Efecto de la ubicación del fruto sobre la

UNIVERSIDAD DE LA SERENA
“Efecto de la ubicación del fruto sobre la evolución de
carbohidratos, hormonas y tamaño de paltas variedad Hass
durante su periodo de crecimiento”
SEMINARIO TESIS PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO AGRÓNOMO
CAROLINA VERÓNICA CORTÉS RIVERA
GISELLE AISLIN REYES TORRES
LA SERENA – CHILE
2012
* Tesis Financiada por el Programa de Tesis de Interés Regional. Gobierno Regional Región de Coquimbo.
TESIS DE GRADO DESARROLLADA CON
EL APORTE DEL PROGRAMA DE
FINANCIAMIENTO DE TESIS
UNIVERSITARIA DE
INTERÉS REGIONAL
UNIVERSIDAD DE LA SERENA
Facultad de Ciencias
Escuela de Agronomía
Efecto de la ubicación del fruto sobre la evolución de
carbohidratos, hormonas y tamaño de paltas variedad Hass
durante su periodo de crecimiento
Seminario de Título para optar al Título de Ingeniero Agrónomo
Profesores Guía
Sra. Adriana Benavides López Ing. Agr.,Ph.D.
Sra. Fabiola Jamett Díaz. Químico. Mg.
CAROLINA VERÓNICA CORTÉS RIVERA
GISELLE AISLIN REYES TORRES
2012
AGRADECIMIENTOS
Queremos agradecer al Gobierno Regional de Coquimbo por seleccionar
nuestro tema de investigación en el Programa de Tesis de Interés Regional, el
cual ha significado un aporte importante de financiamiento para el desarrollo del
estudio.
Agradecemos de manera especial la ayuda y aporte realizado por el
Departamento de Agronomía. Al Departamento de Ingeniería en Alimentos, en
especial a la profesora Elsa Uribe por su disposición y paciencia, quién nos
apoyó al inicio de la investigación. Al Departamento de Biología por facilitarnos
equipos y lugar físico para la realización de una fase de nuestro estudio, en
especial al Profesor Luis Castillo, quién con su buena disposición y simpatía
nos ayudó a encontrar solución en ciertos obstáculos durante la investigación.
Al Centro de Investigaciones de Zonas Áridas (CEAZA) por su colaboración y
disposición en facilitar sus laboratorios para poder trabajar con las paltas
recolectadas.
Para las agradables personas del Laboratorio Central, quiénes hicieron
ameno todos los días de trabajo analítico en esa estancia, dándonos fuerza y
una sonrisa diaria en aquel arduo trabajo, además de compartir sus
conocimientos y sugerencias en el modo de trabajar. A los estudiantes tesistas
de la carrera de Químico Laboratorista, quiénes nos apoyaron y ayudaron en
los distintos análisis químicos, y aprendiendo mucho cada día.
Queremos extender un especial y sincero agradecimiento a quiénes
fuesen nuestras profesoras guías, profesora Adriana Benavides quién con su
incondicional apoyo, disposición de tiempo, consejos y formación entregada nos
ayudó y dio las directrices para llevar a cabo; profesora Fabiola Jamett quién
con su paciencia, disponibilidad y generosidad para compartir su experiencia y
amplio conocimiento sobre el procedimiento analítico colaboró con el desarrollo
para esta tesis. Le agradecemos también a nuestro profesor informante Sergio
Payacán por sus siempre atentas y rápidas respuestas a las diferentes
inquietudes estadísticas surgidas durante el desarrollo de este trabajo.
Agradecidas de corazón
Carolina y Giselle.
A Dios, te siento en mi día a día y creo fehacientemente en tu amor
incondicional y fuerza para sortear cada obstáculo en la vida. Agradecida de
todas las bendiciones entregadas a mi vida.
A mi mamita Norma, bella mujer de la cual merece todo mi respeto, por
demostrarme que los escollos de la vida se pueden saltar y si hay amor de por
medio todo puede resultar mas agradable y feliz. Te amo con mi alma.
A mi papito Luis, quién ahora es mi ángel, y quién me enseñó a que debo
buscar mi felicidad y hacer las cosas en favor a ello. Ahora verás el término de
una etapa de mi vida en los brazos del Padre Celestial. Te amo con mi ser.
A mis hermanos Claudia, Miguel y Pierina, mis grandes amigos y
compañeros de la vida, sin su amor, fuerzas, juegos y peleas la vida sería
aburrida. A mi Mary, agradecida porque la vida nos juntó y aprendí mucho de ti
en el último tiempo. A todos ustedes los amo con todo mi corazón.
A mis sobrinos Amaru y Alén, quienes fueron desde que nacieron, la
lucecita para sacar fuerzas en aquellos momentos oscuros de la vida, ahora
que están pequeños aún no dimensionan el amor que tengo por ellos y cuan
importantes son. A mi cuñado Loris que siempre apoyó con sus consejos y
simpatía que lo caracterizan tan bien, te quiero mucho.
A mi mami Rosa, mujer increíblemente hermosa y trabajadora, que
nunca ha dejado de estar pendiente de mi y que me ha apoyado
incondicionalmente en todos mis proyectos. La amo inmensamente.
A mis abuelitos Luis, Yolanda y Ángel, fueron parte importante de mi
proceso de formación en base a las buenas actitudes y respeto por los demás.
No están en este mundo terrenal, pero viven siempre en mi corazón. Los amo y
amaré siempre.
A mis tíos, tías, primos y primas, cada uno de ustedes ha influenciado mi
desarrollo y crecimiento en la vida. Agradecida y contenta de tenerlos en mi
vida y sentir el apoyo siempre.
A mis amigos y amigas, estoy muy agradecidas que me eligieran y
aceptaran en sus vidas, con ustedes todo es más fácil y más alegre, con
ustedes se sanan las heridas y se disfrutan las victorias. Los amo mucho y
ustedes bien lo saben.
A Carolina, quién fue un apoyo importante durante toda esta
investigación. Sólo ella y yo sabemos el real significado de todo el esfuerzo en
nuestra tesis. Muy contenta de haberla desarrollado con tan linda persona que
me daba ánimo en los momentos de cansancio. Aprendí mucho, sobretodo a
llevar las cosas de manera ordenada. Te quiero mucho.
Eternamente agradecida de cada ser que estuvo en mi camino, aprendí
absolutamente de todo y de todos, las buenas experiencias las acepté y la de
las malas aprendí.
Giselle Aislin.
El mundo está lleno de dificultades y es hoy cuando he cumplido uno de
mis sueños, ser profesional y mis agradecimientos van dedicado a:
Dios por darme fuerza día a día y guiarme en este camino con su luz y
fuerza.
Mi mamita gracias por tus consejos, palabras de aliento y
apoyo
incondicional, por ser mi amiga y confiar en mí en todo momento. Sin ti y tus
sabios consejos en momentos de agobio no podría haber logrado esta gran
meta.
Mi papito por todo su fuerzo, comprensión, animo y consejos en todo
momento. Me haces sentir muy bien cuando hablamos de la carrera y pones
atención y entusiasmo a cada cosa que te comento de ella y me animas a
seguir adelante.
Ambos son pilares fundamentales en mi vida, todos los días le agradezco
a Dios por tenerlos como padre, son personas excepcionales. Gracias por todo
y estar siempre cuando los necesito. Los amo.
Dios me ha dado dos grandes amigas y confidentes que son mis
maravillosas hermanas. Gracias por el apoyo incondicional, consejos, palabras
de aliento, preocupación y por todos los momentos agradables que pasamos,
los cuales me ayudaron a tomar más fuerzas para continuar con este arduo
trabajo. Gracias, las amo.
A la persona que me entrega una sonrisa y amor cada día a mi sobrina
Renata, quién a través de su inocencia me da aliento para seguir en este
camino y esforzarme cada días más para cumplir esta gran meta, que tanto ella
como yo sabe que nos traerá beneficios a ambas. Gracias mi niña hermosa. Te
adoro.
Carlos gracias por tus consejos, palabras de aliento y paciencia y por
estar en todo momentos. Tus sabios consejos fueron de gran ayuda en los
momentos de flaqueza en este proceso. Infinitas gracias. Eres muy especial.
Mis lindos cuñados por su aliento y por su aporte de conocimientos, los
cuales fueron muy importantes. Gracias.
A mis queridas primas que siempre tuvieron una palabra de apoyo y
ayudaron en etapas de esta investigación.
A mi amiga y compañera de tesis Giselle Reyes, quien fue un gran apoyo
en todo este proceso y solo ella sabe cuánto esfuerzo y perseverancia tuvimos
para logra esta gran meta. Gracias por tu paciencia y consejos, ya que sin ti tal
vez no hubiese podido llevar a cabo este proceso. Te quiero mucho.
Mis amigos gracias a cada uno de ustedes por todos los momentos
lindos que pasamos en el transcurso de este proceso, por su apoyo, aliento y
ayuda en cada momento.
No puedo segar de mencionar a una persona que si bien ya no me
acompaña físicamente, lo hiso al comienzo de esta aventura. Gracias Abueli por
a poyarme en esta decisión y si bien ya no estamos juntas físicamente siempre
hemos estado conectada y con solo saber que estas ahí me das tranquilidad en
momentos difíciles.
Todos los días le doy gracias a Dios por darme la hermosa familia que
tengo y poner en mi camino a personas increíbles como todos ustedes. De todo
corazón muchas gracias a todos, siempre los llevare en mi corazón por
acompañarme y apoyarme en este largo camino. Los quiero.
Carolina Cortés
ÍNDICE DE MATERIAS
CONTENIDO
PÁGINA
RESUMEN
ABSTRACT
PRINCIPALES ABREVIATURAS
5
PROBLEMÁTICA Y JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO
6
1. INTRODUCCIÓN
8
1.1 Antecedentes Generales
8
1.1.1 Antecedentes del cultivo en Chile
8
a) Superficie plantada
8
b) Exportaciones
10
c) Consumo de palta
11
1.1.2 Antecedentes de la variedad Hass
12
1.2 Cuaja, caída y desarrollo del fruto
13
1.3 Relación entre fitohormonas, carbohidratos y desarrollo del fruto
14
1.3.1 Fitohormonas
15
a) Citoquininas
15
b) Ácido abscísico
16
c) Relación entre citoquininas y ácido abscísico
17
1.3.2 Carbohidratos
18
1.4 Influencia de la ubicación (posición y altura) del fruto en el árbol
19
y la luminosidad sobre el desarrollo de éste
1.5 Parámetros biométricos
21
1.6 Parámetros meteorológicos que se relacionan con el tamaño del
22
fruto
2. OBJETIVOS
25
2.1 Objetivo General
25
2.2 Objetivos Específicos
25
3. MATERIALES Y MÉTODOS
26
3.1 Ubicación del Huerto Experimental
26
3.2 Caracterización Climática
27
3.3 Caracterización Edafológica
27
3.4 Material Vegetal
27
3.4.1 Criterios de selección del material vegetal
27
3.4.2 Caracterización del material vegetal
28
3.5 Descripción de los tratamientos
29
3.5.1 Efecto altura de la planta
29
3.5.2 Efecto nivel de posición
30
3.6 Determinaciones Analíticas
3.6.1 Parámetros biométricos
32
32
3.6.2 Carbohidratos
32
a) Azúcares Totales
33
b) Azúcares Reductores
35
3.6.3 Determinación de hormonas
38
a) Curva de Calibración
38
b) Extracción de la Muestra
41
3.6.4 Datos meteorológicos
43
3.7 Diseño Experimental y Análisis Estadísticos
43
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
45
5. CONCLUSIONES
60
6. BIBLIOGRAFÍA
62
ANEXO
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA
PÁGINA
1. Superficie total frutícola de frutales mayores por provincias
9
2. Fechas de muestreos de acuerdo a las correspondientes
29
fenofases vinculadas con el desarrollo del fruto variedad Hass
temporada 2011
3. Composición de los tratamientos considerando el efecto altura y
31
posición en el árbol
4. Curva de calibración para azúcares totales por el método de
34
Dubois
5. Curva de calibración para azucares reductores por el método de
37
Somogyi y Nelson
6. Curva de calibración para determinación de fitohormonas por el
40
método de Olivella et al.,2001; Ortiz y Floréz, 2008
7. Información meteorológica del huerto experimental Tuquí durante
48
el periodo de estudio. Temporada 2011
8. Contenidos de azúcares reductores (AR), no reductores (ANR) y
49
totales (AT) (%) de frutos de palta variedad Hass muestreados
durante la etapa de crecimiento de fruto. Temporada 2011
9. Contenidos de ácido abscísico (ABA), zeatina (Z) y ribósido de
zeatina
(ZR)
(µg/100g)
de
frutos
de
plata
variedad
50
Hass
muestreados durante la etapa de crecimiento. Temporada 2011
10. Peso (g) de frutos de plata variedad Hass muestreados en
diferentes alturas y posiciones en la planta durante la etapa de
50
crecimiento de fruto. Temporada 2011
11. Diámetro ecuatorial (mm) y peso (g) de frutos de plata variedad
54
Hass muestreados en diferentes alturas y posiciones en la planta
durante la etapa de crecimiento de fruto. Temporada 2011
12. Contenido ribósido de zeatina (ZR) (µg/100g) de frutos de palta
variedad Hass muestreados en diferentes alturas y posiciones en la
planta durante la etapa de crecimiento de fruto. Temporada 2011
58
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA
1. Producción y exportaciones de palta comprendidos entre los años
PÁGINA
10
2000 al 2011
2.Distribución del volumen exportado por mercado al 20011/2012
11
(toneladas)
3. Ubicación sitio de estudio. Localidad Tuquí comuna de Ovalle ,
26
Región de Coquimbo
4. Diseño de Huerto y árboles seleccionados
28
5. Efecto altura en la planta
30
6. Efecto posición en la planta
31
7. Azúcares totales (mg* L-1) vs. absorbancia promedio corregido
35
con el blanco de la muestra a 488 nm
8. Azúcares reductores (mg* L-1) vs. absorbancia promedio corregido
37
con el blanco de la muestra a 750 nm
9. Cromatograma de fitohormonas Ribósido de Zeatina A. Primera
41
inyección tiempo de retención 5,78; área 37.380; B. Segunda
inyección tiempo de retención 5,83; área 34.904; C. Tercera
inyección tiempo de retención 5,94; área 37.548. Leídas a 254 nm
con una velocidad de flujo 0.8ml*min-1 y una fase móvil de metanol:
agua (40:60 v/v)
10. Diagramas de muestras y variables (CP1 vs CP2) a partir de un
modelo de análisis de componentes principales 300 muestras y 15
variables provenientes de cinco fechas de muestreos fruto variedad
47
Hass. Temporada 2011.
11. Diagrama de variables utilizando los códigos de tratamientos
parámetros bioquímicos, biométricos y agrometeorológicos
51
RESUMEN
La producción de frutos en las plantas es el resultado del crecimiento y
diferenciación celular, el cual está regulado por la acción de diversos
metabolitos, entre los que se encuentran carbohidratos y hormonas. La
presencia de estos metabolitos es relevante en el proceso de desarrollo vegetal
ya que inducen diversas respuestas fisiológicas. En la Región de Coquimbo no
existen antecedentes respecto a esta temática, por lo que el presente estudio
constituye una primera aproximación en este sentido. Los objetivos del presente
estudio fueron evaluar y relacionar las concentraciones de carbohidratos
(azúcares totales, reductores y no reductores) y hormonas (ácido abscísico,
zeatina y ribósido de zeatina) en frutos de Persea americana Mill. variedad
Hass, ubicados en distintas partes de la planta con el tamaño del fruto y
parámetros agrometeorológicos.
El estudio se realizó en el huerto experimental de Tuquí dependiente de la
Universidad de La Serena y ubicado en el extremo norte de la ciudad de Ovalle
(Región de Coquimbo, Chile). Se seleccionaron cinco árboles homogéneos
mediante un muestreo dirigido, a partir de los cuales se colectaron unidades
muestrales (frutos). La muestra consideró la altura (mitad superior y mitad
inferior) y posición de frutos (periferia e interior del dosel) en la planta.
El período de muestreo consideró fenofases de crecimiento y desarrollo de fruto
(enero - septiembre de 2011). En cada fecha se evaluó a todos los frutos
parámetros tales como peso fresco, diámetro ecuatorial y diámetro polar.
Los análisis bioquímicos se realizaron mediante cromatografía líquida de alta
resolución (HPLC), en donde se cuantificaron hormonas como ácido abscísico
(ABA), zeatina (Z) y ribósido de zeatina (ZR). Además, se determinaron
mediante
espectrofotometría
de
absorción
molecular
azúcares
totales,
reductores y no reductores. Asimismo, se relacionaron las fuentes de variación
con los datos agrometeorológicos obtenidos de la Estación Meteorológica
1
Automatizada ubicada en el lugar de estudio durante toda la fase de crecimiento
del fruto.
La prueba de Duncan mostró que las diferencias en el calibre fueron
significativas considerando las fechas de muestreos y algunas ubicaciones del
árbol, donde el fruto más grande se posicionó en la zona periférica-superior,
mientras que el calibre más pequeño se observó en la zona inferior-interior. En
cuanto a los parámetros bioquímicos (hormonas y azúcares), la prueba no
paramétrica de U-Mann Whitney detectó diferencias significativas en algunas
fechas de muestreo, donde la citoquinina (ribósido de zeatina) presentó
diferencias en cuanto a las ubicaciones dentro de la planta, radicando dicha
diferencia en la zona periférica-superior e interior-inferior. El análisis de
componentes principales de los datos agrometeorológicos mostró una clara
relación con los parámetros biométricos y bioquímicos, presentando una
varianza explicada del 59% a partir del componente principal uno.
Se estableció la influencia de los factores climáticos sobre los procesos
fisiológicos de las plantas al presentarse una estrecha relación entre los
distintos niveles de concentración durante las fenofases, tanto de las hormonas
como de los carbohidratos y su consecuente efecto sobre el tamaño final del
fruto. Se concluye que la ubicación del fruto en la planta es de suma
importancia para obtener calibres requeridos por la industria, siendo las zonas
superiores- periféricas las que inciden fuertemente sobre esta condición.
Palabras Claves: Persea americana Mill., carbohidratos, ácido abscísico,
citoquinina, HPLC.
2
ABSTRACT
Fruit production in plants is the result of cell growth and differentiation, which is
regulated by the action of various metabolites, which are carbohydrates and
hormones. The presence of these metabolites is important in the process of
plant growth and to induce various physiological responses. In the Region of
Coquimbo no background on this subject, so this study is a first step in this
direction. The objectives of this study were to evaluate and relate the
concentrations of carbohydrates (total sugars, reducing and non-reducing) and
hormones (abscisic acid, zeatin and zeatin riboside) in fruits of Persea
americana Mill Hass, located in different parts of the plant with fruit size and
agrometeorological parameters.
The study was conducted in the experimental garden of dependent Tuqui
University of La Serena and located at the north end of the city of Ovalle
(Region of Coquimbo, Chile). Homogeneous five trees were selected by
sampling run, from which sample units were collected (fruit). The sample
considered the height (upper half and lower half) and position nuts (canopy and
inner periphery) in the plant.
The sample period considered phenophases of fruit growth and development
(January-September 2011). At each date evaluated all parameters such as fruit
fresh weight, equatorial diameter and polar diameter.
Biochemical tests were performed by high performance liquid chromatography
(HPLC), where hormones were quantified as abscisic acid (ABA), zeatin (Z) and
zeatin riboside (ZR). Moreover, were determined by molecular absorption
spectrophotometry total sugars, reducing and non-reducing. Additional sources
of variation associated with agrometeorological data obtained from the
3
automated weather station located in the study site during every phase of fruit
growth.
Duncan's test showed that the differences were significant considering the
caliber sampling dates and some tree locations where the largest fruit positioned
in the upper-peripheral area, whereas the smallest size was observed in the
lower -interior. Regarding biochemical parameters (hormones and sugars), the
nonparametric U Mann-Whitney detected significant differences in some
sampling dates where cytokinins (zeatin riboside) showed differences in the
locations within the plant, filing such a difference in suburban and inner-upperlower. The principal component analysis of agrometeorological data showed a
clear relationship to biometric and biochemical parameters, showing a 59%
explained variance from one major component.
It established the influence of climatic factors on plant physiological processes to
occur close relationship between the different levels of concentration during the
phenophases of both hormones and carbohydrates and their subsequent effect
on the final size of the fruit. We conclude that the location of the fruit on the
ground is critical for caliber required by the industry, with higher-peripheral areas
which strongly focus on this condition.
Keywords: Persea americana Mill, carbohydrate, abscisic acid, cytokinin,
HPLC.
4
PRINCIPALES ABREVIATURAS
ABA
: Ácido abscísico
ACP
: Análisis de componentes principales
AR
: Azúcares Reductores
ARN
: Azúcares No Reductores
AT
: Azúcares Totales
CP
: Componente principal
CP1
: Componente principal 1
CP2
: Componente principal 2
CK
: Citoquinina
F1
: Fecha de enero. Primera caída de frutos
F2
: Fecha de marzo. Segunda caída de frutos
F3
: Fecha de abril. Inducción Floral
F4
: Fecha de julio. Crecimiento de fruto
F5
: Fecha de septiembre. Fruto maduro.
HR
: Humedad Relativa
PI
: Periferia Inferior
PS
: Periferia Superior
Rad. Max
: Radiación Solar Máxima
Rad. Min
: Radiación Solar Mínima
T.Med
: Temperatura Media
T.Max
: Temperatura Máxima
T. Min
: Temperatura Mínima
YI
: Interior Inferior
YS
: Interior Superior
Z
: Zeatina
ZR
: Ribósido de Zeatina
5
PROBLEMÁTICA Y JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO
El cultivo del palto en Chile, constituye una de las principales especies
frutales, con un total aproximado de 36.000 ha, situándose en el tercer lugar de
superficie nacional plantada, después de la vid de mesa y el manzano. Esta
superficie se distribuye de mayor a menor en zonas como Región de Valparaíso
Región Metropolitana, Región de Coquimbo y Región Libertador Bernardo
O´Higgins.
La región de Coquimbo ocupa el tercer lugar de importancia en la
distribución de esta especie a nivel país, siendo el palto relevante en la
fruticultura regional, al ocupar el segundo lugar de plantación con 6.290 ha
aproximadamente, las cuales se encuentran principalmente en la provincia de
Limarí (4.128 ha).
Si bien es cierto, el palto tiene una importancia tanto en la economía
nacional como regional, esta especie presenta diversos problemas para el
productor, al presentar baja eficiencia productiva, bajo calibre y añerismo,
traduciéndose a bajos rendimientos y características no requeridas por el
mercado.
Debido a estas debilidades del palto, se decidió llevar a cabo el presente
estudio para evaluar qué sucede a nivel bioquímico y fisiológico del árbol y así
poder facilitar información base a productores dedicados a esta industria, ya
que no se cuenta con información en Chile ni en la región respecto a la
evolución de ciertos compuestos bioquímicos que inciden significativamente en
6
los objetivos productivos de la especie (productividad, calibre y reducción del
añerismo).
Es por ello, que la generación de conocimiento sobre la evolución,
identificación y cuantificación de algunos metabolitos como fitohormonas
(zeatina, ribósido de zeatina y ácido abscísico) y carbohidratos (azúcares
reductores, no reductores y totales) vinculados con el tamaño comercial del
fruto y condiciones agrometeorológicas que caracterizan a la zona de cultivo de
la provincia de Limarí, permitiría tener mayor información en esta materia al
entender de mejor manera los factores bióticos y abióticos que afecta la
respuesta de la planta en cuanto a su potencial productivo, calidad y
requerimientos. Realizando una mejor interpretación fisiológica de éste,
aportaría información base para posteriores estudios más específicos sobre el
tema que permitan a futuro un mayor y mejor desarrollo de este cultivo. Como
así mismo permitir a los productores alcanzar un mayor calibre, a través de
prácticas culturales más adecuadas, de acuerdo a lo que demanda la industria
considerando que dicha variable tiene una importancia económica en la
especie.
7
1. INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes Generales
1.1.1 Antecedentes del cultivo en Chile
a) Superficie plantada
La superficie mundial de palto se ha cuadruplicado en cuanto a las
plantaciones durante el último tiempo desde 107.136 hectáreas en 1969 a
406.928 hectáreas en el año 2007. Siendo Chile el país líder a nivel mundial en
el incremento de las plantaciones pasando del noveno lugar de superficies
plantadas al segundo lugar a nivel mundial. Logrando ser uno de los principales
países productores y el tercer país exportador (Adriazola, 2007; Bravo, 2009).
En la temporada 2007 la superficie total de palto en Chile fue de 39.255
ha de las cuales 30.891 ha se encontraban en producción y en formación 8.363
ha (Censo Agropecuario, 2007). Según ODEPA, el catastro realizado en año
2012 la superficie nacional plantada es de 35.679 ha, disminución explicada por
condiciones adversas del clima como heladas, y al déficit hídrico preponderante
en el último tiempo (Gardiazabal y Mena, 2012). De acuerdo al catastro
realizado a la fecha, la superficie nacional se concentra en la Región de
Valparaíso con un 67%, 18% Región Metropolitana, 11% Región de Coquimbo
y 4% en la Región Libertador Bernardo O’Higgins (Comité de la Palta, 2012)
presentando las regiones Metropolitana y de Valparaíso un fuerte desarrollo en
forma paulatina al incorporar nuevas técnicas de riego y plantación.
De acuerdo a la distribución de las plantaciones, la Región de Coquimbo
ocupa el tercer lugar de importancia a nivel nacional, al concentrar 6.290 ha de
8
palto, las cuales ocupa el segundo lugar de importancia económica en la
fruticultura regional; dichas plantaciones se encuentran mayoritariamente en la
provincia del Limarí con 4.128 ha debido a las condiciones favorables para el
desarrollo del cultivo (Sociedad Agrícola del Norte, 2012) como se señala en la
Tabla 1.
Tabla 1. Superficie total frutícola de frutales mayores por provincias.
Fuente: Catastro Fruticola de la Región de Coquimbo, CIREN (2011).
9
b) Exportación
La exportación en Chile en la temporada 2011- 2012 el volumen fue de
102.373 toneladas (ODEPA, 2012) (Figura 1) de las cuales el 64% de los
envíos deriva al mercado de Estados Unidos, porcentaje que disminuyó, debido
a que las exportaciones chilenas se han diversificado pasando de una total
dependencia del mercado estadounidense a llegar a otros mercados como la
Unión Europea donde exporta el 29% según temporada 2011- 2012 como se
indica en la Figura 2. Dichos antecedentes se deben a que los países de la
Unión Europea han aumentado el consumo de este fruto entre sus habitantes lo
que ha llevado a una constante en los precios, además del continuo crecimiento
de la industria lo cual es favorable para Chile (ProChile, 2010; Portal Frutícola,
2012).
Fuente: ODEPA
Figura 1. Producción y exportaciones de paltas comprendidos entre los años 2000 al 2011.
Línea roja: Producción; Línea azul: Exportación.
10
Fuente: SAG -ASOEX /iQonsulting
Figura 2: Distribución del volumen exportado por mercado al 2011/12 (toneladas).
c) Consumo de palta
El consumo interno de palta en Chile se debe principalmente a que es
reconocida por su sabor y consistencia suave y cremosa. Hoy en día los
consumidores prefieren los productos de origen natural, con alto valor
energético y que aporte en la salud. Tales características se encuentran en la
palta debido a que ésta presenta alto contenido de vitamina E y K, todas las
vitaminas B, rica en minerales como potasio y magnesio, 0% colesterol y
protege contra cataratas, cáncer y enfermedades al corazón, lo cual ha llevado
a esta especie pasar de una fruta exótica a un alimento esencial en la dieta
diaria (Gardiazabal y Rosenberg, 1991; Calvert, 1993; Fernández, 2003;
Martínez, 2004; Gil, 2006; Comité de la Palta, 2012).
11
1.1.2 Antecedentes de la variedad Hass
Las variedades de palto cultivadas comercialmente corresponden a tres
razas, Mexicana, Guatemalteca y Antillana las cuales pertenecen a la especie
Persea americana Mill (Mena, 1997; Fernández, 2003; Mardones, 2005).
Si bien en Chile se tienen variedades comerciales importantes como
Hass, Bacon, Zutano, Edranol, Negra de la Cruz y Fuerte; la variedad Hass es
la más consumida y ocupa el 75% de la producción de palta en el país, sin
embargo, en el último tiempo ha aumentado la superficie de variedades Edranol
y Zutano como cultivares polinizantes de Hass. Debido a que el palto presenta
un desfase de maduración de los sexos (dicogamia - protoginea) es importante
tener dichas variedades para que se produzca el traslape en la fase de plena
floración y de esta manera siempre existan flores en estado masculino y
femenino, cuyo manejo adecuado permitiría lograr una polinización cruzada
(Gandolfo, 1995; De La Cuadra, 1999; Razeto, 2000; Gardiazabal, 2001; Lu y
Hofshi, 2004; De La Cuadra y Rodríguez, 2006; Arredondo, 2008).
La producción de palta Hass alcanza un promedio de 12 Ton/ha después
de 6 a 8 años pudiendo llegar hasta 25 Ton/ha al realizar adecuados manejos
agronómicos. Además, presenta reducido añerismo al compararla con otras
variedades como Fuerte y alta precocidad pudiendo ser cosechada al segundo
o tercer año de haber sido plantada (Saavedra, 1995; Lemus et al., 2005; Saieg,
2006; Teliz y Mora, 2007).
La palta Hass tiene excelentes características que la hacen apetecida por
los consumidores como la ausencia de fibras en el fruto, pulpa cremosa,
porcentaje de materia seca de 23,7% y semilla pequeña. El fruto es oval y
12
asimétrico con tonalidades café a violáceo y de epicarpio rugoso. En el
hemisferio sur, específicamente Chile, la disponibilidad de este fruto se
encuentra entre los meses de agosto a abril, variando según la región en que se
encuentre, puesto que hacia el norte del país la cosecha es más temprana
(agosto - marzo) que en el sur (septiembre - abril). Según lo manifestado por
López (1998), Jaque (2006), ODEPA (2006) y Teliz y Mora (2007) la fruta puede
permanecer
tardíamente
en
el
árbol
sin
afectar
sus
características
organolépticas. Posee un excelente estado de conservación y resistencia al
transporte.
1.2 Cuaja, caída y desarrollo de fruto
El crecimiento de la mayoría de los frutos se divide en tres fases; siendo
la primera el desarrollo del ovario, fertilización y cuaja; la segunda fase es
caracterizada por una división celular continua, formación de la semilla y
desarrollo del embrión; y en la tercera fase ocurre una expansión celular y
maduración del embrión (Coleto, 1995; Álvarez, 2003; Martínez et al., 2003;
Agustí, 2004; Razeto, 2006).
La especie en estudio puede producir hasta un millón de flores de las
cuales sólo el 1% de ellas cuajan y por ende se transforman en fruto, esto
debido al añerismo que presenta dicho cultivo y a factores ambientales que
influyen significativamente en la etapa de floración. Una vez cuajado el fruto se
sigue desarrollando hasta alcanzar el tamaño final y posterior maduración. La
cuaja se ve fuertemente relacionada con la polinización y fertilización, debido a
que la formación de los frutos depende de la disponibilidad de fotoasimilados
como de las condiciones climáticas (Calvert, 1993; García, 1997; Espinoza,
2004; Gandolfo, 2008)
13
La disponibilidad de fotoasimilados presentes en el árbol está dada por
una alta competencia entre los sumideros, de hecho, las hojas compiten por el
uso de los fotoasimilados con las flores y frutos en desarrollo hasta que estos
últimos logran una expansión, la cual permite que el transporte de asimilados,
como hidratos de carbono producidos a través de la fotosíntesis en la cubierta
de la hoja, cambie a favor del crecimiento de fruto. Liu et al. (1999a), Adriazola
(2007) y Gandolfo (2008) sostienen que la competencia por los fotoasimilados
puede provocar la caída de frutos, la cual tiene dos peak marcados en paltos,
enero y marzo (hemisferio sur). Dicha caída de fruto también está dada por el
ajuste de carga frutal que provoca la abscisión de éstos.
En cuanto al desarrollo del fruto en palto, éste es muy intenso en la
primera fase de crecimiento, basado tanto en dimensión como en masa, dicho
desarrollo posee un alto gasto energético siendo aportado por carbohidratos,
lípidos y proteínas, los cuales se relacionan con el calibre final del fruto. El
patrón de crecimiento del fruto del palto es una curva sigmoidea, en donde se
reconoce un período de crecimiento inicial de 10 semanas (Fase I), período
exponencial de crecimiento de alrededor de 30 semanas (Fase II) y una fase de
maduración en donde el crecimiento se desacelera (Fase III). A diferencia de
otros frutos, la división celular en el tejido del mesocarpio no se limita a la fase I,
sino que continúa durante su desarrollo y maduración (Cowan et al., 1997;
Wiegand, 1999; Cowan et al., 2001, Hofman et al., 2002).
1.3 Relación entre fitohormonas, carbohidratos y desarrollo del fruto
La producción de frutos por la planta es considerada el resultado de
todos los procesos fisiológicos que ocurren en ella, dichos procesos son
ayudados por diversos metabolitos que cumplen distintas funciones dentro de la
14
planta para lograr el objetivo final. Dentro de los metabolitos se encuentran las
hormonas y los carbohidratos, es por ello que no deben faltar en las diversas
etapas de crecimiento del fruto al igual que los nutrientes minerales. De acuerdo
a Álvarez (2003) y Dahan et al. (2010), el crecimiento del fruto depende de dos
procesos fundamentales como son la división y elongación celular, los cuales se
encuentran estrechamente relacionados con las funciones de las fitohormonas
como de los carbohidratos.
1.3.1 Fitohormonas
a) Citoquininas
Las citoquininas (CK) son fitohormonas que se sintetizan en las raíces a
través de la ruta bioquímica de la adenina. Dichas fitohormonas cumplen
diversas funciones dentro de la planta como son: estimular la división celular,
elongación y diferenciación celular, maduración de cloroplasto, movilización de
nutrientes y el retardo de la senescencia de algunos órganos. Dentro de las
funciones las más importantes para el palto son la estimulación de la división
celular y el transporte de nutrientes ya que estos dos procesos estimulan el
crecimiento y cuajado del fruto logrando así la productividad requerida (Urbina,
1994; Motyka et al., 1996; Villaflor, 2007; Celis y Gallardo, 2008). Al respecto
Cowan et al. (2001), respalda lo anteriormente expuesto debido a que el
tamaño de la fruta está en función del número de células, más que el tamaño de
ésta, y al mantener la división celular ayudaría al efecto sumidero para el
crecimiento
continuado
del
fruto,
siendo
este
mecanismo
regulado
principalmente por las citoquininas.
Las diversas citoquininas naturales identificadas en la actualidad son
derivados de adenina con un sustituyente de naturaleza isoprenoide o
15
aromático y se producen como libre a bases de purinas, nucleótidos y como
componente de RNAt. Dentro de las citoquininas isoprenoidicas se encuentran:
isopentil adenina (iP), zeatina (Z) y dihidrozeatina (DHZ), siendo éstas las que
se encuentran en forma predominante en las plantas superiores (Genkov et al.,
1996; Fernández et al., 2006).
Según lo indicado por Suttle y Banowetz (2000) y García (2002) la
zeatina (Z) y la ribósido de zeatina (ZR) conforman las citoquininas que se
encuentran más activas en las plantas. Estas fitohormonas son de carácter
natural y son sintetizadas desde la isopentenil adenina, específicamente, del
producto de la reacción catalizada por la isopentenil transferasa. Dicha síntesis
se inicia con la hidroxilación de la cadena lateral de la isopentenil adenina,
aunque también puede ocurrir desde sus nucleósidos y nucleótidos. En cuanto
a la zeatina posee forma cis o trans, siendo el derivado trans- zeatina los
estudios que más se han realizado.
b) Ácido abscísico
El
ácido
abscísico
(ABA)
es
una
fitohormona
de
naturaleza
sesquiterpenoide producido por el ácido mevalónico, se sintetiza en los
cloroplastos y otros plastidios. Éste es un regulador del crecimiento en las
plantas y se encuentra en concentraciones pequeñas. Es un inhibidor de los
procesos metabólicos y se incrementa al ocurrir un estrés o por las bajas
temperaturas. Debido a estas dos características es que sobresale con respecto
a los otros reguladores de crecimiento ya que inhibe la mayoría de los procesos
fisiológicos al presentar interacción con las auxinas, citoquininas y giberelinas,
provocando un retardo en la división celular lo cual influye en el tamaño del fruto
generando una fruta más pequeña (Cripps, 1999; Richings et al., 2000; Cowan
et al., 2001; Escalona, 2003; Espinoza, 2004; Celis y Gallardo, 2008). De hecho
16
Cowan et al. (2001) manifiesta que los niveles de ABA son mayores en la etapa
final del desarrollo en fruto de paltas que durante el ciclo de crecimiento
propiamente tal.
Otras de las funciones fisiológicas que presenta el ABA es el de actuar
como hormona de inducción a dormancia y el de promover la síntesis de
proteínas, las cuales están relacionadas con la tolerancia a la desecación.
También es un compuesto que provoca la abscisión de los frutos (Escalona,
2003; Rivas et al., 2010).
c) Relación entre citoquinina y ácido abscísico
La mayoría de los procesos fisiológicos que ocurren en las plantas se
encuentran influenciados de forma directa o indirectamente por las hormonas.
Tanto las citoquininas como el ácido abscísico presentan una relación directa
en el crecimiento del fruto, debido a que el equilibrio entre CK/ABA es
fundamental en esta etapa ya que un aumento de la CK está relacionada
positivamente con el aumento de tamaño pero no así el aumento de ABA,
debido a que éste último disminuye la fuerza sumidero de los órganos en
desarrollo, incidiendo desfavorablemente en la división celular, provocando
frutos de menor tamaño. La concentración de las hormonas es un equilibrio
entre el catabolismo, importación y exportación de los solutos afectando la tasa
de crecimiento y tamaño final del fruto (Cowan et al., 1998; Cripps et al., 1999;
Pospisilova et al., 2000; Cowan et al., 2001; Espinoza, 2004).
17
1.3.2 Carbohidratos
Los carbohidratos producidos en la fotosíntesis, cumplen un papel
importante en el funcionamiento de las plantas en los procesos de floración,
crecimiento y producción de la fruta. Los carbohidratos de reserva
predominantes para disponer de energía durante el crecimiento se encuentran
en el almidón y los azúcares solubles, siendo éstos relacionados directamente
con la producción, los cuales pueden ser acumulados en concentraciones
promedio del 20% de la masa seca de algunos tejidos (Liu et al., 1999a;
Adriazola, 2007; Gandolfo, 2008).
La sacarosa es considerada como el principal azúcar transportador en la
mayoría de las plantas con flores. Por tanto, se asume que el metabolismo de
este azúcar en el desarrollo del fruto influye en la fuerza sumidero de estos
órganos. Dicho azúcar es considerado como no reductor donde el enlace
glicosídico bloquea los dos enlaces hemiacetálicos de glucosa y fructosa por lo
que su poder de oxidación se ve fuertemente disminuido al tener los dos grupos
carbonilo bloqueados (Castillo et al., 1996; Sung et al., 1998; Cripps et al.,
1999).
Se ha demostrado que los productos de degradación del metabolismo de
la sacarosa (glucosa y fructosa) al igual que las hormonas vegetales, tienen la
capacidad de modificar la expresión génica y cambiar procesos relacionados
con el efecto sumidero, crecimiento del fruto y almacenamiento de
carbohidratos y azúcares. Dichos azúcares (glucosa y fructosa) son clasificados
como azúcares reductores al presentar un carbono libre en su estructura y al
ser de fácil oxidación (Koch, 1996; Zhou et al., 1998; Cripps et al., 1999).
18
De acuerdo a Liu et al. (1999a), Álvarez (2003) y Gandolfo (2008) el palto
variedad Hass posee carbohidratos de reserva en la forma de azúcares
solubles de siete carbonos (C7), siendo estos inusuales en la naturaleza y sin
tener una explicación clara del por qué esta especie destina una gran
proporción de carbono fijado a este tipo de azúcares. Sin embargo, algunos
estudios señalan que es altamente probable que este azúcar de siete carbonos
sirva como azúcar de transporte en el floema, reconociéndose a la
manoheptulosa y perseitol como dos azúcares predominantes en los órganos
del palto.
Cabe señalar que en la piel y pulpa de la palta ocurre una disminución en
su concentración de azúcares C7, después de la madurez y almacenaje a baja
temperatura, sugiriendo que el fruto del palto tendría, además, un mecanismo
enzimático para metabolizar los azúcares C7 como lo manifiestan Cowan et al.
(1998) y Liu et al. (1999b).
La palta no madura en el árbol y a partir de ello se plantea la posibilidad
de que una reducción en los niveles de azúcares sería un prerrequisito para su
maduración. Sólo cuando el fruto se separa del árbol y el abastecimiento desde
las fuentes, como los brotes se acaba, puede iniciar el proceso de maduración.
(Cowan et al., 2001).
1.4 Influencia de la ubicación (posición y altura) del fruto en el árbol y la
luminosidad sobre el desarrollo de éste
La intensidad de luz y temperatura afectan el desarrollo del fruto, ya que
en la cara norte de un árbol la fruta es de mayor tamaño que la fruta del lado
sur (Olaeta et al., 2007). Según Muñoz (2004) las distintas ubicaciones de los
19
frutos dentro del árbol, difieren en el nivel de madurez respecto a la altura de
éste, no existiendo diferencias en la ubicación geográfica. Dicha diferencia es
causada por la altura, debido a la mayor cantidad de horas de radiación que
recibe diariamente la zona superior del árbol, en comparación a las zonas
bajas.
En la fenofase de floración, factores ambientales, tales como, la
intensidad y duración de la iluminación son determinantes, por tanto, si ésta es
baja se ve afectada en desmedro de esta etapa. Cuando la iluminación es baja,
respecto de sus requerimientos, el crecimiento vegetativo del árbol se reduce,
afectando el número y longitud de los brotes, así como en el tamaño de las
hojas, resultando en un menor desarrollo del árbol y una menor actividad
fotosintética (Gallardo, 1998; Jaque, 2006; Gandolfo, 2008).
La intercepción lumínica y la distribución de la luz a través de la copa del
árbol intervienen sobre la fotosíntesis, transpiración y los gradientes de
humedad foliar, por lo que son factores importantes en la productividad, al
afectar el desarrollo productivo del palto. La fotosíntesis, es esencial en el
desarrollo vegetativo de los árboles, para que la planta funcione correctamente
y realice de forma adecuada los diversos procesos. Si no hay crecimiento, la
producción, el tamaño de la fruta y la iniciación floral serán los afectados.
Debido a lo expuesto anteriormente, la ubicación que presente el fruto es de
gran importancia para obtener los resultados esperados ya que éstos necesitan
captar los nutrientes y esqueletos carbonados necesarios para tener el máximo
crecimiento (Soto, 2001; Álvarez, 2003; Saieg, 2006; Adriazola, 2007).
20
1.5 Parámetros biométricos
El calibre de un fruto se relaciona con el peso y la cantidad de frutos que
se encuentran en una caja de exportación y es uno de los factores importantes
a considerar a la hora de la comercialización de la fruta, debido a que el
aumento de la oferta lleva consigo mayores exigencias del mercado importador.
Hoy en día en la industria moderna no sólo se debe alcanzar un determinado
volumen sino también un buen tamaño para que el negocio sea rentable
(Gardiazabal, 2004; Jaque, 2006; Gardiazabal, 2012; Mena, 2012).
Debido a lo expuesto anteriormente es que tanto el peso como el
diámetro son parámetros de relevancia y por ser fáciles de evaluar han sido
utilizados como estándares en el estado de Florida para saber el momento de
cosecha de los frutos (López, 1998).
El tamaño comercial del fruto fluctúa entre los 250 a 300 g, siendo para
los paltos cultivar Hass un fruto pequeño de 140 g promedio y un fruto grande
220 g promedio por lo que sólo un 5 a 20 % de la fruta cosechada son
exportables (Cowan, 1997; Legua, 2002 y Olaeta et al., 2007). El tamaño
depende del número de células y de la acumulación de fotoasimilados. Cerca
del 90% del calibre final de un fruto de palta está determinado a las 26 semanas
después de cuaja, la cual se caracteriza por una fase de crecimiento rápida
donde el crecimiento del fruto fluctúa entre los 22 a 60 mm (diámetro ecuatorial)
y 29 a 83 mm (diámetro polar) además de este rápido incremento en tamaño
también hay un incremento en su biomasa (Liu et al., 1999b; Saavedra, 2000;
Martínez et al., 2003; Gardiazabal, 2004; Palma, 2006; Irihimovitch, 20101*). El
1
*Vered Irihimovitch. Comunicación Personal, 2010. Israel.
21
calibre es importante, ya que de eso depende el precio que obtendría la fruta en
los mercados. Según la información entregada por la Revista del Campo
N°1896 (2012) los precios a principio de temporada 2012 para calibres de
primera categoría (> 180 g) fluctuaron entre los US$ 25,00 - 30,00 la caja, sin
embargo no hay que dejar de lado que éstos varían de acuerdo a la oferta y
demanda del mercado.
Legua (2002) señala que mediciones de diámetro polar y ecuatorial del
fruto arrojan fluctuaciones diarias, por lo que habría una expansión durante la
noche y contracción durante el día, alcanzando su peak de contracción en el
momento de máxima temperatura, debido a que determina un incremento de la
transpiración de las hojas cercanas al fruto y de él mismo, con la consiguiente
pérdida hídrica.
Entre otros factores que pueden afectar el tamaño del fruto se encuentra
la carga frutal del árbol como las restricciones hídricas que se puedan generar
durante su crecimiento (Jaque, 2006 y Olaeta et al., 2007).
1.6 Parámetros meteorológicos que se relacionan con el tamaño del fruto
El desarrollo de las plantas y el potencial genético productivo alcanzado
son determinados por diversos factores medioambientales, los cuales pueden
llegar a afectar la producción si no se dan las condiciones de manera favorable,
es por ello que el clima es un factor de importancia y determinante en la
producción de paltos, afectando en la calidad y rendimiento a obtener por las
distintas variedades, siendo dentro de los factores climáticos, la temperatura el
22
más importante a considerar. La baja temperatura es la principal limitante, por
ser el palto una especie de hoja persistente, ya que está expuesto a bajas
temperaturas (heladas) durante las distintas estaciones del año (otoño, invierno
e incluso a comienzos de primavera), provocando daños en la fruta e incluso en
los árboles (Gardiazabal, 1998; Soto, 2001; Gandolfo, 2008).
Para poder realizar predicciones en cuanto a las condiciones climáticas
se recurre a un instrumento esencial para medir y registrar regularmente
diversas variables atmosféricas siendo esta la estación meteorológica. En ella
se exhiben y registran datos los cuales se utilizan tanto para la elaboración de
predicciones (a partir de modelos numéricos) como para estudios climáticos
(Davis Instrument Corp, 2006).
Los diversos parámetros comunes y variables que se miden en una
estación meteorológica incluyen principalmente: Temperaturas (Termómetro),
en diversas horas del día; presión atmosférica en superficie (Barómetro);
precipitación (Pluviómetro); humedad relativa del aire y la temperatura del punto
de rocío (Psicrómetro o higrómetro); horas de luz solar (Heliógrafo); velocidad
del viento y veleta para registrar su dirección (Anemómetro).
La mayor parte de las estaciones meteorológicas están automatizadas
(E.M.A.) requiriendo un mantenimiento frecuente y registrando los datos durante
meses, los cuales deben ser descargados mediante software para hacer los
estudios necesarios, sirviendo estos datos para realizar manejos agronómicos
asociados al cultivo de forma más específica, y así lograr el propósito final el
cual es alcanzar frutos con características demandadas por el mercado (Davis
Instrument Corp, 2008).
23
Considerando que el calibre de la fruta es de importancia económica en
la producción de la especie en estudio y que además es de interés tanto
regional, como nacional para los productores de esta industria, este estudio
postula que se debe generar una información base más acotada en las zonas
productoras de palta (la cual no existe), relacionada con la evolución de algunos
metabolitos bioquímicos que se producen durante el desarrollo de la planta y
que están estrechamente vinculados con el tamaño final de la fruta,
considerando su ubicación en el árbol y las condiciones agrometeorológicas
imperantes.
24
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo General

Valorar el efecto de la ubicación del fruto en árboles de paltos variedad
Hass sobre los metabólitos como zeatina, ribósido de zeatina, ácido
abscísico y carbohidratos vinculados al tamaño final de la fruta.
2.2 Objetivos Específicos
 Determinar el efecto de la altura y posición del fruto en el árbol sobre la
evolución de parámetros biométricos, carbohidratos y hormonas de frutos
de palto recolectados en diferentes fechas de muestreo.
 Establecer la relación existente entre carbohidratos, hormonas y
parámetros agrometeorológicos con el tamaño de la fruta colectada en
diferente ubicación del árbol, durante la etapa de crecimiento.
25
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 Ubicación del Huerto Experimental
El estudio se llevó a cabo en la Estación Experimental Tuquí
perteneciente al Departamento de Agronomía de la Universidad de La Serena,
ubicada en la comuna de Ovalle, Región de Coquimbo, Chile (30° 34’ 0.58”
latitud sur y 71° 10' 51.8” longitud oeste) a 326 m.s.n.m., entre los meses de
enero a septiembre del año 2011(según fenofase de crecimiento de fruto)
(Figura 3).
Fuente: Google Earth, 2012.
Figura 3. Ubicación sitio de estudio. Localidad de Tuquí Comuna de Ovalle, Región de
Coquimbo.
26
3.2 Caracterización Climática
La localidad de Tuquí se encuentra en una zona de clima mediterráneo
subtropical semiárido con una precipitación promedio de 125.7 mm/año, un
período libre de heladas de 10 meses con una temperatura mínima anual de 10
a 15 °C y máximas que fluctúan entre 25 a 30 °C; humedades relativas
máximas inferiores al 90% y mínimas entre 40 a 60% (Pérez et al., 2012).
3.3 Caracterización Edafológica
El suelo existente en la parcela experimental Tuquí pertenece a la serie
San Julián caracterizado como suelos profundos que derivan de sedimentos
aluviales en posición de terrazas altas, con una topografía y un microrelieve que
presenta un drenaje moderado a través de su perfil. Las texturas predominantes
son pesadas, a moderadamente pesadas con presencia de calcio a
profundidades que fluctúan entre 40 a 90 cm. Además, en el perfil el sustrato se
encuentra compuesto por un conglomerado de piedras, gravas y arenas en una
matriz con alta concentración cálcica (Núñez, 2002; Carvajal, 2006; Gil, 2006,
Casanova et al., 2010).
3.4 Material Vegetal
3.4.1 Criterio de selección del material vegetal
Con la finalidad de seleccionar árboles homogéneos en la población del
huerto se evaluaron 26 plantas considerando parámetros tales como, área de
sección transversal de tronco (20 cm sobre la zona del injerto), altura de planta,
diámetro de canopia y vigor a partir de un análisis de desviación estándar
obteniéndose rangos respecto a las medias. Posteriormente se seleccionaron
mediante muestreo dirigido 5 árboles con características similares. Excluyendo
27
los árboles que pertenecen a hileras límites del huerto para evitar el efecto
borde como se muestra en la Figura 4.
Figura 4. Diseño de huerto y árboles seleccionados.
3.4.2 Caracterización del material vegetal
Frutos de palto variedad Hass (Persea americana Mill) injertados sobre
patrón de raza mexicana (Mexícola) fueron muestreados a partir de 5 árboles
seleccionados mediante muestreo dirigido en la Estación Experimental Tuquí de
la Facultad de Ciencias, de la Universidad de La Serena ubicada en la salida
norte de Ovalle.
Los árboles fueron establecidos el año 2001 con un marco de plantación
de 6 x 4 m dando una densidad de 416 plantas/ha, existiendo actualmente sólo
28
54 plantas entre polinizantes (variedad Negra de la Cruz) y comerciales
(variedad Hass). Cabe señalar que la superficie del huerto alcanza 1054 m2.
Cada árbol es fertirrigado por microaspersión (caudal 35 l/h), localizándose un
microaspersor entre dos árboles sumando un total de 48. Los fertilizantes
proporcionados a las plantas por medio del riego presurizado corresponden a
nitrato de potasio, urea, ácido fosfórico, sulfato de zinc y ácido bórico, mientras
que foliarmente se utiliza azufre para combatir plagas como la arañita del palto
(Oligonychus yothersi).
3.5 Descripción de los Tratamientos
3.5.1 Efecto altura de la planta
Se realizaron muestreos aleatorios de frutos en dos alturas mitad
superior (sobre 1,5 metros) y mitad inferior (bajo 1,5 metros) del dosel en cada
planta (unidad experimental) desde el término de la primera caída de fruto hasta
madurez fisiológica (Figura 5). Las fechas de muestreo de dicha actividad son
indicadas en la Tabla 2.
Tabla 2. Fechas de muestreo de acuerdo a las correspondientes fenofases vinculadas con el
desarrollo del fruto variedad Hass. Temporada 2011.
Fecha de muestreo
Fenofase
Enero 2011 (F1)
Término primera caída de frutos
Marzo 2011 (F2)
Término de la segunda caída de frutos
Abril 2011 (F3)
Inducción floral
Julio 2011 (F4)
Crecimiento de fruto
Septiembre 2011 (F5)
Fruto maduro
29
Mitad superior
(1.50 m)
Mitad inferior
(1.50 m)
Figura 5. Efecto altura en la planta.
3.5.2 Efecto nivel de posición
Se realizaron muestreos aleatorios de frutos de la periferia (60 cm
medidos desde el ápice de la rama hacia el tronco) y dentro del dosel (50 cm
medidos desde el tronco hacia el ápice de la rama) desde el término de la
primera caída de fruto hasta madurez fisiológica como se muestra en la Figura
6. Las fechas de muestreos de dicha actividad son indicadas en la Tabla 2.
30
Figura 6. Efecto posición en la planta.
Por consiguiente, considerando ambos factores los tratamientos se
distribuyeron como se señala en la Tabla 3.
Tabla 3. Composición de los tratamientos considerando el efecto de altura y posición en el
árbol.
Tratamiento
Posición
Altura
T1 (PS)
Periferia
Superior
T2 (PI)
Periferia
Inferior
T3 (YS)
Interior
Superior
T4 (YI)
Interior
Inferior
31
3.6 Determinaciones Analíticas
3.6.1 Parámetros biométricos
Una vez recolectados los frutos y en cada fecha de muestreo se procedió
a medir el diámetro ecuatorial y polar (mm) de los frutos con un pie de metro
digital Caliper Within 300 mm siendo cada palta pesada (g) con una balanza
analítica marca Sartorius modelo BLG 10 (d = 0,01g).
3.6.2 Carbohidratos
En cada fecha de muestreo se determinó a los frutos azúcares totales,
azúcares reductores y no reductores. Para esto se tomaron muestras de
acuerdo a las fechas de muestreos indicadas en la Tabla 1 y a los tratamientos
indicados en la Tabla 2. Para el estudio se consideró la pulpa de la fruta,
triturándose sin piel ni semilla y congelándola con nitrógeno líquido.
Posteriormente las muestras se conservaron en un congelador marca NuAire
modelo Glacier a -80°C. Finalmente las muestras se liofilizaron (Virtis modelo
Sentry). Para la extracción de los azúcares se pesó 0.1 g de muestra y se llevó
a vasos precipitados de 50 ml, adicionándoles 10 ml de etanol al 80% y
llevándose a ebullición por 15 minutos cubiertos con un vidrio reloj. Luego los
vasos precipitados se dejaron enfriar para posteriormente ser filtrados y
llevados a matraces de 10 ml. El filtro fue lavado en forma parcializada con 5 ml
de etanol al 80% y su residuo fue eliminado. El procedimiento se detalla en
ANEXO 1.
Según ensayos previos a los análisis de las muestras, se detectó
variabilidad en la cantidad de azúcares en distintas fenofases de crecimiento,
por lo cual se realizó una dilución sumatoria de volúmenes quedando como
32
factor de dilución 20 y 50, con el objetivo de definir para cada fenofase su
correspondiente dilución.
Cabe mencionar que los azúcares no reductores se calcularon por la
diferencia entre los totales y los reductores.
a) Azúcares totales
Esta
determinación se
realizó
por el método
de
Dubois con
modificaciones (Dubois et al., 1956).
- Preparación de soluciones: Se pesó 5 g de fenol y se disolvió en 50 ml de
agua destilada, finalmente se llevó a un volumen de 100 ml. Para elaborar el
patrón de calibración se pesó con sensibilidad 0.1 mg, 1 g de glucosa p.a.
disuelto en 200 ml de agua destilada, y aforada a 1000 ml con agua destilada
([Glucosa]= 1000 mg*L-1). Se realizó una solución intermedia de glucosa de 100
mg*L-1, de la cual se tomó 25 ml de solución de glucosa de 1000 mg*L-1 y se
llevó a un matraz de aforo de 250 ml, aforándose y homogeneizándose.
- Curva de calibración: Se utilizó como patrón la solución de D-glucosa de
aproximadamente 1000 mg*L-1 previamente preparada. Para la elaboración de
la curva se realizaron distintas concentraciones indicadas en la Tabla 4. Se
tomó 1 ml de las diferentes cantidades de patrón con la ayuda de una
micropipeta y por triplicado. Posteriormente se agregó 1 ml de fenol (5%).
Luego, se adicionó 5 ml de ácido sulfúrico concentrado en baño de hielo y se
agitó en vórtex por 1 minuto, dejándose enfriar a temperatura ambiente y
llevándose a baño maría por 15 minutos en ebullición. Se leyó la absorbancia a
33
488 nm en un espectrofotómetro de absorción molecular Modelo Jasco V530.
Se construyó la gráfica de azúcar total (mg*L-1) vs. absorbancia promedio
corregida con el blanco de la muestra a 488 nm como lo indica la Figura 7.
Tabla 4. Curva de calibración para azúcares totales por el método de Dubois. Solución 1=
-1
-1
Glucosa 1000 mg*L ; Solución 2: Glucosa 100 mg*L .
Concentración
Volumen Aforo
Volumen de
Solución
(mg/ml)
(ml)
solución (ml)
0
100.0
0
-
5
100.0
5
2
10
100.0
10
2
20
100.0
20
2
25
100.0
25
2
50
100.0
5
2
100
100.0
-
-
200
100.0
20
1
250
100.0
25
1
500
100.0
50
1
34
-1
Figura 7. Azúcares totales (mg*L ) vs. absorbancia promedio corregido con el blanco de la
muestra a 488 nm.
- Coloración de las muestras: Se tomó 1 ml de la muestra con factor de dilución
50 y se llevó a un tubo de ensayo adicionando 1 ml de fenol (5%) y 5 ml de
ácido sulfúrico concentrado en baño de hielo, agitándose en vortex por 1
minuto, y llevados a temperatura ambiente para posteriormente calentar en
baño maría por 15 minutos en ebullición. Finalmente se dejó enfriar y se leyó en
el espectrofotómetro a 488 nm como se detalla en el ANEXO 2.
b) Azúcares reductores
Esta determinación se realizó por el método de Somogyi y Nelson con
modificaciones (Somogyi, 1944 y Nelson, 1952).
- Preparación de soluciones: Para la elaboración del reactivo de Somogyi, se
disolvió 28 g de Na2HPO4 anhidro y 4 g de tartrato de sodio y potasio en
35
aproximadamente 700 ml de agua destilada. Se agregó 100 ml de NaOH 1N
agitando y luego 80 ml de CuSO4 10% (p/v). Cuando todo estuvo disuelto se
agregó 180 g de Na2SO4 anhidro y se diluyó a 1L. Se dejó descansar 1 día y
decantar el sobrenadante, guardándose en botella color ámbar. Para la
preparación del reactivo de Nelson, se disolvió 25 g de molibdato de amonio en
450 ml de agua destilada, se agregó 21 ml de ácido sulfúrico concentrado y se
mezcló. Luego se agregó 3 g de Na2HAsO4 x 7H2O disueltos en 25 ml de agua
destilada, se mezcló e incubó a 37ºC por 24 a 48 h guardándose en frasco color
ámbar.
- Curva de calibración: Se utilizó como patrón la solución de D-glucosa de
aproximadamente 1000 mg*L-1 previamente preparada según procedimiento
señalado en la sección de azúcares totales. Para la elaboración de la curva se
realizaron distintas concentraciones indicadas en la Tabla 5. Se tomó 2 ml de
las diferentes cantidades de patrón con la ayuda de una micropipeta y por
triplicado, posteriormente se agregó 2 ml de reactivo de Somogyi, agitándose
en vortex por 1 minuto y llevándose a baño maría por 10 minutos en ebullición.
Luego, se enfrió en baño de agua y se adicionó 1 ml de reactivo de Nelson,
agitándose en vórtex por 1 minuto y añadiéndose 20 ml de agua destilada con
la ayuda de una probeta. Se leyó la absorbancia a 750 nm en un
espectrofotómetro de absorción molecular Modelo Jasco V530, construyéndose
la curva de azúcar reductor (mg*L-1) vs. absorbancia promedio corregida con el
blanco de la muestra a 750 nm como se indica en la Figura 8.
36
Tabla 5. Curva de calibración para azúcares reductores por el método de Somgyi y Nelson.
-1
-1
Solución 1= Glucosa 1000 mg*L ; Solución 2: Glucosa 100 mg*L .
Concentración
Volumen Aforo
Volumen de
Solución
(mg/ml)
(ml)
solución (ml)
0
100.0
0
-
50
100.0
5
1
70
100.0
7
1
100
100.0
-
-
120
100.0
12
1
150
100.0
15
1
200
100.0
20
1
-1
Figura 8. Azúcares reductores (mg*L ) vs. Absorbancia promedio corregido con el blanco de la
muestra a 750 nm.
37
- Coloración de las muestras: Se tomó 2 ml de la muestra con factor de dilución
20 o 50 dependiendo de cada fenofase de crecimiento de fruto y se llevó a un
tubo de ensayo adicionando 2 ml de reactivo de Somogyi, agitándose en vortex
por 1 minuto y llevándose a baño maría por 10 minutos en ebullición. Luego, se
enfrió en baño de agua y se adicionó 1 ml de reactivo de Nelson, agitándose en
vórtex por 1 minuto y añadiéndose 20 ml de agua destilada con la ayuda de una
probeta. Se leyó la absorbancia a 750 nm en un espectrofotómetro de absorción
molecular Modelo Jasco V530 (ANEXO 3).
3.6.3 Determinación de hormonas
Cabe señalar que al igual que la determinación de carbohidratos, se
utilizaron muestras de pulpa liofilizadas de palta.
En cada fecha de muestreo se realizaron a las muestras la determinación
de ABA y CK expresados en ug *100 g-1 peso seco, a través de cromatografía
líquida de alta resolución (HPLC), según metodología utilizada por Olivella et al.
y Ortiz y Flórez con modificaciones (Olivella et al., 2001 y Ortiz y Flórez, 2008).
a) Curva de calibración
Se utilizó como patrón los reactivos ribósido de zeatina SIGMA-ALDRICH
Z0375-10 mg, zeatina 1mg*ml-1 y ácido abscísico SIGMA-ALDRICH A1049-100
mg, a partir de concentraciones previamente preparada de 284,6 µM, 45,6 µM
y 378,3 µM respectivamente. Para la elaboración de la curva se realizaron
distintas concentraciones indicadas en la Tabla 6, detectando los picos con su
respectivo tiempo y áreas en cada concentración para las fitohormonas antes
mencionadas (Figura 9). Se tomó 100 µL de las diferentes cantidades de patrón
38
para ser inyectadas en el cromatógrafo. Cabe mencionar que se inyectaron tres
veces cada una, leyéndose a una longitud de onda de 254 nm, con una
velocidad de flujo de 0.8 ml*min-1 y una fase móvil de metanol:agua (40:60 v/v).
Dicha fase móvil se desgasificó antes de su uso. Se utilizó un cromatógrafo
marca MERCK HITACHI con controlador L6200, integrador D 2500, detector UV
y una columna C18 LICHROSPHER 100 RP18 250 mm, 5 µm d.p. y 4 mm d.i.
Cabe señalar que de acuerdo a la metodología utilizada, no se
detectaron en todas las muestras de paltas evaluadas las hormonas en estudio.
39
Tabla 6. Curva de calibración para determinación de fitohormonas por el método de Olivella et
al. 2001; Ortiz y Flórez, 2008.
Fitohormona
Concentración (µM)
Volumen Aforo (ml)
Volumen de
solución (µL)
ZR
Z
ABA
28,46
10.0
1000
14,23
10.0
500
7,115
10.0
250
3,557
10.0
125
45,5
10.0
100
22,8
10.0
50
9,12
10.0
20
3,648
10.0
8
15.132
10.0
400
7,566
10.0
200
3,783
10.0
100
1,8915
10.0
50
40
Figura 9. Cromatograma de fitohormona ribósido de zeatina. A. Primera inyección tiempo de
retención 5,78; área 37380; B. Segunda inyección tiempo de retención 5,83; área 35904; C.
Tercera inyección tiempo de retención 5,94; área 37548. Leídas a 254 nm con una velocidad de
-1
flujo 0.8 ml*min y una fase móvil de metanol:agua (40:60 v/v). Flecha negra = ribósido de
zeatina.
b) Extracción de la muestra
Para su extracción se pesó 0.5 g del mesocarpo liofilizado (pulpa),
siendo sumergidos en 10 ml de solución extractante compuesta por ácido
acético 0.5%, metanol 80%, BHT (2,6 di-terbutil 4 metilfenol) y 9 ml de agua
destilada para 100 ml de solución, para luego ser agitadas a 200 rpm a 13 ºC
durante 24 h a oscuridad.
41
El extracto se filtró con papel Whatman Nº 1, recogiéndose la fase
líquida, lavando con 3 ml de solución extractante. Se procedió a la remoción de
metanol en rotavapor BUCHI R200 a temperatura de 40 ºC durante 20 minutos.
Posteriormente se retomó el filtrado con 9 ml de tampón fosfato pH 8, para
luego ser lavado parcialmente con 8 ml de acetato de plomo 4%, 8 ml de ácido
acético y 8 ml de carbonato de sodio. Después de cada lavado se filtró la
solución, recolectándose la fracción orgánica de ésta. Al filtrado obtenido se le
adicionó 10 ml de PVP (polivinilpirridona) 50 mg*L-1. La solución obtenida fue
ajustada a pH 2.5 a 3 con ácido clorhídrico concentrado y llevada a embudos de
decantación procediendo la muestra a lavarse 3 veces con 6 ml de acetato de
etilo. Por último se recolectaron las fracciones orgánicas y acuosas como se
detalla en el ANEXO 4.
- Determinación de ácido abscísico (ABA): Para esta determinación, se procedió
a lavar la fracción orgánica 3 veces con bicarbonato de sodio 5% y se recolectó
la fracción acuosa (Ortiz y Flórez, 2008). Dicha fracción fue acidificada a pH 3 y
posteriormente lavada 3 veces con 6 ml de acetato de etilo. Se pasó por una
columna Sepack C18 y se retomó volumen conocido de 2 ml de metanol grado
HPLC (ANEXO 4).
- Determinación de citoquininas (CK): En tanto la fracción acuosa se llevó a pH
7 con bicarbonato de sodio 5% y se lavó 3 veces con 3 ml de N-butanol. Se
pasó por columna Sepack C18 y se retomó volumen conocido de 2 ml de
metanol grado HPLC (ANEXO 4).
42
3.6.4 Datos meteorológicos
Para obtener los diversos datos meteorológicos se utilizó la estación
meteorológica automatizada (E.M.A) marca Davis modelo Vantage Pro-2
ubicada en la Parcela Experimental Tuquí perteneciente al Departamento de
Agronomía de la Universidad de La Serena. Dicha estación registró datos cada
15 segundos los cuales fueron transmitidos desde los sensores exteriores a la
consola mediante cable para posteriormente ser descargados a un computador.
Dentro de los parámetros agrometeorológicos analizados se encontraron
humedad relativa (HR) (%), temperatura media (T.Med) (°C),
temperatura
máxima (T.Max) (°C), temperatura mínima (T.Min) (°C), radiación solar máxima
(Rad Max) (w/m2) y radiación solar mínima (Rad Min) (w/m2).
3.7. Diseño Experimental y Análisis Estadístico
Se seleccionaron 5 árboles homogéneos como se indicó en el apartado
3.4.1, utilizando el árbol como unidad experimental y al fruto como unidad
muestral. Se consideró un diseño dirigido para la elección de las plantas y un
diseño al azar para elección de frutos, asociado a un arreglo factorial de 2
alturas x 2 posiciones x 5 árboles dando un total de 20 unidades experimentales
en cada fecha de evaluación. En cada tratamiento se consideraron 3 unidades
muestrales (3 frutos).
Previo a los análisis estadísticos se procedió a evaluar la normalidad y
homocedasticidad de los datos donde se utilizó los estadístico Kolmogrorov –
Smirnov y Levene respectivamente (datos no mostrados). Aquellas variables
que no cumplieron con la normalidad y homogeneidad de varianza se utilizó
43
pruebas no paramétricas a través del estadístico de U Mann- Whitney, mientras
que los datos que cumplieron con dichos requisitos se analizaron con pruebas
paramétricas ANOVA de un factor (prueba de Duncan). Se utilizó un nivel de
significancia menor o igual a 0,05 (Morales, 2005).
En los análisis de varianza y regresión se utilizó el programa SPSS
versión 17.0 apoyados con el programa Unscrambler 6.11 (Camo, 1996).
En vías de estudiar la interrelación entre los factores internos del fruto
que afectan el tamaño comercial de las muestras de paltas, se llevó a cabo un
análisis multivariable en base a componentes principales (ACP). El objetivo de
dicho análisis fue transformar los datos en un limitado número de variables
latentes, llamados componentes principales, los cuales describieron en forma
sistemática la principal información que presentan los datos (Wold et al., 1987,
Benavides et al., 2000).
El conjunto de datos incluyó cuatro variables categorías de ubicación de
fruto (PS, PI, YS, YI), cinco variables categorías de fecha de muestreo (F1, F2,
F3, F4, F5). Las variables categorías fueron codificadas usando una variable
discreta para cada categoría, las cuales alcanzan el valor +1 para las muestras
en el caso que existiera esa categoría y -1 en el caso opuesto. La matriz de
datos contiene 300 muestras y 15 variables para las cinco fechas de muestreo.
Como las variables fueron medidas en diferentes unidades, se procedió a
centrar y pesar con el inverso de la desviación estándar a cada variable, con el
objetivo de dar a todas las variables la misma posibilidad de influir en la
estimación de los componentes.
44
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Como se sabe el calibre está estrechamente vinculado con el peso del
fruto y su diámetro, siendo ambos componentes de suma importancia para la
industria actual. Hoy en día el tamaño óptimo de la palta para la mayoría de los
mercados de exportación es de aproximadamente 250 a 350 g como lo indican
Whiley et al. (2007). De hecho, los mismos autores señalan que para los
mercados importadores de paltas existe una clara exigencia de tamaño del fruto
y cualquier fruta que esté fuera del rango entre 170- 400 g es inaceptable.
Es así, como de todas las características del fruto, el tamaño es el
fenotipo más variable en un genotipo determinado y se ve afectado su
crecimiento por condiciones climáticas, prácticas culturales, carga frutal y
factores intrínsecos de la planta, tales como, reguladores de crecimiento
endógenos, edad, relación brotes/raíces, relación hoja/fruto y acumulación de
fotoasimilados provenientes de la fotosíntesis entre otros (Lahav y Kalmar,
1977; Whiley y Schaffer, 1994; Coleto, 1995; Liu et al., 1999ª; Cowan et al.,
2001).
Para iniciar la presentación de resultados de este estudio, se llevó a cabo
un análisis exploratorio multivariable en base a componentes principales, con el
objetivo de lograr una visión global y estudiar las relaciones existentes entre las
hormonas, carbohidratos y parámetros biométricos/ agrometeorológicos de las
muestras de palta recolectadas durante el crecimiento de los frutos, a partir de
diferentes ubicaciones en la planta.
45
El diagrama de muestras y variables del análisis en base a componentes
principales se muestra en la Figura 10. De hecho, ambos componentes (CP1 y
CP2) a partir del modelo resultante describen el 69% de la varianza explicada,
lo que no es un valor menor, ya que ambos ejes son los que retienen la mayor
parte de la información dada por los datos. Puede observarse que en la Figura
10a existen 4 grupos claramente definidos a través de todo el espacio CP.
Dichos grupos están representados por las diferentes fechas de muestreo de
las paltas, siendo un factor determinante en este estudio, ya que éstas se
correlacionan fuertemente con el componente principal uno (CP1) considerando
que éste último explica casi un 60% de la diferenciación de las muestras
(paltas).
46
F3
F2
F4 - F5
F1
a
b
Figura 10. Diagramas de muestras y variables (CP1 vs CP2) a partir de un modelo de análisis
de componentes principales 300 muestras y 15 variables provenientes de cinco fechas de
muestreo fruto variedad Hass. Temporada 2011. a Señala el diagrama de muestras b Señala el
diagrama de variables.
47
Respecto al diagrama de variables (Figura 10b) se puede apreciar que
los parámetros de radiación, temperatura y azúcares reductores parecen
correlacionar positivamente con la primera fecha de muestreo (Figura 10a), la
cual fue en el mes de Enero/2011. A su vez este grupo de variables se
encuentra fuertemente influenciando CP1, ya que están bastantes cercanas al
eje y manifiestan un alto peso desde el origen. Entonces se puede decir que el
comportamiento diferente entre las fechas de muestreo durante el crecimiento
de las paltas podría ser explicado por las condiciones agrometeorológicas que
imperaron durante el transcurso del estudio, ya que se puede observar, además
en la misma Figura, que la humedad relativa ambiental está fuertemente
correlacionada con los parámetros biométricos en las últimas fechas de
muestreo (Julio y Septiembre/2011) como se muestra en la Figura 10a.
Tabla 7. Información meteorológica del huerto experimental Tuquí durante el período de
estudio. Temporada 2011.
Fechas
T° máx
(°C)
T° min
(°C)
T° media
(°C)
Rad min
(w/m2)
Rad max
(w/m2)
HR
Enero
19,1
18,7
18,9
328,1
350,7
64,1
Marzo
18,1
17,7
17,9
249,4
263,1
67,5
Abril
15,2
14,7
14,9
176,6
190,6
70,5
Julio
8,1
7,7
7,9
118,8
129,4
75,3
Septiembre
11,2
10,8
11,0
185,3
199,5
72,0
(%)
48
Se puede apreciar en la Tabla 7 las condiciones agrometeorológicas que
imperaron en la zona de estudio, las cuales al ser comparadas con los
carbohidratos (Tabla 8) y las hormonas (Tabla 9) se observa que las mayores
temperaturas y radiaciones promedio se relacionan con las mayores
concentraciones de hormonas tanto citoquininas y ABA como de carbohidratos.
Tal comportamiento se aprecia claramente en la primera fecha de muestreo
correspondiente al mes de enero, época en que las paltas se encuentran en
proceso de división celular. Respecto a la humedad relativa (Tabla 7) ambiental,
ésta manifiesta los mayores porcentajes asociados a incrementos significativos
del tamaño de los frutos, expresados en el estudio como parámetros
biométricos como se puede observar en la Figura 10b, 11 y Tabla 10.
Tabla 8. Contenido de azúcares reductores (AR), no reductores (ANR) y totales (AT) (%) de
frutos de palta variedad Hass muestreados durante la etapa de crecimiento de fruto. Temporada
2011.
Fecha
Variables
AR (%)
ANR (%)
AT (%)
Enero
16,76 a
10,78 a
27,54 a
Marzo
17,33 a
10,60 a
26,76 a
Abril
9,99 b
12,04 a
22,06 b
Julio
8,83 c
6,03 b
15,00 c
Septiembre
5,85 d
5,26 b
10,85 d
Medias de azúcares reductores, no reductores y totales seguidas por letras diferentes en cada
columna difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba de rango de U Mann Withney con
una p<0,05.
49
Tabla 9. Contenido de ácido abscísico (ABA), zeatina (Z) y ribósido de zeatina (ZR) (µg/100 g)
de frutos de palta variedad Hass muestreados durante la etapa de crecimiento de fruto.
Temporada 2011.
Fecha
Variables
ABA (µg/100 g)
Z (µg/100 g)
ZR (µg/100 g)
Enero
52,44 a
274,31 a
1009,75 a
Marzo
21,29 c
187,09 c
230,11 e
Abril
21,62 c
174,36 c
373,66 c
Julio
22,01 c
215,47 b
247,48 d
Septiembre
35,87 b
171,68 c
697,86 b
Medias de Ácido abscísico (ABA), Zeatina (Z) y Ribósido de zeatina (ZR) seguidas por letras
diferentes en cada columna difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba de rango de U
Mann Withney con una p<0,05.
Tabla 10. Peso (g) de frutos de palta variedad Hass muestreados en diferentes alturas y
posiciones en la planta durante la etapa de crecimiento de fruto. Temporada 2011.
Fecha
Tratamientos
PS
PI
SY
IY
Enero
19,23 i
17,10 i
11,83 i
11,96 i
Marzo
99,32 f
97,81 fg
80,33 gh
74,84 h
Abril
136,22 cd
125,13 de
105,69 f
104,26 f
Julio
139,88 cd
138,62 cd
141,86 cd
114,42 ef
Septiembre
188,82 a
149,95 bc
167,75 b
134,98 cd
50
Figura 11. Diagrama de variables utilizando los códigos de tratamientos, parámetros
bioquímicos, biométricos y agrometeorológicos.
El efecto de las condiciones agrometeorológicas sobre la evolución de
los metabolitos en las paltas y su tamaño podrían ser explicados por lo
expuesto por Pérez et al. (2012) quienes dejan de manifiesto que las
condiciones climáticas inciden sobre la manifestación de ciertos fenómenos
biológicos, los cuales se encuentran fuertemente asociados con el clima local.
Además dichas condiciones agrometeorológicas como la temperatura afecta
significativamente la acumulación de azúcares en los frutos y una mayor
concentración de hormonas. De hecho, diversos estudios (Agustí, 2004;
Razeto, 2006; Whiley et al., 2007; Gandolfo, 2008; Lemus et al., 2010) han
proporcionado evidencia que los azúcares provenientes del proceso de la
fotosíntesis, son sin duda, cruciales para incrementar la materia seca en los
frutos, incidiendo significativamente sobre los parámetros biométricos, como se
puede observar en las Tablas 7 y 8.
51
En el diagrama de variables (Figura 10b y Figura 11) se aprecia
claramente que los parámetros biométricos de diámetro ecuatorial, polar y peso
de las paltas se encuentran muy cercanas entre ellas y con la humedad relativa,
por lo que se correlacionarían positivamente, ya que se encuentran en un
mismo cuadrante, cercanas entre ellas y ambos componentes principales (CP1
y CP2) explican una gran porción de la varianza explicada. A su vez, este grupo
de variables se encuentra positivamente correlacionado con el CP1. Además en
la Figura 10b, el espacio CP donde se encuentran ubicadas este grupo de
variables se corresponde con las últimas fechas de muestreo, las cuales son
julio y septiembre, donde las humedades relativas tuvieron niveles cercanos al
75%, observándose tal respuesta en la Tabla 7.
Entonces cuando la humedad relativa ambiental fue más alta, las paltas
presentaron un mayor peso y diámetro ecuatorial, incidiendo este factor
climático favorablemente. Tal respuesta de los frutos ante una mayor humedad
relativa ambiental podría ser explicada ya que ésta al igual que la temperatura
afecta el proceso fotosintético, debido a que ante un menor déficit de presión de
vapor entre los frutos y la atmósfera, habrá un mayor intercambio gaseoso,
reflejado en una mayor apertura estomática. Tal situación generará una mayor
fijación de anhídrido carbónico, incidiendo en una mayor acumulación de
materia seca (Schultze, 1986; Agustí, 2004).
Entre las hormonas y carbohidratos analizados en el estudio, claramente
(Figura 10b) se manifiesta una correlación positiva de la ribósido de zeatina y
los azúcares no reductores con el segundo componente principal.
52
Con la finalidad de poder definir la interacción de los tratamientos
considerando la combinación de altura y posición de donde se extrajeron las
muestras de paltas, se incluyó en el análisis multivariable variables categoría
(PS, PI, YS, YI) para ver la relación de los tratamientos propiamente tal con las
variables respuestas evaluadas en la presente investigación, aun cuando en
este caso la varianza explicada por ambos ejes (CP1 y CP2) sólo explican el
53% de la variabilidad de los datos. Es así como en la Figura 11 claramente se
repite la fuerte vinculación de las condiciones agrometeorológicas sobre el
comportamiento de las paltas, sin embargo, aquellos frutos colectados en la
periferia superior (PS) de los árboles y en la zona inferior interior (YI) de la
canopia manifestarían una correlación positiva con respecto al segundo
componente principal. De hecho, la fruta proveniente de la periferia superior de
la canopia manifestó un mayor tamaño expresado como diámetro ecuatorial y
peso respecto de aquella colectada de la zona inferior interior de la planta,
como lo muestra la Tabla 11. Dicho comportamiento podría estar respaldado
por los estudios realizados por Cowan et al. (1998); Muñoz (2004); Olaeta et al.
(2007) y Ferreyra et al. (2012), quienes señalan que la temperatura y radiación
inciden sobre el tamaño de la palta. De hecho, las zonas superiores de las
plantas presentarían una mayor cantidad de horas de radiación en comparación
a las zonas bajas e interiores. Tal situación se debería a una distribución
anormal de la luminosidad en la planta generando una fotosíntesis neta baja, y
por ende menor acumulación de fotoasimilados, incidiendo desfavorablemente
en el tamaño de los frutos. Sin embargo, no existe efecto estadístico
significativo de las diferentes ubicaciones de la fruta en la planta respecto a la
evolución de los carbohidratos y hormonas evaluadas (datos no mostrados).
53
Tabla 11. Diámetro ecuatorial (mm) y peso (g) de frutos de palta variedad Hass muestreados
en diferentes alturas y posiciones en la planta durante la etapa de crecimiento de fruto.
Temporada 2011.
Tratamientos
Variables
DE (mm)
P(g)
PS
50,45 a
116,69 a
PI
48,84 b
105,72 b
SY
47,30 c
101,49 b
IY
45,27 d
88,09 c
Medias de diámetros ecuatorial y peso seguidas por letras diferentes en cada columna difieren
estadísticamente de acuerdo a la prueba de rango múltiple de Duncan con una p<0,05.
Cabe señalar que en la Figura 10a se muestra la importancia relativa de
las fechas de muestreo, la cual generan una fuerte diferenciación entre las
muestras de paltas, en comparación a los tratamientos de altura y posición que
manifiestan una menor importancia relativa en el comportamiento de la fruta
como se muestra en la Figura 11. Es así como la Tabla 8 y 9 señalan el claro
efecto
del tiempo sobre
la evolución de
carbohidratos y hormonas
respectivamente.
La Tabla 8 muestra una reducción de los carbohidratos a medida que las
paltas crecen en el tiempo. Dicho comportamiento se observa en la evolución
de los azúcares totales, reductores y no reductores. Sin embargo, de acuerdo a
ciertas investigaciones realizadas por Liu et al. (1999b) y Gandolfo (2008) la
especie en estudio posee azúcares solubles predominantemente de 7
carbonos, tales como, manoheptulosa y perseitol, los cuales pertenecen a la
clasificación de azúcares reductores. Si bien es cierto, el presente estudio
54
evalúa la evolución de los carbohidratos, este lo hace en forma general, no
especificándose la evolución concreta del azúcar predominante en cada una de
las categorías evaluadas (AR, AT y ANR). Por tanto, no se podría observar bajo
las condiciones del estudio un efecto estadístico significativo de los tratamientos
propiamente tal sobre la evolución de los carbohidratos.
Sí, se puede señalar en la Tabla 8 que los azúcares reductores solubles
reducen su concentración a partir de la segunda fecha de muestreo, la cual
corresponde a los meses de marzo-abril/2011. Cabe señalar que esta época
coincide con la acumulación de aceite (Astudillo, 1995) aun cuando, en el
presente estudio no se determinó rendimiento graso de las muestras. Pero, tal
condición es respaldada por Álvarez (2003) y Romero (2012) quienes
manifiestan que los azúcares solubles en palto disminuyen a medida que se
inicia la biosíntesis de aceite en la fruta. Además, durante los meses de marzoabril, bajo las condiciones del Hemisferio Sur y las de la Región de Coquimbo,
los paltos se encuentran en época de inducción floral, evento fisiológico
preponderante para la producción de fruta para la nueva temporada, por lo que
definitivamente, esta disminución de azúcares reductores podría estar explicada
también por este motivo, ya que se sabe que el proceso de inducción floral
requiere de energía dada por los carbohidratos para que se pueda llevar a cabo
(Coleto, 1995). Además es importante señalar que en la fenología de esta
especie la competencia por fotoasimilados es fuerte afectando claramente su
evolución y observándose una disminución significativa en el tiempo
(Scholefield et al., 1985; Mardones, 2005).
Respecto a las hormonas evaluadas en el presente estudio, se puede
decir que estas fueron elegidas, ya que la interacción entre el ácido abscísico y
las citoquininas incide en el crecimiento de los frutos como lo manifiesta Motyka
55
et al. (1996); Suttle (1998); Cowan et al. (2001); Álvarez (2003); García et al.
(2009).
En la Tabla 9 se puede apreciar claramente que las distintas fechas de
muestreo
afectan
significativamente
la
evolución
de
las
hormonas,
observándose que las concentraciones de citoquininas (zeatina y ribósido de
zeatina) son mayores en el mes de Enero, coincidente con la primera fecha de
muestreo de las paltas. No se debe olvidar que en esta época, los frutos de
palto se encuentran en plena etapa de división celular, donde se define el
número de células por fruto y por ende el tamaño final de éste como lo indican
Cowan (1997); Olivella et al. (2001); Gardiazábal (2006); Escalona (2003);
Gandolfo (2008); Celis y Gallardo (2008); Dahan et al. (2010).
Si bien es cierto la palta presenta un patrón de crecimiento simple
sigmoideo (Schroeder, 1953; Valmayor, 1967; Cowan, 1997; Köhne, 1998;
Martínez et al. 2003; Razeto, 2006; Jaque, 2006, Irihimovitch, 2010 2*) ésta se
diferencia de otras especies frutales de tipo carnoso, ya que gran parte de su
división celular continua durante casi todo su ciclo de crecimiento, siendo un
caso poco común. Cabe señalar que en estudios recientes en paltas de la
variedad Hass con un tamaño normal, la división celular fuertemente se
desarrolla hasta los 150 días después de plena floración, la cual continua más
lentamente, si la fruta permanece colgada en la planta (Irihimovitch, 20102*).
2
*Vered Irihimovitch. Comunicación Personal, 2010. Israel.
56
Como se aprecia en la Tabla 10, las paltas recolectadas en el mes de
septiembre desde la zona alta y periférica de la canopia poseen el mayor calibre
expresado como peso, con un valor cercano a 190 g. Dicho valor está muy
cercano al peso requerido por la industria importadora de esta especie. No hay
duda que la interacción entre época de muestreo y tratamiento para el peso es
significativa en su respuesta. Si se intenta relacionar los niveles de citoquininas
con el mayor calibre obtenido por los frutos cosechados en el mes de
septiembre desde la zona alta y periférica de los árboles, se puede apreciar que
existe una evolución inversa de ambas citoquininas evaluadas entre las dos
últimas fechas de muestreo. Vale decir la zeatina presenta una reducción de su
concentración, mientras que la ribósido de zeatina manifiesta un incremento.
Cabe señalar además que la citoquinina ribósido de zeatina presenta la
mayor concentración en las paltas colectadas en la periferia superior de los
árboles como lo demuestra la Tabla 12, considerando que estos mismos frutos
presentan los calibres mayores (Tabla10) cuando éstos fueron cosechados en
el mes de septiembre (etapa final del estudio). No hay duda, de acuerdo a los
resultados arrojados por el análisis estadístico que la ribósido de zeatina
manifestaría un efecto mayor sobre el calibre de las muestras que la zeatina
propiamente tal. De hecho, su accionar estaría vinculado a un efecto sumidero,
al promover la translocación de nutrientes hacia los frutos como lo describe
Cowan et al. (2001) incidiendo beneficiosamente en el calibre de las paltas.
57
Tabla 12. Contenido ribósido de zeatina (ZR) (µg/100 g) de frutos de palta variedad Hass
muestreados a diferentes alturas y posiciones de la planta durante la etapa de crecimiento de
fruto. Temporada 2011.
Tratamientos
ZR (µg/100g)
PS
648,86 a
PI
548,91 b
SY
571,08 b
IY
314,32 c
Medias de ribósido de zeatina (ZR) seguidas por letras diferentes en cada columna difieren
estadísticamente de acuerdo a la prueba de rango de U Mann Withney con una p<0,05.
Respecto a las concentraciones de ácido abscísico, éstas son mayores
en la primera fecha de muestreo como se muestra en la Tabla 9, luego va
disminuyendo para finalmente incrementar su tenor endógeno en la última fecha
de muestreo coincidente con el mes de septiembre. Tal comportamiento
obedecería a que este regulador de crecimiento presenta un alza previa a la
primera caída fisiológica de frutos, la cual coincide con la primera fecha de
muestreo en el mes de enero (Agustí, 2004). El mismo autor deja de manifiesto
que las concentraciones de ácido abscísico son, en general, bajas durante la
fase de elongación celular. Esta respuesta se puede observar en la Tabla 9 ya
que en los meses de marzo, abril y julio, las paltas poseen valores más bajos de
ABA. No obstante, en la última fecha de muestreo, correspondiente al mes
septiembre, los tenores de ABA en la fruta se incrementan significativamente.
Tal respuesta podría justificarse, ya que de acuerdo al programa de riego
llevado a cabo en el huerto experimental desde donde se extrajeron las
muestras de palta, se redujo la cantidad de agua de riego y frecuencia de ésta
58
cercano a la recolección, lo que pudo generar un estrés en la planta
incrementándose los niveles de ABA en los frutos (Espinoza, 2004).
59
5. CONCLUSIONES
De acuerdo a las condiciones del estudio, se concluye que:
1.
Las paltas var. Hass recolectadas a una altura superior de 1.5 m y en la
zona periférica de los árboles presentan un mayor calibre expresado como
diámetro ecuatorial y peso durante la etapa de crecimiento.
2.
La fruta recolectada en la parte periférica superior de la canopia con un
mayor ciclo de crecimiento en la planta presenta fruta con pesos que se
encuentran dentro de los rangos exigidos por los mercados actuales (190 g).
3.
De acuerdo al análisis de componentes principales, las paltas se
diferencian en las diferentes fechas de muestreo producto de la interacción
entre los azúcares reductores y hormonas frente a las condiciones
agrometeorológicas durante el crecimiento de la fruta.
4.
Mientras más corto el ciclo de crecimiento de las paltas en la planta
madre, la fruta presenta mayores niveles de carbohidratos, independiente si son
azúcares reductores, no reductores y totales.
5.
Las paltas colectadas en la zona superior y periférica de los árboles
poseen mayores niveles de citoquininas, específicamente ribósido zeatina,
hormona que pareciera afectar más fuertemente en el incremento del calibre de
los frutos expresado como diámetro ecuatorial y peso, respecto de la zeatina.
60
6.
Fruta cosechada en zonas del árbol con mayor radiación y temperatura
presenta una mayor acumulación de azúcares, por ende un mayor nivel de
materia seca y un consecuente incremento del calibre.
7.
De acuerdo al análisis de componentes principales, la humedad relativa
incide favorablemente sobre el calibre de las paltas, ya que al igual que la
temperatura y radiación incide sobre una mayor acumulación de azúcares en el
proceso de fotosíntesis, aumentando la materia seca y el calibre.
8.
Cualquier práctica cultural en campo que favorezca la intercepción y
distribución apropiada de la luz en la totalidad de la canopia en las plantas,
considerando una conductancia estomática normal para que no se genere
estrés, favorecerá un mayor calibre de fruto, lo que incidirá en precios de venta
auspiciosos para los productores de la industria de paltas.
61
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82
ANEXOS
Pesar 0,1g de Tejido Vegetal con sensibilidad
0.1mg, llevar a vaso precipitado 50 ml.
Adicionar 10 ml de metanol 80%.
Cubrir con vidrio reloj y subir a la plancha
calefactora, llevar a ebullición por 15 minutos.
Bajar de la plancha y enfriar.
Filtrar y llevar a matraces de aforo de 10 ml.
Lavar con 5 ml de solución de etanol al 80%.
Eliminar
filtro
ANEXO 1. Diagrama de flujo del procedimiento de extracción de muestra para la determinación
de azúcares totales y reductores.
83
Tomar 1 ml de muestra y llevar a tubos de
ensayos.
Adicionar 1 ml de fenol al 5 % y 5 ml de
H2SO4(c) en baño de hielo.
Agitar en vortex
Llevar a temperatura ambiente en baño de agua
Llevar a baño maría por 15 minutos
(en ebullición)
Enfriar
Leer en espectro fotómetro de absorción
molecular a una longitud de onda de 488 nm
ANEXO 2. Diagrama de flujo de azúcares totales según método de Dubois et al (1956).
84
Tomar 2 ml de la muestra y llevar a tubos de
ensayo
Adicionar 2 ml de Reactivo de Somogyi
Agitar en vortex
Llevar a baño maría por 10 minutos (a ebullición)
Enfriar en baño de agua
Adicionar 1 ml de Reactivo de Nelson
Agitar en vortex
Adicionar 20 ml de agua destilada y agitar
Leer en espectro fotómetro de absorción
molecular a 750 nm
ANEXO 3. Diagrama de flujo de azúcares reductores según método Somogyi (1952) y Nelson
(1944).
85
Pesar 0,5 g de tejido vegetal, llevar a matraz Enlenmeyer de 50 ml.
Adicionar 10 ml de solución extractante
(80ml MeOH + 1ml CH3COOH + 0,4g BHT + 20ml de H2O)
Llevar agitación por 24 hrs a oscuridad
Filtrar en embudos pequeños y lavar con 3 ml de la solución
extractante
Filtrado
Residuo
Eliminar
Remover el metanol con N2 hasta que
quede un residuo ˂ 1 ml
Adicionar 9 ml de tampón Fosfato pH 8,0.
Lavar con 8 ml de acetato de plomo al 4%
Filtrar
Filtrado
Residuo
Eliminar
Lavar con 8 ml de ácido acético al 0,5%
Filtrar
Filtrado
Residuo
Eliminar
Lavar con 8 ml de carbonato de sodio al 5%
86
Ajustar a pH 2,5 – 3,0 con
HCL(c) y trasvasijar a
embudos de decantación
Lavar 3 veces con 6 ml de
acetato de etilo cada vez
Fase Orgánica
(ABA)
Fase Acuosa
(CK)
Llevar
a
embudo
de
decantación y lavar 3 veces
con 6 ml de bicarbonato de
sodio 5 %
Fase Acuosa
Fase
Orgánica
Ajustar a pH 7 con
bicarbonato de sodio al 5%
Eliminar
Fase Acuosa
Ajustar a pH 3 con
HCL (concentrado)
Fase
Orgánica
Fase
Orgánica
Pasar por columna
Sepack C18
Llevar a embudo de
decantación y lavar 3 veces
con 6 ml de acetato de etilo
Fase Acuosa
Llevar a embudo de
decantación y lavar 3 veces
con 3ml de n- butanol
Lavar con 2 ml de
metanol HPLC
Eliminar
Pasar por columna
Sepack C18
Lavar con 2 ml de metanol HPLC
ANEXO 4. Diagrama de flujo del procedimiento de purificación para la determinación HPLC de
ABA y CK en frutos de palto (Persea americana Mill.)
87
Elimina
r