RESUMEN GRÁFICO

Figura 1.
Diagrama de los procesos del desarrollo del estudio.
autores.

1. INTRODUCCIÓN

La ciruela variedad Horvin (Prunus doméstica L.) es una especie cuyo origen se sitúa en distintas áreas geográficas, destacándose el Cáucaso, Anatolia (Turquía) y Persia (Irán) (Sánchez, 2015; Mirheidari et al., 2020). Dentro del género Prunus se distinguen numerosas especies frutícolas denominadas en su conjunto 'frutas de hueso' entre las cuales se encuentran P. doméstica Lindl (ciruelas europeas) y P. salicina Lindl (ciruelas japonesas) con diversidad de variedades en cada una de ellas (Batlle et al., 2018). En Colombia, la producción de ciruela es de gran importancia debido a las altas producciones que se llevan a cabo en el país, siendo este el caso en 2019, donde se produjeron más de 18 millones de toneladas de ciruela, ocupando alrededor de 1361 hectáreas (Amado et al., 2021).

El ciruelo es un árbol caducifolio de hasta 7 m de alto, con un tronco que se agrieta conforme envejece y de ramas erguidas; sus hojas son obovadas, elípticas u ovado-lanceoladas; el tronco posee una corteza pardo-azulada, brillante, lisa o agrietada longitudinalmente, el cual produce ramas alternas, pequeñas y delgadas, algunas veces lisas y glabras, y otras, pubescentes y vellosas (Sánchez, 2015).

Según Villegas (2009), la planta de ciruelo presenta las siguientes características: el sistema radicular tiene raíces largas, fuertes, flexibles, onduladas, poco ramificadas y profundas, las cuales emiten brotes nuevos con frecuencia; las flores son solitarias o germinadas, raramente en fascículos de 3 a 5 con pedicelos glabros o pubescentes de 8 a 15 mm; el fruto es una drupa redonda u oval recubierta de una cera blanquecina denominada pruina, presenta un color amarillo, rojo, negro o violáceo y posee un pedúnculo mediano y velloso, en su interior, se encuentra un hueso oblongo y comprimido, algo áspero, que contiene en su interior la semilla del fruto. Como lo manifiesta Medina-Torres (2000), se han propuesto diversos parámetros para determinar la madurez de las ciruelas en la recolección, siendo los más usuales, el color de la epidermis y la dureza de la pulpa. Respecto a la fisiología de su maduración, las ciruelas han sido tradicionalmente clasificadas como frutos climatéricos (Sánchez, 2015; Motyleva et al., 2021).

Según la FAO (2002), a través de los años, los agricultores han desarrollado una serie de métodos para alterar las condiciones medioambientales de sus cultivos, para anticipar y mejorar la calidad de la producción. Las características climáticas de una zona deben analizarse en relación con las necesidades de las plantas que se intentan cultivar; las heladas destruyen a las especies de estación cálida; las temperaturas por debajo de 10 a 12 ºC, durante una serie de días consecutivos, afectan el comportamiento y condicionan la productividad tanto cualitativa como cuantitativamente. La latitud del lugar y la estación del año condicionan las necesidades de fotoperíodo de los cultivos, y está ligada a la duración de la noche más que a la del día; la temperatura del suelo es un factor medioambiental determinante; asimismo, se menciona que hay un valor umbral mínimo de temperatura del suelo fijado aproximadamente en 15 ºC (FAO, 2002).

Las investigaciones que se han llevado a cabo en cultivos de ciruela incluyen trabajos en caracterización fisicoquímica del crecimiento y desarrollo de los frutos (Parra-Coronado et al., 2006), junto con estudios del efecto de las condiciones climáticas y de cultivo sobre los procesos fisiológicos de la planta o ecofisiología (Perea et al., 2010). Por lo tanto, para el presente trabajo, se tuvo como objetivo determinar la influencia de las condiciones climáticas de cultivo sobre la calidad en cosecha de los frutos de ciruela variedad Horvin, cultivados en el municipio de Nuevo Colón (Boyacá, Colombia).

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Localización y caracterización de las zonas de estudio

Las muestras de fruto se recolectaron durante el período comprendido entre el cuaje de fruto y la cosecha, durante dos cosechas, en cuatro localidades ubicadas a diferente altitud en el municipio de Nuevo Colón (Boyacá, Colombia). Las diversas actividades de manejo de cultivo fueron iguales para las cuatro localidades, con el fin de garantizar condiciones similares. La localidad 1 (vereda Tejar Alto) se encuentra ubicada en las coordenadas 5º 21' 25,61” N y 73º 27' 41,51” O, a una altitud media 2449 m s.n.m.; la localidad 2 (vereda Tejar Bajo) a 5º 20' 32,79” N y 73º 27' 47,41” O y altitud media 2285 m s.n.m.; la localidad 3 (vereda Tejar Bajo) a 5º 20' 21,33” N y 73º 27' 49,32” O y altitud media 2215 m s.n.m.; la localidad 4 (vereda Tejar Bajo) a 5º 20' 17,56” N y 73º 27' 453,85” O y altitud media 2195 m s.n.m. La región de estudio se caracteriza por lluvias tipo monomodal.

Las variables climáticas de las localidades estudiadas fueron tomadas en los años 2015 y 2016. Los datos meteorológicos registrados para el estudio corresponden a temperatura, humedad relativa y precipitación en las cuatro localidades, para lo cual se utilizaron termohigrómetros RTH 10 (Extech Instruments, MA, USA), con capacidad de almacenamiento hasta de 16.000 datos de humedad relativa (HR) y 16.000 datos de temperatura en las escalas de medición de 0 a 100% de HR y -40 a +70 °C, los cuales registraron datos cada 10 min. La información correspondiente a precipitación se calculó con pluviómetros de 50 mm de capacidad, instalados en el centro de cada una de las localidades de observación. Para el estudio se seleccionaron árboles ubicados en la parte central de cada localidad, con el fin de evitar el efecto de borde.

Diseño experimental y toma de muestras

Para la investigación se marcaron 10 árboles por surco y dos surcos por localidad, para un total de 80 árboles evaluados durante dos periodos diferentes de producción (año 2015 y 2016). Para el estudio de la variación del crecimiento (tamaño y peso) y de las características fisicoquímicas y fisiológicas, se tomó un fruto al azar por árbol cada dos semanas a partir del día 17 (cuaje), cuando los frutos tuvieron suficiente tamaño para poder realizar los respectivos análisis, y hasta la cosecha.

Variables medidas

Las variables medidas corresponden a la variación del peso, longitud mayor del fruto (Da), intensidad respiratoria y color (Hue), las cuales se evaluaron a los 17, 32, 47, 62, 77 y 92 días a partir de la formación inicial del fruto de ciruela variedad Horvin, tomando un fruto de cada árbol, en diez arboles de cada localidad, para cada muestreo.

Las variables de crecimiento medidas en el estudio fueron: variación de la masa fresca individual del fruto (g), mediante el uso de una balanza electrónica PC2000 (Mettler, USA), precisión 0,01 g; el diámetro ecuatorial y longitudinal del fruto (mm), se determinó con un calibrador manual (KANON Vernier, USA) con rangos desde 6” / 150 mm hasta 24” / 600 mm con graduaciones de 1/20 mm a 1/128”, 1/20 mm a 1/1000”, 1/50 mm, con cuatro formas de medición y precisión de 0,01 mm. La variación de la firmeza de la cáscara y de la pulpa del fruto, se determinó tomando una lectura por fruto mediante el uso de un texturómetro Broofield CT3- 4500 (Broofield Engineering, Middleboro, MA, USA) con sonda TA39 (de 2 mm de diámetro) y precisión de ±0,5%.

El color de la epidermis del fruto de ciruela variedad Horvin (ángulo Hue; ºh) se estableció utilizando un colorímetro Minolta CR-400 (Konica Minolta, Ramsey, NJ, USA).

Para la medición de solidos solubles totales (SST) se aplicó la norma NTC 4624 (Icontec, 1999a) y se utilizó un refractómetro Eclipse (Bellingham Stanley, Tunbridge Well, UK) con escala de 0 a 32 y precisión de 0,2 ºBrix. La cuantificación de acidez total titulable (ATT) se determinó siguiendo la norma NTC 4623 (Icontec, 1999). La relación de madurez (RM) se calculó a partir de la relación entre los sólidos solubles totales y la acidez total titulable (SST/ATT) (Parra-Coronado, 2014). Las condiciones climáticas registradas en cada una de las localidades durante los períodos de estudio (dos cosechas en dos años consecutivos), se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1.

Condiciones climáticas de las localidades durante el desarrollo del fruto de ciruela.

autores. ¹Días calendario transcurridos desde cuajamiento de fruto hasta cosecha. ²A Altitud de cada localidad observada (m.s.n.m.). ³T Temperatura media desde cuajamiento de fruto hasta cosecha (°C). ⁴HR Humedad relativa media desde cuajamiento de fruto hasta cosecha (%). ⁵P Precipitación media acumulada desde cuajamiento de fruto hasta cosecha (mm). ⁶Densidad aparente encontrada en cada localidad (g/cm3). ⁷Datos de Fertilidad de acuerdo con el análisis de suelo reportado por el Instituto Agustín Codazzi para cada localidad (2005).

Análisis estadístico

Para analizar el comportamiento de cada una de las variables se utilizó el programa estadístico IBM-SPSS v.22 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA), realizando con este, el análisis de correlación para las variables anteriormente descritas; los datos fueron evaluados mediante estadística descriptiva, considerando la desviación estándar como factor de dispersión; adicionalmente, se realizó un análisis de varianza, para determinar diferencias entre las localidades y posterior comparación de promedios, a través de una prueba de Tukey (P≤0,05).

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Crecimiento del fruto

El crecimiento del fruto de ciruela variedad Horvin se caracteriza por presentar tres etapas diferentes: un crecimiento lento hasta el día 47 a partir del cual la tasa de crecimiento decrece hasta el día 62; desde este día y hasta el día 92 (madurez fisiológica), los frutos tienen una mayor tasa de crecimiento, lo cual es acorde con la teoría de crecimiento en frutos de hueso de crecimiento sigmoidal doble (Guerra y Rodrigo, 2021).

El peso que el fruto gana (Figura 2), a partir del día 62 con respecto al peso final oscila entre 32% y 58% para la localidad 1, mientras que para la localidad 2 está ganancia oscila entre el 25% y 42%, para la localidad 3 entre 45% y 62% y para la localidad 4 entre 45% y 65%; este comportamiento es similar en otros frutos como lo señalan Parra-Coronado et al. (2006), donde se evidencia la necesidad de hacer una recolección en el momento apropiado, para que el rendimiento y los ingresos del productor no se vean afectados.

Los resultados de esta investigación indicaron que los frutos que se cosechan a una altitud mayor y menor (localidades 1 y 4), alcanzan un tamaño y peso mayores que los producidos a altitudes medias (localidades 2 y 3) tal como lo muestra la Figura 2; esto concuerda con estudios realizados para otros productos como la feijoa (Parra-Coronado, 2015). La segunda cosecha de las localidades 2 y 4, presentó un comportamiento totalmente atípico debido probablemente al periodo de transición hacia el fenómeno de ‘la niña’, cuya precipitación fue de 114,22%.

Figura 2.
Variación de la masa fresca desde cuaje hasta cosecha del fruto de ciruela variedad Horvin para las cuatro localidades, las barras representan la desviación estándar.
autores.

En la Figura 2 se observa que la masa fresca del fruto de ciruela en el momento de cosecha es superior para aquellos frutos que se producen a menor altitud, requiriendo un mayor número de días calendario y mayor tiempo térmico. Estos resultados concuerdan con Fischer et al. (2007) quienes encontraron que el desarrollo en uchuva era más prolongado (75 días), a 2690 m s.n.m. comparado con 66 días a 2300 m s.n.m., incremento que fue relacionado con la menor temperatura en el sitio de mayor altitud (Fischer et al., 2019).

La menor masa y tamaño en frutos de ciruela, al momento de la cosecha (Tabla 2), se produjo en condiciones de altitud media, ya que cuando los organismos vegetales están expuestos a mayor radiación solar, estos van a manifestar una mayor tasa de transpiración, lo que desencadena un prolongado transporte de agua y nutrientes como lo indican Fischer et al. (2019) y Khalili et al. (2020), pues afirman que la temperatura es una función de la longitud del día y tiene una estrecha relación con el crecimiento de las plantas.

Tabla 2.

Análisis de frutos de ciruela variedad Horvin recién cosechados en diferentes zonas del municipio de Nuevo Colón.

autores. 1. Peso (g). 2. Intensidad respiratoria (mg CO₂ kg^-1 h^-1). 3. Sólidos solubles totales (°Brix). 4. Acidez Total Titulable.

El diámetro y la longitud presentan la misma tendencia de un comportamiento ascendente (Tabla 1), a medida que el peso aumenta se espera que el diámetro también aumente, como lo manifiesta Parra-Coronado et al. (2006) en frutos de ciruela variedad Horvin.

Intensidad Respiratoria (IR)

A medida que el fruto se desarrolla, la IR va disminuyendo hasta la senescencia. En la Figura 2, se observa que la localidad 1 tiene una IR más elevada con una tasa de 871,14 mg kg^-1 h^-1 de CO₂ y se mantiene la tendencia en la localidad 2 y 3 con valores 863,77 y 867,06 mg kg^-1 h^-1 de CO₂ respectivamente, lo cual concuerda con Medina-Torres (2000), quien afirma que, las ciruelas son frutos climatéricos, capaces de proseguir la maduración aun después de la recolección, ya que la mínima actividad respiratoria coincide con la madurez de cosecha y durante el proceso de maduración de las ciruelas ocurren cambios de color en la epidermis y en la pulpa, asimismo, el contenido de, SST aumenta y la ATT disminuye. El menor valor de IR ocurre en la localidad 3, lo que concuerda con los datos registrados de peso y tamaño.

Figura 3.
Variación de la intensidad respiratoria (IR) desde cuajamiento hasta cosecha del fruto de ciruela variedad Horvin para las cuatro localidades, las barras representan la desviación estándar.
autores.

Relación de Madurez (RM)

La RM presenta una tendencia de crecimiento a través del tiempo (Figura 3); según Álvarez-Herrera et al. (2021): “a medida que el fruto crece, la RM aumenta. Este comportamiento se explica porque los SST aumentan y la ATT disminuye a medida que el fruto de ciruela variedad Horvin se desarrolla”.

Los SST aumentan y la ATT disminuye en los frutos de ciruela, en las dos cosechas y en las cuatro localidades. A medida que el fruto se desarrolla, se observa a partir del día 17 un leve crecimiento (Figura 3), pero entre el día 50 y 60 se presenta un crecimiento con mayor pendiente; ocho días aproximadamente antes de alcanzar la madurez fisiológica se obtiene la mayor masa en fresco para la primera cosecha en la localidad cuatro, mientras que para la segunda cosecha de esta misma localidad se obtiene el menor valor (45,47 y 34,30 respectivamente), lo que explica el aumento del metabolismo en el fruto, ya que la relación de madurez es muy importante. Al respecto, Álvarez-Herrera et al. (2015) mencionan que la cosecha tardía limita la conservación debido a que los frutos son más susceptibles a daños mecánicos y a la invasión de microorganismos, así como a la incidencia de desórdenes fisiológicos como lo son el pardeamiento y decaimiento interno. De igual manera, la fruta desarrolla un aroma y sabores extraños; adicionalmente, la textura de la pulpa se torna harinosa, lo que implica que la madurez de cosecha sea más crítica cuando la fruta es comercializada en mercados distantes.

Figura 4.
Variación de la relación de madurez (RM) desde cuajamiento hasta cosecha del fruto de ciruela variedad Horvin para las cuatro localidades, las barras representan la desviación estándar.
autores.

Cambio de color

El ángulo Hue (ºh) en los frutos de ciruela no presentan una tendencia predecible en su comportamiento, se presentaron variaciones significativas en la cosecha uno (localidad: 1, 2, 3, 4), mientras que en la cosecha dos el comportamiento fue más uniforme. En el día 35, el ángulo es mayor debido a que la coloración cambia de verde a amarillo, luego toma un color con pigmentos rosados y por último pasa a rojo, lo que representa una buena aproximación en el cambio de tonalidad (Hernández et al., 2007). El °h mostró valores bajos (45,99°) en la localidad uno, mientras que en la localidad cuatro fue mayor (108,2°); los valores de las localidades dos y tres fueron intermedios.

Análisis de correlaciones

El análisis de correlaciones muestra que a medida que la masa fresca del fruto de ciruela variedad Horvin aumenta (Tabla 3), también lo hace su longitud (r=0,80) y RM (r=0,81), mientras que disminuyen las variables de IR (r=-4,79), Angulo Hue (r=-0,56) y la ATT (r=0,137), lo que concuerda con lo enunciado por Parra-Coronado (2006) para el fruto de pera, y López (2018) para la guayaba. Los demás datos muestran una correlación mínima que pueden tener cierta interacción.

Tabla 3.

Matriz de correlación de variación de las características fisicoquímicas y fisiológicas durante el crecimiento del fruto de ciruela para las cuatro localidades

autoresNota: 1. Masa fresca. 2. Diámetro. 3. Índice respiratorio. 4. Ángulo Hue. 5. Sólidos Solubles Totales. 6. Relación de Madurez. 7. Acidez Total Titulable.

Características fisicoquímicas en la cosecha

El análisis de varianza muestra que se presentan grandes diferencias estadísticas para las variables °h y longitud, entre las localidades y las cosechas medidas (Tabla 4), lo que indica que estas variables están condicionadas por el clima presentado en cada una de las localidades y por el período de establecimiento de cada cultivo durante el desarrollo del fruto (Fischer et al., 2007; Medina-Torres, 2000).

Tabla 4.

Características del fruto de ciruela variedad Horvin en el momento de la cosecha.

autores. ¹Ángulo de color Hue (°h), ²Longitud del fruto (Da) (mm), ³Masa fresca del fruto (g), ⁴Intensidad Respiratoria (IR) (mg kg^-1 h^-1 de CO2), ⁵Sólidos Solubles Totales (SST) (ºBrix), ⁶Acidez Total Titulable (ATT) (%).

En cuanto al °h se observa que hay diferencias entre la localidad 1 y 4 (Tabla 4), para la primera cosecha, pero para la segunda cosecha no muestra diferencias. En la localidad 2 y 3 en la primera cosecha no se manifiestan diferencias, pero sí las hay en la segunda cosecha. Se aprecia la influencia de las condiciones climáticas, específicamente de la precipitación de una cosecha a otra, para todas las localidades. El análisis de promedios indica que existen diferencias para la misma localidad entre cosechas, para los parámetros de tamaño, peso y ATT. El peso y el tamaño del fruto en el momento de la cosecha fueron mayores para los frutos obtenidos en la segunda cosecha, en todas las localidades, lo que corresponde a los periodos de más alta precipitación.

La comparación de medias (Tabla 4) muestra que la IR y la concentración de SST no mostraron diferencias estadísticas en el momento de la cosecha para las localidades estudiadas, indicando que, probablemente, estos parámetros no serán afectados por las condiciones climáticas prevalecientes en el cultivo.

4. CONCLUSIONES

Los resultados muestran que las condiciones climáticas de cada localidad como humedad relativa, temperatura media y precipitación, influyen en el desarrollo del fruto de ciruela variedad Horvin, y se manifiestan principalmente en variables como peso, ángulo Hue y relación de madurez.

El análisis de correlaciones muestra que a medida que el peso del fruto aumenta, también lo hace el diámetro, la ATT y la concentración de SST; mientras que disminuyen el ángulo Hue y la intensidad respiratoria.

La condición climática que mayor incidencia tuvo en el desarrollo del fruto de ciruela variedad Horvin fue la precipitación acumulada durante el período de estudio en cada una de las localidades evaluadas.

Agradecimientos

Ninguno por declarar.

LITERATURA CITADA

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Información adicional

CÓMO CITAR: Orjuela-Ángulo, M., Álvarez-Herrera, J. y Camacho-Tamayo, J. (2023). Efecto de las condiciones climáticas sobre algunas características fisicoquímicas y fisiológicas en el crecimiento de frutos de ciruela variedad Horvin. Revista de Investigación Agraria y Ambiental 15(1), 97 - 113. https://doi.org/10.22490/21456453.6566

CONTRIBUCIÓN DE LA AUTORÍA: Primer autor: metodología, investigación, análisis de datos, escritura, borrador original. Segundo autor: investigación, conceptualización, análisis de datos, revisión. Tercer autor: análisis de datos, revisión y edición.

CONFLICTO DE INTERESES: Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

Enlace alternativo

https://hemeroteca.unad.edu.co/index.php/riaa/article/view/6566 (html)

https://hemeroteca.unad.edu.co/index.php/riaa/article/view/6566/6571 (pdf)