR) fue hasta 3∘C más baja que el control, similar a lo que Iglesias y Alegre han declarado, y que se registran mayores diferencias durante los días brillantes y soleados.

Índice de área foliar

En este estudio, hemos encontrado que las mallas de sombreo roja y perla aumentan significativamente el área foliar total, en comparación con los valores de LAI obtenidos de las mallas de sombreo azul o negra. En general, los tomates bajo túneles de plástico integrados con mallas de sombreo de colores tienen un LAI más bajo en comparación con el LAI obtenido bajo invernadero de malla (solo mallas de colores). Entre las mallas de colores, las mallas de sombreo negras producen el cultivo con el valor de LAI más bajo (Tabla 2). Los índices de área foliar variaron desde 4.6 en el cultivo de campo abierto (control) hasta valores de LAI máximos de 8.2 en los invernaderos de malla con mallas de color rojo (40% de sombra). Las diferencias en LAI entre el cultivo de control y los sombreados aumentaron en cosechas sucesivas.

Los cultivos que crecieron bajo mallas de color negro tenían valores de LAI similares al cultivo de control (Tabla 2). Las intensidades de luz más bajas aumentaron el alargamiento del tallo, el área de la lámina de la hoja y el índice de área foliar. Las plantas que crecen en la sombra tienden a tener un área foliar más grande porque las células se expanden más bajo poca intensidad de luz para poder recibir luz para la fotosíntesis. Los valores más altos de LAI son generalmente indicativos de un crecimiento vegetativo excesivo que puede retrasar el inicio de la producción de fruta. Las plantas se aclimatan a la sombra, en parte, al aumentar el área foliar específica.

Contenido de clorofila

Las hojas sombreadas generalmente tienen mayor contenido de clorofila total (clorofila a y clorofila b) que las hojas de control (de invernadero de plástico o campo abierto). Las plantas de mallas de sombreo negras tienen el mayor contenido de clorofila en comparación con otras mallas de sombreo de colores (Tabla 3). Un aumento en la biomasa (vegetativa y reproductiva) coincide con aumentos en el área foliar y el contenido de clorofila. Las hojas cultivadas bajo sombra cosechan a niveles más bajos de luz y, por lo tanto, contienen más clorofila que las hojas expuestas al sol directo. Aunque las hojas cultivadas bajo sombra no están expuestas directamente a la luz solar, producen clorofila adicional para capturar la radiación difusa y producir los carbohidratos necesarios para que una planta crezca. Incluso si las hojas expuestas al sol contienen menos clorofila que las hojas cultivadas bajo sombra.

El contenido de carotenoides varió entre 0.416 mg g-¹ en plantas de campo abierto (control) y valores máximos de carotenoides en plantas cultivadas en invernaderos de malla con mallas negras (0.508 mg g-1 ) o en mallas azules (0.500 mg g-¹ ) (Tabla 3). Una tendencia similar se observó en túneles de plástico integrados con mallas de sombreo de colores donde se registró el menor contenido de carotenoides (0.380 mg g-¹ ). Las hojas de tomate cultivadas bajo mallas negras y azules tenían significativamente más contenido total de clorofila que las hojas de campo abierto (control) o las cultivadas bajo la malla de perla. De manera similar, las plantas de tomate cultivadas bajo mallas negras, perlas y azules tenían significativamente más clorofila que las hojas cultivadas en un túnel de plástico (control) o debajo de un invernadero de plástico integrado con malla roja

cultivo de tomate

Las plantas de tomate cultivadas en túneles de plástico (control) y debajo de túneles de plástico integrados con mallas rojas tuvieron un nivel de carotenoides significativamente más bajo que las hojas cultivadas bajo mallas negras, perlas y azules. La relación de clorofila a+b/carotenoides aumentó en las hojas cultivadas bajo sombra en comparación con las plantas de control (campo abierto o túnel de plástico). En términos de microclima, es probable que dependa de la temperatura del aire, la humedad y la duración del día, ya que todas estas influyen en aspectos de la fisiología vegetal relacionados con el desarrollo y la composición del fruto.

Características físicas de la fruta

El fruto del tomate se compone de pericarpio y semillas. La placenta central alargada, con semillas adheridas, está hecha de tejido de parénquima y representa tejido primario, que luego llena las cavidades loculares. Los tomates cultivados bajo mallas perlas tenían la mayor parte de la fruta como pericarpio, en relación con la masa total de la fruta. Los tomates de mallas perlas con 40% de sombra tuvieron la mayor parte de la fruta como pericarpio (80.9%), con tejidos de gel locular (16.5%) y semillas (2.6%) que contribuyeron al resto de la masa total de fruta. Se confirmó estadísticamente que existen diferencias en los porcentajes de mesocarpio y masa gelatinosa con el tratamiento. El número de semillas (n=208) y la masa (5.4 g) fue constantemente y significativamente mayor en las frutas cultivadas en un invernadero de malla roja en comparación con el control (Tabla 4 y Tabla 5).

calidad del fruto de tomate

El número de semillas por fruto en el cultivo de otoño se correlacionó con el peso y el volumen de fruta fresca. Sin embargo, otro estudio indicó que no se observó tal correlación en un cultivo de verano. En verano, las frutas tienen un número menor de semillas por fruta que en otoño, debido a que la polinización y la fertilización están restringidas por las altas temperaturas y la baja humedad relativa dentro del invernadero en ese momento, mientras que la mayor humedad del otoño favorece la fertilización. Rylski et al. Informaron que las condiciones de temperatura e irradiación en las primeras etapas del desarrollo de la flor son factores importantes que determinan la producción y la calidad del fruto del tomate. La baja temperatura impide la fertilización y, por lo tanto, disminuye la fructificación, pero la baja irradiación provoca la hinchazón y la maduración con manchas.

importancia del licopeno

La mayoría de los rasgos de calidad muestran una variación continua, fuertemente influenciada por las condiciones ambientales. El licopeno es el carotenoide más abundante en el tomate maduro, que representa aproximadamente el 80–90% de los pigmentos totales. Los tomates expuestos a la luz solar directa en el campo a menudo desarrollan un color pobre, principalmente porque las frutas expuestas a altas temperaturas tienen un bajo contenido de licopeno.

Sólidos solubles totales y acidez titulable

La intensidad de la luz y la temperatura tienen un gran impacto en la acumulación de azúcar en los tomates. Por lo tanto, la exposición de la fruta a temperaturas más altas, especialmente durante la división celular de la fruta y maduración, dio como resultado un aumento en los TSS. El contenido de TSS en los tomates se compone principalmente de azúcares reductores. El contenido de TSS observado en las frutas analizadas en este trabajo osciló entre 4.55 y 5.43∘Brix. Encontramos que un contenido de TSS de 5.43 y 5.10∘Brix para tomates cultivados en el campo y en un invernadero de plástico, respectivamente. No se observaron diferencias significativas en los valores de TSS de frutas cultivadas bajo condiciones de control (invernadero de plástico) y frutas cultivadas en invernaderos de plástico integrados con diferentes mallas de sombreo (Tabla 7).

CONCLUSIONES

Nuestros resultados muestran que la aplicación de la sombra de las mallas de colores a las plantas de tomate fue efectiva para mejorar sustancialmente los parámetros de crecimiento vegetativo (índice de área foliar y pigmentos de la hoja) y la calidad de la fruta (masa, grosor del pericarpio, contenido de licopeno, índice de sabor) bajo excesiva radiación solar durante el verano período. Las mallas de sombreo fotoselectivas y dispersoras de luz emergen como herramientas interesantes que pueden implementarse aún más dentro de las prácticas de cultivo protegido

tabla de la reduccion de la radiacion solar fotosintéticamente activa bajo mallas de diferentes colores
Tabla 1. Reducción de la radiación solar y de la radiación fotosintéticamente activa (PAR), sobre el dosel del tomate medido al mediodía en un día soleado (20 de Julio) bajo mallas de sombreo de diferentes colores

Los datos se reproducen a partir de Ili • y Milenkovi • PT, túnel de plástico. Controles: * túnel de plástico (radiación solar, 761 W m−² ); † campo abierto (exposición a plena luz solar, 910 W m−² ).

tabla indice foliar cultivo afectado por mallas de sombreo de colores
Tabla 2. Índice de área foliar en un cultivo afectado por la intensidad de la luz utilizando mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

tabla pigmientos fotosintéticos en tomate a la intensidad de luz de colores
Tabla 3. Pigmentos fotosintéticos (mg g−¹ ) en las hojas de las plantas de tomate en respuesta a la intensidad de la luz utilizando mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05). Car, carotenoides; Chl, clorofila.

caracteristicas estructurales del fruto del tomate
Tabla 4. Características estructurales del fruto del tomate afectado por la intensidad de la luz usando túneles de plástico y mallas de sombreo de colores.

*El túnel de plástico representa el control. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05)

caracteristicas estructurales del tomate utilizando solo mallas de colores
Tabla 5. Características estructurales del fruto del tomate afectado por la intensidad de la luz utilizando solo mallas de sombreo de colores

†El campo abierto representa el control. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05)

contenido de licopeno y caroteno en frutos de tomate
Tabla 6. Contenido de licopeno y ?-caroteno (μg g−1 de peso fresco) en frutos de tomate afectados por la intensidad de la luz cuando se usan mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

Tabla 7. Acidez total y contenido total de sólidos solubles (TSS) en frutos de tomate afectados por la intensidad de la luz cuando se usaron mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

Tabla 8. Índice de madurez e índice de sabor en frutos de tomate afectados por la intensidad de la luz utilizando mallas de sombreo de colores

Controles: * túnel de plástico; †campo abierto. Las diferentes letras en superíndice en la fila indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (P ≤0.05).

Figura 1. Las temperaturas máximas y mínimas diarias durante el período del 1 de Julio al 30 de Agosto para los años 2009, 2010 y 2011 (datos de la estación meteorológica en Aleksinac).

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