ctr Cultivos Tropicales cultrop 0258-5936 1819-4087 Ediciones INCA 00006 00006 Artículo original Estudio hidrosostenible en el cultivo del tomate, su efecto en el rendimiento y calidad del fruto Rodríguez-Cabello Jesús 1 * Pérez-González Aymara 1 Ortega-García Loreilys 1 Arteaga-Barrueta Mayra 2 Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700 Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) San José de las Lajas Mayabeque 32 700 Cuba Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, carretera a Tapaste y Autopista Nacional. San José de las Lajas. Mayabeque, Cuba Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez” San José de las Lajas Mayabeque Cuba Autor para correspondencia: jesusr@inca.edu.cu 19 03 2020 Apr-Jun 2020 41 2 e06 02 12 2019 19 03 2020 Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons RESUMEN

El tomate es la hortaliza más consumida en el mundo. En Cuba la mayoría de las siembras se concentran en los meses de menores precipitaciones, por lo que se necesita la aplicación de altos volúmenes de agua para el riego. La evolución de la agricultura cubana y los efectos del cambio climático, hace necesario el estudio de las necesidades de agua de los cultivos en cada ambiente, y un nuevo enfoque en su determinación. El presente estudio tiene como objetivo, evaluar diferentes variantes de riego en el cultivo del tomate y su efecto en el rendimiento y calidad del fruto. La investigación se desarrolló en organopónico, mediante ocho tratamientos que oscilaron entre el 10 y el 100 % del volumen de agua aplicado diariamente. Se evaluaron descriptores relacionados con los componentes del crecimiento de las plantas, rendimiento y calidad del fruto. La respuesta de las plantas se caracterizó por el efecto inducido debido a los niveles de riego. En los primeros 40 días a partir de la siembra no se apreció diferencias entre los tratamientos. Las necesidades hídricas de las plantas se hicieron evidentes a partir de la floración. En los tratamientos de mayor estrés hídrico la calidad organoléptica del fruto fue superior. Los resultados indican la posibilidad de reducir al 10 % el suministro hídrico al cultivo del tomate hasta prefloración y al 60 % en las fases siguientes, para obtener frutos de calidad, sin que se afecten los componentes del crecimiento y rendimiento de las plantas.

Palabras clave: crecimiento fructificación estrés hídrico organopónico riego
INTRODUCCIÓN

El tomate (Solanum lycopersicum L.) es la hortaliza más consumida en el mundo, su demanda aumenta continuamente y con ella su cultivo, producción y comercio 1-3. Los consumidores prefieren estos frutos por sus altos niveles de licopeno, betacaroteno, flavonoides, vitamina C y derivados del ácido hidroxicinámico 4-6.

El tomate ocupa el décimo primer lugar de especies más producidas a nivel mundial 7,8. El incremento anual de la producción en los últimos años se debe, principalmente, al aumento en el rendimiento, y en menor proporción al aumento de la superficie de siembra 9.

En Cuba, el cultivo del tomate representa el 50 % del área total dedicada a las hortalizas y la producción oscila alrededor de los 750 000 t 10. Sin embargo, la mayoría de las siembras se concentran entre octubre y enero, donde las precipitaciones difieren de las exigencias hídricas de las plantas, que coinciden con la etapa óptima de la especie, por lo que se necesita la aplicación de altos volúmenes de agua para el riego 11.

El riego en la agricultura es responsable del gasto del 70 % del agua disponible en todo el mundo y una de las principales causas del uso irracional de este recurso. Las dos terceras partes del agua usada en el riego se pierden en el drenaje y la escorrentía por lo que aproximadamente el 30 % se pierde en el almacenamiento y la transportación 12,13. Para lograr la optimización del riego es preciso garantizar que el uso del agua sea eficiente, con alta productividad por cada gota de agua disponible, mediante un método que contribuya al incremento del rendimiento económico 14.

La evolución de la agricultura cubana y los efectos del cambio climático, hacen necesario el estudio de las necesidades de agua de los cultivos en cada ambiente, así como de un nuevo enfoque en su determinación, si tenemos en cuenta que el agua es un recurso esencial, pero cada vez más escaso 15-17. En este sentido, la agricultura urbana se considera una de las soluciones a la adaptación del cambio climático, se relaciona con el ambiente de las ciudades, debido a que mejora el clima, estimula el reciclaje de desechos orgánicos y reduce el consumo de energía 13.

El adecuado manejo del agua es necesario para incrementar el valor nutricional de los alimentos procedentes de la agricultura, que contribuya a la salud de la población, a la equidad social y a la salud de los ecosistemas 13,18,19. Por todo lo antes planteado, el presente estudio tiene como objetivo, evaluar diferentes variantes de riego en el cultivo del tomate, para valorar la producción sostenible con mínimo impacto en el rendimiento y calidad del fruto.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se desarrolló en el Departamento de Fisiología y Bioquímica Vegetal del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), situado en el km 3 ½ de la carretera San José a Tapaste, municipio San José de las Lajas, provincia Mayabeque. El mismo está ubicado en los 23° 00’ de latitud norte y 82° 12’ de longitud oeste y 138 m s.n.m.

La investigación se llevó a cabo en condiciones de organopónico, en ocho recipientes de concreto con 1,67 m3 de capacidad (0,250 m x 0,6 m x 0,44 m) cada uno. Estos contenían grava en el fondo para facilitar el drenaje y una mezcla de suelo Ferralítico Rojo Lixiviado, degradado 20 y cachaza descompuesta en proporción 3:1 v/v de sustrato. Se emplearon semillas de tomate `Mara´ con poder germinativo superior al 90 %.

Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorizado con ocho tratamientos (uno por cada recipiente) y diez repeticiones. Durante todo el ciclo del cultivo y en horas de la mañana se efectuaron diferentes niveles de riego por planta de acuerdo al porcentaje requerido en el tratamiento (Tabla 1), según necesidades del cultivo 21. El resto de las atenciones culturales se realizaron de acuerdo a las recomendaciones del instructivo técnico para el cultivo 22.

Descripción de las variantes de riego en el experimento

Tratamientos Necesidades hídricas diario/planta(L) Volumen de agua aplicado diario/planta (L) Porcentaje de agua aplicado diario/planta (%)
T1 1,5 1,50 100
T2 1,5 1,12 75
T3 1,5 0,90 60
T4 1,5 0,75 50
T5 1,5 0,60 40
T6 1,5 0,45 30
T7 1,5 0,30 20
T8 1,5 0,15 10

Descriptores evaluados Índice de crecimiento de las plantas a los 40, 60 y 75 días después de la siembra (dds)

Altura (cm): con regla graduada, desde el cuello de la raíz hasta la axila de la hoja más joven. Diámetro del tallo (cm): con un bernier (pie de Rey) a partir de dos centímetros por encima del cuello de la raíz. Número de hojas por plantas: conteo visual. Masa seca de las plantas (g): cinco plantas por cada tratamiento, secado en estufa (BrBOXUN) a 70 oC hasta masa constante y pesaje en balanza analítica (Sartorius).

Componentes de la calidad y el rendimiento

Porcentaje de fructificación: las determinaciones del porciento fueron convertidos a arcsen √n para el análisis estadístico e informado su valor real. Diámetro polar (DP) y ecuatorial (DE) del fruto a los 60, 75 y 90 DDS: se midió con un vernier (se tomó como muestra tres frutos por planta). Color de los frutos: se realizó en 10 frutos maduros por tratamiento, cuatro días después de la cosecha: se utilizó un colorímetro Minolta modelo CR-200 (Instruments Inc. (Highland Industrial Park, Inglaterra). Los datos se expresaron en valores L* (luminosidad), a* y b* (coordenadas del color), de la escala CIELAB 23.

Número de frutos por planta: por conteo visual. Para el análisis de los datos se comprobó la normalidad y homogeneidad de la varianza mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov y la prueba de Cochran C, Hartley, Bartlett. Masa promedio de los frutos (g). Rendimiento: por división de la masa total de los frutos en el tratamiento entre el número de frutos totales. Sólidos solubles totales (ºBrix): se determinaron mediante un refractómetro digital modelo NR-151 Instruments Inc. (Highland Industrial Park, Inglaterra). Acidez titulable: se utilizó la metodología propuesta en la norma COVENIN Nº 1151-77, por medio de titulación directa con NaOH (0,1 N).

Para el análisis de los datos se utilizó un ANOVA y análisis de varianza de clasificación simple. Las medias resultantes se compararon con la Prueba de Rangos Múltiples de Duncan 24) o Tuckeypara p≤ 0,05 cuando existieron diferencias significativas entre los tratamientos, procesado mediante el paquete estadístico para Windows Statistical Package for the Social Science (SPSS Inc.) versión 21 25.

RESULTS AND DISCUSSION Índice de crecimiento de las plantas a los 40, 60 y 75 días después de la siembra

El resultado de los Análisis de Varianza muestra el comportamiento del crecimiento de las plantas de tomate `Mara´ a los 40, 60 y 75 dds, sometidas a diferentes variantes de riego (Tabla 2). Se observó un crecimiento exponencial que no resultó vigoroso en los primeros 40 días, pero después se incrementó significativamente hasta los 75 dds, momento en que las plantas fructifican y utilizan sus reservas para esta función fisiológica 26.

Valoración de los índices de crecimiento (alturas y diámetro del tallo) de las plantas de tomate (<italic>Solanum lycopersicum</italic> L.)`Mara´ a los 40, 60 y 75 dds, sometido a diferentes variantes de riego en organopónico

Tratamientos Alturas de las plantas Diámetro del tallo Número hojas Masa seca
40 ddt 60 dds 75 dds 40 dds 60 dds 75 dds 40 ddt 40 ddt
T-1 21,0 52,6 ab 77,9 a 0,56 ab 1,36 a 1,58 a 6,8 2,24 ab
T-2 21,9 58,2 a 73,0 a 0,62 a 1,20 b 1,34 bc 7,6 2,36 a
T-3 19,6 50,8 b 71,4 ab 0,54 ab 1,10 bc 1,38 bc 2,7 2,16 b
T-4 19,1 52,8 ab 63,2 bc 0,56 ab 1,22 b 1,42 b 6,8 2,12 b
T-5 19,3 45,8 bc 57,8 cd 0,50 b 1,00 cd 1,08 d 6,4 2,30 ab
T-6 20,3 46,0 bc 55,9 cd 0,60 a 0,96 cd 1,18 d 6,8 2,12 b
T-7 19,4 39,4 c 54,6 cd 0,56 ab 0,94 d 1,24 cd 7,4 2,13 b
T-8 21,7 41,8 c 51,8 d 0,56 ab 1,00 cd 1,16 d 7,2 2,14 b
E. est. X 2,70 NS 7,54 * 11,15 * 3,05 * 7,54 * 1,24 * 1,43 NS 0,08 *

* Diferencia estadísticamente significativa. NS no existe diferencia estadísticamente significativa. Medias con letras iguales no difieren entre sí, por la Prueba de Duncan (p≤0,05)

No se apreció diferencias en la altura de las plantas y el número de hojas entre los tratamientos evaluados a los 40 dds. Similar comportamiento, en cuanto a diferencias entre tratamiento, se apreció en el diámetro del tallo y la masa seca, con la excepción de los T2 y T5 que difirieron entre sí en el primero y el T2 que no difirió del T1 y T5 en el segundo. Resultado afín al presente se obtuvo en `INCA 9 (1)´ evaluado en España 27.

Se estima que en condiciones climáticas óptimas para el cultivo, una planta adulta requiere entre 0,6 y 1,8 L de agua diario 21. Sin embargo, las raíces del tomate son superficiales en la primera etapa de crecimiento, es por ello, que el suministro diario de 0,15 L de agua por planta en horas de la mañana es suficiente para mantener su turgencia y óptimo crecimiento previo a la fase fenológica de floración.

Se debe tener presente el contenido de abono orgánico aplicado al sustrato, que contribuyó a la retención del agua en el suelo y el desarrollo de las raíces, que no se afectó luego del primer mes después de la siembra, al no existir trasplante a causa de la siembra directa. Estos son aspectos a considerar para el manejo eficiente del riego, porque el cultivo responde al agua disponible en el área radical y cuando se aplica no toda el agua queda retenida en la zona que permite a la raíces tomarla.

La respuesta fisiológica apreciada entre los tratamientos en esta fase fenológica se debe a que las plantas demandan bajos niveles de agua dado su reducido follaje. Las hojas constituyen el órgano fundamental para el proceso fotosintético y la formación de masa seca del vegetal. De ahí, que luego de esta fase fenológica se incrementa el follaje, que implica mayor área foliar y acumulación abundante de masa seca en el propio órgano, que favorece su actividad fisiológica.

A los 60 dds las afectaciones en el crecimiento de las plantas comenzaron a partir de los tratamientos donde se regó por debajo del 50 %.

Las plantas de mayor altura correspondieron a los primeros cuatro tratamientos y las más pequeñas a los dos últimos. Los tratamientos T5 y T6 mantuvieron un comportamiento intermedio, difirieron solamente del T2. Las diferencias entre los tratamientos en esta fase fenológica están dadas por el desarrollo de las plantas. Al incrementar el área foliar, las plantas aumentaron los niveles de transpiración con mayor demanda de agua, debido a cambios en los procesos de fotosíntesis y respiración 13. Se considera que la fase crítica para el cultivo se produce entre los 38 y 80 días después del trasplante, que coincide con la floración y la primera etapa de maduración del fruto 28.

Las diferencias en la altura de las plantas se acentuaron a los 75 dds, a partir del T4 con respecto a los tratamientos del T1 al T3 de mayor crecimiento. Se infiere que cuando el déficit hídrico se aplica lentamente, se dan cambios en procesos de desarrollo que tienen varios efectos sobre el crecimiento. La limitación de la expansión foliar es uno de los procesos más afectados en estas condiciones, porque de ella depende la fotosíntesis 29.

El mayor diámetro del tallo correspondió al T1, regado con el 100 % del agua requerida por la planta a los 60 y 75 dds, seguido por los T2 al T4 (75-50 %) de agua. El déficit hídrico inferior al 50 % afectó el diámetro del tallo de las plantas. Los tallos menos gruesos correspondieron al T8 (10 %) del agua de riego. Sin embargo estos no difirieron de los T5 al T7.

De acuerdo con los resultados mostrados los requerimientos de agua pueden diferir entre las etapas fenológicas. La respuesta de la planta depende del estadio de desarrollo de la misma en el momento del estrés y de la duración y la severidad de este. También, del genotipo y de los factores ambientales que lo provoquen 30.

Componentes del rendimiento Fructificación

El porcentaje de fructificación arrojó diferencias acorde con las variantes de riego aplicados (Figura 1). Los dos primeros tratamientos mostraron mejor porcentaje, mientras que los tratamientos T7 y T8, con menos niveles de riego, alcanzaron los valores más bajos, inferiores al 40 %.En estudios desarrollados en esta especie, se demostró que el consumo de agua aumentó considerablemente durante la etapa de fructificación, atribuible al incremento de las necesidades fisiológica de las plantas en esta etapa 31.

Los tratamientos T3 al T6 con riego entre el 60 y el 40 %, lograron porcentajes de fructificación entre el 73 y el 50 %. Este resultado demuestra la susceptibilidad de las plantas al riego en esta fase fenológica. Es por ello que este componente se utiliza como índice de tolerancia al estrés, basados en el comportamiento diferencial de las accesiones en ambientes estresantes y no estresantes 32.

Efecto del riego en la fructificación del tomate (<italic>Solanun Lycopersicum</italic> L.) `Mara´, sometido a diferentes variantes de riego en organopónico Medias con letras iguales no difieren entre sí, por la Prueba de Duncan (p≤0,05)

Dimensiones del fruto

El crecimiento de los frutos a los 60, 75 y 90 dds, sometido a diferentes variantes de riego se muestran en la Figura 2. Se apreció que el diámetro de los frutos fue descendiente a medida que se incrementó el estrés hídrico. Tanto el diámetro polar (DP) como ecuatorial (DE) de los frutos fue mayor en los dos primeros tratamientos. Los tratamientos T7 y T8 obtuvieron los frutos de menor diámetro en todos los momentos evaluados. Sin embargo, a los 60 dds en el DP sólo difirieron de los tratamientos T1, T2 y T4.

Diámetro polar y ecuatorial de los frutos de tomate (<italic>Solanum LycopersicumL</italic>.) `Mara´, sometido a diferentes variantes de riego en organopónico Medias con letras iguales no difieren entre sí, por la Prueba de Duncan (p≤0,05)

Según se ha visto, el estrés por déficit hídrico por leve que sea afecta el tamaño del fruto. Puede ser positivo para su calidad en parámetros como firmeza, sabor y vida anaquel, pero con frutos más pequeños.

Color del fruto

El color delos frutos cuatro días después de la cosecha se muestra en la tabla 3. La luminosidad (L*), fue mayor en los tratamientos T1 y T2 con respecto al resto de los tratamientos, que no difirieron entre sí. En las dos coordenadas los valores fueron positivos e inferiores en la coordenada a* con respecto a la coordenada b*, que indicó que los ángulos de tono son intermedio entre el claro y oscuro, alejados del gris.

En la coordenada a* los mayores valores correspondieron a los tratamientos del T8 al T6, aunque este último sólo difirió de los T1 y T2 que arrojaron los valores más bajos. En la coordenada b* el T5 fue semejante a los tratamientos de mayor estrés hídrico. Estos valores corresponden al color rojo más intenso con respecto a los tratamientos T1 al T3, que mostraron colores rojo claro.

Los cambios en el color de los frutos están controlados por enzimas que son altamente dependientes del etileno, que regulan la síntesis de licopeno, b-caroteno y la degradación de la clorofila 33. Resultados semejantes al presente se obtuvieron en tomate Cherry sometidos a déficit hídrico 34.

Color de los frutos de tomate (<italic>Solanum Lycopersicum</italic> L.) `Mara´ cuatro días después de la cosecha, sometido a diferentes variantes de riego en organopónico

Color del fruto 4 días después de la cosecha
Tratamientos L* a* b*
1 45,1 a 12,5 c 35,2 a
2 44,7 ab 14,9 c 37,7 a
3 42,0 bcd 18,6 b 34,0 b
4 41,5 cd 19,3 b 33,4 bc
5 40,8 d 19,9 b 31,1cd
6 41,6 cd 21,5 ab 31,6 cd
7 41,9 cd 24,4 a 31,4 cd
8 40,6 d 23,7 a 30,9 d
E.est.X 2,4 3,6 3,0

Medias con letras iguales no difieren entre sí, por la Prueba de Duncan (p≤0,05)

El color rojo intenso apreciado en los tratamientos de mayor estrés hídrico revela mayor contenido de licopeno, que resulta significativo para la agricultura, alimentación, nutrición, salud, entre otros. El mercado de estos compuestos como ingredientes de alimentos crece continuamente. Por otra parte, muchos estudios concluyen que niveles apropiados en la dieta pueden ser positivos en la protección contra enfermedades por sus propiedades antioxidantes 35.

Calidad interna del fruto

Los valores promedios de ºBrix y acidez titulable en `Mara´ se muestran en la Figura 3. Se apreció variabilidad y similitud entre estos indicadores y el incremento del estrés por déficit hídrico en las plantas con diferencias entre tratamientos.

Los ºBrix mostraron los menores valores para los tratamientos donde se regó por encima de 50 % (T1 al T4). Resultados afines a estos se obtuvieron en 15 cultivares de tomate evaluados en España 36. En otros estudios se lograron valores igual o mayor a 4,0 ºBrix, que se consideran significativos, debido a que existe relación directa entre los sólidos solubles y la firmeza de los frutos 37.

Evaluación bromatológica en frutos de tomate (<italic>Solanum Lycopersicum</italic> L.) `Mara´ 4 días después de la cosecha, sometido a diferentes variantes de riego en organopónico Medias con letras iguales no difieren entre sí, por la Prueba de Duncan (p≤0,05)

En el resto de los tratamientos se destacaron del T6 al T8, de mayor estrés hídrico. Los ºBrix es

el índice de mayor influencia en el rendimiento industrial y más que el carácter varietal, existen factores ambientales que determinan el contenido en sólidos solubles, especialmente las temperaturas y el agua durante el período de maduración, que pueden hacer que estos varíen para frutos de un mismo cultivar entre 4 y 7 % 37.

La acidez, también logró los mayores porcentajes en los tratamientos de mayor estrés hídrico, mientras que los tratamientos del T1 al T5 alcanzaron valores entre 0,5 y 0,7 %. Resultado similar a estos se obtuvieron en Cuba 38. El autor planteó que aun cuando los valores son relativamente altos, no afecta las propiedades organolépticas de los frutos, que por el contrario, esta es una característica deseada cuando los frutos son destinados a la industria.

La acidez total es debida a la presencia de diversos ácidos orgánicos (tartárico, málico, acético, cítrico, succínico, glutámico, entre otros). El ácido cítrico predomina y suele oscilar entre 0,35 y 0,40 g/100 ml de zumo 36. Se reconoce como buenos los valores por encima de 0,5 % 37.

Los azúcares reductores y la acidez total influyen sobre el sabor del fruto. En estudios desarrollados en tomate Cherry fue demostrado que con la reducción de más del 50 % del agua de riego el fruto mantuvo su calidad tanto comercial como nutricional y funcional 35.

Rendimiento

El resultado de los análisis de varianza realizados para el rendimiento mostró correspondencia entre los tratamientos más productivos y los niveles de riego aplicados en los diferentes descriptores (Tabla 4). Los tratamientos T1 al T3 sobresalieron en el número de frutos y la masa promedio de los frutos por planta, que conllevó a un mayor rendimiento. Valores afines para este cultivar se obtuvieron en condiciones de campo en Cuba, con promedio de 12 frutos por plantas y masa de 94 g 5.

Los tratamientos T7 y T8 mostraron el menor número de frutos por planta, mientras que los tratamientos del T4 al T6 alcanzaron valores superiores a estos, sin diferencias entre sí para este descriptor. Sin embargo, la masa promedio de los frutos y el rendimiento fue inferior a partir del tratamiento T6. Se ha demostrado que cuando no se suministra la cantidad de agua necesaria para la planta, se afecta el rendimiento del cultivo 39. No obstante, estudios en plantas de tomate sometidas a déficit hídrico revelaron, que en la mayoría de los casos la disminución del riego aplicado a las plantas no tuvo efecto negativo en el rendimiento y sus componentes 6.

En tomate tipo bola cultivado en condiciones de invernadero, la respuesta de las plantas con respecto al crecimiento, rendimiento y masa de los frutos fue positiva a medida que se redujo la cantidad de agua aplicada con respecto al volumen máximo recomendado 40. También, al estudiar las afectaciones de estrategias de riego deficitario regulado, aplicado en diferentes fases fenológicas del tomate se encontró mayor calidad de los frutos y de la productividad del agua cuando el riego se aplicó con un coeficiente de cultivo (Kc de 0,8). Sin embargo, cuando se aplicó un Kc de 0,6 en las etapas de floración y desarrollo del fruto se obtuvieron pérdidas importantes del rendimiento 41.

Evaluación del rendimiento y sus componentes en tomate (<italic>Solanum Lycopersicum</italic> L.) `Mara´, sometido a diferentes variantes de riego en organopónico

Tratamientos Frutos por planta Masa del fruto(g) Rendimiento(kg/planta)
1 11,6 a 96,8 a 1,1 a
2 11,9 a 91,7 a 1,1 a
3 11,4 a 94,7 a 1,1 a
4 8,8 b 86,8 b 0,8 b
5 8,5 b 86,9 b 0,7 b
6 8,1 b 65,5 c 0,5 c
7 7,0 d 63,4 c 0,4 c
8 7,1 d 66,9 c 0,5 c
E. est. X 0,20 1,83 0,03

Medias seguidas de una misma letra, no difieren entre sí por la prueba de Tukey (p≤0,05)

CONCLUSIONES

La respuesta de las plantas de tomate, cultivadas en condiciones de organopónico, se caracteriza por un efecto inducido debido a los diferentes niveles de riego. Los resultados indican la posibilidad de reducir al 10 % el suministro hídrico al cultivo del tomate desde la siembra hasta prefloración y al 60 % en las fases siguientes, para obtener frutos de mejor calidad, sin que se afecten los componentes del crecimiento y rendimiento de las plantas en organopónico.

BIBLIOGRAFÍA 1. Florido Bacallao M, Álvarez Gil M. Aspectos relacionados con el estrés de calor en tomate Solanum lycopersicum L. Cultivos Tropicales. 2015;36:77-95. Florido Bacallao M Álvarez Gil M Aspectos relacionados con el estrés de calor en tomate Solanum lycopersicum L Cultivos Tropicales 2015 36 77 95 2. González B, Fortis H, Preciado R, Segura C, Salazar Sosa E, García H, et al. Calidad fitoquímica de tomate Saladette producido con sustratos orgánicos bajo condiciones de invernadero. Phyton (Buenos Aires). 2016;85(1):71-8. González B Fortis H Preciado R Segura C Salazar Sosa E García H Calidad fitoquímica de tomate Saladette producido con sustratos orgánicos bajo condiciones de invernadero Phyton (Buenos Aires) 2016 85 1 71 78 3. Allende M, Salinas L, Rodríguez F, Olivares N, Riquelme J, Antúñez A, et al. Manual de cultivo del tomate bajo invernadero. INIA. Santiago de Chile-Chile. 2017;112. Allende M Salinas L Rodríguez F Olivares N Riquelme J Antúñez A Manual de cultivo del tomate bajo invernadero INIA Santiago de Chile-Chile 2017 112 112 4. López L. Manual Técnico del cultivo de tomate Solanum lycopersicum L. Innovación para la seguridad alimentaria y nutricional en Centroamérica y Panamá. Costa Rica. Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología ...; 2017. 130 p. López L. Manual Técnico del cultivo de tomate Solanum lycopersicum L. Innovación para la seguridad alimentaria y nutricional en Centroamérica y Panamá Costa Rica Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología 2017 130 130 5. Moya-López CC, Orozco-Crespo E, Mesa-Fleitas ME. Ferias de agro-biodiversidad cubanas: vía para la selección de variedades de tomate. Agronomía Mesoamericana. 2016;27(2):301-10. Moya-López CC Orozco-Crespo E Mesa-Fleitas ME Ferias de agro-biodiversidad cubanas vía para la selección de variedades de tomate Agronomía Mesoamericana 2016 27 2 301 310 6. Dell'Amico-Rodríguez JM, Guillama R, González MC. Respuesta de cinco líneas de tomate Solanum lycopersicum L. cultivadas en dos variantes de riego, en condiciones de campo. Cultivos Tropicales. 2018;39(4):78-85. Dell'Amico-Rodríguez JM Guillama R González MC. Respuesta de cinco líneas de tomate Solanum lycopersicum L cultivadas en dos variantes de riego, en condiciones de campo Cultivos Tropicales 2018 39 4 78 85 7. FAOSTAT. Crops [Internet]. 2016 [cited 24/03/2020]. Available from: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC. FAOSTAT Crops Internet 2016 24/03/2020 Available from: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC 8. Coyago Cruz E del R. Estudio sobre el contenido en carotenoides y compuestos fenólicos de tomates y flores en el contexto de la alimentación funcional. [Internet]. De Sevilla; 2017 [cited 24/03/2020]. 238 p. Available from: https://idus.us.es/handle/11441/77389 Coyago Cruz E del R. Estudio sobre el contenido en carotenoides y compuestos fenólicos de tomates y flores en el contexto de la alimentación funcional Internet De Sevilla 2017 24/03/2020 Available from: https://idus.us.es/handle/11441/77389 9. Arcauce Lozano M. Aplicación de técnicas de riego deficitario en tomate para industria y sus efectos sobre la producción y calidad de la cosecha. Universidad de Sevilla. 2015;68. Arcauce Lozano M. Aplicación de técnicas de riego deficitario en tomate para industria y sus efectos sobre la producción y calidad de la cosecha Universidad de Sevilla 2015 68 68 10. Terry Alfonso E, Falcón Rodríguez A, Ruiz Padrón J, Carrillo Sosa Y, Morales Morales H. Respuesta agronómica del cultivo de tomate al bioproducto QuitoMax(r). Cultivos Tropicales. 2017;38(1):147-54. Terry Alfonso E Falcón Rodríguez A Ruiz Padrón J Carrillo Sosa Y Morales Morales H Respuesta agronómica del cultivo de tomate al bioproducto QuitoMax(r) Cultivos Tropicales 2017 38 1 147 154 11. González MC, Mukandama JP, Fuentes JL, Sevillano E. Nuevos mutantes de tomate para uso industrial tolerantes a bajos insumos hídricos. Cultivos Tropicales. 2007;28(3):89-90. González MC Mukandama JP Fuentes JL Sevillano E Nuevos mutantes de tomate para uso industrial tolerantes a bajos insumos hídricos Cultivos Tropicales 2007 28 3 89 90 12. FAO. Evaluación de los Recursos Hídricos Renovables. [Internet]. 2016 [cited 24/03/2020]. Available from: http://www.fao.org/aquastat/en/ FAO Evaluación de los Recursos Hídricos Renovables Internet 2016 24/03/2020 Available from: http://www.fao.org/aquastat/en/ 13. Aguilar CCRB. El manejo integrado del agua en la agricultura: necesidad de implementación y aspectos vinculados. Revista Científica Agroecosistemas. 2017;5(2):40-54. Aguilar CCRB El manejo integrado del agua en la agricultura necesidad de implementación y aspectos vinculados Revista Científica Agroecosistemas 2017 5 2 40 54 14. Kadasiddappa MM, Rao VP, Reddy KY, Ramulu V, Devi MU, Reddy SN. Effect of irrigation (drip/surface) on sunflower growth, seed and oil yield, nutrient uptake and water use efficiency-A review. Agricultural reviews. 2017;38(2):152-8. Kadasiddappa MM Rao VP Reddy KY Ramulu V Devi MU Reddy SN Effect of irrigation (drip/surface) on sunflower growth, seed and oil yield, nutrient uptake and water use efficiency-A review Agricultural reviews 2017 38 2 152 158 15. Aurín R. Agua y desarrollo sostenible. Aplicación de los objetivos de desarrollo sostenible relacionados con el agua. La relevancia de la tecnología. Revista Iberoamericana agua. 2015;2(1):104. Aurín R Agua y desarrollo sostenible Aplicación de los objetivos de desarrollo sostenible relacionados con el agua. La relevancia de la tecnología Revista Iberoamericana agua 2015 2 1 104 104 16. Alaña Castillo TP, Capa Benítez LB, Sotomayor Pereira JG. Desarrollo sostenible y evolución de la legislación ambiental en las MIPYMES del Ecuador. Revista Universidad y Sociedad. 2017;9(1):91-9. Alaña Castillo TP Capa Benítez LB Sotomayor Pereira JG Desarrollo sostenible y evolución de la legislación ambiental en las MIPYMES del Ecuador Revista Universidad y Sociedad 2017 9 1 91 99 17. Puebla JH. Estudio de las necesidades de agua de los cultivos, una demanda permanente, un nuevo enfoque. Revista Ingeniería Agrícola. 2017;5(1):52-7. Puebla JH Estudio de las necesidades de agua de los cultivos, una demanda permanente, un nuevo enfoque Revista Ingeniería Agrícola 2017 5 1 52 57 18. Brown Manrique O, Gallardo Ballat Y, Correa Santana A, Barrios García S. El cambio climático y sus evidenciasen las precipitaciones. Ingeniería hidráulica y Ambiental. 2015;36(1):88-101. Brown Manrique O Gallardo Ballat Y Correa Santana A Barrios García S El cambio climático y sus evidenciasen las precipitaciones Ingeniería hidráulica y Ambiental 2015 36 1 88 101 19. López-Seijas T. Matrices integradoras de acciones para la implementación de medidas de adaptación al cambio climático a escala local. Revista Ingeniería Agrícola. 2017;6(4):23-31. López-Seijas T Matrices integradoras de acciones para la implementación de medidas de adaptación al cambio climático a escala local Revista Ingeniería Agrícola 2017 6 4 23 31 20. Hernández Jiménez A, Cabrera Rodríguez A, Borges Benítez Y, Vargas Blandino D, Bernal Fundora A, Morales Díaz M, et al. Degradación de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados y sus indicadores de la Llanura Roja de La Habana. Cultivos Tropicales. 2013;34(3):45-51. Hernández Jiménez A Cabrera Rodríguez A Borges Benítez Y Vargas Blandino D Bernal Fundora A Morales Díaz M Degradación de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados y sus indicadores de la Llanura Roja de La Habana Cultivos Tropicales 2013 34 3 45 51 21. Merino Ruiz GAM. Producción de semillas híbridas de tomate Solanum lycopersicum L. determinados o indeterminados en el valle de Cañete. 2017;78. Merino Ruiz GAM. Producción de semillas híbridas de tomate Solanum lycopersicum L. determinados o indeterminados en el valle de Cañete 2017 78 78 22. MINAGRI. Instructivo técnico para organopónicos y huertos intensivos. Minagri La Habana; 1998. 74 p. MINAGRI Instructivo técnico para organopónicos y huertos intensivos Minagri La Habana 1998 74 74 23. McGuire RG. Reporting of objective color measurements. HortScience. 1992;27(12):1254-5. McGuire RG Reporting of objective color measurements HortScience 1992 27 12 1254 1255 24. Duncan DB. Multiple range and multiple F tests. Biometrics (International Biometric Society). 1995;11(1):1-42. Duncan DB Multiple range and multiple F tests Biometrics (International Biometric Society) 1995 11 1 1 42 25. SPSS. Manual de usuario del sistema básico de IBM SPSS Statistics. Vol. 21. IBM USA; 2011. 484 p. SPSS Manual de usuario del sistema básico de IBM SPSS Statistics 21 IBM USA 2011 484 484 26. Alemán Pérez RD, Domínguez Brito J, Rodríguez Guerra Y, Soria Re S. Indicadores morfológicos y productivos del cultivo del tomate en Invernadero con manejo agroecológico en las condiciones de la Amazonía Ecuatoriana. Centro Agrícola. 2016;43(1):71-6. Alemán Pérez RD Domínguez Brito J Rodríguez Guerra Y Soria Re S Indicadores morfológicos y productivos del cultivo del tomate en Invernadero con manejo agroecológico en las condiciones de la Amazonía Ecuatoriana Centro Agrícola 2016 43 1 71 76 27. Dell Amico JM, Fernández F, Nicolás Nicolás E, Sánchez-Blanco M de J. Crecimiento, relaciones hídricas y aprovechamiento nutricional en el tomate inoculado con un inoculante micorrízico en soporte líquido. Cultivos Tropicales. 2015;36(4):77-85. Dell Amico JM Fernández F Nicolás Nicolás E Sánchez-Blanco M de J. Crecimiento, relaciones hídricas y aprovechamiento nutricional en el tomate inoculado con un inoculante micorrízico en soporte líquido Cultivos Tropicales 2015 36 4 77 85 28. García C. Manejo del riego en el cultivo de tomate industria. Revista INIA. 2007;12:26-9. García C Manejo del riego en el cultivo de tomate industria Revista INIA 2007 12 26 29 29. Nilsen ET, Orcutt DM. Physiology of plants under stress. Abiotic factors. Physiology of plants under stress. Abiotic factors. 1996; Nilsen ET Orcutt DM. Physiology of plants under stress. Abiotic factors. Physiology of plants under stress. Abiotic factors 1996 30. Cattivelli L, Rizza F, Badeck F-W, Mazzucotelli E, Mastrangelo AM, Francia E, et al. Drought tolerance improvement in crop plants: an integrated view from breeding to genomics. Field Crops Research. 2008;105(1-2):1-14. Cattivelli L Rizza F Badeck F-W Mazzucotelli E Mastrangelo AM Francia E Drought tolerance improvement in crop plants an integrated view from breeding to genomics Field Crops Research 2008 105 1-2 1 14 31. Peña-Casadevalls MS, Vargas-Rodríguez P. Tecnología del riego por succión para la producción de tomate Lycopersicon esculentum L. en condiciones controladas. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias. 2018;27(2):1-9. Peña-Casadevalls MS Vargas-Rodríguez P Tecnología del riego por succión para la producción de tomate Lycopersicon esculentum L en condiciones controladas Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias 2018 27 2 1 9 32. Florido Bacallao M, Bao Fundora L, Lara Rodríguez RM, Álvarez Gil M, Dueñas Hurtado F, Shagarodsky Scull T. Evaluación de la tolerancia a la sequía en tomate Solanum lycopersicum L. utilizando los índices de tolerancia. Cultivos Tropicales. 2016;37(1):128-35. Florido Bacallao M Bao Fundora L Lara Rodríguez RM Álvarez Gil M Dueñas Hurtado F Shagarodsky Scull T Evaluación de la tolerancia a la sequía en tomate Solanum lycopersicum L utilizando los índices de tolerancia Cultivos Tropicales 2016 37 1 128 135 33. Martínez-González ME, Balois-Morales R, Alia-Tejacal I, Cortes-Cruz MA, Palomino-Hermosillo YA, López-Gúzman GG. Poscosecha de frutos: maduración y cambios bioquímicos. Revista mexicana de ciencias agrícolas. 2017;8(19):4075-87. Martínez-González ME Balois-Morales R Alia-Tejacal I Cortes-Cruz MA Palomino-Hermosillo YA López-Gúzman GG Poscosecha de frutos maduración y cambios bioquímicos Revista mexicana de ciencias agrícolas 2017 8 19 4075 4087 34. Matsuzoe N, Zushi K, Johjima T. Effect of soil water deficit on coloring and carotene formation in fruits of red, pink, and yellow type cherry tomatoes. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. 1998;67(4):600-6. Matsuzoe N Zushi K Johjima T Effect of soil water deficit on coloring and carotene formation in fruits of red, pink, and yellow type cherry tomatoes Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 1998 67 4 600 606 35. Coyago-Cruz E, Corell M, Stinco CM, Hernanz D, Moriana A, Meléndez-Martínez AJ. Effect of regulated deficit irrigation on quality parameters, carotenoids and phenolics of diverse tomato varieties Solanum lycopersicum L. Food Research International. 2017;96:72-83. Coyago-Cruz E Corell M Stinco CM Hernanz D Moriana A Meléndez-Martínez AJ Effect of regulated deficit irrigation on quality parameters, carotenoids and phenolics of diverse tomato varieties Solanum lycopersicum L Food Research International 2017 96 72 83 36. Ciruelos-Calvo A, De la Torre R, González-Ramos C. Parámetros de calidad en el tomate para industria. La agricultura y la ganadería extremeñas, http://eia. unex. es/EIIAA/P ortals/0/L a. 2008;13(31):157. Ciruelos-Calvo A De la Torre R González-Ramos C. Parámetros de calidad en el tomate para industria La agricultura y la ganadería extremeñas http://eia. unex. es/EIIAA/P ortals/0/L 2008 13 31 157 157 37. Cabello JR. Obtención de híbridos F1 de tomate Solanum lycopersicon L. Estimación de parámetros genético-estadísticos del rendimiento y sus componentes. UNIVERSIDAD DE LA HABANA; 2006. 83 p. Cabello JR. Obtención de híbridos F1 de tomate Solanum lycopersicon L. Estimación de parámetros genético-estadísticos del rendimiento y sus componentes UNIVERSIDAD DE LA HABANA 2006 83 83 38. Dell´Amico J. Comportamiento de plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.) ante condiciones de abastecimiento hídrico del suelo. [ISAAC]; 1992. 27 p. Dell´Amico J. Comportamiento de plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.) ante condiciones de abastecimiento hídrico del suelo ISAAC 1992 27 27 39. Guerra DD, Grajales LC, Rojas LR. Efecto del riego y la fertilización sobre el rendimiento y la calidad de la fruta de lima ácida Tahití Citrus latifolia Tanaka Rutaceae. Corpoica. Ciencia y Tecnología Agropecuaria. 2015;16(1):87-93. Guerra DD Grajales LC Rojas LR Efecto del riego y la fertilización sobre el rendimiento y la calidad de la fruta de lima ácida Tahití Citrus latifolia Tanaka Rutaceae Corpoica Ciencia y Tecnología Agropecuaria 2015 16 1 87 93 40. Macías-Duarte R, Grijalva-Contreras RL, Robles-Contreras F. Efecto de tres volúmenes de agua en la productividad y calidad de tomate bola Lycopersicon esculentum Mill. bajo condiciones de invernadero. Biotecnia. 2010;12(2):11-9. Macías-Duarte R Grijalva-Contreras RL Robles-Contreras F Efecto de tres volúmenes de agua en la productividad y calidad de tomate bola Lycopersicon esculentum Mill bajo condiciones de invernadero Biotecnia 2010 12 2 11 19 41. Nangare DD, Singh Y, Kumar PS, Minhas PS. Growth, fruit yield and quality of tomato Lycopersicon esculentum Mill. as affected by deficit irrigation regulated on phenological basis. 2016;171:73-9. Nangare DD Singh Y Kumar PS Minhas PS Growth, fruit yield and quality of tomato Lycopersicon esculentum Mill. as affected by deficit irrigation regulated on phenological basis 2016 171 73 79 Original Article Hydrosustainable study in tomato cultivation, its effect on fruit yield and quality Rodríguez-Cabello Jesús 1 * Pérez-González Aymara 1 Ortega-García Loreilys 1 Arteaga-Barrueta Mayra 2 Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700 Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, carretera a Tapaste y Autopista Nacional. San José de las Lajas. Mayabeque, Cuba Author for correspondence: jesusr@inca.edu.cu ABSTRACT

Tomato is the most consumed vegetable in the world. In Cuba, most sowings are concentrated in the months of lower rainfall, so the application of high volumes of water for irrigation is needed. The evolution of Cuban agriculture and the effects of climate change, makes it necessary to study the water needs of crops in each environment, and a new focus on their determination. The objective of this study is to evaluate different irrigation variants in tomato cultivation and its effect on fruit yield and quality. The research was carried out in organoponic, using eight treatments that ranged between 100 and 10 % of the volume of water applied daily. Descriptors related to the components of plant growth, yield and fruit quality were evaluated. The response of the plants was characterized by the induced effect due to the different levels of irrigation. In the first 40 days after planting, no differences were observed between treatments. The water needs of the plants became evident from flowering. In the treatments of greater water stress, the organoleptic quality of the fruit was superior. The results indicate the possibility of reducing the water supply to the tomato crop to 10 % until pre-flowering and 60 % in the following phases, to obtain quality fruits, without affecting the components of plant growth and yield.

Key words: tomato growth fruiting water stress yield fruit quality
INTRODUCTION

The tomato (Solanum lycopersicum L.) is the most consumed vegetable in the world; its demand increases continuously and with it its cultivation, production and trade 1-3. Consumers prefer these fruits for their high levels of lycopene, beta-carotene, flavonoids, vitamin C and hydroxycinnamic acid derivatives 4-6.

Tomatoes occupy the eleventh place in the list of most produced species worldwide 7,8. The annual increase in production in recent years is mainly due to the increase in yield, and to a lesser extent to the increase in planting area 9.

In Cuba, tomato cultivation represents 50 % of the total area dedicated to vegetables and production ranges around 750,000 t 10. However, most plantings are concentrated between October and January, where rainfall differs from the water requirements of the plants, which coincide with the optimal stage of the species, so the application of high volumes of water is needed to irrigation 11.

Irrigation in agriculture is responsible for spending 70 % of the water available worldwide and one of the main causes of the irrational use of this resource. Two thirds of the water used in irrigation is lost in drainage and runoff, and approximately 30 % is lost in storage and transportation 12,13.To achieve irrigation optimization, it is necessary to guarantee that water use is efficient, with high productivity for each drop of water available, using a method that contributes to increasing economic performance 14.

The evolution of Cuban agriculture and the effects of climate change, makes it necessary to study the water needs of crops in each environment, as well as a new approach in its determination, if we consider that water is an essential resource, but increasingly scarce 15-17. In this sense, urban agriculture is considered one of the solutions to the adaptation of climate change, is related to the environment of cities, because it improves the climate, stimulates the recycling of organic waste and reduces energy consumption 13).

Proper water management is necessary to increase the nutritional value of food from agriculture, which contributes to the health of the population, social equity and the health of ecosystems 13,18,19. For all the aforementioned, the present study aims to evaluate different irrigation variants in tomato cultivation, to assess sustainable production with minimal impact on fruit yield and quality.

MATERIALS AND METHODS

The experiment was developed in the Department of Plant Physiology and Biochemistry of the National Institute of Agricultural Sciences (INCA), located at km 3 ½ of the San José to Tapaste highway, San José de las Lajas municipality, Mayabeque province. It is located at 23° 00’ north latitude and 82° 12’ west longitude and 138 m a.s.l.

The research was carried out under organoponic conditions, in eight concrete containers with a 1.67 m3 capacity (0.250m x 0.6m x 0.44m) each. These contained gravel at the bottom to facilitate drainage and a mixture of leached Red Ferralitic soil, degraded 20 and decomposed cachaça in a 3:1 v/v ratio of substrate. Tomato 'Mara' seeds with germination power greater than 90 % were used.

A completely randomized experimental design with eight treatments (one for each container) and ten repetitions was used. Throughout the crop cycle and in the morning, different levels of irrigation per plant were according to the percentage required in the treatment carried out (Table 1), according to the needs of the crop 21. The rest of the cultural services were performed according to the recommendations of the technical instructions for cultivation 22.

Description of the irrigation variants in the experiment

Treatments Daily water needs/plant (L) Daily applied water volume/plant (L) Percentage of water applied daily/plant (%)
T1 1.5 1.50 100
T2 1.5 1.12 75
T3 1.5 0.90 60
T4 1.5 0.75 50
T5 1.5 0.60 40
T6 1.5 0.45 30
T7 1.5 0.30 20
T8 1.5 0.15 10

Evaluated descriptors Growth rate of plants at 40, 60 and 75 days after planting (dap)

Height (cm): with a ruler, from the root neck to the axilla of the youngest leaf. Stem diameter (cm): with a vernier (vernier caliper) from two centimeters above the root neck. Number of leaves per plant: visual count. Dry mass of the plants (g): five plants for each treatment, oven drying (BrBOXUN) at 70 ºC until constant mass and weighing on the analytical balance (Sartorius).

Components of quality and performance

Fruiting percentage: the determinations of the percentage were to arcsen √n for statistical analysis converted and informed of their real value. Polar (DP) and equatorial (DE) diameter of the fruit at 60, 75 and 90 DAP: it was measured with a vernier (three fruits per plant were taken as a sample). Fruit color: performed on 10 mature fruits per treatment, four days after harvest: a Minolta model CR-200 colorimeter (Instruments Inc. (Highland Industrial Park, England) was used. Data were expressed in L * values. (Luminosity), a* and b* (color coordinates), from the CIELAB scale 23.

Number of fruits per plant: by visual count. For the analysis of the data, the normality and homogeneity of the variance were verified using the Kolmogorov-Smirnov test and the Cochran C, Hartley, Bartlett test. Average fruit mass (g). Yield: by dividing the total mass of fruits in the treatment by the number of total fruits. Total soluble solids (ºBrix): they were determined by means of a digital refractometer model NR-151 Instruments Inc. (Highland Industrial Park, England). Titratable acidity: the methodology proposed in COVENIN standard No. 1151-77 was used, by means of direct titration with NaOH (0.1 N).

For the analysis of the data, an ANOVA and analysis of variance of simple classification were used. The resulting means were compared with the Duncan Multiple Range Test 24) or Tuckey for p≤ 0.05 when there were significant differences between treatments, processed using the statistical package for Windows Statistical Package for the Social Science (SPSS Inc.) version 21 25.

RESULTS AND DISCUSSION Plant growth rate at 40, 60 and 75 days after planting

The result of the Variance Analysis shows the growth behavior of the `Mara´ tomato plants at 40, 60 and 75 dap, subjected to different irrigation variants (Table 2). Exponential growth was observed that was not vigorous in the first 40 days, but then increased significantly up to 75 dap, at which time the plants bear fruit and use their reserves for this physiological function 26.

Assessment of growth rates (heights and stem diameter) of tomato plants (<italic>Solanum lycopersicum</italic> L.) `Mara´ at 40, 60 and 75 dap, subjected to different variants of organoponic irrigation

Treatments Height of plants Stem diameter Leaves number Dry mass
40 dap 60 dap 75 dap 40 dap 60 dap 75 dap 40 dap 40 dap
T-1 21.0 52.6 ab 77.9 a 0.56 ab 1.36 a 1.58 a 6.8 2.24 ab
T-2 21.9 58.2 a 73.0 a 0.62 a 1.20 b 1.34 bc 7.6 2.36 a
T-3 19.6 50.8 b 71.4 ab 0.54 ab 1.10 bc 1.38 bc 2.7 2.16 b
T-4 19.1 52.8 ab 63.2 bc 0.56 ab 1.22 b 1.42 b 6.8 2.12 b
T-5 19.3 45.8 bc 57.8 cd 0.50 b 1.00 cd 1.08 d 6.4 2.30 ab
T-6 20.3 46.0 bc 55.9 cd 0.60 a 0.96 cd 1.18 d 6.8 2.12 b
T-7 19.4 39.4 c 54.6 cd 0.56 ab 0.94 d 1.24 cd 7.4 2.13 b
T-8 21.7 41.8 c 51.8 d 0.56 ab 1.00 cd 1.16 d 7.2 2.14 b
E. est. X 2.70 NS 7.54 * 11.15 * 3.05 * 7.54 * 1.24 * 1.43 NS 0.08 *

*Statistically significant difference. NS there is no statistically significant difference. Means with equal letters do not differ from each other, by Duncan's Test (p≤0.05)

There were no differences in the height of the plants and the number of leaves between the treatments evaluated at 40 dap. Similar behavior, regarding differences between treatments, was observed in the stem diameter and dry mass, with the exception of T2 and T5 that differed from each other in the first and T2 that did not differ from T1 and T5 in the second. Result related to the present was obtained in `INCA 9 (1)´ evaluated in Spain 27.

It is estimated that in optimal climatic conditions for cultivation, an adult plant requires between 0.6 and 1.8 L of water daily 21. However, tomato roots are superficial in the first stage of growth, which is why the daily supply of 0.15 L of water per plant in the morning is sufficient to maintain its turgidity and optimal growth prior to phenological phase of flowering.

Keep in mind the content of organic fertilizer applied to the substrate, which contributed to the retention of water in the soil and the development of the roots, which was not affected after the first month after planting as there was no transplant due to the direct sowing. These are aspects to consider for efficient irrigation management, because the crop responds to the water available in the root zone and when it is applied, not all the water is retained in the area that allows the roots to take it.

The physiological response appreciated between the treatments in this phenological phase is because the plants demand low water levels given their reduced foliage. The leaves constitute the fundamental organ for the photosynthetic process and the formation of dry mass of the vegetable. Hence, after this phenological phase, the foliage increases, which implies a greater leaf area and abundant accumulation of dry mass in the organ itself, which favors its physiological activity.

At 60 days, the affectations in the growth of the plants began from the treatments where it watered below 50 %. The highest plants corresponded to the first four treatments and the smallest to the last two. Treatments T5 and T6 maintained an intermediate behavior, differing only from T2. The differences between the treatments in this phenological phase are given by the development of the plants. By increasing the leaf area, plants increased transpiration levels with higher water demand, due to changes in photosynthesis and respiration processes 13. The critical phase for cultivation is considered to occur between 38 and 80 days after transplanting, which coincides with flowering and the first stage of fruit ripening 28.

The differences in the height of the plants were accentuated at 75 dap, from T4 with respect to the treatments from T1 to T3 with the highest growth. It is inferred that when the water deficit is applied slowly, there are changes in development processes that have various effects on growth. Limiting leaf expansion is one of the most affected processes under these conditions, because photosynthesis depends on it 29.

The largest stem diameter corresponded to T1, irrigated with 100 % of the water required by the plant at 60 and 75 days, followed by T2 at T4 (75-50 %) of water. Water deficit of less than 50 % affected the diameter of the stem of the plants. The least thick stems corresponded to T8 (10 %) of the irrigation water. However, these did not differ from T5 to T7.

According to the results shown, the water requirements may differ between the phenological stages. The response of the plant depends on the stage of development of the plant at the time of stress and its duration and severity. In addition, the genotype and the environmental factors that cause it 30.

Yield components Fructification

The fruiting percentage showed differences according to the irrigation variants applied (Figure 1). The first two treatments showed a better percentage, while treatments T7 and T8, with less irrigation levels, reached the lowest values, less than 40 %. In studies carried out on this species, it was shown that water consumption increased considerably during the fruiting stage, attributable to the increase in the physiological needs of plants at this stage 31.

Treatments T3 to T6 with irrigation between 60 and 40 %, achieved fruiting percentages between 73 and 50 %. This result demonstrates the susceptibility of plants to irrigation in this phenological phase. For this reason, this component is used as an index of stress tolerance, based on the differential behavior of accessions in stressful and non-stressful environments 32.

Effect of irrigation on the fruiting of the tomato (<italic>Solanun Lycopersicum</italic> L.) `Mara´, subjected to different variants of organoponic irrigation Means with equal letters do not differ from each other, by Duncan's Test (p≤0.05)

Dimensions of the fruit

The growth of the fruits at 60, 75 and 90 dap, subjected to different irrigation variants are shown in figure 2. It was appreciated that the diameter of the fruits was decreasing as the water stress increased. Both the polar (DP) and equatorial (DE) diameter of the fruits were greater in the first two treatments. Treatments T7 and T8 obtained the smallest diameter fruits at all times evaluated. However, at 60 dap in the PD they only differed from the T1, T2 and T4 treatments.

Polar and equatorial diameter of tomato fruits (<italic>Solanum Lycopersicum</italic> L.) `Mara´, subjected to different variants of organoponic irrigation Means with equal letters do not differ from each other, by Duncan's Test (p≤0.05)

As has been seen, water deficit stress, however slight, affects the size of the fruit. It can be positive for its quality in parameters such as firmness, flavor and shelf life, but with smaller fruits.

Fruit color

The color of the fruits four days after harvest is shown in Table 3. The luminosity (L*) was higher in the T1 and T2 treatments with respect to the rest of the treatments, which did not differ from each other. In both coordinates the values were positive and lower in a* coordinate with respect to the b* coordinate, which indicated that the tone angles are intermediate between light and dark, away from gray.

In a* coordinate, the highest values corresponded to treatments from T8 to T6, although the latter only differed from T1 and T2, which yielded the lowest values. In the b* coordinate, T5 was similar to the treatments with greater water stress. These values correspond to the most intense red color with respect to treatments T1 to T3, which showed light red colors.

Enzymes that are highly dependent on ethylene, which regulate the synthesis of lycopene, b-carotene, and the breakdown of chlorophyll 33, control changes in fruit color. Similar results to the present were obtained in cherry tomato subjected to water deficit 34.

Color of tomato fruits (<italic>Solanum Lycopersicum</italic> L.) `Mara´ four days after harvest, subjected to different variants of organoponic irrigation

Fruit color 4 days after harvest
Treatments L* a* b*
1 45.1 a 12.5 c 35.2 a
2 44.7 ab 14.9 c 37.7 a
3 42.0 bcd 18.6 b 34.0 b
4 41.5 cd 19.3 b 33.4 bc
5 40.8 d 19.9 b 31.1 cd
6 41.6 cd 21.5 ab 31.6 cd
7 41.9 cd 24.4 a 31.4 cd
8 40.6 d 23.7 a 30.9 d
E. est. X 2.4 3.6 3.0

Means with equal letters do not differ from each other, by Duncan's Test (p≤0.05)

The intense red color appreciated in the treatments of greater water stress reveals a greater content of lycopene, which is significant for agriculture, food, nutrition, health, among others. The market for these compounds as food ingredients is continually growing. On the other hand, many studies conclude that appropriate levels in the diet can be positive in the protection against diseases due to its antioxidant properties 35.

Internal quality of the fruit

The average values of ºBrix and titratable acidity in `Mara´ are shown in Figure 3. Variability and similarity were observed between these indicators and the increase in stress due to water deficit in plants with differences between treatments.

The ºBrix showed the lowest values for the treatments where it watered above 50 % (T1 to T4). Similar results were obtained in 15 tomato cultivars evaluated in Spain 36. In other studies, values equal to or greater than 4.0 ºBrix were achieved, which are considered significant, since there is a direct relationship between soluble solids and fruit firmness 37.

Bromatological evaluation in fruits of tomato (<italic>Solanum Lycopersicum</italic> L.) `Mara´ 4 days after the harvest subjected to different irrigation variants in organoponic

In the rest of the treatments, T6 to T8 stood out, with greater water stress. ºBrix is the index with the greatest influence on industrial performance and more than the varietal character, there are environmental factors that determine the content of soluble solids, especially temperatures and water during the ripening period, which can cause them to vary for fruits of the same cultivar between 4 and 7 % 37.

Acidity also achieved the highest percentages in the treatments with the highest water stress, while treatments from T1 to T5 reached values between 0.5 and 0.7 %. Similar results were obtained in Cuba 38. The author stated that even when the values are relatively high; it does not affect the organoleptic properties of the fruits, which, on the contrary, is a desired characteristic when the fruits are destined for industry.

Total acidity is due to the presence of various organic acids (tartaric, malic, acetic, citric, succinic, glutamic, among others). Citric acid predominates and usually ranges from 0.35 to 0.40 g/100 ml of juice 36. Values above 0.5 % are recognized as good 37.

Reducing sugars and total acidity influence the flavor of the fruit. In studies carried out on cherry tomato, it was shown that with the reduction of more than 50 % of the irrigation water, the fruit maintained its commercial, nutritional and functional quality 35.

Yield

The result of the analyzes of variance carried out for the yield showed a correspondence between the most productive treatments and the irrigation levels applied in the different descriptors (Table 4). The treatments T1 to T3 excelled in the number of fruits and the average fruit mass per plant, which led to a higher yield. Related values for this cultivar were obtained under field conditions in Cuba, with an average of 12 fruits per plant and a mass of 94 g 5.

Treatments T7 and T8 showed the lowest number of fruits per plant, while treatments from T4 to T6 reached higher values than these, with no differences between them for this descriptor. However, the average fruit mass and yield was lower from the T6 treatment. It has been shown that when the quantity of water necessary for the plant is not supplied, the crop yield is affected 39. However, studies in tomato plants subjected to water deficit revealed that, in most cases, the decrease in irrigation applied to plants did not have a negative effect on the yield and its components 6.

In ball-type tomatoes grown under greenhouse conditions, the response of the plants with respect to the growth, yield and fruit mass was positive as the amount of water applied was reduced with respect to the maximum recommended volume 40. Also, when studying the effects of regulated deficit irrigation strategies, applied in different phenological phases of tomato, higher fruit quality and water productivity were found when irrigation was applied with a cultivation coefficient (Kc of 0.8). However, when a Kc of 0.6 was applied in the flowering and fruit development stages, significant yield losses were obtained 4.

Evaluation of the yield and its components in tomato (<italic>Solanum Lycopersicum</italic> L.) `Mara´, subjected to different variants of organoponic irrigation

Treatments Fruits per plant Fruit Mass(g) Yield(kg/plant)
1 11.6 a 96.8 a 1.1 a
2 11.9 a 91.7 a 1.1 a
3 11.4 a 94.7 a 1.1 a
4 8.8 b 86.8 b 0.8 b
5 8.5 b 86.9 b 0.7 b
6 8.1 b 65.5 c 0.5 c
7 7.0 d 63.4 c 0.4 c
8 7.1 d 66.9 c 0.5 c
E. est. X 0.20 1.83 0.03

Means followed by the same letter do not differ from each other by the Tukey test (p≤0.05)

CONCLUSIONS

The response of tomato plants, grown under organoponic conditions, is characterized by an induced effect due to different levels of irrigation. The results indicate the possibility of reducing the water supply to the tomato crop to 10 % from planting to pre-flowering and to 60 % in the following phases, to obtain better quality fruits, without affecting the components of growth and yield of the organoponic plants.

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