1 Clave de Proyecto: 000370 Título: Validación y transferencia de tecnología en manejo hídrico y nutricional en papaya, enfocado al mejoramiento de la calidad del fruto. Proponente: Dr. José de la Cruz Tun Dzul, Colaboradores: Dr. Felipe Santamaría Basulto M.C. Genovevo Ramírez Jaramillo. Sector: Agrícola Sistema Producto: Papaya Tipo de proyecto: Investigación - Validación Eslabón: Producción Estatus del proyecto: Nuevo Fecha de inicio: 01/08/2010 Fecha de término: 31/07/2012 Grupo de interés: Sistema producto Papaya Municipios: Mocochá y Tizimín Palabras clave: Papaya Maradol, manejo de la nutrición, manejo del riego, calidad del fruto, Yucatán. Finalidad: Contribuir a mejorar la rentabilidad en la producción de papaya. Propósito: Productores de papaya aplican tecnologías que mejoran la calidad del fruto. 2 Validación y transferencia de tecnología en manejo hídrico y nutricional en papaya, enfocado al mejoramiento de la calidad del fruto. Introducción El riego y la nutrición del cultivo de papaya se han enfocado a incrementar la producción de fruto, pero no se han evaluado sus efectos sobre la calidad y la vida de anaquel de este producto. Este cultivo requiere del abastecimiento correcto y simultaneo de nutrimentos, por lo que pocos suelos pueden satisfacer su demanda nutrimental; es por ello que es un cultivo cuya respuesta a la fertilización es excelente (Peñate, 1999). Además, demanda una alta cantidad de agua para sus procesos fisiológicos, por lo que es indispensable el uso del riego para proporcionarle sus requerimientos de humedad. La efectividad de la fertilización depende de diversos factores interrelacionados, ya que sobre el rendimiento de un cultivo influyen, además de las características de la planta, factores de suelo, clima y manejo. Los mejores resultados se obtienen cuando se combinan de manera oportuna los recursos con un buen manejo y buenas condiciones ambientales. El manejo adecuado de la fertilización requiere del conocimiento de las condiciones iniciales del suelo; las características de la planta en cuanto a sus requerimientos nutritivos, etapas críticas en su crecimiento y nutrición, y las condiciones climáticas predominantes. Para la producción de papaya Maradol en México, la cual se siembra en una amplia gama de condiciones de suelo y clima en las regiones del Pacífico Norte y Sur, el Golfo de México, y la Península de Yucatán, se deben conocer aspectos como el: clima (temperaturas, vientos, lluvias), del suelo (análisis químico de suelos reciente y confiable), del agua (análisis del agua de riego, sales solubles) y de la planta (patrón de crecimiento, acumulación de nutrimentos, requerimientos nutritivos. El papayo es una planta de crecimiento rápido, con alta producción en corto tiempo ya que comienza a florecer entre 5 y 7 meses y a madurar sus frutos a los 9 a 14 meses después de plantado. Por lo tanto, tiene una alta actividad fisiológica gran parte de su vida al coincidir etapas de emisión de hojas, flores y de frutos, por lo que tiene una alta demanda de agua y nutrimentos, los cuales deben ser suministrado en la cantidad adecuada y en el momento oportuno para obtener altos rendimientos de fruta de buena calidad y larga vida de anaquel. Dentro de los desórdenes fisiológicos por deficiencias minerales, el calcio y el boro, en forma separada o conjunta juegan un papel importante en papayo, provocando oscurecimiento de los tejidos, malformaciones de los órganos y presencia de agrietamientos y exudados de latex en los frutos. Asimismo, se tienen reportes sobre la incidencia de antracnosis en poscosecha y la vida de anaquel en frutos de papaya Maradol. La validación de la tecnología para incrementar la calidad del fruto de papaya y de su vida de anaquel permitirá a los productores de Yucatán contar con una ventaja comparativa para competir en el mercado nacional e internacional, así como reducir costos y aumentar la rentabilidad. También aportará beneficios técnicos, económicos, sociales y ambientales, al tener la mayor seguridad para la recuperación de las inversiones. El uso eficiente del agua y de los fertilizantes, reducirá el riesgo de la contaminación de los recursos agua y suelo. 3 Con base en la experiencia comercial, experimental y teórica, se puede concluir que una huerta de papayo fertilizada tan solo con N y P podría llegar a obtener altos rendimientos pero con frutos de poca calidad y corta vida de anaquel, sin embargo, si se complementa con dosis balanceadas de potasio, calcio, manganeso, boro y fierro, la calidad y vida de anaquel se incrementan sensiblemente. Por lo anterior, es importante considerar que para aspirar a obtener alta productividad, calidad y vida de anaquel en el cultivo del papayo se requiere elaborar programas de riego y nutrición específicos para cada localidad, siempre en función de las demandas del cultivo, del tipo de suelo y su fertilidad y en base a la meta de rendimiento esperada por el productor. Antecedentes El cultivo de papaya ha presentado una buena adaptación a las condiciones edafocllmáticas del estado de Yucatán, incrementándose el área de siembra en los últimos años, pasando de 232 ha y 10,183 ton en 1996 a 1,420 ha y una producción de 56,807 ton en 2007 (SIAP, 2008). Esta especie se presenta como una excelente opción de explotación agrícola, a pesar de que en la actualidad es necesario mejorar su nivel tecnológico en materia de irrigación y fertilización, tales como el desconocimiento de las necesidades de agua y de nutrimentos en las diferentes etapas fisiológicas y el empleo de métodos y técnicas de riego que resultan inadecuados para las condiciones de los suelos del estado. El atractivo del cultivo radica en la posibilidad de cosechar y percibir ingresos semanalmente durante un período comprendido entre los 12 y 18 meses, en promedio y. de otro lado, en su alta rentabilidad, pues en un ciclo de 24 meses, ésta puede superar el 100%. El empleo de mano de obra se calcula en más de 200 jornales/ha/año. La rentabilidad de la especie se complementa con su alta demanda en el mercado internacional y al precio que alcanza en los Estados Unidos, que de acuerdo con ASERCA (2010), la papaya Maradol de México puede superar el dólar por libra. La papaya Maradol presenta una demanda creciente y altos precios, lo que se ha traducido en un importante dinamismo exportador, así como un atractivo margen de rentabilidad; asimismo, las perspectivas de mediano plazo son promisorias, dado que el producto muestra una gran aceptación en el mayor mercado del mundo, el de los Estados Unidos. El papayo se caracteriza por ser un frutal de crecimiento y producción rápidos, siempre y cuando disponga de un abastecimiento correcto y simultaneo de nutrimentos, destacando que bajo condiciones naturales, pocos son los suelos que pueden satisfacer la demanda nutrimental del cultivo de papaya Maradol, por lo cual este frutal pertenece al grupo de cultivos cuya respuesta a la fertilización es excelente (Peñate, 1999). El papayo responde satisfactoriamente a la adición de materia orgánica, razón por la cual, el estiércol, la composta y los abonos verdes, deben ser la base de cualquier tratamiento de fertilizante, sin embargo, el uso de abonos orgánicos deberá ser siempre complementado con fertilizantes minerales para que el cultivo exprese su potencial de rendimiento (Bueno, 2003). 4 Los principales macro elementos químicos que demanda el cultivo del papayo son potasio (K) y el nitrógeno (N), y en segundo orden de importancia se encuentran calcio (Ca), fósforo (P), azufre (S) y magnesio (Mg). En cuanto a micro elementos, los principales son fierro (Fe), manganeso (Mn), zinc (Zn) y boro (B). Cunha y Haag (1980), determinaron que por cada tonelada de fruta producida, el cultivo extrae 2.12 kg de K, 1.77 kg de N, 0.35 kg de Ca, 0.20 kg de P, 0.20 kg de S y 0.18 kg de Mg; y Escamilla (2002) al analizar el estado nutricional de peciolos y frutos de papaya Maradol con diversos tratamientos de fertilización en Michoacán, encontró que los principales macroelementos en las plantas fueron K, N, Ca, Mg y P, en tanto que los microelementos fueron Fe, Mn, Zn, Cu y B, en orden de importancia (Cuadro 1). Cuadro 1. Promedios de concentraciones de macro y micro elementos de papaya cv. Maradol roja. Apatzingan, Michoacán. 2002. Tipo de N F K Ca Mg Cu Zn Mn tejido % % % % % ppm ppm ppm Pecíolos 2.64 0.31 2.66 2.05 1.11 10.0 23.2 29.9 Frutos 1.45 0.11 2.93 1.53 0.32 6.9 8.9 2.6 Total 4.09 0.42 5.59 3.58 1.43 16.9 32.1 32.5 en peciolos y frutos Fe ppm 166.0 59.5 225.5 B ppm 0.12 0.22 0.34 El nitrógeno es importante en papayo debido a que en general, los suelos son deficientes en este elemento y a que una reducción severa en su suministro bloquea los procesos de crecimiento y producción en las plantas, ya que está presente en la mayor parte de los compuestos vegetales: aminoácidos, ácidos nucleicos, numerosas enzimas, clorofila, ADP y ATP y otros compuestos. El fósforo es otro elemento esencial en las plantas debido a que forma parte de muchos compuestos que participan en la fotosíntesis, la respiración y otros procesos metabólicos; está presente en el ARN y ADN y en las moléculas ADP y ATP, esenciales en el metabolismo energético de las plantas. (Salisbury y Ross, 1992). La principal función del potasio en las plantas es activar enzimas que son esenciales para realizar la fotosíntesis, respiración y formación de azúcares y proteínas. También es importante en la regulación del potencial osmótico de las células y a su presión de turgencia, en especial cuando existen condiciones de estrés por sequía. Se ha reportado que la exportación de potasio es más intensa cuando la planta esta desarrollando frutos (Valenzuela et al., 1992). En papayo, se ha determinado que el potasio influye sobre la calidad en poscosecha, debido a que incrementa el contenido de azucares, sabor y color de los frutos (Kaddar et al., 1984). Acosta (1989), menciona que dentro de los desórdenes fisiológicos por deficiencias minerales, el Ca y el B, en forma separada o conjunta juegan un papel importante en papayo, provocando oscurecimiento de los tejidos, malformaciones de los órganos y presencia de agrietamientos y exudados de latex en los frutos. Vázquez y colaboradores (2007), evaluaron el efecto de diferentes combinaciones de fertilización al suelo a base de N-P-K, Ca y micronutrimentos, sobre la incidencia de antracnosis en poscosecha y la vida de anaquel en frutos de papaya Maradol roja, determinando que los tratamientos N-P-Mn, N-P-Ca, N-P-K, y N-P-Fe presentaron los valores más altos de firmeza y los menores daños por antracnosis en los siete días posteriores a la cosecha. Por el contrario, los tratamientos N-P-B, N-P-Zn y N-P-Si, presentaron los valores más bajos de firmeza y los mayores daños por antracnosis. 5 Los disturbios metabólicos pueden ser causados por desbalances minerales, y a su vez incrementar la susceptibilidad del producto a la invasión de patógenos. La nutrición deficiente generalmente propicia la reducción del crecimiento y el aumento de síntomas durante el almacenamiento pos cosecha, como por ejemplo la deficiencia de calcio (Aked, 2000). El riego es indispensable para lograr una producción de papaya durante todo el año, de lo contrario se obtendrán cosechas estacionales, los métodos de riego más adecuados son el de microaspersión y goteo, aunque se pueden usar aspersión y gravedad con resultados menos favorables que los primeros. En cuanto al requerimiento de riego, se tienen reportes que indican que se requieren de 4 a 45 litros de agua por día, lo cual depende de la edad de la plantas y de las condiciones de clima y suelo particulares de la región de cultivo. Para árboles adultos, algunos investigadores sostienen que se requieren de 25 litros de agua diarios, pero esto depende de factores como: textura del suelo, presencia de vientos, temperatura, carga de frutos entre otros, por lo que lo mejor es que un especialista determine láminas y frecuencias de riego para hacer un mejor uso del agua. Las necesidades de agua del cultivo varían entre 1,000 mm a 1,500 mm de agua al año y sus requerimientos específicos en una plantación dada depende de la edad de la planta y las condiciones climáticas del área de producción, de tal manera que no se puede generalizar el uso de un calendario de riego único. El manejo del riego debe estar sujeto además a las características y propiedades del suelo cultivado pues el suministro del agua a las raíces de las plantas depende de ellas en gran medida; dichas propiedades son desconocidas y/o ignoradas por los operadores del riego en las parcelas de papaya. Uno de los aspectos de gran relevancia para el manejo del riego, es la calidad del agua de riego con que se cuenta, pues de ello dependen también las necesidades de sobreriego. El cultivo de papaya Maradol roja está adaptado a los regímenes pluviométricos de las regiones tropicales y no tolera déficit hídrico prolongado (Mederos, 1988), por lo que el riego en la época de sequía, en la que sólo cae el 20% del total anual de lluvia, es imprescindible. También se han reportado respuestas productivas muy positivas a los altos niveles de humedad en el suelo y a la alta frecuencia de riego (Puig, 1997), por lo que el riego localizado, y en particular el riego por goteo, ofrece una adecuada alternativa para su suministro, teniendo en cuenta además que este método de riego tiene una alta eficiencia de aplicación del agua (Rodríguez et al., 2007). Las mayores limitantes reportadas en la comercialización internacional de papaya, son la baja calidad y corta la vida de anaquel (Chen et al., 2007). La aplicación de los estándares de calidad durante la comercialización de papaya, es poco frecuente en México, y por lo general la calidad es determinada por los compradores en función de los requerimientos del mercado y en última instancia por los consumidores finales, quienes evalúan el producto en el punto de venta en función de los atributos que el fruto alcanza en la madurez de consumo. Las características de calidad más importantes en papaya son el tamaño, la forma, la cáscara lisa y la ausencia de pecas (Zhou et al., 2004). La variación entre los patrones de maduración se refleja en el ablandamiento del fruto, cambios en el color y duración de la vida de anaquel (Thumdee et al., 2007; Zhang y Paull, 1990). Cada variedad desarrolla sus propias características físicas, químicas y sensoriales en la madurez de consumo. 6 En la actualidad la papaya de calidad superior está regida por la norma mexicana NMX-FF041-SCFI-2007; sin embargo, la mayor parte de las características son de tipo cualitativas, por lo que Santamaría et al. (2008) propusieron los estándares de calidad objetivos de papaya Maradol obtenidos en Yucatán, los cuales pueden ser utilizados en los trabajos de investigación para la evaluación de la calidad del fruto de esta variedad. Con base en la experiencia comercial, experimental y teórica, se puede concluir que una huerta de papayo fertilizada tan solo con N y P podría llegar a obtener altos rendimientos pero con frutos de poca calidad y vida de anaquel, sin embargo, si se complementa con dosis balanceadas de K, Ca, Mn, B y Fe, la calidad y vida de anaquel se incrementa sensiblemente. Por lo anterior, es importante considerar que para aspirar a obtener alta productividad, calidad y vida de anaquel en el cultivo del papayo se requiere elaborar programas de riego y nutrición específicos para cada localidad, siempre en función de las demandas del cultivo, del tipo de suelo y su fertilidad y en base a la meta de rendimiento esperada por el productor. Problemática El papayo se caracteriza por ser un frutal de crecimiento y producción rápidos, siempre y cuando disponga de un abastecimiento correcto y simultaneo de nutrimentos, por lo que bajo condiciones naturales, pocos son los suelos que pueden satisfacer su demanda nutrimental, razón por la cual es un cultivo con una alta respuesta a la fertilización. Los principales macro elementos químicos que demanda el cultivo del papayo son: potasio (K) y el nitrógeno (N), y en segundo orden de importancia se encuentran calcio (Ca), fósforo (P), azufre (S) y magnesio (Mg). En cuanto a micro elementos, los principales son fierro (Fe), manganeso (Mn), zinc (Zn) y boro (B). Las necesidades de agua del cultivo varían entre 1,000 mm a 1,500 mm de agua al año y sus requerimientos específicos en una plantación dada depende de la edad de la planta y las condiciones climáticas del área de producción, de tal manera que no se puede generalizar el uso de un calendario de riego único. El manejo del riego debe estar sujeto además a las características y propiedades del suelo cultivado pues el suministro del agua a las raíces de las plantas depende de ellas en gran medida; dichas propiedades son desconocidas y/o ignoradas por los operadores del riego en las parcelas de papaya. Uno de los aspectos de gran relevancia para el manejo del riego, es la calidad del agua de riego con que se cuenta, pues de ello dependen también las necesidades de sobreriego. Es preciso recordar que el riego y la fertilización, sobre todo cuando se emplea el riego localizado (microaspersión y goteo) están indisolublemente unidos, ya que no se puede concebir uno sin el empleo del otro. La absorción de los fertilizantes por las raíces depende de la disponibilidad de agua en el suelo, en tanto que la productividad del agua de riego sólo puede observarse si la planta cuenta con el suministro adecuado y oportuno de los nutrimentos. 7 En Yucatán se establecen 1,400 ha de papaya anualmente, de las cuales la variedad Maradol representa más del 90% del total y su producción supera las 55,000 toneladas anuales de fruta con buenas características de sabor, color y firmeza, lo cual le permite a los productores comercializarla tanto en el mercado nacional como en el internacional, siendo una buena proporción la que se exporta a los Estado Unidos, principalmente. Sin embargo, uno de los principales problemas a los que se enfrenta su comercialización es la relativa corta vida de anaquel debido a la presencia de patógenos en la parte externa de la fruta durante el manejo pos cosecha lo cual obliga al empleo de tratamientos sanitarios para su control, incrementando los costos del manejo poscosecha. La hipótesis de que estos problemas tienen su origen a partir del manejo agronómico que reciben durante su cultivo ha llevado a enfocar los estudios a algunas prácticas importantes tales como el manejo eficiente del riego y la nutrición. Los trabajos del INIFAP, realizados en Tamaulipas (Vázquez et al., 2007) señalan que la firmeza del fruto y algunas otras características de la calidad están determinadas por el manejo del riego y la fertilización. Esta línea de investigación se encuentra actualmente en la fase de investigación en el C.E. en el estado de Yucatán y los resultados preliminares muestran la misma tendencia. Los resultados que se obtendrá a mediados de 2010 requieren de su validación bajo las condiciones climáticas y de manejo del cultivo de los productores de papaya Maradol del estado de Yucatán y son motivo de esta propuesta. Justificación El consumo de papaya ha cobrado mayor importancia en la última década debido al interés de los consumidores por sus características, lo que ha propiciado la expansión de su producción. Durante el periodo de 1996 a 2006 la producción en México pasó de 496,849 a 805,672 ton, un incremento del 60% (FAOSTAT, 2007). La variedad Maradol de papaya ha cobrado gran importancia en México y su producción pasó de 26,099 ton en cuatro estados hace doce años, a 919,425 ton en 20 estados en 2006, correspondiendo al 95% de las papayas producidas en el país. Además, México es el principal exportador de papaya hacia Estados Unidos (FAOSTAT, 2007; SIAP, 2008). La producción de papaya en Yucatán ha presentado el mismo crecimiento que a nivel nacional, ya que en 1996 apenas se establecieron 232 ha y se produjeron 10,183 ton y para 2007 la superficie creció a 1,420 ha con una producción de 56,807 ton, de las cuales una proporción importante se exporta hacia el mercado de los Estados Unidos (SIAP, 2008) En el mercado internacional, la retención de la calidad y la vida de anaquel son las mayores limitantes reportadas en la comercialización de papaya (Chen et al., 2007). La aplicación de los estándares de calidad durante la comercialización de papaya en México es poco frecuente; por lo general, los compradores establecen la calidad del fruto en función de los requerimientos del mercado y en última instancia los consumidores finales evalúan el producto en el punto de venta en función de los atributos que el fruto alcanza en la madurez de consumo. 8 El tamaño, la forma, la cáscara lisa y la ausencia de pecas son las características de calidad más importantes en papaya (Zhou et al., 2004). La variación entre los patrones de maduración se refleja en el ablandamiento del fruto, cambios en el color y vida de anaquel (Thumdee et al., 2007; Zhang y Paull, 1990). Cada variedad desarrolla sus propias características físicas, químicas y sensoriales en la madurez de consumo. En la actualidad la papaya de calidad superior está regida por la norma mexicana NMX-FF041-SCFI-2007; sin embargo, la mayor parte de las características son de tipo cualitativas, por lo que Santamaría et al. (2008) propusieron los estándares de calidad objetivos de papaya Maradol obtenidos en Yucatán, los cuales pueden ser utilizados en los trabajos de investigación para la evaluación de la calidad del fruto de esta variedad. El manejo del riego y la nutrición del cultivo de papaya Maradol en el estado de Yucatán, y en otras partes del país, han estado enfocados hacia el incremento del rendimiento, pero sus efectos sobre la calidad y vida útil del fruto han sido poco estudiados, especialmente en el caso de sus efectos sobre la incidencia de patógenos en la etapa de pos cosecha. Las dosis de fertilización utilizadas para la producción de papaya son muy variables y no se aplican en función de los requerimientos de la planta, los cuales se ignoran en la mayoría de los casos. Por ejemplo, el intervalo de la aplicación del nitrógeno puede variar entre los 400 y los 950 kg ha-1 lo cual es un indicador de que no se maneja en función de los requerimientos del cultivo, pues de acuerdo con Cunha y Haag (1980) por cada tonelada de fruta producida, el cultivo extrae 1.77 kg de N. El manejo del riego también se realiza de manera inadecuada pues por lo general se aplica el agua hasta saturar el suelo creando temporalmente condiciones adversas para las raíces y desperdiciando este recurso; además no se toman en consideración las características hidráulicas del suelo para el manejo del riego. Los sistemas de riego más empleados son los de microaspersión y goteo, los cuales también se emplean para aplicar los fertilizantes (fertirriego), razón por la cual es indispensable aplicar el riego con base en los requerimientos hídricos del cultivo y/o tomando el cuenta la evapotranspiración diaria del cultivo. La participación de México en el mercado de exportación de papaya podría incrementarse si se reducen costos, se mejora la vida de anaquel, se obtienen frutos con grados brix mayores a 11.0 y se reducen la incidencia de enfermedades fungosas y bacterianas. Por lo anterior, es necesario evaluar diferentes dosis de riego y fertilización y su efecto sobre la calidad del fruto de papaya. Para incrementar la calidad de la papaya se requiere de todo un proceso que va desde el campo hasta el consumidor y en donde la validación de los resultados de la investigación puede hacer grandes aportaciones en materia de manejo hídrico y nutricional del cultivo para obtener frutos de buena calidad para el mercado regional, nacional e internacional, los cuales son los objetivos del presente proyecto. Considerando la importancia de este cultivo y los demás aspectos mencionados, el INIFAP ha desarrollado, con recursos propios, un proyecto nacional enfocado al mejoramiento de la calidad del fruto de papaya, dentro del cual el riego y la nutrición son dos componentes de 9 importancia. Los resultados obtenidos en dichos estudios serán validados en el C.E. Mocochá, y en terrenos de un productor cooperante del municipio de Tizimín, una de las zonas de producción de mayor importancia del estado de Yucatán, a través de este proyecto. Objetivos Desarrollar, validar y transferir programas de riego y nutrición enfocados a incrementar la calidad y vida de anaquel de los frutos de papaya Maradol en el estado de Yucatán, en función de las demandas del cultivo y las características específicas de los suelos. Capacitar a productores de papaya Maradol en el conocimiento y manejo de la tecnología de riego y nutrición para el mejoramiento de la calidad del fruto de papaya Maradol. Evaluación Ex-Ante El cultivo de papaya tiene altas exigencias de agua y nutrimentos debido a que es un frutal de crecimiento y producción rápidos, pues presenta diferentes etapas fenológicas sobrepuestas tales como la emisión de hojas, flores y frutos, así como el crecimiento y llenado del fruto durante el largo periodo de cosecha. Las dosis de fertilización utilizadas para la producción de papaya son muy variables y no se aplican en función de los requerimientos de la planta, los cuales se ignoran en la mayoría de los casos. Por ejemplo, el intervalo de la aplicación del nitrógeno puede variar entre los 400 y los 950 kg ha-1 lo cual es un indicador de que no se maneja en función de los requerimientos del cultivo, pues de acuerdo con Cunha y Haag (1980) por cada tonelada de fruta producida, el cultivo extrae 1.77 kg de N. Además, la nutrición del cultivo es determinante en la calidad y vida de anaquel del fruto obtenido. El manejo del riego en este cultivo presenta las mismas condiciones que la fertilización, pues a pesar de que se utiliza el riego por goteo y en muchas ocasiones el fertirriego, los volúmenes de agua que se aplican en muchos casos exceden la capacidad de retención de humedad de los suelos y los requerimientos de agua del propio cultivo propiciando el desperdicio de este recurso y reduciendo la calidad del fruto y su vida útil. El manejo eficiente del agua de riego y de los fertilizantes representa, entonces, una gran oportunidad para mejorar la calidad del fruto de papaya y su vida de anaquel, al mismo tiempo que se pueden reducir los costos de producción de este cultivo y aumentar la rentabilidad de su cultivo. El riego y la nutrición de este cultivo en Yucatán deben realizarse con mucho cuidado debido a las características específicas y especiales de nuestros suelos y nuestro clima, por lo que no se pueden seguir las recomendaciones generadas para otras zonas del país. 10 Materiales y Métodos Se propone que el presente trabajo se realice en dos localidades del estado, en los municipios de Mocochá (C.E. Mocochá) y Tizimín (productor cooperante), con el cv. Maradol roja bajo condiciones de riego localizad (microaspersión y/o goteo), iniciando con el establecimiento de las plantaciones en el mes de septiembre de 2010. En cada una de las localidades se establecerán dos parcelas para evaluar los efectos del riego y la fertilización sobre la calidad del fruto de papaya. Es importante señalar que debido al ciclo de vida del cultivo de papaya, el presente proyecto tendrá una duración de 2 años y se dividirá en varias partes: 1) Efecto del riego sobre la calidad del fruto de papaya. El programa de riego se basará en el método denominado “cociente de evaporación”, en el cual se estima la evapotranspiración del cultivo y se aplica una vez que la humedad del suelo ha sido llevada a capacidad de campo mediante un riego pesado inicial. Para llevar a cabo este método se requiere de la siguiente información: a) b) Datos de evaporación diaria registrados en un tanque evaporímetro clase “A” Datos del coeficiente de desarrollo estacional del cultivo (Kc) (Cuadro 2). Cuadro 2. Coeficientes de desarrollo estacional (Kc) del cultivo del papayo Mes de desarrollo Kc Mes de desarrollo Kc 1 0.29 7 0.93 2 0.45 8 0.90 3 0.50 9 0.88 4 0.71 10 0.84 5 0.80 11 0.77 6 0.88 12 o más 0.67 Estos datos se utilizan para estimar la evapotranspiración del cultivo (ETc), que servirá para calcular la lámina de riego y volumen de agua. El procedimiento de cálculo se presenta a continuación: Evapotranspiración del cultivo (ETc). Para el cálculo de la Etc se utiliza la siguiente fórmula: ETc = ETo x FT x Kc donde: ETc: Evapotranspiración del cultivo ETo: Evaporación de tanque evaporímetro FT: Factor de tanque = 0.8 Kc: Coeficiente de desarrollo estacional en papayo 11 Cabe señalar que para cuando inicie este proyecto ya se contará con los resultados del efecto del volumen de riego sobre la calidad del fruto de papaya, provenientes del experimento que se encuentra en operación en este momento. Dichos resultados servirán para acotar los intervalos de estudio de las láminas de riego. Cálculo de la lámina de riego y volumen de agua. Con el resultado de la fórmula anterior se calcula la lámina y volumen de agua de riego, mediante las siguientes ecuaciones: Lámina de riego = ETc / Eficiencia de riego La eficiencia de riego en el sistema de goteo es de un 90% (0.9). Al disponer del dato de la lámina de riego, se estima el volumen de agua de la siguiente manera: Volumen de agua de riego = Lámina de riego X área de cultivo a regar. Finalmente se calcula el tiempo de riego de la siguiente manera: Tiempo de riego = Volumen de agua de riego / Gasto de agua por hectárea. 2) Efecto de la fertilización sobre la calidad del fruto de papaya. Para establecer la parcela en la que se evaluará el efecto de las dosis de fertilización sobre la calidad del fruto de papaya Maradol, se utilizarán los resultados obtenidos en los experimentos que se tienen actualmente en las localidades de Mocochá y Oxkutzcab, por lo que los nutrimentos y las dosis de cada uno de ellos se definirán al momento de contar con dichos resultados. Independientemente de lo anterior, para el estudio se requiere de lo siguiente: 1. Análisis físico y químico del suelo de las localidades de estudio, antes, durante y después del ciclo de cultivo de papaya en las parcelas establecidas. 2. Análisis físico y químico de las plantas durante el estudio. 3. Las dosis a evaluar (por obtener en los experimentos mencionados). Con base en la información señalada se procederá a estimar las dosis de fertilización para cada localidad, las fuentes de fertilizantes más adecuadas y un calendario semanal de aplicaciones, a la par del calendario de aplicación de riegos. Estas estimaciones tendrán variación en cada localidad, básicamente por los aportes nutrimentales de cada suelo y agua de riego. Una vez elaborados lo programas de riego y fertilización, se establecerán dos parcelas de validación: una de 0.5 ha en terrenos del C.E. Mocochá en el municipio del mismo nombre y otra de 1.0 ha en un terreno cercano a la localidad de Colonia Yucatán del municipio de Tizimín. En dichas parcelas se aplicarán dos tratamientos: el tratamiento de riego y fertilización propuesto por el INIFAP y un testigo (tecnología del productor) y en ambas se realizarán las siguientes evaluaciones: 12 Se realizarán análisis foliares cada dos meses durante el desarrollo del cultivo hasta llegar a la etapa de cosecha, con la finalidad de realizar los ajustes necesarios en las dosis de fertilización. Se medirán variables de campo cada mes como altura de planta, número de hojas y de frutos, contenido de humedad del suelo, y en la solución del suelo se evaluará periódicamente la concentración de nitratos y potasio, así como el valor de pH y conductividad eléctrica. También se evaluará el rendimiento unitario (ton/ha), la calidad y la vida de anaquel en cada una de las localidades de prueba. La evaluación de la calidad y la vida de anaquel se realizará en 20 frutos por tratamiento y localidad en estado de madurez fisiológica cada 30 días durante un año; en cada evaluación 10 de los frutos serán tratados con fungicidas y los otros 10 no recibirán tratamiento, ambos grupos se almacenarán hasta que alcancen la madurez de consumo. Posteriormente, se evaluará la pérdida fisiológica de peso (%) del fruto, así como la incidencia y severidad de la antracnosis en el fruto. Tanto para la incidencia (% del área dañada) como para la severidad (grado del daño) se emplearán escalas de previamente determinadas con valores de 0 al 5, donde 0 es el nivel más bajo y 5 el más alto. La calidad de los frutos se determinará tomando como base la metodología reportada por Santamaría et al. (2007), midiendo parámetros relacionados con el color de cáscara y pulpa (luminosidad, tono e intensidad), textura (firmeza de la cáscara y de la pulpa) y sabor (sólidos solubles totales). El color se determinará con un colorímetro Minolta CR-200; la textura con el analizador de textura de alimentos y los sólidos solubles con refractómetro digital. 3) Capacitación de productores y técnicos. Se impartirán dos cursos de capacitación dirigidos a productores de papaya y agentes de cambio que formen parte del sistema producto papaya, de los municipios de Mocochá y Tizimín en los cuales se darán a conocer las especificaciones del paquete tecnológico empleado en las parcelas de validación y los resultados obtenidos sobre la producción y la calidad del fruto de papaya Maradol, haciendo énfasis en las diferencias y beneficios entre las dos tecnologías evaluadas, así como los costos de implementación de la nueva tecnología, para que los participantes evalúen por sí mismos sus bondades. Los cursos se impartirán después de completar el 60% del periodo de cosecha, cuando los resultados tengan un alto nivel de certeza. Se podrá extender la cobertura de los cursos a productores de otras regiones del estado si la Fundación Produce Yucatán y el Sistema Producto Papaya lo consideran pertinente y lo financian. 4) Demostración de resultados. Durante la etapa de cosecha se hará al menos una demostración de campo en cada una de las parcelas de validación, dirigidas a los productores de papaya de los municipios participantes en este proyecto. Las demostraciones de campo permitirán presentar los resultados obtenidos y las características de las tecnologías evaluadas. Estas demostraciones propiciarán el intercambio de experiencias y el acercamiento entre productores, agentes de cambio e investigadores, a la vez que retroalimentará el proceso de generación y validación de tecnología en torno a este cultivo. 13 Asimismo, las parcelas de demostración estarán abiertas a la visita de los productores a lo largo del ciclo de cultivo de papaya Maradol. Materiales requeridos Los principales materiales que se requieren para esta actividad son los siguientes: 0.5 a 1 Ha de terreno con disponibilidad de agua para el riego. PVC hidráulico de 2” y 3” de diámetro, cintas de riego cal. 8000, iniciales, conectores, filtros, y todo el material requerido para el fertirriego en papayo. 1000 a 2000 plántulas de papaya por localidad Semillas, agroquímicos y Fertilizantes solubles (según programa de nutrición) Utensilios de medición en campo (reglas, verniers, hojas de libro de campo, etc. Herramientas para medición del riego y la nutrición en campo (tensiómetros y extractores de la solución del suelo). Equipo y material de laboratorio de postcosecha (colorímetro, analizador de textura de alimentos, refractómetro, cristalería, etc.). Equipo portátil para el seguimiento del riego y la nutrición (medidores e humedad, caudalímetros, manómetros, ionómetros, medidores de pH y CE, barrenas, etc.). Combustibles, lubricantes y mantenimiento de vehículos para la supervisión de las parcelas de papaya. Gastos de trabajo de campo para el pago de personal eventual para el mantenimiento de la parcela de Mocochá. Materiales y recursos para las demostraciones de campo (papelería, letreros, etc.) Materiales y recursos para los cursos de capacitación (papelería, memorias, etc.). Viáticos para la supervisión en Tizimín y para asistencia a reuniones y/o congresos. Pasajes para asistencia a reuniones y/o congresos. Computadoras e impresoras, papelería, cartuchos de tinta y refacciones de cómputo, así como recursos para el mantenimiento del equipo de cómputo. Otros 14 Bibliografía Aked J. 2000. Fruits and vegetables. In: Kilcast D. and P. Subramaniam (Eds.) The stability and shelf-life of food. CRC Press. Woudhead Publishing Limited. ASERCA. 2010. Reporte diario de Precios al Mayoreo de frutas en diversos mercados internacionales. http://www.infoaserca.gob.mx/frutaseu/fi_mia.asp Bueno J. J. 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Santamaría F. 2007. Índices de maduración y cosecha de Papaya Maradol. V Congreso Iberoamericano de Tecnología Postcosecha y Agroexportaciones. pp. 751 – 759. 15 Santamaría B., F., E. Sauri D., R. Díaz P., A. Larqué S. y J. Santamaría F. 2008. Avances sobre los estándares de calidad de papaya Maradol obtenidos en Yucatán y su relación con las NMX-FF-041-SCFI-2007. V Reunión Estatal de Investigación Agropecuaria, Forestal y Pesca. SIAP. 2007. Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera. Anuario estadístico de la producción agrícola. SAGARPA. http://www.siap.gob.mx/. SIAP. 2008. Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera. Anuario estadístico de la producción agrícola. SAGARPA. http://www.siap.gob.mx/. Thumdee, S., A. Manenoi and R. E. Paull. 2007. Activity of papaya fruit hydrolases during natural softening and modified softening. Acta Hort. 740: 317-322. Valenzuela J. L., A. del Río, A. Sánchez, I. Lopez-Cantero y L. Romero. 1992. 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Productores de papaya Maradol capacitados para mejorar la calidad de sus frutos (Desarrollo de capacidades y habilidades. Ambos productos serán entregados al final del proyecto, después de que el cultivo haya cumplido todo su ciclo (24 meses), a pesar de que en el formato de captura se compromete la entrega a los 12 meses (cuarto trimestre, pero ello sólo fue por razones de formato el cual no permite más de un año de presupuesto. Cuadro 2. Cronograma trimestral de actividades por producto: Producto Actividad I II III IV V Tecnología pata el manejo Muestreo, preparación X hídrico y nutricional de de terrenos, instalación papaya Maradol de sistemas de riego y producción de plántula Establecimiento de X parcelas y aplicación de tratamientos Manejo del cultivo y X X X X X evaluaciones de campo y laboratorio Análisis de resultados y X X X X X elaboración de informes Productores de papaya Capacitación a X X Maradol capacitados para técnicos y productores mejorar la calidad de sus Divulgación de X X frutos resultados VI VII VIII X X X X X X Cuadro 3. Recursos solicitado por trimestre a la Fundación Produce Yucatán A.C. Año Monto solicitado a la Fundación por trimestre ($) I II III IV TOTAL Primer año 173,865.00 118,600.00 116,300.00 76,100.00 484,865.00 Segundo año 53,700.00 65,700.00 25,600.00 0.00 145,000.00 17 Cuadro 4. Resumen de la memoria de cálculo: Presupuesto solicitado por partida y trimestre (pesos). CONCEPTO DEL GASTO I II Gastos inherentes al trabajo de campo y laboratorio 80500.00 34600.00 28300.00 19100.00 13200.00 13200.00 13200.00 0.00 202100.00 Gastos de operación relacionados con el proyecto 93365.00 84000.00 62000.00 57000.00 40500.00 41500.00 12400.00 0.00 390765.00 Actividades requeridas para divulgar y difundir los resultados del proyecto. 0.00 0.00 26000.00 0.00 Equipo y material didáctico para capacitación especializada y difusión. 0.00 0.00 0.00 Gastos de supervisión seguimiento al proyecto 0.00 0.00 173,865.00 118,600.00 TOTAL III IV V VI VII VIII TOTAL 0.00 11000.00 0.00 0.00 37000.00 8000.00 0.00 8000.00 0.00 0.00 12000.00 0.00 5000.00 0.00 0.00 5000.00 0.00 10000.00 116,300.00 89,100.00 53,700.00 73,700.00 30,600.00 0.00 6518,65.00 y 18 Justificación del gasto CONCEPTO DEL GASTO Descripción del gasto de Adquisición de materiales para sistemas de riego: tubería, goteros, válvulas, venturi y accesorios; y, pago de la mano de obra requerida para el establecimiento y mantenimiento de la plantación de Mocochá y para pagar el 60% de la mano de obra requerida para la plantación de Tizimín. Gastos de operación relacionados Compra de materiales de consumo: semillas, todos lo agroquímicos requeridos para el mantenimiento de los cultivos (fertilizantes solubles, plaguicidas, fungicidas, etc.); con el proyecto reactivos para análisis y cristalería de laboratorio; tensiómetros y chupatubos, coas, limas; refacciones, pago de mantenimiento, gasolina y lubricantes para los vehículos que se usarán en la supervisión de las parcelas de validación; memorias, USB, discos duros, discos compactos tintas y papel para impresiones; papelería, lápices, marcadores, etiquetas, bolsas de plástico y de papel, etc. Actividades requeridas para divulgar y Pago de pasajes (aéreo y/o terrestre) para el traslado y para los gastos de hospedaje y alimentación durante la estancia de los investigadores en los lugares en donde se difundir los resultados del proyecto. celebrarán reuniones o congresos para difundir los resultados. Equipo y material didáctico para Material didáctico y materiales de papelería requeridos para los cursos de capacitación especializada y difusión. capacitación y para las demostraciones, también gastos de alimentación de los asistentes a los eventos. Gastos de supervisión y seguimiento Requeridos para el traslado del grupo de evaluación y seguimiento de la FPY a las parcelas de validación, las veces que se considere necesario. al proyecto Gastos inherentes campo y laboratorio al trabajo 19 Relación Beneficio costo La tecnología a validar propone el uso eficiente del agua de riego y de los fertilizantes, así como el empleo adecuado y oportuno de los productos agroquímicos, para mejorar las características de calidad del fruto de papaya Maradol, durante el proceso de producción del cultivo, de tal manera que se reduzcan los problemas que se presentan actualmente durante el manejo poscosecha y que propician la necesidad de tratamientos adicionales con fungicidas para aumentar la vida de anaquel del fruto. La aplicación de la mencionada tecnología reducirá los costos de producción al reducir en un 25% la cantidad de agua de riego aplicada al cultivo y en un 25% la cantidad de fertilizantes empleados durante el proceso de producción y reducirá en un 30% el uso de fungicidas en la etapa de poscosecha. El resultado de estas acciones también incrementará la calidad y la vida de anaquel del fruto. El uso de la tecnología no requiere de una mayor inversión de tiempo y recursos de parte de los productores de papaya Maradol pues mediante la capacitación se les proveerá de la información necesaria para incrementar la eficiencia de su sistema de producción actual, de tal manera que se incrementará la relación Beneficio/Costo del cultivo, aún si el mejoramiento de la calidad no reditúa en un mejor precio. Marco lógico (Ver Cuadro 5) Impactos. Ambientales: Impulsar el uso racional del agua y los fertilizantes para reducir la contaminación y explotación del acuífero del estado de Yucatán mediante el empleo de paquetes tecnológicos para el manejo adecuado y eficiente de la producción del cultivo de papaya. Reducir la cantidad de energía empleada en el sector agrícola mediante el incremento de la productividad del aguay el uso eficiente de los fertilizantes. Económicos: Contribuir a la permanencia y / o incremento del ingreso rural al posibilitar el incremento del rendimiento y la calidad del fruto de papaya así como la productividad de los sistemas de producción bajo esquemas eficientes de uso del agua y los fertilizantes. Proporcionar información para dirigir y priorizar las inversiones de las dependencias públicas involucradas en la producción de papaya para tener mayor eficiencia en la aplicación de los recursos públicos. Reducir los costos unitarios del agua y los fertilizantes por kilogramo de fruta de papaya producida. 20 Cuadro 5. Marco lógico. Fin Propósito Productos Actividades Resumen narrativo Indicadores Medios de verificación Supuestos Contribuir a mejorar la rentabilidad en la producción de papaya Productores de papaya aplican tecnologías que mejoran la calidad del fruto 1. Tecnología para el manejo hídrico y nutricional en papaya Maradol 2. Productores de papaya que mejoran la calidad de sus frutos. 1.1.Muestreo, preparación de terrenos, instalación de sistemas de riego y producción de plántula Mayor calidad y vida de anaquel del fruto de papaya Maradol Tecnología aplicada por los productores. Encuestas en centros de acopio y comercialización y a productores Recorridos de campo Encuestas a productores capacitados Documento con la tecnología recomendada Los productores se capacitan en la tecnología recomendada y se aplica adecuadamente La tecnología se genera, se valida y se divulga entre los productores quienes la aplican en sus cultivos El proyecto es aprobado con un tiempo de duración de dos años y los recursos solicitados. 1.2. Establecimiento de parcelas y aplicación de tratamientos 1.3. Manejo del cultivo y evaluaciones de campo y laboratorio 1.4. Análisis de resultados y elaboración de informes 2.1. Capacitación de productores 2.2. Divulgación de resultados Paquete tecnológico Productores capacitados Conocimiento de la calidad del suelo Terrenos preparados y sistemas de riego instalados. Plántulas producidas Parcelas establecidas Parcelas en cultivo y tratamientos aplicados Datos recolectados por cada evaluación Datos de producción de frutos de papaya Resultados analizados Informe de resultados Cursos de capacitación Demostraciones de campo Cursos de capacitación sobre la tecnología recomendada Resultados de los análisis de laboratorio. Recorridos de campo Recorridos de campo Informe de avances Recorridos de campo Análisis de laboratorio Informe de avances Informe de avances Informe final Listas de asistencia a los cursos Listas de asistencia a los eventos demostrativos Los recursos son oportunamente. Los productores aplican la recomendada. ministrados cooperantes tecnología Se tienen los materiales y suministros en cantidad adecuada y oportunamente. Las condiciones climáticas y de suelo son normales. Los productores y agentes de cambio asisten a los cursos de capacitación y demostraciones de campo. 21 Sociales: Influir en la permanencia de la agricultura como actividad económicamente redituable. Propuestas para un adecuado manejo de los fertilizantes y del agua de riego encaminados a incrementar la eficiencia y reducir los volúmenes empleados (costos) así como el costo de la energía empleada para la extracción del agua lo cual se reflejará también en la economía de los productores. Tecnológicos: Desarrollo de los procesos de riego y fertilización para la producción de papaya de mayor calidad en la zona de estudio. Establecimiento de guías de riego y dosis de fertilización para el cultivo de papaya establecido bajo condiciones similares a las del estudio. Caracterización de los suelos del área de estudio con lo que se podrán hacer recomendaciones de manejo del riego y la fertilización de este cultivo. Conocimiento del comportamiento agronómico del cultivo con diferentes niveles de nutrición y riego y su efecto sobre las diferentes características de calidad del fruto de papaya. Usuarios beneficiarios Directos: los beneficiarios directos serán el productor cooperante, en cuyos terrenos se establecerá la parcela de validación en Colonia Yucatán y seguidamente los productores de papaya Maradol de los municipios de Mocochá y Tizimín, quienes serán los primeros en ser capacitados y en tener mayor acceso a las parcelas de validación. En general todos los productores que sean capacitados. Indirectos: El sistema producto Papaya, que agrupa a representantes de toda la cadena de producción, quienes tendrán beneficios indirectos pues a partir del mejoramiento de la calidad del producto se tendrá repercusión en cada eslabón que lo compone. También serán beneficiadas las instituciones del sector agrícola del estado de Yucatán, pues los resultados podrán ser empleados para la planeación económica del sector en beneficio de múltiples usuarios. Productores cooperantes. Se pretende tener un productor cooperante (C. Neftalí Castillo Hernández) en la localidad de Colonia Yucatán, quien aportará la superficie en la cual se establecerá la parcela de validación (1.0 ha), equipada con sistema de riego y electricidad ($ 25,000.00). También aportará el 40% de la mano de obra ($ 49,500.00) que se empleará en el manejo del cultivo y la cosecha, así como el 40% del costo de los agroquímicos ($ 48,135.00) que se emplearán durante la etapa de producción. La aportación del productor será en especie por un monto equivalente a $ 122,635.00. 22 Registro de parcelas. 1. Parcela de validación-demostración (1.0 ha) en terrenos del C. Neftalí Castillo Hernández (productor cooperante), ubicada en el Ejido de Colonia Yucatán, municipio de Tizimín. 2. Parcela de validación-demostración (0.5 ha) en terrenos del Campo Experimental Mocochá, propiedad del INIFAP, ubicada en el municipio de Mocochá. Grupo de trabajo (mencionado en la primera página). Fortaleza institucional. Los investigadores que conforman el Grupo de trabajo para la ejecución del proyecto adscritos al Campo Experimental Mocochá del Centro de Investigación Regional Sureste del INIFAP cuentan con amplia experiencia profesional (más de 25 años cada uno) y conocimientos suficientes sobre el manejo agronómico del cultivo de papaya y de diversas áreas del conocimiento: nutrición vegetal, manejo del riego, suelos, fitotecnia, biotecnología, desarrollo rural, calidad de frutas, diseño experimental, estadística, plagas y enfermedades del cultivo, elaboración y ejecución de proyectos, transferencia de tecnología, etc. Además, se cuentan con el apoyo de las Redes Nacionales de Investigación en Frutales Tropicales, en Agua y Suelo y en Transferencia de Tecnología, a las cuales pertenecen, por lo que pueden hacer consultas a diversos especialistas. El CE Mocochá tiene instalado un laboratorio de poscosecha de frutos frescos con equipo básico para determinar los principales atributos de calidad (colorímetro, analizador de textura de alimentos, refractómetro); además se cuenta con estufa, refrigerador, vernier y cuarto de almacenamiento de muestras. También se cuenta con medidores portátiles para el seguimiento de la nutrición y la humedad del suelo (ionómetros de nitrato y potasio, medidores de pH y salinidad, medidores de humedad del suelo, caudalímetros, manómetros, barrenas, etc.). También cuenta con terreno para el establecimiento del cultivo de papaya Maradol equipado con una fuente de agua, energía eléctrica y motobomba para el riego del cultivo El equipo de trabajo tiene a su disposición tres vehículos pickup para trasladarse a las parcelas y llevar los insumos necesarios para el cultivo de papaya, los cuales sólo requieren de combustibles, lubricantes y mantenimiento para su adecuada operación. Finalmente, se cuenta con oficinas equipadas con luz, aire acondicionado, Internet, así como con equipo de cómputo (computadoras, impresoras, scanners software) necesarias para la captura y análisis de los datos de campo y laboratorio. 23 Comentarios La duración de este proyecto tiene que ser de dos años debido a que el ciclo del cultivo es anual y se debe cubrir al menos un 80% del periodo de cosecha y de preferencia llegar al término de la misma. A pesar de que en el formato de captura se compromete la entrega de productos en el cuarto trimestre (12 meses), en realidad los productos se entregarán al final del proyecto propuesto (dos años), debido a que es necesario incluir los resultados del ciclo del cultivo de papaya completo en las dos parcelas de validación. Al final del primer año sólo se podrá reportar el comportamiento agronómico del cultivo en cada una de las parcelas hasta la etapa de inicio de cosecha, por lo que no serán resultados definitivos. Los resultados de investigación que se validarán en este proyecto están en proceso y se contará con ellos a mediados de este año por lo que a la fecha de inició ya será posibles realizar las actividades planteadas en el proyecto.