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Efecto de las Mallas de Sombreo de Colores sobre los Parámetros de la Hoja de la Planta y la Calidad del Fruto del Tomate.

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 𝛍mol 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) 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 (7.215.82 𝛍m), rojas (7099.00 𝛍m) y azules (6802.29 𝛍m) en comparación con otros tratamientos y con el control (6202.48 𝛍m). La concentración más alta de licopeno se detectó en tomates cultivados en invernaderos de plástico integrados con mallas de color rojo (64.9 𝛍g g-1 de peso fresco). La producción de tomate en invernaderos de plástico y a campo abierto (control) tuvo un valor medio del índice de sabor de 1.09–1.10. Esto es significativamente más alto que los valores determinados para los tratamientos con mallas de sombreo de diferentes colores.

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.

mallas de sombreo de colores

INTRODUCCIÓN

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, lo que afecta la productividad y la calidad. La malla se utiliza con frecuencia para proteger los cultivos de tomate de la radiación solar excesiva, para mejorar la protección de clima térmico, contra el viento y el granizo y para la exclusión de aves y enfermedades virales transmitidas por insectos. 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. La luz dispersada penetra de forma más profunda y eficiente en doseles densos y, por lo tanto, se considera una parte importante de la tecnología ColorNet. 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 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. El índice de área foliar (LAI) en el tomate está influenciado por la densidad del tallo, el número de hojas en el tallo, la etapa de desarrollo, la estacionalidad y el tamaño de la hoja individual. 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 del tomate y, en consecuencia, aumentó la producción de tomate comercializable en aproximadamente un 35% en comparación con las condiciones sin sombreado. Es bien sabido que el sombreado disminuye el contenido de azúcar, ácido ascórbico y pigmentos (carotenoides) de la fruta de tomate.

El índice de madurez (relación de sólidos solubles total a la acidez titulable) es un buen indicador de la madurez del tomate. Las mallas fotoselectivas perla y roja mejoraron la calidad general del fruto; Masa de la fruta, firmeza de la fruta y componentes bioactivos del tomate. Los efectos de las mallas fotoselectivas de colores sobre los parámetros de calidad, los compuestos bioactivos y los parámetros sensoriales en los tomates durante el almacenamiento posterior a la cosecha han sido investigados por Tinyane et al. 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.

Los tomates (Solanum lycopersicon ‘Vedetta”) se probaron en la producción en invernaderos (túneles de plástico de 2.2 m de altura, cubiertos por un film de polietileno de 0.15 mm de espesor) y en condiciones de campo abierto durante 2009–2011. Los experimentos se realizaron en un jardín experimental ubicado en la aldea de Moravac, cerca de Aleksinac (21∘ 42′ E, 43∘ 30′ N, altitud 159 m) en el área central del sur de Serbia. 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 locales. El sustrato para la producción de plántulas consistió en 30% de suelo, 50% de estiércol y 20% de turba y una pequeña parte de mármol. Las semillas de tomate se sembraron durante la tercera semana de febrero en bandejas de semillas que contenían una mezcla de turba y perlita. Las plántulas se trasplantaron el 30 de abril, en la tercera etapa de hoja verdadera, al suelo con una densidad de siembra de 2.64 plantas m-2 . La solarización del suelo contra nematodos se aplicó antes del trasplante. Fue una producción temprana-mediana. A medida que las plantas crecían, todos los brotes laterales fueron removidos manualmente, excepto las ramas laterales debajo de la primera inflorescencia, que sirven como segundo tallo de las plantas. Las mallas de sombreo se instalaron posteriormente sobre el cultivo el 10 de junio 5 (40 días después del trasplante) y las mediciones se realizaron hasta septiembre. Todas las plantas fueron irrigadas utilizando riego por goteo. Las plantas se cubrieron después del sexto racimo y se usaron abejorros para la polinización durante la producción de tomate orgánico en el invernadero. Las hojas de tomate utilizadas en el estudio se tomaron en días después del trasplante (DAT) 90 en el período de cosecha más intensivo (finales de julio). Las muestras de tomate (20 frutas) en la etapa de maduración rosa, como se determinó mediante inspección visual, se recolectaron de la tercera a la sexta rama floral para análisis de calidad.

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. Las mallas de sombreo se montaron en una estructura de aproximadamente 2.2 m de altura sobre las plantas (invernadero de malla) o se combinaron con tecnologías de túneles de plástico.

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 Atago DR-A1 (Atago Co., Tokio, Japón) a 20°C y se expresaron como %.

La TA se midió con alícuotas de 5-ml de jugo que se valoraron a pH 8.1 (medidor de pH Hanna GLP HI 111; Detroit, Michigan, EE. UU.) Con 0.1 mol L-¹ de NaOH (necesario para neutralizar los ácidos de los tomates en presencia de fenolftaleína) y los resultados se expresaron en gramos de ácido cítrico por 100 g de peso de tomate fresco. También se calculó la relación TSS/TA (índice de maduración).

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 𝛽-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 𝜇L utilizando el detector de matriz de diodos (Serie Agilent 1200) a una longitud de onda de 470 nm.

Los estándares de 𝛽-caroteno y licopeno se disolvieron en fase móvil (el eluyente fue acetonitrilo:metanol:acetato de etilo, 6:2:2 v/v) justo antes del análisis por HPLC. A partir de estos estándares, se realizaron una serie de soluciones de concentración apropiada para la curva de calibración. El método estándar externo se utilizó para la determinación cualitativa y cuantitativa de 𝛽-caroteno y licopeno. Se realizó una curva de calibración que representa la dependencia del área del pico (del compuesto estándar) en los cromatogramas de las concentraciones estándar. Sobre la base de la ecuación de regresión lineal obtenida, se determinaron las concentraciones de los componentes probados en los extractos.

El índice de sabor y el índice de madurez se calcularon utilizando la ecuación propuesta por Nielsen a partir de los valores de ∘Brix y acidez, que se determinaron en un trabajo anterior:

Indice de sabor= {°Brix / (20 × acidez)} + acidez

Índice de madurez = °Brix / acidez

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

Intercepción de luz por las mallas

La densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) de un día en Julio (13–14 h) tuvo un valor de 1661 μmol m−² s −¹ . Al sombrear con mallas de sombreo, el PPFD se redujo a 962 μmol m−2 s −1 en la malla de sombreo roja, y a 771 μmol m−² s −¹ en la malla de sombreo negra (Tabla 1). Los rayos del sol en los túneles son interceptados no solo por las mallas sino también por una lámina que es de 150 μm de grosor. El PPFD es más alto en el túnel con una malla roja del índice de sombra 40% PAR, 832.3 μmol m−² s −¹ . En julio, alrededor de la 1 pm, la radiación solar en el túnel sin mallas es de 761 W m−² , que es un 16.4% menos en comparación con la radiación de campo abierto (910 W m−² ).

La radiación solar en Julio y Agosto es alta. Puede alcanzar 1700 μmol m−² s −¹ y es seguida con mayor frecuencia por temperaturas superiores a 35∘C. Durante un día soleado en Julio (con radiación solar de 910 W m−² ), la reducción no excedió 1∘C en túneles de plástico con sombra.

Con cada 100 W m−² , la radiación solar aumentó la temperatura en 1∘C. La radiación neta está fuertemente correlacionada con la radiación solar entrante, en analogía con lo que se sabe que ocurre sobre un terreno abierto. Bajo condiciones de alta radiación solar (en el sur de Serbia en Julio y Agosto), los valores de PPFD superan los 1600 μmol m−² s −¹ , lo que hace que las plantas sin sombra estén expuestas a un alto estrés por calor durante la temporada de crecimiento (Tabla 1). Los valores de PPFD variaron entre 1661 μmol m−² s −¹ en días soleados y 700–920 μmol m−² s −¹ en días nublados. De manera similar, Jaimes y Rada afirman que el PPFD en insolación completa (1519 μmol m−² s −¹ ) se reduce a 931 μmol m−² s −¹ cuando se sombrea a 40% PAR y por debajo de 550 μmol m−² s −¹ cuando se sombrea a 60% PAR.

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, tienen un mayor punto de saturación de la luz y, por lo tanto, pueden soportar la exposición total al sol. Las hojas cultivadas bajo sombra tenían una textura más suave y una coloración verde más oscura. Por lo tanto, las hojas cultivadas bajo sombra tenían una conformación algo opuesta a la de las hojas cultivadas en alta intensidad de luz. Resultados similares fueron encontrados por Bergquist et al. Quienes demostraron que las concentraciones de carotenoides totales y clorofilas totales en las hojas de espinaca bebé fueron significativamente más altas bajo las mallas, especialmente bajo las mallas de baja transmitancia que alteran el espectro. Como las mallas están compuestas de agujeros, además de los hilos de plástico fotoselectivos translúcidos, las mallas de sombreo realmente crean mezclas de luz natural, no modificada, que pasa a través de los agujeros, junto con la luz difusa, modificada espectralmente y proporciones alteradas de la relación de banda de onda roja/roja lejana (R/FR). Las funciones reales de la malla de sombreo de colores dependen de los aditivos cromáticos del plástico y del diseño del tejido. El aumento en la relación de clorofila a/b podría estar asociado con la protección del sistema fotosintético en condiciones de estrés, debido a una menor absorción de radiación a una longitud de onda más corta.

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 ). El mayor contenido de carotenoides en túneles de plástico se observó en parcelas integradas con mallas azules (0.494 mg g-¹ ) o de perlas (0.487 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.

Las hojas de tomate en campo abierto (control) y debajo de la malla de perlas tenían significativamente menos carotenoides que las hojas cultivadas bajo mallas negras o azules. 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 resultados de este estudio indican que el número de semillas y la masa de la fruta son significativamente más altos para los tomates cultivados en invernadero de malla roja en comparación con otros tratamientos y control. 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). 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.

El pericarpio consiste del exocarpio, el mesocarpio y el endocarpio. El mesocarpio está hecho de grandes células de pared delgada y tejido vascular. Los resultados indican que el grosor del pericarpio es significativamente mayor en los invernaderos de mallas de colores rojo y perla en comparación con otros tratamientos y control. El grosor del pericarpio (exocarpio 126.37 μm, mesocarpio 7.055.47 μm, y endocarpio 33.98 μm) es significativamente mayor en las mallas de color perla (7.215.82 μm) y roja (7099.00 μm) en comparación con otros tratamientos y control, tomate de campo abierto (6202.48 μm) (Tabla 4). Los resultados indican que la tolerancia a altas temperaturas de las plantas aplicadas con sombreado de colores está relacionada principalmente con la mejora de los parámetros de crecimiento y calidad del fruto. Aunque algunos informes muestran una mejora en el crecimiento de las plantas por medio de mallas de sombreo de colores, no hay ningún informe disponible sobre la mejora de la composición del fruto del tomate en plantas cultivadas bajo sombra. En este estudio, encontramos que las mallas de sombreo de colores mejoraron los parámetros estructurales del fruto.

Por lo tanto, las propiedades mecánicas del exocarpio, el mesocarpio y los tejidos de gel locular del tomate se determinaron en este documento, y los datos obtenidos se pueden usar para crear condiciones de crecimiento óptimas para lograr frutos con pericarpio más grueso, firmeza y transporte y almacenamiento mejor tolerados.

Contenido de licopeno y β-caroteno de los frutos

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. En los tomates frescos, la tasa de síntesis de licopeno se inhibe completamente a 32– 35∘C, pero no la de 𝛽-caroteno. No se observaron diferencias significativas en el contenido de licopeno en tomates cultivados en invernaderos de plástico (48.9 μg g−¹ FW) en comparación con las condiciones de campo abierto de control (48.1 μg g−¹ FW). La mayor concentración de licopeno se detectó en tomates cultivados en invernaderos de plástico integrados con mallas de color rojo (64.9 μg g−¹ FW), mientras que los tomates cultivados en campos cubiertos con mallas perlas tuvieron los niveles más bajos de licopeno (46.7 μg g−¹ FW) (Tabla 6).

Resultados similares fueron encontrados por López et al. Quienes demostraron que el contenido de licopeno de los tomates cultivados bajo mallas de marco rojo y perla fue de 51 y 37 μg g-1 , respectivamente. El contenido de licopeno fue significativamente mayor en los tomates cultivados bajo las mallas negras, mientras que los tomates cultivados bajo las mallas perlas tuvieron un menor contenido de licopeno. La variación observada se debió a la temperatura del aire y la calidad de la luz con el contenido de licopeno en los tomates afectados por temperaturas más altas. La biosíntesis del licopeno depende de la temperatura y tiende a realizarse a diferentes temperaturas diurnas (a 12–32∘C) con una temperatura óptima de alrededor de 22–26∘C. Según Helyes et al., La temperatura de la superficie de la fruta fue un indicador más preciso del contenido de licopeno de la fruta que la temperatura del aire. Según Brandt et al., Cuando la temperatura de los frutos supera los 30∘C, se inhibe la formación de licopeno. Sin embargo, se informó que el exceso de luz solar inhibe la síntesis 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).

Los ácidos orgánicos en los tomates influyen en el sabor de la fruta. El ácido cítrico y el ácido málico son ácidos de frutas importantes en el tomate. Para un cultivo de tomate cultivado en verano, Wada et al. Reportaron que la calidad de la fruta se caracterizó por un menor contenido de azúcar y que la TA aumentó con las altas temperaturas del aire. Encontramos que las frutas producidas en el campo eran más ácidas (mayor TA, 0.37%) que las frutas producidas en un ambiente protegido (0.34%). Por lo tanto, la menor acidez de las frutas que crecen en un ambiente protegido puede ser el resultado de la actividad fotosintética reducida de la planta (sombreado en un ambiente protegido) en este ambiente y, en consecuencia, una menor acumulación de carbohidratos en las frutas. La TA también disminuye con el aumento de la temperatura. Sin embargo, el efecto del sombreado sobre la acidez no fue claro en este experimento.

Las frutas producidas en el campo tenían una mayor acidez en la relación TSS/TA que las producidas en las condiciones protegidas. La relación TSS/TA (índice de madurez) se informó como un indicador útil del sabor del tomate. Según Kader, un TSS/TA de 12.5 indica un buen sabor para los tomates de mesa. Encontramos un índice de madurez significativamente mayor en las frutas de control, en campo abierto (14.68) en comparación con las frutas de mallas de sombreo de colores. Los índices de madurez significativamente más bajos se obtuvieron en frutas cubiertas por mallas de sombreo negras integradas con túneles de plástico (12.95) y con mallas negras en invernaderos de malla (12.65), como se muestra en la Tabla 8.

Los índices de madurez en nuestro estudio (en todos los tratamientos) fueron superiores a los reportados por Hernández-Suárez et al. y por lo tanto se puede deducir que los niveles de madurez de los tomates analizados fueron adecuados para el consumo. Esta relación también puede verse afectada por el clima, los cultivos y las prácticas hortícolas.

Otro parámetro relacionado con el índice de madurez es el índice de sabor, que generalmente es un mejor predictor del impacto del sabor del ácido que el ∘Brix o la acidez sola. La producción de tomate de invernadero de plástico y de campo abierto (control) tuvo un valor de índice de sabor medio de 1.09–1.10. Esto es significativamente más alto que los valores determinados para los tratamientos con mallas de sombreo de diferentes colores (Tabla 8). No se encontraron diferencias significativas en el índice de sabor medio entre los tomates de invernaderos de plástico integrados con sombreo de color y los tomates cultivados con mallas de sombreo de colores (invernadero de malla). Si el valor del índice de sabor es inferior a 0.7, se considera que el tomate tiene poco sabor. Al utilizar estos datos, los valores medios de los índices de sabor en los tomates evaluados fueron superiores a 0,9, lo que indica que los cultivares de tomate analizados eran sabrosos.

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 𝛽-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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